• 400 928 5100

Pasternack博客

论可调谐谐振器,及其与滤波器和振荡器之关系(上)

可调谐谐振器为一种用于产生射频频率或从信号中选择特定频率的装置。此类装置在其各固有频率下振荡时表现出共振特性,而此类固有频率称为共振频率。其中,所述振荡既可以为电磁振荡,也可以为机械振荡。可调谐谐振器用于各种无线电设备,尤其用于可调谐无线电设备、测试设备及频率捷变雷达。

谐振器类型

谐振器对于振荡器和滤波器的性能至关重要,常见谐振器类型包括传输线谐振器、同轴谐振器、介质谐振器、晶体谐振器、陶瓷谐振器、表面声波(SAW)谐振器、体声波(BAW)谐振器以及钇铁石榴石(YIG)谐振器。

电感/电容(LC)储能电路谐振器实例

以简单的晶体管收音机为例,此类收音机将电感/电容(LC)振荡器用作调谐器。当所接收的无线电信号与LC谐振电路的共振频率相匹配时,所述调谐器允许其以相对较低的电阻通过;然而,当接收信号与LC电路的共振频率不同时,该调谐器将大幅削弱该信号。在该例中,所述谐振器中的电容器或电感器允许调节。具体而言,当转动收音机上的调谐钮时,可实现对相应可变元件的调节,从而使得谐振器的共振频率发生变化。大多数射频和微波滤波器由一个或多个耦合谐振器组成,而且该谐振器的品质因数(Q因数)决定了相应滤波器的接收灵敏度。

传输线谐振器和同轴谐振器

传输线可实现射频或微波电磁波的宽带传输。由于传输线本身的性质,可以选择某一段传输线并令其以特定频率谐振,从而使得其实质上构成具有极高Q因数的调谐LC电路。平面传输线谐振器用于共面、带状及微带传输线,而且在体积较小时还可用于微波电路系统。同轴谐振器用于压控振荡器(VCO)、同轴谐振振荡器(CRO)及滤波器元件中。此外,此类谐振器也用作振荡器、带通/带阻滤波器及电磁干扰(EMI)滤波器的元器件。

介质谐振器

介质谐振器由非导电材料(通常为陶瓷)制成,用于微波和毫米波频段。此类谐振器通过表面介电常数的快速变化而将电磁波局限于其内部,并令其在两侧表面上来回反弹前行。在谐振频率下,电磁能量在谐振器中形成大幅振荡的驻波。该谐振频率由谐振器的物理尺寸和材料介电常数决定。介质谐振器可代替滤波器和振荡器等元件中的谐振腔,而且由于εr值较高,因此在小尺寸设计中较有优势。由于此类谐振器不但具有电磁波损耗低电磁波效果,而且能够实现较高的Q因数,因此主要用作对无线电波频率进行控制的毫米波电子振荡器,或用作带通滤波器和带通天线。