Обзор резонаторов и фильтров

Опубликовано 25.09.2013 Ведущий Антон Панкратов

Резонансные контуры, созданные из катушек индуктивности и конденсаторов, и мосты из резисторов и конденсаторов были первыми схемами, предназначенными для выделения сигналов определенной частоты и их последующего усиления или ослабления. При этом подобные системы обладали определенными недостатками-недостаточно высокой селективностью (выделением сигнала не только необходимой частоты, но и соседних, в достаточно большом диапазоне) и ослаблением всех сигналов, а не только подавляемого по настройке (недостаток характерный для пассивных фильтров на сопротивлениях и емкостях). Этих недостатков лишены системы использующие свойства пьезоматериала-кварца, сегнетовой соли и пьезокерамики. Обладая свойством высокой механической добротности (отношением амплитуды вынужденных колебаний на резонансной частоте к амплитуде на частоте много ниже резонансной), эти материалы делают высокоэффективным контур (резонатор, фильтр или генератор) собранный из него. По типу излучаемого сигнала эти компоненты делятся на пассивные (резонаторы и фильтры) и активные (кварцевые генераторы). Пассивные делятся на контурные (кварцевые резонаторы и пьезорезонаторы) и фильтры. Контурные кварцевые резонаторы выпускаются в корпусах для печатного и для поверхностного монтажа, а также в усеченных и часовых корпусах. В свою очередь фильтры делятся на фильтры промежуточной частоты, предназначенные для применения в радиоприемниках и телевизорах в трактах усиления промежуточной частоты и фильтры на Поверхностно - акустических волнах (ПАВ) - предназначенные для применения во входных каскадах приёмно-передающих устройств, систем навигации и спутниковой телефонии.
Активные устройства из пьезоматериала, пьезогенераторы, предназначены для синтеза сигнала на частоте резонанса кристалла, являющегося одновременно материалом основания генератора. Они имеют уровень выходного сигнала соответствующий логическим уровням TTL или KMOP/TTL в зависимости от серий микросхем, совместно с которыми они применяются. Кроме того генераторы VCXO имеют регулировку уровня выходного сигнала изменением напряжения на управляющем выводе.
Использование компонентов из пьезоматериалов позволило повысить избирательность и надежность работы промышленного оборудования и устройств связи и сделало возможным создание миниатюрных радиостанций, сотовых телефонов и мультимедийных систем современности.