全面了解谐振器的几种类型

电感/电容（LC）储能电路谐振器

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。

晶体谐振器

石英晶体具有压电特性（即在机械受力时产生电荷的能力），因此用作高质量的机电谐振器。当压电材料机械受力时，其正负电荷的中心发生移位，从而产生外部电场。与此相反，在压电材料上施加外部电场时，可使得该材料发生拉伸或压缩。石英晶体谐振器便是利用这一原理制成的器件，其中，首先将石英切割为具有特定尺寸的薄片，然后将该石英片置于两个电极之间即可。由于石英的切割方式决定了谐振器的物理和电气参数，因此石英片按照晶体原材料的切割方法分为不同类型。例如，AT石英片用于要求振荡器在500kHz~约300MHz范围内工作的电子设备，而BT石英片能够以2.536MHz/mm的频率常数提供可重复特性。虽然BT石英片的温度稳定性不如AT石英片，但由于频率常数较高，因此可用于高频应用。

陶瓷谐振器

陶瓷谐振器的精确度劣于石英晶体，但由于价格便宜，因此可以在精确度要求不高的应用中用作晶体谐振器的替代品。陶瓷谐振器的工作原理类似于晶体谐振器，也基于材料的压电特性，相应材料例如有钛酸铅锆（PZT）。在陶瓷谐振器中，陶瓷基板由顶底两个金属电极夹置于其间。当电极上施加电压时，陶瓷基板开始振动，从而产生取决于基板材料厚度的共振频率。

SAW和BAW谐振器

类似于晶体谐振器，表面声波（SAW）谐振器同样用于高频应用。表面声波（SAW）谐振器由叉指式换能器构成，该换能器的压电材料上设有由两个光刻工艺形成的光栅反射器。光刻为一种利用光将光敏化学光致抗蚀剂（也称光刻胶）上的几何图案转移至基板上的工艺。所述两个反射器形成谐振腔，而该谐振腔进一步由所述换能器连接至外部电路。SAW谐振器的用途包括汽车遥控车门（RKE）装置、安保系统及车库开门装置。BAW谐振器的原理类似于SAW谐振器，只不过其谐振效应由体声波，而非表面声波产生。

YIG谐振器

钇铁石榴石（YIG）谐振器用作振荡器和滤波器元件。YIG是一种合成石榴石，该材料的磁性使得其能够以高Q值和低相位噪声的方式振动，从而实现多倍频程带宽。在使用球形钇铁石榴石单晶作为谐振子的结构中，该球形谐振子安装于陶瓷棒上，并且由设于谐振子周围的一对极小的半圆环进行电磁耦合。其中，为了防止直接电磁耦合，所述一对半圆环相互垂直设置。YIG谐振器的一项优点在于，其允许通过调节磁场强度，将频率调谐至3GHz~50GHz范围内的任一点上。除此之外，通过将多个上述由球形谐振子和一对半环组成的结构相互级联，还可制成YIG滤波器。