ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

РЕЗОНАТОРЫ - это... Что такое РЕЗОНАТОРЫ?

  • Резонанс и резонаторы — Звук, издаваемый каким либо вибрирующим телом, усиливается, если энергия его передается, или непосредственно, или через воздух, другим телам, которые, поглощая ее, сами становятся звуковыми источниками. Поглощается звук именно теми телами,… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • ГОСТ Р МЭК 60122-1-2009: Резонаторы оцениваемого качества кварцевые. Часть 1. Общие технические условия — Терминология ГОСТ Р МЭК 60122 1 2009: Резонаторы оцениваемого качества кварцевые. Часть 1. Общие технические условия оригинал документа: 2.2.21 антирезонансная частота (anti resonance frequency) fa: Высшая из двух частот кварцевого резонатора в… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • связанные резонаторы — susietieji rezonatoriai statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. coupled resonators vok. gekoppelte Resonatoren, m rus. связанные резонаторы, m pranc. résonateurs couplés, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • оптически связанные резонаторы — optiškai susieti rezonatoriai statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. optically coupled cavities vok. optisch gekoppelte Resonatoren, m rus. оптически связанные резонаторы, m pranc. résonateurs à couplage optique, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Кварцевые резонаторы — Обозначение пьезоэлектрического кварцевого резонатора на электрических принципиальных схемах. Кварцевый генератор генератор колебаний, стабилизируемый кварцевым резонатором. Обычно обладает небольшой выходной мощностью. Содержание 1… …   Википедия

  • Оптический резонатор — совокупность нескольких отражающих элементов, образующих открытый резонатор (в отличие от закрытых объёмных резонаторов, применяемых в диапазоне СВЧ), формирующих стоячую световую волну. Оптические резонаторы являются одним из основных элементов… …   Википедия

  • Волоконный лазер — Цельноволоконный фемтосекундный эрбиевый лазер. Волоконный лазер  лазер, активная среда и, возможно, резонатор которого являются элементами оптического …   Википедия

  • Кварцевый резонатор — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок …   Википедия

  • Резонатор —     Классическая электродинамика …   Википедия

  • Резонансная теория пения — (РТП)  система представлений о взаимосвязанных между собой акустических, физиологических и психологических закономерностях образования и восприятия певческого голоса, обуславливающих его высокие эстетические и вокально технические качества… …   Википедия

  • Пение в резонатор – что это? | Читайте в блоге

    АвторАрина Шушнина

    На чтение0 мин.

    Просмотров249

    Обновлено25.02.2021

    Сегодня мы расскажем об одном из самых важных моментов обучения вокалу - о том, что подразумевается под термином

    пение в резонатор. Для начала вспомним явление резонанса. Представьте, что к огромному многотонному колоколу мастер подносит камертон – маленький инструмент, издающий негромкий звук. В ответ на треньканье камертона колокол начинает резонировать, раздается мощное гудение. Точно так же работают резонаторные полости внутри человеческого организма, многократно усиливая звуки, издаваемые связками. Оперные певцы могут петь в больших залах, не прибегая к помощи микрофона, при этом их голоса звучат легко, звонко, словно льются.

    Вокальные резонаторы

    Различают два основных вокальных резонатора: головной и грудной. К головному относится так называемая «маска» - верхняя часть гортани, носовая полость и придаточные пазухи. Если представить маскарадную маску на лице, то можно примерно ощутить расположение полостей. Головной резонатор придает голосу звонкость, яркость. Попадание голоса «в маску» можно почувствовать, если приложить палец к переносице и промычать звук М, представив, что во рту вы держите яблоко – переносица завибрирует.  К грудному резонатору относят трахею и бронхи, при попадании в «трубу» голос приобретает «мясо», мощное полновесное звучание. Необходимо, чтобы при пении работали и головной, и грудной резонатор, только в этом случае голос будет сильным, звонким и легким. Научиться петь в резонаторы, а не на связках - главная задача любого вокалиста.

    Как освоить пение в резонатор?

    Большинство учеников могут вспомнить свои первые занятия, когда буквально через полчаса голос садился, становился сиплым, а в горле начинало саднить. Это типичное явление при пении за счет напряжения голосовых связок. Спустя некоторое время вокальные занятия даются намного легче. Попадание голоса в резонаторы происходит, когда вокалист начинает ставить голос на дыхательную опору. Пение в резонатор невозможно освоить без правильного вокального дыхания и снятия зажимов. Поэтому начинать нужно в первую очередь с постановки голоса на дыхание. Ну и, конечно, необходимо прислушиваться к рекомендациям своего педагога! Ведь только профессиональный слух может уловить на первых порах попадание вашего голоса в резонатор, а опытный преподаватель скорректирует ваши дальнейшие вокальные упражнения.

    Роль резонаторов в вокале. | Школа вокала Муза

    Привет Сегодня речь пойдет о резонаторах и их роле в вокале.
    Резонатор – часть голосового аппарата, который усиливает звук – это полости, резонирующие на возникающий в голосовой щели звук и придающие ему силу и тембр.
    У певцов различают верхний (головной) и нижний (грудной) резонаторы. Головное резонирование ощущается как вибрация в голове (область маски, зубов, темени), возникающая вследствие присутствия в голосе высокочастотных обертонов. Грудное резонирование ощущается как вибрация в груди (трахея, бронхи) в ответ на низкие обертона голоса.
    Многообразна роль резонаторов в пении:
    — во-первых, они придают певческому голосу силу и полётность, причем без каких-либо нажимов со стороны дыхания и усилий гортани.
    — во-вторых, облагораживают тембр голоса, так как голосовые связки в изолированной гортани порождают неприятные звуки.
    — в-третьих, резонаторы защищают голосовые связки от перегрузок, облегчая их колебания.

    Резонаторы не только усиливают звук, но и придают голосу определенную окраску – тембр, благодаря чему голоса отличаются друг от друга.
    Верхняя часть диапазона нашего голоса связана с использованием головных резонаторов. Благодаря головному резонатору звук становится более полетным и звонким.
    Нижняя часть диапазона голоса связана с использованием грудных резонаторов, благодаря которым звучание становится более объемным и компактным.
    В средней части диапазона смешиваются свойства и головного, и грудного резонатора – это средний резонатор.Резонаторами нужно уметь пользоваться. Как же проверить правильную работу резонаторов? Если использовать грудные резонаторы, то вибрирует грудная полость. Ощутить вибрацию можно положив руку на грудную клетку. При использовании головного резонатора вибрирует переносица. Можно прикоснуться к переносице и ощутить ее вибрации.Умение пользоваться резонаторами – это умение направить звук в необходимую точку, в которой голос звучит лучше всего: при головном резонировании голос приобретает полетность и пение в высокой позиции – то, что ценно в звучании голоса. 
    Головное резонирование 
    обеспечивает голосу выносливость.При пении с использованием грудных резонаторов появляется мощь, сила и собранность звука.
    К проработке резонаторов нужно подходить сугубо индивидуально. Некоторым вокалистам все типы резонаторов можно прорабатывать сразу, а для кого-то нужно «пробивать» верхние, кому-то — сделать акцент на нижние. Средние резонаторы прорабатываются сразу с начала постановки голоса. Кому-то нужно начать прорабатывать резонаторы чуть ли не с первых уроков, кому-то — работать над ними не сразу. Это зависит от человека, от особенностей его голоса, характера. Поэтому универсального способа разработать резонаторы не существует. Зато есть много полезных упражнений, которые, несомненно, дадут положительный эффект!
    Развивайтесь вместе с нами. С вами была школа вокала Муза. До новых встреч.

    Муза-действительно вдохновляет!

    упражнения для развития голосовых резонаторов

    Автор: Иван Дмитриевич Лaдaнoв, доктор психологических наук, профессор, Российский государственный педагогический университет им. А.И. Гeрцeна.

     

    Если вы когда-либо слышали свой собственный голос в записи, то наверняка удивлялись тому, каким он оказывался слабым, глухим, незнакомым. Запись может искажать голос, но современные цифровые технологии позволяют передавать все звуковые вибрации в практически неизменном виде.

    В чем же дело? Почему наш голос — такой глубокий, такой сильный, такой объемистый и звонкий (когда мы слышим его изнутри) — на выходе оказывается слабым и поверхностным? Все дело в том, что при прохождении через ткани голосового аппарата звук теряет до 80% силы. Эти 80% растрачиваются на сотрясение, или вибрацию, этих тканей, то есть голос попросту «гасится».

    Что же делать? Избавиться от окружающих голосовой поток тканей мы не можем; остается для усиления голоса использовать их ресурсы. Кроме мягких тканей, поглощающих звук, голосовой аппарат имеет полости с твердыми стенками(кости или хрящи), отталкиваясь от которых звук не только не ослабеет по пути к выходу, но усиливается в несколько раз. Эти полости называются резонаторами. Любому профессионалу важно знать эти резонаторы и уметь контролировать вибрирование звука в полостях, через которые проходит голосовой поток:

    1. Грудной резонатор. Если вам кажется, что ваш голос слишком тонкий, значит, ваш грудной резонатор в голосообразовании не задействован. Грудной резонатор — это самая большая резонаторная полость во всем голосовом аппарате. Вибрации в грудном резонаторе придают голосу полноту и объемность звучания, а также особую теплоту и мягкость. Однако использование одного грудного резонатора грозит тем, что звук будет глухим, а интонация — низкой. Тем не менее, очень часто актеры или певцы злоупотребляют грудным резонированием, отчего звук получается тяжелым и качающимся, голос приобретает ненужный тремор. Слушать такой голос довольно трудно, к нему надо каждый раз привыкать заново. Грудное резонирование возможно только при совершенно свободной грудной клетке. Работают только мышцы брюшного пресса, грудь должна быть свободна и неподвижна. Если грудь начала вздыматься, значит, дыхание перешло из диафрагмального в грудное.
    2. Головные резонаторы. Головные, или верхние, резонаторы — это все полости, которые находятся выше голосовых связок: верхний отдел гортани, глотка, ротовая и носовая полости, придаточные пазухи, теменные кости. Если внутри грудного резонатора звук зависит от того, насколько свободна и расслаблена грудная клетка, то внутри резонаторной полости «кипит работа»: именно здесь звук обретает энергию и силу полета. Для того чтобы головные резонаторы работали правильно, нужно, чтобы звуковой поток не выходил изо рта горизонтальной струей, а был направлен вверх, в резонирующие полости головы.
      Только вертикальная подача звука придаст голосу полет, при которой даже самый тихий звук всегда будет слышен в последнем ряду самой большой аудитории. Если звук отражается в верхних зубах и других резонаторах «маски», он будет и сильным, и звонким при любой громкости.

     

    К. С. Станиславский предложил прием овладения головным резонатором — «тихое мычание», или «едва слышный стон». Этот прием, по существу, есть дыхание, посылающее звук вертикально вверх. Вот что он писал:

    Певцы говорили мне: «Звук, который «кладется на зубы» или посылается «в кость», то есть в череп, приобретает металл и силу». Звуки же, которые попадают в мягкие части неба или в голосовую щель, резонируют, как в вате.

    Кроме того, из разговора с одним певцом я узнал другую важную тайну постановки голоса. При выдыхании во время пения надо ощущать две струи воздуха, выходящие одновременно изо рта и из носа. При этом кажется, что при выходе наружу они соединяются в одну общую звуковую волну перед самым лицом поющего.

    Другой певец сказал мне: «Я ставлю звук при пении совершенно так же, как это делают больные или спящие при стоне, с закрытым ртом. Направив таким образом звук в маску и в носовые раковины, я открываю рот и продолжаю мычать, как раньше. Но на этот раз прежний стон превращается в звук, свободно выходящий наружу и резонирующий в носовых раковинах или в других верхних резонаторах маски».

    Все эти приемы были проверены мною на собственном опыте с целью найти тот характер звука, который мне мерещился.

    Во время этих поисков я совершенно случайно заметил, что когда стараешься вывести звук в самую маску, то наклоняешь голову и опускаешь подбородок вниз. Такое положение помогает пропускать ноту как можно дальше вперед. Многие из певцов признали этот прием и одобрили его.

    «Маска» — это понятие связано с резонированием голоса певца в носовой и придаточных полостях, то есть в верхней части лица, которая обычно прикрывается на костюмированных шествиях, маскарадах.

    Однако при попытке послать звук в маску есть риск загнать его в нос. Из всех резонаторов носовой — самый сильный, а среди головных — доминирующий. Носовой призвук лишает голос выразительности и объемности. Но даже если посыл звука верный, и звуковой поток упирается не в нос, а в верхние зубы, существует опасность отрыва головного резонатора от грудного.

    Если задняя стенка нёба и языка напряжены, нижний регистр звукового столба перекрывается, отрезается от общего звучания. В этом случае звучит только голова, и голос приобретает металлический оттенок. Многие актеры и певцы привыкают к этому «металлу» в голосе, так что это уже стало почти нормой. Однако такой голос холоден и тонок, возможности его ограничены.

    Приведенные далее упражнения направлены именно на соединение двух регистровых зон, двух резонаторов — грудного и головного. Упражнения выстроены таким образом, что их выполнение позволяет выравнивать регистры — нижние и верхние, грудные и головные.

    Воздушный поток, направляемый снизу вверх, уносит звук кверху. Нижние тона при этом отражаются в груди и спине, средние доходят до твердого затылка, твердого нёба и зубов; высокие ноты резонируют в костях черепа, лобной пазухе, носовой полости. Все тело начинает звучать, превращаясь в один голосовой инструмент.

     

    Упражнение 1. Исходное положение — стоя, руки опущены вдоль тела. Запрокиньте голову назад, откройте рот и немного вытянитесь вверх. Положение гортани — «на зевке». Одну руку положите на живот, другую — на грудь. Возьмите глубокое дыхание через рот и потяните звук «АААА». Попробуйте звук на разной высоте — в нижнем, среднем и высоком регистрах. При любой высоте в груди должна ощущаться вибрация. Если на какой-то ноте грудная клетка не вибрирует, значит, либо в гортани появился зажим и ушел «зевок», либо вы сбросили дыхание.

     

    Упражнение 2. Запрокиньте голову назад, откройте рот. Одну руку положите на грудь, другую — на живот. Активно, быстро, глубоко вдохните. Произносите отрывисто:

    Да-да-да-да
    Дэ-дэ-дэ-дэ
    Ди-ди-ди-ди
    До-до-до-до
    Ду

    Теперь то же самое повторите, потянув звуки:

    Дааа
    Дэээ
    Диии
    Доооо
    Дууу

     

    Упражнение 3. Запрокиньте голову назад, откройте рот. Одну руку положите на грудь, другой коснитесь переносицы. Возьмите глубокий вдох и, поднимая голову, потяните звук «ХААА — ММММ». При этом слог ХААА произносите, когда голова еще запрокинута, а «ММММ» — когда голова вернется в обычное положение.

    Почувствуйте, как вибрация переходит от груди к переносице. Однако звуковая вибрация не должна совсем уходить из груди — она должна распределиться между грудным и головным резонатором.

     

    Упражнение 4. Запрокиньте голову назад, откройте рот. Обе руки положите на грудь. Возьмите глубокое дыхание и как можно ниже произнесите «ХАААААА». Начинать лучше со среднего регистра, затем постепенно опуститься так низко, как это возможно. Легонько постучите по груди, чтобы звук стал вибрирующим.

    Повторяйте так до тех пор, пока не запомните это ощущение грудной вибрации. Немного передохните, затем начните упражнение снова, но на этот раз попытайтесь добиться вибрирующего звука без стучания по груди, просто основываясь на воспоминании о звуке. Это упражнение очень хорошо развивает грудной резонатор.

     

    Упражнение 5. Исходное положение — стоя. Спина прямая, плечи опущены. Наклоните голову, подбородком коснитесь груди. Возьмите глубокое дыхание и потяните звук «ИИИИИ». Медленно поднимайте голову и переводите ее назад, в запрокинутое состояние. Можете касаться одной рукой груди, а другой рукой — макушки головы. Ваша задача — почувствовать переход от одного резонатора к другому.

     

    Упражнение 6. Исходное положение — стоя. Спина прямая, плечи опущены, руки лежат на нижних ребрах. Кончиком языка пощупайте зону у корней верхних зубов. Туда вы будете направлять звук. Возьмите активное, глубокое дыхание одновременно через рот и нос. На выдохе четко и громко говорите:

    Да-да-да-да
    Дэ-дэ-дэ-дэ
    Ди-ди-ди-ди
    До-до-до-до
    Ду

    Произносить слоги следует небыстро. Если вам не хватило дыхания — быстро, бесшумно возьмите новый вдох в середине фразы. Главное — следите за тем, чтобы все звуки были направлены в зону у корней верхних зубов.

     

    Упражнение 7. Исходное положение — лежа на спине. Одну руку положите на ребра, другую — на живот. Возьмите быстрое, глубокое дыхание носом. Руками вы должны ощущать,как раздвигаются ребра и выпячивается живот. На выдохе произносите слоги:

    Да-да-да-да
    Дэ-дэ-дэ-дэ
    Ди-ди-ди-ди
    До-до-до-до
    Ду

    Постарайтесь почувствовать, в чем разница между произнесением слогов в положении стоя и лежа. Как распределяется резонаторная вибрация? Какие зоны больше задействованы в положении стоя и лежа?

     

    Упражнение 8. Исходное положение — стоя. Возьмите глубокое дыхание ртом. Выдыхайте через нос с одновременным звуком «ММММ». Выдох должен быть очень быстрым, при этом диафрагму держать не надо, живот и грудь должны «опасть» очень быстро. Звук «ММММ» направляйте в верхние зубы, при этом в губах должно появиться ощущение щекотания.

     

    Упражнение 9. Вдохните глубоко, активно, быстро. Дыхание возьмите одновременно носом и ртом. Гортань — в положении «на зевке». На выдохе потяните звук «ММММ». Так «мыча», опустите голову. Вибрация уйдет в головной резонанс. Прикоснитесь к носу, лбу, макушке головы, чтобы почувствовать эту головную вибрацию. Продолжая «мычать», поднимайте медленно голову, стараясь сохранить вибрацию в головном резонаторе. Для этого направляйте звук в корни верхних зубов. Показатель правильной работы резонатора — когда вибрирует лоб. Добейтесь этого ощущения.

     

    Упражнение 10. Возьмите глубокое дыхание одновременно носом и ртом. На выдохе протяните звук «ММММ». Губы должны быть сомкнуты едва-едва, только чтобы получилось «мычание». Горло широкое, положение гортани — «на зевке». Звук должен хорошо резонировать в груди (чтобы почувствовать грудной резонатор, можно откинуть голову назад, затем вернуться в нормальное положение). Звуковой поток направляйте в верхние зубы. Когда заработают все резонаторы, меняйте звуки. Произносите «ННННН», «ЗЗЗЗЗ», «ВВВВВВ».

     

    Упражнение 11. Возьмите глубокое, активное дыхание ртом. Не забывайте контролировать диафрагму при помощи рук. Как в предыдущем упражнении, потяните звук «ММММ», только закончите его гласной: «ММММА». Сразу же сбросьте дыхание, пусть звук оборвется резко. То же самое повторите с остальными звуками: «ННННА», «ЗЗЗЗА», «ВВВВА». Усложните упражнение: попробуйте произнести звуки по слогам: «МА-МА-МА-МА», «НА-НА-НА-НА», «ЗА-ЗА-ЗА-ЗА», «ВА-ВА-ВА-ВА».

     

    Упражнение 12. Исходное положение: лежа на спине. Выполните какое-нибудь упражнение на расслабление. Ваша задача — полностью расслабиться. Возьмите активное, глубокое дыхание носом. Протяните звук «ММММ», направляя его в голову. Представьте себе, что звук отталкивается от черепной кости и летит обратно, заполняя собой все тело. Почувствуйте вибрацию звука не только в голове и груди, но и во всех частях тела. Представляйте эту вибрацию, старайтесь заполнить ею каждую клетку тела. Ваше тело — один звучащий инструмент. «Мычите» до тех пор, пока это ощущение не станет явным.

     

    Упражнение 13. Для этого упражнения вам понадобится тахта или кушетка без спинки. Поверхность должна быть ровной и не слишком мягкой. Вы должны лечь на спину так, чтобы можно было свесить голову вниз. Немного подышите животом, расслабьтесь. Затем возьмите активное дыхание носом. Протяните звук «ХАМММ». На звуке медленно поднимайте голову. Попытайтесь уловить переход вибрации от одного резонатора к другому.

    Это упражнение не рекомендуется выполнять больше трех раз за один цикл. В том случае, если почувствуете слабость или головокружение — переведите дух. Чтобы кровь отлила от головы, полежите немного на высокой подушке.

     

    Упражнение 14. Исходное положение — стоя или сидя. Возьмите глубокое дыхание, на выдохе потяните звук «ММММ». Постучите подушечками пальцев по губам, крыльям носа, переносице, лбу, щекам, подбородку, голове. Затем «простучите» кулачками грудную клетку, воротниковую зону, позвоночник (где можете достать), брюшину и пах. Наблюдайте, как изменяется вибрация и характер звука при постукивании по разным частям тела.

     

    Только практические современные знания и навыки. Учитесь только тому, что вам интересно и нужно по абонементу, со скидкой.

    Резонатор. Устройство резонатора (среднего глушителя)

    Первый, промежуточный, средний глушитель - как только не называют этот компонент выхлопной системы. Но во всех случаях в виду имеется резонатор. Рассмотрим, что это за устройство, за что отвечает и как работает.

    Назначение, принцип работы и устройство резонатора

    Если спросить любого мало-мальски разбирающегося в устройстве машины автомобилиста о назначении резонатора, он ответит, что данный элемент обеспечивает уменьшение уровня шума. В принципе, такое утверждение верно. Но большинство из нас не подозревают, что у этого компонента выхлопной системы есть и другие функции. Помимо уменьшения звука резонатор отвечает и за уменьшение сопротивления системы движению выхлопных газов (и происходит это за счет сглаживание пульсаций). Подтверждением этому является тот факт, что выхлопная система без резонатора на многих автомобилях работает не совсем корректно. Само-собой повышается шумность, а вместе с этим многие автомобилисты, кто решился на необдуманный шаг и самовольно удалили резонатор, заменив его отрезком трубы, жалуются на то, что авто не держит обороты ХХ. И происходит это, как раз за счет того, что повышается обратное сопротивление системы, и нету сглаживания пульсаций (выхлопные газы же поступают не одновременно от всех цилиндров, а, так сказать, «партиями»). Поэтому труба вместо резонатора - «не есть хорошо»: это, в принципе возможно, но доверять такую переделку нужно профессионалам, которые проведут необходимые расчеты и сделают все правильно. Также в этом элементе происходит снижение кинетической энергии выхлопных газов и уменьшение их температуры (порядка 300-400 градусов на выходе против 700-800, а то и боле - на входе резонатора).

    Как устроен и работает резонатор

    Работа данного элемента основана на следующих физических процессах:

    • Расширение и сужение потока выхлопных газов. Это обеспечивается за счет использования нескольких камер в рассматриваемом элементе.
    • Гашение средне- и высокочастотных пульсаций. Выхлопные резонаторы для автомобилей имеют для этого внутри трубопроводы, размещающиеся со смещением относительно друг друга.
    • Интерференция звуковых волн. За счет этого происходит увеличение суммарной амплитуды, а, следовательно - уменьшение частоты колебаний. Добиваются этого за счет использования камер разного объема, а также при помощи перфорационных отверстий на трубах внутри резонатора.
    • Использование закрытых камер, в которых накапливаются газы. Поступая через перфорационные отверстия газы стравливаются в определенный момент времени.

    Также, в зависимости от конструкции, средняя часть глушителя (или резонатор) может иметь несколько камер. Последняя, для уменьшения шумности, может производиться с использованием специального звукоизоляционного материала. Что касается корпуса, оригинальный или универсальный резонатор выхлопной системы может выпускаться из нержавеющей стали, или так называемой алюминиевой стали (покрытой слоем алюминия для защиты от коррозии). Первый вариант - более дорогостоящий, но он характеризуется лучшими показателями устойчивости к коррозии.

    Прямоточный резонатор

    Одной из разновидностью рассматриваемого элемента выхлопной системы является прямоточный (или спортивный) резонатор. Его отличие от «обычного» заключается в том, что здесь имеет место более низкое обратное сопротивление. И получается оно в ущерб сглаживанию пульсаций и уменьшению звука. Такой резонатор, как правило, не имеет камер и не изменяет направление движения потока выхлопных газов. По сути это - ровный «тоннель», имеющий перфорированные стенки. А это значит что, учитывая рассмотренные выше проблемы, которые могут быть вызваны пульсациями, выбирать такой элемент для своего авто нужно очень тщательно. А лучше доверьте это дело профессионалам. Итак, мы разобрались, для чего нужен резонатор и как он работает. Если вам нужен ремонт или замена данного элемента (в том числе и установка прямоточного), обращайтесь к специалистам GSAvto.  

    Резонатор. Устройство резонатора (среднего глушителя)

    Выхлопная система автомобиля намного сложнее, чем кажется на первый взгляд. В современных моделях конструкция может состоять из четырех и более крупных компонентов (и большого числа более мелких). Выпускной коллектор, катализатор, резонатор (так называемый средний глушитель), и наконец, большой глушитель. Каждый элемент играет свою роль, и работает в комплексе с остальными частями. Нарушение работы любого компонента влечет за собой рассогласование всей системы. Для понимания принципа работы глушителя, необходимо знать, для чего нужен резонатор. Это поможет вовремя определить неисправность и обратиться в профильный сервис.

    Рассмотрим устройство резонатора

    Назначение этого элемента - первичная обработка выхлопа. Сформированный выпускным коллектором поток отработанных газов, проходит очистку в катализаторе и попадает в камеру резонатора. Средняя часть глушителя представляет собой полый цилиндр, внутри которого размещены перегородки и (или) перфорированные трубки разного диаметра. За счет большой площади металла происходит эффективный отвод тепла (первичное охлаждение). При движении по сложному лабиринту из перегородок ритмичные волны выхлопа направляются навстречу друг другу. При этом гасится их скорость, и происходить значительное снижение шума потока.

    Резонаторы для автомобилей рассчитываются под конкретный двигатель, или группу моторов, с определенными характеристиками. Установка элемента от другой машины приводит к нарушению ритма отвода газов и снижению эффективности системы выхлопа. Тем не менее, замена штатного компонента возможна. Специалисты СТО «Ваш глушитель» подберут универсальный резонатор для любого автомобиля, при сохранении основных характеристик.

    Некоторые автовладельцы по совету коллег из гаражного кооператива, удаляют средний глушитель. Выхлопная система без резонатора увеличивает нагрузку на основную банку, что гарантированно приводит к ускоренному износу. К тому же звук выхлопа в таком случае тоже меняется, не всегда в сторону улучшения.

    Выхлопные резонаторы - типичные поломки и причины неисправностей

    Этот компонент подвержен критическим нагрузкам, поскольку принимает на себя давление и температуру необработанного потока выхлопа. Поэтому внутренние перегородки могут прогореть и разрушиться, особенно при использовании некачественного топлива. В этом случае движение газов будет хаотичным, что проявляется в неприятном звуке и повышении температуры выхлопа.

    Корпус подвержен коррозии, в том числе химической, при воздействии реагентов на зимних дорогах. Прогоревшие отверстия так же приводят к нарушению работоспособности.

    В случае поломки резонатора обращайтесь в сервис «Ваш глушитель». Мы найдем решение, оптимальное по цене и качеству.

    Тюнинг

    Несмотря на свою полезность и важную роль в системе отвода отработавших газов, резонатор частично снижает мощность двигателя. Вся выхлопная система - это компромисс между эффективностью и комфортом работы. Если Вы готовы к увеличению громкости выхлопа, можно установить прямоточный резонатор. В нем уменьшено количество перегородок, либо они отсутствуют вовсе. При такой модернизации необходим точный расчет параметров прямотока.

    Самостоятельная замена может привести к серьезным нарушениям отлаженного механизма. Поэтому следует обратиться к специалистам. Мастера сервиса «Ваш глушитель» профессионально отремонтируют или поменяют резонатор выхлопной системы, без ухудшения качества работы двигателя.

    Ученые смогли провести МР-микроскопию двух образцов одновременно, используя связанные керамические резонаторы

    Международная группа, в которую вошли ученые ИТМО, создала новый зонд для МР-микроскопии на основе связанных керамических резонаторов и показала, что с его помощью можно получить одновременно изображения двух образцов ― с таким же качеством и за то же время, как лишь для одного образца с использованием стандартного зонда.

    Изображение с обложки ноябрьского номера журнала NMR in Biomedicine. Источник: onlinelibrary.wiley.com

    Работа ученых попала на обложку журнала NMR in Biomedicine.

    Магнитно-резонансная томография — один и самых информативных методов исследования, позволяющих судить о состоянии костей, суставов, сосудов и внутренних органов пациента. Однако иногда ученым и врачам надо сделать МРТ не человеку или животному, а лишь отдельным клеткам.

    «Существует такая технология, как магнитно-резонансная микроскопия, — рассказывает старший научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО Станислав Глыбовский. — Это разновидность МРТ, которая применяется для визуализации структуры достаточно малых по размеру объектов. К примеру, извлеченных образцов биологических тканей или частей тела насекомых, и даже одиночных клеток людей и животных. К примеру, с помощью этой технологии визуализируется состояние и структура нейронов».

    Станислав Глыбовский

    У магнитно-резонансного исследования таких объектов есть много преимуществ перед другими видами микроскопии. Например, ученые получают трехмерное изображение, позволяющее рассмотреть внутреннюю структуру клетки. Кроме того, исследователи могут в динамике изучать отклик живых объектов на внешние воздействия, то есть выполнять функциональные исследования. Наконец, наряду с МР-микроскопией можно также проводить спектроскопию, позволяющую судить о том, какие вещества выделяются клеткой в процессе жизнедеятельности.

    Микроскопия, как и все виды магнитно-резонансных исследований, имеет проблему с ограничением разрешения. Полезный сигнал, получаемый от объекта исследования, очень слаб, и его не так просто отделить от принимаемого зондом шума. В случае с исследованием клеток и других микроскопических объектов ситуация обстоит еще сложнее, ведь чем меньше образец, тем слабее от него сигнал на фоне шумов.

    «Уровень сигнал/шум обратно пропорционален размеру зонда ― резонатора, в который помещается сканируемый объект, поэтому, если мы возьмем стандартную катушку для проведения, скажем, исследования головы и захотим с ее помощью изучить отдельный нейрон в теле живого человека, то мы быстро поймем, что этого сделать не получится, — объясняет Станислав Глыбовский. — Однако, можно сделать кое-что другое. Мы можем взять образец биологической ткани и поместить в очень маленький резонатор, чтобы повысить уровень принимаемого сигнала. Сейчас наши технологии позволяют нам сделать резонаторы размером от сотен микрон до одного-двух миллиметров».

    На сегодня благодаря МР-микроскопии удается получать качественные снимки с микронным разрешением. Благодаря развитию доклинической томографии и повышению уровня поля сверхпроводящего магнита томографа до 17 и более Тл за последние годы были установлены несколько рекордов по разрешению снимков. Но прогресс не стоит на месте и ученым хотелось бы иметь еще более точный инструмент.

    Изображение из статьи. Источник: onlinelibrary.wiley.com

    Здесь ученые столкнулись с проблемой, которая ограничила дальнейшее усовершенствование МР-микроскопии. Технологически сделать резонаторы еще меньшего размера, чтобы они были близки по масштабам к отдельно взятой клетке, очень сложно. Сверхтонкие проводники зондов стандартных типов ― соленоидов и рамок ― из-за конечной толщины скин-слоя сами начинают создавать шум. С другой стороны, увеличить разрешение можно было бы, просто увеличив время проведения процедуры сканирования благодаря накоплению полезного сигнала. Однако срок жизни отдельных клеток, извлеченных из организма невелик, даже несмотря на специальный раствор, их можно исследовать в течение считанных часов, до того, как они погибнут.

    Таким образом, технология столкнулась сразу с двумя ограничениями для дальнейшего увеличения разрешения. Однако два года назад международный консорциум ученых M-Cube, в который вошли специалисты Университета ИТМО, решил улучшить качество микроскопии по-другому.

    «Соотношение сигнал-шум определяется не только размером резонатора и временем исследования, — отмечает Станислав Глыбовский. — Часть энергии сигнала мы тратим на потери, банальное рассеивание. Оно присутствует во всех элементах системы ― в катушке, в кабеле, приемнике. Снизив уровень этих потерь, мы можем улучшить соотношение сигнал-шум. Мы предложили заменить обычную миниатюрную катушку миллиметровых размеров, представляющую собой соленоид, объемным керамическом резонатором в форме полого цилиндра, созданного из особого материала, предложенного нашими партнерами, ООО «Керамика». Обычные виды резонаторной керамики, имеющиеся на рынке, не могут обеспечить лучший КПД, чем металлический зонд, но нашим коллегам удалось разработать специальный материал на основе смеси титаната бария и титаната стронция, который оказался эффективнее соленоида. За счет использования этих резонаторов нам удалось улучшить качество в два раза при том же времени исследования».

    Сотрудница ООО «Керамика» занимается контролем электромагнитных свойств уникальных керамических материалов

    Ученые опубликовали описание работы с керамическими зондами для микроскопии в прошлом году. Однако получение такого сверхэффективного резонатора позволило исследователям сделать еще одно важное улучшение в технологии МР-микроскопии. Выяснилось, что если объединить два таких резонатора в систему и подключить к одному томографу, то за раз можно проводить исследование сразу двух биологических образцов.

    «Мы смогли получить микроскопическое изображение сразу двух образцов, — рассказывает Станислав Глыбовский. — Мы берем два резонатора, помещаем в томограф, они связываются между собой, образуя коллективное резонансное состояние, при котором в обоих резонаторах возникает нужное для исследования магнитное поле. Так в теории можно соединить и стандартные металлические резонаторы-соленоиды, но мы очень серьезно снизим качество микроскопии. Есть теорема, согласно которой отношение сигнал-шум падает как корень из числа резонаторов. Однако наши керамические резонаторы столь эффективны, что благодаря низким потерям мы перебиваем эту тенденцию. Мы можем провести два исследования одновременно и получить такое же качество, как при одинарном исследовании соленоидом».

    Изображение из статьи. Источник: onlinelibrary.wiley.com

    Таким образом, у ученых есть выбор — использовать керамический резонатор для того, чтобы улучшить в два раза качество снимков или сохранить качество в сравнении с лучшими металлическими резонаторами, но при этом провести одновременно два исследования.

    Константин Крылов

    Журналист

    Резонаторы

    - обзор | Темы ScienceDirect

    Моделирование SRR

    SRR предлагает высокий коэффициент качества и отражает высокую чувствительность к емкостным и индуктивным изменениям в окружающей среде. Модель электрических сосредоточенных элементов для этих типов резонаторов необходима для эффективного и быстрого проектирования схем и систем. Аналитические формулы для расчета эффективной емкости и индуктивности данного однопетлевого SRR представлены в литературе (Sydoruk et al., 2009).Также были показаны модели электрических элементов с сосредоточенными параметрами для линий передачи, нагруженных SRR и SRR (Sydoruk et al. , 2009; Hu et al., 2009; Su et al., 2015). Элементы емкости и индуктивности можно выделить, используя геометрию устройства в этих моделях. Было также предложено дальнейшее улучшение более ранних моделей с сосредоточенными элементами (Aznar et al., 2008; Bojanic et al., 2014). Эти сосредоточенные модели построены на базовых резонаторах LC с усовершенствованиями и добавлением модели линии передачи.Тем не менее, необходимо не только включение подгонки параметров, что требует априорной информации, но также необходимо провести чрезмерные вычисления перед использованием этих моделей в упражнении по проектированию схем. Более того, ни один из них не обеспечивает прямой связи между физической геометрией устройства и эквивалентной схемой. Представленная здесь модель устраняет этот недостаток путем включения параметров схемы, которые могут быть получены непосредственно из геометрии структуры SRR и свойств материалов.

    Электромагнитное моделирование

    На рис. 4 изображена однокольцевая структура SRR, которая состоит из металлического кольцевого резонатора и пары микрополосковых монопольных антенн, установленных в одной плоскости (Pekçokgüler et al., 2018). Кольцевой резонатор имеет радиус внутреннего кольца R , круговой металлический путь шириной w , толщиной h и зазором g . Устройство имеет индуктивную составляющую из-за тока, циркулирующего в последовательном пути металлического кольца, и две емкостные составляющие, возникающие из зазора и распределения заряда на поверхности металла.Как правило, возможны две различные конфигурации одной и той же архитектуры резонатора: структура с металлической задней пластиной и структура без какой-либо задней пластины.

    Рис. 4. Структура SRR с плоскими антеннами от Pekçokgüler et al. (2018).

    От Pekçokgüler N, Dündar G, Torun H и Yalçınkaya AD (2018) Новая модель эквивалентной схемы для разъемного кольцевого резонатора с применением опорного генератора с низким фазовым шумом. Интеграция 61: 160–166. DOI: 10.1016 / j.vlsi.2017.12.004.

    Конкретно для этого примера, электромагнитные характеристики устройства SRR с R = 8 мм, w = 1,25 мм и g = 2,4 мм моделируются с использованием коммерчески доступного электромагнитного решателя с конечной разницей во временной области (FDTD). (CST Microwave Studio, Дармштадт, Германия). На рис. 5A показана плотность поверхностного тока в резонансе (2,1 ГГц) SRR без задней пластины, показывающая контурный ток в направлении по часовой стрелке. На рис. 5B и C показаны спектры отражения ( S 11 ) и пропускания ( S 21 ) с провалами на резонансной частоте.

    Рис. 5. (A) Моделирование плотности поверхностного тока, (B) спектр отражения (S 11 ) и (C) спектр пропускания (S 21 ) устройства без задней панели, и (D) моделирование плотности поверхностного тока, (E) спектр отражения (S 11 ) и (F) спектр пропускания (S 21 ) устройства с задней панелью от Pekçokgüler et al. (2018).

    От Pekçokgüler N, Dündar G, Torun H и Yalçınkaya AD (2018) Новая модель эквивалентной схемы для разъемного кольцевого резонатора с применением опорного генератора с низким фазовым шумом. Интеграция 61: 160–166. DOI: 10.1016 / j.vlsi.2017.12.004.

    Аналогичное резонаторное устройство, имеющее размеры R = 6,85 мм, w = 4 мм, g = 1,65 мм, предназначено для достижения более низкой резонансной частоты. Это конкретное устройство имеет алюминиевую пластину толщиной 2 мм на задней стороне. На рис. 5D показано распределение плотности поверхностного тока на резонансной частоте, показывающее циркулирующий ток в направлении против часовой стрелки. Частота магнитного резонанса, образованная этим током, приводит к провалу и пику в спектрах отражения и пропускания соответственно, как показано на рис.5E и F. В дополнение к магнитной энергии, сосредоточенной в области, ограниченной кольцом, электрическое поле, которое создается за счет зарядов через зазор, также накапливает энергию. Таким образом, устройство демонстрирует резонансное поведение по отношению к перпендикулярному магнитному полю (Jiangfeng Zhou and Soukoulis, 2007). Результаты электромагнитного моделирования показывают, что устройство с металлической задней панелью имеет пик в спектрах пропускания, тогда как устройство без задней панели имеет провал при резонансе. Это различие требует определенной модели эквивалентной схемы для каждой конфигурации.

    Моделирование сосредоточенных компонентов

    Резонансное поведение одиночного кольцевого SRR можно смоделировать как сосредоточенную цепь LC . Значения эффективной индуктивности и емкости можно рассчитать с использованием следующих формул, как описано в Sydoruk et al. (2009). Полная индуктивность определяется как:

    (9) Ltot = μ0R + w2log8R + w2h + w − 12

    , где μ 0 - проницаемость свободного пространства. Общая емкость C tot имеет два параллельных емкостных компонента:

    (10) Ctot = Cgap + Csurf

    , где C gap - это емкость промежутка (разделенная), C surf - поверхностная емкость, и эти емкости рассчитываются как:

    (11) Cgap = ε0hwg + C0

    , где

    (12) C0 = ε0h + w + g

    и

    (13) Csurf = 20ε0h + wπlog4Rg

    , где ε 0 - диэлектрическая проницаемость в свободном пространстве, а C 0 - поправка к емкости параллельных пластин из-за краевых полей. Резонансная частота рассчитывается как:

    (14) f0 = 12πLtotCtot

    Аналогично, для моделирования структуры CSRR используется параллельная схема с сопротивлением R , емкостью C и индуктивностью L компонентов. . Используя геометрию конкретного примера конструкции, эквивалентные значения индуктивности и емкости SRR, используемого в конфигурации задней пластины, рассчитываются как L tot = 26,3 нГн и C tot = 392 фФ, что приводит к резонансной частоте f 0 = 1.6 ГГц. Для SRR без задней панели эквивалентные параметры оказались равными L tot = 37,8 нГн и C tot = 161 fF, соответственно, что дает резонансную частоту f 0 = 2 ГГц.

    После того, как значения эффективной емкости и индуктивности устройства рассчитаны с использованием физической схемы, эти значения можно напрямую вставить в модель LC для имитации сердечника резонатора. Однако SRR обычно используются в приложениях, где они интегрированы с другими пассивными элементами, такими как линии передачи и антенны.Более того, когда нацелено применение фильтра или генератора, необходимо сконструировать интерфейс между всей цепью резонатора, включая периферийные пассивные элементы, и активной электроникой. Следовательно, необходим полный отклик эквивалентной схемы, включая антенны и линии передачи.

    SRR с задней пластиной

    В этой конфигурации металлическая задняя пластина преобразует микрополосковые линии в микрополосковые шлейфы с разомкнутой цепью. Когда структура исследуется в отсутствие SRR, ее можно рассматривать как направленный ответвитель с микрополосковой связью с разомкнутыми сквозными и изолированными портами, а связанный порт является вторым портом в структуре.Поскольку линии расположены достаточно далеко друг от друга, связь слабая и, следовательно, незначительна. Когда SRR включен в структуру, он эффективно передает мощность между линиями, и в спектре передачи возникает пик при резонансе. Внерезонансная передача все равно будет незначительной.

    В соответствии с этой операцией модель должна содержать направленный ответвитель со связанными линиями, резонатор RLC и магнитную связь между этими двумя цепями. Модель сосредоточенных элементов для этой конструкции представлена ​​на рис.6A, где R 1 , L 1 и C 1 составляют сердцевину резонатора. Значения L 1 и C 1 получены с использованием формул. (9) и (10) соответственно. При резонансе реактивные компоненты компенсируют друг друга, и остается только элемент потерь, поэтому эквивалентный импеданс сходится к значению R 1, которое определяет добротность резонатора. Резонатор RLC включен последовательно с сигнальным трактом, обеспечивая передачу только вблизи резонансной полосы.Микрополосковые линии с сопротивлением 50 Ом (направленный ответвитель-1) моделируют несимметричные антенны одинаковой длины. Изолированные и сквозные порты направленного ответвителя-2 оставлены разомкнутыми для получения эффекта открытого конца в антеннах. Идеальные трансформаторы (TR1 и TR2) добавляются для моделирования магнитной связи между SRR и антеннами. Эти трансформаторы расположены между направленными ответвителями и сердечником резонатора, чтобы имитировать физическую компоновку измерительной платформы. Коэффициент связи трансформатора является подходящим параметром в модели и не влияет на резонансную частоту, а просто определяет коэффициент мощности, передаваемой на резонатор.

    Рис. 6. Эквивалентная схема предлагаемой модели для (A) устройства с задней панелью, (B) устройства без задней панели от Pekçokgüler et al. (2018).

    От Pekçokgüler N, Dündar G, Torun H и Yalçınkaya AD (2018) Новая модель эквивалентной схемы для разъемного кольцевого резонатора с применением опорного генератора с низким фазовым шумом. Интеграция 61: 160–166. DOI: 10.1016 / j.vlsi.2017.12.004.

    SRR без задней панели

    Когда задняя панель отсутствует, микрополосковые линии ведут себя как монопольные антенны, ведущие к передаче между антеннами вокруг резонансной частоты. Чтобы смоделировать провал передачи, показанный на фиг. 5C, включен параллельный тракт RLC , который снижает передачу до значительно низкого значения при резонансе.

    На рис. 6В показана эквивалентная модель устройства без задней панели. Последовательный резонансный контур, состоящий из R 2 , L 2 и C 2 , подавляет передачу определенной полосы частот, созданной геометрией кольцевого резонатора. TL1 и TL2 - это микрополосковые линии передачи, а TLOC1 и TLOC2 - микрополосковые шлейфы разомкнутой цепи, все с импедансом 50 Ом.Поскольку сеть является чисто пассивной и взаимной, физические размеры TL1 и TL2 и физические размеры TLOC1 и TLOC2 равны друг другу. Как и в случае вышеупомянутой схемы, идеальные трансформаторы моделируют магнитную связь между резонатором и антеннами.

    Результаты моделирования эквивалентной модели схемы сравниваются с результатами электромагнитного моделирования FDTD и экспериментальными измерениями S-параметров, выполненными с помощью векторного анализатора цепей. Резонатор с сеткой антенных пар изготавливается на 1.Подложка из огнестойкого материала 4 (FR4) толщиной 57 мм с медной металлизацией толщиной 35 мкм. Спектры пропускания и отражения получены с помощью двухпортовых измерений с помощью векторного анализатора цепей (Rohde and Schwarz ZVB4) на частоте около резонанса. На рис. 7 показаны s-параметры, полученные в результате анализа FDTD, экспериментов в сравнении с моделированием эквивалентной схемы с сосредоточенными элементами для каждой конфигурации. Результаты FDTD показывают, что устройство с задней панелью демонстрирует резонансную частоту 1,576 ГГц, что подтверждается измерениями ВАЦ и дает f 0 = 1.617 ГГц. Это приводит к относительной разнице в 2,5% между FDTD и экспериментами. Модель, представленная на рис. 6A, построена с использованием значений параметров, извлеченных из геометрических параметров конструкции. Цепное моделирование этой модели оценивает резонансную частоту 1,574 ГГц, что дает ошибку в 3% по сравнению с экспериментами.

    Рис. 7. (A) спектр отражения (S 11 ), (B) спектр пропускания (S 21 ) устройства с задней панелью для всех случаев, (C) спектр отражения (S 11 ) , (D) спектр передачи (S 21 ) устройства без задней панели для всех случаев от Pekçokgüler et al.(2018).

    От Pekçokgüler N, Dündar G, Torun H и Yalçınkaya AD (2018) Новая модель эквивалентной схемы для разъемного кольцевого резонатора с применением опорного генератора с низким фазовым шумом. Интеграция 61: 160–166. DOI: 10.1016 / j.vlsi.2017.12.004.

    Конструкция считывающего осциллятора

    Резонансный сдвиг частоты датчика SRR может быть обнаружен на практике с помощью схемы генератора. Для этой цели может быть использована схема на основе усилителя, использующего устройство SRR high- Q в контуре положительной обратной связи в качестве частотно-избирательной сети (Post and Pit, 1951).Чтобы получить устойчивый колебательный сигнал, величина усиления контура должна быть по крайней мере равной единице, а фазовый сдвиг в контуре должен составлять 0 ° на резонансной частоте. Поскольку структура SRR имеет высокое отражение в широком диапазоне частот, схема может работать в нестабильных условиях и колебаться на частотах, отличных от желаемых, если усилитель не спроектирован должным образом. Для предотвращения этого выбран усилитель MMIC с умеренным усилением ( G ≈ 20 дБ) и высокой направленностью ( S 12 <- 40 дБ).Структура SRR с задней пластиной используется в конструкции генератора из-за высокого пика Q , предлагаемого в спектре передачи. Этот пик приводит к минимальным потерям на резонансной частоте. Когда эти потери компенсируются активной электронной схемой, затухание в контуре становится отрицательным и колебания начинают расти.

    Схема генератора изображена на рис. 8А. Для этой конкретной конструкции L a = 3,3 нГн и C a = 1 нФ используются для согласования входов.T-LINE представляет собой дополнительную линию передачи шириной 3 мм и длиной 35 мм между структурой SRR и усилителем, которая используется для регулировки фазы. Заглушка-бабочка, четвертьволновой трансформатор и C b = 1 нФ создают специально разработанную структуру тройника смещения. На выходе усилителя используется делитель мощности 3 дБ для получения выходного сигнала генератора через измерительное оборудование 50 Ом.

    Рис. 8. (A) Схема уровня блока (B) Отклик во временной области (C) Измеренный фазовый шум как функция ширины полосы смещения от несущей генератора считывания отсчетов от Pekçokgüler et al.(2018).

    От Pekçokgüler N, Dündar G, Torun H и Yalçınkaya AD (2018) Новая модель эквивалентной схемы для разъемного кольцевого резонатора с применением опорного генератора с низким фазовым шумом. Интеграция 61: 160–166. DOI: 10.1016 / j.vlsi.2017.12.004.

    Генератор проверяется измерениями во временной и частотной областях. Сигнал во временной области, полученный с помощью осциллографа, показан на рис. 8B. Размах напряжения составляет 0,6 В (от пика до пика), а период сигнала составляет 619 пс. Частота колебаний и фазовый шум равны 1.617 ГГц (при мощности несущей 6,4 дБм) и - 139,51 дБн / Гц (при отстройке частоты 3 МГц) соответственно. Изменение фазового шума относительно ширины полосы сдвига показано на рис. 8C.

    Резонаторы - обзор | Темы ScienceDirect

    VII Пьезоэлектрические резонаторы

    Резонатор в данном контексте - это любое устройство, в котором волна может перемещаться вперед и назад между отражателями. На частотах выше ∼1 МГц удобной реализацией (рис.2) является пластина из пьезоэлектрического материала, кристалла или керамики, в качестве среды передачи звуковых волн, со свободными от силы торцами, на которых звуковые волны грани, от которых отражается звуковая волна.На более низких частотах используются непьезоэлектрические стержневые или стержневые среды, амплитуда которых связана с отдельными преобразователями. Если последовательные отражения одночастотной волны достигают торцевых поверхностей в фазе, они складываются в большую амплитуду. Это происходит на частотах f 0 , для которых длина l пути пробега подчиняется соотношению

    (61) l = qλ / 2 = qυ / 2f0; q = 1,2,…

    и может использоваться для выбора частоты (фильтрации). Таким образом, волновой или распределенный резонатор также имеет обертонные характеристики в отличие от сосредоточенного резонатора, в котором происходит обмен энергией между двумя накопителями, такими как маятник с пружиной массы и т.п.В трехмерном теле, таком как прямоугольная толстая пластина, каждая пара сторон может действовать как пара отражателей, и многие направленные моды могут распространяться внутри тела. В этом случае резонатор имеет сложный спектр резонансов.

    Свободно колеблющаяся пьезоэлектрическая пластина может быть смоделирована эквивалентной схемой Мейсона, если ее моды колебаний не связаны друг с другом. В этом случае вводится z t0 = z b0 = 0. Конечно, невозможно определить потери преобразователя, но поведение его входного импеданса z i = В. / I можно наблюдать.Затем находим

    (62) Zi = (1 / jωC0) 1 − K2tanγ / 2 / γ / 2

    выражение, принимающее очень большое значение - ограниченное потерями - на частоте f = f 0 и очень маленькое значение при f = f 1 , для чего

    (63) K2tanγ / 2 / γ / 2 = 1

    Таким образом, f 1 < f 0 , с разницей в зависимости от К . Упомянутые потери возникают из-за тех, которые свойственны материалу, а также из-за необходимости установки кристалла на опоре, которая может гасить его вибрацию.Чтобы получить резонатор с высокой добротностью Q , монтаж должен минимизировать это демпфирование.

    Электроды, на которых появляется Z , могут быть смоделированы на рис.12 как дополнительные слои с z b 1 , t b 1 и z t 1 , t t 1 и z b 0 = z t 0 = 0. Таким образом, они представляют воображаемые импедансы граням пьезоэлектрической пластины. Расчет показывает, что тонкие слои f 0 и f 1 , по-видимому, немного уменьшаются из-за массовой нагрузки этих слоев. Таким образом, резонатор можно точно настроить на желаемую частоту, сделав его f 0 немного завышенным (т.е. l слишком маленьким), а затем отрегулировав толщину слоя электрода путем гальваники или травления до тех пор, пока не будет достигнута желаемая частота.

    Вблизи этих частот импеданс узкополосного кристаллического резонатора может быть представлен эквивалентной схемой Кэди (рис. 11d). Его значения компонентов выбраны так, чтобы соответствовать MEC при f 0 и f 1 , а R моделирует потери. Хотя его проще обсудить, его применимость ограничена узкими полосами частот. Тем не менее, он полезен разработчикам схем, которые хотят получить заданные кривые частотной характеристики для фильтров, в которые встроены кварцевые резонаторы как компоненты электронных схем.

    Практический резонатор должен удовлетворять следующим требованиям:

    1.

    Резонансная частота f 0 не должна зависеть от температуры и других переменных окружающей среды и должна быть стабильной с течением времени.

    2.

    Подавление бокового резонанса должно быть высоким; то есть не должно быть дополнительных резонансов вблизи желаемого с амплитудой, достаточной для того, чтобы его генераторный контур перешел в «скачкообразные режимы» (самопроизвольно сменить свою частоту на соседний).

    3.

    Ширина полосы Δ f , в которой резонансная амплитуда остается в пределах не более 3 дБ ниже максимума, должна быть как можно более узкой, или коэффициент качества Q = f 0 / Δ f должно быть как можно большим. Это повышает устойчивость вспомогательной электронной схемы к изменяющимся условиям движения.

    Что касается первого требования, то температурная независимость f 0 означает, что тепловое расширение размеров резонатора и температурная зависимость скорости звука взаимно компенсируют друг друга. В кристаллах тригональной системы так обстоит дело в некоторых направлениях, наклонных к осям координат кристалла. Пластины с гранями, перпендикулярными этим направлениям, известны для кварца как срезы AT, GT и SC. Другие воздействия окружающей среды, такие как коррозия и поверхностные отложения, могут быть подавлены за счет герметизации. Старение из-за миграции материала, диффузии, рекристаллизации металлических слоев или напряжений в монтажных опорах можно подавить с помощью соответствующих технологических процедур при изготовлении.

    Второе и третье требования взаимосвязаны. Незатухающая пластина, как и любое трехмерное тело, может резонировать в любом из своих трех измерений в различных режимах (например, поперечном, продольном, изгибном), каждый из которых не обязательно имеет гармонический спектр обертонов. Каждая резонансная частота связана с стоячей волной с распределением амплитуды, имеющим локальные максимумы и минимумы. В последних, называемых «узлами», монтажные опоры должны быть прикреплены к кристаллу, поскольку там они обеспечивают минимальное демпфирование. Потери колебательной энергии в опорах, а также излучение воздушного шума, как правило, намного превышают собственные потери материала резонатора и, таким образом, ограничивают достижимое значение Q . Собственные потери, скажем, в кварце позволили бы Q > 10 7 на частотах f <10 МГц.

    Проектирование опор в узлах для достижения желаемого резонанса при f 0 имеет ограниченный успех. Во-первых, если f 0 превышает 10 МГц, пластина имеет толщину менее ∼200 мкм, и возникают проблемы с достаточно точным размещением узловых опор.Во-вторых, опора может или не может подавлять какой-либо конкретный «паразитный режим», в зависимости от того, находится ли она рядом с одним из своих узлов. В-третьих, различные режимы могут быть связаны с желаемым в самом материале или на его границе, так что демпфирование одного будет также извлекать энергию из других.

    Такие эффекты связи повсеместны. Если мы напишем уравнение. (24), например, как матричное уравнение 9 × 9 между T m и D i с одной стороны и S n и E j , с другой стороны, любая недиагональная константа материала квалифицируется как константа связи.Даже изотропный материал, расширяющийся в одном направлении, сжимается в боковых. Пьезоэлектрические постоянные служат одинаково хорошо. Количественные соотношения могут быть получены путем решения уравнения. (44) для реалистичных граничных условий, задача, которая напрягает даже сегодняшние вычислительные мощности ввиду необходимой трехмерной обработки.

    Важная концепция ускорила прогресс: если пластина или стержень покрыты электродами только частично (рис. 14), резонансная частота там ниже, чем на открытых участках.На более низкой частоте многократные отражения не приходят по фазе на открытые грани и, таким образом, не суммируются с резонансной амплитудой. В результате амплитуда уменьшается за пределами закрываемой области, и энергия вибрации оказывается «захваченной» под электродами. Поскольку теперь самые внешние области резонатора вибрируют с уменьшенной амплитудой, резонатор может удерживаться там с небольшим демпфированием опорой. В то же время нежелательные контурные моды (резонансные частоты из-за боковых резонансов около f 0 ) могут быть взяты под контроль.Этот принцип захвата энергии является важным инструментом в современной конструкции резонаторов.

    РИСУНОК 14. Амплитуда смещения по боковой координате y пьезоэлектрического резонатора c с электродами a, b, проходящими по части его поверхностей.

    Захват энергии, ограничение сильной вибрации на участках пластины, очерченных гальваническим покрытием или травлением, позволяет изготавливать несколько резонаторов на одной пластине (рис. 15). Поскольку степень механической связи может варьироваться в зависимости от расстояния между отдельными участками, а также электрически путем соединения между собой отдельных резонаторов, монолитные фильтры могут быть сконструированы и построены без использования внешних компонентов. Они сочетают в себе примерно плоскую полосу пропускания в несколько килогерц на центральных частотах в несколько мегагерц с помехами по соседнему каналу, подавляемыми на 80 дБ, что трудно достичь другими средствами. На частотах ниже нескольких мегагерц размеры пластины, необходимые для размещения нескольких резонаторов, становятся чрезвычайно большими. В этом случае проще реализовать одиночные пьезоэлектрические резонаторы, соединенные между собой электрическими сетями или отдельными механически связанными стержнями резонатора. На частотах выше 50 МГц могут действовать устройства на ПАВ.

    РИСУНОК 15. Монолитный фильтр с четырьмя элементами и механической, а также электрической связью.

    6 типов резонаторов, используемых в ВЧ / СВЧ Вселенной

    Загрузите эту статью в формате .PDF

    % {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df2779df6d5f267ee2b6dc8" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left" data-embed-alt = "Mwrf Com Sites Mwrf com Загрузка файлов 2015 08 22 M F1 "data-embed-src =" https://img. mwrf.com/files/base/ebm/mwrf/image/2015/09/mwrf_com_sites_mwrf.com_files_uploads_2015_08_22M_F1.png? auto = format & fit = max & w = 1440 "data-embed-caption =" "]}%
    1. Эти керамические резонаторы могут использоваться в приложениях с диапазоном частот от 200 МГц до 10 ГГц. (Предоставлено Integrated Microwave Corp.)

    Резонаторы

    играют ключевую роль в работе ряда компонентов ВЧ / СВЧ, таких как генераторы и фильтры. Доступные типы резонаторов включают коаксиальные, диэлектрические, кристаллические, керамические, поверхностные акустические волны (ПАВ) и железо-иттриевый гранат (ЖИГ). Учитывая такое разнообразие, конструкторам важно понимать характеристики различных резонаторов.

    Коаксиальные резонаторы

    Коаксиальные резонаторы обычно используются для разработки таких компонентов, как генераторы, управляемые напряжением (VCO), генераторы коаксиального резонатора (CRO) и фильтры. Эта форма резонатора представляет собой керамическую коаксиальную линию. Часто коаксиальные резонаторы реализуются в генераторах как индукторы с высокой добротностью (высокой добротностью), тем самым создавая резонансный контур в паре с конденсатором или варакторным диодом. Коаксиальный резонатор имеет внешний проводник с приблизительно квадратным поперечным сечением и цилиндрический центральный проводник.

    Коаксиальные резонаторы имеют две различные формы: резонатор четвертьволновой длины (λ / 4) с одним закороченным концом и открытым противоположным концом; и резонатор на половине длины волны (λ / 2) с открытыми обоими концами.

    Поскольку материал коаксиального резонатора имеет высокое значение диэлектрической проницаемости (ε r ), компоненты, разработанные с его использованием, могут быть уменьшены в размерах. Типичные значения ε r находятся в диапазоне от 10 до 100.

    Керамические коаксиальные резонаторы предлагаются такими компаниями, как Integrated Microwave Corp.( рис. 1 ). Эти резонаторы предназначены для различных применений, включая генераторы, полосовые / заграждающие фильтры и фильтрацию электромагнитных помех (EMI). Их можно использовать для удовлетворения требований к частоте от 200 МГц до 10 ГГц. Клиенты могут выбрать один из девяти различных размеров в диапазоне от 2 до 18 мм. Кроме того, IMC предлагает резонаторы из пяти различных материалов.

    Со своей стороны Trans-Tech предлагает линейку коаксиальных резонаторов, которые предназначены для использования в качестве керамических коаксиальных линейных элементов.Они доступны в семи размерах и четырех значениях ε r . Компания предлагает эти резонаторы для приложений в диапазоне от ультравысоких частот (UHF) до 6 ГГц.

    Керамические коаксиальные резонаторы также предлагает Tusonix. Компания предлагает эти изделия четырех размеров и четырех значений ε r . Они покрывают диапазон частот от 800 МГц до 5,9 ГГц. Их предполагаемое применение включает генераторы, фильтры и дуплексеры.

    Тем временем Temex Ceramics предлагает линейку коаксиальных резонаторов, предназначенных для телекоммуникационных, военных и космических, промышленных и беспроводных приложений.Резонаторы предлагаются для приложений от 300 МГц до 6 ГГц. Кроме того, можно выбрать разные размеры и несколько значений ε r .

    Диэлектрические резонаторы

    Диэлектрический резонатор можно использовать для замены резонаторов в компонентах, таких как фильтры и генераторы. Обычно это дискообразный материал с высоким значением ε r . Это высокое значение ε r обеспечивает значительное преимущество, позволяя значительно уменьшить размер схемы, разработанной с диэлектрическим резонатором, чем при использовании объемного резонатора, заполненного воздухом.Электромагнитные поля в значительной степени ограничены диэлектрическим резонатором, что позволяет уменьшить потери на излучение и достичь высокого коэффициента качества (Q) ( Fig. 2 ).

    Хотя диэлектрический резонатор будет резонировать в нескольких режимах, режим TE 01δ (поперечно-электрический) чаще всего используется во многих приложениях. При работе в этом режиме диэлектрический резонатор может быть магнитно связан с цепью несколькими различными способами. Один из способов - подключить резонатор к микрополосковой линии.Этот подход может быть использован для создания таких компонентов, как генераторы с диэлектрическим резонатором (DRO).

    % {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df2779df6d5f267ee2b6dca" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left» data-embed-alt = "Коммуникационные сайты Mwrf Mwrf com Загрузка файлов 2015 08 22 M F2 "data-embed-src =" https://img.mwrf.com/files/base/ebm/mwrf/image/2015/09/mwrf_com_sites_mwrf.com_files_uploads_2015_08_22M_F2.png? = max & w = 1440 "data-embed-caption =" "]}% 2. На этом рисунке представлен типичный диэлектрический резонатор в форме диска.

    Компания MCV Microwave предлагает диэлектрические резонаторы. Эти компоненты обычно используются в генераторах, оборудовании спутниковой связи, микроволновых фильтрах и сумматорах. Их можно выбрать для приложений с диапазоном частот от 260 МГц до 26 ГГц.

    В дополнение к своей линейке коаксиальных резонаторов Temex Ceramics предлагает широкий выбор диэлектрических резонаторов. Они предназначены для использования в таких приложениях, как телекоммуникационная инфраструктура, сигнализация / обнаружение, военная и космическая промышленность и автомобилестроение.Резонаторы покрывают диапазон от 800 МГц до 50 ГГц. Они доступны в шести различных материалах.

    Диэлектрические резонаторы также предлагаются Trans-Tech как для коммерческого, так и для военного применения. Среди их приложений - фильтры и сумматоры базовых станций сотовой связи, приемники спутникового вещания (DBS) и детекторы движения. Они предназначены для приложений в диапазоне от менее 850 МГц до более 32 ГГц.

    Кристаллические резонаторы

    Кристаллы кварца могут использоваться как качественные электромеханические резонаторы.Их пьезоэлектрические свойства позволяют использовать их в качестве элементов управления частотой в кварцевых генераторах. Кристаллы кварца обеспечивают высокую добротность и превосходную стабильность частоты. Фактически, их высокая добротность является основной причиной того, что кварцевые генераторы часто используются вместо LC-генераторов.

    Пьезоэлектрические материалы могут преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот. При приложении механического напряжения генерируется электрический заряд. Этот электрический заряд пропорционален приложенному механическому напряжению.Этот же материал деформируется при приложении электрического поля.

    В кварцевом резонаторе тонкий кусок кварца помещается между двумя электродами. Этот кварцевый срез получается путем резки исходного материала под определенными углами по отношению к различным осям, что определяет физические и электрические параметры резонатора. Таким образом, кристалл кварца можно классифицировать по тому, как он был вырезан из исходного материала. Резонаторы могут быть созданы из множества разрезов, таких как широко используемые разрезы AT и SC.

    Согласно IQD Frequency Products, когда частота приложенного напряжения приближается к одной из частот механического резонанса кварцевого среза, амплитуда колебаний становится очень большой. Сопутствующий ток смещения также увеличивается, что снижает величину эффективного импеданса устройства. Благодаря быстрому изменению импеданса при изменении частоты вблизи резонанса кварцевые кварцевые резонаторы могут использоваться в качестве элементов управления частотой в кварцевых генераторах.

    Вблизи резонансной частоты кристалл кварца может быть представлен эквивалентной электрической схемой ( Рис. 3 ). C 0 представляет собой шунтирующую емкость электродов, параллельных емкости держателя. L 1 представляет собой электрический эквивалент критической массы, а C 1 представляет собой жесткость или эластичность кристалла. R 1 представляет собой потерю тепла из-за механического трения.

    В качестве примера, IQD Frequency Products предлагает ряд кристаллов кварца с диапазоном частот от 10 кГц до 250 МГц со стабильностью частоты до ± 5 ppm.Также предлагаются высокотехнологичные кварцевые кристаллы АТ-среза, обеспечивающие частоту основной моды от 10 до 42 МГц. Кроме того, компания предлагает кристаллы для автомобильной промышленности.

    Crystek также предлагает ряд кристаллов кварца в различных вариантах упаковки от 1,8432 до 150 МГц. Среди дополнительных поставщиков кристаллических резонаторов - Vectron, Murata, Oscilent и Abracon, и это лишь некоторые из них. Мурата, например, утверждает, что его кристаллы можно использовать для спутников связи, устройств мобильной связи, автомобильной электроники, телевизоров, персональных компьютеров и бытовых информационных устройств.

    Керамические резонаторы

    Керамические резонаторы - жизнеспособная альтернатива кристаллам кварца. Хотя они менее точны, чем кристаллы кварца, керамические резонаторы обладают и другими преимуществами. Например, они могут быть изготовлены в меньших упаковках и с меньшими затратами. Кроме того, они обеспечивают меньшее время запуска, чем кристаллы кварца.

    % {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df2779df6d5f267ee2b6dcc" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left" data-embed-alt = »Коммуникационные сайты Mwrf Mwrf com Загрузка файлов 2015 08 22 M F3 "data-embed-src =" https: // img. mwrf.com/files/base/ebm/mwrf/image/2015/09/mwrf_com_sites_mwrf.com_files_uploads_2015_08_22M_F3.png?auto=format&fit=max&w=1440 "data-embed-caption =" ""]}% 905 представляет собой электрическую схему. электрический эквивалент кристалла кварца вблизи резонансной частоты.

    Керамические резонаторы используют механический резонанс пьезокерамики, такой как титанат циркония свинца (PZT). Два металлических электрода равномерно размещены как сверху, так и снизу керамической подложки. При подаче напряжения подложка колеблется между электродами.Резонансная частота определяется толщиной подложки. Эквивалентная электрическая схема керамического резонатора идентична кристаллу кварца. Поскольку его работа аналогична работе кристалла, его можно использовать в тех же конфигурациях генератора.

    Например, Murata предлагает керамические резонаторы серии CERALOCK. Эти продукты предназначены для целого ряда приложений, включая автомобильную электронику, средства связи, персональные компьютеры и медицинское / медицинское оборудование. К другим поставщикам керамических резонаторов относятся Oscilent и Abracon.

    Резонаторы для пилы

    Поверхностная акустическая волна (ПАВ), распространяющаяся на поверхности пьезоэлектрического кристалла, может использоваться для передачи информации. Основной резонатор на ПАВ состоит из встречно-штыревого преобразователя и двух решетчатых отражателей, которые изготовлены на пьезоэлектрическом материале методом фотолитографии. Отражатели образуют резонансную полость, которую преобразователь соединяет с внешним контуром. Подобно кварцевым резонаторам, резонаторы на ПАВ могут использоваться для создания генераторов - часто в высокочастотных приложениях.Их также можно использовать для создания полосовых фильтров, таких как предлагаемые Qorvo, Phonon и Vectron, и многие другие. Эквивалентный LC-контур кристаллического резонатора имеет такую ​​же форму. Автомобильные устройства дистанционного доступа без ключа (RKE), системы безопасности и устройства открывания гаражных ворот - вот некоторые примеры потребительских товаров, в которых обычно используются резонаторы на ПАВ.

    Например, ECS Inc. International предлагает широкий выбор резонаторов на ПАВ. Они доступны как в корпусах для поверхностного монтажа, так и в корпусах для сквозного монтажа.Компания предлагает эти резонаторы на ПАВ для приложений беспроводной безопасности и дистанционного управления.

    Ассортимент резонаторов на ПАВ от Murata охватывает диапазон от 300 МГц до 1 ГГц, при этом допуски на центральную частоту составляют всего ± 50 кГц. Резонаторы доступны во множестве корпусов. Кроме того, Abracon предлагает линейку резонаторов на ПАВ с диапазоном частот от 117,2 до 916,5 МГц. Эти продукты предназначены для таких приложений, как беспроводные удаленные контроллеры и мобильная связь. Они доступны как в корпусах для поверхностного монтажа, так и в корпусах для сквозного монтажа.Наконец, Golledge Electronics предлагает диапазон резонаторов на ПАВ от 100 МГц до 1,1 ГГц. Продукция доступна в различных упаковках. Кроме того, доступны индивидуальные спецификации.

    Резонаторы ЖИГ

    Резонаторы на железо-иттриевом гранате (ЖИГ) могут быть использованы для создания генераторов и фильтров. YIG - это кристалл с очень высокой добротностью, что позволяет разрабатывать генераторы с очень низким фазовым шумом. Многооктавная полоса пропускания - еще одно преимущество, которого можно достичь с помощью резонаторов YIG.

    YIG чаще всего используются в сферической конфигурации. Однако с годами использовались и другие формы. ЖИГ будет резонировать на микроволновых частотах, когда он находится в магнитном поле постоянного тока (DC). Этот резонанс прямо пропорционален силе приложенного магнитного поля, которое создается с помощью электромагнита, постоянного магнита или их комбинации.

    Micro Lambda Wireless предлагает ряд продуктов на основе ЖИГ. Генераторы этой компании с настройкой на ЖИГ работают в диапазоне частот от 500 МГц до 44 ГГц с уровнями выходной мощности от 0 до +23 дБмВт.Компания также предлагает линейку фильтров с настройкой YIG с диапазоном частот от 500 МГц до 50 ГГц.

    Таким образом, широкий спектр резонаторов доступен от множества поставщиков. Для многих потенциальных приложений важно иметь представление о различных разновидностях и о том, как они могут быть реализованы в дизайне. Каждый тип резонатора хорошо подходит для различных применений, что требует понимания рабочих характеристик, предлагаемых каждым типом резонатора.

    Загрузите эту статью в формате.Формат PDF

    Резонаторы для шумоподавления

    Текущий факультет: Скотт Д. Зоммерфельдт
    Текущие студенты: Мэтт Калтон

    Введение в резонаторы

    Акустические резонаторы используются для усиления или поглощения звука в очень определенных частотных диапазонах. Автомобильные глушители и басовые ловушки поглощают нежелательный шум, а корпус гитары или скрипки усиливает определенные частоты.

    Хотя существует много типов акустических резонаторов, два наиболее распространенных - это резонатор Гельмгольца и четвертьволновая лампа.Резонатор Гельмгольца состоит из шейки, ведущей в больший объем. Одним из примеров резонатора такого типа является стеклянная бутылка. При вдувании бутылка резонирует с очень определенной частотой. Основная частота зависит от площади поперечного сечения и длины шейки, а также от объема полости.

    Отклик резонатора Гельмгольца можно смоделировать как систему масса-пружина. Пробка воздуха в шее действует как масса, которая движется, когда вы в нее вдыхаете. Объем воздуха в полости растягивается и сжимается как пружина.

    Четвертьволновая трубка - это простая трубка, которая открыта с одного конца и закрыта с другого. Основная частота зависит от длины трубки.

    Когда любой из этих резонаторов реализован как боковая ветвь, они поглощают звуки на своих резонансных частотах.

    BYU Resonator Research

    В настоящее время проектирование большинства акустических резонаторов выполняется методом проб и ошибок. Наши исследования в BYU сосредоточены на моделировании отклика акустических резонаторов и массивов резонаторов в различных приложениях, поэтому настройка после изготовления практически не требуется.

    Мы используем приближения более высокого порядка для отклика резонаторов вместо того, чтобы моделировать их как простые системы массовых пружин. Мы также пытаемся найти более точные изображения торцевых поправок в шейке резонатора.

    Измерение потерь передачи

    Чтобы проверить точность нашей модели, мы измеряем потери передачи резонаторов в различных конфигурациях с помощью импедансной трубки. Используемая нами трубка импеданса имеет громкоговоритель на одном конце и безэховый вывод на другом.Затем мы можем разместить разные резонаторы параллельно трубке импеданса, чтобы увидеть, как они реагируют.

    Используя метод двух микрофонов, входящие и отраженные волны внутри трубки можно анализировать отдельно. Частоты, не доходящие до второй пары микрофонов, поглощались резонаторами.

    Как видно ниже, предварительные результаты показали довольно хорошее соответствие между моделью и измерениями, хотя продолжаются дальнейшие улучшения.

    Ссылки

    Теория резонатора:

    • Основы акустики - Кинслер и Фрей Глава 10
    • Инженерное шумоподавление - Биес и Хансен Глава 9
    • Ингард, К. U. К теории и конструкции акустических резонаторов

    Метод двух микрофонов:

    • Chung, J.Y. Метод передаточной функции для измерения свойств акустической системы в воздуховоде (1980)

    RP Photonics Encyclopedia - оптические резонаторы, резонаторы

    Encyclopedia> буква O> оптические резонаторы

    можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics.

    Вас еще нет в списке? Получите свою запись!

    Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием продукта.

    Анализ и оптимизация лазерных резонаторов

    Программное обеспечение RP Resonator - это особенно гибкий инструмент для анализа и оптимизации оптических резонаторов. Например, его можно использовать для расчета и минимизации чувствительности юстировки лазерных резонаторов.

    Определение: расположение оптических компонентов, которые позволяют лучу света циркулировать

    Альтернативный термин: оптические резонаторы

    Более конкретные термины: резонаторы стоячей волны, кольцевые резонаторы, нестабильные резонаторы, резонаторы для усиления, резонаторы для очистки мод, эталонные резонаторы, лазерные резонаторы

    немецкий: optische Resonatoren

    Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

    Автор: Dr. Rüdiger Paschotta

    URL: https://www.rp-photonics.com/optical_resonators.html

    Оптический резонатор (или резонансный оптический резонатор) представляет собой систему оптических компонентов, которая позволяет лучу света циркулировать по замкнутому пути. Такие резонаторы могут быть самых разных форм.

    Резонаторы с объемными элементами в сравнении с волноводными резонаторами

    Оптический резонатор может быть изготовлен из объемных оптических компонентов, как показано на рисунке 1, или в виде волноводного резонатора, в котором свет направляется, а не проходит через свободное пространство.

    Объемно-оптические резонаторы используются, например, в твердотельных объемных лазерах. Их свойства поперечной моды зависят от общей установки (включая длину воздушных пространств), а размеры мод могут значительно варьироваться вдоль резонатора. В некоторых случаях на свойства режима также значительно влияют такие эффекты, как тепловое линзирование.

    Волноводные резонаторы часто изготавливаются из оптических волокон (например, для волоконных лазеров) или в виде интегрированной оптики. Свойства поперечной моды (см. Ниже) определяются локальными свойствами волновода.

    Существуют также смешанные типы резонаторов, содержащие как волноводы, так и части с оптическим распространением в свободном пространстве. Такие резонаторы используются, например, в некоторых волоконных лазерах, где объемные оптические компоненты должны быть вставлены в лазерный резонатор.

    Линейные резонаторы и кольцевые резонаторы

    Фигура 1: Простой линейный оптический резонатор с изогнутым складным зеркалом (вверху) и четырехзеркальным кольцевым резонатором типа «бабочка» (внизу).

    Линейные (или стоячей волны ) резонаторы (рис. 1, вверху) сделаны так, что свет отражается назад и вперед между двумя концевыми зеркалами.Для непрерывно циркулирующего света всегда есть встречные волны, которые интерферируют друг с другом, образуя структуру стоячих волн.

    В кольцевых резонаторах (рис. 1, внизу) свет может циркулировать в двух разных направлениях (см. Также: кольцевые лазеры ). Кольцевой резонатор не имеет торцевых зеркал.

    В любом случае резонатор может содержать дополнительные оптические элементы, которые пропускаются при каждом обходе. Например, лазерный резонатор содержит усиливающую среду, которая может компенсировать потери резонатора при каждом прохождении света туда и обратно.

    Во время обхода резонатора в оба конца свет испытывает различные физические эффекты, которые изменяют его пространственное распределение: эффекты дифракции, фокусировки или дефокусировки оптических элементов (иногда с участием оптических нелинейностей), в особых случаях также усиление направления, насыщающееся поглощение и т. Д.

    Некоторые важные различия между линейными резонаторами и кольцевыми резонаторами:

    • В кольцевом резонаторе свет может циркулировать в двух разных направлениях. Если имеется выходное зеркало ответвителя, это приводит к двум разным выходным лучам.Линейный резонатор с выходным ответвителем на конце не демонстрирует этого явления.
    • На оптический компонент внутри резонатора свет попадает один раз за круговой обход в случае кольцевого лазера и два раза за круговой обход в линейном резонаторе (за исключением торцевых зеркал).
    • Когда свет вводится в линейный резонатор через частично прозрачное зеркало, отраженный свет может распространяться обратно к источнику света. Это не относится к кольцевому резонатору. Поэтому иногда предпочтительны кольцевые резонаторы для удвоения резонансной частоты с помощью лазерного источника, чувствительного к оптической обратной связи.
    • Объемный линейный резонатор может иметь две зоны устойчивости (см. Ниже), например для изменения диоптрической силы внутренней линзы или длины плеча резонатора. Кольцевой резонатор имеет только одну зону устойчивости. (Если внутренняя линза проходит более одного раза за круговой обход в кольцевом резонаторе или более двух раз в линейном резонаторе, может быть больше зон стабильности.)
    • Ненормальное падение света на каждое зеркало резонатора кольцевого резонатора вызывает астигматизм, если зеркало резонатора имеет изогнутую поверхность. Геометрия кольцевого резонатора типа «бабочка» часто используется для минимизации астигматизма за счет сохранения малых углов падения.
    • Монолитные кольцевые резонаторы с высоким коэффициентом Q могут использовать полное внутреннее отражение от всех поверхностей и, следовательно, могут не требовать диэлектрических зеркал.

    Стабильные и нестабильные объемно-оптические резонаторы

    Стабильность объемного оптического резонатора по существу означает, что любой луч, введенный в систему с некоторым начальным положением и углом поперечного смещения, останется внутри системы в течение многих круговых обходов.Для нестабильных резонаторов есть лучи, которые демонстрируют неограниченное увеличение поперечного смещения, так что они покидают оптическую систему.

    Стабильность резонатора зависит от свойств и расположения оптических компонентов, в основном от кривизны отражающих поверхностей, других фокусирующих эффектов и расстояний между компонентами. При изменении такого параметра, как длина плеча или диоптрическая сила фокусирующего элемента в резонаторе, резонатор может проходить через одну (для кольцевых резонаторов) или две (для резонаторов со стоячей волной) зоны устойчивости [2].На краях таких зон устойчивости размеры пучка на концах резонатора могут расходиться или стремиться к нулю, а также может расходиться чувствительность юстировки.

    Большинство твердотельных объемных лазеров основаны на стабильных резонаторах, но нестабильные резонаторы имеют преимущества в некоторых лазерах, особенно в тех, которые имеют очень высокую выходную мощность и высокое усиление лазера, где может быть достигнуто лучшее качество луча. Моды неустойчивых резонаторов обладают довольно сложными свойствами. Выходное соединение часто осуществляется с помощью зеркала с высокой степенью отражения, в котором часть циркулирующего света теряется по краям (или, возможно, только с одной стороны).Другой возможностью является использование частично пропускающего выходного зеркала ответвителя с поперечным изменением отражательной способности ( зеркал с гауссовой отражательной способностью ).

    Режимы резонатора

    Режимы резонатора - это, по сути, самосогласованные распределения поля света, точнее, распределения электрического поля, которые самовоспроизводятся (за исключением возможной потери мощности) при каждом обходе резонатора.

    Свойства мод резонатора сильно зависят от различных деталей:

    • В волноводных резонаторах структура поперечных мод определяется только свойствами волновода и постоянна везде в резонаторе, если свойства волновода постоянны.Может существовать только одна форма поперечной моды, например если используются одномодовые волокна.
    • В объемных оптических резонаторах свойства мод зависят от общей оптической схемы и очень сильно различаются между стабильными и нестабильными резонаторами (см. Выше). Для стабильных резонаторов диаграммы поперечных мод могут быть описаны, например, с функциями Эрмита – Гаусса. Мода низшего порядка (осевая мода, основная мода) имеет самый простой профиль; более сложные формы соответствуют модам более высокого порядка. Свойства режима можно рассчитать с использованием матричного алгоритма ABCD. Неустойчивые резонаторы имеют гораздо более сложную структуру мод, которую можно рассчитать только численными методами. Обычно размер поперечной моды изменяется вдоль оси резонатора.

    Для каждого из шаблонов поперечных мод существуют только определенные оптические частоты, для которых оптическая фаза самосогласованно воспроизводится после каждого цикла приема-передачи (т.е. сдвиг фазы в оба конца является целым числом, кратным 2π).Они называются модовыми частотами или резонансными частотами и находятся примерно на одинаковом расстоянии (но не точно на одинаковом расстоянии из-за хроматической дисперсии). Разнос частот резонаторных мод, также называемый свободным спектральным диапазоном (FSR), представляет собой обратное время приема-передачи, или, точнее, обратную групповую задержку приема-передачи. Это означает, что FSR становится меньше по мере увеличения длины резонатора. Отношение частотного интервала к ширине резонансов (ширина полосы резонатора) называется finesse и определяется потерями мощности за один обход резонатора.Связанная мера - это коэффициент Q , который представляет собой отношение резонансной частоты и ширины полосы.

    Более подробно в статье о режимах резонатора.

    Резонансное усиление

    Если, например, торцевое зеркало частично прозрачное, в резонатор может поступать свет извне. Наивысшая внутренняя оптическая мощность (и максимальное пропускание через резонатор) может быть достигнута, когда (монохроматический) входной свет имеет частоту, совпадающую с частотой одной из мод, и пространственные формы также совпадают (→ мод соответствует ).В частности, для резонаторов с низкими потерями циркулирующая внутрирезонаторная мощность может тогда значительно превышать входную мощность с помощью резонансного усиления (→ резонаторов ).

    Резонансное усиление также возможно для регулярной последовательности световых импульсов, когда частоты последовательности импульсов совпадают с оптическими резонансами. Во временной области это означает, что период импульса соответствует времени обхода резонатора или его целой части.

    Тонкие свойства объемно-оптических резонаторов

    Физика объемных оптических резонаторов удивительно богата по своей природе.Некоторые интересные аспекты:

    • Моды резонатора с поперечным изменением оптического усиления или потерь в целом не образуют ортогональный набор функций. Эти ненормальные режимы обладают некоторыми особенностями. Например, общая мощность в суперпозиции таких режимов составляет , а не , просто сумма мощности в различных режимах. При некоторых условиях резонаторы с ненормальными модами можно рассматривать с помощью комплексного анализа гауссова пучка, где, например, элементы матрицы ABCD и радиус гауссова пучка могут быть комплексными числами.
    • В ситуациях с общим астигматизмом (например, в некоторых неплоских кольцевых лазерных резонаторах) есть интересные эффекты, такие как поворот изображения, поворот поляризации и так называемые скрученные лучи .
    • Существуют технически интересные методы (часто числового характера) для создания резонатора с заданными свойствами.
    • Конструкция лазерного резонатора оказывает большое влияние на различные аспекты работы лазера, например от чувствительности юстировки и качества луча.

    Микрорезонаторы

    Существуют различные формы очень маленьких резонаторов микрорезонаторов , то есть с размерами всего несколько микрон или даже меньше. Некоторые примеры доступных технологий:

    Оптические резонаторы с очень маленькими размерами имеют большой свободный спектральный диапазон, что часто очень важно для приложений.

    Применение оптических резонаторов

    Оптические резонаторы используются, например, для следующих целей:

    Вопросы и комментарии пользователей

    Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии.Если они будут приняты автором, они будут отображаться над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор примет решение о приеме на основании определенных критериев. По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

    Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, пожалуйста, свяжитесь с ним, например по электронной почте.

    Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами.(Если вы позже откажетесь от своего согласия, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала проверяются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

    Библиография

    [1] Л. В. Касперсон, "Стабильность мод лазеров и периодических оптических систем", IEEE J. Quantum Electron. 10 (9), 629 (1974), DOI: 10.1109 / JQE.1974.1068485
    [2] В. Магни, «Многоэлементные стабильные резонаторы, содержащие переменную линзу», J. Opt.Soc. Являюсь. A 4 (10), 1962 (1987), DOI: 10.1364 / JOSAA.4.001962
    [3] M. Notomi et al. , “Действие оптического бистабильного переключения высокодобротных фотонно-кристаллических нанополостей Si”, Опт. Express 13 (7), 2678 (2005), DOI: 10.1364 / OPEX.13.002678
    [4] J. Bravo-Abad et al. , “Усовершенствованная нелинейная оптика в фотонно-кристаллических микрополостях”, Опт. Экспресс 15 (24), 16161 (2007), DOI: 10.1364 / OE.15.016161
    [5] P.Lalanne et al. , «Удержание фотонов в нанополостях фотонных кристаллов», Laser & Photon. 2 (6), 514 (2008), DOI: 10.1002 / lpor.200810018
    [6] AE Siegman, Lasers , University Science Books, Mill Valley, CA (1986)
    [7] Н. Ходжсон и Х. Вебер, Лазерные резонаторы и распространение луча , 2-е изд., Springer, Berlin (2005)
    [8] Статья в блоге: «Тайна резонатора»

    (Предлагайте дополнительную литературу!)

    См. Также: резонаторы, резонаторы стоячей волны, кольцевые резонаторы, резонаторы усиления, лазерные резонаторы, конструкция резонатора, режимы резонатора, оптическая фаза, зоны устойчивости оптических резонаторов, нестабильные резонаторы, свободный спектральный диапазон, точность, полоса пропускания, добротность, мода согласование, эталоны, полости для очистки мод, эталонные полости, интерферометры Фабри – Перо, The Photonics Spotlight 21 ноября 2006 г., The Photonics Spotlight 2006-11-28, The Photonics Spotlight 2009-04-05, The Photonics Spotlight 2016-07- 05

    Если вам понравилась эта страница, поделитесь ссылкой со своими друзьями и коллегами, e.грамм. через соцсети:

    Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности!

    Код для ссылок на других сайтах

    Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код.

    HTML-ссылка на эту статью:

       
    Статья об оптических резонаторах

    в
    Энциклопедия фотоники RP

    С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):

       
    alt = "article">

    Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:

      * [https://www.rp-photonics.com/optical_resonators.html 
    статья «Оптические резонаторы» в энциклопедии RP Photonics]

    СВЧ резонаторы | Прецизионные устройства Knowles

    Описание

    Резонаторы

    DLI представляют собой идеальное решение для высокопроизводительных недорогих генераторов микроволнового или миллиметрового диапазона. Запатентованные резонаторные устройства с высокой добротностью полностью экранированы и разработаны на основе нашей термостойкой керамики с высокой диэлектрической проницаемостью.
    Был разработан инструмент моделирования эквивалентной схемы, который позволяет оптимизировать конструкции генераторов на основе резонаторов и ограничивает значения элементов схемы до реализуемых комбинаций.Ниже приведены примеры моделей на частоте 8 ГГц. Две модели показаны с использованием керамики CF, одна с использованием FS, а одна с использованием CG.
    Частоты конструкции резонатора варьируются от <1,0 до> 67 ГГц и могут быть настроены либо для монтажа на поверхность припоя, либо для микросхем и проводов. Используется высоконадежная тонкопленочная золотая металлизация, а допуски по частоте составляют всего 0,1%.

    Приложения

    Systems : Ciruits
    Automotive: Микроволновые генераторы и генераторы миллиметрового диапазона
    Радар: Основные генераторы с фиксированной частотой - сверхнизкий фазовый шум (прежнее решение: дорогие УЦИ и увеличенный кристалл или устройство на основе ПАВ с пониженной производительностью)
    Связь: узкополосный настраиваемый ГУН или генераторы с фазовой синхронизацией (обычно настройка ± 3%) (прежнее решение: дорогостоящее УЦИ, настроенное на вариатор) узлов, корпуса и трудоемких операций, характерных для прежних решений.
    Приборы : узкополосные фильтры с низкими потерями (прежнее решение: устройства на ПАВ с низкими потерями, с ограничением частоты и низкой производительностью)

    Одночастотные резонаторные резонаторы

    Показана эквивалентная схема одночастотного резонатора резонатора (SFCR) вблизи его самой низкой резонатной частоты. Самый низкий резонансный режим обычно используется в генераторах и фильтрах. Значения элементов показаны для SFCR 9,95 ГГц. Резонатная частота задается параллельной комбинацией Cp и Lp, конечная ненагруженная Q - R.Последовательная емкость Cs соединяет резонатор L-C с входной площадкой, тем самым устанавливая связь между внешней схемой и частотно-регулирующим резонатором L-C. Емкость Csh - паразитная емкость между входом и землей. Все эти сетевые элементы обладают превосходной повторяемостью, обеспечивая полный контроль над резонатной частотой, связью и входным сопротивлением. Конструкция также обеспечивает встроенную функцию блокировки по постоянному току, что исключает элемент, чувствительный к допуску, из спецификации. Для моделирования цепи с широкой полосой пропускания рекомендуются S-параметры. S-параметры доступны для скачивания (ССЫЛКА). Резонаторы заново настраиваются в соответствии с требованиями к частоте, связи, добротности, настраиваемости и сборке.

    На этом графике показана зависимость типичной стабильности частоты SFCR от температуры для стандартных диэлектрических материалов DLI.

    Выборка типичных характеристик SFCR показана в таблице ниже, чтобы проиллюстрировать переменные конструкции первичного резонатора (частота резонанса, диэлектрическая проницаемость материала полости, размеры по длине по ширине).Взаимодействие этих переменных более подробно обсуждается в следующем разделе. На нагруженную добротность резонаторов влияют коэффициент связи (обозначенный в таблицах как возвратные потери), выбор материала (диэлектрическая проницаемость) и толщина материала. Как правило, резонаторы, изготовленные из толстых материалов с низкой диэлектрической проницаемостью, обладают наибольшей добротностью при нагрузке. Для справки, когда резонатор имеет коэффициент связи 1,0, он будет демонстрировать отличные возвратные потери на резонатной частоте, а ненагруженная добротность будет в 2 раза больше, чем нагруженная добротность.Желаемый уровень связи резонатора варьируется в зависимости от требований отдельной схемы, таких как настройка частоты вариатора или значение отрицательного сопротивления транзистора. Q 'без нагрузки показанных ящиков колеблется до 2000, что явно является новым стандартом для компонентов, совместимых с автоматизированной сборкой. В отличие от других микроволновых резонаторов с «высокой КЯ», объемный резонатор DLI является полностью автономным. Большие дорогие корпуса не нужны. Его нагруженную добротность и резонансную частоту можно напрямую измерить с помощью технологии копланарного ВЧ-зонда.Таким образом, неоднозначности специальных испытательных приспособлений и компонентов, которые не подходят для реализации продукта, исключаются из оценки детали.
    • Устранить лаг, дорогие корпуса
    • Измерено с использованием копланарных ВЧ-зондов - приспособления не требуются
    • Автоматическая сборка
    • Q до 2000

    Оценка размера резонатора

    Размер объемного резонатора определяется желаемой резонатной частотой и выбранным керамическим материалом. При той же резонатной частоте материал с более высокой диэлектрической проницаемостью будет иметь меньший размер по сравнению с материалом с более низкой диэлектрической проницаемостью. Резонаторы обычно проектируются на толстой керамике, где Q увеличивается с толщиной материала. Приведенные ниже диаграммы можно использовать в качестве руководства для оценки размеров резонатора на типичных материалах DLI. Конструкции имеют слегка прямоугольную форму. Соотношение длины к ширине обычно меньше 1,2: 1. За дополнительной информацией обращайтесь на завод.

    Настройка SFCR

    DLI имеет возможность лазерной коррекции частоты объемного резонатора примерно на 2% от фактической резонатной частоты.Резонаторы включают литографические «змеиные глаза», которые лазер может распознать как отправную точку для обрезки золота. Доступны частоты выше и ниже этого диапазона. В таблице ниже представлена ​​матрица резонатных частот и их настраиваемый диапазон.


    На приведенном ниже графике показан резонатор с частотой 9,9 ГГц, частота которого была понижена с помощью лазерной обрезки прорезей через золотую металлизацию. В этом конкретном примере деталь была прорезана лазером примерно на 96 МГц ниже ее истинной резонансной частоты (1%).Настроить резонаторы по частоте можно с помощью фотолитографии, чтобы определить прорези на верхней стороне резонаторного контура. Проволочное соединение между слотами повысит частоту устройства.

    Варианты монтажа

    См. Наше примечание по применению, в котором подробно описаны два различных метода установки SFCR.

    Квантовый предел качества в кремниевых микро- и нано-механических резонаторах

  • Nguyen, C.Т.-К. Технология MEMS для управления синхронизацией и частотой. IEEE Trans. Ультразвуковой. Ферроэлектрик. Freq. Contr. 54, 251–270 (2007).

    Артикул Google Scholar

  • ван Бик, Дж. Т. М. и Пуэрс, Р. Обзор генераторов MEMS для приложений опорной частоты и синхронизации. J. Micromech. Microeng. 22, 013001 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • Нгуен, К. Т-С. Интегрированные микромеханические радиоприемники. Proc. IEEE Int. Symp. СБИС-АСП. 3–4 (2008).

  • Salvia, J. C. et al. Температурная компенсация в реальном времени осцилляторов МЭМС с использованием встроенной микропечати и цепи фазовой синхронизации. J. Micorelectromech. Syst. 19, 192–201 (2010).

    Артикул Google Scholar

  • Candler, R. N. et al. Инкапсуляция МЭМС-устройств на одной пластине. IEEE Trans. Adv. Packag. 26. С. 227–232 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • Wang, J., Ren, Z. & Nguyen, C. T.-C. Самовыравнивающийся вибрационный микромеханический дисковый резонатор с частотой 1,156 ГГц. IEEE Trans. Ультразвуковой. Ферроэлектрик. Freq. Contr. 51, 1607–1628 (2004).

    Артикул Google Scholar

  • Wang, J., Butler, J. E., Feygelson, T. & Nguyen, C. T.-C. Микромеханический дисковый резонатор из нанокристаллического алмаза с частотой 1,51 ГГц и изолирующей опорой из несоответствующего материала. Proc. IEEE Int. Конф. MEMS, 641–644 (2004).

  • Khine, L. & Palaniapan, M. Высокодобротные квадратные КНИ резонаторы с объемным режимом работы и прямыми якорями. J. Micromech. Microeng. 19, 015017 (2009).

    ADS Статья Google Scholar

  • Li, S.-S. и другие. Микромеханические кольцевые резонаторы типа «полый диск». Proc. IEEE Int. Конф. MEMS, 821–824 (2004).

  • Хао, З., Поуркамали, С. и Аязи, Ф.УКВ монокристаллические кремниевые эллиптические емкостные емкостные дисковые резонаторы объемного режима. Часть I: проектирование и моделирование. J. Microelectromech. Syst. 13, 1043–1053 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • Новацки В. Термоупругость. (Пергамон, Элмсфорд, Нью-Йорк, 1962 г.).

  • Duwel, A., Candler, R. N., Kenny, T. W., Varghese, M. Разработка резонаторов MEMS с низким термоупругим демпфированием. J. Microelectromech. Syst.15. С. 1437–1445 (2006).

    Артикул Google Scholar

  • Chandorkar, S.A. et al. Пределы добротности в объемных микромеханических резонаторах. Proc. IEEE Int. Конф. МЭМС, 74–77 (2008).

  • Киттель, К. и Кремер, Х. Теплофизика. (2), (John Wiley & Sons, Inc., США, 1980).

  • Киттель, К. Введение в физику твердого тела. (John Wiley & Sons, Inc., США, 1986).

  • Чой, К.Л., Вонг, С. П. и Янг, К. Параметры теплового расширения и Грюнайзена для анизотропных твердых тел. Phys. Ред. B 29, 1741–1747 (1984).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • Ридли Б.К. Электроны и фононы в многослойных полупроводниках. (Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Англия, 1997).

  • Candler, R. N. et al. Влияние геометрии на термоупругую диссипацию в микромеханических резонансных пучках.J MEMS 15, 927–934 (2006).

    Артикул Google Scholar

  • Поуркамали, С., Хо, Г. К. и Аязи, Ф. Низкоимпедансные ОВЧ и УВЧ емкостные кремниевые объемные акустические волновые резонаторы - Часть II: Измерение и определение характеристик. IEEE Trans. Электронные девиес 54, 2024–2030 (2007).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • Ахиезер А. О поглощении звука твердыми телами.J. Phys. (Академия наук-Ленинград) 1, 277–287 (1939).

    Google Scholar

  • Вудрафф, Т. О. и Эренрайх, Х. Поглощение звука в изоляторах. Phys. Ред. 123, 1553–1559 (1961).

    ADS Статья Google Scholar

  • Барретт Х. и Холланд М.Г. Критика современных теорий демпфирования Ахиезера в твердых телах. Phys Rev. B1, 2538–2544 (1970).

  • Марис, Х.Взаимодействие звуковых волн с тепловыми фононами в диэлектрических кристаллах. Физическая акустика. (Академик Пресс, Нью-Йорк, 1971).

    Google Scholar

  • Duwel, A. E. et al. Механизмы потери тепловой энергии в устройствах микро- и нано-масштаба. Proc. SPIE, 8031 ​​(2011).

  • Ландау Л. и Румер Г. Поглощение звука твердыми телами. Phys. Z. Sowjetunion 11, 18 (1937).

    МАТЕМАТИЧЕСКИЙ Google Scholar

  • Тебризиан, Р., Раис-Заде, М. и Аязи, Ф. Влияние фононных взаимодействий на ограничение произведения f.Q микромеханических резонаторов. Proc. IEEE Int. Конф. Solid State Sens., Актуатор Microsyst. 2131–2134 (2009).

  • Hwang, E. & Bhave, S.A. Экспериментальная проверка внутреннего трения на частотах ГГц в легированном монокристаллическом кремнии. Proc. IEEE Int. Конф. МЭМС, 424–427 (2011).

  • Wu, G., Xu, D., Xiong, B. & Wang, Y. Высокодобротный микромашинный монокристаллический кремниевый резонатор для объемных мод с предварительно протравленной полостью.Микросист. Tech. 18, 25–30 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • Wu, G., Xu, D., Xiong, B., Wang, Y. & High, Q. Монокристаллические кремниевые микромеханические резонаторы с гибридным процессом травления. Сенсоры J. 12, 2414–2415 (2012).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • Colinet, E. et al. Генератор 100 МГц на основе емкостного МЭМС-резонатора с низким напряжением поляризации.Proc. IEEE Int. Конф. Freq. Продолж. Symp. (ФТС), 174–178 (2010).

  • Lee, J. E.-Y. & Seshia, A.A. Квадратный резонатор в режиме бокала с добротностью 4 миллиона. Датчики, 1257–1260 (2008).

  • Ли, Дж. Э.-Й., Бахрейни, Б., Чжу, Ю. и Сешия, А. А. Монокристаллический кремниевый микрорезонатор с объемным акустическим режимом. IEEE Electron Device Lett. 29, 701–703 (2008).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • Вт, С.И Ли, Дж. Э.-Й. Повышенное рассеяние из распределенных отверстий травления в кремниевом микромеханическом резонаторе с боковым дыханием. Прил. Phys. Lett. 101, 023504 (2012).

    ADS Статья Google Scholar

  • Kaajakari, V. et al. Монокристаллический кремниевый микромеханический резонатор прямоугольной формы для применения в генераторах с низким фазовым шумом. IEEE Electron Device Lett. 25, 173–175 (2004).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • Яаккола, А.и другие. Пьезоэлектрически преобразованные пластинчатые монокристаллические кремниевые резонаторы. Proc. IEEE Int. Конф. Ultrasonics Symp. (IUS), 717–720 (2008).

  • Rantakari, P. et al. Малошумный микромеханический осциллятор с низким энергопотреблением. Proc. IEEE Int. Конф. Solid State Sens., Актуатор Microsyst. 2135–2138 (2005).

  • Самарао, А. К., Казинови, Г. и Аязи, Ф. Пассивная компенсация TCF в кремниевых микромеханических резонаторах с высокой добротностью. Proc. IEEE Int. Конф. МЭМС, 116–119 (2010).

  • Lavasani, H. M., Samarao, A. K., Casinovi, G. & Ayazi, F. Емкостной кремниевый микромеханический генератор с низким фазовым шумом 145 МГц. Встреча электронных устройств. (IEDM), IEEE Int. Конф. 1–4 (2008).

  • Sworowski, M. et al. Изготовление дисковых резонаторов с полосой пропускания 24 МГц с использованием кремниевой технологии пассивной интеграции. Электронное устройство Lett. 31, 23–25 (2010).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • Кларк, Дж.R., Hsu, W.-T., Abdelmoneum, M.A. & Nguyen, C.T.-C. Высокодобротные УВЧ микромеханические дисковые резонаторы с радиально-контурной модой. J. Microelectromech. Syst. 14, 1298–1310 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • Akgul, M.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *