Resonadores

Los resonadores son dispositivos que exhiben un comportamiento resonante asociado con un pico reactivo muy alto a la frecuencia resonante. Se utilizan en aplicaciones donde se requiere oscilación estrecha o características de filtrado. Esto incluye circuitos osciladores y secciones de filtro de paso banda. Los resonadores se basan en un número de diferentes topologías, que incluyen: circuitos de tanque LC paralelo, resonadores de cristal, resonadores de cerámica y resonadores SAW.

Los circuitos de tanque LC paralelo constan de un circuito LC paralelo que es bombeado por un amplificador configurado como una respuesta positiva. La respuesta circula la energía de ruido de la banda ancha y la filtra hasta que se produce una oscilación en la impedancia de resonancia característica del tanque. Los circuitos de tanque LC paralelo populares son los osciladores Colpitts, Hartley y Clapp.  Son altamente sintonizables y utilizan menos componentes en comparación con otros tipos o resonadores, pero carecen de precisión y dependen demasiado de la precisión del valor de los componentes.

Los resonadores de cristal son la tecnología más popular hoy en día. Se utilizan en osciladores de cristal (XCO), oscilador de tensión controlada (VCO), osciladores de cristal controlados por temperatura (TCXO) y osciladores de cristal controlados por horno (OXCO). Generalmente, están construidos con cristales de cuarzo especialmente cortados y dopados que exhiben el efecto piezoeléctrico. Varían de decenas de kHz a varios cientos de MHz. Los VCO varían una tensión de polarización a través del resonador de cristal para extraer la frecuencia de cada lado de la frecuencia central. Este cambio de frecuencia se refleja en la especificación de la capacidad de extracción del oscilador. Los TCXO utilizan la compensación de temperatura para ajustar la frecuencia resonante para cancelar las características dependientes de la temperatura del cristal. Los OXCO también añaden un horno y la detección de temperatura para mantener el cristal en una temperatura particular para mejorar la estabilidad de la frecuencia resonante. Los resonadores de cerámica son similares a los cristales en que se basan en el material piezoeléctrico. Generalmente se trata de titanato de circonio de plomo (PZT).

Los filtros de cristal se utilizan en receptores RF para reducir las frecuencias intermedias (IF) del filtro de paso de banda. Estos incluyen resonadores de cristal como un componente del filtro de paso de banda. Normalmente tienen un ancho de 12,5 kHz o 25 kHz para coincidir con los anchos de banda de los canales de radio móvil privados. Filtran los canales adyacentes, proporcionando selectividad al receptor. Es importante que un filtro de cristal tenga una pérdida de inserción baja, una atenuación de detención de banda alta y una ondulación de banda de paso baja. Los filtros de cerámica se utilizan en los receptores de la misma manera que los filtros de cristal. Tienen una Q menor que los filtros de cristal e históricamente solo estaban disponibles desde varios kHz hasta 10,7 MHz, pero los acontecimientos recientes han puesto a disposición dispositivos a frecuencias de UHF y superiores.

Los resonadores SAW (onda acústica de superficie) utilizan ondas acústicas mecánicas inducidas por estrés sobre la superficie del material piezoeléctrico. Se utilizan en: controles remotos de entrada sin llave, receptores de GPS, filtros de teléfonos celulares y muchas otras aplicaciones. Una aplicación particularmente inusual es en circuitos que "huelen" marcadores de enfermedad para el cáncer ovárico. Su característica de filtro altamente selectivo se explota en los dispositivos que detectan explosivos plásticos. Los resonadores SAW se utilizan en las sondas que detectan E. coli, patógenos de clostridium e incluso salmonella.