Circuiti di risonanza
I circuiti di risonanza sono dispositivi che mostrano un comportamento risonante associato a un picco di reazione molto alto alla frequenza di risonanza. Vengono usati in applicazioni in cui sono richieste .oscillazioni piccole o caratteristiche di filtraggio. Ciò comprende circuiti di oscillatori e sezioni di filtro passa banda. I circuiti di risonanza si basano su molte differenti topologie tra cui: circuiti oscillanti LC paralleli, circuiti di risonanza in cristallo, in ceramica e SAW.
I circuiti oscillanti LC paralleli comprendono un circuito LC parallelo pompato in carica da un amplificatore configurato come feedback positivo. L'energia acustica a banda larga viene messa in circolazione dal feedback e filtrata fino a che non si verifica l'oscillazione all'impedenza di risonanza caratteristica del circuito oscillante. Circuiti oscillanti LC paralleli conosciuti sono gli oscillatori Hartley, Colpittes e Clapp. Sono altamente regolabili e usano un numero minore di componenti rispetto ad altri tipi di circuiti di risonanza, ma scarseggiano di accuratezza e dipendono fortemente dal livello di precisione dei componenti.
La tecnologia dei circuiti di risonanza in cristallo è la più diffusa oggi. Sono usati negli oscillatori in cristallo (XCO), oscillatori controllati in tensione (VCO), oscillatori in cristallo a temperatura controllata(TCXO) e oscillatori in cristallo a temperatura stabilizzata (OXCO). Di solito vengono costruiti con cristalli di quarzo appositamente tagliati e drogati che presentano l'effetto piezoelettrico. Variano dalle decine di kHz fino a diverse centinaia di MHz. I VCO modificano una tensione di polarizzazione attraverso il circuito di risonanza in cristallo per tirare la frequenza da entrambi i lati della frequenza del centro. Questa variazione in frequenza è riportata nelle specifiche della capacità di tirare dell'oscillatore. I TCXO usano la compensazione in temperatura per regolare la frequenza di risonanza e cancellare le frequenze dipendenti dalla temperatura del cristallo. Gli OXCO hanno in più un forno e un sensore di temperatura per mantenere il cristallo a una determinata temperatura per migliorare la stabilità della frequenza di risonanza. I circuiti di risonanza in ceramica, come quelli in cristallo, sono basati su un materiale piezoelettrico. Questo di solito è piombo zirconio titano (PZT).
I filtri in cristallo sono usati nei ricevitori RF per restringere le frequenze intermedie (IF) del filtro passa banda. Includono circuiti di risonanza in cristallo come componenti del filtro passa banda. Hanno una larghezza tipica di 12,5 kHz o 25 kHz, corrispondente all'ampiezza di banda dei canali radio mobili privati. Filtrano i canali adiacenti, fornendo un segnale selezionato al ricevitore. Per un filtro in cristallo è importante avere una bassa perdita di inserimento, un'elevata attenuazione nella banda di arresto, e bassa ondulazione della banda. I filtri in ceramica sono inoltre usati nei ricevitori allo stesso modo dei filtri in cristallo. Hanno un basso Q rispetto ai filtri in cristallo e storicamente erano disponibili solo da diversi kHz fino a 10,7 MHz, ma sviluppi recenti hanno creato dispositivi a frequenza UHF e superiori.
I circuiti di risonanza SAW (onde acustiche di superficie) usando onde acustiche meccaniche indotte da sollecitazioni sulla superficie di un materiale piezoelettrico. Sono usati in: controlli da ingresso remoto senza chiavi, ricevitori GPS, filtri per cellulari e molte altre applicazioni. Un'applicazione particolarmente insolita è l'uso in circuiti che "fiutano" i segni della malattia nel tumore alle ovaie. La caratteristica del filtro altamente selettivo viene sfruttata in dispositivi che rilevano esplosivi plastici. I circuiti di risonanza SAW sono utilizzanti in sonde che rivelano E.coli, patogeni del genere Clostridium e anche Salmonella.
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