CN104411618B - 改良的共振器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有闭合反馈阻尼回路的机械共振器(30)。所述机械共振器中的位移被由所述闭合反馈回路决定的阻尼力阻止，所述闭合反馈回路包括具有相关的相位调节的信号处理滤波器(33)。本发明实现了允许高的信号放大率的无振荡构造。

Description

改良的共振器
技术领域
本发明涉及机械共振器，且特别地，涉及如在独立权利要求的前序部分中所定义的控制元件、机械共振器和该机械共振器的操作方法。
背景技术
微机电系统(MEMS)可以被定义为小型化的机械和机电系统，这些系统中至少一些元件具有机械功能。因为MEMS器件都是利用被用来创建集成电路的相同工具而创建的，所以能够在同一片硅上制造出微型机械装置和微电子学装置，从而使得机器具有智能。
MEMS结构能够被应用于迅速且精确地检测例如在惯性传感器中的非常小的位移。例如，在加速计中，该装置的主体中的悬置于弹簧结构上的质量块可以与该装置的加速度成比例地发生位移，并且该质量块的这些位移被检测出来。作为固体对象，该质量块-弹簧结构通常具有共振频率，它通过在被称为它的共振频率的某些频率下以比其他频率下的振幅大的振幅自然地振荡而表现出共振或共振行为。因此，在这些共振频率下的位移远大于在其他频率下的位移，并且它在MEMS结构的小型化尺寸中引起了会干扰检测的过载。
这些干扰通常能够通过所检测的运动的阻尼而被消除。传统方法是使用被动气体阻尼，但是对于许多应用来说，气体阻尼过于非线性且引起了过多的对系统的操作不利的效果。在像振动陀螺仪这样的一些构造中，气体阻尼甚至不能应用，因为对原始振动的共振激励的阻尼必须保持为低。
在反馈阻尼或主动阻尼中，所检测的位移被监控且相对力被生成以阻止运动。在已知系统中，利用如下的闭合反馈回路来实施主动阻尼：该闭合反馈回路包括微分器和响应于微分器信号的换能器。微分器具有许多性能，因为这些性能，微分器能够非常适用于控制机械共振器中的位移的阻尼。然而，问题在于，结构极少是理想的，并且在现实生活的共振器中存在着额外的机械共振模式。当微分器输出信号被放大以生成适当高的阻尼力时，所述反馈回路非常容易开始破坏性地振荡。
发明内容
本发明的目的是提供用于机械共振器系统的改进的电反馈机构。本发明的目的是利用根据独立权利要求的特征部分的控制元件、机械共振器和方法而实现的。
在从属权利要求中披露了本发明的优选实施例。
本发明是以在阻尼反馈回路中包括信号处理滤波器的思想为基础的。闭合反馈回路的反馈的符号可以根据所述信号处理滤波器的类型而被调整。优选地，信号处理滤波器的响应函数具有与受阻尼的机械共振器的共振频率基本上一致的共振频率特性。提供了允许所检测的信号的有效放大率的稳定共振器。共振响应与非共振响应之间的重大差别能够被应用以避免所述机械共振器的所述闭合反馈回路中的不想要的振荡。
附图说明
下面，将参照附图且与优选实施例相结合来更详细地说明本发明。附图中：
图1图示了适用于将位移转换成电信号的质量块-弹簧系统；
图2图示了适用于将位移转换成电信号的另一种质量块-弹簧系统；
图3示出了简化的示例性传感装置的框图；
图4图示了示例性机械共振器的构造；
图5示出了示例性机械共振器的传递函数；
图6示出了示例性机械共振器的相位传递图；
图7示出了受阻尼的机械共振器系统中的示例性传统闭合回路传递函数；
图8示出了受阻尼的机械共振器系统的相位传递图；
图9示出了基本的1个自由度的机械共振器的示意性模型；
图10示出了具有附加的质量块-弹簧系统的机械共振器构造的示意性模型；
图11示出了示例性传递函数的模拟打印输出；
图12图示了根据本发明实施例的装置；
图13示出了示例性微分器和示例性低通滤波器的传递函数；
图14示出了具有低通滤波器的闭合回路的振幅响应函数；
图15示出了具有低通滤波器的闭合回路的相位响应函数；
图16示出了具有高通滤波器的闭合回路的振幅响应函数；
图17示出了具有高通滤波器的闭合回路的相位响应函数；
图18示出了具有带通滤波器和全通滤波器的组合的闭合回路的振幅响应函数；
图19示出了具有带通滤波器和全通滤波器的组合的闭合回路的相位响应函数。
具体实施方式
下面的实施例是示例性的。虽然说明书可能提及“某个”、“一个”或“一些”实施例，但是这不一定意味着每个这样的提及是相同实施例，或者意味着该特征只适用于单个实施例。不同实施例的单个特征可以结合起来以提供另外的实施例。
下面，将利用可以实施本发明各种实施例的装置构造的简单示例来说明本发明的特征。只详细说明与为了阐明各实施例有关的元件。控制元件、共振器装置和方法的各种实施方式包括本领域技术人员普遍已知的元件，并且这里可能不会再做具体说明。
在此，换能器指的是将一种形式的能量转换成另一种形式的能量的装置。例如，传感装置或传感器指的是能够检测物理性能且将该物理性能转换成可测量信号的装置或系统。代表性地，该物理性能本身呈现为一种形式的能量，并且在传感器中利用换能器装置而被转换成另一种形式的能量。该物理性能和用来检测该形式的能量的手段可以根据应用而变化。在一类传感器中，代表着所检测的物理性能的特性可以包括参考点的相对于惯性参照系的位移的检测。例如，该位移可以作为悬置的检验质量块(proof-mass)的移动而被检测出来，或者可以作为作用于与承载着该检验质量块的弹性悬架连接的换能器元件上的应力或应变而被检测出来。所检测的位移、应力或应变可以被用来调制电信号，这使得该物理性能可以被非常精确地测量。作为另一个示例，在致动器中，换能器可以被用来将电能转换成某种形式的运动。
一类换能器装置以如下的方式把有质量块悬置于弹簧上的质量块-弹簧系统应用于主体，该方式是：施加于该质量块上的力或者该主体的加速度致使该质量块发生成比例的位移。依靠电气线路，该质量块的移动可以被检测且被转换成可测量的电信号。当所述主体静止且没有净力作用于该质量块上时，质量块-弹簧系统处于平衡状态。如果该系统从所述平衡发生位移，那么所述弹簧会在该质量块上引起净回复力，该净回复力往往会使系统回到平衡。然而，在移回至平衡位置时，质量块获得使其保持移动而超越这个位置的动量，由此在相反的方面建立了新的回复力。因此，该质量块开始在平衡状态附近振荡。该质量块可能是偏置的，然后它的相对于静止电极的移动被转换成电信号。因而，该质量块的谐振荡转变成交替的电信号，这些电信号表示主体相对于惯性参照系的移动。
图1示出了适用于将位移转换成电信号的质量块-弹簧系统的简化示例。该系统可以具有检验质量块10和在锚固点12处被锚固到感测对象(未示出)的弹簧元件11。该系统还可以具有一个以上的被锚固到主体上的静止电极13和一个以上的与检验质量块10的运动连接的活动电极14。图1中用于测量位移的换能器可以基于如下的电容效应：其中，当电极13与14之间距离改变时，它们之间的电容改变。电容的这种改变可以被用来调制从该换能器输出的电信号。
图2示出了另一种类型的电容性换能器；相同的附图标记被用来表示图1和图2中的相应元件。在图2的换能器中，电信号的调制对应于电极13和14的重叠面积的变化。图1和图2所示的换能器基于电容效应来测量检验元件的位移，但是可以采用：其他类型的检验元件，它们标示了例如被施加于该检验元件上的应力或应变；以及其他类型的效应，像将所检测到的对物理性能的标示转换成电信号的压电效应和电磁效应。
固体对象通常具有固有频率或者频率组，在这些频率下，这些固体对象往往以比在其他频率下的振幅大的振幅振荡。质量块-弹簧系统通常共振，且因此被看作共振器。该共振是如下的特性：其对一些应用可能有用，但是在其他应用中其可能会严重妨碍操作。在惯性传感过程中，当振动的频率与系统的共振频率一致时，质量块-弹簧系统很容易过载。为了避免这些不想要的副作用，质量块-弹簧系统的共振需要被阻尼。
在一些装置中，气体阻尼被用来减少共振的效应。然而，当追求相对于噪声和线性的最终性能时，气体阻尼不是理想的机制，因为气体阻尼可能会极其非线性地成为质量块的位移的函数。所述非线性会导致振动的平移发生偏移，即被称为振动矫正的现象。所述非线性还会因为特定的耗散机制而引入新的噪声源。
同样，振动陀螺仪可以借助于质量块-弹簧系统而被模型化，通过用转动惯量替代相关质量、用角度替代位移和用转矩替代力，在此所讨论的线性共振器的任何概念都能够被直接地推广到扭转共振器。就振动陀螺仪而言，共振效应甚至更有问题；不能使用气体阻尼，因为对于一级振动的共振激励来说阻尼必须低。在陀螺仪中，该问题按照惯例是通过如下方式而被解决的：将次级共振器的Q值(quality factor：品质因子)增大直至成千上万且利用过载裕度来应对过载效应。
可替代的阻尼方法是利用反馈回路的主动电气阻尼。位移在第一换能器中生成电信号，该电信号在反馈回路中被转换成修正信号，该修正信号控制针对该位移而要施加的机械力从而消除或至少减小所检测到的移动。图3示出了简化的示例性共振器装置30的框图，以图示主动电气阻尼机构的反馈回路的操作。图3的装置包括第一机械共振器31，第一机械共振器31包括位移传感换能器TR1和测力换能器TR2。图4示出了如下的框图：该框图图示了图3中的示例性机械共振器31的更详细构造。
图4的机械共振器包括检验质量块40和在锚固点42处被锚固到感测对象(未示出)的弹簧元件41。该系统具有一个以上的被锚固到主体上的静止TR1电极43和一个以上的与检验质量块40的运动连接的活动TR1电极44。这些电极43、44形成了如将要利用图3来说明的电容性位移测量换能器。该系统还具有一个以上的被锚固到主体上的静止TR2电极45和一个以上的与检验质量块40的运动连接的活动TR2电极46。这些电极45、46形成了生成力的静电换能器。
需要注意的是，图4中的电容性和静电换能器只是示例。本领域的每个技术人员可以清楚地知道，图3的换能器TR1和TR2可以基于任何换能器原理。例如，第一换能器可以被构造成基于电容效应、压电效应、电磁效应或压阻效应(piezoresistive effect)而借助于运动、应力或应变来检测位移。第二换能器可以被构造成基于静电效应、压电效应、电磁效应、热弹效应、电致伸缩或磁致伸缩而借助于力、转矩、应力或应变来引起位移。
再次参照图3，机械共振器31中的检验质量块的位移可以利用TR1电极(图4中的43、44)而被电力地测量并且可以被转换成电信号S1。第一电信号S1可以被放大器(AMP1)32放大，并且放大后的信号经由控制器33而被馈送给测力换能器TR2。TR2被构造成利用TR2电极(图4中的45、46)来向检验质量块施加对应于第二电信号S2的机械力。S2被馈送给TR2且与所检测到的位移的相位关系如下：检验质量块的移动被阻尼了，即被所施加的力减小了。
图3中的机械共振器31的传递函数是：
其中Qm是机械共振器的机械Q值。频率已被归一化以使得共振频率ω0＝2πf0＝1，并且s是归一化频率(虚数)。图5示出了具有Q值1000的示例性机械共振器的传递函数，且图6示出了该机械共振器的相位传递图。可以看出，当机械共振器在其共振频率下被激励时，利用特定驱动力而被达到的位移是最大的。图5和图6示出了在振幅响应中在共振频率下存在非常窄且高的峰，并且在相位响应中存在从0到-π的陡峭过渡。
按照惯例，能够通过增大反馈回路中的放大率来实现更高阻尼，该放大率即所谓的回路增益，它包括来自该回路中的任何放大器、控制器、换能器、机械共振器的频率响应和共振器弹簧元件的弹簧常数的贡献。然而，在这样做的同时，必须注意的是，闭合回路传递函数在所有条件下都保持稳定。这可以通过选择针对控制器的适当传递函数来得到确保。为此的传统的传递函数是微分器：
HC(s)＝s (2)
微分器基本上是理想的控制器，因为其在所有频率下都产生恒定的+π/2相移。这意味着：与公式(1)的传递函数联合，当负反馈被应用时，可以确保闭合回路操作的良好的相位裕度。图3的系统中的(1)和(2)合起来的闭合回路传递函数将该系统的机械Q值减小到所需水平且该系统是稳定的：
其中K是低频下的回路增益。该闭合回路的有效Q值是：
图7示出了在控制元件33是微分器的情况下图3所示的受阻尼机械共振器系统30的闭合回路传递函数。图8示出了共振器系统30的相位传递图。图7和图8中的机械Q值已被设定为1000且低频放大率是1，而且控制器CTRL具有公式(2)的传递函数。
然而，当控制器具有公式(2)的传递函数时且当尝试放大率的更高值时，实际系统容易在大大高于共振器的共振频率的频率下开始振荡。该振荡是由实际共振器所引起的额外的机械共振模式而导致的。这些模式可能是由例如质量块的柔性、因换能器而引起的共振、弹簧的谐波模式的偏差、弹簧的扭转模式的偏差和许多类似的非理想因素而导致的。这样的非理想因素通常对传递函数引起额外的共振峰。
图9示出了基本的1个自由度的机械共振器的示意模型，该机械共振器由检验质量块90、无质量弹簧91和缓冲阻尼器92形成。在模拟中，能够通过将如图10所示的额外的质量块-弹簧系统100、101包括于该构造(为了简单起见，在图10中排除了可能的机械阻尼)中来模拟上面提及的非理想因素。图11示出了作为利用包括额外质量块的构造的模拟结果而接收到的示例性传递函数的打印输出，以表征这些实际的非理想因素。图11示出了当有充足的回路增益时且当相移能够让振荡的发动得到促进时典型的额外共振频率(振荡开始时的共振频率)。
关于在其他共振模式下的所观察到的振荡的发动的原因之一是微分器通常使高频突出。为此，按照惯例，只有非常适度水平的放大率是可以的，且因此还没有实现足够的阻尼。人们试图通过在控制器中过滤较高频率来补偿微分器的这种性能(例如，ToshikiHirano in Jpn.J.Appl.Phys.Vol.42(2003)pp.1486–1490Part 1,No.3,March 2003)，但是结果不足以应对其中额外的共振频率可能接近主共振频率的许多实际应用。
图12图示了本发明实施例的机械共振器的装置构造，且同时图示了用于控制该机械共振器的操作的方法的步骤。该构造基本上类似于图3的构造，但是这里，利用信号处理滤波器123来控制阻止所检测到的运动的反馈力。不利的是，该信号处理滤波器起到共振器的作用，因此在规定的共振频率下达到峰值。于是，规定了S1和S2的数值之间的对应性的响应函数是具有基本上与S1的共振频率一致的共振频率特性的频率响应函数。
在信号处理中，滤波器指的是能够完全抑制或部分抑制信号出现一些不想要的成分或特征的装置或处理。具有频率响应的信号处理滤波器(稍后称为滤波器)被构造成从信号中去除一些频率，而不去除其他频率。滤波器的传递函数是定义了其输入的信号和其输出的信号之间的关系的频率响应函数。滤波器的截止频率是如下的频率：在该频率之后，滤波器开始衰减或消除信号。滤波器的滚降(Roll-off)规定了在截止频率之后响应函数的随着频率而变的陡峭程度。普遍已知的是，该滚降在很远离截止频率的频率下趋向于恒定梯度。滚降能够随着减小的频率而发生，也能够随着增大的频率而发生，这依赖于滤波器的类型。例如，低通滤波器将随着增大的频率而滚降，但是高通滤波器将随着减小的频率而滚降。
在本实施例中，信号处理滤波器是具有刚好在其截止频率之前的特定共振频率的共振器。如图13中的曲线131所示，其意味着频率响应在滤波器的共振频率下高且随着增大的频率而陡峭地滚降。在截止频率的另一侧的区域(稍后称为低频响应区域)中，响应函数更平坦，但是与共振响应的差别仍然是相当大的。
人们已经发现，在处于共振频率的频率和紧紧围绕共振频率的频率下与在超出上述这些频率以外的频率下的滤波器响应的重大差别能够被应用从而在机械共振器的闭合反馈回路中避免不想要的振荡。借助于此，可以实现明显更高水平的阻尼。该原理在图13中图示出来，图13示出了用于示例性微分器130和示例性低通滤波器131的传递函数。可以看出，在高于共振频率的高频范围(通常，额外的共振频率处于该高频范围中)内，响应之间的差别是相当大的，大约为100以上。于是，在这个高频范围内，微分器使信号突出，但是共振器非常有效地使信号衰减。因此，因这个高频范围内的额外的共振频率而引起的振荡可以利用共振器而被非常有效地消除。
还可以看出，共振器在低频响应范围内的衰减可以是不需要的，因为待阻尼的主共振通常是装置的最低共振频率。为了从该区域内的不想要的相移中消除不利影响，必须控制由共振器引起的对信号的放大率。返回到图12，该框图示出了第一共振器R1121，如在图3中一样，第一共振器R1121是机械共振器且产生第一电信号S1。就参照系而言，S1的频率与检验质量块的振动对应。S1一般地可以被第一放大器122预先放大，然后经放大的信号被馈送给第二共振器R2123。第二共振器R2根据其频率响应函数而生成修正的电信号S2。S2可以被第二放大器放大，然后被馈送给R1，从而限定将要被施加于R1上的阻尼力的量。在一些传统构造中，主机械系统已经在其模式之一的共振频率下被一个以上的力激励，从而使得其以恒定振幅进行振荡。然而，在本发明中，共振频率响应被应用以生成阻止所检测到的运动的反馈阻尼力。
为了确保阻尼在适当的相位下发生，必须根据滤波器的类型来调节反馈的符号。让我们首先考虑控制器123是低通滤波器的情况。机械共振器在共振频率下的相移是-π/2，且低通滤波器的相移是-π/2。为了稳定的操作，反馈回路的相移必须是-π。这意味着在低通滤波器的情况下，反馈的符号在低频下必须是正的。可以利用本领域技术人员所普遍已知的机制，例如利用放大阶段或者利用其他回路参数的适当调节，来使反馈回路的符号反向，以使得信号相加而不是相减。在滚降区域中，响应水平的快速降低确保了无振荡操作。然而，众所周知的是，这里因为在低频范围内使用低通滤波器，所以正反馈可能会导致低频响应区域内的不稳定。
因此，为了避免在低频范围内由信号带来的不稳定，可以将它们的放大率设定为低，优选地设定为小于1的值。人们已经发现，通过从3至10的范围内选择低通滤波器的电气Q值，并且将低通滤波器的振幅峰值布置成基本上与机械共振器R1的共振频率一致，R2在低频下的放大率能够被减小到远低于1且共振频率附近的回路增益仍然能够利用AMP2而被增大到足够高以用于有效阻尼。
控制器的有利的低通传递函数可以具有如下的形式：
其中Qe是低通滤波器的Q值且K是在低频下的放大率。Qe优选地在从3到10的范围内且K在从0.1到0.3的范围内。当公式(5)的传递函数被用于反馈系统中且反馈的符号被选择为正时，就会获得如图14所示的针对振幅的和如图15所示的针对相位的闭合回路传递函数。
可以看出，振幅响应在机械共振器的共振频率附近具有两个峰，但是为了妥协于原始非常高的Q值共振的阻尼，它们并不是很高。作为又一个优势，控制器响应的峰对机械共振的匹配不必非常精确。10％的偏差不会导致显著的效果，并且高达30％的偏差仍然是有用的。在这个语境下，基本一致可以被解释成意味着：第二共振器(控制器R2)的传递函数达到其最高值时的共振频率可以在一定程度上偏离机械共振器R1的共振频率。有利的是，偏差保持为低于20％，从而R2的共振频率保持为处于R1的共振频率的80％至120％范围内。然而，已经注意到的是，即使50％的偏差，即处于R1的共振频率的50％至150％范围内的R2值，也适用于阻尼的一些应用。
由于额外的共振频率倾向于在较高频率下出现，所以已经看出低通滤波器在反馈回路中能很好地工作，这是因为快速滚降有效地从信号中消除了不想要的成分。通过将控制器的放大率调节成足够低，还能够消除低频范围内的不稳定。实现了提供正确相移且能够被强烈放大的阻尼信号。
相同的概念也可以应用到其他类型的滤波器。在另一个实施例中，可以利用高通滤波器来实施控制器33。在这种情况下，来自机械共振器的反馈回路中的相移是-π/2，且高通滤波器的相移是+π/2。这意味着在高通滤波器的情况下，该闭合回路的其他方面可以按如同低通滤波器情况一样的类似方式而被设计，但是反馈的符号现在必须被设定为负。用于高通构造的传递函数可以具有如下的形式：
利用负反馈，所得到的振幅和相位传递函数分别变为如图16和图17所示。
在另一个实施例中，可以利用带通滤波器和全通滤波器的组合来实施控制器33。在这种情况下，来自机械共振器的反馈回路中的相移是-π/2，并且带通滤波器的相移是0。带通滤波器提供了适当的频率响应特性，但是不能提供适当的相移值。全通滤波器的相移是-π/2且对滚降没有影响，这样，利用添加的全通滤波器，当反馈的符号被设定为正时，能够维持所需要的频率响应特性，并且能够提供正确的相移。该闭合回路的其他方面可以按如同低通滤波器情况一样的类似方式而被设计。用于带通/全通构造的传递函数可以具有如下的形式：
当正反馈被应用时，所得到的振幅和相位传递函数分别如图18和图19所示。
在又一个实施例中，可以利用具有共振的或甚至平坦的频率特性的全通滤波器来实施控制器33。结果仍然优于利用微分器而进行的控制。在这种情况下，来自机械共振器的反馈回路中的相移是-π/2，并且全通滤波器的相移是-π/2。因此，通过将反馈的符号设定为正，能够实现适当的相移。该闭合回路的其他方面可以按如同低通滤波器情况一样的类似方式而被设计。
本领域技术人员可以明显看出，作为技术进步的本发明的基本思想能够以各种方式被实施。共振器装置可以是传感器装置，就像加速计、角速率传感器或磁场传感器，或者可以是致动器装置，就像光机(opto-mechanical)装置或开关装置。此外，为了简单起见，在此只讨论了具有适当的频率响应的最低阶滤波器。具有适当的共振和相位特性的较高阶滤波器也落在本发明的范围内。因此，本发明及其实施例不局限于上述各示例，而是它们可以在权利要求书的范围内做出改变。

Claims (15)

1.一种共振器装置(30)，其包括：
机械共振器(31)；
闭合反馈回路，所述闭合反馈回路包括第一换能器、第二换能器和控制元件(33)；
所述第一换能器被构造成输出第一电信号(S1)，所述第一电信号与所述机械共振器中的参考点相对于惯性参照系的位移对应，所述机械共振器具有第一共振频率；
所述控制元件(33)被电耦合至所述第一换能器和所述第二换能器；
所述控制元件被构造成从所述第一换能器接收所述第一电信号(S1)且根据特定响应函数而生成第二电信号(S2)，所述响应函数规定了所述第一电信号的值与所述第二电信号的值之间的对应；
所述控制元件被构造成将所述第二电信号(S2)馈送给所述第二换能器；
其特征在于，
所述第二换能器被构造成向所述机械共振器(31)施加与所述第二电信号对应的阻尼力；
所述控制元件是信号处理滤波器，所述信号处理滤波器的所述响应函数具有与所述第一共振频率基本上一致的共振频率峰。
2.根据权利要求1所述的共振器装置，其特征在于，所述信号处理滤波器的品质因子大于1。
3.根据权利要求2所述的共振器装置，其特征在于，所述信号处理滤波器的品质因子在3至10的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的共振器装置，其特征在于，在所述机械共振器(31)的振动频率比所述第一共振频率低的情况下，所述闭合反馈回路的回路增益小于1。
5.根据权利要求4所述的共振器装置，其特征在于，在所述机械共振器(31)的振动频率比所述第一共振频率低的情况下，所述闭合反馈回路的回路增益在0.1至0.3的范围内。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的共振器装置，其特征在于，所述共振频率峰相对于所述第一共振频率的偏差小于50％。
7.根据权利要求6所述的共振器装置，其特征在于，所述共振频率峰相对于所述第一共振频率的偏差小于20％。
8.根据权利要求1或2或3或5或7所述的共振器装置，其特征在于，所述控制元件是低通滤波器，且所述闭合反馈回路的反馈为正。
9.根据权利要求1或2或3或5或7所述的共振器装置，其特征在于，所述控制元件是高通滤波器，且所述闭合反馈回路的反馈为负。
10.根据权利要求1或2或3或5或7所述的共振器装置，其特征在于，所述控制元件是带通滤波器和全通滤波器的组合，且所述闭合反馈回路的反馈为正。
11.根据权利要求1或2或3或5或7所述的共振器装置，其特征在于，所述共振器装置是MEMS器件。
12.根据权利要求1或2或3或5或7所述的共振器装置，其特征在于，所述第一换能器被构造成基于电容效应、压电效应、电磁效应或压阻效应而借助于运动、应力或应变来检测位移。
13.根据权利要求1或2或3或5或7所述的共振器装置，其特征在于，所述第二换能器被构造成基于静电效应、压电效应、电磁效应、热弹效应、电致伸缩或磁致伸缩而借助于力、转矩、应力或应变来引起位移。
14.根据权利要求1或2或3或5或7所述的共振器装置，其特征在于，所述共振器装置是传感器装置或致动器装置。
15.一种用于控制机械共振器的操作的方法，其包括：
使所述机械共振器耦合至闭合反馈回路，所述闭合反馈回路包括第一换能器、第二换能器和控制元件；
将第一电信号从所述第一换能器输出至所述控制元件，所述第一电信号与所述机械共振器中的参考点相对于惯性参照系的位移对应，所述机械共振器具有第一共振频率；
根据特定响应函数在所述控制元件中生成第二电信号，所述响应函数规定了所述第一电信号的值与所述第二电信号的值之间的对应，所述控制元件是信号处理滤波器；
将来自所述控制元件的所述第二电信号馈送给所述第二换能器；
其特征在于，
利用所述第二换能器向所述机械共振器施加阻尼力，所述阻尼力对应于所述第二电信号且阻止所述位移，所述信号处理滤波器的所述响应函数具有与所述第一共振频率基本上一致的共振频率峰。
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