W ostatnim czasie obserwuje się wzmożone zainteresowanie przetwornikami pozyskującymi energię z otoczenia, znanymi w literaturze anglojęzycznej jako Energy Harvesters. Spowodowane jest to stale rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną oraz dążeniem do zwiększenia udziału źródeł odnawialnych w jej wytwarzaniu. Ponadto, znaczący spadek pobieranej mocy przez układy scalone, stworzył możliwość wykorzystania m.in. energii drgań mechanicznych do zasilania autonomicznych, bezprzewodowych sieci czujników WSN (ang. Wireless Sensor Networks), przeznaczonych, np. do monitorowania parametrów eksploatacyjnych maszyn, wibracji mostów i budynków, czy też funkcji życiowych ludzi i zwierząt. Zastosowanie w takich systemach małych generatorów elektrycznych umożliwia znaczne zwiększenie niezawodności oraz eliminuje konieczność wymiany baterii lub doprowadzenia przewodów zasilających. Dzięki temu w układach pomiarowych zyskuje się zwiększoną żywotność, brak przestojów serwisowych oraz możliwość umieszczenia czujników w uprzednio niedostępnych miejscach.

Większość źródeł drgań posiada bogate widmo częstotliwościowe, najczęściej z dynamicznie zmieniającą się amplitudą i częstotliwością siły wymuszającej. Generatory z magnesami trwałymi i cewką, pracujące w rezonansem liniowym, posiadają część mechaniczną zaprojektowaną na jedną częstotliwość naturalną, natomiast jedyną możliwością jej dostrajania do otoczenia jest zmiana liczby zwojów równocześnie dopasowując optymalną rezystancję obciążenia. Niestety, jest to niemożliwe podczas ciągłej pracy układu, dlatego też zainteresowano się układami o nieliniowych charakterystykach sztywności, w których pasmo częstotliwości, gdzie generowana jest względnie duża moc, jest znacznie szersze niż w układach liniowych.

Nieliniowe minigeneratory elektromagnetyczne uzyskuje się wprowadzając dodatkowe nieliniowe siły wewnętrzne wpływające na całkowitą sztywność układu. Siły te są zazwyczaj wynikiem oddziaływania ruchomych magnesów trwałych z ferromagnetycznym rdzeniem cewki bądź z nieruchomymi magnesami trwałymi. Na rys. 1 przedstawiono schemat poglądowy układu kinematycznego takich generatorów, w którym oprócz sztywności sprężyny występuje nieliniowa sztywność pochodząca od sił reluktancyjnych (lub oddziaływania magnesów) występujących w układzie.

Na podstawie wstępnych obliczeń i badań eksperymentalnych, stwierdzono, że możliwym jest zbudowanie układu podwójnego przetworników, które posiadają takie zmienności wewnętrznych sił magnetycznych, że dzięki nim można uzyskać sumujące się pasmo częstotliwości, jak zobrazowano na rysunku 2.

Linią ciągłą oznaczono układ z dodatnim współczynnikiem sztywności, który usztywnia część ruchomą, powodując zwiększenie częstotliwości rezonansowej przy małych amplitudach sił zewnętrznych. Wraz ze wzrostem siły wymuszającej drgania, rośnie amplituda napięcia wyjściowego przy zmniejszaniu częstotliwości tej siły. Linią przerywaną oznaczono, z kolei układ z ujemnym współczynnikiem sztywności, który wartość maksymalną napięcia osiąga przy zwiększaniu częstotliwości siły zewnętrznej. Pionowymi liniami przerywanymi oznaczono częstotliwości naturalne belek, które są dobrane tak, aby osiągnąć nałożenie się charakterystyk częstotliwościowych dwóch układów, w celu zwiększenia sumarycznej mocy w danym paśmie.