Wat is 'n Gunn-diode-oscillator?

Wat is 'n Gunn Diode Ossiller?

Gunn Diode Ossiller

'n Gunn Diode Ossiller (ook bekend as Gunn-ossillators of oordraaidelektronapparaat-ossillator) is 'n goedkope bron van mikrogolfkrag en bestaan uit 'n Gunn-diode of oordraaidelektronapparaat (TED) as hul hoofkomponent. Hulle presteer 'n soortgelyke funksie as Reflex Klystron Ossillators.

In Gunn-ossillators word die Gunn-diode in 'n resonante kamer geplaas. 'n Gunn-ossillator bestaan uit twee hoofkomponente: (i) 'n DC-bias en (ii) 'n afstemmingssirkuit.

Hoe 'n Gunn Diode Funksioneer as 'n Ossillator DC Bias

In 'n Gunn-diode, as die toegepasde DC-bias verhoog, styg die stroom eers tot dit die drempelspanning bereik. Daarbuiten daal die stroom terwyl die spanning voortgaan om te verhoog tot by die inslagspanning. Die strekking vanaf die piek na die dal in hierdie gedrag vorm wat bekend staan as die negatiewe weerstandsgedeelte.

Die vermoeë van 'n Gunn-diode om negatiewe weerstand te wys, saam met sy tydse eienskappe, laat hom toe om as 'n ossillator te funksioneer. Dit gebeur omdat die negatiewe weerstand enige werklike weerstand binne die sirkuit tegengewerk, waardoor optimale stroomvloei moontlik is.

Dit lei tot die generering van kontinue ossillasies solank die DC-bias gehandhaaf word, alhoewel die amplituud van hierdie ossillasies beperk bly binne die grense van die negatiewe weerstandsgedeelte. 

Afstemmingssirkuit

In die geval van Gunn-ossillators, hang die ossillasiefrekwensie hoofsaaklik af van die middelaktiewe laag van die Gunn-diode. Die resonerende frekwensie kan egter buite afgestem word deur meganiese of elektriese middels. In die geval van 'n elektroniese afstemmingssirkuit, kan die beheer gebring word deur 'n golfleier of mikrogolfkamer of varactor-diode of YIG-sfeer te gebruik.

Hier word die diode binne die kamer op 'n manier gemont sodat dit die verliesweerstand van die resonator kanselleer, wat ossillasies produseer. Aan die ander kant, in die geval van meganiese afstemming, word die grootte van die kamer of die magnetiese veld (vir YIG-sferes) meganies verander deur middel van, sê, 'n verstel skroef, om die resonerende frekwensie af te stem.

Hierdie tipes ossillators word gebruik om mikrogolf frekwensies van 10 GHz tot 'n paar THz te genereer, soos bepaal deur die dimensies van die resonante kamer. Gewoonlik het koaksiale en mikrostreep/planar gebaseerde ossillator-ontwerpe 'n lae kragfaktor en is minder stabiliteit in terme van temperatuur.

Aan die ander kant het golfleiers en dielektriese resonator gestabiliseerde sirkuit-ontwerpe 'n groter kragfaktor en kan maklik termies gestabiliseer word.Figuur 2 wys 'n koaksiale resonator gebaseerde Gunn-ossillator wat gebruik word om frekwensies van 5 tot 65 GHz te genereer. Hier, as die toegepasde spanning Vb verander word, reis die Gunn-diode-gedraagsfluktuasies langs die kamer om van die ander kant teruggekaats te word en na hul beginpunt terug te keer na tyd t, gegee deur

Waar l die lengte van die kamer is en c die ligtsnelheid. Uit hierdie, kan die vergelyking vir die resonerende frekwensie van die Gunn-ossillator afgelei word as

waar n die aantal halwe golwe is wat in die kamer kan pas vir 'n gegewe frekwensie. Hierdie n strek van 1 tot l/ct d waar td die tyd is wat die Gunn-diode neem om op veranderinge in die toegepasde spanning te reageer.

Hier word die ossillasies geïnitieer wanneer die belading van die resonator iets hoër is as die maksimum negatiewe weerstand van die toestel. Vervolgens groei hierdie ossillasies in terme van amplituud totdat die gemiddelde negatiewe weerstand van die Gunn-diode gelyk is aan die weerstand van die resonator, waarna een sustineerde ossillasies kan kry. 

Verder het hierdie tipe ontspanningsossillators 'n groot kondensator verbonden oor die Gunn-diode om branding van die toestel weens groot amplituudseine te vermy. Laastens, moet daar opgemerk word dat Gunn-diode-ossillators wyd gebruik word as radio-ondertsenders en -ontvangers, spoedmeet sensore, parametriese versterkers, radar bronne, verkeersbewaking sensore, bewegingsdetektors, afgeleë trillingdetektors, rotasiespoed tachometers, vochtigheidsinhoud moniteurs, mikrogolf transseivers (Gunnplexers) en in die geval van outomatiese deuroopners, inbrekeralarms, polisie radars, draadlose LANs, botsingsvermydingsisteme, anti-blokremme, voetgangersveiligheidstelsels, ens.