গান ডাযোড অসিলেটর কি?

গান ডাযোড অসিলেটর কি?

গান ডাযোড অসিলেটর

গান ডাযোড অসিলেটর (যা গান অসিলেটর বা ট্রান্সফার্ড ইলেকট্রন ডিভাইস অসিলেটরও বলা হয়) মাইক্রোওয়েভ পাওয়ারের একটি সস্তা উৎস এবং এর প্রধান উপাদান হল গান ডাযোড বা ট্রান্সফার্ড ইলেকট্রন ডিভাইস (TED)। এগুলি রিফ্লেক্স ক্লাস্ট্রন অসিলেটরের মতোই কাজ করে।

 গান অসিলেটরে, গান ডাযোড একটি রিজোন্যান্ট ক্যাভিটিতে স্থাপন করা হয়। গান অসিলেটর দুটি প্রধান উপাদান নিয়ে গঠিত: (i) একটি DC বাইয়াস এবং (ii) একটি টিউনিং সার্কিট।

গান ডাযোড কিভাবে একটি অসিলেটর DC বাইয়াস হিসেবে কাজ করে

গান ডাযোডে, যখন প্রয়োগকৃত DC বাইয়াস বৃদ্ধি পায়, তখন প্রথমে বিদ্যুৎ প্রবাহ বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না এটি থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজে পৌঁছায়। এর পরে, ভোল্টেজ বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে প্রবাহ কমতে থাকে যতক্ষণ না এটি ব্রেকডাউন ভোল্টেজে পৌঁছায়। এই আচরণের শীর্ষ থেকে উপত্যকা পর্যন্ত স্প্যান হল যা নেতিবাচক রেজিস্ট্যান্স অঞ্চল হিসেবে পরিচিত।

গান ডাযোডের নেতিবাচক রেজিস্ট্যান্স প্রদর্শনের ক্ষমতা, এর টাইমিং বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কিত, এটি একটি অসিলেটর হিসেবে কাজ করতে দেয়। এটি ঘটে কারণ নেতিবাচক রেজিস্ট্যান্স পরিপথের যথার্থ রেজিস্ট্যান্সকে বাতিল করে, যা প্রবাহের অপটিমাল প্রবাহ সম্ভব করে।

এটি এমন একটি অবস্থা তৈরি করে যেখানে প্রবাহ প্রবাহিত হতে থাকে যতক্ষণ না DC বাইয়াস বজায় থাকে, যদিও এই প্রবাহের আয়তন নেতিবাচক রেজিস্ট্যান্স অঞ্চলের সীমার মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে। 

টিউনিং সার্কিট

গান অসিলেটরের ক্ষেত্রে, অসিলেশন ফ্রিকোয়েন্সি প্রধানত গান ডাযোডের মধ্যে একটি মধ্যম সক্রিয় লেয়ারের উপর নির্ভর করে। তবে রিজোন্যান্ট ফ্রিকোয়েন্সি বাইরে থেকে যান্ত্রিক বা বৈদ্যুতিক উপায়ে টিউন করা যেতে পারে। বৈদ্যুতিক টিউনিং সার্কিটের ক্ষেত্রে, নিয়ন্ত্রণ একটি ওয়েভগাইড, মাইক্রোওয়েভ ক্যাভিটি, ভ্যারাক্টর ডাযোড বা YIG গোলক ব্যবহার করে করা যায়।

এখানে ডাযোড ক্যাভিটিতে এমনভাবে স্থাপন করা হয় যাতে এটি রিজোনেটরের লস রেজিস্ট্যান্স বাতিল করে, যা অসিলেশন তৈরি করে। অন্যদিকে, যান্ত্রিক টিউনিং-এর ক্ষেত্রে, ক্যাভিটির আকার বা চৌম্বক ক্ষেত্র (YIG গোলকের জন্য) যান্ত্রিকভাবে, যেমন একটি স্ক্রু দিয়ে, রিজোন্যান্ট ফ্রিকোয়েন্সি টিউন করার জন্য পরিবর্তিত হয়।

এই ধরনের অসিলেটর মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, যা 10 GHz থেকে কিছু THz পর্যন্ত, রিজোন্যান্ট ক্যাভিটির মাত্রার উপর নির্ভর করে। সাধারণত কোঅ্যাক্সিয়াল এবং মাইক্রোস্ট্রিপ/প্ল্যানার ভিত্তিক অসিলেটর ডিজাইনগুলি কম পাওয়ার ফ্যাক্টর এবং তাপমাত্রার দিক থেকে কম স্থিতিশীল হয়।

 অন্যদিকে, ওয়েভগাইড এবং ডাইইলেকট্রিক রেজোনেটর স্টেবিলাইজড সার্কিট ডিজাইনগুলি বেশি পাওয়ার ফ্যাক্টর রয়েছে এবং খুব সহজে তাপমাত্রায় স্থিতিশীল করা যায়।চিত্র 2 একটি কোঅ্যাক্সিয়াল রেজোনেটর ভিত্তিক গান অসিলেটর দেখায় যা 5 থেকে 65 GHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এখানে যখন প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ Vb পরিবর্তিত হয়, তখন গান ডাযোড দ্বারা উৎপন্ন কম্পন ক্যাভিটির অন্য প্রান্ত থেকে প্রতিফলিত হয় এবং সময় t পরে তাদের শুরুর বিন্দুতে পৌঁছায়

যেখানে, l হল ক্যাভিটির দৈর্ঘ্য এবং c হল আলোর গতিবেগ। এই থেকে, গান অসিলেটরের রিজোন্যান্ট ফ্রিকোয়েন্সির সমীকরণ নির্ণয় করা যায়

যেখানে, n হল একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে ক্যাভিটিতে যতগুলি অর্ধ-তরঙ্গ ফিট করতে পারে। এই n এর মান 1 থেকে l/ct d পর্যন্ত, যেখানে td হল গান ডাযোড দ্বারা প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়া দেওয়ার জন্য লাগা সময়।

এখানে অসিলেশন শুরু হয় যখন রেজোনেটরের লোডিং ডিভাইসের সর্বোচ্চ নেতিবাচক রেজিস্ট্যান্সের থেকে কিছুটা বেশি হয়। পরবর্তীতে, এই অসিলেশন আয়তনে বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না গান ডাযোডের গড় নেতিবাচক রেজিস্ট্যান্স রেজোনেটরের রেজিস্ট্যান্সের সমান হয়, তারপর থেকে স্থায়ী অসিলেশন পাওয়া যায়। 

আরও, এই ধরনের রিল্যাক্সেশন অসিলেটরে গান ডাযোডের সাথে একটি বড় ক্যাপাসিটর সংযুক্ত থাকে যাতে বড় আয়তনের সিগনালের কারণে ডিভাইস বার্ন-আউট হয় না।শেষ পর্যন্ত, গান ডাযোড অসিলেটরগুলি ব্যাপকভাবে রেডিও ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার, গতিসন্ধানক সেন্সর, প্যারামেট্রিক অ্যাম্পলিফায়ার, রেডার সোর্স, ট্রাফিক মনিটরিং সেন্সর, মোশন ডিটেক্টর, দূরবর্তী ভায়ব্রেশন ডিটেক্টর, ঘূর্ণন গতি ট্যাকোমিটার, পানির পরিমাণ মনিটর, মাইক্রোওয়েভ ট্রান্সিভার (গানপ্লেক্সার) এবং স্বয়ংক্রিয় দরজা খোলার সিস্টেম, ডাকাতি সতর্কবার্তা, পুলিশ রেডার, ওয়্যারলেস LAN, সংঘর্ষ প্রতিরোধ সিস্টেম, অ্যান্টি-লক ব্রেক, পদাতিক নিরাপত্তা সিস্টেম ইত্যাদি ব্যবহারের জন্য ব্যবহৃত হয়।