Kio estas Gunn-dioda oscililo?

Kio estas Gunn-dioda oscilatoro?

Gunn-dioda oscilatoro

Gunn-diode oscilatoro (ankaŭ konata kiel Gunn-oscilatoro aŭ transdonita elektrona aparato oscilatoro) estas malgranda fonto de mikroonda potenco kaj konsistas el Gunn-diode aŭ transdonita elektrona aparato (TED) kiel sia ĉefa komponento. Ili plenumas similan funkcion al Reflexklistrona Oscilatoro.

En Gunn-oscilatoroj, la Gunn-diodo estos metita en rezonan kanalĉambron. Gunn-oscilatoro konsistas el du ĉefaj komponentoj: (i) DC-polarigo kaj (ii) akordiga cirkvito.

Kiel funkcias Gunn-diode kiel oscilatoro per DC-polarigo

En Gunn-diode, kiam la aplikita DC-polarigo pligrandiĝas, la kuranta unue pligrandiĝas ĝis atingi la limvalenton. Poste tiu punkto, la kuranto malpligrandiĝas kiam la valento daŭre pligrandiĝas ĝis la disrompa valento. La intervalo de la pinto ĝis la fondo en tiu konduto formas tion, kion oni nomas la negativa rezista regiono.

La kapablo de la Gunn-diode montri negativan reziston, kombinita kun ĝiaj tempaj ecoj, permesas al ĝi funkcii kiel oscilatoro. Tio okazas ĉar la negativa rezisto kontraŭstaras ajnan efektivan reziston en la cirkvito, ebligante optimuman kurantan fluon.

Tio kondukas al la generado de kontinua oscilado dum la DC-polarigo estas daŭrigita, kvankam la amplitudo de tiuj osciladoj estas limigita ene de la baroj de la negativa rezista regiono. 

Akordiga cirkvito

En la okazo de Gunn-oscilatoroj, la oscilada frekvenco ĉefe dependas de la meza aktiva strato de la Gunn-diode. Tamen, la rezona frekvenco povas esti akordita eksterne aŭ mekanike aŭ elektrike. En la okazo de elektronika akordiga cirkvito, la regado povas esti farita uzante valdkanon aŭ mikroondan kanalon aŭ varaktodiodon aŭ YIG-sferon.

Ĉi tie la diodo estas montita ene de la kanalĉambro tiel, ke ĝi nuligas la perdan reziston de la rezonilo, produktante osciladojn. Aliflanke, en la okazo de mekanika akordo, la grandeco de la kanalĉambro aŭ la magnetkampo (por YIG-sferoj) estas varias mekanike per ŝraŭbo, por akordi la rezonan frekvenceton.

Tiuj specoj de oscilatoroj estas uzitaj por generi mikroondajn frekvencetojn de 10 GHz ĝis kelkaj THz, kiel decidite per la dimensioj de la rezona kanalĉambro. Ĝenerale, koaksialaj kaj mikrostreĉ/plana bazitaj oscilatoraj dizajnoj havas malaltan potencon kaj estas malpli stabila en rilato al temperaturo.

Aliflanke, valdguja kaj dielektra rezonila stabiligita cirkvitoj havas pli grandan potencon kaj povas esti facilige termike stabiliĝitaj.Figuro 2 montras koaksialrezonan bazitan Gunn-oscilatoron, kiu estas uzata por generi frekvencetojn de 5 ĝis 65 GHz. Ĉi tie, kiam la aplikita valento Vb varias, la Gunn-diode-inducitaj fluktuoj vojaĝas laŭ la kanalĉambro, reflektiĝas de ĝia alia fino, kaj revenas al ilia starta punkto post tempo t donita de

Kie, l estas la longo de la kanalĉambro kaj c estas la rapido de lumo. El tio, la ekvacio por la rezona frekvenco de la Gunn-oscilatoro povas esti deduktita kiel

kie, n estas la nombro de duonondoj kiuj povas enŝtari en la kanalĉambron por certa frekvenco. Tiu n varias de 1 ĝis l/ct d kie td estas la tempo prenita de la Gunn-diode respondi al la ŝanĝoj en la aplikita valento.

Ĉi tie la osciladoj komenciĝas kiam la ŝargo de la rezonilo estas iomete pli alta ol la maksimuma negativa rezisto de la aparato. Sekve, tiuj osciladoj kreskas en amplitudo ĝis la averaĝa negativa rezisto de la Gunn-diode fariĝas egala al la rezisto de la rezonilo, post kio oni povas havi daŭran osciladon. 

Plue, tiuj specoj de relaxoscilatoroj havas grandan kondensilon konektitan tra la Gunn-diode por eviti bruladon de la aparato pro grandaj amplitudaj signaloj.Fine, notinde, ke Gunn-diode oscilatoroj estas vaste uzitaj kiel radio-transmisiloj kaj riceviteloj, rapid-detectantaj sensoroj, parametro-amplifikiloj, radarfontoj, trafikmonitoradaj sensoroj, movdetektiloj, distancaj vibrad-detektiloj, rotaci-rapidaj tacometroj, humidecekontroliloj, mikroonda transceiviloj (Gunnplexeroj) kaj en la okazo de aŭtomataj pordmalfermiloj, burglaralarmiloj, policradaroj, senfilaj LAN-oj, kolizio-evitaj sistemoj, antislidaj frenejsoj, pezoped-traktoj, etc.