Ինչ է Gunn դիոդային օսցիլյատորը

Ինչ է Gunn դիոդային օսցիլյատորը?

Gunn դիոդային օսցիլյատոր

Gunn դիոդային օսցիլյատորը (նաև հայտնի որպես Gunn օսցիլյատորներ կամ փոխանցված էլեկտրոնային սարքի օսցիլյատոր) է է մի էժան միկրովոլների էներգիայի աղբյուր և կազմակերպվում է Gunn դիոդի կամ փոխանցված էլեկտրոնային սարքի (TED) որպես իր գլխավոր բաղադրիչ։ Նրանք կատարում են նույն ֆունկցիան, ինչ և Reflex Klystron օսցիլյատորները:

Gunn օսցիլյատորներում Gunn դիոդը դնվում է ռեզոնանսային շրջանակում։ Gunn օսցիլյատորը կազմված է երկու գլխավոր բաղադրիչներից. (i) DC սեղմում և (ii) կարգավորման շղթա:

Ինչպես գործում է Gunn դիոդը որպես օսցիլյատոր DC սեղմում

Gunn դիոդում, երբ կիրառված DC սեղմումը աճում է, հոսանքը սկզբում աճում է մինչև հասնի սահմանային լարմանը։ Այդ կետից հետո, երբ լարմանը շարունակում է աճել մինչև հայտնվելու է լուծման լարումը, հոսանքը նվազում է։ Սա ստեղծում է այս վարքի գագաթից դիմացին մինչև հորիզոնը, որը հայտնի է որպես բացասական դիմադրության շրջան:

Gunn դիոդի բացասական դիմադրություն ցուցադրելու հնարավորությունը, համատեղված իր ժամանակային հատկությունների հետ, թույլ է տալիս դրան գործել որպես օսցիլյատոր։ Սա տեղի է ունենում, որովհետև բացասական դիմադրությունը հակասել է շղթայի իրական դիմադրությանը, որը հնարավորություն է տալիս օպտիմալ հոսանքի հոսք:

Սա առաջացնում է անընդհատ օսցիլյացիաներ, որքան հնարավոր է պահպանել DC սեղմումը, չնայած այդ օսցիլյացիաների հոսանքը սահմանափակված է բացասական դիմադրության շրջանի սահմաններում: 

Կարգավորման շղթա

Gunn օսցիլյատորների դեպքում օսցիլյացիայի հաճախությունը գլխավորապես կախված է Gunn դիոդի միջին ակտիվ շերտից։ Այնպես էլ ռեզոնանսային հաճախությունը կարող է կարգավորվել մեխանիկական կամ էլեկտրական միջոցներով։ Էլեկտրական կարգավորման շղթայի դեպքում կարգավորումը կարող է իրականացվել ալիքաղայթի անցումով կամ միկրովոլների շրջանակով կամ վարակտոր դիոդով կամ YIG գունդով:

Այստեղ դիոդը մонтируется внутри резонатора таким образом, что компенсирует потери резонатора, создавая колебания. С другой стороны, в случае механической настройки размер резонатора или магнитное поле (для YIG-сфер) изменяются механическим способом, например, с помощью регулировочного винта, чтобы настроить резонансную частоту.

Այս տեսակի օսցիլյատորները օգտագործվում են միկրովոլների հաճախություններ առաջացնելու համար, որոնք տարածվում են 10 GHz-ից մինչև մի քանի THz, որը որոշվում է ռեզոնանսային շրջանակի չափերով։ Հաճախ կոաքսիալ և միկրոսկոպային/պլանային հիմնավորված օսցիլյատորները ունեն ցածր հզորության գործակից և ավելի անկայուն են ջերմաստիճանի նկատմամբ:

Միայն ալիքաղայթների և դիէլեկտրիկ ռեզոնատորներով կայանած շղթաները ունեն ավելի բարձր հզորության գործակից և կարող են դիմել ջերմային կայունություն շատ հեշտությամբ, ավելի կարեւոր է այն այն համար, որ այն կարող է արդյունավետորեն օգտագործվել ավտոմատ դռների բացման համար, որոշ անվանումներ, ինչպես նաև ներկայացնում է այն առանցքային ռեզոնատորի հիմնավորված Gunn օսցիլյատորը, որը օգտագործվում է 5-ից մինչև 65 GHz հաճախություններ առաջացնելու համար։ Այստեղ կիրառված Vb լարման փոփոխության ընթացքում Gunn դիոդի առաջացրած ներթափանցումները շարժվում են շրջանակի ներսում և հատվում են նրա այլ ծայրից, հետո վերադառնում են իրենց սկզբնական կետը t ժամանակով, որը տրվում է

Որտեղ l-ը շրջանակի երկարությունն է և c-ն լույսի արագությունն է։ Այսինքն կարող ենք դուրս բերել Gunn օսցիլյատորի ռեզոնանսային հաճախության հավասարումը որպես

որտեղ n-ը կեսալարների քանակն է, որոնք կարող են տեղավորվել շրջանակում տվյալ հաճախության դեպքում։ Այս n-ը տարվում է 1-ից մինչև l/ct d, որտեղ td-ն է Gunn դիոդի պատասխանի ժամանակն է կիրառված լարման փոփոխության դեպքում:

Այստեղ օսցիլյացիաները սկսվում են, երբ ռեզոնատորի բեռը մի քիչ ավելի է սահմանային բացասական դիմադրությունից։ Հետո այս օսցիլյացիաները աճում են ամպլիտուդայի նկատմամբ մինչև Gunn դիոդի միջին բացասական դիմադրությունը դառնա հավասար ռեզոնատորի դիմադրությանը, հետո կարող ենք ստանալ կայուն օսցիլյացիաներ: 

Ավելին, այս տեսակի ռելաքսացիոն օսցիլյատորները ունեն մեծ կոնդենսատոր, որը միացված է Gunn դիոդի հետ, որպեսզի խուսափեն սարքի կոտրումից մեծ ամպլիտուդայի սիգնալների պատճառով:Վերջապես, անհրաժեշտ է նշել, որ Gunn դիոդային օսցիլյատորները լայնորեն օգտագործվում են ռադիո տեղացույցների և սարքավորումների, արագություն-որոշող սենսորների, պարամետրական մեծացողների, ռադար աղբյուրների, տրաֆիկի սպառնալու սենսորների, շարժում որոշող սենսորների, հեռաց վիբրացիաների որոշող սենսորների, պտույտի արագության տախտակների, մութության պարամետրերի ուսումնասիրող սենսորների, միկրովոլների փոխանցողների (Gunnplexers) և ավտոմատ դռների բացման սարքերի, անվանումների, որոշ անվանումների, որոշ անվանումների, որոշ անվանումների, որոշ անվանումների, որոշ անվանումների, որոշ անվանումների և այլն: