რის წარმოადგენს Gunn დიოდური ოსცილატორი?
რა არის Gunn დიოდური ოსცილატორი?
Gunn დიოდური ოსცილატორი
Gunn დიოდური ოსცილატორი (ასევე ცნობილი როგორც Gunn ოსცილატორი ან ელექტრონის ტრანსფერის მოწყობილობის ოსცილატორი) არის ხელმისაწვდომი მიკროტალღის ძალის წყარო და შედგება Gunn დიოდის ან ელექტრონის ტრანსფერის მოწყობილობის (TED) მთავარი კომპონენტიდან. ისინი ასრულებენ შესაბამის ფუნქციას Reflex Klystron ოსცილატორების მსგავსად.
Gunn ოსცილატორებში, Gunn დიოდი ადგილდება რეზონანსულ კავშირში. Gunn ოსცილატორი შედგება ორი მთავარი კომპონენტისგან: (i) DC წინადადება და (ii) ტიუნინგის ქსელი.
როგორ მუშაობს Gunn დიოდი როგორც ოსცილატორი DC წინადადების შემთხვევაში
Gunn დიოდში, როგორც განვითარდება DC წინადადება, მიმდინარე ელექტრონული მიმდევრობა იწყებს ზრდას სანამ არ მიიღებს ფრეშ-ვოლტაჟს. ამ წერტილიდან მიმდინარე ელექტრონული მიმდევრობა კლებს როდესაც ვოლტაჟი განაგრძობს ზრდას დანარჩენ სიმძლავრის წერტილამდე. მწვერვალიდან ხარისხის ქვედა წერტილამდე ამ ქცევაში ქმნის ის, რაც ცნობილია როგორც უარყოფითი რეზისტენციის რეგიონი.
Gunn დიოდის უარყოფითი რეზისტენციის გამოსახულების შესაძლებლობა, კომბინირებული მისი ტემპერატურული თვისებებით, აძლევს საშუალებას მუშაობას ოსცილატორის როლში. ეს ხდება იმიტომ, რომ უარყოფითი რეზისტენცია აბრუნებს ნებისმიერ ნამდვილ რეზისტენციას ქსელში, რაც აძლევს უკეთეს მიმდინარე ელექტრონულ მიმდევრობას.
ეს იწვევს უწყვეტ რხევების შემდგომ, რამდენადაც დარჩენილია DC წინადადება, თუმცა ეს რხევების ამპლიტუდა შეზღუდულია უარყოფითი რეზისტენციის რეგიონის საზღვრებში.
ტიუნინგის ქსელი
Gunn ოსცილატორების შემთხვევაში, რხევების სიხშირე ძირითადად დამოკიდებულია Gunn დიოდის შუა აქტიურ საფრთხის შესახებ. თუმცა რეზონანსული სიხშირე შეიძლება განაცვიფროს ექსტერნალურად მექანიკური ან ელექტრონული საშუალებებით. ელექტრონული ტიუნინგის ქსელის შემთხვევაში, კონტროლი შეიძლება შეიძლება განაცვიფროს ვეივგაიდის, მიკროტალღის კავშირის ან ვარაქტორ დიოდის ან YIG სფეროს გამოყენებით.
აქ დიოდი დამაგრებულია კავშირში ისე, რომ ის ანგარიშშესაბამისად აბრუნებს რეზონანტის კავშირის წაკითხვის რეზისტენციას, რაც იწვევს რხევებს. მეორე მხრივ, მექანიკური ტიუნინგის შემთხვევაში, კავშირის ზომა ან მაგნიტური ველი (YIG სფეროების შემთხვევაში) მექანიკურად იცვლება, რათა განაცვიფროს რეზონანტის სიხშირე, მაგალითად, რეგულირების ბურთის საშუალებით.
ამ ტიპის ოსცილატორები გამოიყენება მიკროტალღის სიხშირეების შესაქმნელად 10 GHz-დან რამდენიმე THz-მდე, როგორც განსაზღვრავს რეზონანტული კავშირის ზომები. ჩვეულებრივ კოაქსიური და მიკროსტრიპის/პლანარული დიზაინის მქონე ოსცილატორები აქვთ დაბალი ძალის ფაქტორი და ნაკლებად სტაბილურია ტემპერატურის მიხედვით.
მეორე მხრივ, ვეივგაიდის და დიელექტრიკული რეზონანტის სტაბილიზირებული ქსელის დიზაინი აქვთ უფრო მაღალი ძალის ფაქტორი და შეიძლება დახარჯოს თერმიკის სტაბილიზაცია, ძალიან მარტივად.სურათი 2 აჩვენებს კოაქსიური რეზონანტის დაფუძნებულ Gunn ოსცილატორს, რომელიც გამოიყენება 5-დან 65 GHz-მდე სიხშირეების შესაქმნელად. აქ, როდესაც გადახდილი ვოლტაჟი Vb იცვლება, Gunn დიოდის გამოწვეული ფლუქტუაციები მიდის კავშირის სხვა ბოლოს და ბრუნდება თავდაპირველ წერტილს t დროში, რომელიც განსაზღვრულია
სადაც, l არის კავშირის სიგრძე და c არის სინათლის სიჩქარე. ამით, Gunn ოსცილატორის რეზონანტული სიხშირის განტოლება შეიძლება განახილოს როგორც
სადაც, n არის ნახევრ-ტალღების რაოდენობა, რომელიც შეიძლება ჩათვალოს კავშირში მოცემული სიხშირისთვის. ეს n მოდის 1-დან l/ct d-მდე, სადაც td არის დრო, რომელსაც სჭირდება Gunn დიოდს პასუხის შეცვლა გადახდილი ვოლტაჟის შეცვლის შემთხვევაში.
აქ რხევები იწყება როდესაც რეზონანტის ჩატვირთვა ცოტა უფრო მაღალია მოწყობილობის მაქსიმალური უარყოფითი რეზისტენციის ვრცელების შესაბამისად. შემდეგ, ეს რხევები ზრდის ამპლიტუდის მიხედვით სანამ Gunn დიოდის საშუალო უარყოფითი რეზისტენცია არ გახდება რეზონანტის რეზისტენციის ტოლი, შემდეგ შეიძლება მიიღოს განახლებადი რხევები.
დამატებით, ამ ტიპის რელაქსაციურ რხევებს აქვთ დიდი კონდენსატორი Gunn დიოდის მარჯვნივ, რათა არ დააწყვეტოს მოწყობილობა დიდი ამპლიტუდის სიგნალების გამო. ბოლოს, შეიძლება შეინიშნოს, რომ Gunn დიოდური ოსცილატორები ფართოდ გამოიყენება რადიო გამოცხობის და მიღების მოწყობილობებში, სიჩქარის გამოსავლენის სენსორებში, პარამეტრულ ამპლიფიკატორებში, რადარის წყაროებში, ტრაფიკის მონიტორინგის სენსორებში, მოძრაობის დეტექტორებში, დაბრუნების ვიბრაციის დეტექტორებში, როტაციის სიჩქარის ტაქომეტრებში, სითხის შემცერალებში, მიკროტალღის ტრანსცეივერებში (Gunnplexers) და ავტომატური კარების გახსნაში, გარდაშობის ალარმებში, პოლიციის რადარებში, უსადენო LAN-ებში, შეტევის ავოიდებში, ანტილოკინგ შესაჩერებელ სისტემებში, პედესტრის უსაფრთხოების სისტემებში და ა.შ.
