Ганн диоддық осциллятор деген не?

Ганн диодтың осцилляторы деген не?

Ганн диодтың осцилляторы

Ганн диодтың осцилляторы (немесе трансферленген электрондық приборлық осциллятор деп да аталады) - бұл микроволналык энергияның арзан булактары. Олардың негізгі компоненті - Ганн диоды немесе трансферленген электрондық прибор (TED). Олар рефлекс килстрон осцилляторларға ұқсас функция жасайды.

 Ганн осцилляторларда, Ганн диоды резонанс кавитетте орналасқан. Ганн осцилляторы екі негізгі компоненттен тұрады: (i) DC bias (ii) настройкалық схема.

Ганн диоды осциллятор ретінде қалай жұмыс істейді DC bias

Ганн диодта, қолданылатын DC bias артқан сайын, ағым бастапқы мезетте артады, содан кейін порогтық напряжениеға жетеді. Бұл нүктеден бастап, ағым напрямениң өсуіне қарама-карсы азайады, дәл қатыру напряженияға дейін. Бұл поведение пиктен жоғарғы деңгейге дейінғі аралық теріс сопротивление аймағы деп аталады.

Ганн диодының теріс сопротивления көрсету және уақыт қасиеттерінің комбинациясы, оны осциллятор ретінде иштеуге мүмкіндік береді. Бұл, себебі теріс сопротивление цепьдегі әмбебап сопротивление мен бірге қатысады, оптималь ағым ағысына мүмкіндік береді.

Бұл, DC bias сақталғанша үздіксіз осцилляцияларды жасауды және осы осцилляциялардың амплитудасы теріс сопротивление аймағының шекараларында болады.

Настройкалық схема

Ганн осцилляторлар үшін, осцилляция частотасы негізінен ганн диодының орта активті слоясына байланысты. Бірақ резонанс частотасы механикалық немесе электр техникалық әдістермен сыртқы ретінде настроюлауға болады. Электрондық настройкалық схема үшін, волна өту жолы немесе микроволналык кавите, вариатор диоды немесе YIG сфера қолданылады.

Мұнда, диод резонатордың алтындарын басу үшін кавитетте орналастырылады, осцилляцияларды жасай алады. Басқа жағдайда, механикалық настройка үшін, кавитеттің өлшемі немесе магниттық тала (YIG сфера үшін) қолмен, мисалы, регулирлеу винті арқылы өзгерту арқылы резонанс частотасын настроюлауға болады.

Бұл түрдегі осцилляторлар 10 ГГц-ден біраз ТГц-ке дейінгі микроволналық частоталарды жасау үшін қолданылады, резонанс кавитеттің өлшемдеріне байланысты. Адатта, коаксиалды және микро-полоса/планарлық осцилляторлық дизайны төмен гүлдену көрсеткішіне және температуралық стабильділікте аз болады.

 Соңғы жағдайда, волноводтың және диэлектрикалық резонаторлық стабилизацияланған схемалық дизайны үлкен гүлдену көрсеткішіне және термостабильділікті оңай етіп жасауға болады.Фигура 2 5-65 ГГц аралығындағы частоталарды жасау үшін қолданылатын коаксиалды резонатордың негізінде жасалған Ганн осцилляторын көрсетеді. Мұнда, қолданылатын напряжение Vb өзгерген сайын, Ганн диодының индуцирленген айналымдары кавитетінің басқа жағынан қайта және бастапқы нүктесіне қайта жетеді, мысалы, t уақытына:

Мұнда, l - кавитеттің ұзындығы, c - жарықтың жылдамдығы. Бұл, Ганн осцилляторының резонанс частотасы үшін теңдеулерді шешуге мүмкіндік береді:

мұнда, n - белгілі бір частота үшін кавитетке тиесілі тартылуы мүмкін полуволналардың саны. Бұл n, 1-ден l/ct d-ге дейін өзгереді, мұнда td - Ганн диоды қолданылатын напряжение өзгерістеріне жауап беру үшін қажет болатын уақыт.

Мұнда, осцилляциялар, резонатордың жүктеуі устройствонің максималды теріс сопротивлениянан бір аз үлкен болғанда басталады. Содан кейін, бұл осцилляциялар амплитуда бойынша өседі, Ганн диодының орташа теріс сопротивления резонатордың сопротивленияна тең болғаннан кейін, біз ұзаққа қалады осцилляцияларды алуға болады. 

Дәлірек, бұл түрдегі релаксациялық осцилляторларда, Ганн диодының бойында үлкен конденсатор қосылады, үлкен амплитудалы сигналдардың нәтижесінде устройство жыртылуын басқару үшін. Соңында, Ганн диодтың осцилляторлары радио передатчиктерде және приемниктерде, қозғалыс өлшерілерінде, параметрикалық күшейткілерде, радар ресурсында, трафик өзара бақылау сенсорларында, қозғалыс детекторларында, жергілікті вибрация детекторларында, айналу жылдамдығы тахометрлерінде, су қышқылылығы мониторларында, микроволналық трансеиверлерде (Gunnplexers), автоматтық есік ачу үшін, қытаймерлерде, полиция радарларында, жарнама LAN-дерде, қозғалыс өзара басқару системаларында, антиблокировочная тормоз система, пешеходтың қауіпсіздігі системаларында қолданылады.