Gunn-diode-oscillator: Wat is dit? (Teorie & werking)

Wat is 'n Gunn Diode Oskillaasie?

'n Gunn Diode Oskillaasie (ook bekend as 'n Gunn oskillaasie of oorgedraaide elektron toestel oskillaasie) is 'n goedkope bron van mikrogolfkrag en bestaan uit 'n Gunn diode of oorgedraaide elektron toestel (TED) as hul hoofkomponent. Hulle vervul 'n soortgelyke funksie as Reflex Klystron Oskillaasies. In Gunn oskillaasies, word die Gunn diode in 'n resonante kamer geplaas. 'n Gunn oskillaasie bestaan uit twee hoofkomponente: (i) 'n DC-skuif en (ii) 'n afstemmingssirkuit.

Hoe werk 'n Gunn Diode as 'n Oskillaasie

DC-Skuif

In die geval van 'n Gunn diode, neem die stroom by die begin toe terwyl die toegepaste DC-skuif verhoog, wat voortduur tot die drempelspanning. Daarna val die stroom voortdurend terwyl die spanning verhoog tot die inslagspanning bereik is. Hierdie gebied, wat van die piek tot die dal strek, word die negatiewe weerstandgebied (Figuur 1) genoem.

Hierdie eienskap van die Gunn diode, saam met sy tydingseienskappe, laat dit gedra as 'n oskillaasie, verskaf dat 'n optimale waarde van stroom deur dit vloei. Dit is omdat die negatiewe weerstandeienskap van die toestel die effek van enige werklike weerstand in die sirkuit nulifieer.

Dit lei tot die generering van aanhoudende oskillasies totdat die DC-skuif teenwoordig is, terwyl dit die groei van oskillasies voorkom. Verder sal die amplituud van die resultate oskillasies beperk word deur die grense van die negatiewe weerstandgebied, soos skynbaar uit Figuur 1.

Afstemmingssirkuit

In die geval van Gunn oskillaasies, hang die oskillasiefrekwensie primêr af van die middelaktiewe laag van die Gunn diode. Die resonerende frekwensie kan egter buite betrekking word deur meganiese of elektriese middels. In die geval van 'n elektroniese afstemmingssirkuit, kan die beheer bewerkstellig word deur die gebruik van 'n golfleier of mikrogolfkamer of varactor diode of YIG-sfeer.

Hier word die diode binne die kamer gemont sodat dit die verliesweerstand van die resonaator kanselleer, wat oskillasies produseer. Aan die ander kant, in die geval van meganiese afstemming, word die grootte van die kamer of die magnetiese veld (vir YIG-sfere) meganies verander deur middel van, sê, 'n instellingskrewe, om die resonerende frekwensie te stem.

Hierdie tipes oskillaasies word gebruik om mikrogolf frekwensies van 10 GHz tot 'n paar THz te genereer, soos bepaal deur die dimensies van die resonerende kamer. Gewoonlik het koaksiale en mikrostroop/planar gebaseerde oskillaasie-ontwerpe 'n lae kragfaktor en is minder stabiliteit in term van temperatuur. Aan die ander kant, het golfleier- en dielektriese resonaator gestabiliseerde sirkuit-ontwerpe 'n groter kragfaktor en kan maklik termies stabiel gemaak word.

Figuur 2 wys 'n koaksiale resonaator gebaseerde Gunn oskillaasie wat gebruik word om frekwensies van 5 tot 65 GHz te genereer. Hier, as die toegepaste spanning Vb varieer, reis die Gunn diode-induseerde fluktuasies langs die kamer om daarvan die ander einde te weerspieël en terug te keer na hul beginpunt na tyd t, gegee deur

Waar l die lengte van die kamer is en c die ligtsnelheid. Van hierdie, kan die vergelyking vir die resonerende frekwensie van die Gunn oskillaasie afgelei word as

waar n die aantal halwe golwe is wat in die kamer pas vir 'n gegewe frekwensie. Hierdie n reik van 1 tot l/ctd waar td die tyd is wat die Gunn diode neem om op veranderinge in die toegepaste spanning te reageer.

Hier word oskillasies geïnitieer wanneer die belasting van die resonaator slegs iets hoër is as die maksimum negatiewe weerstand van die toestel. Volgende, groei hierdie oskillasies in terme van amplituud totdat die gemiddelde negatiewe weerstand van die Gunn diode gelyk is aan die weerstand van die resonaator waarna een aanhoudende oskillasies kan kry. Verder het hierdie tipe ontspanningsoskillaasies 'n groot kondensator verbonden oor die Gunn diode om branding van die toestel as gevolg van groot amplituud-seine te vermy.

Laastens, moet dit genoteer word dat Gunn diode oskillaasies uitvoerig gebruik word as radio oordraers en ontvangers, spoed-deteksors, parametriese versterkers, radar bronne, verkeer monitoringsensore, bewegingsdetektors, afgeleë trilling detektors, rotasiespoed tachometers, vochtigheidsinhoud monitores, mikrogolf transseivers (Gunnplexers) en in die geval van outomatiese deur openers, inbrekeralarms, polisie radars, draadlose LAN's, botsvermydingsisteme, anti-lock remme, voetganger veiligheidsisteme, ens.

Verklaring: Respek die oorspronklike, goeie artikels wat verspreid word, as daar inbreuk is kontak ons vir verwydering.