Gunn Diyod Oszillatörü: Nədir? (Teoriya və İşləmə Prinsipi)

Gunn Diodlu Oskilator Nədir?

Gunn diodlu oskilator (yaxud Gunn oskilatorları və ya elektronların köçməsi cihazı oskilator) microwave gücü ucun ucuz bir mənbədir və onların əsas komponenti Gunn diodu yaxud elektronların köçməsi cihazıdır. Onlar Reflex Klystron Oskilatorları kimi funksiyalıdır. Gunn oskilatorlarda, Gunn diod rezonanslı boşluğa yerleştirilir. Gunn oskilator iki əsas komponentdən ibarətdir: (i) DC bias və (ii) ayarlamalı schema.

Gunn Diodun Oskilator Olarak İşləməsi

DC Bias

Gunn diodun halında, tətbiq olunan DC bias artdıqca, ilk mərhələdə cürək artmağa başlayır və bu həddi keçən qədər davam edir. Bu nöqtədən sonra, cürək voltajın artması ilə azalmağa davam edir, ancaq bozulma voltajına çatana qədər. Bu bölgə, zirvədən dəlik nöqtəsinə qədər, mənfi direnç bölgəsi adlanır (Şəkil 1).

Gunn diodun bu xüsusiyyəti və zamanlama xüsusiyyətləri, optimum dəyərində cürək axışa icazə verildikdə, onun oskilator kimi davranmasını təmin edir. Mənfi direnç xüsusiyyəti, şəbəkədə mövcud olan həqiqi direnç effektini ləğv edir.

Bu, DC bias mövcud olduğu müddət səliqəli oskilasyonların yaradılmasına və oskilasyonların inkişafını önləməyə səbəb olur. Daha da, nəticəvi oskilasyonların amplitudu, Şəkil 1-dən görünür ki, mənfi direnç bölgəsinin hədləri tərəfindən məhdudlaşır.

Ayarlamalı Schema

Gunn oskilatorların halında, oskilasiya frekansı əsasən Gunn diodun orta aktiv səthinə bağlıdır. Amma rezonans frekansı mekaniki və ya elektrik yolla xarici tərəfdən ayarlanabilir. Elektronik ayarlamalı şemada, kontrol, dalgaquvvası, mikrodalga boşluğu, varakter diodu və ya YIG küresi istifadə edilərək aparılabilir.

Burada diod rezonatorun kayb direncini ləğv edən şəkildə boşluğa yerleştirilir, oskilasyonlar yaradılır. Digər tərəfdən, mekanik ayarlama halında, boşluğun ölçüsü və ya maqnit sahəsi (YIG kürləri üçün) ayarlaqlı vidanın vasitəsiylə rezonans frekansını ayarlamak üçün dəyişdirilir.

Bu növ oskilatorlar, rezonanslı boşluğun ölçülərinə görə 10 GHz-dən bir neçə THz-ə qədər microwave frekansları yaratmaq üçün istifadə olunur. Adətən, koaksial və mikrostrip / planar bazlı oskilator dizaynları nisbiyyən aşağı güc faktoru və temperatur nöqtəsi baxımından daha az stabildirlər. Başqa tərəfdən, dalgaquvvası və dielektrik rezonatorla sabitləşdirilmiş şema dizaynları daha yüksək güç faktoruna malikdir və termik stabilləşdirilmək asandır.

Şəkil 2, 5-65 GHz arası frekansları yaratmaq üçün istifadə olunan koaksial rezonator bazlı Gunn oskilatorunu göstərir. Burada tətbiq olunan voltaj Vb dəyişdirildikdə, Gunn diod tərəfindən yaradılan fluktuasiyalar boşluq boyunca gedib digər ucu andan qayıdınaraq, t vaxtı ərzində başlanğıc nöqtəsinə qayıdırlar

Burada, l boşluğun uzunluğu və c işığın sürətidir. Buna görə, Gunn oskilatorunun rezonans frekansının tənliyi aşağıdakı kimi hesablanır

burada, n, verilmiş frekans üçün boşluğa yerləşə bilən yarıdalğaların sayıdır. Bu n, 1-dən l/ctd-ə qədər dəyişir, burada td Gunn diodun tətbiq olunan voltaja dair dəyişikliklərə cavab vermək üçün lazım olan vaxtdır.

Oskilasyonlar, rezonatorun yüklənməsi cihazın maksimum mənfi direncindən bir az yüksəkdir. Sonra, bu oskilasyonlar amplitudda böyüyür və Gunn diodun ortalama mənfi direnci rezonatorun direncinə bərabər oluncaya qədər, ardından davamlı oskilasyonlar alınır. Daha da, bu növ rahatlaşma oskilatorlarında, kapasitor Gunn diodun üzərində bağlanır ki, cürək amplitudlu signal nəticəsində cihaz yanmasın.

Son olaraq, Gunn diodlu oskilatorlar radyo transmetter və qəbulçular, sürət aşkar edici sensörler, parametrik amplifikatorlar, radar mənbələri, trafik izləmə sensörleri, hərəkət aşkar ediciləri, uzaktan titrəmə detektorları, dövrə sürəti tacometrləri, rütubət məzuniyyəti monitorları, microwave transseiverləri (Gunnplexerlər) və avtomatik qapı açıcılar, qızdırıcılıq alarmları, polis radarları, wirless LAN-lar, üzləşmə qarşılaşdırma sistemləri, anti-lock frenlər, peyşəkar təhlükəsizlik sistemləri kimi geniş istifadə olunurlar.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.