Gunn Diode Oscillator: Ano kini? (Teorya & Prinsipyong Paggana)

Ano ang Gunn Diode Oscillator?

Ang Gunn Diode Oscillator (kasabihan nga Gunn oscillators o transferred electron device oscillator) mao ang usa ka abot-kamay nga pinaghulagway sa microwave power ug gipangunohan sa Gunn diode o transferred electron device (TED) isip ilang pangunahing komponente. Sila nagpadayon sa sama nga pungturon sama sa Reflex Klystron Oscillators. Sa mga Gunn oscillators, ang Gunn diode adunay lugar sa resonant cavity. Ang usa ka Gunn oscillator gipangunohan sa duha ka pangunahing komponente: (i) DC bias ug (ii) A tuning circuit.

Paano Nagpadayon ang Gunn Diode isip Oscillator

DC Bias

Sa kasong sa Gunn diode, kon ang gi-apliyar nga DC bias mogamay, ang current magsugod sa pagtaas sa unang yugto, nga magpadayon hangtod sa threshold voltage. Pagkahuman, ang current magpadayon sa pagbaba kon ang voltage mogamay hangtod sa breakdown voltage. Kini nga rehiyon, gikan sa peak hangtod sa valley point, gitawag og negative resistance region (Figure 1).

Kini nga katangian sa Gunn diode kasama ang iyang timing properties nagresulta sa pagpadayon nia isip oscillator kon ang optimum nga halaga sa current mogad-an sa tibuok. Konsepto niini, ang negative resistance property sa device nullifies ang epekto sa anumang real resistance anaa sa circuit.

Kini nagresulta sa pagbuhat sa sustained oscillations hangtod ang DC bias anaa habang gigwaraan ang pagtaas sa oscillations. Mas daghan pa, ang amplitude sa resulta nga oscillations limitado sa limits sa negative resistance region sama sa makita sa Figure 1.

Tuning Circuit

Sa kasong sa Gunn oscillators, ang frequency sa oscillation depende sa middle active layer sa gunn diode. Apan ang resonant frequency mahimo usab nga i-tune sa external means, mechanical o electrical. Sa electronic tuning circuit, ang control mahimo nga ma-implement pinaagi sa waveguide o microwave cavity o varactor diode o YIG sphere.

Kini nga diode gibuntog sa cavity sa pipila nga paraan aron ikansela ang loss resistance sa resonator, nagresulta sa oscillations. Sa uban bahin, sa kasong sa mechanical tuning, ang gidak-on sa cavity o ang magnetic field (para sa YIG spheres) mogamay sa mechanical pinaagi sa usa ka adjusting screw, aron matune ang resonant frequency.

Ang mga tipo nga oscillator ginagamit aron mogenerate og microwave frequencies gikan sa 10 GHz hangtod sa few THz, basehan sa dimensions sa resonant cavity. Kasagaran ang coaxial ug microstrip/planar based oscillator designs adunay low power factor ug less stable sa temperature. Sa uban bahin, ang waveguide ug dielectric resonator stabilized circuit designs adunay mas dako nga power factor ug mas sayon nga ma-implement ang thermal stability.

Figure 2 nagpakita og coaxial resonator based Gunn oscillator nga gigamit aron mogenerate og frequencies gikan sa 5 hangtod sa 65 GHz. Hini nga asa ang applied voltage Vb mogamay, ang Gunn diode induced fluctuations molabay sa cavity aron maka-reflected sa ubos ug mobalik sa ilang starting point human sa oras t nga gihatag

Konsepto niini, l ang length sa cavity ug c ang speed of light. Gikan niini, ang equation sa resonant frequency sa Gunn oscillator mahimong deduced isip

konsepto niini, n ang number sa half-waves nga makaka-fit sa cavity alang sa given frequency. Kini nga n ranges gikan sa 1 hangtod sa l/ctd konsepto niini, td ang oras nga gisagol sa gunn diode aron mobati sa changes sa applied voltage.

Kini nga oscillations mohimo kon ang loading sa resonator slightly higher sa maximum negative resistance sa device. Sunod, kini nga oscillations mogamay sa amplitude hangtod ang average negative resistance sa gunn diode magkapareho sa resistance sa resonator, human sa kini nga makapangita sa sustained oscillations. Mas daghan pa, kini nga relaxation oscillators adunay large capacitor connected across the gunn diode aron ipagbarangan ang burning-out sa device tungod sa large amplitude signals.

Hinumdumi, ang Gunn diode oscillators adunay wide nga gamit isip radio transmitters ug receivers, velocity-detecting sensors, parametric amplifiers, radar sources, traffic monitoring sensors, motion detectors, remote vibration detectors, rotational speed tachometers, moisture content monitors, microwave transceivers (Gunnplexers) ug sa kasong automatic door openers, burglar alarms, police radars, wireless LANs, collision avoidance systems, anti-lock brakes, pedestrian safety systems, etc.

Pahayag: Respetar ang original, maayo ang artikulo na sayon ang pagbahin, kon may infringement palihog kontak para mag-delete.