Gunn-Dioda Oskilatoro: Kio ĝi estas? (Teorio & Funkcioprinco)

Kio estas Gunn-diode Oskilatoro?

Gunn-diode Oskilatoro (ankaŭ konata kiel Gunn-oscilatoroj aŭ transdonitaj elektronaj aparatoj oskilatoro) estas malgranda fonto de mikroonda potenco kaj konsistas el Gunn-diode aŭ transdonita elektrona aparato (TED) kiel ĝia ĉefa komponento. Ili plenumas similan funkcion kiel Refleksa Klistronoskilatoro. En Gunn-oscilatoroj, la Gunn-diode estos metita en rezonan kanĉelon. Gunn-oscilatoro konsistas el du ĉefaj komponentoj: (i) DC-polarizo kaj (ii) akordiga cirkvito.

Kiel funkcias Gunn-diode kiel oskilatoro

DC-Polarizo

En la okazo de Gunn-diode, kiam la aplikita DC-polarizo pligrandigas, la kuranta komencas pligrandiĝi je la unua stadio, kiu daŭras ĝis la limvaltenco. Post tio, la kuranto daŭrigas malkreski dum la valtenco pligrandigas ĝis atingas la disrompan valtencan. Tiu regiono, kiu etendiĝas de la pinto al la valo, nomiĝas negativa rezistanca regiono (Figuro 1).

Ĉi tiu propraĵo de la Gunn-diode kun siaj tempaj propraĵoj kaŭzas ke ĝi kondutas kiel oskilatoro, se optimuma valoro de kuranto fluas tra ĝi. Tio estas pro tio, ke la negativa rezistanca propraĵo de la aparato nuligas la efekton de iu ajn reela rezisto ekzistanta en la cirkvito.

Tio rezultigas generadon de daŭraj osciladoj ĝis la DC-polarizo estas prezentata, dum evitante la kreskon de osciladoj. Plue, la amplitudo de la rezultantaj osciladoj estos limitata per la limoj de la negativa rezistanca regiono, kiel evidente el Figuro 1.

Akordiga Cirkvito

En la okazo de Gunn-oscilatoroj, la oscilada frekvenco plejparte dependas de la meza aktiva strato de la Gunn-diode. Tamen, la rezonan frekvenco povas esti akordigita eksterne aŭ mekanike aŭ elektrike. En la okazo de elektra akordiga cirkvito, la kontrolo povas esti farita per uzado de valdovoducilo aŭ mikroonda kanĉelo aŭ varaktoro-diode aŭ YIG-sfero.

Ĉi tie la diode estas montita ene de la kanĉelo tiel, ke ĝi nuligas la perdan reziston de la rezonilo, produktante osciladojn. Aliflanke, en la okazo de mekanika akordigo, la grandeco de la kanĉelo aŭ la magnetkampo (por YIG-sferoj) varias mekanike per ŝraŭbo, por akordigi la rezonan frekvencan.

Ĉi tiuj tipoj de oscilatoroj estas uzataj por generi mikroondajn frekvencojn inter 10 GHz ĝis kelkaj THz, kiel decidite per la dimensioj de la rezona kanĉelo. Ordinare la koaksialaj kaj mikrostrip/planar bazitaj oscilatoraj dizajnoj havas malaltan potenca faktoron kaj estas malpli stabila en termoj de temperaturo. Aliflanke, la valdovoducilaj kaj dielektrikaj rezonilo-stabiligitaj cirkvitaj dizajnoj havas pli grandan potenca faktoron kaj povas facile fariĝi termal stabila.

Figuro 2 montras koaksian rezonilon bazitan Gunn-oscilatoron, kiun oni uzas por generi frekvencojn inter 5 ĝis 65 GHz. Ĉi tie, kiam la aplikita valtenco Vb varias, la Gunn-diode-induktitaj fluktuoj vojaĝas laŭ la kanĉelo por reflektiĝi de sia alia fino kaj reveni al sia starta punkto post tempo t donita per

Kie, l estas la longo de la kanĉelo kaj c estas la rapido de lumo. El tio, la ekvacio por la rezona frekvenco de la Gunn-oscilatoro povas esti dedukta kiel

kie, n estas la nombro de duon-ondoj, kiuj povas enmetiĝi en la kanĉelon por certa frekvenco. Ĉi tiu n strebas de 1 ĝis l/ctd, kie td estas la tempo, kiun la Gunn-diode bezonas por respondi al ŝanĝoj en la aplikita valtenco.

Ĉi tie la osciladoj komenciĝas, kiam la ŝargo de la rezonilo estas lege pli alta ol la maksimuma negativa rezisto de la aparato. Sekve, ĉi tiuj osciladoj kreskas en amplekso ĝis la meza negativa rezisto de la Gunn-diode egalas la reziston de la rezonilo, poste oni povas ricevi daŭrajn osciladojn. Plue, ĉi tiuj tipoj de relaxoscilatoroj havas grandan kapacitoron konektitan tra la Gunn-diode por eviti bruligon de la aparato pro grandaj ampleksaj signaloj.

Fine, notu, ke la Gunn-diode oscilatoroj estas vaste uzataj kiel radio-transmitiloj kaj -ricevitiloj, veloci-detectantaj sensoroj, parametricaj amplifikiloj, radar-fontoj, trafik-monitriloj, movado-detektiloj, distanc-lanĉiloj, rotacia-rapideco tachometroj, humidaĵ-kontentmonitriloj, mikroonda transceivers (Gunnplexers) kaj en la okazo de aŭtomataj pordmalfermiloj, rompetdetektiloj, policradares, senfada LANs, kolizi-evitado sistemoj, ABS-brakiloj, pedon-sekuraj sistemoj, etc.

Deklaro: Respektu la originalon, bonajn artikolojn valoras dividadi, se estas endroĉo bonvolu kontaktu por forigo.