Գանն դիոդային օսցիլատորը. Ինչ է դա (Տեսություն և աշխատանքի սկզբունք)

Ինչ է Gunn դիոդային օսցիլյատորը

Gunn դիոդային օսցիլյատորը (նաև հայտնի որպես Gunn օսցիլյատոր կամ փոխանցված էլեկտրոնային սարք) գերազանց է որպես միկրոալի հզորության էժան աղբյուր և կազմված է Gunn դիոդի կամ փոխանցված էլեկտրոնային սարքի (TED) իմաստալի կազմանդից: Նրանք կատարում են նման ֆունկցիան, ինչպես և Reflex Klystron Օսցիլյատորները: Gunn օսցիլյատորներում դիոդը դնվում է ռեզոնանսային դաշտում: Gunn օսցիլյատորը կազմված է երկու հիմնական կոմպոնենտներից: (i) DC շեղում և (ii) կարգավորման շղթա:

Gunn դիոդի աշխատանքը որպես օսցիլյատոր

DC շեղում

Gunn դիոդի դեպքում, երբ կիրառված DC շեղումը ավելանում է, հոսանքը սկսում է ավելանալ սկզբնական փուլում, որը շարունակվում է մինչև սահմանային լարումը: Այդ պահից հետո հոսանքը շարունակում է իջնել, քանի որ լարումը ավելանում է, մինչև հասնի լուծման լարումը: Այս շրջանը, որը ծագում է գագաթից դեպի դուրս, կոչվում է բացասական դիմադրության շրջան (Հատված 1):

Այս հատկությունը, համատեղ նրա ժամանակային հատկությունների հետ, հարմարում է Gunn դիոդին աշխատել որպես օսցիլյատոր, եթե այն անցնում է օպտիմալ հոսանք: Դա այն է, որ սարքի բացասական դիմադրության հատկությունը հանձնվում է ցանկացած իրական դիմադրության ազդեցության վրա, որը գոյություն ունի շղթայում:

Այս արդյունքում ստացվում են կայուն օսցիլյացիաներ, մինչև առկա լինի DC շեղումը, ինչը խանգարում է օսցիլյացիաների աճը: Ավելի առաջ, արդյունավետ օսցիլյացիաների ամպլիտուդը սահմանափակվում է բացասական դիմադրության շրջանի սահմաններով, ինչպես երևում է Հատված 1-ից:

Կարգավորման շղթա

Gunn օսցիլյատորների դեպքում օսցիլյացիաների հաճախությունը գլխավորապես կախված է Gunn դիոդի միջին ակտիվ շերտից: Այնուամենայնիվ, ռեզոնանսային հաճախությունը կարող է կարգավորվել մեխանիկորեն կամ էլեկտրոնային միջոցներով: Էլեկտրոնային կարգավորման շղթայի դեպքում կարգավորումը կարող է իրականացվել ալիքաղային հողուրդի կամ միկրոալային դաշտի կամ varactor դիոդի կամ YIG գունդի օգտագործմամբ:

Այստեղ դիոդը ներդնվում է դաշտի մեջ այնպես, որ այն հետևում է ռեզոնանսային սարքի կորուստի դիմադրության երկարությանը, առաջացնելով օսցիլյացիաներ: Մյուս կողմից, մեխանիկական կարգավորման դեպքում դաշտի չափը կամ մագնիսական դաշտը (YIG գունդերի համար) մեխանիկորեն փոփոխվում է, օրինակ, կորուստի պարամետրի կարգավորմամբ, որպեսզի կարգավորվի ռեզոնանսային հաճախությունը:

Այս տեսակի օսցիլյատորները օգտագործվում են 10 GHz-ից մինչև մի քանի THz միկրոալային հաճախությունների ստեղծման համար, որը որոշվում է ռեզոնանսային դաշտի չափերով: Որպես կանոն, կոաքսիալ և միկրոստրիպ/պլանային օսցիլյատորները ունեն ցածր հզորության գործակից և ենթարկվում են ջերմաստիճանի ազդեցության: Մյուս կողմից, ալիքաղային հողուրդները և դիելեկտրական ռեզոնանսային սարքերը ունեն բարձր հզորության գործակից և կարող են հեշտությամբ դարձվել ջերմային կայուն:

Հատված 2-ում պատկերված է կոաքսիալ ռեզոնանսային դաշտի հիման վրա կառուցված Gunn օսցիլյատորը, որը օգտագործվում է 5-65 GHz հաճախությունների ստեղծման համար: Այստեղ, երբ կիրառված լարումը Vb փոփոխվում է, Gunn դիոդի առաջացրած արագացումները տարածվում են դաշտում, անդրադառնում են դրա այլ ծայրից և վերադառնում են սկզբնական կետը հետևյալ ժամանակով t, որը տրվում է հետևյալ հավասարմամբ

որտեղ l-ը դաշտի երկարությունն է, իսկ c-ն լույսի արագությունը: Այս հիման վրա կարող ենք դուրս բերել Gunn օսցիլյատորի ռեզոնանսային հաճախության հավասարումը հետևյալ ձևով

որտեղ n-ը այն կիսաալիքների քանակն է, որոնք կարող են տեղավորվել դաշտում տվյալ հաճախության դեպքում: Այս n-ը տեղավորվում է 1-ից մինչև l/ctd, որտեղ td-ն է Gunn դիոդի պատասխանի ժամանակն է, որը պահանջվում է կիրառված լարման փոփոխությունների համար:

Այստեղ օսցիլյացիաները սկսվում են, երբ ռեզոնանսային սարքի բեռը մի քիչ ավելի է, քան սարքի առավելագույն բացասական դիմադրությունը: Ապա այս օսցիլյացիաները աճում են ամպլիտուդով, մինչև Gunn դիոդի միջին բացասական դիմադրությունը դառնա ռեզոնանսային սարքի դիմադրության հավասար, հետո կարող ենք ստանալ կայուն օսցիլյացիաներ: Ավելի առաջ, այս տեսակի լացման օսցիլյատորները ունեն մեծ հզորությամբ կոնդենսատոր, որը կապված է Gunn դիոդի հետ, որպեսզի խանգարվի սարքի այլընտրանքային աշխատանքը մեծ ամպլիտուդի ազդեցության դեպքում:

Վերջապես, պետք է նշել, որ Gunn դիոդային օսցիլյատորները լայնորեն օգտագործվում են ռադիո փոխանցիչներում և ընդունարարներում, արագությունը ստուգող սենսորներում, պարամետրական խմբային սարքերում, ռադար աղբյուրներում, շարժումը ստուգող սենսորներում, հեռաց տատանումների սենսորներում, պտույտի արագությունը ստուգող սարքերում, նարկային պարամետրերի սենսորներում, միկրոալային փոխանցիչներում (Gunnplexers), ինչպես նաև ավտոմատ դարպասների բացման սարքերում, գործարկող ալարմներում, ոլորտային ռադարներում, անկախ լաններում, կոլիզիաների կանխարգելման համակարգերում, անջատ սահմանադրիչներում, հեռավոր սահմանադրիչներում, քաղաքացիական անվտանգության համակարգերում և այլն:

特别声明：尊重原创，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。