გუნი დიოდის ოსცილატორი: რას წარმოადგენს? (თეორია და მუშაობის პრინციპი)

რა არის Gunn Diode Oscillator?

Gunn Diode Oscillator (ასევე ცნობილი როგორც Gunn oscillators ან transferred electron device oscillator) არის დაბალი ღირებულების მიკროტალღების ძალაში წყარო და შედგება Gunn diode-ის ან transferred electron device (TED)-ის საშუალებით. ისინი ასრულებენ მსგავს ფუნქციას, როგორც Reflex Klystron Oscillators. Gunn oscillators-ში, Gunn diode ადგილდება რეზონანსულ კავშირში. Gunn oscillator-ი შედგება ორი მთავარი კომპონენტისგან: (i) DC bias და (ii) ხანგრძლივი ქსელი.

როგორ მუშაობს Gunn Diode Oscillator-ი

DC Bias

Gunn diode-ის შემთხვევაში, როდესაც გარეშე DC bias იზრდება, დენი იწყება ზრდას და ეს გრძელდება მინიმალური ვოლტაჟის მდე. შემდეგ, დენი დაიწყებს დაცემას ვოლტაჟის ზრდისთან ერთად, სანამ დახრილობის ვოლტაჟი არ დაესწრება. ეს რეგიონი, რომელიც გადახრილია მაქსიმუმიდან მინიმუმამდე, არის უარყოფითი რეზისტენციის რეგიონი (ფიგურა 1).

Gunn diode-ის ეს თვისება და მისი დროის თვისებები განაპირობებს მის მუშაობას როგორც განრისხების მქონე მქონე რითმის წყაროს, თუ მის მეშვეობით გადის უარყოფითი რეზისტენციის მქონე დენი. ეს იმიტომ, რომ უარყოფითი რეზისტენციის თვისება ნეutraliziert ნებისმიერი ნამდვილი რეზისტენციის ეფექტს ქსელში.

ეს იწვევს განრისხების მქონე რითმის შექმნას სანამ DC bias არის მიმდინარე და არ აჩერებს რითმის ზრდას. ასევე, შედეგური რითმის ამპლიტუდა შეზღუდულია უარყოფითი რეზისტენციის რეგიონის ზღვებით, როგორც ჩანს ფიგურა 1-ში.

ხანგრძლივი ქსელი

Gunn oscillators-ის შემთხვევაში, რითმის სიხშირე ძირითადად დამოკიდებულია Gunn diode-ის შუა აქტიური საფრთხდის ზომებზე. თუმცა, რეზონანსული სიხშირე შეიძლება ექსტერნალურად მიიღოს მექანიკური ან ელექტრონული საშუალებით. ელექტრონული ხანგრძლივი ქსელის შემთხვევაში, კონტროლი შეიძლება შეუძლია გამოყენება waveguide-ის, მიკროტალღების კავშირის ან varactor diode-ის ან YIG sphere-ის საშუალებით.

აქ დიოდი დადგება კავშირში ისე, რომ ის არ არის რეზონანსული კავშირის აბსოლუტური რეზისტენცია, რითაც იწყება რითმის შექმნა. მექანიკური რეგულირების შემთხვევაში, კავშირის ზომა ან მაგნიტური ველი (YIG სფეროების შემთხვევაში) შეიცვლება მექანიკურად, რათა რეგულირება რეზონანსული სიხშირე შეიძლება განსაზღვრული ხარისხით.

ეს ტიპის რითმები გამოიყენება მიკროტალღების სიხშირეების შექმნაში 10 GHz-დან რამდენიმე THz-მდე, როგორც განსაზღვრული რეზონანსული კავშირის ზომებით. ჩვეულებრივ, coaxial და microstrip/planar დიზაინის რითმები აქვს დაბალ ძალაში და ნაკლებად სტაბილურია ტემპერატურის მიხედვით. მეორე მხრივ, waveguide და დიელექტრიკული რეზონატორის სტაბილიზირებული ქსელის დიზაინები აქვს უფრო დიდ ძალაში და შეიძლება გახდეს ტერმიკალურად სტაბილური, ძალიან დამატებით.

ფიგურა 2 გვიჩვენებს coaxial resonator დაფუძნებულ Gunn oscillator-ს, რომელიც გამოიყენება 5-დან 65 GHz-მდე სიხშირეების შექმნაში. აქ, როდესაც გარეშე ვოლტაჟი Vb იცვლება, Gunn diode-ის გამოწვეული ფლუქტუაციები მოდის კავშირიდან და არის რეფლექტირებული მის სხვა ბოლოს და დაბრუნდება დაწყების წერტილში დრო t-ში, რომელიც განსაზღვრულია

სადაც l არის კავშირის სიგრძე და c არის სინათლის სიჩქარე. ამით, განსაზღვრული იქნება Gunn oscillator-ის რეზონანსული სიხშირის განტოლება

სადაც n არის ნახევარ-ტალღების რაოდენობა, რომელიც შეიძლება ჩასვათ კავშირში მოცემული სიხშირით. ეს n მოცემულია 1-დან l/ctd სანამ td არის დრო, რომელიც გადის Gunn diode-ის პასუხისმგებელობას გარეშე ვოლტაჟის ცვლილებებზე.

აქ რითმები იწყება, როდესაც რეზონანსული კავშირის ტვირთი მცირედ აღემატება მაქსიმალურ უარყოფით რეზისტენციას. შემდეგ, ეს რითმები იზრდება ამპლიტუდით, სანამ საშუალო უარყოფით რეზისტენცია Gunn diode-ის და რეზონანსული კავშირის რეზისტენცია არ გახდება ტოლი, შემდეგ შეიძლება მიიღოს განრისხების მქონე რითმები. ასევე, ეს ტიპის რელაქსაციური რითმები აქვს დიდ კაპაციტორს Gunn diode-ის არადახვევას დიდი ამპლიტუდის სიგნალების გამო.

ბოლოს, უნდა აღინიშნოს, რომ Gunn diode oscillators ფართოდ გამოიყენება რადიო გამომგზავნების და მიღებულების, სიჩქარე-დეტექტორების, პარამეტრული ამპლიფიკატორების, radar წყაროების, ტრაფიკის მონიტორინგ სენსორების, მოძრაობის დეტექტორების, უშუალო ვიბრაციის დეტექტორების, როტაციის სიჩქარეს დეტექტორების, თხელი შენახვის მონიტორების, მიკროტალღების transceivers (Gunnplexers) და ავტომატური კარების გახსნას, ქურდის ალარმების, პოლიციის radar-ების, უკაბელო LAN-ების, კოლიზიის ავტომატური არაშესაძლო სისტემების, ანტილოკ ბრეკების, პედესტრის უსაფრთხოების სისტემების და ა.შ. შემთხვევებში.

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