Генератор со диод на Ган: Што е тоа? (Теорија и принцип на работа)

Што е Гун диоден осцилатор?

Гун диоден осцилатор (познат и како Гун осцилатори или урезаничарски прибор осцилатор) се сметаат за евтина извор на магнетни волни и го содржат Гун диод или урезаничарски прибор (TED) како главен компонент. Тие функционираат на сличен начин како Рефлексни Клистрон Осцилатори. Во Гун осцилаторите, Гун диодот се поставува во резонантна кавитет. Гун осцилаторот се состои од два главни компоненти: (i) DC праг и (ii) тунинг рамка.

Како функционира Гун диод како осцилатор

DC праг

Во случај на Гун диод, со зголемување на применетиот DC праг, токот почнува да се зголемува во почетната фаза, што продолжува до праговата напона. Потоа, токот продолжува да пада додека напоната се зголемува до напоната на разбидање. Овој регион, кој се протега од врв до долина, се нарекува регион на негативна отпорност (Слика 1).

Ова својство на Гун диодот заедно со неговите временски својства го прават да се однесува како осцилатор, под услов дека оптимална вредност на ток протече низ него. Ова е затоа што, негативната отпорност на приборот ја аннулира ефектот на било кој реален отпор постојан во колата.

Ова резултира во генерирање на поддржување на осцилации додека присутен е DC праг, предотвратувајќи го растот на осцилациите. Покрај тоа, амплитудата на резултантните осцилации ќе биде ограничена од границите на регионот на негативна отпорност, како што е видливо од Слика 1.

Тунинг рамка

Во случај на Гун осцилатори, фреквенцијата на осцилациите веќе зависи од средниот активен слој на Гун диодот. Меѓутоа, резонантната фреквенција може да се тунира надвор од механички или електрично. Во случај на електронска тунинг рамка, контролата може да се донесе со користење на валгид или микроволнова кавитет или варактор диод или YIG сфера.

Зде, диодот е сместен во кавитетата така што го отменува губителниот отпор на резонаторот, произведувајќи осцилации. Од друга страна, во случај на механичко тунирање, големината на кавитетата или магнетното поле (за YIG сфери) се варира механички со помош на, да речеме, прилагодувачки винт, за да се тунира резонантната фреквенција.

Овие типови на осцилатори се користат за генерирање на микроволнови фреквенции од 10 GHz до неколку THz, како што е одредено од димензиите на резонантната кавитета. Обично, дизајновите на осцилатори базирани на коаксијални и микрострип/планарни системи имаат низок фактор на моќ и се помалку стабилни во термини на температура. Од друга страна, дизајновите на осцилатори базирани на валгид и диелектрични резонатори стабилизирани коли имаат поголем фактор на моќ и лесно можат да се направат термички стабилни.

Слика 2 покажува коаксијален резонатор базиран Гун осцилатор кој се користи за генерирање на фреквенции од 5 до 65 GHz. Еве, кога се менува применетата напона Vb, флуктуациите индуцирани од Гун диодот се движеат низ кавитетата, се одразуваат од нејзината друга страна и се враќаат на својот почетен точка после време t дадено од

Каде l е должината на кавитетата, а c е брзината на светлината. Од ова, може да се изведе равенката за резонантната фреквенција на Гун осцилаторот како

каде n е бројот на половини волни кои можат да се вклопат во кавитетата за дадена фреквенција. Овој n се протега од 1 до l/ctd каде td е времето потребно за Гун диодот да реагира на промени во применетата напона.

Осцилациите започнуваат кога оптрењето на резонаторот е легерно повеќе од максималната негативна отпорност на приборот. Потоа, овие осцилации растат во амплитуда сѐ додека просечената негативна отпорност на Гун диодот стане еднаква на отпорноста на резонаторот, по што може да се добијат поддржани осцилации. Покрај тоа, овие типови на релаксационни осцилатори имаат голем капацитет поврзан преку Гун диодот за да се спречи изгорењето на приборот поради големи амплитуди на сигнали.

На крај, треба да се забележи дека Гун диодни осцилатори се широко користат како радио праќачи и примиачи, сензори за детекција на брзина, параметарски амплификатори, извори на радар, сензори за следење на трафик, детектори на движење, далечински детектори на вибрации, тахометри за ротациона брзина, монитори за содржина на влага, микроволнови трансеивери (Гунплексери) и во случај на автоматски отварачи на врата, аларми за крадци, полициски радари, безжични LAN, системи за спречување на сукоби, антиблокирни чевли, системи за безбедност на пешаци, итн.

Изјава: Почитувајте оригиналот, добри статьии ви се делуваат со други, ако постои нарушение на авторските права се јавете за брисање.