గన్ డయోడ్ ఆస్కిలేటర్: అది ఏం? (సిద్ధాంతం & పనిచేపల వివరణ)

గన్ డైయోడ్ ఆసిలేటర్ ఏంటి?

గన్ డైయోడ్ ఆసిలేటర్ (దీనిని గన్ ఆసిలేటర్లు లేదా ట్రాన్స్ఫర్ ఎలక్ట్రాన్ డైవైస్ ఆసిలేటర్లు అని కూడా పిలుస్తారు) మైక్రోవేవ్ శక్తి యొక్క చాలా సహజ మూలం మరియు వాటి ప్రధాన ఘటకం గన్ డైయోడ్ లేదా ట్రాన్స్ఫర్ ఎలక్ట్రాన్ డైవైస్ (TED) అయినట్లు ఉన్నాయి. వాటి పని రఫ్ క్లిస్ట్రన్ ఆసిలేటర్ల్లో జరుగుతుంది. గన్ ఆసిలేటర్ల్లో, గన్ డైయోడ్ రెజన్ట్ కేవిటీలో ఉంటుంది. గన్ ఆసిలేటర్ రెండు ప్రధాన ఘటకాలను కలిగి ఉంటుంది: (i) DC బైయస్ మరియు (ii) ట్యునింగ్ సర్క్యూట్.

గన్ డైయోడ్ ఎలా ఆసిలేటర్గా పనిచేస్తుంది

DC బైయస్

గన్ డైయోడ్ యొక్క కేసులో, అయితే ప్రయోగించబడుతున్న DC బైయస్ పెరిగినప్పుడు, ప్రారంభ పద్ధతిలో కరెంట్ పెరిగినప్పుడు, దశాంశ వోల్టేజ్ వరకూ తదుపరి కొనసాగుతుంది. తర్వాత, కరెంట్ వోల్టేజ్ పెరిగినప్పుడు తదుపరి పడుతుంది నష్టానికి వోల్టేజ్ చేరుకోవడం వరకూ. ఈ ప్రాంతం, పీక్ నుండి వాలీ పాయింట్ వరకూ, నెగెటివ్ రెజిస్టెన్స్ ప్రాంతం (ఫిగర్ 1) అని పిలుస్తారు.

గన్ డైయోడ్ యొక్క ఈ ప్రత్యేకత మరియు దాని టైమింగ్ ప్రత్యేకతలు, ఒక అధికారిక విలువ వచ్చినప్పుడు దాని ద్వారా ప్రవహిస్తున్న కరెంట్ వలన ఆసిలేటర్గా పనిచేస్తుంది. ఇది కారణం, డైవైస్ యొక్క నెగెటివ్ రెజిస్టెన్స్ ప్రత్యేకత వాటి సర్క్యూట్లో ఉన్న ఏ నిజమైన రెజిస్టెన్స్ యొక్క ప్రభావాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.

ఈ ఫలితంగా, నెగెటివ్ రెజిస్టెన్స్ ప్రాంతం యొక్క పరిమితులను నిర్ధారించేందుకు, DC బైయస్ ఉన్నప్పుడే ప్రస్తుతం ఆసిలేషన్ల జనరేషన్ జరుగుతుంది, ఆసిలేషన్ల పెరుగుదలను నిరోధిస్తుంది. ఫిగర్ 1 నుండి సాధ్యంగా ఉంది.

ట్యునింగ్ సర్క్యూట్

గన్ ఆసిలేటర్ల వైపు, ఆసిలేషన్ తరంగదైర్ధ్యం ముఖ్యంగా గన్ డైఋడ్ యొక్క మధ్య ప్రభావ ప్రదేశంపై ఆధారపడుతుంది. అయితే, ప్రతిబింబ తరంగదైర్ధ్యం మెకానికల్ లేదా ఎలక్ట్రికల్ మధ్యం బాహ్యంగా ట్యూన్ చేయబడవచ్చు. ఎలక్ట్రానిక్ ట్యూనింగ్ సర్కిట్ యొక్క కేసులో, నియంత్రణను వేవ్ గ్యాయిడ్ లేదా మైక్రోవేవ్ కేవిటీ లేదా వేరియక్టర్ డైఋడ్ లేదా YIG గోళం ఉపయోగించి తీసుకువచ్చు.

ఇక్కడ డైఋడ్ కేవిటీ లో అమర్చబడుతుంది, ఇది రెజోనేటర్ యొక్క నష్ట ప్రతిరోధాన్ని రద్దు చేస్తుంది, అందువల్ల ఆసిలేషన్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మరోవైపు, మెకానికల్ ట్యూనింగ్ యొక్క కేసులో, కేవిటీ యొక్క పరిమాణం లేదా మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ (YIG గోళాల కోసం) ఒక సరిపోయే స్క్రూ ద్వారా మెకానికల్ లేదా మాంటల్ ట్యూన్ చేయబడుతుంది, ప్రతిబింబ తరంగదైర్ధ్యాన్ని ట్యూన్ చేయడానికి.

ఈ రకమైన ఆసిలేటర్లను 10 GHz నుండి కొన్ని THz వరకు మైక్రోవేవ్ తరంగదైర్ధ్యాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇది రెజోనేటర్ కేవిటీ యొక్క పరిమాణాలను నిర్ణయిస్తుంది. సాధారణంగా కాక్సియల్ మరియు మైక్రోస్ట్రిప్/ప్లానర్ ఆధారిత ఆసిలేటర్ డిజైన్లు తప్పు శక్తి కారణంగా మరియు ఉష్ణోగ్రతా పరంగా తక్కువ స్థిరంగా ఉంటాయ. మరోవైపు, వేవ్ గ్యాయిడ్ మరియు డైఇలెక్ట్రిక్ రెజోనేటర్ స్థిరీకరిత సర్కిట్ డిజైన్లు ఎక్కువ శక్తి కారణంగా మరియు సులభంగా ఉష్ణోగ్రతా స్థిరంగా చేయవచ్చు.

చిత్రం 2 కోసం 5 నుండి 65 GHz వరకు తరంగదైర్ధ్యాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే కాక్సియల్ రెజోనేటర్ ఆధారిత గన్ ఆసిలేటర్ను చూపుతుంది. ఇక్కడ అప్లై చేయబడిన వోల్టేజ్ Vb మారినప్పుడు, గన్ డైఋడ్ యొక్క ప్రభావం వలన ఉత్పత్తించబడున్న దోలనలు కేవిటీలోని ఇతర చివరి నుండి ప్రతిబింబించబడుతాయి మరియు వాటి ప్రారంభ స్థానంలోకి తిరిగి వచ్చే సమయం t ఇది ఇవ్వబడుతుంది

ఇక్కడ, l కేవిటీ యొక్క పొడవు మరియు c హోంతో వేగం. ఇందులో నుండి, గన్ ఆసిలేటర్ యొక్క ప్రతిబింబ తరంగదైర్ధ్యం యొక్క సమీకరణం ద్రుటిగా వచ్చేస్తుంది

ఇక్కడ n ఇది కేవిటీలో ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ధ్యం కోసం జరిగే పాల తరంగాల సంఖ్య. ఇది 1 నుండి l/ctd వరకు ఉంటుంది, ఇక్కడ td అది గన్ డైఋడ్ యొక్క ప్రతిక్రియా సమయం అయితే అప్లై చేయబడిన వోల్టేజ్ యొక్క మార్పులకు ప్రతిక్రియా సమయం.

ఇక్కడ ఆసిలేషన్లు రెజోనేటర్ యొక్క లోడింగ్ కొద్దిగా ప్రయోగించబడిన ప్రయోగం యొక్క గరిష్ట నెగెటివ్ ప్రతిరోధం కన్నా ఎక్కువ ఉంటే ప్రారంభమవుతాయి. తర్వాత, ఈ ఆసిలేషన్లు అమ్ప్లిటూడ్ పరంగా పెరిగి ప్రారంభమవుతాయి, గన్ డైఋడ్ యొక్క సగటు నెగెటివ్ ప్రతిరోధం రెజోనేటర్ యొక్క ప్రతిరోధంతో సమానం అవుతుంది, తర్వాత స్థిరమైన ఆసిలేషన్లను పొందవచ్చు. మరోవైపు, ఈ రకమైన రిలెక్షన్ ఆసిలేటర్లు గన్ డైఋడ్ యొక్క ప్రమాణంలో పెద్ద అమ్ప్లిటూడ్ సిగ్నల్ల కారణంగా డైఋడ్ ని బ్రెండింగ్ చేయడానికి ఎక్కువ కెపెసిటర్ ఉంటుంది.

చివరగా, గన్న్ డయోడ్ ఆస్కిలేటర్లను రేడియో ట్రాన్స్‌మిటర్లు, రిసీవర్లు, వేగం-నిర్ణయకర్తలు, పారామెట్రిక్ అమ్ప్లిఫైర్లు, రేడార్ మూలాలు, ట్రాఫిక్ నిరీక్షణ సెన్సర్లు, మూవ్మెంట్ డిటెక్టర్లు, దూరంలోని విబ్రేషన్ డిటెక్టర్లు, భ్రమణ వేగం టాకోమీటర్లు, తుప్పుదనం శ్రేణి నిరీక్షకాలు, మైక్రోవేవ్ ట్రాన్సీవర్లు (గన్న్‌ప్లెక్సర్లు) మరియు స్వయంగా ఖాళి చేయబడే ద్వారాలు, బర్గ్లర్ అలర్మ్లు, పోలీసు రేడార్లు, వైలెస్ లాన్లు, కొల్లిషన్ ఎవాజ్ వ్యవస్థలు, ఏంటి-లాక్ బ్రేక్లు, పద్యాతి శాంతి వ్యవస్థలు వంటివి విధానాల్లో వ్యాపకంగా ఉపయోగిస్తారని గమనించాలి.

ప్రకటన: మూలంని ప్రతిష్ఠించండి, మంచి వ్యాసాలను పంచుకోవడం విలువైనది, కాపీరైట్ ఉపభోగం ఉంటే దాటివేయడానికి సంప్రదించండి.