Pagsasalamin ng Gunn Diode Oscillator: Ano ito? (Teorya at Prinsipyo ng Paggana)

Ano ang Gunn Diode Oscillator

Ang Gunn Diode Oscillator (kilala rin bilang Gunn oscillators o transferred electron device oscillator) ay isang mura at mapagkukunan ng microwave power at binubuo ng Gunn diode o transferred electron device (TED) bilang pangunahing komponente. Ito ay gumagamit ng katulad na tungkulin bilang Reflex Klystron Oscillators. Sa Gunn oscillators, ang Gunn diode ay ilalagay sa resonant cavity. Ang isang Gunn oscillator ay binubuo ng dalawang pangunahing komponente: (i) DC bias at (ii) Tuning circuit.

Kung Paano Gumagana ang Gunn Diode Bilang Oscillator

DC Bias

Sa kasong ito ng Gunn diode, habang tumaas ang inilapat na DC bias, nagsisimula ang current na tumaas sa unang yugto, na patuloy hanggang sa threshold voltage. Pagkatapos nito, ang current ay patuloy na bumababa habang tumaas ang voltage hanggang sa maabot ang breakdown voltage. Ang rehiyon na ito na kumakatawan mula sa peak hanggang sa valley point, ay tinatawag na negative resistance region (Figure 1).

Ang katangian ng Gunn diode kasama ang mga katangian nito sa pagdating sa oras ay nagdudulot nito na magpakilos bilang oscillator kapag may optimum na halaga ng current na lumalabas dito. Dahil ang katangian ng negative resistance ng device ay walang epekto ang anumang tunay na resistance na umiiral sa circuit.

Ito ay nagresulta sa paglikha ng sustinadong oscillations hanggang sa mayroong DC bias habang pinapigilan ang paglaki ng oscillations. Karagdagang limitado ang amplitude ng resulta ng oscillations sa hangganan ng negative resistance region tulad ng ipinapakita sa Figure 1.

Tuning Circuit

Sa kasong ito ng Gunn oscillators, ang frequency ng oscillation ay depende sa panggitna ng aktibong layer ng gunn diode. Gayunpaman, ang resonant frequency ay maaaring i-tune nang panlabas sa pamamagitan ng mekanikal o elektrikal na paraan. Sa kasong electronic tuning circuit, ang kontrol ay maaaring maipadala sa pamamagitan ng waveguide o microwave cavity o varactor diode o YIG sphere.

Dito, ang diode ay inilapat sa loob ng cavity sa paraang ito ay kanselado ang loss resistance ng resonator, na nagreresulta sa paglikha ng oscillations. Sa kabilang banda, sa kasong mekanikal na tuning, ang laki ng cavity o ang magnetic field (para sa YIG spheres) ay binabago nang mekanikal sa pamamagitan ng, halimbawa, isang adjusting screw, upang i-tune ang resonant frequency.

Ang mga uri ng oscillator na ito ay ginagamit upang makalikha ng microwave frequencies na nasa saklaw mula 10 GHz hanggang ilang THz, depende sa dimensyon ng resonant cavity. Karaniwan, ang coaxial at microstrip/planar-based oscillator designs ay may mababang power factor at mas kaunti ang estabilidad sa temperatura. Sa kabilang banda, ang waveguide at dielectric resonator stabilized circuit designs ay may mas mataas na power factor at maaaring gawing thermally stable, nang madali.

Ipinaliliwanag sa Figure 2 ang coaxial resonator based Gunn oscillator na ginagamit upang makalikha ng frequencies na nasa saklaw mula 5 hanggang 65 GHz. Dito, habang binabago ang voltage Vb, ang Gunn diode induced fluctuations ay lumalakbay sa cavity upang ma-reflected mula sa kabilang dulo at bumalik sa kanilang punto ng simula pagkatapos ng oras na t na ibinigay ng

Kung saan, l ang haba ng cavity at c ang bilis ng liwanag. Mula dito, ang equation para sa resonant frequency ng Gunn oscillator ay maaaring matukoy bilang

kung saan, n ang bilang ng half-waves na maaaring pumasok sa cavity para sa isang ibinigay na frequency. Ang n ay nasa saklaw mula 1 hanggang l/ctd kung saan td ang oras na kinakailangan ng gunn diode upang tumugon sa mga pagbabago sa inilapat na voltage.

Dito, ang oscillations ay nagsisimula kapag ang loading ng resonator ay medyo mas mataas kaysa sa maximum na negative resistance ng device. Pagkatapos, ang mga oscillations na ito ay lumalaki sa termino ng amplitude hanggang sa ang average na negative resistance ng gunn diode ay maging pantay sa resistance ng resonator, pagkatapos noon, maaari nang makakuha ng sustinadong oscillations. Karagdagang malaking capacitor ang nakakonekta sa gunn diode upang maiwasan ang pag-sunog ng device dahil sa malaking amplitude signals.

Sa huli, dapat tandaan na ang Gunn diode oscillators ay lubhang ginagamit bilang radio transmitters at receivers, velocity-detecting sensors, parametric amplifiers, radar sources, traffic monitoring sensors, motion detectors, remote vibration detectors, rotational speed tachometers, moisture content monitors, microwave transceivers (Gunnplexers) at sa kaso ng automatic door openers, burglar alarms, police radars, wireless LANs, collision avoidance systems, anti-lock brakes, pedestrian safety systems, atbp.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mahusay na artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement mangyaring makipag-ugnayan upang i-delete.