گن ڈائود آسیلیٹر: یہ کیا ہے؟ (نظریہ و عمل کا مکمل مفہوم)

گن ڈائود آسیلیٹر کیا ہے؟

گن ڈائود آسیلیٹر (جسے گن آسیلیٹرز یا ترانہ شدہ الیکٹران دستیار کے نام سے بھی جانا جاتا ہے) مائیکروویو طاقت کا ایک سست ذریعہ ہے اور اس کا اہم حصہ گن ڈائود یا ترانہ شدہ الیکٹران دستیار (TED) ہوتا ہے۔ ان کا کام رفلکس کلیسٹرون آسیلیٹرز کے مشابہ ہوتا ہے۔ گن آسیلیٹرز میں، گن ڈائود کو رزوننٹ کیویٹی میں رکھا جاتا ہے۔ ایک گن آسیلیٹر دو اہم اجزا پر مشتمل ہوتا ہے: (i) ڈی سی بائیس اور (ii) ٹیوننگ سرکٹ۔

گن ڈائود کیسے آسیلیٹر کے طور پر کام کرتا ہے؟

ڈی سی بائیس

گن ڈائود کے صورتحال میں، جب لگایا گیا ڈی سی بائیس بڑھتا ہے تو ابتدائی مرحلے میں کرنٹ بڑھنا شروع ہوجاتا ہے، جو تھریشول ولٹیج تک جاری رہتا ہے۔ اس کے بعد، کرنٹ وولٹیج کے بڑھنے کے ساتھ گرنا شروع ہوجاتا ہے تاکہ بریک ڈاؤن ولٹیج تک پہنچے۔ یہ علاقہ جو پیک سے ویلی کے نقطے تک فیصلہ کرتا ہے، منفی مقاومت کا علاقہ (شکل 1) کہلاتا ہے۔

گن ڈائود کی یہ خصوصیت اس کے ٹائمنگ کی خصوصیات کے ساتھ مل کر اسے ایک آسیلیٹر کے طور پر کام کرنے کی حالت میں لاتی ہے، جب ایک مثلى قدر کا کرنٹ اس کے ذریعے گزرتا ہے۔ یہ اس لیے ہوتا ہے کہ، دستیار کی منفی مقاومت کی خصوصیت کسی حقیقی مقاومت کے وجود کے اثر کو ختم کردیتی ہے جو سرکٹ میں موجود ہو۔

اس کے نتیجے میں، ڈی سی بائیس موجود ہونے تک مستقل آسیلیشن کی تولید ہوتی ہے جبکہ آسیلیشن کی ترقی کو روکا جاتا ہے۔ مزید برآں، نتیجی آسیلیشن کی شدت کو منفی مقاومت کے علاقے کے حدود سے محدود کیا جاتا ہے جیسا کہ شکل 1 سے ظاہر ہوتا ہے۔

ٹیوننگ سرکٹ

گن آسیلیٹرز کے صورتحال میں، آسیلیشن کی فریکوئنسی بنیادی طور پر گن ڈائود کے درمیانی سرگرم لائیئر پر منحصر ہوتی ہے۔ تاہم ریزوننٹ فریکوئنسی کو مکینکل یا الیکٹرانک طریقے سے بیرونی طور پر ٹیون کیا جا سکتا ہے۔ الیکٹرانک ٹیوننگ سرکٹ کے صورتحال میں، کنٹرول کو ایک ویوگائیڈ یا مائیکروویو کیویٹی یا واریکٹر ڈائود یا YIG سپیئر کا استعمال کرتے ہوئے لایا جا سکتا ہے۔

یہاں ڈائود کو کیویٹی کے اندر ایسے طور پر مونٹ کیا جاتا ہے کہ یہ ریزونٹر کی لوسس ریزسٹنس کو منسوخ کر دے، آسیلیشن کی تولید کرتا ہے۔ مزید برآں، مکینکل ٹیوننگ کے صورتحال میں، کیویٹی کے سائز کو یا میگنیٹک فیلڈ (YIG سپیئرز کے لیے) کو مکینکل طور پر میں متغیر کیا جاتا ہے، کہنے کے لیے، ایک ایڈجسٹنگ سکرو کے ذریعے، تاکہ ریزوننٹ فریکوئنسی کو ٹیون کیا جا سکے۔

ان طرح کے آسیلیٹرز کو 10 GHz سے لے کر کچھ THz تک کی مائیکروویو فریکوئنسی کی تولید کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو ریزوننٹ کیویٹی کے ابعاد کے ذریعے فیصلہ کیا جاتا ہے۔ عام طور پر، کوئیکسل اور مائیکروسٹرپ / پلانر مبنی آسیلیٹر ڈیزائن کم طاقت کے فیکٹر کے ساتھ اور درجہ حرارت کے اعتبار سے کم پایدار ہوتے ہیں۔ دوسری طرف، ویوگائیڈ اور ڈائییلیکٹک ریزونٹر استحکامی سرکٹ ڈیزائن کا طاقت کا فیکٹر زیادہ ہوتا ہے اور انہیں بہت آسانی سے حرارتی پایدار بنایا جا سکتا ہے۔

شکل 2 کوئیکسل ریزونٹر مبنی گن آسیلیٹر کو ظاہر کرتا ہے جس کا استعمال 5 سے 65 GHz کی فریکوئنسی کی تولید کے لیے کیا جاتا ہے۔ یہاں جب لاگو کیا گیا ولٹیج Vb تبدیل ہوتا ہے تو گن ڈائود کے ذریعے پیدا ہونے والے اضطرابات کیویٹی کے ساتھ سفر کرتے ہیں تاکہ اس کے دوسرے سرے سے ریفلیکٹ ہوں اور وقت t میں اپنے شروعاتی نقطے تک واپس پہنچ جائیں۔

جہاں، l کیویٹی کی لمبائی ہے اور c روشنی کی رفتار ہے۔ اس سے، گن آسیلیٹر کی ریزوننٹ فریکوئنسی کا مساوات یوں نکالا جا سکتا ہے۔

جہاں n کیویٹی میں فٹ ہونے والے نصف لمحات کی تعداد ہے جو مخصوص فریکوئنسی کے لیے ہے۔ یہ n 1 سے l/ctd تک ہوتا ہے جہاں td گن ڈائود کے لیے لگنے والے ولٹیج کی تبدیلی کے لیے جواب دینے کے لیے لگنے والے وقت ہے۔

یہاں آسیلیشن پیدا ہوتی ہیں جب ریزونٹر کا لوڈنگ دستیار کی ماکسیمم منفی مقاومت سے کچھ زیادہ ہوتا ہے۔ پھر، یہ آسیلیشن اپنے امپلیٹیوڈ کے ساتھ بڑھتی ہیں تاکہ گن ڈائود کی اوسط منفی مقاومت ریزونٹر کی مقاومت کے برابر ہو جائے، جس کے بعد مسلسل آسیلیشن حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ مزید برآں، ان طرح کے ریلیکشن آسیلیٹرز کے پاس گن ڈائود کے ساتھ ایک بڑا کیپیسٹر کنیکٹ ہوتا ہے تاکہ بڑے امپلیٹیوڈ کے سگنل کے باعث دستیار کا برن آؤٹ سے بچا جا سکے۔

آخر میں، یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ گن ڈائود آسیلیٹرز کو ریڈیو ٹرانسمٹرز اور ریسیورز، رفتار کے پیمائش کے سینسرز، پیرامیٹرک ایمپلی فائرز، ریڈار کے ذریعہ، ٹرافک مانیٹرنگ سینسرز، موشن ڈیٹیکٹرز، ریموٹ ویبریشن ڈیٹیکٹرز، روتیشنل سپیڈ ٹیکھومیٹرز، موئیستیو کنٹینٹ مانیٹرز، مائیکروویو ٹرانسیوررز (گنپلیکسرز) اور ایکسٹومیٹک ڈور آپنرز، ڈاک گھنٹیوں، پولیس ریڈارز، وائرلیس LANs، کولیژن ایویجنس سسٹمز، اینٹی لک بریکس، پیڈیسٹرین سیفٹی سسٹمز وغیرہ کے طور پر وسیع طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

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