Gunn diod osilliator: Bu nima? (Teoriya & Ishlayish printsipi)

Gunn diodasi osillyator nima?

Gunn diodasi osillyatori (yoki Gunn osillyatori yoki elektronlarni o'tkazish qurilmasi osillyatori) mikrovolnalik quvvatning arzon manbaasidir va ularning asosiy komponenti Gunn diodasi yoki elektronlarni o'tkazish qurilmasi (TED) bo'lib, Reflex Klystron osillyatorlariga o'xshash vazifani bajaradi. Gunn osillyatorlarda, Gunn diodasi rezonans zavchada joylashtiriladi. Gunn osillyatorida ikki asosiy komponent mavjud: (i) DC bias va (ii) tunning circuit.

Gunn diodasi osillyator sifatida qanday ishlaydi?

DC Bias

Gunn diodasi uchun taqsimlangan DC bias o'sishi bilan, joriy hajm avvalgi bosqichda o'sib boradi, bu jarayon eski shartga yetishgacha davom etadi. Shundan keyin, joriy hajm voltaj o'sishi bilan kamayib boradi, gacha to'g'iladigan voltajga yetishgacha. Bu maydon, pikkidan o'zgargan nuqtagacha, salbiy qarshilik maydoni deb ataladi (Rasm 1).

Gunn diodasi bu xususiyati va uning vaqt xususiyatlari orqali, optimal joriy hajm o'tkazilsa, osillyator sifatida ishlaydi. Bu sababli, qurilmaning salbiy qarshilik xususiyati, qurilmada mavjud bo'lgan haqiqiy qarshilikni bekor qiladi.

Bu natijada, DC bias mavjud bo'lgan paytda davom etuvchi osillyatsiya yaratiladi, lekin osillyatsiyalar o'sishi cheklanadi. Osillyatsiyalar amplitudasi, Rasm 1 dan ko'rinib turibdiki, salbiy qarshilik maydonining chegaralari tomonidan cheklanadi.

Tuning Circuit

Gunn osillyatorlarda, osillyatsiya chastotasiga Gunn diodasinining o'rtacha faol qismi asosan ta'sir qiladi. Biroq, rezonans chastotasini mekanik yoki elektrik usulda tunning qilish mumkin. Elektron tunning circuitda, kontrolni waveguide, mikrovolna zavchi yoki varactor diodasi yoki YIG shar orqali amalga oshirish mumkin.

Bu yerda, dioda zavchni ichiga o'rnatiladi, shunda rezonatorning yo'qotilgan qarshiliqlari bekor qilinadi, osillyatsiyalar yaratiladi. Boshqa tomondan, mekanik tunningda, zavchni hajmi yoki magnit maydoni (YIG sharlar uchun) ayrim vositalar orqali, masalan, sozlash matkasida, rezonans chastotasini sozlash uchun o'zgartiriladi.

Bu turdagi osillyatorlar, rezonans zavchni o'lchamlari bilan belgilangan, 10 GHz dan bir necha THz gacha bo'lgan mikrovolna chastotalarni yaratish uchun ishlatiladi. Oddiy ravishda, coaxial va microstrip/planar asosidagi osillyator dizaynlari kam quvvat faktoriga va harorat nisbatan kam barqarorlikka ega. Boshqa tomondan, waveguide va dielectric resonator stabilizatsiya qilingan shematik dizaynlari katta quvvat faktoriga ega va harorat nisbatan oson barqaror qilish mumkin.

Rasm 2, 5 dan 65 GHz gacha bo'lgan chastotalarni yaratish uchun ishlatiladigan coaxial rezonator asosidagi Gunn osillyatorini ko'rsatadi. Bu yerda, taqsimlangan Vb voltaj o'zgarishi bilan, Gunn diodasi yaratgan fluctuationlar zavchni boyicha yurib, boshqa tomonidan aks ettirilib, quyidagi vaqt t bo'lganda boshlanish nuqtasiga qaytadi

Bu yerda, l - zavchni uzunligi, c - nur tezligi. Shu orqali, Gunn osillyatorining rezonans chastotasini hisoblash formulasi quyidagicha hisoblanadi

bu yerda, n - berilgan chastota uchun zavchni ichiga sig'adigan yarmi volnalarning soni. Bu n, 1 dan l/ctd gacha bo'lgan oraliqda, bu yerda td - Gunn diodasi taqsimlangan voltaj o'zgarishiga javob berish uchun sarflangan vaqt.

Bu yerda, osillyatsiyalar rezonatorning yuklamasi qurilmaning eng yuqori salbiy qarshiligidan bir oz yuqorida bo'lganda boshlanadi. Keyin, bu osillyatsiyalar amplituda o'zaro o'sib boradi, Gunn diodasi o'rtacha salbiy qarshiligi rezonatorning qarshiligiga teng bo'lganda, davom etuvchi osillyatsiyalar olinga hohlidir. Boshqa tomondan, bu turdagi relaxatsiya osillyatorlarda, Gunn diodasi uchun katta kondensator ulanadi, shunda qurilma katta amplituda signallar orqali yoyilishidan himoya qilinadi.

Nihoyat, Gunn diodasi osillyatorlari, radio transmetterlar va qabul qiluvchilar, tezlik aniqlash sensorlari, parametrik amplifikatorlar, radar manbalari, trafik monitoring sensorlari, harakat aniqlash sensorlari, remote vibration detectors, aylanish tezligi tachometrlari, suv miqdori monitorlari, mikrovolna transseivers (Gunnplexers) va avtomatik eshik ochish dasturlari, qonuniy buzilish alarmi, polis radarlari, wireless LANs, avariyadan saqlash tizimlari, anti-lock brakes, oddiy inson xavfsizlik tizimlari va boshqalar uchun keng tarqalgan ishlatiladi.

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