ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ-ГЕНЕРАТОРЫ, УПРАВЛЯЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЕМ ПИТАНИЯ

April 20, 2012 by admin Комментировать »

Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Абрамов А. В., Поздняков В. А.

Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского г. Саратов, 410026, ул. Московская, 155, Россия. Тел.:+7 (8452) 514563; e-mail: usanovda@info.sgu.ru

где v(e) — зависимость дрейфовой скорости электронов от напряженности электрического поля Е , щ—концентрация ионизированных доноров [1,3].

Изменение Ga, в свою очередь, приводит к изменению амплитуды собственных колебаний автономного генератора Uq и его выходной мощности.

Мощность, выделяемая на нагрузке GL , при вычитании на ней выходного сигнала автогенератора и синхросигнала в полосе синхронизации зависит, согласно (4) и (6), от частоты и мощности автогенератора, поэтому изменение напряжения питания диода Ганна, приводящее даже к незначительному изменению частоты и мощности [1,2] синхронизируемого генератора, вызывает резкое изменение мощности выходного сигнала при его фиксированной частоте.

Из результатов расчетов, проведенных с использованием соотношений (4) и (6) следует, что при фиксированной частоте синхросигнала изменение напряжения питания активного элемента Ud приводит к значительному изменению выходной мощности на нагрузке в схеме сравнения. Выбором частоты и мощности синхросигнала можно добиться изменения выходной мощности генератора более чем на 40 дБ на фиксированной частоте выходного сигнала при изменении напряжения питания Uj на 0.15 В.

PL/P0, dB

Рис. 2. Экспериментальные зависимости мощности выходного сигнала от напряжения питания активного элемента.

Fig. 2. Experimental dependencies of the output power of the synchronized oscillator on the bias voltage of the Gunn oscillator active element

При проведении экспериментальных исследований в одном из плеч мостовой схемы (см. рис. 1) размещался источник синхросигнала, в качестве которого использовался СВЧ-генератор типа Г4-83, а в другом — генератор на диоде Ганна типа 3A703.

Выбором напряжения питания диода Ганна, уровня мощности, частоты синхросигнала и подстройкой элементов мостовой схемы удалось реализовать режим вычитания синхросигнала и выходного сигнала генератора на диоде Ганна на общей нагрузке.

Поскольку в окрестности частоты, соответствующей минимуму МЧХ, исследуемая схема обладает чрезвычайно высокой чувствительностью к изменению собственной частоты генератора и мощности, то при фиксированной частоте синхросигнала изменение напряжения питания Ud на 0.2 В приводит к значительному, до 40 дБ, изменению выходной мощности результирующего сигнала на общей нагрузке (рис.2).

III.  Заключение

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования и расчеты свидетельствуют о высокой чувствительности характеристик исследуемой СВЧ- схемы на основе синхронизированного генератора к изменению напряжения питания активного элемента генератора на диоде Ганна, что позволяет использовать её для реализации эффективного способа управления выходной мощностью путем изменения напряжения питания диода Ганна при фиксированной частоте выходного сигнала.

Работа поддержана в рамках программы МО РФ: «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» код проекта: 208.03.01.006, грантом АОЗ-3.15-491 МО РФ для аспирантов и грантом № Т02-02.3-1126 МО РФ по фундаментальным исследованиям в области технических наук, задания МО РФ на проведение отдельной НИР №2.12.03.

IV.  Список литературы

[ЦШур М. Современные приборы на основе арсенида галлия /Пер. с англ. М.: Мир, 1991.

[2\Царапкин Д. П. Генераторы СВЧ на диодах Ганна. М.: Радио и связь, 1982.

[3\УсановД. А., Скрипаль Ал. В., Скрипаль Ан. В. Физика полупроводниковых радиочастотных и оптических авто- динов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003.

[4]    УсановД.       А., Горбатов С. С., Семенов А. А., Тупи-

кин В. Д. Активные СВЧ-фильтры на полупроводниковых СВЧ-генераторах, работающих в режиме синхронизации. Приборы и техника эксперимента, 1991, № 5, С. 121-122.

[5]    Usanov           D. A., Skripal А. V., Abramov А. V. Optical control of semiconductor synchronized microwave oscillators in the signals subtraction scheme. Proc. of 33rd European Microwave Conference. Munich, Germany. 7-9th October 2003, vol. 3, pp. 1405-1408.

[6\Андреев В. С. К теории синхронизации автогенераторов на приборах с отрицательным сопротивлением. Радиотехника, 1975, № 2, с.43-53.

SEMICONDUCTOR MICROWAVE OSCILLATORS CONTROLLED BY THE BIAS VOLTAGE

Usanov D., Skripal A., Abramov A., Pozdnyakov V. The Saratov State University by N. G. Chernyshevsky

Saratov, 410026, Moscovskaya street, 155, Russia Phone: (8452) 514563; e-mail: usanovda@info.sgu.ru

Abstract – A simple method for control of the output power of semiconductor microwave oscillators by changing the bias voltage of an active element when using the scheme with synchronized oscillator.

I.  Introduction

The control of the output signal of semiconductor microwave oscillators by the bias changing on the one hand is the attractive way because of its simplicity [1-3], but on the other hand there are several difficulties, because all output characteristics of active elements of solid-state devices depend complicatedly on the bias mode, and to considerable change of these characteristics the wide-ranging bias change is required.

II.  Main part

The mode of subtraction of synchrosignal and the Gunn oscillator output signal on the common load can be realized in the scheme, shown in fig. 1 [5].

Power on the load GL at the subtraction on it of the synchrosignal and the synchronized oscillator output signal depends, from (3) and (5), on the frequency and the power of the self-oscillator. Hence the Gunn diode bias change, which cause insufficient change of the frequency and the power [1,2] of the lock-in oscillator, results in abrupt change of the output signal power at the constant frequency.

It is theoretically proved and experimentally realized the change of the output power of the resultant signal on 40 dB at the constant frequency, when bias changes on 0.2 V.

III.  Conclusion

The simple method for control of the output power of semiconductor microwave oscillators by changing the bias voltage of an active element has been theoretically proved and experimentally realized. The change up to 40 dB of the oscillator output power at the constant output frequency, when bias changes on 2.7%, has been achieved.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты