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

Саратовський державний університет ім. Н. Г. Чернишевського р. Саратов, 410026, вул. Московська, 155, Росія. Тел.: +7 (8452) 514563; e-mail: usanovda@info.sgu.ru

де v (e) – залежність дрейфовой швидкості електронів від напруженості електричного поля Е, щ-концентрація іонізованих донорів [1,3].

Зміна Ga, в свою чергу, призводить до зміни амплітуди власних коливань автономного генератора Uq і його вихідної потужності.

Потужність, що виділяється на навантаженні GL , При відніманні на ній вихідного сигналу автогенератора і синхросигнала в смузі синхронізації залежить, згідно (4) і (6), від частоти та потужності автогенератора, тому зміна напруги живлення діода Ганна, що приводить навіть до незначного зміни частоти та потужності [1,2] синхронізувати генератора, викликає різку зміну потужності вихідного сигналу при його фіксованій частоті.

З результатів розрахунків, проведених з використанням співвідношень (4) і (6) випливає, що при фіксованій частоті синхросигналу зміна напруги живлення активного елемента Ud призводить до значної зміни вихідної потужності на навантаженні в схемі порівняння. Вибором частоти і потужності синхросигнала можна добитися зміни вихідної потужності генератора більш ніж на 40 дБ на фіксованій частоті вихідного сигналу при зміні напруги живлення Uj на 0.15 В.

PL/P0, dB

Рис. 2. Експериментальні залежності потужності вихідного сигналу від напруги живлення активного елементу.

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

При проведенні експериментальних досліджень в одному з плечей мостової схеми (див. рис. 1) розміщувався джерело синхросигнала, в якості якого використовувався СВЧ-генератор типу Г4-83, а в іншому – генератор на діоді Ганна типу 3A703.

Вибором напруги живлення діода Ганна, рівня потужності, частоти синхросигналу і підстроюванням елементів мостової схеми вдалося реалізувати режим віднімання синхросигнала і вихідного сигналу генератора на діоді Ганна на загальній навантаженні.

Оскільки в околиці частоти, що відповідає мінімуму МЧХ, досліджувана схема має надзвичайно високу чутливість до зміни власної частоти генератора і потужності, то при фіксованій частоті синхросигналу зміна напруги живлення Ud на 0.2 В призводить до значного, до 40 дБ, зміни вихідної потужності результуючого сигналу на загальній навантаженні (рис.2).

III. Висновок

Таким чином, проведені експериментальні дослідження і розрахунки свідчать про високу чутливість характеристик досліджуваної СВЧ-схеми на основі синхронізованого генератора до зміни напруги живлення активного елемента генератора на діоді Ганна, що дозволяє використовувати її для реалізації ефективного способу управління вихідною потужністю шляхом зміни напруги живлення діода Ганна при фіксованій частоті вихідного сигналу.

Робота підтримана в рамках програми МО РФ: «Наукові дослідження вищої школи за пріоритетними напрямами науки і техніки» код проекту: 208.03.01.006, грантом АОЗ-3.15-491 МО РФ для аспірантів і грантом № Т02-02.3-1126 МО РФ по фундаментальним дослідженням у галузі технічних наук, завдання МО РФ на проведення окремої НДР № 2.12.03.

IV. Список літератури

[ЦШур М. Сучасні прилади на основі арсеніду галію / Пер. з англ. М.: Мир, 1991.

[2 \ Царапкін Д. П. Генератори СВЧ на діодах Ганна. М.: Радіо і зв’язок, 1982.

[3 \ УсановД. А., Скрипаль Ал. В., Скрипаль Ан. В. Фізика напівпровідникових радіочастотних та оптичних авто-Діново. Саратов: Изд-во Сарат. ун-ту, 2003.

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

кін В. Д. Активні НВЧ-фільтри на напівпровідникових СВЧ-генераторах, що працюють в режимі синхронізації. Прилади й техніка експерименту, 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 \ Андрєєв В. С. До теорії синхронізації автогенераторів на приладах з негативним опором. Радіотехніка, 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.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»