DE2361602A1 - Dioden-oszillator - Google Patents
Dioden-oszillatorInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B9/00—Generation of oscillations using transit-time effects
- H03B9/12—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices
- H03B9/14—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance
- H03B9/141—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance and comprising a voltage sensitive element, e.g. varactor
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
Dioden-Oszillator
Die Erfindung bezieht sich auf Dioden-Oszillatoren, insbesondere auf Oszillatoren mit einem quaderförmigen Hohlraum,
beispielsweise einem Abschnitt eines Rechteckt-Hohlleiters,
in dem eine in geeigneter Weise angeordnete Diode die Schwingungen einer elektromagnetischen Welle
bei der Resonanzfrequenz des Hohlraums aufrecht erhält.
Die Diode ist beispielsweise eine Gunn-Effekt-Diode oder eine Lawinendiode·. Die Achse der Diode steht senkrecht
zu den beiden Breitseiten des Rechteckhohlleiters. Die die Achse der Diode enthaltende Ebene, die senkrecht
zur Hohlleiterachse steht, teilt den Hohlraum in zwei Teile:
- Einen Haupthohlraum, der durch einen Hohlleiterabschnitt
gebildet ist, dessen eines Ende die Diode mit negativem
Lei/Pe
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Widerstand enthält, während das andere Ende eine Öffnung
oder Ausgangsblende aufweist, welche die Kopplung des Oszillators mit einem äußeren Lastkreis ermöglicht.
Die Abmessungen dieses Hohlraums sind in Abhängigkeit von der gewünschten Frequenz und Schwingungsform
bestimmt.
- Einen Hilfshohlraum, der zwischen dem die Oszillatordiode
enthaltenden Querschnitt des Hohlleiters und einer Kurzschlußebene liegt, wobei die Kurzschlußebene
in einem solchen Abstand von der Diode angebracht ist, daß die in die Ebene der Diode gebrachte, von diesem
Hohlraum verursachte Impedanz groß ist.
Im Prinzip darf nur der Haupthohlraum für die Bestimmung der Frequenz des Oszillators maßgeblich sein. Die Resonanzfrequenz
des Hilfshohlraums muß von derjenigen des Haupthohlraums her verschieden sein.
Die verwendeten Dioden weisen im allgemeinen eine Impedanz
mit einem negativen Realteil in einem ziemlich großen Frequenzband auf. Wenn die Resonanzfrequenz des Hilfshohlraums
in diesem Frequenzband liegt, besteht die Gefahr des Auftretens einer Störschwingung in dem Hilfshohlraum.
Diese Störschwingung wird dann über den Haupthohlraum zu der Last übertragen und verursacht einen beträchtlichen
Leistungsabfall bei der Nutzfrequenz des Oszillators oder sogar das vollständige Verschwinden der Schwingungen bei
der Nutzfrequenz.
Diese Gefahr von Störschwingungen wird noch vergrößert,
wenn eine Frequenzabstimmvorrichtung vorhanden ist. Zu diesen Frequenzabstimmvorrichtungen gehören beispielsweise
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Tauchkolben, die eine mechanische Abstimmung' des Haupthohlraums
ermöglichen, oder eine Halbleiterdiode, die in der gleichen Ebene wie die Oszillatordiode angeordnet
ist und eine elektronische Abstimmung ermöglicht. Das Vorhandensein einer solchen Vorrichtung verringert
den Gütefaktor des Hohlraums, der dann seine Resonanzfrequenz weniger leicht erzwingen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Gefahr von Störschwingungen zu beseitigen.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Hilfshohlraum durch einen die Bildung von Störschwingungen
im Hilfshohlraum verhindernden reflexionsfreien Abschluß abgeschlossen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Dioden-Oszillator nach der Erfindung und
Fig. 2 einen Querschnitt in'der Ebene P von Fig. 1.
Der in der Zeichnung gezeigte Oszillator besteht aus einem quaderförmigen Haupthohlraum 1, der aus einem
Rechteck-Hohlleiterabschnitt der Längs I1 gebildet ist.
Die der Resonanzfrequenz entsprechende V/ellenlänge ist
χ <ä*2 · I1 bei der Schwingungsform TEO11. Eine Diode
ist an einem Ende dieses Hohlraums angeordnet und mit diesem über Stützen 4 gekoppelt. Die Achse der Diode
liegt in einer Querschnittsebene P des Hohlleiterabschnitts. Am anderen Ende des Hohlraums erlaubt eine ·
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Kopplungsblende 5, die durch eine öffnung in der Wand
gebildet ist, die Kopplung des Oszillators mit einer äußeren Last, die durch einen Hohlleiter 6 dargestellt
ist. Ein Zylinder 9 aus dielektrischem Material oder aus Metall, der mehr oder weniger tief in den Hohlraum
eingeführt werden kann, ermöglicht eine mechanische Einstellung der Resonanzfrequenz des Hohlraums 1. Der Oszillator
enthält ferner eine Kapazitätsdiode 10 (Varaktor), die in Fig. 2 zu erkennen ist und eine elektronische Abstimmung
der Resonanzfrequenz des Haupthohlraums 1 ermöglicht. Die Achse der Diode 10 liegt parallel zu derjenigen cter
Diode 3 in der gleichen Ebene P. Die Stromversorgungskreise
der beiden Dioden sind nicht dargestellt. Der Haupthohlraum 1 ist durch einen Hilfshohlraum 2 der Länge
Ip verlängert, der in einem reflexionsfreien Abschluß
11 endet.
Die Schwingungsbedingung ist erfüllt, wenn die Summe aller Realteile der in die Ebene P der Oszillatordiode gebrachten
Impedanzen negativ oder Null ist. Die Betriebsfrequenz iiangt von den in die Ebene P gebrachten Induktivitätsund.
Kapazitätswerten ab.
Die mit Hilfe des Tauchkolbens 9 erhaltene mechanische
Abstimmung verringert die Frequenz, wenn die in den Hohlraum eingeführte Länge zunimmt. Die eine elektronische
Abstimmung erlaubende Kapazitätsdiode stellt einen kapazitiven Blindwiderstand dar, der in Abhängigkeit von der
Vorspannung der Diode stetig veränderlich ist.
In dem Hilfshohlraum werden die sich zu dem reflexionsfreien
Abschluß 11 ausbreitenden Wellen von diesem absorbiert. Es kann dann keine Störschwingung entstehen.
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Der Gütefaktor dieses Hohlraums ist praktisch Null.
Die Impedanz, welche durch den mit dem reflexionsfreien Abschluß verschlossenen Hohlraum 2 in die
Ebene P gebracht wird, ist real und sehr viel größer als die durch den Hohlraum 1 in die gleiche Ebene gebrachte
Impedanz.
Der durch den reflexionsfreien Abschluß verursachte Verlust an Ausgangsleistung ist daher praktisch Null
(einige Tausendstel der vom Oszillator gelieferten Leistung), und die Gefahr von Störschwingungen ist
beseitigt.
Ferner hat die Länge L·, des Hohlraums 2 keine Bedeutung,
und ihr Raumbedarf kann auf ein Minimum herabgesetzt werden; er hängt nur von dem Raumbedarf des
reflexionsfreien Abschlusses ab. Ein Zwischenraum, dessen Länge gleich einem Bruchteil der Wellenlänge
ist, muß jedoch zwischen dem reflexionsfreien Abschluß
und der Diode mit negativem Widerstand vorgesehen werden, damit der Betrieb der Diode durch die
Nähe des reflexionsfreien Abschlusses nicht gestört wird. Die Länge 1>
> wird daher auf die Summe der Dicke des reflexionsfreien Abschlusses und eines Bruchteils
der Wellenlänge gebracht. Die Realisierung eines solchen reflexionsfreien Abschlusses ist nicht kritisch.
Er wird aus einem Material gebildet, das die elektromagnetischen
Wellen absorbiert. Dieses Material ist beispielsweise eine Mischung von dielektrischen und
leitenden Elementen oder ein widerstandsbehaftetes Metall,
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das auf eine Kurzschlußebene aufgebracht ist, wobei die
Dicke des Auftrags so bemessen ist, daß der erzielte Widerstand ausreichend groß für die Vernichtung der
eindringenden Wellen ist.
Es ist nicht erforderlich, daß der Stehwellengrad eines solchen reflexionsfreien Abschlusses genau gleich eins
ist. Ein Stehwellengrad, der kleiner als 2 ist, ist befriedigend. Unter dieser Bedingung kann auch jede andere
Art von reflexionsfreien Abschlüssen verwendet werden.
Die Erfindung eignet sich für jede Art von Resonanz-Hohlraum-Oszillatoren,
unabhängig von ihrer Betriebsfrequenz.
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Claims (2)
- PatentansprücheDioden-Oszillator mit einem quaderförmigen Hohlraum," der eine Kopplungsvorrichtung zur Kopplung des Oszillators mit einem äußeren Lastkreis enthält, einer Abstimmvorrichtung für die Betriebsfrequenz und einer Diode mit negativem Widerstand, dessen Achse in einer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Wellen stehenden Ebene liegt, welche den quaderförmigen Hohlraum in einen für eine bestimmte Schwingungsform und eine bestimmte Frequenz in Resonanz befindlichen Haupthohlraum und in einen Hilfshohlraum unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfshohlraum durch einen die Bildung von Störschwingungen im Hilfshohlraum verbundenen reflexionsfreien Abschluß (11) abgeschlossen ist.
- 2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stehwellengrad des reflexionsfreien Abschlusses (11) kleiner als 2 ist.3* Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Hilfshohlraums(2) der Summe aus der Dicke des reflexionsfreien Abschlusses und aus einem Bruchteil der vorgesehenen Wellenlänge entspricht.409825/0 861Leerseite
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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-
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- 1973-12-12 GB GB5768873A patent/GB1444948A/en not_active Expired
Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8131 | Rejection |