Gunn- és IMPATT diódás oszcülátorok

Átírás

1 DR. B E R C E L I TIBOR, JUHÁSZ KÁLMÁN, NAGY W A L T E R, S E L L E I T I B O R. Távközlés Kutató Intézet - és IMPATT dódás oszcülátorok BTO Bevezetés A mkrohullámú sávban közvetlen rezgéskeltésre elsősorban - és IMPATT dódákat használnak. A -dóda előnye az IMPATT dódával szemben, hogy ksebb zajú; hátránya vszont, hogy roszabb hatásfokú. Ezért kb. 300 mw alatt teljesítményre a -dóda, ennél nagyobb teljesítményre pedg az IMPATT dóda használatos. Eltérés van még az egyenáramú táplálásban s. Ugyans a -dóda feszültségstablzált, az IMPATT dóda pedg áramstablzált táplálást kíván. Az egyensznt a -dódán V körül, az IMPATT dódán vszont K)Ö V körül van. Tehát áz egyenáramú táplálás szempontjából a -dóda az előnyösebb. A -.és IMPATT dódás oszcllátorok elmélet és kísérlet vzsgálatáról sok közlemény számolt már be [1 7]. Ugyancsak többen foglalkoztak e dódák fzka működésének elemzésével [8 12]. Ebben a ckkben a Távközlés Kutató Intézetben kfej esztett - és IMPATT dódás oszcllátorokat és az azokkal végzett vzsgálatokat smertetjük. Az oszcllátorok különböző típusa a 6, 8, és 12 GHz-es frekvencasávra készültek. 2. Ks zajú oszcllátorok Többféle célra fejlesztettünk k ks zajú oszcllátorokat. Ezek az oszcllátorok általában rögzített frekvencán üzemelnek és csak esetenként áthangolásuk szükséges. A legtöbb alkalmazásnál a frekvenca-zajt kell ks értéken tartan. A ks FM zajt -dóda használatával és nagy jóság tényező beállításával értük el. Az utóbb érdekében csőtápvonalas üregrezonátorba helyeztük a dódát. Az oszcllátor, vázlatos metszetét az 1. ábra mutat- 1 ja. Az üregrezonátort téglalap keresztmetszetű csőtápvonalban alakítottuk k. A -dódát az elektromos erővonalakkal párhuzamosan az egyk keskeny oldalfal közelében jó érntkezésbe hoztuk a csőtápvonal széles oldalfalával. A dóda másk végéhez szűrőn keresztül a tápfeszültséget vezetjük. Az üregrezonátorból a jelet írsz révén csatoljuk k. Hangolásra állítható rövdzárat használunk. Az oszcllátorokat közel maxmáls kmenő teljesítménnyel járatjuk. A dóda síkjában az ehhez szükséges terhelő mpedancát az írsz szuszceptancájának és a dódától való távolságának a megfelelő megválasztásával érjük el. Fnom beállításra hangolócsapok szolgálnak. A dóda melegpontjához csatlakozó szűrőknek több feladatuk s van. Egyrészt bztosítanuk kell, hogy a dóda melegpontja és az üregrezonátor ehhez legközelebb levő fala között az üzem frekvencasávban valós terhelés ne legyen és ezáltal az oszcllátorból a mkrohullámú jel ne szvárogjon k a tápegység felé. Másrészt meg kell akadályoznok, hogy a dóda az egyenáramú tápláló áramkörökkel együtt ksfrekvencán begerjedjen. E két feladat ellátása érdekében mkrohullámú és ksfrekvencás szűrőt kell a dóda kvezetéséhez lehetőleg közel elhelyezn. Á ks zajú -oszcllátorokat mkrohullámú öszszeköttetésekbe hely oszcllátorként, parametrkus erősítőkben pumposzcllátorként, és különféle méré-' s összeállításokban alkalmaztuk. A teljesítmény 1 és 0 mw között van a követelményektől függően. A mechankus áthangolás sáv 0,5 1,0 GHz körül. A frekvenca-zaj tovább jelentős csökkenésére a csatolt üreges terhelés ad lehetőséget. Ha az oszcllátor rezonátorához nagy jóságú üreget csatolunk, a frekvencazaj lényeges csökkenését érhetjük el. A csatolt üreges oszcllátor felépítését a 2. ábra adja meg vázlatosan. A dóda lapos csőtápvonalból kalakított rezonátorban van elhelyezve, melyhez hengeres üreget csatoltunk., A frekvencazaj spektráls eloszlását az alapsávban a 3. ábra mutatja. A zaj löketét 200 khz-es jellökethez vszonyítottuk. A felső görbe a csőtápvonalas oszcllátor, az alsó görbe a csatolt üreges oszcllátor esetén adja meg a zaj szntjét 2 khz széles sávban mérve. A mérőrendszer lényégleg mkrohullámú vevőt, 70 MHz-es erősítőt, FM demodulátort és szelektív szntmérőt tartalmaz. A vevő termkus zaja az oszcllátorok zajához képest számottevő és ezért az úgynevezett háromszögzaj nagyobb alapsáv frekvencákon elfed az oszcllátorok saját zaját, A 3. ábra az oszcllátorok és a mérőrendszer eredő zaját mutatja. Ezért az oszcllátorokra jellemző zajszntet csak a ksebb alapsáv frekvencákon kapjuk meg ebből a mérésből. A két görbét összehasonlítva megállapítható, Beérkezett: V. 17. Tápfeszültség Hgngol6_ csap Írsz Alulátereszto /lángoló dugattyú dóda dóda Álltható rövdzár IH524-BT1I Hengeres üreg H S2l«-BT2I 1. ábra. Csőtápvonalas oszcllátor 2. ábra. Csatolt üreges oszcllátor 273

2 HÍRADÁSTECHNIKA XXVJHI. ÉVF.'» SZ Csőtáp vonalas *% r> ölt oszc. B z-2krtz &f-200 üre jes oszc fm, khz MHz H S24-BT3) 3. ábra. Frekvencazaj spektráls eloszlása hogy a csatolt üreges oszcllátor zaja kb. 20 db-lel ksebb, mnt a csőtápvonalas oszcllátoré. Ez elsősorban a nagyobb jóság tényezőnek tulajdonítható. Problémát okoz az oszcllátorok hőmérsékletfüggése s. A környezet hőmérséklet ngadozása matt változk az oszcllátor frekvencája és teljesítménye. Elsősorban a frekvencaváltozás ks értékre szorítása szükséges. Az oszcllácós frekvenca a dóda szuszceptancájának, az üreg rezonancafrekvencájának és a tápfeszültségnek a hőmérsékletfüggése következtében változk meg. Az üreg rezonanca-frekvencájának a hőmérsékletfüggése jelentősen csökkenthető nvar anyag használatával. A dóda szuszceptanca hőmérsékletfüggésének pedg az oszcllácós frekvencára gyakorolt hatása csökkenthető azzal, hogy a jóság tényezőt növeljük. Mndemellett az oszcllácós frekvenca hőmérsékletfüggése gyakorlatlag elég jelentős nagyságú marad. Ezért az oszcllátor környezet hőmérsékletét sok esetben szabályozott.fűtéssel közel állandó értéken kell tartan. így elérjük, hogy a frekvenca csak 1 2 MHz-et változk rézből készült üreg esetében s, mközben a hőmérséklet 0 és 50 C között ngadozk. 3. Modulált oszcllátorok A mkrohullámú oszcllátoroknál sok esetben alkalmazunk frekvencamodulácót. Ez alapvetően két- Jéle felhasználásban szükséges, melyek eltérő követelményeket támasztanak. Jelátvtel esetén nagyfokú modulácós lneartással vszonylag ks frekvencalöketet kell elérn, ezzel szemben a mérőoszcllátoroknak ugyan ksebb lneartással, de lényegesen nagyobb frekvencalökettel kell rendelkeznük. A modulált oszcllátoroknak lehetőleg ks zajúaknak kell Iennök, ezért ezekben -dódákat alkalmazunk. A frekvencamodulácót varaktor dódával érjük el. A varaktor dódát vagy az oszcllátor üregébe építettük be, vagy koaxáls rezonátorban elhelyezve az előbbvel csatolásba hoztuk. A dódára adott feszültség megváltoztatja a kapactását, s így elhangolja az oszcllátort. A varaktor dódás modulácó vszonylag nagy, közel száz MHz felső moduláló frekvencág alkalmazható. Nagy előny, hogy teljesítményre alg van szükség a dóda kvezérléséhez. /' Nagy lneartású modulácót áltálában csak vszonylag ks löket esetén lehet elérn, mvel a rezgés frekvenca és a varaktor kapactása, lletve a varaktorra adott moduláló feszültség között összéfüggés nemlneárs. Követelmény még, hogy a modulácós meredekség lehetőleg nagy, 1 MHz/V körül legyen. A modulált oszcllátorokat két fő változatban fejlesztettük k: csőtápvonalas és koaxáls kvtelben. A csőtápvonalas modulált oszcllátor kalakítása az 1. ábrán bemutatotthoz hasonló a moduláló varaktorral azt kegészítve. Ezt a megoldást modulált adóoszcllátoroknál használjuk, mvel a cső táp vonalas rezonátor nagyobb jóság tényezőt s így a ksebb frekvenca-zajt ad.. A koaxáls modulált oszcllátor vázlatos hosszmetszete a 4. ábrán látható. A -dóda a koaxáls rezonátor egyk véglapja és a belső vezető közé van ktatva. A belső vezető a rezonátor végén aluláteresztő szűrőhöz csatlakozk. A varaktor dóda a belső vezetőre merőlegesen van elhelyezve. Egyk kvezetése a belső vezetővel érntkezk, a másk kvezetése pedg aluláteresztő szűrőhöz egyenfeszültsége pedg a -dóda az egyenfeszültséget a dódákhoz. A -dóda egyk pólusa földelt, a varaktor dóda egyenfeszültsége pedg a -dóda egyenfeszültségére van ültetve. A teljesítményt a koaxáls rezonátor oldalán levő csatolónyíláson keresztül csőtápvonalra vezetjük k. A csatolás állítására a csőtápvonalban elhelyezett hangolócsap szolgál. Más elrendezésekben a teljesítményt koaxáls tápvonalra szonda vagy hurok csatolja k. A csőtápvonalas oszcllátor modulácós karaktersztkát az 5. ábra adja meg. Ezen a varaktorra adott moduláló feszültség függvényben az elhangolást és a kmenő teljesítményt tüntettük fel. Az oszcllátor a GHz-es frekvencásávban üzemel és közvetlenül az adóteljesítményt szolgáltatja. Mechan- tápfeszültség N Aluláteresztő,/ -S^/rc \ H ^n-n ^Hangoló csap dőda Koaxáls üreg dóda IH 524-BT ábra. Koaxáls modulált oszcllátor " U V,V H 524-BT5] 90 Pk, 60 mw ábra. Csőtápvonalas oszcllátor modulácós karaktersztká

3 DR. BERCELI T. ÉS TÁRSAI: GUÍJN- ÉS IMPATT DIÓDÁS OSZCILLÁTOROK kusan 1 GHz sávban áthangolható. Az ábra alapján láthátó, hogy a modulácós meredekség, mely a frekvencának a moduláló feszültség szernt derváltjaj kb. 1 MHz/V. A lneártás kedvező, ha a negatív varaktor feszültség V-nál nagyobb. Ugyanakkor a teljesítmény ngadozása csak ksméretű járulékos ampltúdómodulácót jelent. Mértük a csőtápvonalas modulált osszcllátor FM jel/zaj vszonyát, melyet a 6. ábra mutat a varaktorfeszültség függvényében. A zaj teljesítményét MHz széles sávban ntegrálva és 200 khz löketű jelhez vszonyítva adjuk meg. A koaxáls oszcllátor modulácós karaktersztká a 7. ábrán láthatók. A hangolás tartomány most lényegesen nagyobb és ezért a lneártás s jobb. A modulácós meredekség gen nagy, kb. 30 MHz/V. A teljesítmény a varaktor dóda szorosabb csatolása matt ksebb, mnt a csőtápvonalas oszcllátor esetében. A teljesítmény ngadozása azonban most s csekély. A koaxáls modulált oszcllátor FM jel/zaj vszonyát a 8. ábra mutatja. A zaj teljesítményét szntén MHz széles sávban ntegrálva és 200 khz löketű jelhez vszonyítva adjuk meg. A zaj a negatív varaktorfeszültség növelésével jelentősen csökken. A modulált oszcllátorok egyk lényeges kérdése, hogy mlyen szorosan csatoljuk a varraktor dódát az oszcllátorba. Mnél szorosabb a varraktor dóda és az aktív elem, a -dóda között csatolás, annál nagyobb a varraktor hangolás hatása, vagys nagyobb modulácós meredekség és nagyobb frekvencalöket érhető el. Ugyanakkor a varaktorra jutó mkrohullámú jel s nagyobb, am nagyobb veszteséget, nagyobb zajt és nagyobb nemlneartást eredményez. Ezért a csatolás megválasztásánál az adott feladatnak megfelelő optmum megkeresése a cél Í5 -U V,V IH 524-BT ábra. Csőtápvonalas modulált oszcllátor FM jel/zaj vszonya [ff 524-BT7I 7. ábra. Koaxáls oszcllátor modulácós karaktersztká Vezérelt oszcllátorok H 524-BTSI S. ábra. Koaxáls modulált oszcllátor FM jel/zaj vszonya Az oszcllátorok kmenő jelének frekvencáját külső jel bevezetésével vezérelhetjük az önrezgés frekvenca környezetében. A vezérlés tt azt jelent, hogy az oszcllátor kmenő jelének a frekvencája követ a bemenő jel frekvencaváltozásat. A jelbevezetéssel vezérelt oszcllátor tehát fázs- vagy frekvencamodulált jel átvtelére alkalmas. A vezérlő jel az oszcllátor kmenő jelénél lény égésen ksebb szntű lehet, ly módon tehát mntegy erősítés érhető el. Az oszcllátor frekvencamodulált jellel való vezérlése esetén fontos szerepet játszanak az átvtel karaktersztkák, mvel meghatározzák a torzítás mértékét. Vezérelt oszcllátort készítettünk mnd -, mnd IMPATT dódával. A -dódás oszcllátor ksebb teljesítményre, az IMPATT dódás oszcllátor nagyobb teljesítményre használható. A vezérlő jelet crkulátor révén adjuk be az oszcllátorba. Az oszcllátorok koaxáls felépítésűek, a kmenétük s koaxáls, mely ks méretű koaxáls'crkulátorhoz csatlakozk. A -dódás vezérelt oszcllátor kalakítása hasonló a koaxáls modulált oszcllátoréhoz, de varaktor dódát nem tartalmaz és koaxáls kmenettel rendelkezk. Az IMPATT dódás vezérelt oszcllátor vázlatos keresztmetszetét a 9. ábra adja meg. Az IMPATT dóda negatív ellenállása gen kcs, néhány ohm. Ezért mpedanca-transzformátort alkalmazunk, melynek hullámellenállásával az optmáls terhelő ellenállást, a dódától való távolságával pedg a frekvencát állítjuk be. Az egyenfeszültséget egyenáramú leválasztás útján vezetjük a dódához. Az oszcllátorokat a 8 GHz-eí frekvencasávra fejlesztettük k. Két -dódás oszcllátortípus készült, az egyk 30 mw, a másk 200 mw kmenő teljesítményt ad. IMPATT dódás oszcllátorból szntén két változat van, az egyk 500 mw, a másk 1 W kmenő teljesítményt szolgáltat. A vezérelt oszcllátorok AM-PM konverzóját és AM kompresszóját a. ábrán látható mérés elrendezésben vzsgáltuk. Az elrendezés saját hbáját lé- 275

4 HÍRADÁSTECHNIKA XXVIII. ÉVF. 9. SZ. boká oszc. Jránycsatolo erősítő Adó keverő Csllapító \Kapaob 7~ Hűtőfelület mpedanca transzformátor Konverzó és komon rn Teljesítme[nu merő Frekv. mérő Vezérelt oszc. íronycsatolo IMPATT dóda Aluláteresztő' Egyenáramú leválasztás Áramgenerátorhoz H~S2<S-BTSl Vevő, kevérő Csüapltá jh 524-BT ] 9. ábra. IMPATT dódás oszcllátor nyegleg az adókeverő határozza meg. A vezérelt oszcllátorok kellő pontosságú méréséhez az elrendezés saját hbáját ks értékre kell leszorítan, amt az adókeverő közel lneárs üzemével lehet elérn. Ennek érdekében nagyszntű lokáljelet kell az adókeverőre adn. Ezt a haladóhullámú erősítő szolgáltatja. Az elrendezés AM-PM konverzója 0,2 0,3 /db, AM kompresszója pedg 1 1,5 db, melyet a kapcsolók átállításával lehet megmérn. A 11. ábra mutatja a 30 mw-os -oszcllátor AM-PM konverzóját a vvőfrekvenca függvényében 2 MHz-es moduláló frekvencával mérve. A bemenő teljesítmény 3 mw. Az önrezgés frekvenca 8350 MHz. Az oszcllátort kétféle beállításban vzsgáltuk. Az l-es görbe esetén szabadonfutó oszcllátor üzemben állítottunk be maxmáls kmenő teljesítményt. A 2-es görbe esetén pedg vezérelt oszcllátor üzemben állítottuk be a maxmáls kmenő teljesítményt. Ehhez a csatplást szorosabbá kellett tenn, vagys az oszcllátort jobban kellett terheln. Mnt látható, a két beállítás között lényeges különbség van. A szorosabb csatolásnál az AM-PM konverzó ksebb, a vezérlés sáv pedg lényegesen nagyobb, mnt a lazább csatolásnál. Egyébként az AM-PM konverzó a sáv közepe táján kcs, de a sáv széle felé haladva jelentősen nő.. ábra. Mérés elrendezés Mértük az AM-PM konverzónak a moduláló frekvencától való függését s a -oszcllátör esetében. Ezt a 12. ábra adja meg. A felső görbét a sáv közepénél mértük, a középsőt a vvőfrekvencát 30 MHz-cel elhangolva, az alsót pedg a sáv szélénél. Az AM-PM konverzó a modulácós frekvencával nő. A növekedés a sáv közepén elhanyagolhatóan kcs, a yvőfreks: CL 1-4. x Af=0 ontz AStltlz 0 2 k 6 e fm, ntz [H 524-BT Tg] 12. ábra. AM-PM konverzó a moduláló frekvenca függvényében,-40mv r W Af, MHZ \E 5Z4-gT«Zíf, Mhl [H S24-Sfl3l 11. ábra. AM-PM konverzó oszcllátor esetén 13. ábra. AM-PM konverzó IMPATT oszcllátor esetén 276

5 DR. BEBPBLI T. ÉS í TÁRSAI:. GUNN- ÉS IMPATT DIÓDÁS OSZCILLÁTOROK venda elhangolásával azonban nő és a sáv szélén már jelentős nagyságú. Vzsgálatokat végeztünk az 500 mw-os IMPATT oszcllátoron s. Az önrezgés frekvenca mnden esetben 8350 MHz-re lett állítva. A jellemzőket a vvőfrekvenca függvényében 2 MHz-es moduláló frekvencával mértük. A 13. ábrán az IMPATT oszcllátor AM-PM konverzója látható a vvőfrekvenca függvényében. A méréseket két bemenő teljesítménynél végeztük. A bemenő teljesítmény növelésével a konverzó nagysága csökken, a vezérlés sáv szélessége pedg nő. A 14. ábrán a IMPATT oszcllátor AM kompreszszóját tüntettük fel a vvőfrekvenca függvényben ugyancsak két bemenő teljesítménynél. A bemenő teljesítmény növelésével áz AM kompresszó csökken. Mndemellett a kompresszó gen jelentős, vagys a vezérelt oszcllátor mntegy lmterként s működk. Vzsgáltuk az AM kompresszónak a moduláló frekvencától való függését s. Ezt a 15. ábra mutatja az IMPATT oszcllátor esetére. A görbék paramétere a vevőfrekvencának a sávközép frekvencától való eltérése. A moduláló frekvenca növelésével az AM kompresszó jelentősen csökken. A csökkenés mértéke általában nagyobb, ha a vvőfrekvencának a sávközéptől való eltérése nagyobb. 5. Háromfokozatú vezérétt oszcllátorláne A -és IMPATT dódás oszcllátorokat láncba kapcsolva gen nagy erősítést értünk el. A vezérelt oszcllátorlánc felépítését a 16. ábra mutatja. Az egyes fo- Szntfígyelö Crkulátor Lezáró Tápfeszültség Tápfeszültség Í,1W\ P KI Áramgenerátor Jránycsatolá 16. ábra. Vezérelt osszcllátorlánc tömbvázlata IH524-BT16] 1 W 0 < ' 20 S Pbe-8 TlW -uo eo Af, tltz IH SZlf-BTÍgl 14. ábra. AM kompresszjó IMPATT oszcllátor esetén > kozatokat zolátorok választják el egymástól a következő fokozat vsszahatásának megakadályozása céljából. A szntfgyelők feladata az adott fokozat bemenő teljesítményének ndkálása. Ha a bemenő teljesítmény előírt érték alá csökken, a vezérelt oszcllátor tápfeszültsége önműködően lekapcsolódk. Ezzel megakadályozzuk esetleg hams jeleknek a kalakulását. Ugyans a bemenő teljesítmény csökkenése esetén a bemenő jel frekvencája a vezérlés sávból keshet és ekkor az oszcllátor kmenetén zavaró jelek jelennek meg. A háromfokozatú vezérelt oszcllátorlánc 3 mw bemenő jelet gényel és 1 W kmenő jelet szolgáltat. A 16. ábrán a közbenső sznteket s feltüntettük. Az első két fokozat -dódás, a harmadk IMPATT dódás. Először a hangolás tartományt ellenőrztük. Ennek eredményét a 17. ábra mutatja. A mérésnél a bemenő teljesítmény 3 raw volt. A fokozatokat 0 MHz-enként azonos önrezgés frekvencára állítottuk be és fokozatonként mértük a kmenő teljesítményt. Mnt látható, a lánc vszonylag egyforma teljesítménysznteken behangolható a 7,9 8,4 GHz frekvencasávban. A behangolás ennél lényegesen szélesebb frekvencasávban s elvégezhető Af-0 15 t Hz )MHz \ 4-5MHz 8 fm, MHz H 5;4-BTT t ábra. AM kompresszó a moduláló frekvenca függvényében , '* ^^ fokozat 160' no fokozat ,6 Z9 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 &5 f, GHz ítí S24-BT 17) 17. ábra. Teljesítmény a hangolás függvényében 277

6 HÍRADÁSTECHNIKA XXVIII. ÉVF. 9. SZ. Az oszcllátorlánc átvtel karaktersztkája a 18. ábrán látható a teljes vezérlés sávban. A teljesítménykaraktersztkákat fokozatonként vettük fel. Mndhárom fokozatot szabadonfutó üzemben 8350 MHz önrezgés frekvencára állítottuk be. Az eredő vezérlés sávszélesség 120 MHz, az átvtel görbe enyhén aszmmetrkus. A kmenő sznt ngadozása a végfokozatnál 0,4 db. Az egyes fokozatok erősítése: db, 8 db és 7 db. így a három fokozat teljes erősítése 25 db. Fokozatonként mértünk az AM-PM konverzót az előző beállításban. Ehhez 2 MHz-es moduláló frekvencát használtunk. Az első fokozat AM-PM konverzója a 19. ábrán látható a vvőfrekvenca fügvényében. A sávközép frekvenca 8350 MHz. A három fokozat együttes AM-PM konverzóját a 20. ábra adja meg. Ez mérés hbán belül megegyezk a 19. ábrával, vagys az első fokozat AM-PM konvezójával. Ugyanlyen eredményre jutunk, ha az első két fokozat AM-PM konverzóját vzsgáljuk. Az AM kompresszót a 21. ábra mutatja a vvőfrekvenca függvényében. A mérésnél 2 MHz-es mo aö á; 160 M0 P 120 -v. 8 T « fokozat fokozat 1. fokozat ' "V S0 f, MHz lh~524-bta o I 20 fokozat 1. fokozat Af, MHz H 5j>t,-őT2f 21. ábra. AM kompresszó fokozatonként o tlhz áf~-1c MHz Af'O Af~ HHz ' Af-20 / m± ^ fm, MHz IH524 BT22I 22. ábra. A lánc AM-PM konverzója a moduláló frekvenca függvényében I. ^ \ 20t1Hz\ 18. ábra. Teljesítmény-karaktersztka -o J f c ^ * fm, HHz IH.524 BT23' 23. ábra. A lánc AM kompresszója a moduláló frekvenca függvényében I ; áf, /1Hz IH_524-BTJI9 19. ábra. Az első fokozat AM-PM konverzója -60 '40-2C r Af, flhz H 524-BT2Ö1 20. ábra. A teljes lánc AM-PM konverzója duláló frekvencát használtunk. Az első fokozat AM kompresszója gen nagy. Az eredő AM kompresszóhoz a másodk fokozat hozzájárulása s jelentős, a harmadk fokozat azonban már csak ks többletet ad. Az AM-PM konverzóra korábban kapott eredményre a 21. ábra ad mágyarázatot. Ugyans az első fokozat nagy AM kompresszója matt a másodk és a harmadk fokozatra már alg jut a mérésnél AM és így a konverzójuk sem jelentkezk. A vezérelt oszcllátorlánc AM-PM konverzójának a moduláló frekvencától való függését a 22. ábra mutatja. A görbék paramétere a vvőfrekvencának a sávközép frekvencától való eltérése. A lánc AM-PM konverzójának abszolút értéke a modulácós frekvencával nő. Ez azt jelent, hogy frekvencamodulált jelnek az AM-PM konverzó matt torzítása a modulácós frekvenca növekedésével nagyobb lesz. A lánc AM kompresszójának a moduláló frekvencától való függését a 23. ábra adja meg. A modu- 278

7 DR. BERCÉLI T. ÉS TÁRSAI: GUNN- ÉS IMPATT DIÓDÁS OSZCILLÁTOROK I láló frekvenca növelésével az AM kompresszó jelentősen csökkén. A mérés eredmények alapján megállapíthatjuk, hogy az egyes fokozatoknak különböző hatásuk van az eredő jellemzők értékére. A lánc eredő ampltúdófrekvenca karaktersztkáját elsősorban az utolsó fokozat, az eredő AM-PM konverzót döntő mértékben az alsó fokozat szabja meg. A fázs^frekvenca karaktersztkát és az AM kompresszót vszont a három fokozat együttesen határozza meg. A lánc vezérlés sávjának a két széle pedg mndg a legkedvezőtlenebb esetnek megfelelő. r Összefoglalás ^-dódával frekvencamodulált adóoszcllátort és ks zajú hely oszcllátort dolgoztunk k. Kfejlesztettünk - és IMPATT dódás vezérelt oszcllátorokat. Ezekből frekvencamodulált jelek erősítésére háromfokozatú láncot építettünk fel. Az áramkörök különböző típusa a 6, 8, és a 12 GHz-es frekvencasávban üzemelnek. Vzsgáltuk szabadonfutó üzemben az oszcllátorok FM zajszntjét, modulácós tulajdonságat, frekvencastabltását és hangolhatóságát. Vezérelt oszcllátor üzemben mértük" az átvtel jellemzőket, elsősorban az AM-PM konverzót és az AM kompresszót a vvőfrekvenca és a moduláló frekvenca függvényében. A háromfokozatú vezérelt oszcllátorlánc esetén az eredő átvtel jellemzőket és az egyes fokozatok ezekre gyakorolt hatását vzsgáltuk. IRODALOM [1] Johnston, R. L., De Löach, B. C, Gohen B. G.: A slcon dode mcrowave oscllator, Bell System Techn. J., 1965, íebr., old. [2] Hanson, D. C, Rowe, J. E.: Mcrowave crcut characterstcs of bulk GaAs oscllators, IEEE Trans. Electron Devces, 1967, szept., old. [3] Tsa, W., Rosenbaum, F. J., Mackenze, L. A.: Crcut analyss of wavegude cavty eífect oscllator, IEEE Trans. MTT, Í970, nov., old. [4] Sobol, H., Sterzer, F.: Mcrowave power suorces, IEEE Spectrum, 1972, 8. szám, old. [5] Bercel T., Nagy W., Selle T.: Improvements n oscllators, Thrd Natonal Conference on Mcrowave Sold State Electroncs, Zakopane, 1974, okt. [6] Bercel T.: Nonlnear effects n IMPATT-dode amplfers, Conference Procedngs of the 5th European Mcrowave Conference/Mcrowave 75, 1975, szept., old. [7] Bercel T.: Mkrohullámú dódás oszcllátorok, Híradástechnka, 1976, nbv., old. [8] Read, W. T.: A proposed hgh-frequency negatíve resstance dode, Bell Systems T. J., 1958, old. [9] Tager. A. Sz., Bold-Petrov, V. M.: Lavnno-proletne dode h prmenene-vtechnke Sz.V. Cs., Szovetszkoje Rádó, Moszkva, [] Sze, S. M. Ryder, R. M.: Mcrowave avalancehe dodes, IEEE Proc. 1971, aug., old. [11] Haddad, G.J.: Avalanche transt-tme devces, Artech House Inc. Dedham, Mass., [12] Hobson, G. S.: The effect, Clarendon Press, Oxford, 1974.