EE545-P1

7/21/2019 EE545-P1

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Universidad Nacional de Ingeniería

Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Informe Previo Experiencia Nº 1

CURVAS CARACTERISTICAS DEL OSCILADOR GUNN

Curso: Laboratorio de Microondas

Integrantes:

Huayhuas ntay Fran! ndersson "##$"#"%&

Caviedes 'a(os )a(uel *en+a(in "##,-#%# *alca.ar )aens lberto Francisco "##/##01I

2ro3esor : C4HU'IN5 CMC6 'MN&6 L*E'76

)ección: M

Fecha de 2resentación: -,8#18-9

"#-9

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L-8CU') C'C7E'I)7IC) &EL 6)CIL&6'

5UNN

INF6'ME 2'EI6

&E)''6LL6 7E6'IC6:

6)CIL&6' 5UNN

E3ecto 5unn:

En materiales como el GaAs, la movilidad de los electrones disminuye

por encima de un umbral de intensidad de campo eléctrico Eth.

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Cuando la intensidad de campo eléctrico se incrementa más, mas

electrones se transferen a un estado donde su masa eectiva llega a ser

mayor, disminuyendo su velocidad. Para EEth los electrones tienen

movilidad dierencial negativa, un incremento en la intensidad de campo

resulta en una disminuci!n de velocidad de diusi!n "#drit$%.

&ambién se genera una inestabilidad de la carga espacial como

consecuencia de la movilidad dierencial negativa.

'e produce una (ona de racimo ")unching% *ue genera una capa de

enri*uecimiento de portadores cuando se incrementa la intensidad en el

lado del ánodo. En el evento de una defciencia ocurre una capa de

empobrecimiento.

Cuando estas capas se apro+iman se genera un dominio, el cual puede

poseer un campo tan alto *ue ningn otro dominio puede ormarse

hasta *ue el e+istente haya desaparecido.

'i no hubiera resonador la potencia de microondas generada seria

determinada por el tiempo *ue le toma a los dominios pasar a través del

diodo "tiempo de transito%.

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&ise;o del 6scilador

Es usado el resonador de

cavidad rectangular,

en este caso la energ-a es almacenada alternativamente en el campo

eléctrico y magnético.

a recuencia de resonancia de este tipo de oscilaci!n es/

22

11.15

sa fo +=

as oscilaciones electromagnéticas de la cavidad son atenuadas por las

pérdidas en las paredes metálicas. 'ufciente potencia de microondas es

alimentado dentro del resonador para compensar las pérdidas en las

paredes y lograr una oscilaci!n constante y sostenida.

E+isten dos posibles confguraciones/ El elemento Gunn es acoplado al

resonador usando un poste metálico, y la carga es acoplado usando una

abertura "agu0ero o ranura%. 1tra seria *ue el poste metálico cumple

ambas unciones, el acoplamiento del resonador al elemento Gunn como

a la carga.

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E<ui=os de (icroondas:

/%/#- 6scilador 5unn:

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El oscilador Gunn sirve para generar potencia de microondas.

Está compuesto por m!dulos y puede ser separado en los siguientes

elementos componentes/

2 3odulo diodo2Gunn, longitud apro+. 45 mm

2 Pared posterior de la cubierta

2 6iaragma perorado con abertura de 7 mm de diámetro

2 Adaptador para gu-a de ondas, 84 mm

Es posible operar el e*uipo como oscilador de recuencia variable

empleando adicionalmente las unidades de sinton-a a dieléctrico, de

sinton-a a varactor o el cursor de cortocircuito, en el rango de recuencia

de apro+. 7,9 G:(...;; G:(.

Diseño:

3odulo diodo2Gunn de aluminio. Adaptador de gu-a des ondas con

elementos de cone+i!n rápida 6.

Datos técnicos:

&ensi!n de operaci!n/ 7...;< = c.c.

Consumo de corriente/ apro+. ;4< mA

>recuencia de operaci!n/ ?,@< G:(

Potencia de microondas/ ;< m, valor t-pico ;9 m

Cone+i!n/ conector )BC hembra

&ipo de gu-a de ondas/ ;<<

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/%/#"- Fuente de ali(entación 5unn con (edidor )>'

a uente de alimentaci!n Gunn suministra la tensi!n de c.c. y la tensi!n

de control re*ueridas para el uncionamiento del oscilador Gunn y del

modulador PDB, y acilita una evaluaci!n cuantitativa de la seal

demodulada de microondas. Este e*uipo esta provisto además de

dierentes entradas y salidas para ensayos de modulaci!n y tra(o de

curvas caracter-sticas.

Diseño:

E*uipo de sobremesa de ;?F con soporte reclinable.

Datos técnicos:

FUEN7E &E LIMEN7CI6N 5UNN

&ensi!n Gunn/ 2 ;< = HG < = variable mediante un potenci!metro de

;< vueltas, con protecci!n contra cortocircuitos

Corriente Gunn/ ma+. 4<< mA

=isuali(aci!n/ <...;< =, <...4<< mA, indicador E6 para selecci!n de la

escala.

3ecanismo de medici!n/ Clase ;,9 con escala de espe0o.

EntradasIsalidas/

GHBB/ alimentaci!n de c.c. del oscilador Gunn.

JIK/ para el registro de curvas caracter-sticas con ayuda del registrador

JK.

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'AD6A 61PPE/ para ensayos con el radar 6oppler.

316 DB/ para la modulaci!n directa del oscilador Gunn.

'eal de entrada ma+. L ;< =.

M6&UL&6' 2IN

1scilador de pulsos de relo0/ ?5M :(, <...9 =, <...;< mA a prueba de

cortocircuito.

EntradasIsalidas/

PDB/ Conmutador basculante para selecci!n de modulaci!n interna,

mediante oscilador de pulsos de relo0, o modulaci!n e+terna.

316/ para modulaci!n e+terna de modulador PDB, seal de entrada ma+.

L ;< =.

ME&I&6' &E )>' ?6ndas Estacionarias@

Principio de uncionamiento/ detecci!n por enganche con sincroni(aci!n

interna mediante el oscilador de pulsos de relo0.

ango dinámico/ <...99 d) a0ustable en ;4 niveles, 9 d) adicionales a

través de ganancia variable.

'ensibilidad/ ; N=3' en rele+i!n a plena escala.

Precisi!n/ L <,8 d) en todo el rango.

>recuencia media/ ?5M :(.

Ancho de banda/ ;< :(.

=isuali(aci!n/

Escala de potencia/ O <,9 d)...2 4< d) "calibrada en d) para los

detectores segn la ley del cuadrado%.

Escala '/ ;,<<...9.

Escala lineal/ <...;<< "< d) corresponden a ;<< %.

3ecanismo de medici!n/ clase ;,9 con escala simétrica.

EntradasIsalidas/

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EB&A6A/ sin polaridad, impedancia ;< Q1hm.

'AD6A 6E A3P./ salida de c.c. para la tensi!n de medici!n.

M6&

EntradasIsalidas/

EB&A6A/ comn para seales ABA1G y &&, impedancia 9< 1hm.

'AD6A ABA1G/ seal anal!gica ma+. L 4 =, ancho de banda ; 3:(,

ganancia apro+. 8<.

'AD6A &&/ nivel &&.

&odas las salidasIentradas se eectan a través de conectores )BC

hembra.

Cone+i!n a la red/ ;;9I48< =, 9< :(, apro+. 4< =A, con cable de

cone+i!n a la red y enchue con terminal de cone+i!n a tierra.

6imensiones/ 9<< + 88< + ;9< mm "l + a + h%.

Peso/ apro+. 7 Qg.

/%/#9 Modulador

2IN

3ediante el modulador PDB

se modula en A3 la seal de microondas. Cuando se limita una seal

modulada en recuencia se puede reali(ar la detecci!n con un ancho de

banda muy selectivo. 'e reduce el eecto del ruido e intererencias y se

me0ora la sensibilidad de las mediciones. El modulador PDB se puede

emplear en la (ona de comportamiento lineal de su curva caracter-sticacomo modulador de amplitud anal!gica, as- como, en modo de

conmutaci!n, para modulaci!n digital.

Diseño:

3!dulo de aluminio con conectores rápidos 6.

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&atos técnicos a 3# A 0B1# 5H.:

Perdidas de inserci!n a&/ apro+. ; d)

Atenuaci!n de blo*ueo a/ apro+. ;9 d)

&ensi!n de operaci!n/ <...;,< = c.c.

Consumo de corriente/ <...;< mA

>recuencia de modulaci!n/ 9 3:(



/%/#, islador 5uía de ondas unidireccional

a gu-a de onda unidireccional es uno de los componentes de

microondas de comportamiento no rec-proco. 6urante el despla(amiento

de la microonda progresiva no se e+perimenta prácticamente ningn

tipo de atenuaci!n, por el contrario, la onda regresiva es uertemente

absorbida. Este componente unciona segn el principio de

despla(amiento del campo y es empleado especialmente para el

desacoplo del oscilador del resto del circuito de medici!n *ue se ha

instalado.

Diseño:

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Gu-a de onda de aluminio.

&atos técnicos =ara 3#: 0B1# 5H.

Aislamiento/ 4< d)

Perdidas por inserci!n/ ;,9 d)

'/ ;,49


ongitud/ ;8 mm

Peso/ 9< g

/%/#$ &etector =ara guía de ondas

El detector de gu-a de ondas se instala para verifcar y me(clar energ-a

de microondas.

Diseño:

3!dulo de aluminio con conectores rápidos :.

Datos técnicos:


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/%/#0 tenuador variable

'e re*uiere para la reducci!n de la potencia disponible de microondas,

p.e0. para hacer *ue el detector opere en la (ona cuadrática de su curva

caracter-stica. Para este fn, a lo largo del e0ede la gu-a de ondas y

paralela al campo eléctrico, se coloca una paleta de atenuaci!n, la *ue

se regula mediante un tornillo micrométrico.

Diseño:

Gu-a de ondas de aluminio con elementos de cone+i!n rápida 6.

3ecánica libre de histéresis con tornillo micrometrico. a curva

caracter-stica de atenuaci!n esta representada en la carcasa.

Datos técnicos:

Atenuaci!n/ 4< d)

Calibraci!n/ 2 8 d) y 2 4< d) para ?,@< G:(


ongitud/ ;4< mm

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Peso/ M9< g

/%/-" 5uía de ondas de "## ((

Gu-a de ondas de lat!n, ni*uelada.


6b+etivos de la eD=eriencia:

;2 Caracteri(ar el uncionamiento del

oscilador a diodo Gunn mediante las curvas de DG2=G,2=G, =62=G. Anali(ar la posibilidad de uncionamiento como =C1 del oscilador.42 >amiliari(arse con el uso del recuenc-metro de absorci!n para

medir recuencias de las seales *ue se propagan en la gu-a de

ondas.

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El circuito a desarrollarse:

e*uipos a utili(ar/

• ; oscilador Gunn 585<;

• ; unidad básica 585<4;

• ; detector coa+ial 585<7

• ; aislador de errita 585<M

• ; transicion de G1Icoa+ial 585<89

• ; recuencimetro 585

• ; osciloscopio

• 4 cables coa+iales con conectores )BC

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