7,5V 4,5V. Joon

Transcript

1 . DIOODSKEEMID Dioodskeemid: piirikud, eelpinge formeerijd, tempertuurindurid j -kompenseerijd, dioodventiilid j dioodkitse. Dioodide eriliigid, nende ksutus mdl- j KS-tehniks. Dioode - p-n siirdeid - ksuttkse väg erinevtel eesmärkidel. Üheks suureks rkendusvldkonnks on toiteplokid, kus dioode ksuttkse nii signli lldmiseks, stilitrone g pinge stiliseerimiseks. Kun neis tekkivid proleeme vdeldkse erldi toitellikte kursuses, siis siin me sed vldkond ei käsitle. Teine levinud ksutusl oleks kôrgsgedussignlide lldmine ehk mplituuddetektorid. Sed vldkond me puudutme mônevôrr. Edsi tulevd vtluse ll erinevd signlide formeerimisskeemid, millised leivd rkendust nii nloog- kui digitltehniks. Olulisteks dioodide rkendusteks on k mitmesugused kitse j lülitusskeemid (dioodventiilid). ÜKS tehniks leivd rkendust diooddegustid, modultorid, selles dipsoonis on välj tööttud rid spetsiifilisi dioode, milliseid püüme smuti siin käsitled.. Dioodpiirikud Piirikuid ksuttkse signlide kuju formeerimisel - näiteks siinusest täisnurkpinge kujundmisel. K ksuttkse neid mplituudhäirete ärstmiseks nloogsignlidel, vlides skeemi rkendusläve häirenivoo j signli vjliku väärtuse vhele. Pôhimôtteliselt vôi piirikuid reliseerid k teistel mittelinersetel elementidel, näiteks trntoridel. Meie siin piirdume dioodpiirikuteg. Niisiis on piirik sede, mis piir signli üllpool vôi k llpool ettentud pingenivood. Väljspool piirnguid on väljundsignli sôltuvus endsignlist linerne. Piirikud jgunevd dioodi ühendmise järgi järjestikusteks j prlleelseteks. Vtleme kôigepelt järjestikskeemi (joon....). päri +V 0 -V 00Ω 4,5V 4,5V 7,5V Joon... kendusnivoo vlikuks ksuttkse täiendvt eelpingellikt. Diood hkk vnem, kui endpinge ület eelpingellik pinge, vdeldes dioodi ideliseeritult, sme joonisel toodud väljundpinge. elsetes skeemides tule täiendvlt rvestd veel dioodi end vnemispingeg (dioodi päripingelngug), mis germniumdioodidel on 0,...0,3 V j ränidioodidel 0,5...0,7 V piires. 35

2 Huvitvks näiteks on k mdlpingeliste häirete j mürde mhsuruj (...). änidioodide korrl surutkse signlid mlituudig ll 0,V mh üle 30 db, signlidele üle V sumuvus on g ll 3 db. Prlleelpiirikute näited on joonisel... Neist esimene 0V Ω + 5V +6 V -6 3V V Joon... illustreeri negtiivse polrsuseg signlide piirikut. Andes endisse ipolrse signli, sme väljundis inult positiivse polrsuseg signli. Teisiti öeldes - signl on väljundis inult dioodi suletud oleku jl, dioodi vtud olekus on signlihel silltud dioodi päritkistuseg. Siin on eeldtud, et signlillik tkistus on plju suurem dioodi päritkistusest. Kui see niimoodi pole, tule ühendd signlitrkti järjestikkune tkisti, suurendmks piiriku suhtes vdeldv signlillik etkistust. See väide kehti k teiste prlleelpiirikute koht. Ülejäänud skeemide tööpôhimôtted on srnsed, nende töö selgitusteks on toodud vstvte endj väljundsignlide ostsillogrmmid. Anloogsel pôhimôttel (joon...3 ) vôi koostd k khepoolsete piirikute skeeme. Sisuliselt on ksuttud siin khte - lt j üllt piirvt - piirikut. Piirikuid s ksutd lisks signlide formeerimisele k 36

3 D D 9V 5V 4,8V 4,5V 4,5V Joon...3 mplituudhäirete ärstmiseks. Järgnev skeem (joon...3 ) koos ostsillogrmmideg on sellele illustrtsiooniks. Piirikuid s koostd k stilitronidel; kun stilitroni vôi vdeld kui eelpingellikg dioodi, on tihtipele stilitronideg piirikud lihtsmini reliseeritvd. Piirikute rvutusel on pôhireegliks tingimus, et näiteks prlleelpiiriku järjestiktkisti oleks plju suurem vtud dioodi vôi stilitroni tkistusest... Funktsionlmuundur dioodil Tingitun dioodi eksponentsilsest VA-krkteristikust on vôimlik luu dioodi sil logritmilise muunduri. Sellisel juhul sme skeemi, kus pinge on logritmilises sôltuvuses dioodi läivst voolust (joon...). Kun dioodi pinge muutused sed läiv voolumuutuste korrl on 0,6. V -se vv pinge juures väikesed (jutt on ränidioodist), ntkse endvool ette järjestiktkistig, eelddes, et endpinge on plju suurem dioodil olevst väljundpingest (vt. ). Seejuures sme, et I = välj 0,6V kui >> 0,6V. Tihti on g 0,6V-ne pingenihe väljundis esoovitv. Seejuures on k soovitv, et väljundpinge ei regeeriks tempertuurimuutustele (muide, tänu külllt linersele pinge tempertuurimuutustele ksuttkse dioodi k tempertuurindurin). Sellisel juhul ksuttkse dioodkompenstsiooni vôtet (c). Tkisti v dioodi D, luues seeg punktis A -0,6V -se pinge.pingepotentsil punktis B on lähedne m potentsilile; seejuures on endvool rngelt linerne endpinge suhtes. Kui môlemd dioodid setsevd ühesugustes tempertuuritingimustes, siis neil olevd pinged kompenseeruvd täielikult, välj rvtud muidugi pingete erinevus, mis on tingitud D -de läivst voolust. Viimne määrki väljundpinge. Tkisti tule vlid nii, et vool läi dioodi D oleks plju suurem mksimlsest endvoolust. See on vjlik dioodi D vtud oleku. Opertsioonvôimendite (OV) il on vôimlik luu tunduvlt täiuslikemid logritmiliste muundurite j tempertuurimôju kopenseerimiseks vjlikke lhendusi, nende juurde pöördume hiljem. 37

4 I välj >>0,6V A B välj välj D - c D -0,7V Joon....3 Nivoofikstorid Kuigi tvliselt on nivoofikstorid ksutusel koos vôimendusstmeteg, vtleme neid siiski siin, dioodide oss, kun pôhiline töö tehkse neis siiski dioodi poolt. Nivoofikstori ülesndeks on tstd signlis olev lliskomponent. Tetvsti mhtuvuslikul stmetevhelisel sidestusel ei knt üle signli lliskomponenti. Sms g lliskomonent vôi ldd olulist informtsiooni - Näiteks videosignlis lduv lliskomonent knn olulist infot pildi - nn must nivoo koht. Vtleme ühte näidet (joon..3.). Khestmelisse, mhtuvusliku sidestuseg vôimendisse on llispinge nivoo tstmiseks listud T si j m vhele diood. Piisvlt pik signli pusi korrl (jmomendil t ) osutu kondenstor letuks lähterhuolukorr pingeni, mis lnge tkistile - 5 V; pinge polrsus on näidtud joonisel (). Esimese impulsi +75V +5V t t t t t t 3 T T Ω 3 D t t t 3 3 0V t t t 3 60V 0V 0 = t + t Joon..3. sumisel (t ) ksv pinge tkistil rhuolulrrpingest kuni 75 V -ni. Kun impulsi esifront on kondenstori ldumisjst (üle 3 -e) tunduvlt väiksem, siis kogu tkisti pinge kntkse üle tkistile 3, pinge kondenstoril g jää impulsi frondi vältel muutumtuks. Seeg, tkistil 3 olev pinge osutu vôrdseks pinge mplituudi (75V) j kondenstori lähtepinge vheg. See tähend, et Impulsi mplituud tkistil 3 on 75 5 = 50 V. Kun jkonstnt 3 on impulsi kestvusest tunduvlt suurem, tühjene kondenstor üsn vähe, seeg k pinge tkistil 3 vähene 38

5 impulsi kestel väg vähe. Näiteks kui pinge kondenstoril ksv impulsi kestel 30 V -ni, siis väljundimpulsi suurus vähene 5 V -i j jmomendil t 3 (vt joon.) vôrdu 45 V -g. Kui endimpulss muutu jälle nulliks, svut pinge tkistil 3 jällegi pinge 5 V (moment t 3 ).Kun nüüd pinge kondenstoril ület sed pinget 5 V -i vôrr, hkk kondenstor tühjenem üle dioodi j tkisti, mis tekit trntori sil lühijlise negtiivse pinge väljviske (vôrdudes suuruselt väikese, dioodi vv pingeg). Oluline on see, et väikene vtud dioodi tkistus sild tkisti 3, mistôttu järsult vähene kondenstori tühjnemis-jkonstnt. Seetôttu väikene negtiivne impulsi väljvise (dioodi pinge) muutu kiiresti nulliks, mille järel tstu kondenstori lähtepingenivoo 5 V. Kun see nivoo on impulssidevhelise rhuolukorr (pusi) nivooks, siis läi tkisti 3 voolu ei vool j sellel tkistil puudu pingelng. Seeg seotkse väljundpinge nullise nivoog ehk teisiti öeldes, väljundis ei teki môlempolrseid pingeid. Kui soovitkse sidud pinge mône mittenullise pingenivoog, täiendtkse skeemi vjlikku nivood määrv eelpingellikg (vt ). Siin tôstetkse dioodi j tkisti 3 potentsili vj;iku rkendusnivooni. Eelpingelliks on silltud kondenstorig, vältimks eelpingellik pinge sôltuvust vhelduvsignlist, mis tekiks llik etkistusel sed läiv voolu tôttu (eelpingellik lhtisidestus). Vstvlt üllvdtud pôhimôttele sdkse nüüd väljundsignl seotun eelpingellik pingenivoog (joonisel 0 voldig), vôrreldes esimese näiteg on siin pinge nihuttud 0 voldi vôrr nullist ülespoole..4. Dioodventiilid Siin môeldkse dioodlüliteid, milliseid ksuttkse kontktivks signlide kommuteerimiseks. nende tööpôhimôte tugine dioodi omdusele lst läi suuremt signli j mitte môjutd väiksemt. Vtleme siin dioodlülitit pidevt toidet tgv toiteploki näite vrl (joon..4.). Selles plokis vôrgust Võrgu toiteplokk +5V - Arvuti, kell vms V ptrei Joon..4. sdv toitepinge on mônevôrr kôrgem reservptreist sdvst. Vôrgutoite korrl on vtud ülemine diood, pinge kdumisel kommuteeritkse toide utomtselt ptrei pele. Toiteplokkides ksuttkse dioode k kurde tulemuste vältimiseks pingepolrsuste segijmise korrl. Selleks ühendtkse toidetv sedme toiteendisse järjestikune diood, mis tg skeemi julgeoleku vle toitepolrsuse korrl. Teiseks vôtteks on toiteendi lühistmine dioodig, mis peks siis tgm vle polrsuse korrl toiteploki kitsme läipôlemise vôi ülevoolukitse töölerkendumise. Dioodlüliteid ksuttkse k mdl - ning kôrgsgeduslikes skeemides. Joonisel.4. on toodud näited dioodide signlihelsse prlleel - j järjestiklülituseg. Esimeses näites ksuttkse dioodlülitit täiendv kondenstori lülitmiseks vônkeringi (sgedusdipsoonide 39

6 vhetmiseks), järjestikskeemis ksuttkse dioodi helisignli se- j väljlülimiseks. +V Ostsilltor T µf N94 µf välj +V,k,k +V,k N94 +V MSV Joon..4. KS j ÜKS signlide kommuteerimiseks ksuttkse PIN-dioode. Nood tgvd dioodi vtud olekus lüliti väikese kôrgsgedusliku tkistuse, suletud olekus väikese - j mis eriti oluline- püsiv mhtuvuse. Joonisel.4.3 on toodud ühepolrne khesuunlise läimiseg (SPDT - single-pole doule-throw) lülite näited. Tüür eelpinge: Dr Tüürpinge Dr Dr Z Z 0 0 Z Z Z Joon..4.3 Neist esimene reliseeru ühel dioodil. Kondenstor lokeeri llispinge sttumise signlilliksse, g tööt lhtisidestuskondenstorin. selleks, et genertori vool knduks koormusesse, pe dioodile rkendm +eelpinge. Ülekntv signli moonutuste suurus sôltu dioodi pärivoolu suurusest. Teises näites on toodud ümerlüliti. Selleks, et genertori vool voolks vskul olevsse koormustkistusse, tule vd eelpingeg diood vseml, preml olevsse - diood preml pool. Tvliselt ühedioodilistel lülititel on rske svutd suuremt kui 40 db - st lhtisidestust. Kôrgem lhtisidestuse tgmiseks tule ksutd dioodide järjestik-prlleelühenduste komintsioone. Nii on vôimlik tgd kuni 00 db - ne lhtisidestus. 40

7 Järgmine näide puudut ühisele ntennile töötv VASA (vstuvôtj-stj) ste - vstuvôtu reziimide ümerlülimist (joon..4.4). Stereziimis on vtud môlemd dioodid, vstuvôtul on môlemd suletud. Veerndline liinilôik väldi ntenni lühistmise stereziimis vstuvôtj poolel olev vtud dioodi poolt. Liinilôik vôi oll sendtud diskreetsetel elementidel reliseeritud ekvivlendig..5 p-n siirde rkendmine mhtuvusen p-n siirde sil on väljtööttud muutmhtuvusten ksuttvd vrikpid j vrktorid. Välismises kirjnduses Tüürpinge λ/4 -stj -vstu võtj -stj L -vstu võtj Joon..4.4 nimettkse tihti vrikppe k vrktoriteks. Vrikpi (vôi vrikpi reziimis töötv vrktori) ll môistetkse reguleeritvt mhtuvust, mid tvliselt ksuttkse vônkeringide häälestuseks. Vrikpi reziimis tööt p-n siire vstupingesttud olukorrs(joon..5. ) 4

8 0,0 70 3,5MHz MV04 0,0 00k 00k 000 H Dr ostsill. 00k +9V st. vstup Häälestus Joon..5. Tvliselt ksuttkse vrikppe moonutuste vähendmiseks sümmeetrilises reziimis (). Tüürpinge pe olem stiliseeritud. p-n siirde teiseks rkenduseks oleks nende ksutmine vtud olukorrs - vrktorsgeduskordistites. Vrktorkordistid on stjtes väg levinud tänu om kôrgele ksutegurile. Vrktor kujut endst p-n siirdel tekkivt mittelinerset mhtuvust. Sgeduse kordistmine tugine g siirde vmisele endsignli poolt. Osutu, et teki väg suur, mhtuvuse hüppeline muutus (mhtuvuse erinevus siirde vtud j suletud olekus vôi oll mitme suurusjärgu kordne), mille tôttu on tegemist väg suure mhtuvusliku mittelinersuseg (joon..5. ) Tvlisi trntorkordisteid vôi vdeld kui mittelinersel tkistusel tuginevid kordisteid. Skeemides, kus on ktiivtkistused, on k ktiivkod. Kui vrktor oleks idelne, kdudet mhtuvus, oleks kordisti ksutegur 00 %- ne. Vrktori seskeemist (joon..5.) vôi g näh kôigepelt sed, et vrktor ld nii pingest sôltumtutut pooljuhi mhutkistust kui mittelinerset siirde ktiivtkistust. Smuti vôi näh, et vrktor s efektiivselt töötd vid kindls sgedusvhemikus. Mdltel sgedustel läi enmus voolust mittelinerset ktiivtkistust, väg kôrgetel g hkk domineerim pingelng järjestiktkistil. Seeg tule vrktorite vlikuljälgid vrktorile ettenähtud sgedusdipsooni. Vrktorkordisteid ksuttkse ltes sgedustest MHz -st ülespoole. Vrktorkordisteid koosttkse ks signlitrkti suhtes prlleelse vrktorilülituseg ning järjestikkuste resontoriteg vôi siis järjestikkuse vrktorilülituseg j prlleelsete resontoriteg. Vtleme siin ühte sgeduse kolmekordisti näidet prlleelse vrktorig (joon..5.). Vônkeringid on 4

9 44MHz 43MHz 43MHz filter 44MHz 00k 88MHz idler 43MHz Joon..5. soittud 50-oomiste end- j väljundtkistiteg mhtuvuslike sidestuste kudu. endvônkering häälesttkse jällegi esimesele hrmoonilisele, väljundvônkering ning sellele järgnev resontor - kolmndle hrmoonilisele. Lisks neile ksuttkse tihti lisvôneringi, häälesttun teisele hrmoonilisele. See suurend vrktorit läivt teise hrmoonilise voolukomponenti, mis kokkuvôttes suurend vrktorit läiv voolumksimumi, suurenddes selleg ühtlsi siirde mittelinersusest tekkivt kordistusefekti. tkisti on skeemis vrktori tööreziimi reguleerimiseks. Vrktor tööt ikkkgi k kui diood j endpinge lldmise tôttu teki vrktorile signli mplituudist sôltuv eelpinge. Toodud kordisti ksutegur on vähemlt 0,5, khekordistitel vôi ksutegur küündid 0,8-ni. Vrktorkordisteid ksuttkse, ngu teisigi sgeduskordisteid sellistes stmetes, kus mplituudmoonutused ei ole olulised. Eriti levinud on g vrktorkordistid väikesevôimsuseliste SM stjte lôppstmtes, vältimks kôrgsgeduslikke trntorstmeid. Smuti on soodne sjolu, et see kordisti ei vj toidet. Nii on lihtne koostd stj kôrgsgedustrkt selliselt, kus stj su ntennst eeml j on ühendtud vhetult ntenni juures setsev vrktorkordistig. Sellisel moel on k ühenduskli kod tunduvlt väiksemd, kun ülekntv sgedus on mdlm stj väljundsgedusest..6 Käivitussignlide formeerimine Siin vtleme digitlskeeme tüürivte lühikeste ühepolrsete käivitusimpulsside formeerimist (joon.6. ), millised lngeksid kokku täisnurksignli lgfrondig. Antud skeemis sme väljundpinge juhul, kui endpinge tipust tippu ület dioodide vmispinget (c 0,6V). Kui on vj skeemi tüürid mdlm endpingeg, vôiks ksutd näiteks Schottky dioode, millede vmispinge on c 0,5 volti, smuti nullise päripingeg pöörddioodi, kuid siin on oht nende mdlpingelisuse tôttu siirde läilöögiks. K siin vôi ksutd dioodide kompenstsioonskeemi (), mis lisdioodi poolt ntv eelpingeg määr pôhidioodi rkendusläve. 43

10 00pF D kω +0,6V +5V kω 3 0k D Joon..6. Muidugi vôi vjliku eelpinge nd k pingejgurig, kuid siis jää dioodi tempertuurimuutustest tingitud päripingemuutus kompenseerimt..7 Dioodkitse induktiivhelte korrl Tetvsti pôhjustvd voolu muutused induktiivsustes vstu-emj tekkimise L( di dt) =. Viimne g vôi osutud ohtlikuks mdlpingelistele trntoridele, mikroskeemidele. Seepärst tule induktiivsusteg skeemides, kus esinevd suured voolu muutused - näiteks trntori sihels töö korrl sivoolu lôikenurkdeg vôi k releemähise kommuteerimisel kollektorhels. Sellistel puhkudel silltkse induktiivsused vôi trntori vstvd siirded ks mdloomiliste tkistusteg (mis pôhjust täiendvid kdusi) vôi siis dioodideg. Kôrgsgeduslikel rkendustel tule ksutd muidugi kôrgsgeduslikke (kiiretoimelisi) dioode. Siirete läilöögiohtu ei tule lhinnt. Nii näiteks vôi releemähise kommuteerimisel tekkiv vstupinge küündid kilovoltideni (tuletgem meelde isegi ptreitoite korrl sädeme tekkimist induktiivsuste väljlülimisel). Teoreetiliselt ksv pinge induktiivsusel seni, kuni ilmu vool (säde). Diood tuleks vlid nii, et t oleks rvesttud smsuurele, kui induktiivsuses sttsionrolukorrs, voolule..8 Lirilised dioodsegistid j -modultorid Mtemtiliselt vôttes kujutvd segisti (mixer) j mplituudmodultori (modultor) endst khe erinev sgeduseg signli korruteid. Sôltuvlt g korrutusopertsiooni puhtusest vôivd ksned rid esoovitvid kôrvlprodukte, mis kjstuvd täiendvte, häiresignlide näol väljundis. Primteks osutuvd nn lnsskeemid, kus kôrvlnähtused on viidud miinimumini ning kus on tgtv signlillikte j koormuse omvhelised lhtisidestus. Lhtisidestus on vjlik k ristmodultsiooni vähendmiseks. Viimse ll môistetkse häiret (häirespektrikomponente väjundis), mis teki khe, lähedste sgedusteg signli korrl endis ning mis lisndudes pôhisignlile väljundis tekivd selle moonutusi. Siin me vtleme lnssskeeme. Kun segustid j modultorid uliselt täidvd sm ülesnnet, on nende pôhimôttelised lhendused smd. Tvliselt g segustid töötvd väg väikeste signlideg, vstuvôtjtes; mplituudmodultorid g - suurte signlideg, stjtes. Erinevused on muidugi k sgeduste 44

11 vhekorddes. Môlemte skeemitehniliseks ülesndeks on tekitd väljundis endsignlide vhesgeduseg vôi (j) summsgeduseg signl (-id). Kirjnduses neid omvhel tihti ei eristtgi. Esoovitvteks signlideks on g otseselt läitulevd endsignl j heterodüünisignl (tôsi, stjtes ksuttkse mittelnsskeemide korrl väljundisse jäävt heterodüünisgeduseg komponenti stj kndevline formeerimiseks). Järgnevlt on toodud näited ühekordsetest (single) lnssmodultoritest (joon..8.,) j lnssegustitest (joon.8. c,d). Vôi näh nende külllt suur srnsust. Trimmerid j on ettenähtud skeemi lnsi svutmiseks, neid vôi rkendd vjduse korrl k lnssmodultorites. Trfod on siin kôikjl toroidsüdmikule keritud trifilrmähisteg. Kndev sign. N94 või HD dioodid DSB (-riline) 50 Välj. Dr Kndev sign. N94 või HD dioodid DSB välj N94 0,0 0,0 MS sign MS sign. sign.. 0 f N94 või HD dioodid VS (IF) väljund 50 Dr sign. 0 N94 või HD (üle liini) Osts 0 f Ostsill.. (Kohlik) c f - f f - f 0 Muunduskod 8 db d VS (IF) välj Joon..8. Segustid j modultorid on iseloomusttvd järgmiste prmeetriteg:. Intermodultsioonitegur iseloomust elemendi 3-järku mittelinersusest tekkivte produktide (khe endsgeduse f j f korrl tekkivte komponentide sgedusteg f f j f f ) osklu, vôrreldun linerse vôimendi signlimplituudig. Siin tuukse välj nn 3-järgu ristumispunkt IP i, kus tekkivd lisproduktid on sm mplituudig kui linerse vôimendi 45

12 signlimplituud.. Heterodüünisignli vôimsus P h, millest sôltuvd k üllmärgitud moonutused. 3. Sumuvus ehk muunduskod A i ; 4. Endmürd F m ; 5. Signliendi j heterodüüniendi (modultori korrl vstvlt mdl- j kôrgsgedusendite) ning signliendi j -väljundi omvhelised lhtisidestused A x. 6. istmodultsioon on veel üks moonutusteliik segustites, sed eriti AM signlide vstuvôtul. Kndevsignli korrl tekit teine rdiosignl segusti mittelinersusel täiendv modultsiooni, mis kntkse segusti väljundsignlile se. Segustite j modultorite kvliteedinäitjte järgi liigittkse neid järgmiselt: Väg mdl tse Mdl tse Keskmine tse Kôrge tse Väg kôrge tse P i3 +7dBm +3dBm +0dBm +5dBm +30dBm P h 0dBm +7dBm +3dBm +7dBm +0dBm 6 ingsegustite tüüpiline sumuvus on 5,5...6,5 db, mürtegur Shottky dioodide korrl on ligikudu 0,5 db, Lhtisidestus signli endite vhel vôi ületd 5 db, signli j heterodüüni endite vhel vôi ületd 45 db. Seisv line tegur sôltu suurel määrl ergutus - eriti g heterodüünivôimsusest. Pssiivseid (diood) segusteid ksuttkse khes esimeses üllmärgitud kls hrv, kun vjlikud näitjd svuttkse ktiivelementideg lihtsmlt j koos täiendv vôimenduseg. Mikroskeemsed lhendused kuuluvd k tvliselt nendesse klssidesse. Pssiivse mikroskeem- modultori näiten vôi tuu dioodide komplekti A3039 (joon..8..), kus on tgtud kôrge dioodide prmeetrite omvheline kokkulngevus. Aktiivse mikroskeemse modultori näiten on toodud M496G-le tuginev skeem (joon..8..). Dioodide vlik sôltu ksuttvst sgedusdipsoonist. Üheks uuemks dioodi liigiks on inglisekeelne hot-crrier diode (HD), mis on metll-pooljuht, enmus-lengukndjte juhtivuseg, ühe lldv siirdeg sedis. Vôrreldes tvliste p-n pindsiirdeg dioodideg, on HD dioodi eelisteks kôrge töösgedus j väiksem siiret vv pinge ning väiksem emhtuvus. Need dioodid leivd pôhilist rkendust segustites j k sünkroondetektorites VHF j kôrgemtel sgedustel. Selles sgedusdipsoonis ksuttkse k Shottky dioode (näiteks HP 900). 6 Tetvsti on detsiell suhteline ühik. Tihti g ksuttkse neid mingi konkreetse väärtuse suhtes. Näiteks helitugevus db -6 tähend kustilise välj tugevust 0 W, mis on normlse kuulmise lumiseks oiiriks 600 Hz-l sgedusel. diotehniks ksuttkse tihti tähist dbw, mis näit vôimsusi W suhtes vôi ngu üllpool toodud dbm, mis näit vôimsusi mw suhtes. Nii näiteks on kw vôrdne +63 dbm vôi -53 dbw -g. 46

13 4 5 A Kndev line gen-st DSB välj. 8 HPA MS. 7 Joon.8. Toome veel môned ÜKS j k khekordselt lnseeritud skeemide näited (joon..8.3). 47

14 Dr 5MHz Osts. 000 F 3-dB hüriid soitus D D 44MHz 35 VS (IF) väljund 0,00 96MHz Segusti 000 Dr 0,00 5k +V D, D - HP λ/4 ¾ λ F 96MHz D 00 68MHz ostsill. 0,00 V 8MHz VS mõõtmine dioodidele f end: 96MHz λ/ L3 L 5 0,6µH 0,0 VS filter 50 L MHz VS Segusti ühel dioodil 5-0pF Osts λ/4 67,9MHz t-rce mixer Joon.8.3 Vstuf: 80 nihe: Dioodidele: ¼ j ¾ λ 48

15 4xHP400 sümm Het. IPi 3 + 0dBm A 6dB P = + 3dBm Sisendi mh surumin e KP + 7dBm P i h T = 00mW i VS ) keskmise võimsusnivoo segusti 8xHP900 S IPi 3 5dBm KP + 3dBm Ai 6dBm P = + 7dBm P h t i = 400mW ) kõrge võimsusnivoo segusti VS 4xHP900 IPi 3 30dBm KP 5dBm i Ai 6dBm P = + 0dBm h Pt = 400mW = 00Ω; = f ( ω) i c) väg kõrge v-nivoog segusti Joon

16 Kvliteetsemtes stjtes, vstuvôtjte j k môôteriistdes ksuttkse khekordseid (doule) lnsssegusteid j -modultoreid (BS,BM). Nood ldvd khte sümmetreerivt soitistrfot j dioodide ringhelt (joon..8.4). Kun nendele esittkse väg suuri nôudeid dünmilise dipsooni koht, vtleme siin lhendusi ltes keskmisest vôimsusnivoost, eelddes, et suure dünmilise dipsooni korrl on see ksuttv k väiksemtel nivoodel. Joonisel toodud lhendused vstvd keskmisele (), suurele () j väg suurele (c) vôimsuste nivoodele. Toodud lhendustes on ksuttud Shottky dioode. Kôrgem vôimsuse nivoo korrl () ksuttkse khte järjestikkust dioodi, väg kôrgetel nivoodel g ksuttkse järjestikkust helt.9 Dioodostsilltorid j vôimendid.9. ÜKS genertordioodid Genertoriten j regenertiivsete vôimenditen on ksutusel k lviin -läilend dioodid. Need kujutvd endst Si, GAs vôi Ge kristlle struktuurig p + - n - n - vôi k keerukm struktuurig (näiteks Schottky rjäärig lviin-läilend-dioode). Levinud on lviin-läilenddioodide ksutmine IMPATT (impct-vlnche-trnsit time - lööklviin-läilennu eg) - reziimis. Erinevlt ülltoodud dioodidest Gunni diood ei ld p-n siiret, olles vlmisttud tvliselt GAs kristllil. Leiutj nime kndev Gunni diood vstti 963. stl firms IBM. Gunni efekt seisne vônkumiste (negtiivse tkistuse) tekkimises mikrolinedipsoonis, kui pooljuhist lstkse läi suur vool. Gunni diood ôigust dioodi nime vid selles, et tl on kks elektroodi, lldusefektig pole siin mingit tegemist. Tööstuslikult toodetvd dioodid on ette nähtud tööks GHz-tel sgedustel, genereerides vôimsusi 0,...W piires, tehnoloogi edsirenedes on loot väljundvôimsuse suurenemist. Joonisel.9. on toodud korpuses olev Gunni dioodi 7 GHz resonntsgeduseg seskeem. Dioodi ennst iseloomusttkse indutseeritv negtiivse tkistuseg - d j dioodi mhtuvuseg d. Tingitun om väg hedest müromdustest, kôrge linersuseg moduleerimisvôimlustest, mitmeoktvilisest elektroonse ümerhäälestusvôimlustest j vôimsuste liitmisvôimlustest on üllmärgitud dioodid prktiliselt välj tôrjunud vremlevinud ÜKS-dioodi tunneldioodi. Viimseid ksuttkse tänpäevl üh hrvemini..9. ÜKS dioodide ksutusnäiteid Vtleme ÜKS genertori topoloogit j seskeemi, reliseeritun ks Gunni vôi IMPATT- dioodil (joon.9.). 50

17 Toide Lhtisidestushel Soitus trfo Diood Z 0 L korp Y d korp l Joon..9. Joon..9. esontoriks on siin otsst lhtine mikroriliin, mille pikkuse kuni dioodini vôi leid seskeemi il koosttud seosest kus ρ, υ ω ( ) ω0 ω ω ω k 0 k cos Lk k υ υ = 0 ω = k ρ sin ; Lk, k liini line tkistus j elektriline pikkus, Lk j k dioodi korpuse induktiivsus j mhtuvus. Järgmiselt vtleme üllmärgitud dioodide rkendusi stjtes struktuurskeemide tsemel (joon..9.3,). Vrint illustreeri vrktoriteg ümerhäälesttv Gunn - diood - ostsilltori ning IMPATT diood-vôimendi ksutust SM-stjs, - nende dioodide ksutust ümerhäälesttvs, heterodüünig sgedust ülesmuundvs stjs. MS sign Vrkterhäälest. Gunni dioodig ostsill. IMPATT-diood võimendi Antenn VSV SM diood ostsiltor Joon..9.3 Segusti Filter ~ Gunn- IMPATT-diood võimendi Antenn Viimsen vtleme tööstuslikult, firm Micrwve Assocites poolt toodetv Gunnpleksertrnsiiveri ksutust dupleksside (khepoolse side) orgniseerimiseks. Plekseri südmikuks on (joon..9.4) Gunn-diood-ostsilltor (VO), mis on koos vrktorig 5

18 Toide F =0,80GHz F =0,50GHz Gunnplexer Gunnplexer Eeter F Tsirkultor Tsirkultor F VO ~ VO ~ +0V +0V Kõlr Kõlr Toide Segusti 30 MHz v-võtj 30 MHz v-võtj Segusti Häälestus/Modul. Häälestus/Mod. Sisend (mikrofon) Sisend (mikrofon) V V Joon..9.4 ôôsresontorisse monteeritud. Täiendvks mehniliseks häälestuseks on resontor vrusttud veel häälestuskruvideg. Vrktordioodidele rkendtv llis-häälestuspinge kuni 0 voldini tg vähemlt 60 MHz- se elektroonilise sgedushäälestuse. Gunni dioodi ksuttkse smuti detektordioodile ostsilltorsignli ndmiseks. Ferriittsirkultor (ferriitventiil) tg vstuvôtj j stj lhtisidestuse, ndes ühtlsi energit k mdlmürlisele Schottky segustidioodile. Kun Gunni ostsilltor tööt ostsilltorin nii stj kui vstuvôtu poolel, pevd môlemi vhesgedused olem vôrdsed. Sed on näidtud k joonisel, vhesgedus 30 MHz on stndrtne.s.a helisgedustehnik vhesgedus, 45 j 70 MHz on vstvlt videotehniks j kiires ndmesides ksutusel. Toodud süsteem on täielikult dupleksne - môlemil pool vôi üheegselt rääkid j oll kuuldel ilm ümerlülitustet stj- vstuvôtj reziimidele. relsetes süsteemides vôi ilmned vjdus sgeduse utomtseks järelhäälestuseks, selleks on Gunnplekseril vôimlus ette nähtud. Joonisel.9.5 on näidtud lihtsim sideknli loomise 5

19 F4 konvertirisse või vstuvõtjsse +V 780 Stilis +0V 0,0 detektor Mikrofon 0, 0k ASH end 00k 0k +V 0 ASH Käsitsi häälestus Vrktorend 74 Võimendtud helisignl 0k 0k +V 00µF Mikrofonivõimendi Joon..9.5 vôimlus khe, LL vstuvôtjst (konverterist), Gunnplekserist, mikrofonist koos mikrofonivôimendig j toitellikst, koosnev komplekti il. Vstuvôtjst sdv ASH (AF) signl ksuttkse siin är Gunnplekseri vrktordioodi kudu sgeduse utomtseks reguleerimiseks. Mikrofonivôimendiks vôi oll opertsioonvôimendi seerist 74. Kun siin on vhesgeduseks vlitv LL dipsooni sgedus, on trkti segmisoht töötvte LL stjte poolt..0 Diood tempertuurindurin Fikseeritud dioodi pärivoolu korrl sôltu dioodi päripinge tempertuurist ligikudu linerse sôltuvuse järgi, vldudes d päri dt mv. Tedes sed, et dioodi vool j pinge on omvhel eksponentsilses sôltuvuses, vôi sd k eksponentsilse sôltuvuse tempertuurist - hoides dioodil püsiv pinge, sme tempertuurist eksponentsilselt sôltuv voolu. Tempertuurist eksponentsilselt sôltu k dioodi tempertuuri-vstuvool, mis khekordistu ig 0 0 -se tempertuurimuutuse järgi. Tvliselt on vjdus linerse tempertuurinduri järele; vstv skeem sdkse siis voolullikst toidetv dioodi il, kus väljundsuuruseks on dioodi päripinge. 53