Генератор на туннельном диоде. Шумовой генератор

В сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн широкое применение нашли автогенераторы на диодах, имеющих спадающий участок вольт – амперной характеристики (диоды имеют отрицательное дифференциальное сопротивление). К таким диодам относятся: туннельный диод; лавинно – пролетный диод и диоды с междолинным электронным переходом. Упрощенная схема автогенератора на туннельном диоде приведена на рис. 3.9.

В схеме: L – индуктивность колебательного контура; С ₀ - собственная (как правило) емкость туннельного диода, являющаяся элементом колебательного контура; L _БЛ и С _БЛ – элементы блокировочного фильтра, обеспечивающего развязку цепей постоянного и переменного токов (постоянная составляющая тока протекает через индуктивность L _БЛ, а ток высокой частоты – через конденсатор С _БЛ); Е ₀ = источник смещения, обеспечивающий выбор рабочей точки на спадающем участке ВАХ туннельного диода.

С физической точки зрения работу такого генератора можно пояснить следующим образом: за счет отрицательного дифференциального сопротивления туннельного диода в контур генератора вносится больше энергии, чем выделяется на сопротивлении нагрузки. В рассматриваемом случае это активное сопротивление колебательного контура.

Туннельный диод – маломощный полупроводниковый прибор, позволяющий генерировать колебания с мощностью, выделяемой на нагрузке порядка 20.. 30 мкВт. В ряде случаев этой мощности оказывается достаточно.

Генераторы шумовых сигналов вырабатывают флюктуационные напряжения с определенными вероятностными характеристиками. Структурная схема шумового генератора приведена на рис.24.6.

Задающий генератор, как основная часть схемы, формирует флуктуационный шум с равномерной спектральной плотностью в широком диапазоне частот. В качестве источника шума, как правило, используется нагретый до определенной и постоянной температуры проволочный резистор, тепловой шум которого удовлетворяет требованиям вероятностных характеристик. В генераторах шума также используются ФЭУ, газоразрядные трубки, шумовые диоды и др.

Преобразователи шумовых генераторов могут включать фильтры, ограничители, генераторы перестраиваемой частоты. Их назначение – формирование (с помощью органов управления генератора)  шума с заданными вероятностными характеристиками.

Выходным элементом генератора является калибровочный аттенюатор, обеспечивающий постоянство коэффициента деления мощности шума в рабочей полосе частот.