РЕЗОНАНСНИЙ ГЕНЕРАТОР ІМПУЛЬСІВ НА ОСНОВІ ДІОДА

Анотація

Забезпечення якісного зберігання зерна є важливим завданням агропромислового комплексу, оскільки патогенні мікроорганізми, комахи та інші шкідники можуть значно впливати на його якість і спричиняти значні втрати. Традиційні методи знезараження, такі як хімічна обробка або термічний вплив, мають низку недоліків, зокрема можливість залишкових хімічних сполук або теплового пошкодження зерна. У зв’язку з цим перспективним напрямом є використання електромагнітних імпульсів високої частоти, що дозволяють ефективно знищувати патогени без шкоди для продукту. У цій роботі розглядається розробка резонансного генератора імпульсів на основі діода як основного нелінійного елемента, що дозволяє генерувати імпульси високої частоти та амплітуди. Досліджується застосування напівпровідникових діодів із негативним диференціальним опором (тунельних та Ганн-діодів), які здатні підтримувати автоколивання у резонансному коливальному контурі. Це дозволяє створювати ефективні електромагнітні імпульси для використання в технологіях знезараження зерна та інших аграрних процесах. У роботі проведено математичне моделювання роботи резонансного генератора, яке враховує його електро-фізичні характеристики, взаємодію елементів коливального контуру (індуктивності, ємності) та нелінійні властивості діода. Запропоновано диференціальне рівняння, що описує динаміку генерації імпульсів у такій системі. Використано чисельні методи розв’язку, зокрема метод Рунге-Кутти, для аналізу поведінки струму та напруги в контурі. Результати моделювання показують, що такий генератор забезпечує стабільну генерацію імпульсів із заданими параметрами. Аналіз часових та спектральних характеристик сигналу підтвердив ефективність використання діода як нелінійного елемента для підтримки автоколивань. Крім того, отримані графіки струму та напруги в контурі свідчать про можливість практичного використання такої системи у високочастотних застосуваннях, зокрема для знезараження зерна. Запропонована модель може бути використана для подальших досліджень та оптимізації параметрів генератора імпульсів. Використання таких пристроїв у сільському господарстві відкриває нові можливості для екологічно чистого знезараження продукції без використання хімічних реагентів, що робить їх привабливими для агропромислових підприємств.