使用數模轉換器為變容二極管提供偏置電壓的好處
發布時間:2013-01-12 責任編輯:easonxu
【導讀】變容二極管在反向偏置電壓下運行,會在PN結附近形成耗盡區,變反向偏置的水平,就能改變耗盡區的厚度,從而影響二極管的有效電容。
變容二極管主要用於射頻電dian路lu中zhong,通tong過guo調tiao節jie電dian壓ya提ti供gong可ke變bian的de電dian容rong。這zhe種zhong二er極ji管guan通tong常chang用yong於yu電dian路lu調tiao節jie,例li如ru無wu線xian應ying用yong中zhong,無wu線xian麥mai克ke風feng和he收shou音yin機ji中zhong使shi用yong的de射she頻pin振zhen蕩dang器qi和he濾lv波bo器qi。電dian路lu設she計ji師shi應ying當dang了le解jie使shi用yong非fei易yi失shi數shu模mo轉zhuan換huan器qi為wei變bian容rong二er極ji管guan(作用相當於電壓控製的電容器)提供偏置電壓的好處。
變容二極管在反向偏置電壓下運行,會在PN結附近形成耗盡區(depletion zone)。改變反向偏置的水平,就能改變耗盡區的厚度,從而影響二極管的有效電容。電壓增加,電容就相應減小。

圖1:變容二極管運用
變bian容rong二er極ji管guan有you指zhi定ding的de標biao稱cheng電dian容rong值zhi,以yi及ji最zui高gao最zui低di電dian壓ya水shui平ping控kong製zhi的de電dian容rong範fan圍wei。提ti升sheng偏pian置zhi電dian壓ya範fan圍wei就jiu能neng提ti升sheng可ke用yong電dian容rong範fan圍wei,但dan設she計ji師shi也ye可ke以yi通tong過guo采cai用yong變bian容rong二er極ji管guan實shi現xian更geng高gao的de電dian容rong-電壓比。
實現可變偏置電壓的一個方便的辦法就是使用數模轉換器(DAC)。大多數DAC的輸出電壓範圍都在0V到+5.5V之間。如果需要更高的電壓偏置,就要用更高電壓的DAC。然而,在非逆變配置下,使用低成本,高電壓的運算放大器可以利用普通5.5V DAC,實現輸出電壓的電平漂移。
使用DAC的確會帶來潛在的誤差,變電容會受到任何形式的偏置電壓幅度變化的影響,造成電容漂移。確定誤差也有可能在使用微控製器控製DAC輸出電壓時產生。應該考慮的最主要的誤差來源包括可變電容的非線性度、補償誤差和DAC積分非線性度(INL)。
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係統天線可能成為噪聲源,由此引起的電壓會帶來RF射頻調製。圖中表明,電壓控製振蕩器的LC電感電容槽電路部分。這種電路可以讓之前提到的無線麥克風或收音機實現FM調製。這裏,背對背的可變電容配置可以讓RF調tiao製zhi的de影ying響xiang降jiang到dao最zui低di。如ru果guo輸shu入ru可ke變bian信xin號hao,一yi個ge二er極ji管guan的de偏pian置zhi就jiu會hui增zeng加jia而er另ling一yi個ge的de會hui減jian少shao,以yi保bao持chi整zheng體ti電dian容rong不bu變bian。要yao注zhu意yi兩liang個ge二er極ji管guan是shi串chuan聯lian,電dian容rong是shi原yuan來lai可ke變bian電dian容rong值zhi的de一yi半ban。
為了防止射頻信號幹擾外部調節電路,偏置電壓通過隔離電阻或射頻扼流進行回饋。
在偏置二極管中使用DAC也有其他好處。例如,多輸入通道的DAC設備可以用於多級應用。另外,四通道DAC中,三個通道可以用來隔離帶寬濾波,過濾低頻、中頻和高頻信號;而(er)第(di)四(si)個(ge)輸(shu)出(chu)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)其(qi)他(ta)任(ren)何(he)電(dian)壓(ya)補(bu)償(chang),或(huo)者(zhe)關(guan)掉(diao)第(di)四(si)個(ge)不(bu)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)的(de)輸(shu)出(chu)通(tong)道(dao)。這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai),由(you)於(yu)避(bi)免(mian)了(le)設(she)置(zhi)獨(du)立(li)的(de)偏(pian)置(zhi)方(fang)案(an),還(hai)可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)設(she)計(ji)空(kong)間(jian)和(he)耗(hao)時(shi)。
有些DAC如MCP4728,還提供板載非易失性存儲空間,以存儲配置數據如輸出電平、信號狀態(開/關)。zheshideshebeikeyizhongzhihuozheyitedingzhuangtaikaiqi,yinweikeyicunchuyuxianbianchengdetiaoxiezhuangtai。dangyuqishijianhuoshuruchuxian,huozhediaodianzhongqideshihou,zhexietiaoxiezhuangtaikeyizhongxinhuanqi。
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