變容二極管驅動技巧
發布時間:2012-02-16
中心議題:
變bian容rong二er極ji管guan主zhu要yao用yong於yu射she頻pin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。
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。可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)。
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RFtiaozhideyingxiangjiangdaozuidi。ruguoshurukebianxinhao,yigeerjiguandepianzhijiuhuizengjiaerlingyigedehuijianshao,yibaochizhengtidianrongbubian。yaozhuyilianggeerjiguanshichuanlian,dianrongshiyuanlaikebiandianrongzhideyiban。
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。
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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)。這(zhe)使(shi)得(de)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)重(zhong)置(zhi)或(huo)者(zhe)以(yi)特(te)定(ding)狀(zhuang)態(tai)開(kai)啟(qi),因(yin)為(wei)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)預(yu)先(xian)編(bian)程(cheng)的(de)調(tiao)諧(xie)狀(zhuang)態(tai)。當(dang)預(yu)期(qi)事(shi)件(jian)或(huo)輸(shu)入(ru)出(chu)現(xian),或(huo)者(zhe)掉(diao)電(dian)重(zhong)啟(qi)的(de)時(shi)候(hou),這(zhe)些(xie)調(tiao)諧(xie)狀(zhuang)態(tai)可(ke)以(yi)重(zhong)新(xin)喚(huan)起(qi)。
- 變容二極管驅動技巧
- 通過調節電壓提供可變的電容
- 偏置二極管中使用DAC
變bian容rong二er極ji管guan主zhu要yao用yong於yu射she頻pin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。
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。可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)。
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RFtiaozhideyingxiangjiangdaozuidi。ruguoshurukebianxinhao,yigeerjiguandepianzhijiuhuizengjiaerlingyigedehuijianshao,yibaochizhengtidianrongbubian。yaozhuyilianggeerjiguanshichuanlian,dianrongshiyuanlaikebiandianrongzhideyiban。
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。
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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)。這(zhe)使(shi)得(de)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)重(zhong)置(zhi)或(huo)者(zhe)以(yi)特(te)定(ding)狀(zhuang)態(tai)開(kai)啟(qi),因(yin)為(wei)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)預(yu)先(xian)編(bian)程(cheng)的(de)調(tiao)諧(xie)狀(zhuang)態(tai)。當(dang)預(yu)期(qi)事(shi)件(jian)或(huo)輸(shu)入(ru)出(chu)現(xian),或(huo)者(zhe)掉(diao)電(dian)重(zhong)啟(qi)的(de)時(shi)候(hou),這(zhe)些(xie)調(tiao)諧(xie)狀(zhuang)態(tai)可(ke)以(yi)重(zhong)新(xin)喚(huan)起(qi)。
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