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变容二极管驱动技巧

变容二极管驱动技巧 2011年12月25日 来源： 变容二极管主要用于射频电路中，通过调节电压提供可变的电容。这种二极管通常用于电路调节，例如无线应用中，无线麦克风和收音机中使用的射频振荡器和滤波器。电路设计师应当了解使用非易失数模转换器为变容二极管(作用相当于电压控制的电容器)提供偏置电压的好处。变容二极管在反向偏置电压下运行，会在PN结附近形成耗尽区(depletion zone)。改变反向偏置的水平，就能改变耗尽区的厚度，从而影响二极管的有效电容。电压增加，电容就相应减小。变容二极管有指定的标称电容值，以及最高最低电压水平控制的电容范围。提升偏置电压范围就能提升可用电容范围，但设计师也可以通过采用变容二极管实现更高的电容-电压比。实现可变偏置电压的一个方便的办法就是使用数模转换器(DAC)。大多数DAC的输出电压范围都在0V到+5.5V之间。如果需要更高的电压偏置，就要用更高电压的DAC。然而，在非逆变配置下，使用低成本，高电压的运算放大器可以利用普通5.5V DAC，实现输出电压的电平漂移。使用DAC的确会带来潜在的误差。可变电容会受到任何形式的偏置电压幅度变化的影响，造成电容漂移。确定误差也有可能在使用微控制器控制DAC输出电压时产生。应该考虑的最主要的误差来源包括可变电容的非线性度、补偿误差和DAC积分非线性度(INL)。系统天线可能成为噪声源，由此引起的电压会带来RF射频调制。图中表明，电压控制振荡器的LC电感电容槽电路部分。这种电路可以让之前提到的无线麦克风或收音机实现FM调制。

这里，背对背的可变电容配置可以让RF调制的影响降到最低。如果输入可变信号，一个二极管的偏置就会增加而另一个的会减少，以保持整体电容不变。要注意两个二极管是串联，电容是原来可变电容值的一半。为了防止射频信号干扰外部调节电路，偏置电压通过隔离电阻或射频扼流进行回馈。在偏置二极管中使用DAC也有其他好处。例如，多输入通道的DAC设备可以用于多级应用。另外，四通道DAC中，三个通道可以用来隔离带宽滤波，过滤低频、中频和高频信号；而第四个输出可以用于电路中的其他任何电压补偿，或者关掉第四个不需要使用的输出通道。这样一来，由于避免了设置独立的偏置方案，还可以节省设计空间和耗时。有些DAC如MCP4728，还提供板载非易失性存储空间，以存储配置数据如输出电平、信号状态(开/关)。这使得设备可以重置或者以特定状态开启，因为可以存储预先编程的调谐状态。当预期事件或输入出现，或者掉电重启的时候，这些调谐状态可以重新唤起。(end)

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