PIN二極管" title="PIN二極管">PIN二極管通常作為T(mén)V調(diào)諧器中的RF信號(hào)以及固定通信設(shè)備中寬帶RF的可變衰減器,。這類(lèi)二極管可以作為分立器件安裝在電路板上,，或集成到混合GaAs模塊,。在高頻段,，PIN二極管的正向電阻隨著流過(guò)結(jié)電流增加而減小(圖1)。
圖1. 典型PIN二極管電阻與正向電流的關(guān)系
PIN二極管衰減器可采用串聯(lián)或并聯(lián)配置結(jié)構(gòu),。串聯(lián)衰減器(圖2a)通常需要二極管的電流為10mA至20mA,。其衰減量為：
20log(1 + RPIN / 2Z0)(單位dB)
對(duì)于并聯(lián)衰減器(圖2b)，要求的偏置電流通常為2mA至3mA,。并聯(lián)衰減器的衰減量為：
20log(1 + Z0 / 2RPIN)(單位dB)
圖2. RF信號(hào)通過(guò)串聯(lián)(a)或并聯(lián)(b)配置的PIN二極管衰減
系統(tǒng)控制器可通過(guò)調(diào)整二極管的電流改變衰減量,。
有些系統(tǒng)可能需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償(圖3)，簡(jiǎn)化電路中,，數(shù)字電位器IC建立固定或可調(diào)偏置電平,，熱敏電阻提供溫度輸入。這兩個(gè)輸入連接到運(yùn)算放大器,，產(chǎn)生的輸出通過(guò)一個(gè)電阻驅(qū)動(dòng)PIN二極管,。
圖3. PIN二極管簡(jiǎn)化偏置電路
上述電路的實(shí)現(xiàn)并非電路圖那么簡(jiǎn)單。熱敏電阻的響應(yīng)必須和PIN二極管匹配,，同時(shí)偏置電流的變化將改變PIN二極管的正向直流電壓，進(jìn)而引起偏置電流的非線性,。還可以采用電壓輸出DAC" title="DAC">DAC替代熱敏電阻和數(shù)字電位器,，對(duì)電路進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償，但這一方法無(wú)法消除二極管正向電壓的影響,。更理想的辦法是采用電流源DAC (理想方案參考附錄),。
圖4電路還包括正交匹配并聯(lián)衰減器和一對(duì)由DAC輸出驅(qū)動(dòng)的匹配PIN二極管,。環(huán)境溫度通過(guò)連接到主機(jī)微控制器的模擬或數(shù)字傳感器進(jìn)行測(cè)量，其中主機(jī)微控制器通過(guò)查找表(LUT)或算法進(jìn)行溫度補(bǔ)償,。期望的衰減通過(guò)LUT或算法對(duì)DAC進(jìn)行設(shè)置,，從而給出了所需的PIN電流。PIN二極管的電流僅通過(guò)DAC設(shè)置,，與二極管的正向電壓以及線路中的其它任何直流阻抗無(wú)關(guān),。
圖4. RF衰減" title="RF衰減">RF衰減器受電流輸出DAC (MAX5548或MAX5550)驅(qū)動(dòng)，
通過(guò)根據(jù)主機(jī)處理器的校準(zhǔn)信號(hào)調(diào)整輸出電流,，從而進(jìn)行溫度補(bǔ)償,。
輸出濾波器
對(duì)于帶有RF隔離電感和電容(用于消除不需要的直流成分)的電路，在超過(guò)100nH的串聯(lián)電感以及10nF的對(duì)地電容的情況下,，輸出仍然能夠保持穩(wěn)定,。電流輸出相對(duì)電壓輸出有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，如果壓降在DAC輸出電壓范圍以?xún)?nèi),，則濾波器所引入的串聯(lián)電阻不會(huì)影響到精度,。
附錄—DAC范例
MAX5548/MAX5550是一款內(nèi)置電流源輸出的雙通道8/10位DAC，電壓范圍可達(dá)4V,，輸出電流可達(dá)30mA,。兩路輸出均可源出高達(dá)30mA的電流，并且可以并聯(lián)用于高達(dá)60mA的大電流電路,。該系列器件可工作在+2.7V至+5.25V的單電源電壓下,，正常工作模式下每DAC通常消耗1.5mA的電源電流，而在關(guān)斷模式下則低于1µA,。關(guān)斷模式下,，輸出漏電流最大僅為±1µA。
為了保證高精度和低噪聲性能,，每個(gè)IC均帶有+1.25V的帶隙基準(zhǔn)以及一個(gè)控制放大器,。還可以選擇連接外部基準(zhǔn)(REFIN)，以提高增益精度,。器件兼容I²C以及SPI串行接口,，可通過(guò)引腳選擇。SPI模式下,，器件可以連接成菊鏈方式,，從而節(jié)省處理器I/O引腳；而對(duì)于I²C接口,，則提供四路引腳可選擇的地址,。軟件以及各路輸出所對(duì)應(yīng)的外部電阻確定可編程輸出電流的最大值。