變?nèi)荻O管主要用于射頻電路中,,通過(guò)調(diào)節(jié)電壓提供可變的電容。這種二極管通常用于電路調(diào)節(jié),例如無(wú)線應(yīng)用中,,無(wú)線麥克風(fēng)和收音機(jī)中使用的射頻振蕩器和濾波器。電路設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)了解使用非易失數(shù)模轉(zhuǎn)換器為變?nèi)荻O管(作用相當(dāng)于電壓控制的電容器)提供偏置電壓的好處。
變?nèi)荻O管在反向偏置電壓下運(yùn)行,,會(huì)在PN結(jié)附近形成耗盡區(qū)(depletion zone),。改變反向偏置的水平,就能改變耗盡區(qū)的厚度,,從而影響二極管的有效電容,。電壓增加,電容就相應(yīng)減小,。
變?nèi)荻O管有指定的標(biāo)稱電容值,,以及最高最低電壓水平控制的電容范圍。提升偏置電壓范圍就能提升可用電容范圍,,但設(shè)計(jì)師也可以通過(guò)采用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)更高的電容-電壓比,。
實(shí)現(xiàn)可變偏置電壓的一個(gè)方便的辦法就是使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。大多數(shù)DAC的輸出電壓范圍都在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(yùn)算放大器可以利用普通5.5V DAC,,實(shí)現(xiàn)輸出電壓的電平漂移,。
使用DAC的確會(huì)帶來(lái)潛在的誤差??勺冸娙輹?huì)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制器控制DAC輸出電壓時(shí)產(chǎn)生,。應(yīng)該考慮的最主要的誤差來(lái)源包括可變電容的非線性度,、補(bǔ)償誤差和DAC積分非線性度(INL)。
系統(tǒng)天線可能成為噪聲源,,由此引起的電壓會(huì)帶來(lái)RF射頻調(diào)制,。圖中表明,電壓控制振蕩器的LC電感電容槽電路部分,。這種電路可以讓之前提到的無(wú)線麥克風(fēng)或收音機(jī)實(shí)現(xiàn)FM調(diào)制,。
這里,背對(duì)背的可變電容配置可以讓RF調(diào)制的影響降到最低,。如果輸入可變信號(hào),,一個(gè)二極管的偏置就會(huì)增加而另一個(gè)的會(huì)減少,以保持整體電容不變,。要注意兩個(gè)二極管是串聯(lián),,電容是原來(lái)可變電容值的一半,。
為了防止射頻信號(hào)干擾外部調(diào)節(jié)電路,偏置電壓通過(guò)隔離電阻或射頻扼流進(jìn)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(shè)備可以用于多級(jí)應(yīng)用,。另外,,四通道DAC中,三個(gè)通道可以用來(lái)隔離帶寬濾波,,過(guò)濾低頻,、中頻和高頻信號(hào);而第四個(gè)輸出可以用于電路中的其他任何電壓補(bǔ)償,,或者關(guān)掉第四個(gè)不需要使用的輸出通道,。這樣一來(lái),由于避免了設(shè)置獨(dú)立的偏置方案,,還可以節(jié)省設(shè)計(jì)空間和耗時(shí),。
有些DAC如MCP4728,還提供板載非易失性存儲(chǔ)空間,,以存儲(chǔ)配置數(shù)據(jù)如輸出電平,、信號(hào)狀態(tài)(開(kāi)/關(guān))。這使得設(shè)備可以重置或者以特定狀態(tài)開(kāi)啟,,因?yàn)榭梢源鎯?chǔ)預(yù)先編程的調(diào)諧狀態(tài),。當(dāng)預(yù)期事件或輸入出現(xiàn),或者掉電重啟的時(shí)候,,這些調(diào)諧狀態(tài)可以重新喚起,。