在射频电子电路中使用变容二极管有很多方面。变容二极管电路的配置可能会影响其运行,一些微小的变化会导致性能的重大差异。
鉴于射频电路并不总是容易优化,因此有必要确保变容二极管采用驱动变容二极管的最佳方法以及最成功的基本电路。
驱动变容二极管
变容二极管要求反向偏置施加在二极管上,而不影响其所属的调谐电路的运行。必须注意将偏置电压与调谐电路隔离,以免影响射频性能。
下面所示的典型压控振荡器电路显示了变容二极管通常包含在电路中的方式。
通常,阴极接地或以直流共电位运行。然后,另一端可以施加偏置电位。偏置电路需要隔离来自调谐电路的射频信号,以防止性能下降。
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压控振荡器电路
在该电路中,使用两个二极管。一个直接接地,但第二个通过直流电流路径通过电感器接地电压。以这种方式使用两个二极管可以更好地平衡由射频振荡本身引起的变化。该电路克服了RF调制调谐电压的问题。这种影响被抵消了 – 随着射频电压的升高,一个二极管上的电容将增加,另一个二极管上的电容将减小。背靠背配置也会使单个二极管的电容减半,因为两个二极管的电容相互串联。还应该记住,串联电阻将加倍,这将影响 Q。
如果需要,可以用单个电容器代替D1。如果不这样做,则控制电压将有一个直流路径通过电感器接地,电路将无法工作。
控制电压需要施加到两个二极管的结点上。电阻器或电感器可用于此目的,因为二极管在反向偏置下工作并具有高直流电阻。
电感器在某些情况下可以很好地工作,因为它们为偏置提供了低电阻路径。但是,它们可能会引入杂散电感,在某些情况下,当用于振荡器时,它们可能会导致发生杂散振荡。也可以使用电阻器。电阻必须足够高,以便在不降低 Q 值的情况下将偏置电路与调谐电路隔离。它们还必须足够低,以控制二极管上的偏置,以对抗射频通过二极管的影响。10 kΩ 的值通常是一个很好的起点。
使用变容二极管设计电路时,必须注意确保二极管不会正向偏置。有时,特别是在使用低水平反向偏置时,电路RF部分的信号在周期的某些部分可能足以克服偏置并驱动二极管进行正向导通。这会导致产生杂散信号和其他令人讨厌的不良影响。