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PIN二極管通常作為TV調(diào)諧器中的RF信號以及固定通信設(shè)備中寬帶RF的可變衰減器。這類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結(jié)電流增加而減小(圖1)。 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) 系統(tǒng)控制器可通過調(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。這兩個輸入連接到運算放大器，產(chǎn)生的輸出通過一個電阻驅(qū)動PIN二極管。 上述電路的實現(xiàn)并非電路圖那么簡單。熱敏電阻的響應(yīng)必須和PIN二極管匹配，同時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替代熱敏電阻和數(shù)字電位器，對電路進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償，但這一方法無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)衰減器和一對由DAC輸出驅(qū)動的匹配PIN二極管。環(huán)境溫度通過連接到主機(jī)微控制器的模擬或數(shù)字傳感器進(jìn)行測量，其中主機(jī)微控制器通過查找表(LUT)或算法進(jìn)行溫度補(bǔ)償。期望的衰減通過LUT或算法對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關(guān)。 輸出濾波器 對于帶有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100nH的串聯(lián)電感以及10nF的對地電容的情況下，輸出仍然能夠保持穩(wěn)定。電流輸出相對電壓輸出有一個優(yōu)點在于，如果壓降在DAC輸出電壓范圍以內(nèi)，則濾波器所引入的串聯(lián)電阻不會影響到精度。 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IC均帶有+1.25V的帶隙基準(zhǔn)以及一個控制放大器。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應(yīng)的外部電阻確定可編程輸出電流的最大值。 |
