DS1851变容二极管温度补偿

DS1851为双通道8位数模转换器（DAC），还包含双通道独立40字节查找表（LUT）和内部数字温度传感器。其最初的应用是激光（VCSEL）驱动器中使用的偏置电路的温度补偿。本应用简报介绍如何使用此模数转换器在变容二极管（RF电路中常用的可变电容器）中提供相同类型的温度补偿。

变容二极管特性

变容二极管是在反向偏置变化时电容变化较大的二极管。变容二极管的电容随着反向偏置的增加而减小。电容变化比大于5的情况并不少见。典型变容二极管电压电容特性见图1。

图1.典型变容二极管电压电容特性。

能够用控制电压改变电容非常有用，尤其是在射频（RF）应用中。变容二极管可用于调整系统的增益和相位对齐，也常用于压控振荡器（VCO）应用。

变容二极管表现出较大的正温度系数。温度系数也随施加的反向电压而变化。温度系数可以在 100 PPM/°C [百万分之一 （PPM）/摄氏度 （C）] 到 1200 PPM/°C 以上之间变化。 典型变容二极管电容温度系数特性见图2。

图2.典型变容二极管电容温度系数特性。

在大多数封闭应用中，变容二极管表现出的大温度系数并不是主要问题，但在性能至关重要的开环系统中，可能需要调整反向偏置电压以考虑电容随温度的变化漂移。本应用笔记介绍了DS1851如何在整个温度范围内调节反向偏置电压，以保持恒定的变容二极管电容。

使用DS1851补偿变容二极管电容随温度的变化漂移

DS1851为双通道8位数模转换器（DAC），内置双通道独立40字节查找表（LUT）和内部数字温度传感器。温度传感器在-4°C至+40°C的温度范围内以95°C为增量指向LUT中的每个位置。 通过这种方式，LUT可以在任何温度下为每个DAC分配一个唯一值，以匹配特定的温度系数。

图3所示为DS1851如何设置变容二极管的电容，并补偿温度系数。由于变容二极管具有正温度系数，并且电容随反向偏置的增加而减小，因此DS1851中的LUT需要设置为较高温度时增加的值和较低温度下的减小值。

DS1851中的每个DAC相邻步进对应于一个3906 ppm的上行或下行步进。与变容二极管温度系数相匹配的DAC步进速率可通过以下公式计算：

DAC 步进速率 = 3906 PPM / [4°C x 变容二极管温度系数 （PPM/°C）]

例如，如果对于特定的反向偏置设置，变容二极管的温度系数为600 ppm/°C，则需要对LUT进行编程，以每1.63个位置增加和减少DAC步进，以匹配变容二极管温度系数。这可以通过在 5 字节范围（8 字节/8 字节 = 5.1）上编程 6 个递增/递减值来实现。

图3.DS1851变容二极管温度补偿电路

审核编辑：郭婷