DS1851變?nèi)荻O管溫度補償

DS1851為雙通道8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），還包含雙通道獨立40字節(jié)查找表（LUT）和內(nèi)部數(shù)字溫度傳感器。其最初的應用是激光（VCSEL）驅(qū)動器中使用的偏置電路的溫度補償。本應用簡報介紹如何使用此模數(shù)轉(zhuǎn)換器在變?nèi)?a target="_blank">二極管（RF電路中常用的可變電容器）中提供相同類型的溫度補償。

變?nèi)荻O管特性

變?nèi)荻O管是在反向偏置變化時電容變化較大的二極管。變?nèi)荻O管的電容隨著反向偏置的增加而減小。電容變化比大于5的情況并不少見。典型變?nèi)荻O管電壓電容特性見圖1。

圖1.典型變?nèi)荻O管電壓電容特性。

能夠用控制電壓改變電容非常有用，尤其是在射頻（RF）應用中。變?nèi)荻O管可用于調(diào)整系統(tǒng)的增益和相位對齊，也常用于壓控振蕩器（VCO）應用。

變?nèi)荻O管表現(xiàn)出較大的正溫度系數(shù)。溫度系數(shù)也隨施加的反向電壓而變化。溫度系數(shù)可以在 100 PPM/°C [百萬分之一 （PPM）/攝氏度 （C）] 到 1200 PPM/°C 以上之間變化。 典型變?nèi)荻O管電容溫度系數(shù)特性見圖2。

圖2.典型變?nèi)荻O管電容溫度系數(shù)特性。

在大多數(shù)封閉應用中，變?nèi)荻O管表現(xiàn)出的大溫度系數(shù)并不是主要問題，但在性能至關(guān)重要的開環(huán)系統(tǒng)中，可能需要調(diào)整反向偏置電壓以考慮電容隨溫度的變化漂移。本應用筆記介紹了DS1851如何在整個溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)反向偏置電壓，以保持恒定的變?nèi)荻O管電容。

使用DS1851補償變?nèi)荻O管電容隨溫度的變化漂移

DS1851為雙通道8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），內(nèi)置雙通道獨立40字節(jié)查找表（LUT）和內(nèi)部數(shù)字溫度傳感器。溫度傳感器在-4°C至+40°C的溫度范圍內(nèi)以95°C為增量指向LUT中的每個位置。 通過這種方式，LUT可以在任何溫度下為每個DAC分配一個唯一值，以匹配特定的溫度系數(shù)。

圖3所示為DS1851如何設(shè)置變?nèi)荻O管的電容，并補償溫度系數(shù)。由于變?nèi)荻O管具有正溫度系數(shù)，并且電容隨反向偏置的增加而減小，因此DS1851中的LUT需要設(shè)置為較高溫度時增加的值和較低溫度下的減小值。

DS1851中的每個DAC相鄰步進對應于一個3906 ppm的上行或下行步進。與變?nèi)荻O管溫度系數(shù)相匹配的DAC步進速率可通過以下公式計算：

DAC 步進速率 = 3906 PPM / [4°C x 變?nèi)荻O管溫度系數(shù) （PPM/°C）]

例如，如果對于特定的反向偏置設(shè)置，變?nèi)荻O管的溫度系數(shù)為600 ppm/°C，則需要對LUT進行編程，以每1.63個位置增加和減少DAC步進，以匹配變?nèi)荻O管溫度系數(shù)。這可以通過在 5 字節(jié)范圍（8 字節(jié)/8 字節(jié) = 5.1）上編程 6 個遞增/遞減值來實現(xiàn)。

圖3.DS1851變?nèi)荻O管溫度補償電路

審核編輯：郭婷