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變容二極管是電子可變電容。換句話(huà)說(shuō)，變容二極管表現出來(lái)的電容是反偏電勢的函數。這種現象導致了變容二極管在一些需要考慮電容因素的場(chǎng)合的幾種常見(jiàn)應用。圖1為一個(gè)典型的變容二極管調諧的lc振蕩電路。電路耦合電感l2，的作用是當振蕩電路被當作射頻放大器使用時(shí)，將射頻信號輸人到振蕩電路。主要的 lc振蕩電路包括主電感l1，和電容c1與cr1的串聯(lián)電容。除此之外，還要考慮廣泛存在于電子線(xiàn)路的雜散電容cs。隔直電容和串聯(lián)電阻的功能前面已經(jīng)介紹過(guò)了。電容c2的作用是對調諧電壓vin，進(jìn)行濾波。 變容二極管的調諧電路 因為lc調諧的振蕩電路的諧振頻率是lc的函數，我們發(fā)現振蕩電路的最大與最小諧振頻率之比隨著(zhù)電容比的平方根變化。此處電容比是指反偏電壓最小時(shí)的電容與反偏電壓最大時(shí)的電容之比。因而，電路的調諧特征曲線(xiàn)(偏壓一諧振頻率)基本上是一條拋物線(xiàn)。 變容二極管是一種利用半導體二PN結電容隨外加反向偏壓變化而變化的原理制成的半導體二極管。容二極管通常替代可變電容，應用在調諧器中。只要改變加在變容二極管上的反向偏壓，就可改烴調諧器的諧振頻率，因此這種調諧器被稱(chēng)為電調諧器。電調諧器業(yè)已發(fā)展到鎖相環(huán)頻率合成調諧、存儲調諧等新一代調諧器，使接收機的調諧方式提高到一個(gè)新的水平。 變容二極管等效電路與參數 變容二極管工作在反向偏壓下。變容二極管的符號如圖1(a)所示。變容二極管的等效電路如圖1(b)所示。Cj為結電容，Cj≈Cd，Cd為變容二極管的總電容(包括結電容、外殼電容和其經(jīng)分布電容)。Rs為變容二極管的等效串聯(lián)電阻(包括接線(xiàn)電阻、引線(xiàn)電阻及PN結電阻)。Ls為引線(xiàn)電感。變容二極管有四個(gè)基本參量，即結電容Cj，電容變化比，串聯(lián)電阻Rs和擊穿電壓。復容二極管的結電容隨所加負偏壓而變化：結電容在零偏壓時(shí)最大，在臨近穿擊時(shí)最小。變容二極管的典型特性曲線(xiàn)如圖1(c)所示，圖中Vd為反向偏壓，Cd為結電容。變容二極管在零偏壓時(shí)的結電容與在擊穿電壓時(shí)的結電容之比稱(chēng)為電容變化比。為使間諧頻率范圍較大，電容電壓比應大了。串聯(lián)電阻Rs會(huì )使變容二極管產(chǎn)生損耗，這種損耗越大，變容二極管的質(zhì)量越差，因此，Rs越小越好。變容二極管擊穿電壓較高，一般15～90V。 變容二極管主要用于調諧、限幅、開(kāi)關(guān)、倍頻等電路，如目前彩電大量使用的電子調諧器中就使用了變容二極管。變容二極管如用于收音機則可解決故障率較高的收音機調諧機構問(wèn)題。 電調諧回路 由變容二極管組成的基本調諧回路如圖2(a)所示。改變外加偏壓Vd，即可改變結電容，進(jìn)而使調諧回路的諧振頻率發(fā)生變化。變容二極管結電容會(huì )隨強度變化而變化，其溫度系數約為0.03～0.05%/℃，這在要求高的接收機中使用可能會(huì )產(chǎn)生失調及頻率漂移。因此，將兩個(gè)變容二極管反相串聯(lián)后使用(見(jiàn)圖 2(b))，可使失調降低15～20dB。另外，也可用一個(gè)硅二極管與之串聯(lián)后進(jìn)行溫度補償，可使溫度系數下降至±0.005%/℃的范圍內，性能已優(yōu)于 LC調諧回路。 傳統的直接檢波式收音機的方框圖如圖3(a)所示。這種收音機中的使用由電感及可變電容組成的LC調諧回路，可變電容使用日久后，在灰塵、靜電等因素的影響下，會(huì )使調諧電臺時(shí)經(jīng)常有“咔唰咔唰”的噪聲，令人討厭。另外，為了直觀(guān)地指示出收聽(tīng)的頻率，還要使用復雜的易出故障的接線(xiàn)機構。用變容二極管來(lái)取代 LC調諧回路中的可變就能克服以上缺點(diǎn)，而且還具有安裝容易、分布參數影響小、容易實(shí)現調諧數字化與智能化其優(yōu)點(diǎn)。采用變容二極管進(jìn)行調諧的直接檢波式收音機方框圖如圖3(b)所示。電位器W用來(lái)改變調諧電壓。調諧電壓經(jīng)電阻R后加至變容二極管DC1上。通過(guò)改變調諧電壓改變DC1的結電容，即可改變調諧頻率。R為隔離電阻，防止調諧回路對地或Vcc短路，一般取值為10kΩ～1MΩ。C為隔直電容，一般可取0.01μF～0.47μF。 采用變容二極管的簡(jiǎn)易電調諧中波收音機如圖4所示。變容二極管DC1與天線(xiàn)線(xiàn)圈電感L1共同組成輸入調諧回路。W1～W4組成頻調電位器，由其向變容二極管提供工作偏壓。S1～S4為四位互鎖式按鍵開(kāi)關(guān)。調諧回路選出的電臺信號經(jīng)集成電路LM386N內部檢波放大后，推動(dòng)揚聲器SP發(fā)聲。 |
