[发明专利]通过改变电容二极管的馈入电压来调谐谐振电路的方法

说明书

本发明涉及通过改变电容二极管的馈入电压的方法来实现对由至少一线圈、一电容器和一具有复阻抗特性的电容二极管组成的谐振电路的调谐及其应用。

由载流子在导通状态区域(导通态电容)的过饱和和耗尽层区域(耗尽层电容)的耗尽所产生的二极管的电容效应已久为人知并在技术上应用于电容二极管中。

在此方面，尤其是对于微电子电路，电容二极管的馈入电压在其反向的改变提供一种众所周知的谐振电路的调谐方法。

这里应用了耗尽层电容依赖于馈入电压的事实，并以这种方式可以控制和改变谐振电路中的总电容，从而控制和调谐其谐振频率。这一事实应用在配备于诸如接收器、滤波器及类似装置中的基于串联或并联电路的具有LC特征的所有电子谐振电路中。

众所周知，为此目的，电容二极管必须加反向偏压。谐振频率变化的极值，也就是谐振回路的调谐范围，在反方向上由最大允许反向馈压和最小偏压限定。

本发明的任务在于提供一种运用增大的调谐范围来调谐谐振电路的方法。

该任务由本发明的方法得以解决，该方法通过改变电容二极管的馈入电压来对谐振电路进行调谐，该谐振电路至少包括一个线圈、一个电容器和一个具有复阻抗特性的电容二极管，与一般的情况不同，该电容二极管在导通状态区域也被驱动。

这里，基本思想是电容二极管阻抗的虚部可以很好地近似为     IM { Z } = j [ 2 πfL - 1 2 πfC ( U D ) $]$ ]]>其中的变量为：Z——复阻抗，L——寄生电感，C(U_D)——电容二极管D的电容，它依赖于电压U_D，以及f表示信号频率。二极管电容随着复阻抗Z因互逆效应虚部电容逐渐增大而在反向的连续减小，在导通态方向上逐渐增大的电压将使电容C变得很大以致于它对复阻抗Z的影响非常小，而相应地使得电感L通过它的寄生特性，尤其是其连接电感对复阻抗产生越来越大的影响，并可能使Z变为虚电感性。

尽管早在1975年(参见“Kapazittsdioden，Schaltdioden，PIN-Dioden：Grundlagen und Anwendungen”(“电容二极管、开关二极管、PIN二极管：基本原理和应用”)，ITT Intermetall GmbH Freiburg，1975/8出版，第15页)已清楚地知道二极管，特别是电容二极管的电容和电感效应，即使专家至今为止也未曾能用这样简单的方式利用上述事实完成具有虚容性效应和虚感性效应的复阻抗元件。其原因很可能会在专家预见中发现，该预见为，电容二极管只是在以反向状态用于谐振电路中才是有意义的，而它们在导通状态区域与标准二极管等同的效应的提及只是为了科学说明的完整，但从未有过与它在谐振回路中的应用有关的情况。

本发明的优点一方面在于显著增大了谐振电路的调谐范围，另一方面在于其实现方式的简单。后者使它可以用在几乎所有的具有谐振电路特性的电子电路(无论是串联或并联电路)、双T桥路，以及滤波电路、谐振器及类似装置中，在这些应用中，电容二极管被用作基本元件。

在几乎所有电路中，用于驱动电容二极管的现在应用的双极馈入电压可用简单的方式获得。

按照本发明的谐振电路调谐方法可用在用于高频信号接收的可调接收器(调谐器)中，特别是可用于卫星调谐器，其中可接收频率的调谐范围被明显拓宽。这一应用被证明是特别有益的，因为随着传播通讯信号、图像数据的无线电应用的不断发展，必须开发新的频带，而这样一种极为简单的解决方式可以降低花费而极具竞争力。这种方法可以不用任何附加的复杂而昂贵的元件，尤其是电容二极管，来实现这些新频带。

下面参考附图利用实施例进一步解释本发明。