CN109390153B - 一种基于数字电路驱动的高速可变电容 - Google Patents

一种基于数字电路驱动的高速可变电容 Download PDF

Info

Publication number
CN109390153B
CN109390153B CN201811213800.6A CN201811213800A CN109390153B CN 109390153 B CN109390153 B CN 109390153B CN 201811213800 A CN201811213800 A CN 201811213800A CN 109390153 B CN109390153 B CN 109390153B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
converter
variable capacitor
solid
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811213800.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109390153A (zh
Inventor
李光健
周航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority to CN201811213800.6A priority Critical patent/CN109390153B/zh
Publication of CN109390153A publication Critical patent/CN109390153A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109390153B publication Critical patent/CN109390153B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G7/00—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于数字电路驱动的高速可变电容，包括多个电容单元以及位数与电容单元数量对应的AD转换器；多个所述电容单元并联设置，电容单元包括串联的电容元件和固态继电器，各固态继电器分别连接AD转换器的一个输出端，AD转换器的输入端连接有模拟输入引脚，用于输入模拟信号，输入的模拟信号经AD转换器后转换为多位数字信号，多位数字信号分别控制各固态继电器的通断，通过固态继电器的通断控制电容单元工作数量，实现不同的电容输出。本发明高速可变电容解决了传统机械式真空可变电容操作时间长的问题，可用于对可变电容变化速度要求较高的电路及设备，同时全固态设计可以提高系统可靠性。

Description

一种基于数字电路驱动的高速可变电容
技术领域
本发明涉及领域，尤其涉及一种基于数字电路驱动的高速可变电容，可用于半导体大功率设备、高速匹配器和匹配网络、各类调谐电路等，并且可以替代部分传统的真空可变电容。
背景技术
目前国内半导体行业发展较快，射频电源的应用日益广泛，射频电源对输出功率的匹配速度要求越来越高，目前匹配器中可变电容多数以电机机械驱动的真空可变电容为主，通过改变极片之间的有效面积改变电容值，而机械驱动受到电机启动速度、材料特性等影响，变化速度较慢，相比固态电子元器件，电机、联轴器等动力装置的抗震性能较差，导致可变电容可靠性较低，电容值变化速度无法满足需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于数字电路驱动的高速、高可靠性的可变电容。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种基于数字电路驱动的高速可变电容，包括可变电容的正输出引脚和负输出引脚，还包括多个电容单元以及位数与电容单元数量对应的AD转换器；多个所述电容单元并联设置，且电容单元一端并联后与所述正输出引脚连接，电容单元一端并联后与所述负输出引脚连接；所述电容单元包括串联的电容元件和固态继电器，各固态继电器分别连接所述AD转换器的一个输出端，AD转换器的输入端连接有模拟输入引脚，用于输入模拟信号，输入的模拟信号经AD转换器后转换为多位数字信号，多位数字信号分别控制各固态继电器的通断，通过固态继电器的通断控制电容单元工作数量，实现不同的电容输出；所述AD转换器的电源接口连接有电源引脚，所述AD转换器的接地端口连接有接地引脚。
作为本方案的一种优选，所述固态继电器可以替代为三极管、高压PN管、MOS管或绝缘栅双极型晶体管。
本发明的有益效果是：
1、本发明高速可变电容解决了传统机械式真空可变电容操作时间长的问题，可用于对可变电容变化速度要求较高的电路及设备，同时全固态设计可以提高系统可靠性。
2、本发明通过输入模拟电压改变电容值，精度≤1pF，电容值可变范围内的变化时间少于500us，抗震性能在10g以上。
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种基于数字电路驱动的高速可变电容，包括可变电容的正输出引脚和负输出引脚，还包括n个电容单元以及位数与电容单元数量对应的n位AD转换器；多个所述电容单元并联设置，且电容单元一端并联后与所述正输出引脚连接，电容单元一端并联后与所述负输出引脚连接；所述电容单元包括串联的电容元件C1、C2、C3……Cn和固态继电器SSR1、SSR2、SSR3……SSRn，各固态继电器SSR1、SSR2、SSR3……SSRn分别连接所述AD转换器的一个输出端D1、D2、D3……Dn，AD转换器的输入端AN1连接有模拟输入引脚，用于输入模拟信号，输入的模拟信号经AD转换器后转换为多位数字信号，多位数字信号分别控制各固态继电器的通断，通过固态继电器的通断控制电容单元工作数量，实现不同的电容输出；所述AD转换器的电源接口VCC连接有电源引脚，所述AD转换器的接地端口GND连接有接地引脚。
所述高速可变电容输出的电容值为：
C=SSR1×C1+SSR2×C2+SSR3×C3+…+SSRn×Cn
若电容元件C1的电容值与其精度值相同，则数值计为单位1，即2^0，电容元件C2的电容值是其精度值的两倍，即2^1，以此类推，电容元件Cn的电容值是其精度值的n倍，即2^（n-1）；输入的模拟电压信号由AD转换器转换为n位二进制数字信号，因此输出电容值C为：
C= SSR1×2^0+SSR2×2^1+ SSR3×2^2…+SSRn×2^（n-1）
上式即为二进制与十进制的转换公式，通过调节模拟电压信号即可实现1~（2^n-1）范围内任意精度的电容变化。
作为本方案的一种优选，所述固态继电器可以替代为三极管、高压PN管、MOS管或绝缘栅双极型晶体管。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

Claims (2)

1.一种基于数字电路驱动的高速可变电容，包括可变电容的正输出引脚和负输出引脚，其特征在于，还包括n个电容单元C1、C2、C3……Cn以及位数与电容单元数量对应的AD转换器；n个所述电容单元并联设置，且电容单元一端并联后与所述正输出引脚连接，电容单元一端并联后与所述负输出引脚连接；所述电容单元包括串联的电容元件和固态继电器，各固态继电器分别连接所述AD转换器的一个输出端，AD转换器的输入端连接有模拟输入引脚，用于输入模拟信号，输入的模拟信号经AD转换器后转换为n位数字信号，n位数字信号分别控制各固态继电器的通断，通过固态继电器的通断控制电容单元工作数量，实现不同的电容输出；所述AD转换器的电源接口连接有电源引脚，所述AD转换器的接地端口连接有接地引脚；电容单元Ci的电容值是2^（i-1），其中，i大于等于1且小于等于n；通过调节模拟电压信号即可实现1~（2^n-1）范围内任意精度的电容变化。
2.如权利要求1所述的一种基于数字电路驱动的高速可变电容，其特征在于，所述固态继电器替代为三极管、高压PN管、MOS管或绝缘栅双极型晶体管。
CN201811213800.6A 2018-10-18 2018-10-18 一种基于数字电路驱动的高速可变电容 Active CN109390153B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811213800.6A CN109390153B (zh) 2018-10-18 2018-10-18 一种基于数字电路驱动的高速可变电容

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811213800.6A CN109390153B (zh) 2018-10-18 2018-10-18 一种基于数字电路驱动的高速可变电容

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109390153A CN109390153A (zh) 2019-02-26
CN109390153B true CN109390153B (zh) 2022-01-07

Family

ID=65426976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811213800.6A Active CN109390153B (zh) 2018-10-18 2018-10-18 一种基于数字电路驱动的高速可变电容

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109390153B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361357A (zh) * 2011-09-22 2012-02-22 重庆大学 基于静态电容阵列的cpt系统及其控制方法
CN202758753U (zh) * 2012-06-12 2013-02-27 龙志斌 数字式可调电容箱
JP2014036120A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Dexerials Corp 可変容量素子、実装回路、共振回路、通信装置、通信システム、ワイヤレス充電システム、電源装置、及び、電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361357A (zh) * 2011-09-22 2012-02-22 重庆大学 基于静态电容阵列的cpt系统及其控制方法
CN202758753U (zh) * 2012-06-12 2013-02-27 龙志斌 数字式可调电容箱
JP2014036120A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Dexerials Corp 可変容量素子、実装回路、共振回路、通信装置、通信システム、ワイヤレス充電システム、電源装置、及び、電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
CN109390153A (zh) 2019-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108111155B (zh) 一种改善非线性的射频开关电路
CN103166604A (zh) 一种低功耗片内时钟产生电路
CN108155899B (zh) 一种栅压自举开关电路
CN115395936A (zh) 一种高线性度的射频开关电路、芯片及其电子设备
CN104716962A (zh) 数模转换器单元和电流舵型数模转换器
TWI694680B (zh) 連續逼近暫存器類比數位轉換器及其控制電路
CN104079177A (zh) 一种电压调整器的电路
CN109390153B (zh) 一种基于数字电路驱动的高速可变电容
CN103944554A (zh) 一种电平转换电路及数模转换器
CN103281085B (zh) 数模转换器
TW201716970A (zh) 觸控裝置及其電容式觸控感測電路與觸控感測方法
US3868580A (en) Bootstrapped amplifier
CN103346794B (zh) 数模转换器
CN107395163A (zh) 数字电路控制的模拟延时线电路
CN211180620U (zh) 按键信号转换电路及按键控制系统
CN111817689B (zh) 高线性衰减器
CN111224644B (zh) 一种低功耗的d触发器
CN210380793U (zh) 一种跳频滤波器的驱动控制电路
CN104299647A (zh) 负压转换电路
CN111865266A (zh) 可调步进衰减装置及电子设备
CN212360139U (zh) 自动跟频气泵驱动电路及气泵
CN203761374U (zh) 通道选择开关和模数转换器
CN218850401U (zh) 一种dc-dc防浪涌保护电路
CN104836438A (zh) 一种开关电路装置及驱动电路
CN217985025U (zh) 一种射频开关电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200426

Address after: 100176 No. 8 Wenchang Avenue, Beijing economic and Technological Development Zone, Beijing, Daxing District

Applicant after: BEIJING NAURA MICROELECTRONICS EQUIPMENT Co.,Ltd.

Address before: 101300 No. 26, A District, Tianzhu Road, Tianzhu Airport Industrial Zone, Beijing, Shunyi District

Applicant before: Beijing BBEF Science & Technology Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant