Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bias-Netzwerk für PIN- und Varaktordioden


von Haidar H. (haidar)


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Hallo,

ich möchte für einen verstellbaren Bandpassfilter Kapazitäten mithilfe
von PIN Dioden schalten und eventuell auch Varaktordioden benutzen.

Diese brauchen in Durchlassrichtung eine niedrige Spannung und einen
Strom von ca. 20 mA. Das sollte ich durch einen Digital-Analog-Converter
eines Mikrocontrollers umsetzen können.

In Sperrrichtung bräuchte ich aber eine höhere negative Spannung von
circa -20 V. Ich habe mir überlegt die Spannung des Ausgangs eines
weiteren Digital-Analog-Converters (DAC) des Mikrocontrollers (0 bis
3,3V) mit einem Spannungsverstärker um circa Faktor 10 zu verstärken und
damit eine Ladungspumpe zu versorgen. Der Ausgang der Ladungspumpe wäre
dann negativ und so hätte ich meine -20V.

Gerade für die Varaktordiode ist es wichtig, dass die negative
Biasspannung verstellbar ist.

Wenn ich jetzt meine Dioden ansteuere, dann tue ich das nur mit den
DAC-Ausgängen des Mikrocontrollers.

Was meint ihr dazu? Habt ihr bessere Vorschläge für dieses Biasnetzwerk?

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Haidar H. schrieb:
> PIN-Dioden
> Diese brauchen in Durchlassrichtung eine niedrige Spannung und einen
> Strom von ca. 20 mA. Das sollte ich durch einen Digital-Analog-Converter
> eines Mikrocontrollers umsetzen können.
Du hast dir aber schon mal überlegt, warum PIN-Dioden so funktionieren, 
wie sie funktionieren? Und warum alle anderen keinen DAC zum Umschalten 
brauchen?

> Gerade für die Varaktordiode ist es wichtig, dass die negative
> Biasspannung verstellbar ist.
Ob die Spannung negativ sein muss, kommt auf die Schaltungsauslegung an. 
Es muss halt eine Sperrspannung sein. Denn die Kapazität von Varicaps 
wird über die Dicke der Sperrschicht gesteuert:
hohe Sperrspannung   --> dicke Sperrchicht --> niedrige Kapazität
kleine Sperrspannung --> dünne Sperrchicht --> höhere Kapazität

> für einen verstellbaren Bandpassfilter
In welchem Frequenzbereich willst du den verstellen können?

> Habt ihr bessere Vorschläge für dieses Biasnetzwerk?
Kommt wie gesagt auf die Schaltung an.

: Bearbeitet durch Moderator
von Haidar H. (haidar)


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>Du hast dir aber schon mal überlegt, warum PIN-Dioden so funktionieren,
>wie sie funktionieren? Und warum alle anderen keinen DAC zum Umschalten
>brauchen?

Es wäre sehr nett, wenn ich dann eben einen Gegenvorschlag bekomme, 
deshalb frage ich.
"Alle anderen" schreiben nur, dass sie xy Volt zur Ansteuerung benutzen 
und nicht genau wie. Es bringt mir nicht viel, wenn ich die Dioden und 
die Steuerspannung im Endeffekt händisch mit den Netzteil regle.

>In welchem Frequenzbereich willst du den verstellen können?
Bei 200 MHz, 40 MHz Range wäre gut

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Du willst doch mit den PIN-Dioden schalten, sie sollen doch keinen 
variablen Widerstand darstellen. Also brauchst du auch keine variable 
Spannung für die PIN-Dioden, es muss nur genügend Sperrspannung bzw. 
"Leitstrom" über einen Vorwiderstand (ggf. mit HF-Drossel, je nach 
Schaltung) erzeugt werden. Also nur ein Port vom µC, kein DAC.

Die Varaktoren (nicht Varaktordioden) werden natürlich mit DAC 
angesteuert.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen, hallo Haidar.

> ich möchte für einen verstellbaren Bandpassfilter Kapazitäten
> mithilfe von PIN Dioden schalten und eventuell auch Varaktordioden
> benutzen..
> ..Bei 200 MHz, 40 MHz Range..

Was du möchtest, wissen wir aber immer noch nicht:

1.) Ein Bandpassfilter, dass mit Hilfe von in Stufen durch mit 
PIN-Dioden zu- und abschaltbaren Kondensatoren abgestimmt wird..??
oder
2.) Ein Bandpassfilter, dass über Varicaps stufenlos abgestimmt werden 
kann..??
oder
3.) hoffentlich nicht beides gleichzeitig..??

> Wenn ich jetzt meine Dioden ansteuere, dann tue ich das nur mit den
> DAC-Ausgängen des Mikrocontrollers

An der Stelle bist du noch lange nicht!
Du solltest uns deine Gedanken und Vorhaben schon etwas genauer 
erklären.
So wird dat nix!

73
Wilhelm

von Haidar H. (haidar)


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Hi Wilhelm,

ich wollte beide Varianten getrennt voneinander aufbauen und 
vergleichen. Prinzipiell geht es ja um die Ansteuerung von PIN-Dioden 
(als Schalter) und Varaktordioden (als abstimmbare Kapazitäten) und wie 
ich das Biasnetzwerk aufbaue. Für was ich die Dioden verwende ist 
eigentlich zweitrangig.

von argos (Gast)


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Haidar H. schrieb:
> Prinzipiell geht es ja um die Ansteuerung von PIN-Dioden
> (als Schalter) und Varaktordioden (als abstimmbare Kapazitäten) und wie
> ich das Biasnetzwerk aufbaue.

Im Anhang findest du dazu 2 Beispiele (Flugfunk BPF + Breitband BPF). 
Die Ansteuerung der Version mit PIN-Dioden lässt sich mit minimalen 
Änderungen auch mit ausschließlich positiver Spannung realisieren.

von Gret (Gast)


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Pin dioden leiten RF wenn sie einen Strom leiten. Wenn sie DC maessig 
sperren sperren sie auch RF. Es gibt als zwei Zustaende :
Unter Sperrspannung, vielleicht -10V bezueglich der Diode
Unter Strom, zB 10mA die RF ist dann mit Spulen und Widerstaenden 
entkoppelt.

Siehe auch zB
https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=MSW-2-20%2B

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen, hallo Haidar

> ...für einen verstellbaren Bandpassfilter Kapazitäten mithilfe von
> PIN Dioden schalten und eventuell auch Varaktordioden benutzen.

Das ist dein Start-Post.
Wenn du nur Cs zu- und wegschalten willst, geht das mit PINs und auch 
mit normalen HF-tauglichen Schaltdioden. Das wird in jedem analogen TV 
Tuner gemacht; und frequenzmässig noch viel höher als deine 200MHz.
Ich habe immer noch nicht verstanden, wo die Varicaps hin sollen..??

73
Wilhelm

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ich empfehl' mal den Blick ins Schaltbild einens alten Grundig TV Tuner 
(z.b. Ersatzeilnr. 29500-027.01), also so ein Ding, was z.b. in den 
alten SuperColor TVs verbaut wurde. Noch ohne PLL.

Da sind gleich hinterm Antenneneingang 3 PIN Dioden, mit denen ein 
einstellbarer PI-Abschwaecher aufgebaut ist, ein paar Varicaps fuer die 
Abstimmung und ein paar Schalterdioden fuer VHF/I/III/UHF Umschaltung 
drinnen.
Und das Ding hat sicher keine negativen Spannungen gebraucht.

Gruss
WK

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