一种数字控制可变电容器的设计方法

摘要

本发明公开了一种数字控制可变电容器的设计方法。包括如下步骤：1)确定可变电容的动态范围R；2)确定印制电路板正面的数字电平控制线数量n，为反面的数字电平控制线数量m；3)确定正面最窄电极宽度i，反面最窄电极宽度j；4)确定正面栅型电极的长度l₁，背面栅型电极的长度l₂，正面栅型电极两两之间间隔k₁，反面栅型电极两两之间间隔k₂；5)选定数字开关的阈值电压和工作频率。本发明设计的数字控制可变电容中，分布在印制电路板两面的栅型电极的宽度不同，在宽范围内改变可变电容的输出值，同时又可以达到很高的控制精度。方便地和数字芯片进行连接，实现高速电容变化。由于电容变化是决定于不同数字电平的组合，实现瞬时电容大范围跳变。

主权项

1.一种数字控制可变电容器的设计方法，其特征在于包括如下步骤：1)确定可变电容的动态范围R，计算公式为$R=\frac{C_{\mathrm{MAX}}}{C_{\mathrm{MIN}}},$其中：CMIN为最小电容变化精度、CMAX为最大电容变化范围；2)寻找大于上述计算得到的动态范围R的整数R′，使R′符合如下条件：可以分解为两个较为相近的整数之积，即R′＝A×B，且A+B□|A-B|，寻找整数n和整数m，使n和m符合如下条件：2n-1-1＜A≤2n-1，2m-1-1＜B≤2m-1，其中：n为印制电路板正面的数字电平控制线数量，m为反面的数字电平控制线数量；3)寻找两个正数i，j，使i，j符合如下条件：$i\times j=\frac{C_{\mathrm{MIN}}d}{{ϵ}_r{ϵ}_0},$同时i+j□|i-j|，一般地取$i=j=\sqrt{\frac{C_{\mathrm{MIN}}d}{{ϵ}_r{ϵ}_0}},$其中：i为正面最窄电极宽度，j为反面最窄电极宽度，其中：d为印制电路板厚度、εr为印制电路板材料相对介电常数；4)正面栅型电极的长度l1＝(2m-1)j+(m-1)k1，背面栅型电极的长度l2＝(2n-1)i+(n-1)k2，k1＝1.5i，k2＝1.5j其中：k1为正面栅型电极两两之间间隔，k2为反面栅型电极两两之间间隔；5)选定数字开关的阈值电压和工作频率。