ADI公司的AD8364輸出電壓和對數(shù)一致性誤差與輸入功率(Pin)(@ 450 MHz )的關(guān)系曲線表明在–40 °C ~ +85°C周期性溫度變化范圍內(nèi)曲線變化很小。從不同的產(chǎn)品批量抽取的30個器件樣片即使其性能隨溫度的變化有很小的差異性,這些數(shù)據(jù)仍然真實的。
雖然在低功率的情況下,有時精度并不那么重要,但是對于測量HPA的整個發(fā)射功率范圍內(nèi)的輸出功率精確測量HPA的最大輸出功率不但是最基本的,而且也是必須的要求。然而,在大動態(tài)范圍內(nèi)的測量精度與檢測器和ADC的分辨率有關(guān)系。圖3示出AD8364與ADL5500兩個RMS響應(yīng)檢測器的輸出。ADL5500的線性RMS電壓相對于輸入RF信號是呈線性的,而AD8364的RMS功率(dB)相對于輸入RF信號是呈線性的。根據(jù)動態(tài)范圍和低功率時的精度要求,使用ADL5500 所需ADC的分辨率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于使用AD8364時所需的分辨率。系統(tǒng)要求將決定哪種檢測器或ADC根據(jù)低功率和動態(tài)范圍的要求提供最經(jīng)濟(jì)有效并且最容易實現(xiàn)的解決方案。

圖3 輸出電壓和輸入RMS功率(dBm)呈線性的檢測器(ADI公司的AD8364)與輸出電壓和輸入RMS電壓呈線性關(guān)系的
檢波器(ADI公司的ADL5500)的比較說明了在動態(tài)范圍內(nèi)的兩種關(guān)系曲線差的差別,并強(qiáng)調(diào)了選擇合適分辨率ADC的必要性。
在某些實例中,使用對數(shù)模擬反饋環(huán)路精確控制系統(tǒng)的功率或增益能夠改善系統(tǒng)的性能,并替代簡單的功率檢測。許多當(dāng)前提供的檢測器能夠利用模擬反饋環(huán)路(即使用控制器模式的檢測器),除了檢測功率以外還能控制功率。如果RMS響應(yīng)檢測器用于控制器模式,那么能夠非常精確地設(shè)置受輸入功率、溫度和峰值因數(shù)影響的輸出功率。這種功率不但能非常精確地設(shè)置,并且還能夠用ADC控制的模擬電壓來改變。利用控制器模式的功率檢測器精確控制HPA的輸入或輸出功率應(yīng)該是一種理想的應(yīng)用,因為它無需檢測輸入功率和輸出功率??刂破髂J较碌臋z測器測定其輸入功率并且調(diào)整可變增益放大器(VGA或可變衰減器)直到檢測到的功率與功率控制輸入電壓設(shè)置的功率相等。圖4示出在控制器模式下使用RMS響應(yīng)檢測器(AD8364)控制輸出功率的基本原理圖。圖5 示出當(dāng)使用AD8364(雙RMS響應(yīng)對數(shù)檢測器)的一個檢測器控制VGA時,總體電路性能與輸入功率及溫度的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意,只要AD8364的功率水平被設(shè)置得正確,HPA可放在VGA和耦合器之間,并且如果VGA與AD8364(需要一個運算放大器來倒相或電平移動控制電壓)之間適當(dāng)?shù)卦O(shè)置控制電壓, 那么可以使用任何VGA(或可變衰減器)。如果在檢測器和VGA之間的控制電平設(shè)置適當(dāng)并且功率水平設(shè)計得合理,那么功率控制范圍和可用輸入功率范圍會接近檢測器的可檢測功率范圍(在AD8364中為60 dB)。

圖4 在控制器模式下檢測器測定其輸入功率,并且調(diào)整可變增益放大器(VGA或可變衰減器),
直到檢測的功率等于由功率控制輸入電壓設(shè)置(VSTA)的功率。

圖5 當(dāng)ADI公司的雙RMS響應(yīng)檢測器AD8364中的一個檢測器用于控制系統(tǒng)的功率時,
檢測器的輸入功率(系統(tǒng)的輸出功率)與輸入功率及溫度(小于0.1 dB)的關(guān)系保持恒定。
工作在控制器模式下的雙RMS響應(yīng)檢測器也可用于精確地控制HPA的增益受輸入功率、溫度及峰值因數(shù)的影響。如果受輸入功率、溫度和峰值因數(shù)影響的HPA模塊的增益被控制得足夠精確,那么沒有必要報告其輸出功率,而應(yīng)該直接與送入HPA的功率有關(guān)。如果雙檢測器的兩個輸入端都被設(shè)置為控制器模式,那么檢測器測定每個輸入端的功率并且調(diào)整VGA的增益直到在一個輸入端檢測到的功率等于另一個輸入端的檢測功率。圖6示出用AD8364(雙RMS檢測器)控制系統(tǒng)增益的基本原理圖。圖7 示出這種電路的性能。精確控制所需要的一切都應(yīng)該包含在兩個耦合器之間。應(yīng)該注意,VGA、可變衰減器,或甚至HPA的偏置電壓均可用于控制增益。如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)置檢測器與VGA之間的控制電壓幅度并且適當(dāng)?shù)卦O(shè)計功率水平,那么可用的功率的范圍將接近檢測器的可檢測功率的范圍(對于AD8364為60 dB)。
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