CN0340 可以修改電路，以便適用于不同的中心頻率、帶寬和濾波器插入損失。如前所述，使用B5070濾波器，則當(dāng)AD8368VGA增益最大時(shí)，ADL5902的輸入噪聲為?77 dBm。增加濾波器帶寬將增加噪聲水平。理想情況下，VGA輸出噪聲水平應(yīng)保持在檢波器的輸入靈敏度水平以下(約為?60 dBm)。 濾波器的中心頻率也可增大或減小。中心頻率的增大將最終受限于AD8368VGA線性度的下降和增益控制范圍的縮小，而該VGA的3 dB中心頻率為800 MHz。也可選擇中心頻率較低的S AW濾波器，但低頻工作性能受限于ADL5902，而該器件的工作頻率低至50 MHz。此頻率限制由ADL5902的內(nèi)部交流耦合所驅(qū)動(dòng)。 可使用分立式LC濾波器，作為S AW濾波器的替代器件。應(yīng)當(dāng)考慮濾波器的帶寬和插入損失。 該電路也可不使用濾波器。然而，如前所述，不使用濾波器將極大地限制低端靈敏度。圖5顯示不使用濾波器的情況下，輸出電壓與輸入功率的關(guān)系曲線。圖中，低輸入功率水平下的輸出電壓和誤差曲線中較長(zhǎng)的非線性弧形部分表示下降的輸入信號(hào)被VGA噪聲所覆蓋。 AD8368VGA輸入匹配網(wǎng)絡(luò)(L1，R3)非窄帶匹配電路。因此，假如選擇的工作頻率并非167 MHz，那么它應(yīng)當(dāng)保持在該范圍之內(nèi)。 ? 圖5. 移除SAW濾波器后的電路傳遞函數(shù) ? 也可使用ADL5906線性dB RMS檢波器作為ADL5902的替代器件。但是，該器件的溫度補(bǔ)償功能將補(bǔ)償檢波器斜率的溫度漂移(ADL5902TADJ功能補(bǔ)償截點(diǎn)漂移)。由于AD8368VGA的溫度漂移主要基于截點(diǎn)，ADL5906溫度補(bǔ)償功能不會(huì)降低VGA對(duì)整個(gè)溫度漂移的貢獻(xiàn)。 本電路的工作頻率范圍可通過寬帶前端混頻器和頻率捷變PLL頻率合成器擴(kuò)展。此時(shí)，待測(cè)頻率向下混頻至S AW濾波器的中心頻率。這類電路的工作頻率將僅受限于混頻器和PLL頻率合成器的頻率范圍 電路筆記 CN-0178 描述了ADL5902的輸出端如何與12位精密ADC AD7466 實(shí)現(xiàn)接口。 有關(guān)CN-0340的完整原理圖、布局文件和物料清單可參考CN-0340 設(shè)計(jì)支持包：(www.analog.com/CN0340-DesignSupport ) 使用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估板并對(duì)跳線稍作修改與調(diào)整，即可輕松搭建該電路。ADI提供配置齊全的AD8368和ADL5902評(píng)估板(ADL5902-EVALZ、AD8368-EVALZ)。EPCOS提供配置齊全的B5070 SAW濾波器。此板集成所需的4個(gè)匹配元件：LS1、LP2、LS3、LP4，如圖1所示。測(cè)試配置的功能框圖如圖6所示。 ? 圖6. 測(cè)量設(shè)置 ? 設(shè)備要求 如需執(zhí)行本電路筆記所述之測(cè)量步驟，則需使用下列設(shè)備(或等效設(shè)備)： AD8368 評(píng)估板 (AD8368-EVALZ) ADL5902 評(píng)估板 (ADL5902-EVALZ) (評(píng)估板如下所示進(jìn)行修改) 評(píng)估板上的S AW濾波器(EPCOS B5070，167 MHz或等效器件) RF信號(hào)發(fā)生器：Agilent 8648C、Rohde & Schwarz SMT03或SMIQ 5 V、400 mA電源：Agilent E3631A 萬用表：Agilent 34,401A 設(shè)置與測(cè)試 由于全部三塊評(píng)估板均提供50 ?接口，因此它們可通過桶形SMA連接器直接連接。ADL5902檢波器輸出端返回至AD8368VGA增益控制輸入端的連接可方便地通過SMA電纜或芯片引腳實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗且粋€(gè)低速信號(hào)?？s小ADL5902檢波器輸出電壓所需的電阻分壓器可通過在ADL5902評(píng)估板的R1 (3.83 k?)和R15 (1.5 k?)焊盤上表貼安裝電阻實(shí)現(xiàn)。在167 MHz時(shí)，優(yōu)化電路溫度穩(wěn)定性的TADJ電壓可通過R9/R12電阻分壓器設(shè)置，該分壓器以2.3 V片上基準(zhǔn)電壓源作為輸入。若要將TADJ電壓設(shè)為推薦的0.2 V電平，可將R9改為3.09 k?(R12保持現(xiàn)有值，即301 Ω)。 用來評(píng)估電路的主要測(cè)量設(shè)備是：工作頻率為167 MHz的RF信號(hào)發(fā)生器(例如：Agilent 8648C、Rohde & Schwarz SMT03、SMIQ或等效設(shè)備)、5 V電源(Agilent E3631A或等效設(shè)備)以及數(shù)字電壓表(例如：Agilent 34401A或等效設(shè)備)。 對(duì)于精密RF檢波器功率掃描而言，通常建議使用RF功率計(jì)測(cè)量檢波器的源功率(例如：來自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)分為一半輸入檢波器，另一半輸入RF功率計(jì))。但是，在這種情況下，使用RF功率計(jì)覆蓋95 dB檢測(cè)范圍非常困難。因此，使用信號(hào)發(fā)生器的輸出功率顯示作為源功率讀數(shù)。建議選擇已知具有精確輸出功率水平顯示的 RF信號(hào)發(fā)生器，特別是在低功率水平和高功率水平下具有精確的輸出功率水平顯示。 ADL5902線性dB真RMS響應(yīng)RF檢波器的65 dB范圍可通過獨(dú)立的可變?cè)鲆娣糯笃?/u>(VGA)擴(kuò)展。VGA的增益控制輸入直接從ADL5902VOUT引腳獲取。它可根據(jù)VGA增益控制范圍擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍(實(shí)際應(yīng)用中，獲得的范圍擴(kuò)展略小)。若VGA還提供線性dB(指數(shù))增益控制功能，那么總測(cè)量范圍將保持線性縮放，單位為dB。VGA 增益必須隨其增益偏置的增加而下降，下降方式與ADL5902相同。AD8368可以滿足所有這些條件。圖1顯示電路原理圖。 ADL5902RMS計(jì)算電路使用VGA分級(jí)架構(gòu)。內(nèi)部線性dB VGA具有負(fù)增益控制斜率，驅(qū)動(dòng)窄范圍RMS檢波器的輸入。該檢波器的輸出電平通過電流平衡架構(gòu)與第二個(gè)設(shè)定點(diǎn)檢波器輸出進(jìn)行比較；一個(gè)檢波器提供電流，而另一個(gè)檢波器吸取電流。如果兩個(gè)檢波器的輸出電平不相等，那么殘余電流將對(duì)電容進(jìn)行充電或放電；電容值等于內(nèi)部26 pF電容與ADL5902引腳6 (CLPF)上的外部電容的并聯(lián)組合。該配置會(huì)使VOUT值上升或下降。由于VOUT直接連接ADL5902 VGA的增益控制輸入，這樣會(huì)使VGA增益上升或下降，直到兩個(gè)檢波器的輸出電平相等。此時(shí)，VOUT和VGA增益完成建立。由于ADL5902VGA具有線性dB傳遞函數(shù)，VOUT輸出電壓與輸入信號(hào)RMS值的對(duì)數(shù)成正比。 ADL5902的檢測(cè)范圍主要由其內(nèi)部VGA的增益控制范圍確定。因?yàn)檩斎胄盘?hào)隨范圍增加而下降，故VGA控制電壓亦下降，直到VGA到達(dá)最大增益。對(duì)于上升中的大輸入信號(hào)，VGA增益控制電壓亦上升(從而VGA增益下降)，直到達(dá)到最小增益。 在信號(hào)路徑上增加額外的可變?cè)鲆婵蓴U(kuò)展電路的檢測(cè)范圍。此時(shí)，VOUT反饋信號(hào)同時(shí)驅(qū)動(dòng)ADL5902和AD8368的VGA增益控制輸入。AD8368MODE引腳必須連接低電平，使增益控制斜率為負(fù)。由于AD8368VGA提供增益和衰減(GMAX = 22 dB，GMIN = ?12 dB)，因此可同時(shí)擴(kuò)展ADL5902標(biāo)稱測(cè)量范圍的上限和下限。但是，若要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的范圍擴(kuò)展，則驅(qū)動(dòng)AD8368增益控制引腳的電壓必須正確調(diào)整。 雖然ADL5902RMS檢波器的標(biāo)稱輸出電壓范圍為0 V至3.5 V，但AD8368VGA需要0 V至1 V控制電壓范圍才能完全實(shí)現(xiàn)其34 dB增益控制范圍。因此，VOUT反饋電壓必須向下縮放3.5倍。使用電阻分壓器(圖1中的R1和R15)即可輕松實(shí)現(xiàn)。 圖2顯示當(dāng)輸入功率以167 MHz掃描時(shí)得到的傳遞函數(shù)。采用4點(diǎn)校準(zhǔn)法可獲得最佳線性度，校準(zhǔn)點(diǎn)為：+15 dBm、?15 dBm、?55 dB和?70 dBm。也可采用2點(diǎn)校準(zhǔn)法，但在輸入功率范圍內(nèi)線性度會(huì)有所下降。 注意，本電路中未使用AD8368板載RF檢波器和自動(dòng)電平控制(ALC)功能。因此，AD8368上的DETI和DETO引腳可保持開路狀態(tài)。 圖2. 95 dB RMS響應(yīng)RF檢波器傳遞函數(shù)(167 MHz下測(cè)量) ? RF輸入功率靈敏度 為了獲得圖2中的出色靈敏度，必須在VGA和檢波器之間放置一個(gè)窄帶濾波器，如圖1所示。若沒有濾波器，AD8368的寬帶輸出噪聲將會(huì)覆蓋ADL5902的低端靈敏度特性。圖3顯示使用 ADIsimRF進(jìn)行AD8368輸出噪聲計(jì)算的屏幕截圖。存在最小輸入信號(hào)時(shí)，AD8368VGA增益最大。若3 dB帶寬為800 MHz并假設(shè)一階滾降，則使用1272 MHz等效噪聲帶寬(即800 MHz乘以1.57)計(jì)算VGA的輸出噪聲功率。這樣可以得到輸出噪聲功率水平為大約?51 dBm，即大致等于ADL5902的標(biāo)稱輸入靈敏度以上10 dB。因此，為了達(dá)到最大低端靈敏度，一定程度的濾波是必要的。 圖4顯示電路中加入中心頻率為167 MHz的EPCOS B5070 SAW濾波器后，進(jìn)行相同的噪聲計(jì)算。在該計(jì)算中，分析帶寬降至與S AW濾波器帶寬相同(18 MHz)。 由于噪聲帶寬大幅縮小，并且濾波器插入損耗為7.3 dB，VGA/SAW組合的集成輸出噪聲大幅下降至?77 dBm，遠(yuǎn)低于ADL5902RMS檢波器的輸入靈敏度。這樣可確保VGA增益最大時(shí)，電路性能不會(huì)受限于噪聲。 圖3. 使用ADIsimRF計(jì)算AD8368VGA輸出噪聲(增益為最大值) ? 圖4. 使用ADIsimRF計(jì)算AD8368VGA輸出噪聲(使用帶寬為18 MHz的167 MHz SAW濾波器) ? 溫度穩(wěn)定性 ADL5902具有溫度補(bǔ)償功能。設(shè)置TADJ引腳(引腳1)上的電壓可優(yōu)化特定工作頻率下的檢波器截距溫度穩(wěn)定性。在圖1所示的范圍擴(kuò)展電路中，VGA增益的任何溫度變化都會(huì)使電路的整體漂移逐dB下降(例如，VGA增益溫度的1 dB漂移將使整體溫度穩(wěn)定性下降1 dB)。對(duì)于AD8368VGA，AD8368數(shù)據(jù)手冊(cè)中的圖5顯示增益隨溫度的變化而發(fā)生大約±0.7 dB的漂移。應(yīng)注意VGA傳遞函數(shù)的截點(diǎn)發(fā)生了漂移(也就是說，所有增益的增益漂移誤差不變)。因此，檢波器和VGA具有相似的溫度漂移特性。通過調(diào)節(jié)ADL5902 TADJ引腳上的電壓，則檢波器和VGA的組合溫度漂移可得到補(bǔ)償。對(duì)于167 MHz工作頻率而言，可通過實(shí)驗(yàn)確定0.2 V的TADJ電壓能夠提供圖2中所達(dá)到的最佳溫度補(bǔ)償。 CN0340 檢波范圍為95 dB的真RMS RF檢波器 圖1. 95 dB RMS響應(yīng)RF檢波器 ? 圖1所示電路是一個(gè)真RMS響應(yīng)功率檢波器，采用可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)和RMS響應(yīng)功率檢波器提供數(shù)值大約為95 dB的極寬檢波范圍。RMS檢波器在很多應(yīng)用中都十分有用，比如要求對(duì)信號(hào)功率進(jìn)行精確測(cè)量的接收器和發(fā)射器。由于本電路測(cè)量RMS功率，因此適合用于具有不同波峰因素的系統(tǒng)中。這類系統(tǒng)的示例有：GSM/EDGE 、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA和LTE無線基站，以及任何使用QAM調(diào)制的系統(tǒng)。 ADL5902 RMS檢波器的檢測(cè)范圍為65 dB，通過加入線性AD8368 VGA可擴(kuò)展至95 dB。ADL5902TADJ功能用于提供整個(gè)電路的溫度穩(wěn)定性。在VGA之間放置S AW濾波器，減少噪聲的同時(shí)增加靈敏度。這樣還會(huì)縮小電路的頻率范圍以及S AW濾波器的通帶范圍。 CN0340 CN0340 | circuit note and reference circuit info 檢波范圍為95 dB的真RMS RF檢波器 | Analog Devices

測(cè)量高達(dá)800MHz的真RMS功率

檢波范圍為95dB

單電源

(analog)

ADI