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射频检波器如何应用于特定应用中

ternence 在 2018-7-27 建立的討論區

经过上一篇RF检波器,你了解多少? RF检波器基础知识的讲解之后,接下来跟着版主一起深入了解一下射频检波器如何应用于各个特定的应用中~

 

 

射频功率计

下图是一个完整的射频功率计应用电路,最高工作频率为6 GHz。在这种情况下,ADL5904线性dB RMS 响应检波器的输入范围为+15 dBm-30 dBm相应的输出电压范围为01.8 V这对应于大约35 mV/dB的斜率缩放因子。在这种情况下,检波器输出信号直接连到AD7091 12位精密ADC的输入。使用2.5 V的满量程输入和12位分辨率,输出LSB大小为610 uV。检波器的斜率为35 mV/dB时,故有效分辨率为57 LSB/dB,这是非常好、非常高的分辨率。

 

 

 

因为可用分辨率如此之高,所以调整检波器的01.8 V输出信号以恰好适应ADC02.5 V输入范围没有什么实际价值。您甚至可以认为,在这个应用程序中,10位甚至8ADC就足够了,因为当使用12位器件时,可用分辨率太高了。

 

现在,对于像这样的应用,另一个需要考虑的器件是LT5587,其片内集成了12ADC。该器件的性能与上述应用非常相似,但有一个额外的优势,即所有功能都集成到单个芯片中。

 

 

线性V/V射频检波器

下图所示是一款500 MHz43.5 GHz的线性V/V射频检波器。ADL6010的输出数字化因为ADL6010的输出电压大于ADC的满量程输入电压,需要缩小检波器的输出电压。用简单的电阻分压器来做到这一点。通过保持相对较低的电阻值,避免了两个器件之间使用运放缓冲器的需要。

 

因为ADL6010具有线性V/V响应,所以这种情况下的测量分辨率计算有些不同。为了弄清这一点,我们来仔细看看ADL6010的传递函数。

 

 

绿色曲线显示ADL6010的传递函数,反映电压输出与dBm输入的关系。上面讨论过,可以看到V/dB的增量斜率随输入功率降低而减小。如橙色线所示,分辨率以LSB/dB表示。因此,这样做的最终效果是降低输入功率相当于降低测量分辨率。

 

在范围的底部,现在分辨率降至1比特/dB多一点。这与之前的测量分辨率在整个输入范围内保持不变的例子形成鲜明对比。对于本应用,您可能会辩称需要一个更高分辨率,高于12位的ADC

 

 

RMS响应检波器

如果将一系列不同的信号应用于非RMS响应的对数检波器,则会发现每种信号类型产生不同的响应。可以在下图左侧图上看到这个现象,用一系列峰均比不同的QAM调制信号扫描检波器。相比之下,如果将相同系列的信号应用于RMS响应检波器,则看到的传递函数几乎没有差别。右侧图上显示了这一点

 

 

这种行为在信号性质不断改变的系统中非常有价值。调制方案随时间变化的动态QAM发射机是一个很好的例子。这点需要注意,是命名混乱的原因之一。术语“对数放大器”或“对数检波器”一般指代非RMS响应的线性dB输出响应射频检波器。尽管右侧RMS器件的响应也有类似于对数放大器的特性,但我们通常不将其称为对数放大器而是称为线性dB RMS检波器。

 

 

这张表将对数放大器与RMS检波器进行了比较。首先要注意的是,在频率范围、灵敏度和温度稳定性方面,这些器件之间存在明显的功能重叠。一个显著的区别是响应时间。一些对数放大器的上升和下降时间远小于10 ns,但RMS检波器的响应速度要慢得多。这是均方根计算中隐含的均值需求所决定的。

結果