射頻功率計
下圖是一個完整的射頻功率計應(yīng)用電路,最高工作頻率為6 GHz。在這種情況下,ADL5904線性dB RMS 響應(yīng)檢波器的輸入范圍為+15 dBm到-30 dBm,相應(yīng)的輸出電壓范圍為0至1.8 V,這對應(yīng)于大約35 mV/dB的斜率縮放因子。在這種情況下,檢波器輸出信號直接連到AD7091 12位精密ADC的輸入。使用2.5 V的滿量程輸入和12位分辨率,輸出LSB大小為610 uV。檢波器的斜率為35 mV/dB時,故有效分辨率為57 LSB/dB,這是非常好、非常高的分辨率。
因為可用分辨率如此之高,所以調(diào)整檢波器的0到1.8 V輸出信號以恰好適應(yīng)ADC的0至2.5 V輸入范圍沒有什么實際價值。您甚至可以認(rèn)為,在這個應(yīng)用程序中,10位甚至8位ADC就足夠了,因為當(dāng)使用12位器件時,可用分辨率太高了。
現(xiàn)在,對于像這樣的應(yīng)用,另一個需要考慮的器件是LT5587,其片內(nèi)集成了12位ADC。該器件的性能與上述應(yīng)用非常相似,但有一個額外的優(yōu)勢,即所有功能都集成到單個芯片中。
線性V/V射頻檢波器
下圖所示是一款500 MHz至43.5 GHz的線性V/V射頻檢波器。將ADL6010的輸出數(shù)字化因為ADL6010的輸出電壓大于ADC的滿量程輸入電壓,需要縮小檢波器的輸出電壓。用簡單的電阻分壓器來做到這一點。通過保持相對較低的電阻值,避免了兩個器件之間使用運放緩沖器的需要。
因為ADL6010具有線性V/V響應(yīng),所以這種情況下的測量分辨率計算有些不同。為了弄清這一點,我們來仔細(xì)看看ADL6010的傳遞函數(shù)。
綠色曲線顯示ADL6010的傳遞函數(shù),反映電壓輸出與dBm輸入的關(guān)系。上面討論過,可以看到V/dB的增量斜率隨輸入功率降低而減小。如橙色線所示,分辨率以LSB/dB表示。因此,這樣做的最終效果是降低輸入功率相當(dāng)于降低測量分辨率。
在范圍的底部,現(xiàn)在分辨率降至1比特/dB多一點。這與之前的測量分辨率在整個輸入范圍內(nèi)保持不變的例子形成鮮明對比。對于本應(yīng)用,您可能會辯稱需要一個更高分辨率,高于12位的ADC。
RMS響應(yīng)檢波器
如果將一系列不同的信號應(yīng)用于非RMS響應(yīng)的對數(shù)檢波器,則會發(fā)現(xiàn)每種信號類型產(chǎn)生不同的響應(yīng)。可以在下圖的左側(cè)圖上看到這個現(xiàn)象,用一系列峰均比不同的QAM調(diào)制信號掃描檢波器。相比之下,如果將相同系列的信號應(yīng)用于RMS響應(yīng)檢波器,則看到的傳遞函數(shù)幾乎沒有差別。右側(cè)圖上顯示了這一點
這種行為在信號性質(zhì)不斷改變的系統(tǒng)中非常有價值。調(diào)制方案隨時間變化的動態(tài)QAM發(fā)射機是一個很好的例子。這點需要注意,是命名混亂的原因之一。術(shù)語“對數(shù)放大器”或“對數(shù)檢波器”一般指代非RMS響應(yīng)的線性dB輸出響應(yīng)射頻檢波器。盡管右側(cè)RMS器件的響應(yīng)也有類似于對數(shù)放大器的特性,但我們通常不將其稱為對數(shù)放大器,而是稱為線性dB RMS檢波器。
這張表將對數(shù)放大器與RMS檢波器進行了比較。首先要注意的是,在頻率范圍、靈敏度和溫度穩(wěn)定性方面,這些器件之間存在明顯的功能重疊。一個顯著的區(qū)別是響應(yīng)時間。一些對數(shù)放大器的上升和下降時間遠小于10 ns,但RMS檢波器的響應(yīng)速度要慢得多。這是均方根計算中隱含的均值需求所決定的。
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RMS
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ADL
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LSB
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