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时间:2018-11-24
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1、基于ad8362的射频功率计设计摘要:介绍了AD公司生产的真有效值功率检测器AD8362的性能和基本原理,给出了由单片机PIC16C71控制的基于AD8362的射频小功率计的设计思想,同时给出了一个射频小功率计的实现电路。关键词:AD8362;射频;功率测量;真有效值;检波器1 概述功率是表征射频信号特性的一个重要参数,随着移动通信技术的发展,对射频信号功率的精确测量已成为无线通信测量中的重要一环。射频功率计通常由功率传感器(或称功率探头)和功率指示器两部分组成,根据功率计测量电路的连接方式,功率计可分为吸收式(又称终端式)和通过式两种,吸收式功率计以功率探头作为被测系统的终端
2、负载。它吸收全部待测功率,并由指示器显示测得的功率值。本文介绍一种基于AD8362芯片的吸收式小功率计的设计方法。该设计利用AD公司的真有效值功率检测器AD8362制作功率探头,因此,电路简单,一致性好。该功率计的工作频率为20kHz~250MHz,功率测量范围为-48dBm~+12dBm。2 AD8362的原理及性能2.1性能参数AD8362是美国AD公司生产的真有效值功率检测器,工作频率高达3GHz,它采用双平方电路比较转换技术和激光修整技术,因而测量线性度较高,其测量结果基本上与信号波形无关。尤其是在大峰值因数时,能够胜任GSM、CDMA和W-CDMA等复杂信号对测量精度
3、的要求,可广泛用于对信号功率需要准确测量的高频通信和仪器仪表系统中。AD8362采用16脚TSSOP封装,可在-40℃~+85℃的温度范围内工作。其特点如下:●可进行真有效值功率测量;●具有以dB为单位的线性响应,而且具有优良的温度稳定性;●输入动态范围达60dB,对于50Ω阻抗的系统而言,其信号输入可从-45dBm~+15dBm;●具有从低频到2.7GHz的平坦输入/输出响应;●精度、线性度高,典型线性斜率为50mV/dB;●单电源工作,范围为+4.5V~+5.5V;●电源休眠powerdown功能可降低功耗,休眠时功耗小于100μW。AD8362的极限参数如下:●电源
4、电压:+5.5V;●内部功耗:500μW;●工作温度范围:-40~+85℃;●存储温度范围:-65~+150℃;●焊接温度(焊接时间≤60s):300℃。2.2引脚功能AD8362的引脚排列见图1。各引脚功能如下:●COMM:公共接地端;●CHPF:高通滤波器输入端,该脚与地这间的电容大小决定着输入高通滤波器的3dB频率;●INHI:信号差分输入端口的“+”端;●INLO:信号差分输入端口的“-”端;●DECL:“INHI”和“INLO”的去耦端,应通过一个大电容连接到地,以构成完整的输入电路;●PWDN:休眠控制端,高电平时器件关断;●CLPF:环路滤波器积分电容连接端;●A
5、COM:输出放大器的公共接地端;●VSET:设置电压输入端,使RF的输入功率与输出的dB数相对应;●VOUT:误差放大器电压输出,在测量方式时,通常直接与“VSET”端相连;●VPOS:+5V电源输入端;●VTGT:基准电压端,该脚的电压将影响对数截止点的位置;●VREF:1.25V通用参考电压输出,可直接提供给“VTGT”。3 基本工作原理AD8362是一种真有效值响应的功率检测器,其测量结果与信号波形无关,从而为复杂调制信号的射频功率测量提供了一种有效的方法。AD8362的内部电路框图如图2所示。输入的RF信号首先被送入一个可变的梯形电阻衰减器进行衰减,该衰减器每隔5dB有
6、一个抽头,共有12个抽头,它采用一种平滑的内插专利技术,使衰减值可以连续准确变化,衰减值的设定由“VSET”脚的电压控制。衰减后的信号送到一个高性能的宽带放大器进行放大,再由一个宽带的平方律检波器检波,检波输出的脉动信号经滤波后与另一个平方电路的输出进行比较。这个平方电路的输入由“VTGT”脚提供,它是一个固定的直流电压,通常在片外与可提供准确1.25V参考电压的VREF脚相连。两个平方电路的输出信号差分输入到高增益误差放大器后,将从“VOUT”脚输出一个电压信号,该电压值可随输入RF信号的功率而变,最高可以达到(Vs-0.1)V。AD8362可以设置成功率测量和控制器两种工作
7、方式。用功率测量方式时,“VOUT”与“VSET”脚直接相连,此时输出电压与输入功率有效值的对数成正比,因而读数可以直接用dB表示。在控制器方式时,对RF信号功率的实际取样电压值将从“VSET”脚输入,可用来改变主系统放大器的增益,以使之保持在一个设置的水平上。AD8362的“PWDN”脚在逻辑高电压信号控制时可进入休眠状态,此时,消耗电流将减少到2μA以下。芯片被低电平“唤醒”可在1μs内完成。AD8362的正常工作电流在+25℃条件下为18mA。基于ad8362的射频功率计设计: 图3射
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