作者：齊凌杰 應(yīng)用工程師 世強電訊

目前，包括通信收發(fā)機、儀器、工業(yè)控制和雷達(dá)等在內(nèi)的許多系統(tǒng)都需要控制射頻功率，因此需要準(zhǔn)確測量射頻功率。在這些系統(tǒng)中，RF功率測量及控制有助于確保系統(tǒng)安全、高效地運行。

1．早期的檢波方法是采用二極管做檢波電路，但是二極管組成的簡單電路，其靈敏度，溫度穩(wěn)定性都較差。因此越來越多的場合采用集成IC來做檢波電路。

Hittite推出的對數(shù)檢波器IC系列產(chǎn)品，其內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖：

這個器件的核心是一系列級聯(lián)的放大器，這些放大器通常有10-20dB的線性增益，具體值取決于不同的設(shè)計目的。設(shè)想一個小信號正弦波進(jìn)入第一個放大器，第一個放大器將會在它到達(dá)第二個放大器前放大信號10dB。因此信號每往下走一級，就會有10dB的增益。隨著信號在鏈路中的傳遞，在它到某一級的時候?qū)?限幅器)斬波。放大器的精度是相同的。當(dāng)信號在某一級進(jìn)入限制狀態(tài)后，這個限幅信號仍然會傳播，在每一級都被斬波，保持其1v峰值振幅傳輸。

IC內(nèi)部有多個放大器及檢波管組合，通過設(shè)計使輸出電壓和輸入RF信號的對數(shù)成正比。

這種設(shè)計確保輸入信號的功率變化很大時，仍能在輸出端準(zhǔn)確的檢測出所需信號，即可以檢測大動態(tài)范圍的輸入信號。

經(jīng)過精心設(shè)計的Hittite對數(shù)檢波器同時還具有優(yōu)異的靈敏度和溫度穩(wěn)定性。Hittite的所有檢波器都可提供差分及單端輸入，差分結(jié)構(gòu)有助于射頻工程師解決零中頻架構(gòu)的直流偏移問題。

Hittite對數(shù)檢波器家族包括了HMC601LP4，HMC602LP4，HMC611LP4，HMC612LP4，HMC713LP4，HMC713MS8，適合CW波調(diào)制，雷達(dá)應(yīng)用。其中HMC713的非常適合移動通信應(yīng)用，價格比市場的其他品牌同類產(chǎn)品低近1/3。

2．當(dāng)用對數(shù)檢波器來檢測峰值因素高的信號，如第三代移動通信CDMA2000，不同的多載波信號會有不同的峰值因數(shù)，這導(dǎo)致使用峰值檢波器無法準(zhǔn)確測量。

如果該誤差能固定，也可以通過修正來得到正確的功率值，但是在某些實際應(yīng)用中，其呼叫負(fù)載不斷發(fā)生變化會影響到修正值。因此平均功率測量最適用于處理調(diào)制包絡(luò)幅度隨時間變化的系統(tǒng)，如IS-95,CDMA2000,W-CDMA和TD-sCDMA。

Hittite推出的均值檢波器HMC1010LP4，在DC-3.9GHz，動態(tài)范圍可達(dá)60dB，測量值受信號波峰因數(shù)變化影響非常小，主要取決于信號的平均功率。在響應(yīng)時間及紋波上，獨創(chuàng)了業(yè)界領(lǐng)先的軟件控制方式，讓工程師從繁瑣的硬件調(diào)試中解脫出來。而且該產(chǎn)品比同類產(chǎn)品低10%，對于動態(tài)范圍需求較低的如40dB的場合，hittite有極具價格優(yōu)勢的HMC909LP4E可滿足你的成本需求。

3. 正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)由于高的頻譜利用率以及抗碼間干擾(ISI)和多徑衰落，主要應(yīng)用于數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)、MMDS(Multichannel Multipoint Distribution Service)多信道多點分布服務(wù)和WLAN服務(wù)以及下一代陸地移動通信系統(tǒng)。

由于OFDM信號時域上為N個正交子載波信號的疊加，當(dāng)這N個信號恰好都以峰值出現(xiàn)并將相加時，OFDM信號也將產(chǎn)生最大峰值，該峰值功率是平均功率的N倍。盡管峰值功率出現(xiàn)的概率較低，但為了不失真地傳輸這些高峰均功率比PAPR(Peak to Average Power Ratio)的OFDM信號，發(fā)送端對高功率放大器(HPA)的線性度要求很高且發(fā)送效率極低，同樣接收端對前端放大器以及A/D變換器的線性度要求也很高，因此高的PAPR使得OFDM系統(tǒng)的性能大大下降。因此，需要檢測系統(tǒng)的PAPR。

Hittite公司推出的可測量峰均比的均值檢波器HMC614LP4,HMC714LP5.其電路原理圖如下：

計算公式如下：

HMC614LP4不但可以準(zhǔn)確的測量信號的平均功率還可以監(jiān)測其峰均比，確保系統(tǒng)不失真的傳輸信號。

HMC714LP5是雙通道產(chǎn)品，相比單通道產(chǎn)品能提供更強大的功率檢測功能，有多達(dá)6個輸出端口，分別可檢測兩個通道的均值輸出，峰值輸出，以及兩個通道的差值輸出。HMC714LP5可檢測頻率范圍從100MHz到3900MHz，比市場上同類產(chǎn)品寬了40%多，可應(yīng)用于3G、LTE、WINMAX。其動態(tài)范圍從-55dBm到15dBm，高達(dá)70dB，也比同類產(chǎn)品大了10dB。

Hittite公司的檢波器家族發(fā)展迅猛，緊跟通信的發(fā)展，使你從容應(yīng)對在不同系統(tǒng)中準(zhǔn)確測量射頻功率的挑戰(zhàn)。

欲知更多詳情請聯(lián)系Hittite授權(quán)代理商世強電訊。