CN0187 對于需要較小RF檢波范圍的應用，可以使用AD8363 均方根檢波器。AD8363檢波范圍為50 dB，工作頻率最高達6 GHz。對于非均方根檢波應用，可使用AD8317/AD8318/AD8319或ADL5513 。這些器件提供不同的檢波范圍，輸入頻率范圍最高達10 GHz（有關詳情參見CN-0150）。 本電路使用EVAL-CN0187-SDPZ電路板和EVAL-SDP-CB1Z系統演示平臺(SDP)評估板。這兩片板提供120引腳的對接連接器，可以快速完成設置并評估電路性能。EVAL-CN0187-SDPZ板包含要評估的電路，如本筆記所述。SDP評估板與CN0187評估軟件一起使用，可從EVAL-CN0187-SDPZ電路板獲取數據。 設備要求 帶USB端口的Windows? XP、Windows Vista?（32位）或Windows? 7（32位）PC EVAL-CN0187-SDPZ電路評估板 EVAL-SDP-CB1Z SDP評估板 CN0187評估軟件 電源電壓：+6 V或+6 V壁式電源適配器 RF信號源 帶SMA連接器的同軸RF電纜 開始使用 將CN0187評估軟件光盤放入PC的光盤驅動器，加載評估軟件。打開“我的電腦”，找到包含評估軟件光盤的驅動器，打開Readme文件。按照Readme文件中的說明安裝和使用評估軟件。 功能框圖 電路框圖參見本電路筆記的圖1，電路原理圖參見“EVAL-CN0187-SDPZ-SCH”pdf文件。此文件位于CN0187設計支持包中。 設置 EVAL-CN0187-SDPZ電路板上的120引腳連接器連接到EVAL-SDP-CB1Z (SDP)評估板上標有“CON A”的連接器。應使用尼龍五金配件，通過120引腳連接器兩端的孔牢牢固定這兩片板。使用適當的RF電纜，通過SMA RF輸入連接器將RF信號源連接至EVAL-CN0187-SDPZ板。在斷電情況下，將一個+6 V電源連接到板上標有+6 V和GND的引腳。如果有+6 V壁式電源適配器，可以將它連接到板上的管式插孔連接器，代替+6 V電源。SDP板附帶的USB電纜連接到PC上的USB端口。注意：此時請勿將該USB電纜連接到SDP板上的微型USB連接器。 測試 為連接到EVAL-CN0187-SDPZ電路板的+6 V電源（或壁式電源適配器）通電。,啟動評估軟件，并通過USB電纜將PC連接到SDP板上的微型USB連接器。,如果“設備管理器”中列出了“ADI系統開發平臺”驅動程序，則軟件能夠與SDP板通信。 一旦USB通信建立，就可以使用SDP板來發送、接收、捕捉來自EVAL-CN0187-SDPZ板的串行數據。 本電路筆記中的數據通過Rohde & Schwarz SMT-03 RF信號源和Agilent E3631A電源產生。信號源設定為圖表所示頻率，輸入功率按1 dB步進，數據按1 dB增量記錄。 有關如何使用評估軟件來捕捉數據的詳細信息，請參閱CN0187評估軟件Readme文件。 有關SDP板的信息，請參閱SDP用戶指南。 經測量的RF信號加在ADL5502上，RF輸入端的75 Ω端接電阻與ADL5502的輸入阻抗并聯，提供50 Ω寬帶匹配。更精確的電阻性或電抗性匹配可用于窄頻帶應用（參見ADL5502數據手冊的“RF輸入接口”部分）。 ADL5502的內部濾波器電容提供平方域內的平均值，但在輸出端保留殘余交流信號。高峰均比信號（例如W-CDMA或CDMA2000）可在ADL5502 VRMS直流輸出端產生交流殘余電平。為減少這些低頻成分對波形形成的影響，需要一些額外的濾波處理。ADL5502的內部平方域濾波器電容可通過在引腳1 (FLTR)與引腳2 (VPOS)之間連接CFLTR電容來增強。交流殘余電平則通過對VRMS輸出增加電容來進一步減少。內部100 Ω輸出電阻與添加的輸出電容共同形成低通濾波器，從而減少VRMS輸出端的輸出紋波（更多信息請參見ADL5502數據手冊的“選擇平方域濾波器”和“輸出低通濾波器”部分）。 要測量波形峰值，必須將控制線(CNTL)暫時設定為邏輯高電平（復位模式>1 μs），然后返回邏輯低電平（峰值保持模式）。這樣便可將ADL5502初始化至已知狀態。將器件設定為測量峰值時，應切換峰值保持模式，且在此期間輸入rms功率和波峰因數(CF)不會改變。 如果ADL5502處于峰值保持模式，且CF從高變為低，或者輸入功率從高變為低，則會報告錯誤峰值測量結果。ADL5502僅報告峰值保持模式啟動，輸入功率或CF較高時發生的最高峰值。除非CNTL復位，否則PEAK輸出不會反映信號內的最新峰值。 ADL5502能夠提供大約3 mA的VRMS輸出電流。輸出電流通過片內100 Ω串聯電阻提供；因此，任何負載電阻都會利用該片內電阻形成分壓器。建議用ADL5502 VRMS輸出驅動高阻性負載，從而維持輸出擺幅。如果應用需要驅動低電阻負載（以及需要增加標稱轉換增益的情況），則需要緩沖電路。 PEAK輸出專為驅動2 pF負載而設計。建議用ADL5502 PEAK輸出驅動低容性負載，從而實現完整輸出響應時間。當在下降轉換期間跟蹤包絡時，較大容性負載的效應尤其明顯。當包絡處于下降轉換中，負載電容通過1.9 kΩ的片內負載電阻放電。如果無法避免使用較大容性負載，可通過將PEAK輸出端的分流電阻接地抵消額外電容，從而實現快速放電。該分流電阻可以使ADL5502流過更高的電流，不應低于500 Ω。 圖2至圖5中顯示了該電路的典型測量性能特征。 圖2.測得的VRMS輸出與輸入電平（對數比例）的關系，450 MHz、900 MHz、1900 MHz、2350 MHz、2600 MHz，+3.3 V電源 ? 圖3.測得的VRMS輸出與輸入電平（線性比例）的關系，450 MHz、900 MHz、1900 MHz、2350 MHz、2600 MHz，+3.3 V電源 ? 圖4.測得的PEAK輸出與輸入電平（對數比例）的關系，450 MHz、900 MHz、1900 MHz、2350 MHz、2600 MHz，+3.3 V電源 ? 圖5.測得的PEAK輸出與輸入電平（線性比例）的關系，450 MHz、900 MHz、1900 MHz、2350 MHz、2600 MHz，+3.3 V電源 ? 開啟時間和脈沖響應明顯受平方域濾波器大小(FLTR)和連接至VRMS輸出的輸出分流電容影響。圖6（摘自ADL5502數據手冊）顯示輸出響應與RFIN引腳上RF脈沖之間的曲線圖，帶0.1 μF輸出濾波器電容，無平方域濾波器電容(CFLTR)下降沿明顯與輸出分流電容相關。 圖6.輸出響應與各種RF輸入脈沖電平的關系，3 V電源， 900 MHz頻率，平方域濾波器開啟，0.1 μF輸出濾波器 ? 要改善使能和脈沖響應的下降沿，可與輸出分流電容并聯放置電阻。添加的電阻有助于輸出濾波器電容的放電。盡管該方法縮短了關斷時間，但添加的負載電阻也會衰減輸出（參見ADL5502數據手冊的“輸出驅動能力”和“緩沖”部分）。圖7（摘自ADL5502數據手冊）顯示通過添加1 kΩ并聯電阻實現的改良。 圖7.輸出響應與各種RF輸入脈沖電平的關系，3 V電源， 900 MHz頻率，平方域濾波器開啟，0.1 μF輸出濾波器及1 kΩ并聯電阻 ? ADL5502的RMS和PEAK輸出經過單位增益緩沖器，后者驅動交叉耦合級，將單端輸出轉換為差分信號。AD7266的+2.5 V內部基準電壓源（通過DCAPA 和 DCAPB pins)引腳連接）則經過另一個單位增益緩沖器和分壓器，這樣，網絡共模電壓即設定為+1.25 V。 AD7266可實現RMS和PEAK輸出的同時采樣，并在1 μs響應時間內傳輸數據。數據通過單一串行數據線提供。由于斜率和截距隨器件而改變，必須執行板級校準以實現高精度。一般而言，通過向ADL5502施加兩個輸入功率電平并測量相應的輸出電壓來執行校準。選擇的校準點一般應在器件線性工作范圍內，最佳擬合線通過下式計算轉換增益（或斜率）和截距來表征： 其中： VIN RFIN的rms VVRMSVRMS的電壓輸出。 計算增益和截距后，可得到一個公式，進而根據測量的輸出電壓計算（未知）輸入功率。 對于理想（已知）輸入功率，測得的數據的法則一致性誤差可計算如下： 圖8和圖9顯示了25°C時VRMS與PEAK誤差曲線圖，這是校準ADL5502時的溫度。注意，該誤差不為零，這是因為即使ADL5502在其工作區域內，也無法完全符合理想線性公式。然而，通過適當的調整，可以使校準點處的誤差等于零。 圖8.測得的VRMS線性度誤差與輸入電平的關系，450 MHz、900 MHz、1900 MHz、2350 MHz、2600 MHz，+3.3 V電源 ? 圖9.測得的PEAK線性度誤差與輸入電平的關系，450 MHz、900 MHz、1900 MHz、2350 MHz、2600 MHz，+3.3 V電源 ? 已知VRMS和PEAK輸出特征（斜率和截距）時，便可完成CF計算的校準。測量和計算任何波形的波峰因數必須采用三級過程。首先，必須將未知信號施加于RF輸入，并測量相應的VRMS電平。該電平在圖10中表示為VVRMS-UNKNOWNRF輸入 input, VIN使用VVRMS-UNKNOWN和公式3計算。 圖10.波峰因數計算程序 ? 接下來，使用VIN 計算PEAK、VPEAK-CW的CW基準電平（即輸入波形是CW信號時看到的輸出電壓）。 最后，測量PEAK、VPEAK-UNKNOWN的實際電平，CF可計算為>/p> 其中，VPEAK-CW 用作比較VPEAK-UNKNOWN的基準點。如果兩個VPEAK值均相等，則CF為0 dB，如圖11中的CW信號所示（摘自ADL5502數據手冊）。在整個動態范圍內，計算出的CF在0 dB線附近波動。同樣，對于3 dB、6 dB和9 dB CF的復雜波形，計算結果精確地在CF電平附近波動。 圖11. 報告的各種波形波峰因數 ? 圖12. 測得的CW信號的波峰因數與輸入電平的關系，450 MHz、900 MHz、1900 MHz、2350 MHz、2600 MHz，+3.3 V電源 ? 該電路或任何高速電路的性能都高度依賴于適當的PCB布局，包括但不限于電源旁路、受控阻抗線路（如需要）、元件布局、信號布線以及電源層和接地層。（有關PCB布局的詳情，請參見MT-031教程、MT-101教程和 高速印刷電路板布局實用指南一文。, 有關本電路筆記的完整設計支持包，請參閱http://www.analog.com/CN0187-DesignSupport. CN0187 針對高速、低功耗和3.3 V單電源而優化的波峰因數、峰值和均方根RF功率測量電路 圖1所示電路測量450 MHz至6 GHz的任意RF頻率下的峰值和rms功率，動態范圍約為45 dB。測量結果轉換為差分信號以便消除噪聲，并通過串行接口和集成基準電壓源在12位SAR ADC的輸出端形成數字代碼。在數字域中執行簡單的兩點校準。 ADL5502 是一款均值響應（true rms)功率檢波器，內置包絡檢波器，可以精確地測量調制信號的波峰因數(CF)。它可以用于450 MHz至6 GHz的高頻接收機和發射機信號鏈，包絡帶寬超過10 MHz。峰值保持功能允許利用較低采樣速率的ADC捕獲包絡中的短峰值。該器件的總功耗僅為3 mA (3 V)。 The ADA4891-4 是一款高速、四通道、CMOS放大器，兼具高性能、低成本優勢。每個放大器的功耗僅為4.4 mA (3 V)。該放大器具有單電源供電能力，輸入電壓范圍可擴展至負供電軌以下300 mV。軌到軌輸出級使輸出擺幅可以達到各供電軌50 mV以內，以確保最大的動態范圍。低失真和快速建立時間則使該器件成為此應用的理想選擇。 AD7266 是一款雙通道、12位、高速、低功耗的逐次逼近型ADC，采用2.7 V至5.25 V單電源供電，采樣速率最高可達2 MSPS。這款器件內置兩個ADC，兩者之前均配有一個3通道多路復用器和一個能夠處理30 MHz以上輸入頻率的低噪聲、寬帶寬采樣保持放大器。功耗僅為3 mA (3 V)。此外還內置一個2.5 V基準電壓源。 電路采用ADP121的+3.3 V單電源供電，ADP121是一款低靜態電流、低壓差線性調節器，采用2.3 V至5.5 V電源供電，最大輸出電流為150 mA。驅動150 mA負載時壓差僅為135 mV，這種低壓差特性不僅可改善功效，而且能使器件在很寬的輸入電壓范圍內工作。滿載時靜態電流低至30 μA，因此ADP121非常適合電池供電的便攜式設備使用。 ADP121可提供1.2 V至3.3 V范圍內的輸出電壓，其性能經過優化，采用1 μF小型陶瓷輸出電容可實現穩定工作。ADP121具有出色的瞬態響應性能，所占電路板面積極小。短路保護和熱過載保護電路可以防止器件在不利條件下受損。ADP121提供5引腳TSOT和4引腳、0.4 mm間距無鹵素WLCSP兩種小型封裝，是適合各種便攜式應用的業界最小尺寸解決方案。 圖1.高速、低功耗、波峰因數、峰值和功率測量系統（簡化示意圖：未顯示去耦和所有連接） ? CN0187 圖1所示電路測量450 MHz至6 GHz的任意RF頻率下的峰值和rms功率，動態范圍約為45 dB。測量結果轉換為差分信號以便消除噪聲，并通過串行接口和集成基準電壓源在12位SAR ADC的輸出端形成數字代碼。在數字域中執行簡單的兩點校準。

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