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目前，包括通信收發(fā)機、儀器、工業(yè)控制和雷達等在內的許多系統都需要控制射頻功率，因此需要準確測量射頻功率。在這些系統中，RF功率測量及控制有助于確保系統安全、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(jiǎn)單電路，其靈敏度，溫度穩定性都較差。因此越來(lái)越多的場(chǎng)合采用集成IC來(lái)做檢波電路。 Hittite推出的對數檢波器IC系列產(chǎn)品，其內部拓撲結構如下圖： 這個(gè)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(xiàn)性增益，具體值取決于不同的設計目的。設想一個(gè)小信號正弦波進(jìn)入第一個(gè)放大器，第一個(gè)放大器將會(huì )在它到達第二個(gè)放大器前放大信號10dB。因此信號每往下走一級，就會(huì )有10dB的增益。隨著(zhù)信號在鏈路中的傳遞，在它到某一級的時(shí)候將會(huì )被（限幅器）斬波。放大器的精度是相同的。當信號在某一級進(jìn)入限制狀態(tài)后，這個(gè)限幅信號仍然會(huì )傳播，在每一級都被斬波，保持其1v峰值振幅傳輸。 IC內部有多個(gè)放大器及檢波管組合，通過(guò)設計使輸出電壓和輸入RF信號的對數成正比。 這種設計確保輸入信號的功率變化很大時(shí)，仍能在輸出端準確的檢測出所需信號，即可以檢測大動(dòng)態(tài)范圍的輸入信號。 經(jīng)過(guò)精心設計的Hittite對數檢波器同時(shí)還具有優(yōu)異的靈敏度和溫度穩定性。Hittite的所有檢波器都可提供差分及單端輸入，差分結構有助于射頻工程師解決零中頻架構的直流偏移問(wèn)題。 Hittite對數檢波器家族包括了HMC601LP4，HMC602LP4，HMC611LP4，HMC612LP4，HMC713LP4，HMC713MS8，適合CW波調制，雷達應用。其中HMC713的非常適合移動(dòng)通信應用，價(jià)格比市場(chǎng)的其他品牌同類(lèi)產(chǎn)品低近1/3。 2．當用對數檢波器來(lái)檢測峰值因素高的信號，如第三代移動(dòng)通信CDMA2000，不同的多載波信號會(huì )有不同的峰值因數，這導致使用峰值檢波器無(wú)法準確測量。 如果該誤差能固定，也可以通過(guò)修正來(lái)得到正確的功率值，但是在某些實(shí)際應用中，其呼叫負載不斷發(fā)生變化會(huì )影響到修正值。因此平均功率測量最適用于處理調制包絡(luò )幅度隨時(shí)間變化的系統，如IS-95,CDMA2000,W-CDMA和TD-sCDMA。 Hittite推出的均值檢波器HMC1010LP4，在DC-3.9GHz，動(dòng)態(tài)范圍可達60dB，測量值受信號波峰因數變化影響非常小，主要取決于信號的平均功率。在響應時(shí)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試中解脫出來(lái)。而且該產(chǎn)品比同類(lèi)產(chǎn)品低10%，對于動(dòng)態(tài)范圍需求較低的如40dB的場(chǎng)合，hittite有極具價(jià)格優(yōu)勢的HMC909LP4E可滿(mǎn)足你的成本需求。 3. 正交頻分復用(OFDM)系統由于高的頻譜利用率以及抗碼間干擾(ISI)和多徑衰落，主要應用于數字視頻廣播系統、MMDS（Multichannel Multipoint Distribution Service）多信道多點(diǎn)分布服務(wù)和WLAN服務(wù)以及下一代陸地移動(dòng)通信系統。 由于OFDM信號時(shí)域上為N個(gè)正交子載波信號的疊加，當這N個(gè)信號恰好都以峰值出現并將相加時(shí)，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(xiàn)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(xiàn)性度要求也很高，因此高的PAPR使得OFDM系統的性能大大下降。因此，需要檢測系統的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不但可以準確的測量信號的平均功率還可以監測其峰均比，確保系統不失真的傳輸信號。 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6個(gè)輸出端口，分別可檢測兩個(gè)通道的均值輸出，峰值輸出，以及兩個(gè)通道的差值輸出。HMC714LP5可檢測頻率范圍從100MHz到3900MHz，比市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品寬了40%多，可應用于3G，LTE，WINMAX。其動(dòng)態(tài)范圍從-55dBm到15dBm，高達70dB，也比同類(lèi)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，使你從容應對在不同系統中準確測量射頻功率的挑戰。 |
