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基于AD8362的射頻功率計設(shè)計
摘要：介紹了AD公司生產(chǎn)的真有效值功率檢測器AD8362的性能和基本原理，給出了由單片機PIC16C71控制的基于AD8362的射頻小功率計的設(shè)計思想，同時給出了一個射頻小功率計的實現(xiàn)電路。１ 概述
功率是表征射頻信號特性的一個重要參數(shù)，隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，對射頻信號功率的精確測量已成為無線通信測量中的重要一環(huán)。射頻功率計通常由功率傳感器（或稱功率探頭）和功率指示器兩部分組成，根據(jù)功率計測量電路的連接方式，功率計可分為吸收式（又稱終端式）和通過式兩種，吸收式功率計以功率探頭作為被測系統(tǒng)的終端負載。它吸收全部待測功率，并由指示器顯示測得的功率值。本文介紹一種基于ＡＤ８３６２芯片的吸收式小功率計的設(shè)計方法。該設(shè)計利用ＡＤ公司的真有效值功率檢測器ＡＤ８３６２制作功率探頭，因此，電路簡單，一致性好。該功率計的工作頻率為２０ｋＨｚ～２５０ＭＨｚ，功率測量范圍為－４８ｄＢｍ～＋１２ｄＢｍ。
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２．１ 性能參數(shù)
ＡＤ８３６２是美國ＡＤ公司生產(chǎn)的真有效值功率檢測器，工作頻率高達３ＧＨｚ，它采用雙平方電路比較轉(zhuǎn)換技術(shù)和激光修整技術(shù)，因而測量線性度較高，其測量結(jié)果基本上與信號波形無關(guān)。尤其是在大峰值因數(shù)時，能夠勝任ＧＳＭ、ＣＤＭＡ和Ｗ－ＣＤＭＡ等復(fù)雜信號對測量精度的要求，可廣泛用于對信號功率需要準(zhǔn)確測量的高頻通信和儀器儀表系統(tǒng)中。
ＡＤ８３６２采用１６腳ＴＳＳＯＰ封裝，可在－４０℃～＋８５℃的溫度范圍內(nèi)工作。其特點如下：
●可進行真有效值功率測量；
●具有以ｄＢ為單位的線性響應(yīng)，而且具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性；
●輸入動態(tài)范圍達６０ｄＢ，對于５０Ω阻抗的系統(tǒng)而言，其信號輸入可從－４５ｄＢｍ～＋１５ｄＢｍ；
●具有從低頻到２．７ＧＨｚ的平坦輸入／輸出響應(yīng)；
●精度、線性度高，典型線性斜率為５０ｍＶ／ｄＢ；
●單電源工作，范圍為＋４．５Ｖ～＋５．５Ｖ；
●電源休眠?ｐｏｗｅｒ ｄｏｗｎ?功能可降低功耗，休眠時?功耗小于１００μＷ。
ＡＤ８３６２的極限參數(shù)如下：
●電源電壓：＋５．５Ｖ；
●內(nèi)部功耗：５００μＷ；
●工作溫度范圍：－４０～＋８５℃；
●存儲溫度范圍：－６５～＋１５０℃；
●焊接溫度（焊接時間≤６０ｓ）：３００℃。
２．２ 引腳功能
ＡＤ８３６２的引腳排列見圖１。各引腳功能如下：
●ＣＯＭＭ：公共接地端；
●ＣＨＰＦ：高通濾波器輸入端，該腳與地這間的電容大小決定著輸入高通濾波器的３ｄＢ頻率；
●ＩＮＨＩ：信號差分輸入端口的“＋”端；
●ＩＮＬＯ：信號差分輸入端口的“－”端；
●ＤＥＣＬ：“ＩＮＨＩ”和“ＩＮＬＯ”的去耦端，應(yīng)通過一個大電容連接到地，以構(gòu)成完整的輸入電路；
●ＰＷＤＮ：休眠控制端，高電平時器件關(guān)斷；
●ＣＬＰＦ：環(huán)路濾波器積分電容連接端；
●ＡＣＯＭ：輸出放大器的公共接地端；
●ＶＳＥＴ：設(shè)置電壓輸入端，使ＲＦ的輸入功率與輸出的ｄＢ數(shù)相對應(yīng)；
●ＶＯＵＴ：誤差放大器電壓輸出，在測量方式時，通常直接與“ＶＳＥＴ”端相連；
●ＶＰＯＳ：＋５Ｖ電源輸入端；
●ＶＴＧＴ：基準(zhǔn)電壓端，該腳的電壓將影響對數(shù)截止點的位置；
●ＶＲＥＦ：１．２５Ｖ通用參考電壓輸出，可直接提供給“ＶＴＧＴ”。
３ 基本工作原理
ＡＤ８３６２是一種真有效值響應(yīng)的功率檢測器，其測量結(jié)果與信號波形無關(guān)，從而為復(fù)雜調(diào)制信號的射頻功率測量提供了一種有效的方法。ＡＤ８３６２的內(nèi)部電路框圖如圖２所示。
輸入的ＲＦ信號首先被送入一個可變的梯形電阻衰減器進行衰減，該衰減器每隔５ｄＢ有一個抽頭，共有１２個抽頭，它采用一種平滑的內(nèi)插專利技術(shù)，使衰減值可以連續(xù)準(zhǔn)確變化，衰減值的設(shè)定由“ＶＳＥＴ”腳的電壓控制。衰減后的信號送到一個高性能的寬帶放大器進行放大，再由一個寬帶的平方律檢波器檢波，檢波輸出的脈動信號經(jīng)濾波后與另一個平方電路的輸出進行比較。這個平方電路的輸入由“ＶＴＧＴ”腳提供，它是一個固定的直流電壓，通常在片外與可提供準(zhǔn)確１．２５Ｖ參考電壓的ＶＲＥＦ腳相連。兩個平方電路的輸出信號差分輸入到高增益誤差放大器后，將從“ＶＯＵＴ”腳輸出一個電壓信號，該電壓值可隨輸入ＲＦ信號的功率而變，最高可以達到（Ｖｓ－０．１）Ｖ。
ＡＤ８３６２可以設(shè)置成功率測量和控制器兩種工作方式。用功率測量方式時，“ＶＯＵＴ”與“ＶＳＥＴ”腳直接相連，此時輸出電壓與輸入功率有效值的對數(shù)成正比，因而讀數(shù)可以直接用ｄＢ表示。在控制器方式時，對ＲＦ 信號功率的實際取樣電壓值將從“ＶＳＥＴ”腳輸入，可用來改變主系統(tǒng)放大器的增益，以使之保持在一個設(shè)置的水平上。
ＡＤ８３６２的“ＰＷＤＮ”腳在邏輯高電壓信號控制時可進入休眠狀態(tài)，此時，消耗電流將減少到２μＡ以下。芯片被低電平“喚醒”可在１μｓ內(nèi)完成。ＡＤ８３６２的正常工作電流在＋２５℃條件下為１８ｍＡ。
圖3 射頻功率計電路
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