深入了解射頻檢波器如何應用于各個特定的應用中

射頻功率計

下圖是一個完整的射頻功率計應用電路，最高工作頻率為6 GHz。在這種情況下，ADL5904線性dB RMS 響應檢波器的輸入范圍為+15 dBm到-30 dBm，相應的輸出電壓范圍為0至1.8 V，這對應于大約35 mV/dB的斜率縮放因子。在這種情況下，檢波器輸出信號直接連到AD7091 12位精密ADC的輸入。使用2.5 V的滿量程輸入和12位分辨率，輸出LSB大小為610 uV。檢波器的斜率為35 mV/dB時，故有效分辨率為57 LSB/dB，這是非常好、非常高的分辨率。

因為可用分辨率如此之高，所以調(diào)整檢波器的0到1.8 V輸出信號以恰好適應ADC的0至2.5 V輸入范圍沒有什么實際價值。您甚至可以認為，在這個應用程序中，10位甚至8位ADC就足夠了，因為當使用12位器件時，可用分辨率太高了。

現(xiàn)在，對于像這樣的應用，另一個需要考慮的器件是LT5587，其片內(nèi)集成了12位ADC。該器件的性能與上述應用非常相似，但有一個額外的優(yōu)勢，即所有功能都集成到單個芯片中。

線性V/V射頻檢波器

下圖所示是一款500 MHz至43.5 GHz的線性V/V射頻檢波器。將ADL6010的輸出數(shù)字化因為ADL6010的輸出電壓大于ADC的滿量程輸入電壓，需要縮小檢波器的輸出電壓。用簡單的電阻分壓器來做到這一點。通過保持相對較低的電阻值，避免了兩個器件之間使用運放緩沖器的需要。

因為ADL6010具有線性V/V響應，所以這種情況下的測量分辨率計算有些不同。為了弄清這一點，我們來仔細看看ADL6010的傳遞函數(shù)。

綠色曲線顯示ADL6010的傳遞函數(shù)，反映電壓輸出與dBm輸入的關系。上面討論過，可以看到V/dB的增量斜率隨輸入功率降低而減小。如橙色線所示，分辨率以LSB/dB表示。因此，這樣做的最終效果是降低輸入功率相當于降低測量分辨率。

在范圍的底部，現(xiàn)在分辨率降至1比特/dB多一點。這與之前的測量分辨率在整個輸入范圍內(nèi)保持不變的例子形成鮮明對比。對于本應用，您可能會辯稱需要一個更高分辨率，高于12位的ADC。

RMS響應檢波器

如果將一系列不同的信號應用于非RMS響應的對數(shù)檢波器，則會發(fā)現(xiàn)每種信號類型產(chǎn)生不同的響應?？梢栽谙聢D的左側(cè)圖上看到這個現(xiàn)象，用一系列峰均比不同的QAM調(diào)制信號掃描檢波器。相比之下，如果將相同系列的信號應用于RMS響應檢波器，則看到的傳遞函數(shù)幾乎沒有差別。右側(cè)圖上顯示了這一點

這種行為在信號性質(zhì)不斷改變的系統(tǒng)中非常有價值。調(diào)制方案隨時間變化的動態(tài)QAM發(fā)射機是一個很好的例子。這點需要注意，是命名混亂的原因之一。術語“對數(shù)放大器”或“對數(shù)檢波器”一般指代非RMS響應的線性dB輸出響應射頻檢波器。盡管右側(cè)RMS器件的響應也有類似于對數(shù)放大器的特性，但我們通常不將其稱為對數(shù)放大器，而是稱為線性dB RMS檢波器。

這張表將對數(shù)放大器與RMS檢波器進行了比較。首先要注意的是，在頻率范圍、靈敏度和溫度穩(wěn)定性方面，這些器件之間存在明顯的功能重疊。一個顯著的區(qū)別是響應時間。一些對數(shù)放大器的上升和下降時間遠小于10 ns，但RMS檢波器的響應速度要慢得多。這是均方根計算中隱含的均值需求所決定的。