AD8362的射频功率计设计(基本工作原理)_水秀山明_新浪博客

AD8362是一种真有效值响应的功率检测器,其测量结果与信号波形无关,从而为复杂调制信号的射频功率测量提供了一种有效的方法。

输入的RF信号首先被送入一个可变的梯形电阻衰减器进行衰减,该衰减器每隔5dB有一个抽头,共有12个抽头,它采用一种平滑的内插专利技术,使衰减值可以连续准确变化,衰减值的设定由“VSET”脚的电压控制。衰减后的信号送到一个高性能的宽带放大器进行放大,再由一个宽带的平方律检波器检波,检波输出的脉动信号经滤波后与另一个平方电路的输出进行比较。这个平方电路的输入由“VTGT”脚提供,它是一个固定的直流电压,通常在片外与可提供准确1.25V参考电压的VREF脚相连。两个平方电路的输出信号差分输入到高增益误差放大器后,将从“VOUT”脚输出一个电压信号,该电压值可随输入RF信号的功率而变,{zg}可以达到V。

AD8362可以设置成功率测量和控制器两种工作方式。用功率测量方式时,“VOUT”与“VSET”脚直接相连,此时输出电压与输入功率有效值的对数成正比,因而读数可以直接用dB表示。在控制器方式时,对RF信号功率的实际取样电压值将从“VSET”脚输入,可用来改变主系统放大器的增益,以使之保持在一个设置的水平上。

AD8362的“PWDN”脚在逻辑高电压信号控制时可进入休眠状态,此时,消耗电流将减少到2μA以下。芯片被低电平“唤醒”可在1μs内完成。AD8362的正常工作电流在+25℃条件下为18mA。计电路4实用功率计设计。
根据实际需要,笔者以AD8362为中心设计了一个简单实用的吸收式射频小功率计,图3是其电路连接图。该功率计输入端采用HP公司的肖特基势垒二极管HSMS-8101作过载保护,AD8362的信号输入端设计成双端差分输入模式,并用Mini-Cir-cuits公司的射频变压器T4-6T进行耦合,T4-6T的传输比为12,这样,既便于阻抗匹配,又可以使AD8362输入端的信号功率提高3dB。

该的显示驱动电路由单片机PIC16C71及其外围电路组成,可驱动4只共阴极的LED数码管,以指示被测信号功率的dB数值。PIC16C71是Microchip公司出品的8位低价微控制器,片内有A、B两个8位双向I/O口,其中A口的低4位可作为4个通道A/D转换器的输入口。设计中,笔者用PIC16C71的RA0作为A/D输入端以采样AD8362的“VOUT”输出电压。该单片机的工作时钟为4MHz,A/D转换的时钟源采用片内RC振荡器,基准为芯片的+5V电源电压。由于PIC16C71单片机I/O口的单端驱动电流{zd0}为25mA,而一位数码管的8只LED同时发光的{zd0}“位”电流约需48mA,所以应将RA4~RA7进行扩展。可由4只三极管来完成LED的“位”驱动。而LED的7段显示、小数点的显示则可以直接由B口的RB0~RB7完成。

显示采用动态扫描方式进行每20ms扫描一次,每个数码管轮流显示5ms。这样,由于人眼的“视觉暂留”效应,显示效果还是比较稳定的。

由于受耦合变压器T4-6T的频率限制,整机工作频率范围为20kHz~250MHz,功率测量范围为-48dBm~+12dBm,精度可达0.1dB。假如换用其它更合适的耦合变压器型号,则可以工作到更宽的频率范围,{zg}时可达2.7GHz。

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