RF 频率和功率测量

ADL6010是一款多功能微波频谱宽带包络检波器， 以单个易于使用的6引脚封装提供一流的精度和极低的功耗(8 mW)。 该器件输出的基带电压与射频(RF)输入信号的瞬时幅度成正比。 它的RF输入具有非常小的斜率变化，以便包络从0.5 GHz到43.5 GHz的输出传递函数

检波器单元使用专利的八肖特基二极管阵列，后接新颖的线性化电路，可创建相对于输入电压幅度，总比例因子（或传递增益）标称值为?2.2的线性电压表

虽然ADL6010本质上并不是一款功率响应器件，但以这种方式指定输入依然是很方便的。 因此，相对于50 Ω源输入阻抗，允许的输入功率范围为−30 dBm至+15 dBm。 对应的输入电压幅度为11.2 mV至1.8 V，产生范围从25 mV左右到4 V以上共模(COMM)的准直流输出。

平衡检波器拓扑的一个不为人注意的细节是，它不存在输入端由于非线性源负载而产生偶数阶失真。 这在利用低比例耦合器提取信号样本的应用中是一个重要优势，并且相比传统二极管检波器而言，它的性能大为提升。

RF输入幅度波动的功率等效值可通过加入RMS-to-DC转换器IC来提取。 此外，基带输出可应用于一个速度适中的模数转换器(ADC)，有效值（以及其他信号衡量指标，比如峰均比）在数字域中完成计算。

输出响应精度对4.75 V至5.25 V范围的电源电压变化不敏感。超低功耗有利于长期稳定性。

ADL6010A额定工作温度范围为−40°C至+85°C；而ADL6010S额定工作温度范围为−55°C,至+125°C,。这两款器件均采用6引脚、2 mm ×2 mm LFCSP封装。

应用

• 微波点对点链路
• 微波仪器仪表
• 雷达测量系统

通过配置ADL5513，可为功率放大器或VOUT引脚的测量输出提供控制电压。由于输出信号能用于控制器应用，因此需要特别注意宽带噪声的最小化。在这种模式下，要为VSET引脚施加设置点控制电压。

通过VOUT可关闭贯穿RF放大器的反馈环路，其输出能将放大器的输出调节至相应的VSET量级。ADL5513在VOUT引脚提供 0 V 至（V_POS - 0.1 V）的输出能力，适合控制器应用。作为测量器件，VOUT与VSET外部相连，产生输出电压VOUT，随着RF输入信号幅度呈dB线性增加，斜率为20 mV/dB，由VSET接口决定。采用INHI输入的截点为-95 dBm （阻抗：50 Ω，连续波输入，900 MHz）。这些参数在电源和温度变化情况下都非常稳定。

应用

Data Sheet, Rev. PrA, 06/08

ADL5902适用于各种高频通信系统和要求对信号功率做出精确响应的仪器仪表。它易于使用，仅需5 V单电源和几个电容便可工作，能够采用单端输入或通过巴伦采用差分输入进行驱动。ADL5902可以在100 MHz以下至9 GHz以上的频率范围内工作，不仅支持均方根值在1 mV至1 V以上的输入，而且具有较大波峰因素，超过了精确测量WiMAX、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、多载波GSM和LTE信号的要求。

ADL5902可以确定具有复合低频调制包络的高频信号的真实功率，或者用作简单的低频均方根电压计。

作为功率测量器件使用时，VOUT与VSET连接，输出与输入均方根值的对数成比例。也就是说，读数直接以分贝形式显示，可以方便地将比例调整为50 mV/dB；也可以采用其它斜率。在控制器模式下，施加于VSET的电压决定输入端要求的功率电平，使之与设定点的偏差归零。输出缓冲可以提供高负载电流。

25°C时，ADL5902的工作电流典型值为65 mA。它采用16引脚LFCSP封装，工作温度范围为−40°C至+125°C。提供评估板。

应用

HMC802A是一款宽带双向1位GaAs IC数字衰减器，采用低成本无引脚表贴封装。 这款单正控制线路数字衰减器采用片外AC接地电容器，在接近直流的情况下工作，这一特点使得它非常适合各种RF和IF应用。 在DC至10 GHz频率下运行，插入损耗小于3 dB典型值，在±0.6 dB（典型值）时，衰减精度非常出色。 衰减器还具有+55 dBm高IP3。 一个TTL/CMOS控制输入用于选择衰减状态，需+5V Vdd单偏置。

应用

HMC629ALP4E是一款宽带4位GaAs IC数字衰减器，采用低成本无引脚SMT封装。这款多功能数字衰减器采用针对接近直流操作的片外交流接地电容，适合各种RF和IF应用。双模控制接口兼容CMOS/TTL，可接受三线式串行输入或4位并行字。HMC629ALP4E采用符合RoHS标准的4x4 mm QFN无铅封装，无需外部匹配元件。

应用

• 蜂窝/3G基础设施
• WiBro / WiMAX / 4G
• 微波无线电和VSAT
• 测试设备和传感器
• IF和RF应用

ADuCM3027/ADuCM3029 微控制器单元(MCU)均为集成电源管理的超低功耗微控制器系统，可用于处理、控制和连接。MCU系统基于ARM Cortex-M3处理器，由数字外设、嵌入式SRAM和闪存、一个提供时钟、复位和电源管理功能的模拟子系统以及模数转换器(ADC)子系统组成。

ADuCM3027/ADuCM3029 MCU的关键特性如下：

• 业界领先的超低功耗。
• SensorStrobe™，用于对外部传感器进行精确的时间同步采样。
  • 在休眠模式下工作，大大降低了系统解决方案中的电流。例如，使用
    ADXL363加速度计时，功耗降低10倍。
  • 设置之后无需软件干预。
  • 软件执行，因此无脉冲漂移。
• 前沿安全。
  • 快速加密对客户算法提供读取保护。
  • 写入保护可防止未经授权的代码对器件进行重新编程。
• 稳定的工作性能。
  • 在深度休眠模式下实现全电压监控。
  • ECC闪存支持。
  • SRAM存储器提供奇偶校验错误检测。
• 通过中断实现32 kHz LFXTAL的故障检测。

应用

• 物联网(IoT)
  • 智能机器、智能计量、智能楼宇、智能城市、智能农业
• 可穿戴设备
  • 健身和临床

本电路用于测量1 MHz至8 GHz频率的RF功率，测量范围约为60 dB。测量结果作为数字码在一个12位ADC的输出端提供，该ADC配有串行接口和集成基准电压源。RF检波器的输出端可与ADC实现无缝接口，并使用ADC的大部分输入范围，而无需进一步调整。在数字域执行简单的2点系统校准。

对于1 MHz至6 GHz信号，AD8318 能保持精确的对数一致性，并能在最高8 GHz下工作。典型输入范围为60 dB (re: 50 Ω)，误差小于±1 dB。AD8318的响应时间为10 ns，能够检测45 MHz以上的RF突发脉冲。在整个温度范围内，该器件具有极佳的对数截距稳定性(±0.5 dB)。

通过片内控制寄存器可将AD7887配置为单通道或双通道工作模式。在默认的单通道模式下，AD7887可作为只读ADC工作，从而简化控制逻辑。

图1. 软件校准的RF测量系统（原理示意图：未显示去耦和所有连接）

该电路使用 ADL5902 TruPwr™ 检波器测量RF信号的均方根信号强度，信号波峰因素（峰值均值比）在约65 dB的动态范围内变化，工作频率为50 MHz至9 GHz。

测量结果在12位ADC(AD7466)输出端以串行数据形式提供。在数字域中针对环境温度执行简单的4点系统校准。

RF检波器与ADC之间的接口很简单，由两个信号调整电阻组成，无有源元件。此外，ADL5902内部2.3 V基准电压为微功耗ADC提供电源和基准电压。AD7466无流水线延迟，可作为只读SAR ADC。

整个电路实现了约±0.5 dB的温度稳定性。

显示的数据是针对在−40°C至+85°C温度范围内工作的两个器件。

图1所示电路测量450 MHz至6 GHz的任意RF频率下的峰值和rms功率，动态范围约为45 dB。测量结果转换为差分信号以便消除噪声，并通过串行接口和集成基准电压源在12位SAR ADC的输出端形成数字代码。在数字域中执行简单的两点校准。

ADL5502 是一款均值响应（true rms)功率检波器，内置包络检波器，可以精确地测量调制信号的波峰因数(CF)。它可以用于450 MHz至6 GHz的高频接收机和发射机信号链，包络带宽超过10 MHz。峰值保持功能允许利用较低采样速率的ADC捕获包络中的短峰值。该器件的总功耗仅为3 mA (3 V)。

The ADA4891-4 是一款高速、四通道、CMOS放大器，兼具高性能、低成本优势。每个放大器的功耗仅为4.4 mA (3 V)。该放大器具有单电源供电能力，输入电压范围可扩展至负供电轨以下300 mV。轨到轨输出级使输出摆幅可以达到各供电轨50 mV以内，以确保最大的动态范围。低失真和快速建立时间则使该器件成为此应用的理想选择。

AD7266 是一款双通道、12位、高速、低功耗的逐次逼近型ADC，采用2.7 V至5.25 V单电源供电，采样速率最高可达2 MSPS。这款器件内置两个ADC，两者之前均配有一个3通道多路复用器和一个能够处理30 MHz以上输入频率的低噪声、宽带宽采样保持放大器。功耗仅为3 mA (3 V)。此外还内置一个2.5 V基准电压源。

电路采用ADP121的+3.3 V单电源供电，ADP121是一款低静态电流、低压差线性调节器，采用2.3 V至5.5 V电源供电，最大输出电流为150 mA。驱动150 mA负载时压差仅为135 mV，这种低压差特性不仅可改善功效，而且能使器件在很宽的输入电压范围内工作。满载时静态电流低至30 μA，因此ADP121非常适合电池供电的便携式设备使用。

ADP121可提供1.2 V至3.3 V范围内的输出电压，其性能经过优化，采用1 μF小型陶瓷输出电容可实现稳定工作。ADP121具有出色的瞬态响应性能，所占电路板面积极小。短路保护和热过载保护电路可以防止器件在不利条件下受损。ADP121提供5引脚TSOT和4引脚、0.4 mm间距无卤素WLCSP两种小型封装，是适合各种便携式应用的业界最小尺寸解决方案。

图1.高速、低功耗、波峰因数、峰值和功率测量系统（简化示意图：未显示去耦和所有连接）

本电路是一个频率可调射频(RF)检波器，提供90 dB检测范围，工作频率是从35 MHz到4.4 GHz。与不区分频谱中信号的独立检波器不同，本电路能够专注于一个较窄的频带，在指定范围内提供增强的性能。该检波器电路提供RMS响应，具有出色的温度和频率稳定性，对需要精确频率、选择性RF功率测量的应用非常有吸引力。本电路还能很好地抑制无用阻塞信号。图1显示了该电路的原理示意图。

图1.频率选择RF检波器(原理示意图：未显示去耦和所有连接)

图1.微波功率计原理示意图(未显示去耦和所有连接)

图1所示电路可以准确测量无线发射器中的回损，测量范围为1 GHz至28 GHz，无需系统校准。

设计在单电路板上实现，采用一个非反射式RF开关、一个微波RF检波器和一个12位精密模数转换器(ADC)。为了在尽可能宽的频率范围内评估电路，采用了一个带SMA连接器的双端口定向耦合器，而非窄带表贴式定向耦合器。

电路可测量最高达20 dB的回损，输入功率范围为25 dB(在较小的输入功率范围内，可以测量超过20 dB的回损)。

电路的一个独有特点是可以利用来自RF检波器的数字化电压的一个简单比值来计算回损，因而无需系统校准。

图1. 电压驻波比(VSWR)评估板测量设置(未显示全部连接和去耦)

自动增益控制(AGC)电路在很多应用中都非常重要，例如频率合成器的幅度稳定、发射机输出功率控制或接收机动态范围优化。图1所示电路采用ADL6010检波器、HMC985A电压可变衰减器(VVA)和HMC635 RF放大器，在很宽的输入频率（20 GHz至37.5 GHz）和幅度范围内提供自动增益控制。在20 GHz和30 GHz之间，电路性能（通过本电路笔记中介绍的AGC品质因数来衡量）非常好。在30 GHz以上，电路的总增益会下降。然而，利用匹配技术（本电路笔记未予讨论）可以改善窄带性能。

该AGC电路适用于微波仪器仪表和雷达测量系统。

 

 

 

 

 

 

The circuit shown in Figure 1 is an RF power measurement circuit that accurately measures the power from an RF signal source within a frequency range of 9 kHz to 6 GHz, and has a nominal input power range of 45 dBm (−30 dBm to +15 dBm).

This circuit constitutes a complete rms RF power meter in a tiny form factor that can be powered entirely from a 5 V USB power supply. The measurement signal chain consists of an rms responding RF power detector and a 12-bit, precision analog-to-digital converter (ADC). These devices are powered by a CMOS linear regulator which generates 3.3 V from the 5 V USB supply.

A simple calibration routine can be performed at multiple frequencies to compensate for any frequency response variation of the circuit. Calibration data is stored in a lookup table, which is referenced during the RF power measurement.

AD9689-2600EBZ 支持 AD9689-2600 — 14 位、2.6GSPS 双通道数模转换器 (ADC)。该器件具有片内缓冲器和采样保持电路，确保实现较低的功耗、较小的封装尺寸和出色的易用性。该器件经过专门设计，支持对高达 5 GHz 的模拟信号进行直接 RF 采样。ADC 输入的 3 dB 带宽大于 9 GHz。AD9689 经过了全面优化，采用小巧紧凑的封装，可以提供宽泛的输入带宽、快速的采样率、卓越的线性度以及较低的功耗。

此基准设计提供了在各种模式和配置下操作 ADC 时所需的所有支持电路。它经过专门设计，可以与 ADS7-V2EBZ 数据采集卡直接连接，从而让用户方便地下载所采集的数据以进行分析。现在，可以使用 ACE 软件包执行器件控制和后续的数据分析。