通過(guò)軟件校準的50MHz至9GHz RF功率測量系統

該檢波器的傳遞函數可通過(guò)以下公式計算近似值：

VOUT = SLOPE_DETECTOR × (PININTERCEPT)

其中SLOPE_DETECTOR是檢波器斜率，單位為mV/dB；INTERCEPT 是x軸截距，單位為dBm；PIN是輸入功率，單位為dBm。

在A(yíng)DC輸出端，VOUT由ADC輸出代碼取代，公式可改寫(xiě)為：

CODE = SLOPE × (PININTERCEPT)

其中 SLOPE 是檢波器、調整電阻及ADC的組合斜率，單位為次/dB； PIN 和 INTERCEPT 單位仍為dBm。

圖3顯示的是典型檢波器輸入功率的功率掃描以及在700 MHz輸入信號下觀(guān)察到的ADC輸出代碼。

700 MHz下的ADC輸出代碼及誤差與RF輸入功率的關(guān)系

圖3. 700 MHz下的ADC輸出代碼及誤差與RF輸入功率的關(guān)系

總體斜率和截距隨系統的不同而變化，該變化是由RF檢波器、調整電阻和ADC傳遞函數的器件間差異造成的。因此需要系統級校準以確定整個(gè)系統的斜率和截距。本應用中，使用4點(diǎn)校準校正RF檢波器傳遞函數內的某些非線(xiàn)性，特別是在低端位置。該4點(diǎn)校準方案產(chǎn)生三個(gè)斜率和三個(gè)截距校準系數，這些數值在校準后應存儲在非易失RAM (NVM)內。

通過(guò)向ADL5902施加四個(gè)已知信號電平執行校準，從ADC測量相應的輸出代碼。選擇的校準點(diǎn)應在器件線(xiàn)性工作范圍內。本例中，校準點(diǎn)位于0 dBm、-20 dBm、-45 dBm及-58 dBm。
斜率和截距校準系數通過(guò)以下公式計算：

SLOPE1 = ( CODE _1 – CODE_2)/(PIN_1 — PIN_2)
INTERCEPT1= CODE_1/(SLOPE_ADC × PIN_1)

接著(zhù)使用CODE_2/CODE_3和CODE_3/CODE_4重復計算，分別得出SLOPE2/INTERCEPT2和SLOPE3/INTERCEPT3。六個(gè)校準系數應與CODE_1、CODE_2、CODE_3、CODE_4一起存儲在NVM內。

當電路在現場(chǎng)工作時(shí)，這些校準系數用于計算未知的輸入功率電平PIN，公式如下：

PIN = (CODE/SLOPE) + INTERCEPT

為了在電路工作期間獲得適當的斜率和截距校準系數，從ADC觀(guān)察到的CODE必須與CODE_1、CODE_2、CODE_3、CODE_4進(jìn)行比較。例如，如果來(lái)自ADC的CODE在CODE_1與CODE_2之間，則應使用SLOPE1和INTERCEPT1。該步驟還可用于提供欠量程或超量程警告。例如，如果來(lái)自ADC的CODE大于CODE_1或小于CODE_4，表示測得的功率在校準范圍以外。