CN0360：一個(gè)頻率可調射頻檢波器

　　Circuits from the Lab參考電路是經(jīng)過(guò)測試的參考設計，有助于加速設計，同時(shí)簡(jiǎn)化系統集成，幫助并解決當今模擬、混合信號和RF設計挑戰。

　　連接/參考器件

　　ADF4351

　　集成VCO的35 MHz至4400 MHz寬帶頻率合成器

　　ADL5801

　　10 MHz至6 GHz寬帶有源混頻器

　　AD8368

　　800 MHz、線(xiàn)性dB VGA，內置AGC檢波器

　　ADL5902

　　50 MHz至9 GHz、65 dB TruPwr™檢波器

　　頻率選擇、RMS響應、90 dB動(dòng)態(tài)范圍、35 MHz至4.4 GHz RF檢波器

　　電路評估板

　　ADF4351評估板(EVAL-ADF4351EB1Z)

　　ADL5801評估板(ADL5801-EVALZ)

　　AD8368評估板(AD8368-EVALZ)

　　ADL5902評估板(ADL5902-EVALZ)

　　EPCOS B5249 SAW濾波器評估板或等效產(chǎn)品

　　電路功能與優(yōu)勢

　　本電路是一個(gè)頻率可調射頻(RF) 檢波器，提供90 dB檢測范圍，工作頻率是從35 MHz到4.4 GHz。 與不區分頻譜中信號的獨立檢波器不同，本電路能夠專(zhuān)注于一個(gè)較窄的頻帶，在指定范圍內提供增強的性能。 該檢波器電路提供RMS響應，具有出色的溫度和頻率穩定性，對需要精確頻率、選擇性RF功率測量的應用非常有吸引力。 本電路還能很好地抑制無(wú)用阻塞信號。 圖1顯示了該電路的原理示意圖。

　　圖1. 頻率選擇RF檢波器

　　電路描述

　　該檢波器電路由RMS檢波器、可變增益放大器(VGA)、SAW濾波器、混頻器和頻率合成器組成，提供90 dB檢測范圍和出色的頻率/溫度穩定性。 圖2顯示當輸入功率以900 MHz掃描時(shí)檢波器電路的傳遞函數。 采用4點(diǎn)校準法可獲得最佳線(xiàn)性度，校準點(diǎn)為：+13 dBm、−50 dBm、−65 dB和−75 dBm。 也可采用2點(diǎn)校準法，但在輸入功率范圍內線(xiàn)性度會(huì )有所下降。

　　圖2. 不同溫度下頻率選擇RF檢波器的傳遞函數

　　動(dòng)態(tài)范圍增強

　　電路使用的ADL5902檢波器本身即可提供65 dB的檢測范圍，工作頻率是50 MHz至9 GHz。AD8368 VGA可擴展功率范圍的上限和下限。 VGA與檢波器之間的窄帶SAW濾波器可濾除VGA和混頻器的噪聲，使下限靈敏度最大。電路筆記CN-0340更詳細地說(shuō)明了這種動(dòng)態(tài)范圍擴展機制。 然而，這種范圍擴展會(huì )限制濾波器通帶頻率范圍的操作。 用寬帶頻率轉換網(wǎng)絡(luò )結合CN-0340電路可使整個(gè)電路具有頻率選擇特性。 在圖1所示電路中，ADL5801混頻器與ADF4351頻率合成器配對，將35 MHz至4.4 GHz的輸入信號轉換為140 MHz，即SAW濾波器的通帶頻率。電路筆記CN-0239說(shuō)明了該電路所用的無(wú)縫寬帶混頻器與本振接口。

　　利用混頻器ADL5801的VSET引腳優(yōu)化混頻器偏置電平，可進(jìn)一步增強電路動(dòng)態(tài)范圍。 通常，ADL5801混頻器以3.6 V的VSET電平工作，導致混頻器偏置電平較高，IP3相應地也很高。 但是，這一工作點(diǎn)會(huì )引起噪聲系數降級，從而限制輸入靈敏度。 混頻器以2.0 V的最小VSET電平工作可改善噪聲系數，但這會(huì )影響混頻器的P1dB，限制動(dòng)態(tài)范圍的上限。 因此，混頻器需要采用自適應偏置機制來(lái)優(yōu)化高低兩種功率水平下的電路檢測范圍。 通過(guò)將VSET引腳連接到DETO(一個(gè)路由至混頻器內部功率檢波器的引腳)，器件偏置電平便可根據信號條件自適應設置。 利用這個(gè)特性，混頻器可針對大RF信號提供高線(xiàn)性度和壓縮，而對小RF信號提供低噪聲系數。 此特性可改善應用在較低輸入功率水平時(shí)的靈敏度，同時(shí)維持較高輸入功率水平時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍。 圖3顯示了不同混頻器偏置電平下檢波器的傳遞函數。

　　圖3. 不同偏置電平下ADL5801混頻器的性能比較