温度稳定性 图4. 不同频率下输出平坦度与输入功率的关系 图5. 35 MHz校准后误差与频率的关系 图6. 在有960 MHz阻塞信号的情况下,900 MHz时的输出和输入传递函数 图7. EPCOS B5249 SAW滤波器的传递函数 图8. 装配完善的应用电路 图9. 电路评估测试设置
图2显示了功率谱上检波器的温度稳定性与RF输入功率的关系。 温度范围内的精度是利用ADL5902 RMS检波器的温度补偿特性实现的,该特性可补偿系统中引入的温度漂移。 VGA和混频器增益的任何温度变化都会使电路的整体漂移逐dB下降,也就是说,混频器增益的1 dB温度漂移将使整体温度稳定性下降1 dB。 对于AD8368 VGA,AD8368数据手册中的图5显示其增益的温度漂移约为±0.7 dB。 同样,根据ADL5801数据手册中的图3,混频器温度漂移为±0.5 dB。 调节ADL5902 TADJ引脚上的电压可补偿检波器、VGA和混频器的总温度漂移。 实验发现:对于所有RF输入频率,0.6 V的TADJ电压可提供最佳温度补偿。
频率稳定性
图4和图5显示了电路的频率平坦度。 在整个工作频率范围内,该电路具有大约1 dB的平坦度。 由于混频器将输入信号下变频至140 MHz,因此频率平坦度曲线以混频器引入的增益变化为主。
阻塞信号抑制
图6显示存在960 MHz的阻塞信号时,电路在900 MHz时的性能。 阻塞信号与载波信号相差60 MHz是因为滤波器在该频率时的通带抑制性能有所下降(见图7),从而构成该电路的最不利测试状况。 当阻塞信号输入电平高于−10 dBm时,阻塞信号会降低电路的下限灵敏度。但是,对于不超过+5 dBm的阻塞信号,电路仍会保持65 dB的动态范围。
常见变化
用带宽更宽的分立式锁相环(PLL,如ADF4155或ADF4156)和外部VCO取代频率合成器ADF4351,可将电路的频率范围扩展到6 GHz。 通过改变SAW滤波器,可以调整电路的中频频率、滤波器带宽和插入损耗。 提高滤波器的带宽和插入损耗会提高噪声电平,从而降低系统的动态范围。 混频器、VGA和滤波器的积分输出噪声电平必须比RMS检波器的标称输入灵敏度低6 dB到10 dB。 可利用ADIsimRF™来计算电路前端(混频器、VGA和滤波器)的积分噪声。 将该电路连接AD7091或AD7466等模数转换器(ADC),可对电路输出电压进行数字化转换。 更多信息参见电路笔记CN-0178。
电路评估与测试
该电路利用ADL5902 (ADL5902-EVALZ)、AD8368 (AD8368-EVALZ)、ADF4351 (EVAL-ADF4351EB1Z)、ADL5801 (ADL5801-EVALZ)标准评估板及一个装有EPCOS B5249 SAW滤波器的滤波器评估板实现。 由于全部评估板均提供50 Ω接口,因此它们通过桶形SMA连接器直接连接。 使用测试夹连接从ADL5902检波器输出回到AD8368增益控制输入的信号连接,并连接VSET和DET0引脚以配置ADL5801的自适应偏置控 制。 缩小ADL5902检波器输出电压所需的电阻分压器是通过在ADL5902评估板的R1 (3.83 kΩ)和R15 (1.5 kΩ)焊盘上表贴安装电阻来实现的。 在140 MHz时,优化电路温度稳定性的TADJ电压通过R9/R12电阻分压器设置,该分压器以2.3 V片上基准电压源作为输入。 若要将TADJ电压设为推荐的0.6 V电平,可将R9改为850 Ω(R12保持现有值301 Ω)。
图8所示为装配完善的应用电路,图9所示为测试设置的功能框图。
设备要求
以下列出了用来评估电路的设备清单。
•带USB端口的Windows® XP、Windows Vista(32位)或Windows 7(32位)PC
•ADL5902-EVALZ、AD8368-EVALZ、EVAL-ADF4351EB1Z和ADL5801-EVALZ评估板
•EPCOS B5249评估板
•一个RF信号发生器
•一个数字万用表
•一个电源
利用ADF4351控制软件设置将输入信号下变频至140 MHz中频所需的LO频率。 然后逐步提高输入功率水平,并测量电路的RMS输出电压,从而确定电路的传递函数和误差一致性曲线。
为测试电路对阻塞信号的抑制性能,使用一个信号发生器模拟阻塞信号,并利用主信号发生器模拟目标通道,用这两个信号驱动电路。 然后逐步提高阻塞信号电平,观测电路的响应,并评估电路性能。
CN-0360设计支持包:
CN-0239电路笔记,带无缝本振接口的宽带6 GHz有源混频器,ADI公司。
CN-0340电路笔记,检波范围为95 dB的真RMS RF检波器,ADI公司。
CN-0150电路笔记,经软件校准的1 MHz至8 GHz、70 dB RF功率测量系统,ADI公司。
CN-0178电路笔记,经软件校准的50 MHz至9 GHz RF功率测量系统,ADI公司。
ADIsimRF设计工具
ADIsimPLL™设计工具
UG-435用户指南,ADF4351小数-N分频PLL频率合成器的评估板。
UG-476用户指南,PLL软件安装指南。
MT-031指南,实现数据转换器的接地并解开“AGND”和“DGND”的谜团,ADI公司。
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