利用對數放大器和MCU增強RF功率測量精度

通過+85°C對數一致性曲線的線性區的趨勢線表示該溫度的誤差模型。

由于斜率和截距隨溫度變化導致溫度漂移。鑒于這種認識，通過分析器件的總體分布曲線可以總結出一個誤差模型。可以建立分布曲線隨溫度移動的誤差表達式，如圖6所示。圖中畫出的通過+85°C對數一致性曲線的線性區的趨勢線——誤差線，它表示在+85°C時的誤差模型。應用該誤差線的斜率和截距特性，利用補償函數關系可抵消這種溫度變化。盡管如此，該誤差模型僅描述+85°C時溫度漂移帶來的誤差。

大多數的溫度漂移發生在+25°C和+85°C之間。對所有溫度都普遍適用的誤差函數可利用一個溫度比例因子k（T）來建立各種溫度范圍的函數關系，其中k（T）是溫度的函數。將補償誤差函數和溫度比例因子函數結合起來，組合結果如圖7所示。當溫度升高的時候，比例因數將跟著變化，從而可消除由于溫度漂移上升引起的誤差。

圖7示出AD8312采用上述誤差補償方法的對數一致性分布。誤差補償前，對數一致性誤差為5 dB.誤差補償后，在從-30 dBm至0 dBm功率輸入范圍之間，在整個工作溫度范圍內對數一致性誤差提高到大約±0.5 dB.這種RF功率管理系統可達到的精度是由器件的總體分布曲線確定的。同樣的結果對于溫度漂移不顯著的低溫和低頻情況也可適用。

圖7.用補償誤差函數抵消溫溫度變化引起的誤差。

用誤差補償改善整個溫度范圍內的對數一致性誤差。

在半導體制造過程期間，有些參數在變化，比如薄層電阻、電容和β值。所有這些參數變化都會影響對數放大器的斜率、截距及檢測器的溫度性能。減輕制造工藝參數變化造成影響的一種方法就是使用激光微調對數放大器。圖8示出經過激光微調的60 dB對數放大器在1.9 GHz處的對數一致性誤差分布曲線。該器件不采用數字補償而是模擬補償方法，即使用內置溫度電路和外部電阻器來優化溫度性能。電阻值依賴于修正系數要求的數值。這種模擬補償電路的作用能夠使測量結果偏離總體分布曲線中心值的程度達到±0.5-dB.

圖8.激光微調對數放大器采用模擬補償電路可完成精確的RF功率管理，而不是數字補償。

結論

使用精確的RF功率管理，基站和手機發射器能夠從功率放大器保護和減少功耗方面獲得好處，從而遠遠超過了蜂窩標準的要求。利用穩定的對數放大器和溫度傳感器，MCU能夠補償溫度漂移誤差以提高RF功率管理系統的總精度。對數放大器與溫度分布密切相關，所以允許簡單的誤差補償。用于適中溫度漂移的兩點校準能夠為在整個溫度范圍內達到±0.5-dB精度的精確RF功率管理成為可能。