CN0360：一個頻率可調射頻檢波器

　　Circuits from the Lab參考電路是經過測試的參考設計，有助于加速設計，同時簡化系統集成，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動態范圍、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品

　　電路功能與優勢

　　本電路是一個頻率可調射頻(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，本電路能夠專注于一個較窄的頻帶，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掃描時檢波器電路的傳遞函數。 采用4點校準法可獲得最佳線性度，校準點為：+13 dBm、−50 dBm、−65 dB和−75 dBm。 也可采用2點校準法，但在輸入功率范圍內線性度會有所下降。

　　圖2. 不同溫度下頻率選擇RF檢波器的傳遞函數

　　動態范圍增強

　　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更詳細地說明了這種動態范圍擴展機制。 然而，這種范圍擴展會限制濾波器通帶頻率范圍的操作。 用寬帶頻率轉換網絡結合CN-0340電路可使整個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說明了該電路所用的無縫寬帶混頻器與本振接口。

　　利用混頻器ADL5801的VSET引腳優化混頻器偏置電平，可進一步增強電路動態范圍。 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，這一工作點會引起噪聲系數降級，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，但這會影響混頻器的P1dB，限制動態范圍的上限。 因此，混頻器需要采用自適應偏置機制來優化高低兩種功率水平下的電路檢測范圍。 通過將VSET引腳連接到DETO(一個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。 利用這個特性，混頻器可針對大RF信號提供高線性度和壓縮，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的靈敏度，同時維持較高輸入功率水平時的動態范圍。 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