MAX2205—检测高峰均比信号

摘要：本应用笔记给出了MAX2205 RF功率检测器针对不同峰均比信号测试时所采用的测量方法，并从数学角度探讨了MAX2205的工作原理。

MAX2205功率检测器的输入级由图1所示的两个三极管组成，输出电压和输入信号电压幅值成正比。

图1. MAX2205输入级框图

对于那些峰均比(PAR)随调制类型而改变的复杂调制，MAX2205的输出并不是准确的平均功率。这篇应用笔记的附录提供了深入的数学分析，通常必须进行一些修正。下面是MAX2205功率检测器工作在不同PAR信号时的实验结果。

测量

测量采用MAX2205评估板完成(参考图2)。

图2. MAX2205评估板原理图

信号频率
- 1.9GHz
- 800MHz
- 450MHz
测量的调制类型
- QPSK调制，3.5dB PAR
- QPSK调制，6.5dB PAR
- QAM调制，6dB PAR

测量结果

图3至图5使用3.5dB PAR作为参考点或“零”误差。调整R2对不同频段进行匹配，并产生期望的输出电压范围。

图3. 1.9GHz信号频率(f_IN)的误差测量，其中
V_CC = 2.8VDC
R2 = 150Ω

图3a. +25C时误差和信号的关系

图3a. +25°C时误差和信号的关系

图3b. -40C时误差和信号的关系

图3b. -40°C时误差和信号的关系

图3c. +85C时误差和信号的关系

图3c. +85°C时误差和信号的关系

图4. 800MHz信号频率(f_IN)下的误差测量，其中
V_CC = 2.8VDC
R2 = 150Ω

图4a. +25C时误差和信号的关系

图4a. +25°C时误差和信号的关系

图4b. -40C时误差和信号的关系

图4b. -40°C时误差和信号的关系

图4c. +85C时误差和信号的关系

图4c. +85°C时误差和信号的关系

图5. 450MHz信号频率(f_IN)下的误差测量，其中
V_CC = 2.8VDC
R2 = 330Ω

图5a. +25C时误差和信号的关系

图5a. +25°C时误差和信号的关系

图5b. -40C时误差和信号的关系

图5b. -40°C时误差和信号的关系

图5c. +85C时误差和信号的关系

图5c. +85°C时误差和信号的关系

结论

MAX2205响应的是输入电压，不是输入电压的平方。PAR改变时，输出电压也将改变。
PAR越高，产生的误差越大。室温下，一个6.5dB PAR信号的误差在1.9GHz是0.9dB，在800MHz是0.55dB，而在450MHz是0.56dB。使用较低的耦合功率(也就是对检测器较低的关联功率)会减小误差，但也会压缩功率检测器的动态范围。对于某些情况，这个误差是可以接受的，并且可以使用一个单独的查找表查询从3.5dB到6.5dB的峰值因数。附录给出的分析解释了在输入功率较低时误差会减小的原因。
温度对误差的影响不大。
多频带应用时可能需要一个以上的查找表。但是，输出电压曲线在不同频率下是相似的，而且可能设计一个修正因数，允许只使用一个查找表。

附录—采用二极管I/V特性实现功率检测的详细数学分析和典型电路

对于这个分析，二极管的I/V特性是：

我们将针对不同信号输入的条件进行I/V分析。

图6所示功率检测器具有对称的三极管Q₁、Q₂，I₁、I₂和R₁、R₂。双极型三极管Q₁调整输入电压V_I。当AC输入信号V_AC为零时，三极管Q₂提供一个直流偏移电压来平衡V_O使其为零。C₁为保持电容，其数值通过V_O所允许的压降设置。Q₁和Q₂的直流偏置应该相等，以抵消温漂的影响。