用于CDMA系統(tǒng)的MAX2206/MAX2208功率檢測器

本文給出了在CDMA系統(tǒng)中使用MAX2206或MAX2208功率檢測器得到的數(shù)據(jù)表格和曲線圖。這些數(shù)據(jù)是在836MHz和1880MHz工作頻率下得到的。MAX2208具有25dB的動態(tài)范圍，MAX2206的動態(tài)范圍是40dB。文中還探討了和CDMA波形一起輸出的波紋電壓。使用附加的濾波器將波紋電壓減小到50mVP-P，同時響應時間變?yōu)?50μs。

導言

蜂窩電話系統(tǒng)通常依靠控制發(fā)射機的輸出功率來保證系統(tǒng)的正常運行和最大的容量。在基于CDMA的系統(tǒng)中尤其是這樣。Maxim推出了一系列專門為精確檢測和控制發(fā)射機輸出功率設計的集成芯片(IC)。這篇應用筆記給出了使用CDMA調制輸入信號的MAX2206、MAX2208應用電路和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是在836MHz和1880MHz工作頻率下，使用MAX2206、MAX2208評估板測試得到的。

MAX2206與MAX2208概述

MAX2206與MAX2208是寬帶(800MHz至2GHz)功率檢測器，它從定向耦合器取得一個RF信號，輸出一個高度可重復的電壓。輸出電壓隨著輸入功率單調上升并且針對溫度和處理工藝所造成的偏差進行了補償，輸入功率最大時(+15dBm)輸出的變化范圍小于±1dB，輸入功率最小時變化范圍在±2.5dB之內。這兩款功率檢測器都采用節(jié)省空間的2 x 2, 0.5mm顆粒間隔超芯片尺度封裝(UCSP)。

MAX2206和MAX2208有兩個主要的區(qū)別。一是動態(tài)范圍，MAX2206具有從-25dBm到+15dBm的40dB的動態(tài)范圍。MAX2208具有從-10dBm到+15dBm的25dB的動態(tài)范圍，動態(tài)范圍小于MAX2206的同時也比其消耗更少的供電電流。

MAX2208內部具有一個集成的濾波器，有了濾波器可以進行平均功率檢測，這對CDMA調制信號是必需的。MAX2206沒有這個濾波器，需要一個外部濾波器以精確地檢測這一信號。

CDMA應用

在CDMA系統(tǒng)中使用功率檢測器需要考慮的一個重要的參數(shù)是輸出電壓的波紋電壓噪聲。在輸出電壓上出現(xiàn)這個噪聲是因為CDMA調制信號的包絡幅度并非是恒定的。系統(tǒng)的規(guī)范決定了可接受的最大功率檢測器波紋電壓噪聲。MAX2208使用片內濾波器可能會不符合這個規(guī)范。為了降低波紋電壓噪聲，可以在芯片的輸出端并聯(lián)一個旁路電容到地。此電容會增加輸出濾波器的時間常數(shù)，降低低通濾波器的帶寬從而減小輸出波紋電壓。表1給出了輸出端并聯(lián)1500pF電容時MAX2208的數(shù)據(jù)。

圖1. MAX2208性能數(shù)據(jù)。

使用沒有集成輸出濾波器的MAX2206時，為了平均輸出電壓以便正確地檢測到CDMA信號，在電路的輸出端增加一個由電阻和電容組成的外部RC低通濾波器。增加組成濾波器的電阻和電容的值可以減小濾波器的帶寬。濾波器帶寬變窄會減小波紋電壓幅度。從MAX2206的典型應用中得到的數(shù)據(jù)列在表2。

圖2. MAX2206性能數(shù)據(jù)。

減小波紋電壓并非沒有代價的，我們所付出的是增加響應時間。必需在響應時間和波紋電壓噪聲之間權衡一下。大多數(shù)CDMA系統(tǒng)對響應時間的限制并不是非常嚴格，一般要求小于500μs。滿足這個條件時波紋電壓噪聲是可以減小到系統(tǒng)規(guī)范之內的。例如，沒有任何外部濾波時，MAX2208的響應時間是15μs。在輸出端增加一個額外的電容，將波紋電壓噪聲的最大值減小到50mVP-P后，響應時間將上升到350μs。

選擇哪個元件更好？

要回答這個問題先要確定要檢測的功率的范圍。功率范圍由被檢測的RF信號功率和定向耦合器的耦合值決定。耦合的數(shù)值越大，傳送到檢測器的RF信號功率越小。需要高耦合值或寬的動態(tài)范圍時選擇MAX2206最佳，因為它可以檢測到比MAX2208低15dB的功率。

另一個區(qū)分使用哪個元件的因素是功率檢測器要在電路板上占多大的面積。MAX2206輸出端需要額外的電阻，這增加了功率檢測器占用的面積。如果空間的問題是設計中的關鍵因素，則使用MAX2208的設計結果更加緊湊。

測試數(shù)據(jù)

對于本篇應用筆記中用到的測試，選取輸出端元件值時基于響應時間小于500μs同時波紋電壓噪聲小于50mVP-P的設計指標。為了降低輸出波紋電壓噪聲，在MAX2208的輸出端并聯(lián)一個1.5nF的電容(見圖3)。對于MAX2206，輸出端要連接一個RC網(wǎng)絡，其中包括15kΩ的串聯(lián)電阻和一個6.8nF的并聯(lián)電容(見圖4)。

圖3. MAX2208評估板原理圖。

圖4. MAX2206評估板原理圖。

波紋電壓噪聲小于50mVP-P時，MAX2208的響應時間為350μs，MAX2206的響應時間為240μs。

輸入信號調制：CDMAONE (IS95)，反向鏈路，1% Pk-Avg = 3.9dB

注釋:
在我們使用的測試裝置中，測量波紋電壓噪聲的噪聲底是10mVP-P。小于這個值的噪聲都記錄為10mVP-P。因此記錄10mVP-P噪聲值的并不能反映功率檢測器的真實性能。

審核編輯：郭婷