放大器與RMS檢波器區(qū)別有哪些？

射頻功率計(jì)

下圖是一個(gè)完整的射頻功率計(jì)應(yīng)用電路，最高工作頻率為6 GHz。在這種情況下，ADL5904線性dB RMS 響應(yīng)檢波器的輸入范圍為+15 dBm到-30 dBm，相應(yīng)的輸出電壓范圍為0至1.8 V，這對(duì)應(yīng)于大約35 mV/dB的斜率縮放因子。在這種情況下，檢波器輸出信號(hào)直接連到AD7091 12位精密ADC的輸入。使用2.5 V的滿量程輸入和12位分辨率，輸出LSB大小為610 uV。檢波器的斜率為35 mV/dB時(shí)，故有效分辨率為57 LSB/dB，這是非常好、非常高的分辨率。

因?yàn)榭捎梅直媛嗜绱酥?，所以調(diào)整檢波器的0到1.8 V輸出信號(hào)以恰好適應(yīng)ADC的0至2.5 V輸入范圍沒(méi)有什么實(shí)際價(jià)值。您甚至可以認(rèn)為，在這個(gè)應(yīng)用程序中，10位甚至8位ADC就足夠了，因?yàn)楫?dāng)使用12位器件時(shí)，可用分辨率太高了。

現(xiàn)在，對(duì)于像這樣的應(yīng)用，另一個(gè)需要考慮的器件是LT5587，其片內(nèi)集成了12位ADC。該器件的性能與上述應(yīng)用非常相似，但有一個(gè)額外的優(yōu)勢(shì)，即所有功能都集成到單個(gè)芯片中。

線性V/V射頻檢波器

下圖所示是一款500 MHz至43.5 GHz的線性V/V射頻檢波器。將ADL6010的輸出數(shù)字化因?yàn)锳DL6010的輸出電壓大于ADC的滿量程輸入電壓，需要縮小檢波器的輸出電壓。用簡(jiǎn)單的電阻分壓器來(lái)做到這一點(diǎn)。通過(guò)保持相對(duì)較低的電阻值，避免了兩個(gè)器件之間使用運(yùn)放緩沖器的需要。

因?yàn)锳DL6010具有線性V/V響應(yīng)，所以這種情況下的測(cè)量分辨率計(jì)算有些不同。為了弄清這一點(diǎn)，我們來(lái)仔細(xì)看看ADL6010的傳遞函數(shù)。

綠色曲線顯示ADL6010的傳遞函數(shù)，反映電壓輸出與dBm輸入的關(guān)系。上面討論過(guò)，可以看到V/dB的增量斜率隨輸入功率降低而減小。如橙色線所示，分辨率以LSB/dB表示。因此，這樣做的最終效果是降低輸入功率相當(dāng)于降低測(cè)量分辨率。

在范圍的底部，現(xiàn)在分辨率降至1比特/dB多一點(diǎn)。這與之前的測(cè)量分辨率在整個(gè)輸入范圍內(nèi)保持不變的例子形成鮮明對(duì)比。對(duì)于本應(yīng)用，您可能會(huì)辯稱需要一個(gè)更高分辨率，高于12位的ADC。

RMS響應(yīng)檢波器

如果將一系列不同的信號(hào)應(yīng)用于非RMS響應(yīng)的對(duì)數(shù)檢波器，則會(huì)發(fā)現(xiàn)每種信號(hào)類型產(chǎn)生不同的響應(yīng)?？梢栽谙聢D的左側(cè)圖上看到這個(gè)現(xiàn)象，用一系列峰均比不同的QAM調(diào)制信號(hào)掃描檢波器。相比之下，如果將相同系列的信號(hào)應(yīng)用于RMS響應(yīng)檢波器，則看到的傳遞函數(shù)幾乎沒(méi)有差別。右側(cè)圖上顯示了這一點(diǎn)

這種行為在信號(hào)性質(zhì)不斷改變的系統(tǒng)中非常有價(jià)值。調(diào)制方案隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)QAM發(fā)射機(jī)是一個(gè)很好的例子。這點(diǎn)需要注意，是命名混亂的原因之一。術(shù)語(yǔ)“對(duì)數(shù)放大器”或“對(duì)數(shù)檢波器”一般指代非RMS響應(yīng)的線性dB輸出響應(yīng)射頻檢波器。盡管右側(cè)RMS器件的響應(yīng)也有類似于對(duì)數(shù)放大器的特性，但我們通常不將其稱為對(duì)數(shù)放大器，而是稱為線性dB RMS檢波器。

這張表將對(duì)數(shù)放大器與RMS檢波器進(jìn)行了比較。首先要注意的是，在頻率范圍、靈敏度和溫度穩(wěn)定性方面，這些器件之間存在明顯的功能重疊。一個(gè)顯著的區(qū)別是響應(yīng)時(shí)間。一些對(duì)數(shù)放大器的上升和下降時(shí)間遠(yuǎn)小于10 ns，但RMS檢波器的響應(yīng)速度要慢得多。這是均方根計(jì)算中隱含的均值需求所決定的。