Hittite均值檢波器HMC614LP4的原理圖及應(yīng)用分析

目前，包括通信收發(fā)機(jī)、儀器、工業(yè)控制和雷達(dá)等在內(nèi)的許多系統(tǒng)都需要控制射頻功率，因此需要準(zhǔn)確測(cè)量射頻功率。在這些系統(tǒng)中，RF功率測(cè)量及控制有助于確保系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)行。

1．早期的檢波方法是采用二極管做檢波電路，但是二極管組成的簡(jiǎn)單電路，其靈敏度，溫度穩(wěn)定性都較差。因此越來(lái)越多的場(chǎng)合采用集成IC來(lái)做檢波電路。

Hittite推出的對(duì)數(shù)檢波器IC系列產(chǎn)品，其內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖：

這個(gè)器件的核心是一系列級(jí)聯(lián)的放大器，這些放大器通常有10-20dB的線(xiàn)性增益，具體值取決于不同的設(shè)計(jì)目的。設(shè)想一個(gè)小信號(hào)正弦波進(jìn)入第一個(gè)放大器，第一個(gè)放大器將會(huì)在它到達(dá)第二個(gè)放大器前放大信號(hào)10dB。因此信號(hào)每往下走一級(jí)，就會(huì)有10dB的增益。隨著信號(hào)在鏈路中的傳遞，在它到某一級(jí)的時(shí)候?qū)?huì)被（限幅器）斬波。放大器的精度是相同的。當(dāng)信號(hào)在某一級(jí)進(jìn)入限制狀態(tài)后，這個(gè)限幅信號(hào)仍然會(huì)傳播，在每一級(jí)都被斬波，保持其1v峰值振幅傳輸。

IC內(nèi)部有多個(gè)放大器及檢波管組合，通過(guò)設(shè)計(jì)使輸出電壓和輸入RF信號(hào)的對(duì)數(shù)成正比。

這種設(shè)計(jì)確保輸入信號(hào)的功率變化很大時(shí)，仍能在輸出端準(zhǔn)確的檢測(cè)出所需信號(hào)，即可以檢測(cè)大動(dòng)態(tài)范圍的輸入信號(hào)。

經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的Hittite對(duì)數(shù)檢波器同時(shí)還具有優(yōu)異的靈敏度和溫度穩(wěn)定性。Hittite的所有檢波器都可提供差分及單端輸入，差分結(jié)構(gòu)有助于射頻工程師解決零中頻架構(gòu)的直流偏移問(wèn)題。

Hittite對(duì)數(shù)檢波器家族包括了HMC601LP4，HMC602LP4，HMC611LP4，HMC612LP4，HMC713LP4，HMC713MS8，適合CW波調(diào)制，雷達(dá)應(yīng)用。其中HMC713的非常適合移動(dòng)通信應(yīng)用，價(jià)格比市場(chǎng)的其他品牌同類(lèi)產(chǎn)品低近1/3。

2．當(dāng)用對(duì)數(shù)檢波器來(lái)檢測(cè)峰值因素高的信號(hào)，如第三代移動(dòng)通信CDMA2000，不同的多載波信號(hào)會(huì)有不同的峰值因數(shù)，這導(dǎo)致使用峰值檢波器無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。

如果該誤差能固定，也可以通過(guò)修正來(lái)得到正確的功率值，但是在某些實(shí)際應(yīng)用中，其呼叫負(fù)載不斷發(fā)生變化會(huì)影響到修正值。因此平均功率測(cè)量最適用于處理調(diào)制包絡(luò)幅度隨時(shí)間變化的系統(tǒng)，如IS-95，CDMA2000，W-CDMA和TD-sCDMA。

Hittite推出的均值檢波器HMC1010LP4，在DC-3.9GHz，動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)60dB，測(cè)量值受信號(hào)波峰因數(shù)變化影響非常小，主要取決于信號(hào)的平均功率。在響應(yīng)時(shí)間及紋波上，獨(dú)創(chuàng)了業(yè)界領(lǐng)先的軟件控制方式，讓工程師從繁瑣的硬件調(diào)試中解脫出來(lái)。而且該產(chǎn)品比同類(lèi)產(chǎn)品低10%，對(duì)于動(dòng)態(tài)范圍需求較低的如40dB的場(chǎng)合，hittite有極具價(jià)格優(yōu)勢(shì)的HMC909LP4E可滿(mǎn)足你的成本需求。

3. 正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)由于高的頻譜利用率以及抗碼間干擾（ISI）和多徑衰落，主要應(yīng)用于數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)、MMDS（Multichannel Multipoint Distribution Service）多信道多點(diǎn)分布服務(wù)和WLAN服務(wù)以及下一代陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)。

由于OFDM信號(hào)時(shí)域上為N個(gè)正交子載波信號(hào)的疊加，當(dāng)這N個(gè)信號(hào)恰好都以峰值出現(xiàn)并將相加時(shí)，OFDM信號(hào)也將產(chǎn)生最大峰值，該峰值功率是平均功率的N倍。盡管峰值功率出現(xiàn)的概率較低，但為了不失真地傳輸這些高峰均功率比PAPR（Peak to Average Power Ratio）的OFDM信號(hào)，發(fā)送端對(duì)高功率放大器（HPA）的線(xiàn)性度要求很高且發(fā)送效率極低，同樣接收端對(duì)前端放大器以及A/D變換器的線(xiàn)性度要求也很高，因此高的PAPR使得OFDM系統(tǒng)的性能大大下降。因此，需要檢測(cè)系統(tǒng)的PAPR。

Hittite公司推出的可測(cè)量峰均比的均值檢波器HMC614LP4，HMC714LP5.其電路原理圖如下：

HMC614LP4不但可以準(zhǔn)確的測(cè)量信號(hào)的平均功率還可以監(jiān)測(cè)其峰均比，確保系統(tǒng)不失真的傳輸信號(hào)。

HMC714LP5是雙通道產(chǎn)品，相比單通道產(chǎn)品能提供更強(qiáng)大的功率檢測(cè)功能，有多達(dá)6個(gè)輸出端口，分別可檢測(cè)兩個(gè)通道的均值輸出，峰值輸出，以及兩個(gè)通道的差值輸出。HMC714LP5可檢測(cè)頻率范圍從100MHz到3900MHz，比市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品寬了40%多，可應(yīng)用于3G，LTE，WINMAX。其動(dòng)態(tài)范圍從-55dBm到15dBm，高達(dá)70dB，也比同類(lèi)產(chǎn)品大了10dB。

Hittite公司的檢波器家族發(fā)展迅猛，緊跟通信的發(fā)展，使你從容應(yīng)對(duì)在不同系統(tǒng)中準(zhǔn)確測(cè)量射頻功率的挑戰(zhàn)。

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