RMS功率檢波器改善在整個溫度范圍內的輸出準確度
在基站設計中,穩(wěn)定的溫度性能極其重要,因為視基站周邊情況和地點的不同而不同,環(huán)境溫度可能變化很大。RMS檢波器如果隨溫度變化的準確度很高,就可以提高基站設計的電源效率。LTC5582和雙通道LTC5583是一個RMS檢波器系列的兩款器件,LTC5582在最高10GHz的頻率范圍內可提供極其穩(wěn)定的溫度性能(從-40°C至85°C),而LTC5583的頻率范圍則在6GHz內。不過,它們的溫度系數隨頻率而改變,而沒有溫度補償下,隨溫度變化而產生的誤差可能大于0.5dB。因此,有時有必要針對不同的頻率優(yōu)化溫度補償,以改善準確度,使誤差0.5dB。此外,溫度補償可以僅用兩個外部電阻器實現,而無需外部電路。
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/193394.htm輸出電壓的變化由以下等式決定:
?VOUT=TC1x(TA-tNOM)+TC2x(TA-tNOM)2+detV1+detV2(等式1)
其中TC1和TC2分別是1階和2階溫度系數。TA是實際的環(huán)境溫度,tNOM是室內基準溫度25°C,detV1和detV2是RT1和RT2未設定為零時的輸出電壓變化。

圖1:1階?VOUT隨溫度的變化
就LTC5582和LTC5583而言,計算溫度補償電阻值的方法是相同的(參見圖2和圖3)。兩個控制引腳是RT1和RT2,RT1設定TC1(1階溫度補償系數),RT2設定TC2(2階溫度補償系數)。如果不需要溫度補償,那么將RT1和RT2短路到地,就可以很方便地關閉溫度補償功能。

圖2:引腳RP1和RP2的簡化原理圖

圖3:引腳RT1和RT2的簡化原理圖
LTC5583的溫度補償設計
LTC5583包括兩個額外的引腳RP1和RP2,RP1控制TC1的極性,RP2控制TC2的極性。不過,在采用一個固定的RT1或RT2值時,溫度系數的大小相等,只是極性倒轉。通道A和通道B共享補償電路,因此兩個通道一起受到控制。
圖1說明了在1階溫度補償的情況下,VOUT作為溫度的函數是怎樣變化的。圖中僅顯示了3個電阻值,以說明增大電阻值會使斜線斜率增大。斜線極性由RP1引腳控制。
圖4說明了2階溫度補償對VOUT的影響。該曲線的極性由RP2控制。其曲率取決于電阻值。1階和2階溫度補償合起來的總體影響由等式1給出。

圖4:2階VOUT隨溫度的變化
以LTC5583在900MHz輸入時的情況為例。第一步是測量沒有溫度補償時VOUT隨溫度的變化。圖5顯示未補償時的VOUT。線性誤差隨溫度的變化以25°C時的斜線和截取點為基準。為了最大限度地減小輸出電壓隨溫度的變化,紅色(85°C)的線性度曲線必須下移,藍色(-40°C)的線性度曲線必須上移,以與黑色室溫時的曲線一致,并盡可能多地重疊。接下來就是一步一步地設計了。

圖5:在900MHz時未補償的LTC5583
第一步。以dB為單位從圖5估計所需的溫度補償。例如,讀取輸入功率為-25dBm時的曲線值,這是動態(tài)范圍的中部。將以dB為單位的線性誤差乘以30mV/dB(典型的VOUT斜率),以將單位轉換為mV。
低溫(-40°C)=+13mV或+0.43dB
高溫(85°C)=-20mV或-0.6dB
這是隨溫度變化所需的輸出電壓調節(jié)量。
第二步。確定RP1和RP2的極性以及1階和2階補償解決方案。為了找到解決方案,設a=1階項,b=2階項。設定這兩項的值,使它們滿足-40°C和85°C的溫度補償要求。
a–b=+13mV(等式2)
a–b=-20mV(等式3)
a=16.5(1階解決方案)
b=3.5(2階解決方案)
等式2和等式3中“a”和“b”的極性由1階項和2階項的極性決定,這樣,它們的和在低溫(-40°C)時滿足+13Mv和高溫時滿足-20mV(85°C)的調節(jié)要求。參見圖6。1階項和2階項或者為正、或者為負。因此??偣灿?種組合。在這種情況下,僅當兩項均為負時,它們的和才能滿足所需補償。

圖6:1階和2階解決方案的極性
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