本文將分析 RMS 功率檢波器的在微波頻率實現復雜調制信號的準確功率測量實驗,給微波設計工程師安利一波福利。
LTC5596 的 RF 輸入準確地阻抗匹配至 50Ω (從 100MHz 至高達 40GHz),如圖 1 中的實測回程損耗所示。

圖 1:輸入回程損耗與頻率的關系曲線
RF 輸入的“地-信號-地”配置 (圖 2) 專為在 5 密耳厚的 RO3003 或相似襯底上與一個共面接地波導無縫對接而設計,并不需要任何外部匹配組件。

圖 2:LTC5596 引出腳配置和接口連接
此外, LTC5596 的響應在一個寬輸入頻率范圍內幾乎沒有什么變化。這最大限度地降低了在不同頻率進行響應校準的需要。如圖 3 所示,由于響應的頻率相依性所引起的測量誤差(相對于在 5.8GHz 頻率的響應)在 200MHz 至 30GHz 的頻率范圍內小于 ±1dB。

圖 3:表示為輸入功率測量誤差的檢波器響應之頻率相依性 (相對于 5.8GHz)
就其本性而言,均方根 (RMS) 功率檢波器非常適合準確地測量任意波形的平均功率。這是因為此類器件精確地執行用于平均功率(與信號平方的平均值成比例)的定義公式。其他類型的功率檢波器(例如:肖特基二極管檢波器或解調對數放大器)則執行稍有不同的操作,這些操作常常涉及信號包絡。每當輸入波形(但不是平均功率電平)改變時,這會引起其響應發生變化。新式通信系統廣泛地使用復雜調制的高 PAPR 信號 (OFDM、WCDMA),并根據(無線電)鏈路的質量自適應地進行調制和代碼的調整。這確實導致了數以千計 PAPR 差別很大的不同波形。在這樣的環境中,采用非 RMS 功率檢波器實現所需的功率測量準確度 (一般為±1dB) 常常只能利用廣泛全面和耗時費力的校準、以及接收波形類型的先驗知識來完成。當采用 LTC5596 RMS 功率檢波器時,對于高達 Ka 波段頻率的信號而言,此類校準通常就不再是必不可少了。
在許多應用中, RF 信號的功率電平通常是在 dB 標度上規定的(這種做法的動機之一是傳輸通路損耗近似為對數線性與距離的關系)。 LTC5596 產生一個與其輸入端口上的平均功率電平 (rms 信號電平,單位為dBm) 成比例的 (DC) 輸出電壓。另外,響應在寬工作溫度范圍內也是非常穩定的,從而在整個工作溫度范圍內通常產生小于 ±1dB 的誤差,如圖 4 所示。
