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(dòng)態(tài)范圍，MAX2206的動(dòng)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(shí)響應(yīng)時(shí)間變?yōu)?50μs。

導(dǎo)言

蜂窩電話系統(tǒng)通常依靠控制發(fā)射機(jī)的輸出功率來保證系統(tǒng)的正常運(yùn)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(jī)輸出功率設(shè)計(jì)的集成芯片(IC)。這篇應(yīng)用筆記給出了使用CDMA調(diào)制輸入信號(hào)的MAX2206、MAX2208應(yīng)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(píng)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(gè)RF信號(hào)，輸出一個(gè)高度可重復(fù)的電壓。輸出電壓隨著輸入功率單調(diào)上升并且針對(duì)溫度和處理工藝所造成的偏差進(jìn)行了補(bǔ)償，輸入功率最大時(shí)(+15dBm)輸出的變化范圍小于±1dB，輸入功率最小時(shí)變化范圍在±2.5dB之內(nèi)。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(gè)主要的區(qū)別。一是動(dòng)態(tài)范圍，MAX2206具有從-25dBm到+15dBm的40dB的動(dòng)態(tài)范圍。MAX2208具有從-10dBm到+15dBm的25dB的動(dòng)態(tài)范圍，動(dòng)態(tài)范圍小于MAX2206的同時(shí)也比其消耗更少的供電電流。

MAX2208內(nèi)部具有一個(gè)集成的濾波器，有了濾波器可以進(jìn)行平均功率檢測，這對(duì)CDMA調(diào)制信號(hào)是必需的。MAX2206沒有這個(gè)濾波器，需要一個(gè)外部濾波器以精確地檢測這一信號(hào)。

CDMA應(yīng)用

在CDMA系統(tǒng)中使用功率檢測器需要考慮的一個(gè)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(gè)噪聲是因?yàn)镃DMA調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)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(nèi)濾波器可能會(huì)不符合這個(gè)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(gè)旁路電容到地。此電容會(huì)增加輸出濾波器的時(shí)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(shí)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(shí)，為了平均輸出電壓以便正確地檢測到CDMA信號(hào)，在電路的輸出端增加一個(gè)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(huì)減小波紋電壓幅度。從MAX2206的典型應(yīng)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(jià)的，我們所付出的是增加響應(yīng)時(shí)間。必需在響應(yīng)時(shí)間和波紋電壓噪聲之間權(quán)衡一下。大多數(shù)CDMA系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間的限制并不是非常嚴(yán)格，一般要求小于500μs。滿足這個(gè)條件時(shí)波紋電壓噪聲是可以減小到系統(tǒng)規(guī)范之內(nèi)的。例如，沒有任何外部濾波時(shí)，MAX2208的響應(yīng)時(shí)間是15μs。在輸出端增加一個(gè)額外的電容，將波紋電壓噪聲的最大值減小到50mVP-P后，響應(yīng)時(shí)間將上升到350μs。

選擇哪個(gè)元件更好？

要回答這個(gè)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(hào)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(hào)功率越小。需要高耦合值或?qū)挼膭?dòng)態(tài)范圍時(shí)選擇MAX2206最佳，因?yàn)樗梢詸z測到比MAX2208低15dB的功率。

另一個(gè)區(qū)分使用哪個(gè)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(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素，則使用MAX2208的設(shè)計(jì)結(jié)果更加緊湊。

測試數(shù)據(jù)

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

圖3. MAX2208評(píng)估板原理圖。

圖4. MAX2206評(píng)估板原理圖。

波紋電壓噪聲小于50mVP-P時(shí)，MAX2208的響應(yīng)時(shí)間為350μs，MAX2206的響應(yīng)時(shí)間為240μs。

輸入信號(hào)調(diào)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(gè)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(shí)性能。

審核編輯：郭婷