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用于功率检测和控制的宽带射频ic的技术方案

来源:analog 发布时间:2024-01-12

摘要: 所有射频设备必须仔细监测和控制其射频功率传输,以符合政府规定,并尽量减少对其他射频设备的射频干扰。

射频设备正被越来越多地部署,而不仅仅是在手机和无绳电话中。其他应用包括802.11无线局域网、RFID(射频识别)标签、库存监视器、卫星收发器、固定无线接入和无线通信基础设施。所有射频设备必须仔细监测和控制其射频功率传输,以符合政府规定,并尽量减少对其他射频设备的射频干扰。因此,准确的射频功率检测在射频接收器和发射器中都很重要。

本文介绍了使用Linear Technology的多功能高频肖特基二极管探测器系列的一些解决方案。表1总结了这个系列的特性,并列出了更多的应用程序。

表1。射频探测器规格和应用综述
设备频率范围动态范围/功能应用程序
LTC5505-1300MHz到3GHzThinSOT-28dBm至18dBm*通用、电话、ISM
LTC5505-2300MHz到3GHzThinSOT-32dBm至12dBm*通用、电话、ISM
LTC5507100kHz到1GHzThinSOT-34dBm至14dBm*通用LF &宽带检测
LTC5508300MHz到7GHzsc - 70(†)-32dBm至12dBm*通用,无线局域网,微波
LTC5509300MHz到3GHzsc - 70(†)-30dBm至6dBm**手机Tx电源控制
LTC5532300MHz到7GHzThinSOT可调增益&放大器;起动电压精密RSSI &;包络检波
*增益压缩扩展了动态范围,降低了传输特性的线性度。
**无增益压缩。(__)最小的方案。

一种双频手机发射机功率控制应用

图1是一个简化的框图,说明了双频移动电话的发射功率控制(这里没有显示接收器)。在本例中,参考LTC5509射频输入引脚,324欧姆, 1%容差电阻(R1)与2.2pF电容(C1)在850MHz至1850MHz范围内形成耦合系数为18dB至20dB的耦合电路。C1也是直流阻塞电容器。R1应该有1%的公差,而C1应该是2%到5%。耦合电路(R1和C1)向主信号线引入约0.15dB至0.2dB的损耗。R1应尽可能靠近天线,但不能在微带线上形成“T”形连接,紧接着是电容器C1和LTC5509。理想情况下,C1, R1和LTC5509应放置在与天线的Tx输出微带线相同的PCB侧。这里显示的组件值应该用作参考。在实际的产品实现中,根据txpa的输出阻抗、天线阻抗、组件放置和PC板寄生,组件值可能略有不同。


图1所示。利用电阻抽头的双频手机发射功率控制。

RFID读写器应用

RFID(射频识别)是一种很有前途的技术,可用于许多监控和跟踪应用,包括零售商店结账登记、库存管理、车辆跟踪、轮胎压力监测和牲畜/农业跟踪。它们的共同点是需要良好控制的射频功率和可靠检测接收数据的经济有效的方法。良好调节的射频功率允许最大功率传输到ID标签,同时保持在监管的发射限制内。如果在闭环反馈电路中使用RF检测器,则可能实现控制良好的发射机,如图1所示的示例。射频功率检测器的选择取决于射频频率,以及其他约束条件,如所需的动态范围和灵敏度。

为了形成一个完整的RFID阅读器接收器,RF肖特基峰值检测器也可以使一个优秀的低成本数据接收器解调ASK或AM调制信号,数据速率高达3MHz。因为像LTC5507这样的射频探测器可以在很宽的频率范围内检测射频信号,滤波可以提高接收器的灵敏度。图2显示了一个具有输入LNA(低噪声放大器)和输入BPF(带通滤波器)的数据接收器。LNA可以是一个通用的低成本增益模块,在目标工作频率下提供固定增益。增加的增益增加了灵敏度并扩展了探测范围。如果需要,检测器输出端的低通或带通滤波器提供额外的接收器选择性。RSSI(接收信号强度指示器)直流耦合输出使用低通滤波器(R2和C5)过滤出调制分量,提供信号强度信息。


图2。一种带输出滤波器的RFID读写器。

射频功率探测器在7GHz以上频率的应用

虽然LTC5532针对300MHz至7GHz的工作频率范围进行了优化,但它可以提供远高于此频率范围的有用性能。在更高频率下的性能确实会下降,但很优雅。图3显示了LTC5532在12GHz时的输出电压与射频输入功率特性的关系。图4显示了LTC5532的输入S11史密斯图,扩展到12GHz。在这些高频下耦合到LTC5532的原理与低频工作非常相似。


图3。LTC5532在12GHz频率下的典型检测器传输特性


图4。LTC5532输入S11史密斯图。

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