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AD8314是一款完整的低成本子系统可以提供两路电压输出

时间:2019-6-28, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

AD8314是一款完整的低成本子系统测量和控制频率范围内的RF信号100MHz至2.7GHz,典型动态范围为45dB,旨在用于各种手机和其他手机无线设备。它提供更宽的动态范围和更的精度高于使用分立二极管探测器。在特别是,它的温度稳定性非常好工作温度范围为-40°C至+ 85°C。其高灵敏度允许在低功率水平下进行控制减少需要耦合的功率探测器。它本质上是一个电压响应设备,带有典型信号范围为1.25 mV至224 mV rms或-58 dBV至-13 dBV。这相当于-45 dBm至0 dBm,重新为50Ω。为方便起见,使用a将信号内部交流耦合5 pF电容,负载为3kΩ,分流电阻为2 pF。这种高通耦合,转角约为16 MHz,确定最低工作频率。因此电源可以直流接地。

AD8314提供两路电压输出。第一个,V_UP,作为输入信号,从接近地增加到大约1.2 V.水平从1.25 mV增加到224 mV。此输出是预期的用于测量模式。请参阅应用程序部分有关此模式的信息。可以连接电容器在需要时,在V_UP和FLTR引脚之间增加输入平均值的时间间隔发生波形。第二个输出V_DN是V_UP的反转,但带有斜率的两倍和偏移量的固定量。此输出开始

电压约为2.25 V(电源电压≥3.3V)最小输入并下降到接近地面的值最大输入。该输出用于模拟控制循环应用。设定点电压施加到VSET,和然后,V_DN用于控制VGA或功率放大器。这里再次,可以添加一个外部滤波电容来扩展平均时间。

AD8314采用8引脚MSOP和8引脚LFCSP封装封装并从2.7 V至5.5 V电源消耗4.5 mA。掉电时,典型的睡眠电流为20μA。

特征

完整的RF检测器/控制器功能典型范围:-58 dBV至-13 dBV-45 dBm至0 dBm,重新为50Ω频率响应从100 MHz到2.7 GHz温度稳定的线性dB响应精确到2.7 GHz

快速响应:70 ns至10 dB步进

低功率:2.7 V时12 mW功率降至20μA

应用

蜂窝手机(TDMA,CDMA,GSM)

用于无线终端设备的RSSI和TSSI

变送器功率测量和控制

AD8314功能框图

绝对最大额定值

电源电压VPOS 5.5 V.

V_UP,V_DN,VSET,ENBL 0 V,VPOS

输入电压1.6 V rms

等效功率17 dBm

内部功耗200 mW

JA(MSOP)200°C / W.

JA(LFCSP,桨式焊接)80°C / W.

JA(LFCSP,焊盘未焊接)200°C / W.

最高结温125°C

工作温度范围-40°C至+ 85°C

存储温度范围-65°C至+ 150°C

引线温度(焊接60秒)

8引脚MSOP 300°C

8引脚LFCSP 240°C

压力等于或高于绝对最大值下列出的压力额定值可能会对产品造成永久性损坏。这是一个

压力等级; 这些产品的功能性操作或高于运营中指出的任何其他条件不暗示本规范的部分。 操作超越长期最长运行条件可以影响产品可靠性。

PIN配置图

RM-8引脚配置

CP-8-23引脚配置

引脚功能描述

针号助记符说明

1个RFIN RF输入。

2 ENBL将引脚连接到VS以进行正常操作。 将引脚接地以禁用模式。

3 VSET设定点输入,用于在控制器模式下操作。 要在检测器模式下操作,请将VSET连接到V_UP。

4外部电容的FLTR连接减慢输出响应。 电容器之间连接FLTR和V_UP。

5 COMM Device Common(Ground)

6 V_UP对数输出。 输出电压随输入幅度的增加而增加。

7 V_DN V_UP的反转,受:V_DN = 2.25 V - 2×VUP。

8 VPOS正电源电压(VS),2.7 V至5.5 V.EPAD裸露垫。 通过低阻抗路径将EPAD连接到地。 仅限CP-8-23

运作理论

AD8314是一款类似的对数放大器(对数放大器)设计到AD8313;下图28显示了主要功AD8314采用方框图原理图。AD8314结合了两个关键功能在中等宽度动态下测量信号电平范围。首先,它提供了响应所需的放大小信号,每个放大器/限制器单元串信号增益小,为10 dB,带宽为大约3.5 GHz。在每个放大器的输出端阶段是全波整流器,基本上是平方律检测器电池,将RF信号电压转换为波动电流具有随信号电平增加的平均值。一个在第一阶段之前添加另外的被动检测器级。因此,有五个探测器,每个探测器相隔10 dB,跨越约50 dB的动态范围。总体准确度为这个总范围的极端,被视为偏离理想的对数响应,即法律一致性误差,但是,在使用这部分时,必须要理解日志放大器不会从根本上响应功率。就是这样使用dBV的原因(分贝高于1 V rms)而不是常用的dBm度量。虽然dBV缩放是固定的,独立于终端阻抗,相应的功率水平不是。例如,224 mV rms始终为-13 dBV(假设正弦波形的另一个条件;有关效果的更多信息,请参阅“应用程序”部分对数截距波形),它对应于a输入端的净阻抗为5Ω时,功率为0 dBm。当此阻抗变为200Ω时,电压相同清楚地表示小四倍的功率水平(P = V2

/ R),即-6 dBm。请注意,dBV可以转换为通过简单地添加,就可以获得50Ω系统特殊情况的dBm13 dB(0 dBV相当于+13 dBm)。因此,在AD8314之前添加了外部终端确定有效功率缩放。这往往需要形式的简单电阻(52.3Ω提供净50Ω输入),但是可以使用更精细的匹配网络。这个阻抗决定了对数截距,即输入输出将超过基线的功率(V_UP =零)如果函数对所有输入值都是连续的。因为实际的对数放大器从来都不是这样的截距是指由最小误差获得的值

直线拟合V_UP与PIN的实际图表(更多一般来说,VIN)。再次,请记住引用的值假设正弦(CW)信号。哪里有复杂的调制,如在CDMA中,功率响应的校准需要相应调整。在需要真正的功率(waveformindependent)响应的情况下,使用rms响应

考虑探测器,如AD8361。

反转输出

第二条规定是包含一个反相放大器到输出,用于控制器应用程序。最大的力量放大器需要一个必须从a减小的增益控制偏置当功率输出为大的正向值时需要减少。此控制电压出现在引脚V_DN不仅具有与V_UP相反的极性,而且具有相反的极性需要添加一个偏移量来确定其最正值当功率水平(假设通过一个监测PA)输出端的定向耦合器很小。V_DN的起始值名义上为2.25 V,它落在a上斜率是V_UP的两倍;换句话说,-43 mV / dB。下图1显示了如何实现确定的参考电压最大输出来自片内电压参考并且基本上与电源电压无关或温度。但是,无法获得全部输出V_UP和V_DN之间的关系如下图2所示。

下图显示了基本测量模式的连接。需要2.7 V至5.5 V的电源电压。供应给VPOS引脚应使用0.1μF的低电感去耦表面贴装陶瓷电容器。一个约10Ω的串联电阻可以添加; 这个电阻稍微降低了电源电压AD8314(进入VPOS引脚的最大电流约为当V_DN输出5 mA时,为9 mA)。 它的用途应该是在电源电压很高的应用中避免使用低(即2.7 V)。 串联电感器提供类似的功率提供滤波,电源电压下降最小。

ENBL引脚连接到VPOS。AD8314可以当芯片电流为时,通过将此引脚拉至地来禁用从正常值4.5 mA降至约20μA。该逻辑阈值约为+ VS / 2,并且启用了启用功能约1.5μs。但是请注意,一般来说,进一步的结算时间需要低输入水平。

AD8314内置一个输入耦合电容。这个无需外部交流耦合。宽带输入在此示例中,通过连接52.3Ω电阻实现匹配在RFIN和地之间。这种阻力与之相结合内部输入阻抗约为3kΩ给出整体宽带输入电阻为50Ω。其他几个耦合方法是可能的,在中描述输入耦合选项部分。通过将VSET连接到选择测量模式V_UP,它建立一个反馈路径并设置对数斜率到其标称值。峰值电压范围测量范围从-58 dBV到-13 dBV at.9 GHz,在高频率下仅略低于2.5 GHz。因此,使用50Ω端接,相当于功率范围为-45 dBm至0 dBm。在21.5 mV / dB的斜率下,这相当于967 mV的输出范围。下图显示电源电压为3 V时V_UP的传递函数输入频率为0.9 GHz。

边坡和土地的转移功能截距AD8314的传递函数具有特征它的斜率和截距。 对数斜率定义为

RSSI输出电压变化,输入变化1 dB。对于AD8314,斜率标称值为21.5 mV / dB。 因此,个输入端的10 dB变化会导致输出变化约215 mV。记录一致性图,如上图所示器件保持恒定斜率的范围。动态范围可以定义为的范围误差保持在一定范围内,通常为±1 dB或±3 dB。在

例如,上图中,±1 dB动态范围约为50 dB(从-13 dBV到-63 dBV)。

在控制器模式下操作下图1显示了操作的基本连接控制器模式,下图2显示了a的框图典型的控制器模式应用来自V_UP的反馈到VSET断开并施加所需的设定点电压来自控制源的VSET(通常是DAC)。VDN轨高(3.3 V电源时为2.2 V,2.7 V电源时为1.9 V)当施加的功率小于对应的值时设定点电压。当输入功率略超过此值时值,VDN会在没有环路的情况下通过电源放大器增益引脚,向地面快速减小。在里面然而,闭环,VDN的减少会导致功率下降放大器减少其输出。这恢复了平衡在AD8314输入端检测到的实际功率电平由设定值确定的要求值。这假定可变增益元件的增益控制感是正向,即V_DN的电压增加趋于增加收益。


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