MAX2205—检测高峰均比信号
本应用笔记给出了max2205 rf功率检测器针对不同峰均比信号测试时所采用的测量方法，并从数学角度探讨了max2205的工作原理。
max2205功率检测器的输入级由图1所示的两个三极管组成，输出电压和输入信号电压幅值成正比。
图1. max2205输入级框图
对于那些峰均比(par)随调制类型而改变的复杂调制，max2205的输出并不是准确的平均功率。这篇应用笔记的附录提供了深入的数学分析，通常必须进行一些修正。下面是max2205功率检测器工作在不同par信号时的实验结果。
测量
测量采用max2205评估板完成(参考图2)。
图2. max2205评估板原理图
信号频率
1.9ghz
800mhz
450mhz
测量的调制类型
qpsk调制，3.5db par
qpsk调制，6.5db par
qam调制，6db par
测量结果
图3至图5使用3.5db par作为参考点或“零”误差。调整r2对不同频段进行匹配，并产生期望的输出电压范围。
图3. 1.9ghz信号频率(fin)的误差测量，其中
vcc = 2.8vdc
r2 = 150ω
图3a. +25°c时误差和信号的关系
图3b. -40°c时误差和信号的关系
图3c. +85°c时误差和信号的关系
图4. 800mhz信号频率(fin)下的误差测量，其中
vcc = 2.8vdc
r2 = 150ω
图4a. +25°c时误差和信号的关系
图4b. -40°c时误差和信号的关系
图4c. +85°c时误差和信号的关系
图5. 450mhz信号频率(fin)下的误差测量，其中
vcc = 2.8vdc
r2 = 330ω
图5a. +25°c时误差和信号的关系
图5b. -40°c时误差和信号的关系
图5c. +85°c时误差和信号的关系
结论
max2205响应的是输入电压，不是输入电压的平方。par改变时，输出电压也将改变。
par越高，产生的误差越大。室温下，一个6.5db par信号的误差在1.9ghz是0.9db，在800mhz是0.55db，而在450mhz是0.56db。使用较低的耦合功率(也就是对检测器较低的关联功率)会减小误差，但也会压缩功率检测器的动态范围。对于某些情况，这个误差是可以接受的，并且可以使用一个单独的查找表查询从3.5db到6.5db的峰值因数。附录给出的分析解释了在输入功率较低时误差会减小的原因。
温度对误差的影响不大。
多频带应用时可能需要一个以上的查找表。但是，输出电压曲线在不同频率下是相似的，而且可能设计一个修正因数，允许只使用一个查找表。
附录—采用二极管i/v特性实现功率检测的详细数学分析和典型电路
对于这个分析，二极管的i/v特性是：
我们将针对不同信号输入的条件进行i/v分析。
图6所示功率检测器具有对称的三极管q1、q2，i1、i2和r1、r2。双极型三极管q1调整输入电压vi。当ac输入信号vac为零时，三极管q2提供一个直流偏移电压来平衡vo使其为零。c1为保持电容，其数值通过vo所允许的压降设置。q1和q2的直流偏置应该相等，以抵消温漂的影响。
图6. 典型的功率检测电路
q1的发射极电流是：
其中，vq是q1的基极偏置电压，vc1是c1处的电压，且信号vi = vac x cos(ωt)作用于q1。
与式1相比，可根据vi = vq + vac x cos(ω x t) >> vt作如下近似运算：
其中：
vac = 交流输入信号的峰值幅度
vq = 基极和发射极的直流压差
b = vac/vt
in(b) = 修正的n阶bessel函数
ie的直流成分是：
当vac >> vt时，i0(b)可近似为：
因此，
因为i = i1恒流源与双极型三极管的发射极串联，所以ie_dc应该等于i1。因此，
同时，考虑双极性三极管q2，它和q1一样：
其中，vc2是c2 (q2的发射极)的平均直流电压。
对于对称电路的设计，i1 = i2。因此，
从式9我们可推导出：
我们知道vo = vc1 - vc2，并且b = vac / vt。因此，
这是输入信号较大时，输入电压和输出电压之间的近似关系。
从式11可知：
vo对vac是近似的线性关系，因为vac包含在式11的第二项，需要开方并取对数。因此，输出电压会在输入信号较大时随par变化。
当vac >> vt时，温度的影响很小。
当输入信号较小时，式4中的i0(b)可近似为：
与式9类似，我们知道：
因此，
当x较小时，ln(1 + x) =x，由此可得：
式15说明：
输出电压与rf输入信号的电压幅值的平方成正比，电压幅值的平方与功率成正比；因此，在平方定律范围内，功率检测器的输出电压与输入信号的功率成正比。
输出电压与温度成反比。
具有优良尺寸稳定性的排针连接器
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MAX2205—检测高峰均比信号
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五种关于RTC是否具备日历功能？
业界首款具有8K分辨率的8.3和13.3英寸OLED显示器
介绍一种魏德米勒的自动化远程I/O方案
关于以新业态新模式引领新型消费加快发展的意见
华天科技高可靠性车用晶圆级先进封装生产线项目正式投产
操作系统内存的详细资料讲解分析
max2205功率检测器的输入级由图1所示的两个三极管组成，输出电压和输入信号电压幅值成正比。
图1. max2205输入级框图
对于那些峰均比(par)随调制类型而改变的复杂调制，max2205的输出并不是准确的平均功率。这篇应用笔记的附录提供了深入的数学分析，通常必须进行一些修正。下面是max2205功率检测器工作在不同par信号时的实验结果。
测量
测量采用max2205评估板完成(参考图2)。
图2. max2205评估板原理图
信号频率
1.9ghz
800mhz
450mhz
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qpsk调制，6.5db par
qam调制，6db par
测量结果
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图3. 1.9ghz信号频率(fin)的误差测量，其中
vcc = 2.8vdc
r2 = 150ω
图3a. +25°c时误差和信号的关系
图3b. -40°c时误差和信号的关系
图3c. +85°c时误差和信号的关系
图4. 800mhz信号频率(fin)下的误差测量，其中
vcc = 2.8vdc
r2 = 150ω
图4a. +25°c时误差和信号的关系
图4b. -40°c时误差和信号的关系
图4c. +85°c时误差和信号的关系
图5. 450mhz信号频率(fin)下的误差测量，其中
vcc = 2.8vdc
r2 = 330ω
图5a. +25°c时误差和信号的关系
图5b. -40°c时误差和信号的关系
图5c. +85°c时误差和信号的关系
结论
max2205响应的是输入电压，不是输入电压的平方。par改变时，输出电压也将改变。
par越高，产生的误差越大。室温下，一个6.5db par信号的误差在1.9ghz是0.9db，在800mhz是0.55db，而在450mhz是0.56db。使用较低的耦合功率(也就是对检测器较低的关联功率)会减小误差，但也会压缩功率检测器的动态范围。对于某些情况，这个误差是可以接受的，并且可以使用一个单独的查找表查询从3.5db到6.5db的峰值因数。附录给出的分析解释了在输入功率较低时误差会减小的原因。
温度对误差的影响不大。
多频带应用时可能需要一个以上的查找表。但是，输出电压曲线在不同频率下是相似的，而且可能设计一个修正因数，允许只使用一个查找表。
附录—采用二极管i/v特性实现功率检测的详细数学分析和典型电路
对于这个分析，二极管的i/v特性是：
我们将针对不同信号输入的条件进行i/v分析。
图6所示功率检测器具有对称的三极管q1、q2，i1、i2和r1、r2。双极型三极管q1调整输入电压vi。当ac输入信号vac为零时，三极管q2提供一个直流偏移电压来平衡vo使其为零。c1为保持电容，其数值通过vo所允许的压降设置。q1和q2的直流偏置应该相等，以抵消温漂的影响。
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其中，vq是q1的基极偏置电压，vc1是c1处的电压，且信号vi = vac x cos(ωt)作用于q1。
与式1相比，可根据vi = vq + vac x cos(ω x t) >> vt作如下近似运算：
其中：
vac = 交流输入信号的峰值幅度
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因此，
因为i = i1恒流源与双极型三极管的发射极串联，所以ie_dc应该等于i1。因此，
同时，考虑双极性三极管q2，它和q1一样：
其中，vc2是c2 (q2的发射极)的平均直流电压。
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我们知道vo = vc1 - vc2，并且b = vac / vt。因此，
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vo对vac是近似的线性关系，因为vac包含在式11的第二项，需要开方并取对数。因此，输出电压会在输入信号较大时随par变化。
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与式9类似，我们知道：
因此，
当x较小时，ln(1 + x) =x，由此可得：
式15说明：
输出电压与rf输入信号的电压幅值的平方成正比，电压幅值的平方与功率成正比；因此，在平方定律范围内，功率检测器的输出电压与输入信号的功率成正比。
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