通過軟件校準的50MHz至9GHz RF功率測量系統(tǒng)

該檢波器的傳遞函數(shù)可通過以下公式計算近似值：

VOUT = SLOPE_DETECTOR × (PININTERCEPT)

其中SLOPE_DETECTOR是檢波器斜率，單位為mV/dB；INTERCEPT 是x軸截距，單位為dBm；PIN是輸入功率，單位為dBm。

在ADC輸出端，VOUT由ADC輸出代碼取代，公式可改寫為：

CODE = SLOPE × (PININTERCEPT)

其中 SLOPE 是檢波器、調(diào)整電阻及ADC的組合斜率，單位為次/dB； PIN 和 INTERCEPT 單位仍為dBm。

圖3顯示的是典型檢波器輸入功率的功率掃描以及在700 MHz輸入信號下觀察到的ADC輸出代碼。

700 MHz下的ADC輸出代碼及誤差與RF輸入功率的關(guān)系

圖3. 700 MHz下的ADC輸出代碼及誤差與RF輸入功率的關(guān)系

總體斜率和截距隨系統(tǒng)的不同而變化，該變化是由RF檢波器、調(diào)整電阻和ADC傳遞函數(shù)的器件間差異造成的。因此需要系統(tǒng)級校準以確定整個系統(tǒng)的斜率和截距。本應(yīng)用中，使用4點校準校正RF檢波器傳遞函數(shù)內(nèi)的某些非線性，特別是在低端位置。該4點校準方案產(chǎn)生三個斜率和三個截距校準系數(shù)，這些數(shù)值在校準后應(yīng)存儲在非易失RAM (NVM)內(nèi)。

通過向ADL5902施加四個已知信號電平執(zhí)行校準，從ADC測量相應(yīng)的輸出代碼。選擇的校準點應(yīng)在器件線性工作范圍內(nèi)。本例中，校準點位于0 dBm、-20 dBm、-45 dBm及-58 dBm。
斜率和截距校準系數(shù)通過以下公式計算：

SLOPE1 = ( CODE _1 – CODE_2)/(PIN_1 — PIN_2)
INTERCEPT1= CODE_1/(SLOPE_ADC × PIN_1)

接著使用CODE_2/CODE_3和CODE_3/CODE_4重復計算，分別得出SLOPE2/INTERCEPT2和SLOPE3/INTERCEPT3。六個校準系數(shù)應(yīng)與CODE_1、CODE_2、CODE_3、CODE_4一起存儲在NVM內(nèi)。

當電路在現(xiàn)場工作時，這些校準系數(shù)用于計算未知的輸入功率電平PIN，公式如下：

PIN = (CODE/SLOPE) + INTERCEPT

為了在電路工作期間獲得適當?shù)男甭屎徒鼐嘈氏禂?shù)，從ADC觀察到的CODE必須與CODE_1、CODE_2、CODE_3、CODE_4進行比較。例如，如果來自ADC的CODE在CODE_1與CODE_2之間，則應(yīng)使用SLOPE1和INTERCEPT1。該步驟還可用于提供欠量程或超量程警告。例如，如果來自ADC的CODE大于CODE_1或小于CODE_4，表示測得的功率在校準范圍以外。