動態(tài)范圍達(dá)100dB的5MHz~500MHz RF RSSI功率計(jì)(04-100)

　　AD8309具有較寬的動態(tài)范圍，接近100dB。噪聲電平?jīng)Q定了動態(tài)范圍的下限，-78dBm。實(shí)驗(yàn)表明，由于輸入信號不能完全與印制板噪聲源隔離，實(shí)際使用只能達(dá)到-74dB。動態(tài)范圍的上限接近+22dB，相當(dāng)于50Ω負(fù)載為幅度為4V的正弦波，還與連接在衰減鏈后面的4個檢波器(如圖2中跨導(dǎo)級gm)有關(guān)。AD8039的實(shí)際結(jié)構(gòu)如圖3所示。器件的骨干是6個A/O單元鏈，每個單元的增益為12.4dB，帶寬達(dá)850MHz。輸入(INHI與INLO)與限幅器的輸出(LMHI與LMLO)都是差分。限幅器處于放大器/限幅器鏈的最后一級，增益為18dB。限幅器驅(qū)動程控引腳 LMDR和限幅器輸出未在本設(shè)計(jì)中使用，但對接收機(jī)解調(diào)應(yīng)用是非常有用的。6個增益單元和相應(yīng)的檢波器調(diào)整動態(tài)范圍的下半部分。負(fù)責(zé)動態(tài)范圍上半部分另有4個檢波器，這些檢波器按12dB間隔分接在放大器鏈輸入端無源衰減器后。I/V放大器中設(shè)置了溫度補(bǔ)償。VLOG輸出是一個對數(shù)輸出，具有20mV/dB的斜率。對數(shù)定律符合度最壞在±0.4dB的界限之內(nèi)，對本設(shè)計(jì)已綽綽有余。對5V電源電壓，RSSI輸出在0.34V與2.34V之間擺動。

　　ADC的選擇

　　上面已提及，由于本設(shè)計(jì)使用的微控制器89C2051引腳數(shù)有限，因此決定選用帶高速串行接口(SPI)的12位ADC，AD7476。它的封裝(SOT-23)很小，功耗也低。變換器有極高的分辨率，達(dá)1MSPS。12位分辨率要進(jìn)一步商榷。輸入功率dB值在顯示器上是按0.01dB分辨率表示的，若斜率為20mV/dB，ADC需0.2mV分辨率，這樣12位ADC稍嫌不夠，但考慮到PCB上噪聲源和對數(shù)放大器的斜率誤差，12位AD7476還能保證儀器的性能。
AD7476有3條與微控制器接口的數(shù)字線：串行時鐘線SCLK，串行數(shù)據(jù)線SDATA，片選線CS。SCLK為逐次近似變換過程提供串行時鐘并用于存取數(shù)據(jù)。SDATA是串行數(shù)據(jù)流輸出，每次變換產(chǎn)生16位數(shù)據(jù)，4個前導(dǎo)0和12位變換數(shù)據(jù)，首先出現(xiàn)的是MSB。CS信號具有雙重功能，即啟動變換和串行數(shù)據(jù)幀傳輸。

　　最后還要指出，AD8309的模擬部分無需外部電源電壓，因?yàn)榧善骷乃碾娫囱苌粋€基準(zhǔn)電壓，這樣安排有可能獲得最寬的動態(tài)范圍。ADC的輸入電壓范圍從0V至VDD。因此，為了最充分地利用器件的動態(tài)范圍，VDD通過一個專用的低功率穩(wěn)壓器下降至2.5V。RSSI在0.34V與2.34之間的輸出正好與這個動態(tài)范圍相匹配.