基于ＳＭＳ７６３０的射頻檢波電路設計

摘要：基于SMS7630設計了射頻檢波電路，通過合理的設計，可以實現快速準確的檢波，能夠有效降低成本。

關鍵詞：SMS7630；射頻；檢波；ZBD

隨著通信系統的飛速發展，射頻電路也在隨之發生巨大的變化，而功率檢測也一直是射頻電路的一個關鍵性問題，通過功率的檢測我們能夠對射頻輸出功率進行控制。隨著信號包絡的復雜化，功率檢測的難度也隨著增加，如何適時而準確的檢測功率也是射頻工程師需要解決的問題。圖1就是一個典型的射頻功率放大器ALC(自動電平控制)環路，輸出功率按照比率通過定向耦合器的耦合到檢波器，檢波器產生一個直流電平來指示功放輸出功率的大小，直流電平同時用來調節可變增益放大器(或者衰減器)的控制電壓，來控制其衰減量使得環路中的輸出功率保持在一個固定的電平上。

目前廣泛采用的主要有兩種類型的檢測器件，第一種是采用集成電路的檢波器件，如ADI公司的AD8313等，采用對數檢波，具有檢波準確，靈敏度高，檢波：動態范圍大等特點，但是在電路中還需要外加偏壓，應用比較復雜而且其價格比較高；第二種是采用肖特基二極管，如Agilent公司的HSMS2825，Skyworks公司的SMS7630等，這些器件具有檢波速度快，檢波頻段寬，零偏置檢波等特點，但是其線性范圍較小。因此對于需要檢波靈敏度高，動態范圍大的場合采用集成檢波器件，而對于大量應用但是線性要求不是特別高的場合，可以采用肖特基二級管，下面就以Skyworks的SMS7630為例來進行討論。

SMS7630

SMS7630是一種低價位的表貼塑封硅肖特基二極管，一般應用于微波混頻器和檢波器中。它由兩只零偏檢波肖特基管構成，結合Skyworks的先進半導體技術和低價位的封裝工藝，其頻率可以到10GHz，能廣泛應用于無線通信系統的設計中。

圖2為SMS7630在1．8GHz的檢波特性。可以看出，它的檢波范圍從一30dBm到+10dBm，其檢波電壓從0．01V到2V左右變化，在這段范圍基本上是線性增加的，其檢波特性也是比較好的，能夠滿足目前在通信系統中(主要頻段從800MHz-2200MHz)的要求。

應用電路

圖3為SMS7630的典型檢波電路，在該電路中，我們采用了雙肖特基二極管的倍壓檢波電路，射頻輸入電壓并聯于兩個二極管之間，每一個二極管產生相同的整流電壓，而檢波電壓Vdet是從兩個二極管的串聯端取出，因此它的幅度是單管的兩倍。該電路中相對于單個二極管檢波器會出現兩倍的二極管結電阻Rv，但是這并不影響電路的準確性，因為單個ZBD(零偏置檢波器)肖特基二極管的Rv大概是5K Q，這個值遠遠低于檢波器之后的典型運算放大器的輸入電阻，而高階電壓乘法器的設計也是遵循同樣的原則，所以對于最終的檢測結果不會產生影響。

在現在的通信系統中，信號一般為TDMA或者CDMA模式，包絡比較復雜，所以為了檢波電壓能夠比較平滑，在Vdet后需要再加一個1u左右的電解電容。但是對于TDD工作模式的通信系統，如PHS通信系統，則往往需要適時控制，希望其檢波電壓能夠盡快饋給控制環路，那么一般就直接給出Vdet而不需要再加大的電解電容來增加延時。

SMS7630是一種硅材料的肖特基二極管，其結電阻會隨著溫度的變化而發生變化，從而導致檢波電壓也隨之發生變化，當其應用于大功率功放時，其溫度特性必然會影響檢測結果。為了使檢波電壓保持穩定，需要在檢波器的輸出端加入一個分壓電阻來進行補償，這樣通過調節分壓電阻的大小來獲得穩定的電壓。但是由于SMS7630中包含2個同樣的肖特基二極管，其溫度特性也是相近的，所以通常會利用二級管結電阻隨溫度變化的特性來構成溫度補償電路，這樣能夠有效的簡化電路。如圖4所示，當分流的二級管D2的結電阻隨著溫度和整流電流發生變化時，由于其結電阻的溫度特性，它起到了一個可變電阻的作用，這樣正好對檢波二極管D1起到補償作用。通過試驗，發現串聯一個5．1K的電阻正好能對檢波電壓進行補償。

結語

通過我們的實際應用，SMS7630所構成的射頻檢波電路能夠滿足通信系統的要求，而且其成本較低，目前已經大量應用于通信系統中。

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