利用对数放大器和MCU增强RF功率测量精度

通过+85°C对数一致性曲线的线性区的趋势线表示该温度的误差模型。

由于斜率和截距随温度变化导致温度漂移。鉴于这种认识，通过分析器件的总体分布曲线可以总结出一个误差模型。可以建立分布曲线随温度移动的误差表达式，如图6所示。图中画出的通过+85°C对数一致性曲线的线性区的趋势线——误差线，它表示在+85°C时的误差模型。应用该误差线的斜率和截距特性，利用补偿函数关系可抵消这种温度变化。尽管如此，该误差模型仅描述+85°C时温度漂移带来的误差。

大多数的温度漂移发生在+25°C和+85°C之间。对所有温度都普遍适用的误差函数可利用一个温度比例因子k（T）来建立各种温度范围的函数关系，其中k（T）是温度的函数。将补偿误差函数和温度比例因子函数结合起来，组合结果如图7所示。当温度升高的时候，比例因数将跟着变化，从而可消除由于温度漂移上升引起的误差。

图7示出AD8312采用上述误差补偿方法的对数一致性分布。误差补偿前，对数一致性误差为5 dB.误差补偿后，在从-30 dBm至0 dBm功率输入范围之间，在整个工作温度范围内对数一致性误差提高到大约±0.5 dB.这种RF功率管理系统可达到的精度是由器件的总体分布曲线确定的。同样的结果对于温度漂移不显著的低温和低频情况也可适用。

图7.用补偿误差函数抵消温温度变化引起的误差。

用误差补偿改善整个温度范围内的对数一致性误差。

在半导体制造过程期间，有些参数在变化，比如薄层电阻、电容和β值。所有这些参数变化都会影响对数放大器的斜率、截距及检测器的温度性能。减轻制造工艺参数变化造成影响的一种方法就是使用激光微调对数放大器。图8示出经过激光微调的60 dB对数放大器在1.9 GHz处的对数一致性误差分布曲线。该器件不采用数字补偿而是模拟补偿方法，即使用内置温度电路和外部电阻器来优化温度性能。电阻值依赖于修正系数要求的数值。这种模拟补偿电路的作用能够使测量结果偏离总体分布曲线中心值的程度达到±0.5-dB.

图8.激光微调对数放大器采用模拟补偿电路可完成精确的RF功率管理，而不是数字补偿。

结论

使用精确的RF功率管理，基站和手机发射器能够从功率放大器保护和减少功耗方面获得好处，从而远远超过了蜂窝标准的要求。利用稳定的对数放大器和温度传感器，MCU能够补偿温度漂移误差以提高RF功率管理系统的总精度。对数放大器与温度分布密切相关，所以允许简单的误差补偿。用于适中温度漂移的两点校准能够为在整个温度范围内达到±0.5-dB精度的精确RF功率管理成为可能。