MAX2206/MAX2208功率检测器在CDMA中的应用

蜂窝电话系统经常依赖于发射端的功率控制来确保系统正常运行和最大容量，在CDMA系统中也是如此。MAXIM公司产的MAX2206/MAX2208功率检测器（即系统集成电路）可用来准确检测发射输出端功率并能进行精确控制。本文介绍MAX2206和MAX2208在CDMA中的应用及其电路和数据，其所提供数据均工作在83MHz和1880MHz频段，来自MAX2206和MAX2208评估电路。  1 MAX2206和MAX2208介绍

1.1 MAX2206/MAX2208基本性能
   
MAX2206和MAX2208是理想的宽带（800MHz～2GHz）功率检测器，它的射频输入信号来自定向耦合器，输出电压的重复性很好。其输出电压随输入功率逐一增加，并且可以对温度漂移进行补偿，在满幅（+15dBm）和最低功率（±2.5dB）输入时，能将这变化降低到小于1dB。这两种功率检测器是UCSP封装，体积为2mm×2mm×0.5mm。其功能引脚方框图如图1所示。

图1 MAX2206/MAX2208引脚方框图

1.2 MAX2206和MAX2208区别
  
第一是动态范围，MAX2206有40dB的动态范围，范围从－25dBm到+15dBm，MAX2208动态范围为25dB。从 －10dBm到+15dBm，比MAX2206低，可以降低功耗；第二是MAX2208有集成滤波器，而MAX2206没有。有了滤波器可以对平均功率进行检测，这对于工作在CDMA调制信号时是非常必要的。而MAX2206则需要通过外部滤波器才能准确检测这样的信号。

2 在CDMA中的应用
  
在CDMA的功率检测中，首先要考虑的一个关键参数是输出电压中的纹波噪声（Ripple Noise）。输出电压中之所以有这样的纹波噪声是因为CDMA调制产生了一个非恒包络电平，系统参数决定了功率检测中最大可承受纹波，而利用MAX2208的片内滤波器可满足这一参数要求。为了降低纹波噪声，可在IC输出端Vout并接一个1500pF的电容C4（见图2），这个电容会增加输出滤波器的时间常数，而纹波噪声逐一降低，随之低通滤波器的带宽也会减少，达到减少输出纹波电压的目的。表1是在MAX2208输出端接了以1500pF电容后得到的数据。
  
从表1中看出，Vout并接一个1500pF电容后，纹波噪声Vp-p逐一降低，从44mV降低至10mV。

图2 MAX2208评估电路

MAX2206输出端没有集成滤波器，为了平滑输出电压从而使得CDMA信号可以正确测量，需要在芯片的输出脚上加一个6800pF电容C4和电阻R3组成的低通滤波器（见图3），可通过增加电容和电阻的值来降低滤波器带宽，较窄的滤波器带宽可减小纹波幅度。表2提供了MAX2206典型应用的结果。从表2中看出，Vout并接一个电容C4和电阻R3后，纹波噪声Vp-p逐一降低，从47mV降低至10mV。
   
但是，减小纹波是有代价的，这就是增加了响应时间，为此，必须折中考虑响应时间与纹波噪声。大多数CDMA系统所带的响应时间不是很严格，典型的是小于500μs。纹波噪声可降低到系统参数要求的范围内，同时满足响应时间要求。例如，没有外部滤波器时，MAX2228的响应时间为15μs。若增加输出电容1500pF，最大纹波噪声可减少到低于50mV，而响应时间则增加到350μs。对于MAX2206，应用了一个RC网络，包含一个15kΩ的电阻和一个6800pF的电容，最大纹波噪声可减少到低于50mV，则响应时间为240μs。

3 如何选择最合适的器件
  
首先确定被测功率范围，功率范围由RF功率和定向耦合器的耦合度来确定。耦合量越大，提供给检测器的RF功率越低，MAX2206适合高耦合值和宽动态范围，因为它检测的功率可以比MAX2208低15dB。

图 3 MAX2206评估电路

其次要考虑的另一个因素是功率检测器占用电路板的面积大小，MAX2206在输出端需增加电阻，这就增加了功率检测器所占面积。如果空间是设计中关键因素，那么MAX2208可以得到更紧凑的设计。
  
值得注意的是，测试中纹波噪声测量的噪声底为10mV，10mV，仅仅是外部噪声的测量结果，因此不代表功率器的性能。