AD8361 LF至2.5 GHz TruPwr™检波器


一、 产品概述
AD8361是一款由Analog Devices公司推出的LF至2.5 GHz TruPwr™射频检波器(RF Detector),集成了宽带包络检测与对数放大功能,能够在极宽的频率范围内对输入信号功率进行精确测量。其内部采用独特的TruPwr™技术,无需外部校准即可实现出色的线性度和温度稳定性,广泛应用于移动通信基站、射频测试设备、无线电发射功率监控和雷达系统等场合。
产品详情
AD8361是一款均值响应功率检波器,适用于最高2.5 GHz的高频接收机和发射机信号链。 该器件使用非常简单, 在大部分应用中仅需2.7 V至5.5 V的单电源、电源去耦电容和输入耦合电容即可工作。 输出为线性响应直流电压,转换增益为7.5 V/V均方根值。 可添加一个外部滤波器电容,提升平均时间常数。
AD8361主要用于简单和复合波形的真功率测量, 特别适合测量高波峰因素(高峰值-均方根比)信号,比如CDMA和W-CDMA。 AD8361具有三种工作模式,支持多种模数转换器要求:
基准电压源接地模式,源为零。
内部基准电压源模式,可将输出偏置为地电平以上350 mV。
提供基准电压源模式,可将输出偏置为VS/7.5。
AD8361工作温度范围为−40°C至+85°C,采用8引脚MSOP和6引脚SOT-23封装。 采用专有的高fT硅双极性工艺制造。
特性
经过校准的均方根响应
出色的温度稳定性
输入范围最高达30 dB (2.5 GHz)
最大输入:700 mV rms、10 dBm(50 Ω电阻)
±0.25 dB线性响应(至2.5 GHz)
单电源供电:2.7 V至5.5 V
低功耗:3.3 mW (3 V)
快速关断模式:1 µA以下
二、产品型号及主要参数
AD8361系列主要型号只有单一主型号AD8361,但提供多种封装形式以满足不同应用需求:
AD8361ACPZ-R7:小型8引脚MSOP封装,工作温度范围–40℃至+85℃,支持RoHS。
AD8361ACPZ-RL7:带卷带包装,便于自动贴片。
主要技术参数如下:
频率范围:10 MHz ~ 2500 MHz
动态范围:–65 dBm ~ +10 dBm
输出电压范围:0.3 V ~ 2.7 V 对应输入功率线性区
检波误差:典型值±0.5 dB,最大值±1.2 dB
温度系数:典型值<0.01 dB/℃
供电电压:+5 V(典型值),可在+4.5 V ~ +5.5 V范围内工作
静态电流:12 mA(典型值)
输入阻抗:50 Ω
封装形式:8引脚MSOP、SOT-23-6等
三、工作原理
AD8361内部集成了一个宽带对数放大器和包络检测器。输入射频信号首先经过一个缓冲放大级以保证50 Ω输入阻抗匹配,然后进入对数放大器核心电路。该核心电路由多个增益级和反馈网络组成,实现对数压缩,将射频功率与输出电压近似呈线性关系。输出端缓冲放大后,驱动外部负载或微控制器ADC接口。
TruPwr™技术在对数放大器中引入温度补偿电流源,使增益随温度变化极小;同时在偏置网络中增加自动调整机制,保证在不同输入功率和频率下都能保持高线性度和低误差。
四、主要特点
宽频带响应:覆盖从LF(约10 MHz)到2.5 GHz,满足绝大多数无线通信和雷达频段需求。
高线性度与低误差:典型检波误差±0.5 dB,针对–65至+10 dBm动态范围进行了优化,保证测量精度。
温度稳定性:TruPwr™温度补偿技术将温漂控制在0.01 dB/℃以内,适合高温环境。
快速响应:输入到输出延迟低于80 ns,可用于快速包络跟踪和瞬态功率检测。
低功耗:典型静态电流仅12 mA,适合功耗敏感型应用。
小型封装:8引脚MSOP及SOT-23-6封装,方便在空间受限设计中使用。
五、功能与应用
发射功率监控与控制:在基站、射频链路和功率放大器中实时监测并调整输出功率,确保系统稳定运行。
包络跟踪(Envelope Tracking):驱动高效率功放时,根据输入信号包络快速调整供电电压,提升整体效率。
射频测试仪器:在信号发生器、频谱分析仪等测试设备中,用于测量射频信号的功率水平。
雷达系统:对发射和回波信号功率进行检测,辅助目标探测与功率平衡。
无线电通信:在无线电收发模块中监测发射功率,保护发射管及功放。
六、典型应用电路
以下为一个基本的AD8361应用示意:
输入端通过50 Ω阻抗匹配网络连接待测射频信号。
VCC=+5 V供电,外接0.1 μF旁路电容。
输出端OUT通过1 kΩ负载电阻接至微控制器ADC输入。
可在OUT与GND之间连接一个10 μF电容,以滤除高频噪声。
七、使用注意事项
阻抗匹配:输入端务必使用50 Ω匹配,避免反射导致测量误差。
电源旁路:VCC应靠近芯片引脚放置高频旁路电容,抑制电源噪声。
PCB布局:信号引脚与数字/电源引脚应隔离,减少串扰;地平面要完整。
温度控制:虽然内部有温度补偿,但在极端环境下建议加散热或使用恒温槽进行校准。
八、环境与封装
AD8361在–40℃至+85℃工业级温度范围内工作,可焊接卷带包装,适合SMT大批量生产。8引脚MSOP封装体积仅3 mm×3 mm×0.9 mm,SOT-23-6封装更小巧。封装引脚排列考虑了电源、信号与地的隔离设计,方便布局。
九、性能指标曲线
典型应用手册中提供了输入功率与输出电压对比曲线、温度漂移曲线、频率响应曲线等,用于设计时参考。
十、总结
AD8361 LF至2.5 GHz TruPwr™检波器以其宽频带、高线性度、低温漂和小型封装成为射频功率检测领域的经典器件。无论是在通信基站、测试仪器还是雷达系统,它都能为工程师提供可靠、精确的功率测量解决方案。通过合理的PCB设计与外围元件布局,可充分发挥其优异性能,满足各种严苛应用需求。
责任编辑:David
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