W-CDMA 手机利用 LMV228射频功率检波器(下)

W-CDMA 手机利用 LMV228射频功率检波器(下)

作者: 阮干奇 美国国家半导体公司应用工程师

用户设备的厂内校正程序

正如图 5A 及 5B 所显示，LMV228 芯片的线性增益检波范围达 30dB，这个特性有助精简整个厂内校正程序。功率放大器的校正程序是整个 W-CDMA 用户设备生产流程的重要组成部分。例如，有关"用户设备输出功率与控制代码/信号之间的函数关系"的数据便利用昂贵的自动测试设备收集，测试用的信号包括小信号以至强力的信号，而且有关数据都储存在用户设备的存储器内，以供手机操作时使用。一旦基站要求提供某一数量的输出功率，用户设备的数字信号处理器或微控制器便会立即进入存储器寻找相关的控制代码，确保功率放大器可以提供所要求的输出功率。

我们可以通过测试为每一用户设备搜集有关"控制代码与输出功率之间的函数关系"的数据，但这样做需要花费不少时间及人力物力，因此利用统计数字配合 LMV228 芯片的线性增益特性作出估算不失为一个可取的方法，其好处是可以减少测试点及节省时间。我们若认为在 -15dBm 至 +15dBm 的检波范围内 Pin 与 Vout 之间具有线性关系，便可利用以下的线性公式表达这个线性关系：

斜率 及截取点可以在生产过程中利用两点测试寻找出来。若测试点分别是及我们只要进行一些基本的代数运算便可计算出 及的数值。只要及 经确定，我们便可利用 这条公式估算输出功率。

合双频 W-CDMA 用户设备采用的 LMV228 芯片

图 6 是我们认为很适合双频 W-CDMA 用户设备采用的电路方块图。一般来说，印刷电路板上每一频带的发射路径都相距较远，因此每一发射频带都有自己的定向耦合器。我们可以将 3 个 17 的电阻集成一起，组成电阻射频功率组合电路，以便接收移动电话频带或 W-CDMA 频带的输出信号。采用 17 的电阻的原因是，这样可以确保在射频范围内所有输入输出端口能以 50 为共同目标互相参照调节。电阻功率分压器的每一条信号路径都有 6dB 的内在损耗。

有一点我们不可忘记，在现实世界之中每一应用只有一条路径是开启的。以这个结构为例来说，若定向耦合器的耦合系数为 20dB，LMV228 芯片所实际接收得到的输入信号电平只有 Pout = 20 - 6 dBm，因为组合电路会出现损耗，而信号路径上的这些损耗也必须计算在内。

这个结构也必须采用两个阻隔直流电电容器，以免不受欢迎的直流电流入终端电阻达 50 的耦合器。

图 7 是射频功率组合电路的另一电路图。图中的每一信号路径可以各有不同的衰减电平，而且每一衰减电平都可各自独立设定。由于这个电路具有可以自由设定衰减电平的灵活性，因此可以采用非 20dB 耦合系数的定向耦合器。

移动电话频带的额外衰减值可以利用以下的 EQ-1 公式列出。

由于定向耦合器规定必须以 50 为共同目标互相参照调节，因此我们可以利用以下的 EQ-2 公式列出其关系。

此外，ZLB 也应以 50 及 ZHB 的平行线为共同目标互相参照调节，由此我们可以得出 EQ-3 这一公式。

W-CDMA 频带的额外衰减值可以利用以下的 EQ-4 公式列出。

由于定向耦合器规定必须以 50 为共同目标互相参照调节，因此我们可以利用以下的 EQ-5 公式列出其关系。

此外， ZHB 也应以 50 及 ZLB 的平行线为共同目标互相参照调节，由此我们可以得出 EQ-6 这一公式。


我们若成功解算以上的 6 条公式，便可分别找出 R1, R2, R3, R4, ZLB 及 ZHB 等变项的数值。

总结

按照上文的介绍，LMV228 对数放大器射频功率检波器是位于下行链路上的分频双工模式 W-CDMA 功率控制系统的关键元件。LMV228 芯片可以检测高达 +15dBm 的射频功率，而且符合 W-CDMA 空气接口标准有关功率控制的规定。这款芯片有 micro-SMD 及 LLP 两种封装可供选择。