适用于RF的稳定闭环自动功率控制

电路功能与优势

本文所述电路利用一个VGA(ADL5330)和一个对数检波器(AD8318)提供闭环自动功率控制。由于AD8318具有较高的温度稳定性，而且AD8318 RF检波器可确保ADL5330 VGA的输出端具有同样水平的温度稳定性，因此该电路在整个温度范围都能保持稳定。该电路还增加了对数放大器检波器，用来将ADL5330从开环可变增益放大器转换为闭环输出功率控制电路。AD8318与ADL5330一样，具有线性dB传递函数，因此Pout对设定点传递函数也遵循线性dB特性。

图1：ADL5330与AD8318配合在自动增益控制环路中工作

电路描述

虽然可变增益放大器ADL5330可提供精确的增益控制，但利用一个自动增益控制(AGC)环路也可以实现对输出功率的精密调节。图1显示在AGC环路中工作的ADL5330。增加对数放大器AD8318后，该AGC在较宽的输出功率控制范围具有更高的温度稳定性。

ADL5330 VGA要在AGC环路中工作，必须将输出RF的样本反馈至检波器（通常利用一个定向耦合器并增加衰减处理）。DAC将设定点电压施加于检波器的VSET输入，同时将VOUT与ADL5330的GAIN引脚相连。根据检波器的VOUT与RF输入信号之间明确的线性dB关系，检波器调节GAIN引脚的电压（检波器的VOUT引脚为误差放大器输出），直到RF输入的电平与所施加的设定点电压相对应。GAIN建立至某一值，使得检波器的输入信号电平与设定点电压之间达到适当平衡。

AGC环路中工作的ADL5330与AD8318的基本连接如图1所示。AD8318是一款1 MHz至8 GHz精密解调对数放大器，提供较大的检波范围(60 dB)，温度稳定性为±0.5 dB。ADL5330的增益控制引脚受AD8318的输出引脚控制。电压VOUT的范围为0 V至接近VPOS。为避免过驱恢复问题，可以用阻性分压器按比例缩小AD8318的输出电压，以便与ADL5330的0 V至1.4 V增益控制范围接口。

利用一个23 dB的耦合器/衰减器，可以让所需的VGA最大输出功率与AD8318线性工作范围的上限（900 MHz时约为?5 dBm）相匹配。

检波器的误差放大器利用以地为参考的电容引脚CFLT对误差信号（电流形式）进行积分。必须将一个电容与CFLT相连，用来设置环路带宽，并确保环路稳定性。

图2显示针对900 MHz正弦波和?1.5 dBm输入功率，输出功率与VSET电压在整个温度范围的传递函数关系曲线。请注意，AD8318的功率控制为负向式。减小VSET相当于要求ADL5330提供更高的信号，因此一般会提高增益(GAIN)。

图2：ADL5330输出功率与AD8318设定点电压关系曲线，PIN = -1.5 dBm

来源：维库开发网