如何使用RF功率校準提高無線發射機的性能

　　在設計無線發射機時，RF功率的測量和控制是一項關鍵考慮因素。高功率RF放大器（PA）極少在開環模式下工作，也就是說，送到天線口的功率并沒有以某種方式進行監控。但是，如發送功率大小、網絡魯棒性以及與其它無線網絡共存的法規要求對發送功率進行嚴格控制。除了這些外部要求以外，精確的RF功率控制可以提高頻譜性能，并且節省發射機功率放大器的成本和功耗。為了調節發送功率，可能需要在出廠時對功率放大器的輸出功率進行某種形式的校準。對于不同的復雜度和有效性，校準算法的變化很大。本應用筆記介紹如何實現典型的RF功率控制方案，并且比較了多種工廠校準算法的效果和效率。

　　具有集成功率控制的典型無線發射機

　　如圖1所示，這是一個典型的無線發射機框圖，集成了發射功率測量和控制功能。通過采用定向耦合器，PA的一小部分信號被反饋到RF檢波器。在該情況下，耦合器的位置一般靠近天線，位于雙工器和隔離器之后，因此在校準過程中需考慮與這些器件相關的功率損耗。定向耦合器的耦合系數的典型值為20 dB~30 dB，因此耦合器的反饋信號比送到天線口的信號低20 dB~30 dB。以該方式耦合信號功率將導致發射路徑中的功率損耗，該插入損耗通常為零點幾分貝。在無線基礎設施應用中，最大發射功率的典型范圍是30 dBm~50 dBm（1W~100W），對于測量發射功率的RF檢波器而言，定向耦合器的信號仍然太強。因此，在耦合器和 RF檢波器之間需要進行額外的信號衰減?，F代均方根和非均方根響應RF檢波器的功率檢測范圍約為 30dB到100dB，并且輸出相對溫度和頻率的變化是穩定的。在大部分應用中，檢波器的輸出通過模數轉換器 （ADC）轉化為數字量，使用非易失性存儲器（EEPROM）中存儲的校準系數，從ADC獲得的碼被轉換為發射功率的讀數。將此功率讀數與設置點功率電平進行比較，如果在設置點功率和測得的功率之間存在差異，則應進行功率調節。這個功率調整可以在信號鏈上多個點中任何一個點上完成。如調節基帶數據的幅度，調節可變增益放大器（在IF 或RF端），或者改變PA的增益。這樣，增益控制環路對其自身進行調節，并使發射功率保持在要求的范圍內。需要著重指出的是，VVA和PA的增益控制傳遞函數常常是非線性的，因此，由給定增益調節獲得的實際增益變化是不確定的，所以需要一種控制環路，它能夠提供關于所執行的調節的反饋信息，以及對后續重復操作過程的指導信息。