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发射器需要用电路来测量并控制射频(RF)功率，以便其正确运转。鉴于系统需求的广泛性和多样性，一个功率控制电路可能像低动态范围二极管探测器一样简易。该设备的用途是探测灾难性事件，例如电压驻波比(VSWR)的突然增加，这在天线损坏时是可能发生的。但是在更多的复数功率检测控制，例如GSM基点发射器中，一个射频(RF)功率探测器可能需要在输入功率范围在60dB以上，达到少于±1dB的测量误差。有许多方法可以控制射频功率，其中，经过改进的对数放大器(logamp)技术能够提供多种解决方案。 以GSM发射器作为一个高应用要求的例子。+47dBm(50W)发射器在满功率下工作需要传输的功率范围是+45到+49dBm(在极端情况下+44.5到+49.5dBm)。为了稳定输出，必须知道准确的发射器输入信号的幅值，通常在宽动态范围上误差在±1dB以内。 有许多方法可以测量上述的功率，其中包括闭环结构(图1a)。这种方法用一个定向耦合器(典型的10到30dB的耦合)从天线上的功率放大器(PA)上对功率采样。通常必须经过额外的衰减设备来把功率减小到探测器的安全测量范围。测量结果与参考电压进行比较，其差值用来驱动一个积分器(通常称为误差信号放大器)。 误差信号放大器的输出将升高或下降直到PA的输出功率与参考电压相符。并不是必须用误差信号放大器来驱动PA的偏差控制；如果PA有固定增益或用误差信号放大器来控制中频(IF)变增益放大器(VGA)的增益，系统也可以精确的运行。 这种类型的功率控制(通常称为来自探测器检测结果的控制方式)在系统要求快速功率控制时十分有用，例如时分多址联接方式(TDMA)系统，其功率传输依据精确的时钟脉冲。快速“局部”控制允许功率在受控方式下上下波动。如果使用了对数探测器，功率可以被控制在大动态范围内(通常40到60dB)。 图1b所示为一个功率控制系统，其探测器为数字输出。数字信号处理器(DSP)或微处理器的软件基于测量结果做出选择，然后利用数模转换器(DAC)调整输出功率。由于这样的配置不支持快速控制，因此更适于功率传输连续的系统，例如CDMA、WCDMA和TD-SCDMA系统。通过数字控制，可以在测量回路中加入附加校正。例如，如果功率探测器随温度漂移(但有很好的可重复性)，而系统有一个温度传感器，那么就能够实现补偿算法。 图1c所示为一个带辅助接收器的无线发射器，它传输的信号经过采样和混合回到基带。辅助接收器在高功率放大器(HPA)线性化设计中应用较为普遍，例如前馈和数字预矫正，它能够将关于传输频谱的性质反馈到算法。在这种应用中，功率传输能够自由测量。只要接收器增益不会随着温度与频率变化而变化太大的话，就能够精确测量。 图1d所示为用于某些手机上的可选择的功率控制体系。这个体系结构假定发射功率必须由接收功率决定。如果接收功率减小，发射功率也必须减小。这是一个低速而不精确的系统。但是在链接初始时，这是一个很好的控制功率的方法。 通常情况下，在PA满功率或接近满功率的时候，功率测量的精确度要求最高。例如，一个+50dBm(100W)发射器，功率测量电路中1dB的误差将使接收器达到+51dBm(126W)。为了保证安全运行，PA的额定功率就要增加25％(增加了它的体积与价格)。当然，在低功率水平下，输出功率的容许量只需在无线标准的范围内就可以了。 在这些应用中，探测器对温度稳定性要求很高。通常利用二极管完成温度稳定的功能。在满载情况下，二极管探测器具有很好的温度稳定性(能够在+15dBm范围内达到输入功率)。在低输入功率下，二极管探测器处于限制动态范围(20到30dB)，漂移也比较大。 当系统需要检测控制RF功率时，解调对数放大器是一个越来越受欢迎的选择。图2所示为一个对数放大器在202GHz时的传递函数，AD8318从0.001变化到8GHz所形成的曲线。图中显示的输出电压和计算误差，都是针对输入功率的。 输入功率由65变化到0dBm，输出电压从2V变化到大约0.5V。 为了使对数探测器达到额定的精确度，即使探测器经过了制造调整，校正过程也是必须的。如图1所示，到达对数放大器的信号电平可能是不可靠的。信号轨迹丢失，定向耦合器和衰减器的耦合因素在不同局部的可变性，很容易就会引起1dB或者更大的误差。推荐使用的校正方法是调整PA输出值，使其输出两个或者更多近似的电平，并且测量探测器的输出电压。 在运行的线性范围内，对数放大器的输出电压近似如下等式： SLOPE是输出电压相对于输入电压变化的递增变化(单位mV/dB)。INTERCEPT是外推线性传递函数与X轴的交点(Dbm或dBV)。 作者：Eamon Nash | 
