调制方式也会影响检波器的选型?

原创 加油射频工程师 2023-09-07 11:29

昨天,在课程群(来看看,你需不需要这门课程吧(9月9日开班))里,有群友问了这样一个问题:“我们最近做一个多载波功放,需要检波后上报功率。我们设计用的是比较传统的二极管检波。感觉不太对。载波个数不同,同一个检波电压对应的功率不一样(积分功率)。想问多载波功放检波是不是不用常规的检波方式。”

在我有限的射频职业生涯中,还是没有碰到过这个问题。不过,不妨碍我针对这个问题,去网上查找一些资料。

以下是我对所找资料的总结以及一些看法,不一定正确,抛砖引玉,欢迎大家来讨论,知识总是越辩越能掌握的真切。

检波器有峰值检波器(peak detectors), 对数放大检波器(log amp detectors),RMS检波器等。 而二极管检波器,是一种峰值检波器。

峰值检波器,是一种最简单的检波器形式。

峰值检波器响应时间跟不上载波频率,但是对包络频率则是绰绰有余的。所以,峰值检波器通常用作AM解调或者包络检波。

二极管对射频输入电压进行整流,随后的RC滤波器确定保持时间。

对于包络检波,选择相对较小的RC时间常数,存储在电容上的电荷可以较快的释放,以便输出电压可以很好的跟踪包络。

对于峰值检波,选择相对较大的RC时间常数,存储在电容上的电荷会较慢的释放,可以测量信号的峰值。

因为峰值包络测量的是峰值电压,所以他们的响应本质上取决于各种调制方式,需要了解信号的调制方式,来确定RMS值。

多载波功放,假设用的是OFDM,即正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)。

OFDM是一种调制和复用的结合。

OFDM的思想,和上图类似。为了抗多径干扰,同时又保持高的数据率,OFDM把要传输的比特分成N列,那么每列在每秒时间内传输的比特数就变为Rb/N,每列即对应一个子载波。

OFDM还有一个正交的概念,即所使用的子载波都是正交的。

假设使用子载波数为4,分别使用1Hz,2Hz,3Hz,4Hz的正交频率,如下图所示。

所以,当子载波个数发生变化的时候,最后叠加在一起的总时域波形是不一样的,也就是说波形的峰均比可能是会有变化的。

而问题中,使用的是二极管检波,是一种峰值检波。所以就导致产生上面的测试结果。

不知道,这样的想法对不对?

参考文献:

[1]https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmh2120.pdf?ts=1694048340879&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

[2]https://www.csie.ntu.edu.tw/~hsinmu/courses/_media/wn_11fall/ofdm_tutorial.pdf


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