关于用于CDMA2000与W-CDMA基站的大功率放大器（HPA）的规划师来说，他们面对许多完结准确发射功率丈量的应战。其间涉及到的杂乱要素包含高的峰均比以及峰均比随基站通话载荷、大的作业温度规模和大的发射功率规模改动而改动。制造商运用准确的有用值（RMS）输出功率丈量减小HPA的功率。本文描绘了在作业温度规模内准确丈量和操控RMS功率的几种办法。
复合调制计划，例如CDMA2000与W-CDMA，具有很高的峰均比。关于一个给定的最大均匀输出功率的要求，当峰均值因为基站频谱屏蔽和差错向量值（EVM）的要求而添加时，最大规划功率要求一般会添加（或线性化要求添加）。假如被调制信号的峰值被削波，那么第三级失真将会添加，然后导致基站不能满意频谱屏蔽的要求。削波后的被调制信号峰值也会导致数据丢掉，然后使体系不能满意EVM的要求。依据最大发射功率要求规划HPA的费用很高但却必不可少。添加的费用来自两个方面，一是电子元器材本钱的添加，二是HPA功率的下降。总是涉及到的是HPA的最大规划功率有关的本钱问题，而且作业在低于饱和点以下许多HPA的功率是恰当低的。功率的下降会添加HPA模块的本钱，因为这样会添加用于散热的机械组织的本钱、尺度和分量，而且下降了HPA的可靠性，添加其作业本钱。
减小HPA的最大规划功率关于HPA制造商来说十分重要。HPA的饱和点挨近均匀功率越近，其作业功率就会越高，而且本钱越低。虽然有许多种办法能够使HPA的饱和点尽可能的挨近其均匀发射功率，可是这些办法都受基站体系的丈量输出功率的才能的约束。因为射频（RF）功率丈量答应差错（包含丈量差错随温度和峰均比改动）需求添加HPA的最大规划功率以确保契合频谱屏蔽和EVA要求。
不只CDMA2000和W-CDMA调制计划具有顶峰均比，而且其峰均比也随特定基站的呼叫量的改动而改动。例如，在CDMA2000 IS-95A基站中，仅扶引信号前向链路的波峰因数就为6.6dB，64通道的前向链路波峰因数为12dB（选用无载频简化技能）。高的峰均值将引起非RMS呼应RF功率检测器的差错。假如一种调制计划高的峰均比坚持安稳，那么在生产过程中能够被校准，但依据很多用户的峰均比改动是比较难处理的。这就要求坚持对体系用户数量的盯梢，紧紧地操控运用的沃尔什码以及一个十分巨大的查询表来了解在特定时间信号的峰均比。一种更好办法是选用RMS呼应检测器。它不像二极管检测器或对数放大器，RMS呼应检测器有很强的避免受峰值因数改动影响的才能。图1 示出高功能对数放大器（AD8318）与RMS呼应检测器（AD8364）的比较，结果标明峰值因数仅在CDMA2000 IS-95A基站的发射部分规模内改动（用户加载）。应当留意AD8318的输出在载波与64信道CDMA2000 IS-95A之间改动3.5 dB(或86 mV)，在导频信道和64信道CDMA2000 IS-95A之间仅改动2.4 dB，可是AD8364的输出在上述状况下只是改动了0.1dB(或5 mV)。二极管检测器的功能与对数放大器相似，其输出电压随被测信号峰值因数改动。假如本体系中的功率检测选用对数放大器，那么应该通过信号处理或许添加HPA的最大规划功率来消除2.4 dB检测功率差错。
图1.CDMA2000 IS-95A 基站信号在800MHz 时对数一致性与输入信号起伏联系
RMS呼应RF检测器（AD8364）的差错与非RMS呼应RF检测器的比较标明峰均比功对率检测的影响。当非RMS呼应RF检测器（AD8318）在其输入信号的峰均比改动呈现出很大的丈量差错时，RMS呼应检测器（AD8364）有很强的避免受峰均比改动影响的才能。
在HPA作业温度规模内能够准确丈量RMS功率关于确认HPA的最大功率也是至关重要的。这种丈量的精度（或其间缺少准确丈量）将会被直接加到其最大规划功率，除非通过困难和费用很高的对温度校准。全部用于HPA输出功率检测的元器材（例如直接耦合器、衰减器等等）都可添加温度差错,可是在HPA作业温度规模内大多数状况改动得很小。一般在作业温度规模内丈量HPA的输出功率的精度直接与检测器的温度特性相关。最近几年，RF检测技能在研发随温度改动十分安稳的器材（在–40°C～+85°C规模内，其温度安稳性小于±0.5dB）方面取得了长足的前进。图2示出AD8364 双RMS呼应检测器的温度特性。这些数据是在450 MHz，温度分别为+25°C (黑色曲线), –40°C (蓝色曲线)和+85°C (赤色曲线)条件下取得的。它包含了从多种产品批量中至少抽取30个器材的输出电压和对数一致性对温度的差错（通过环境温度校准后 ）与输入功率（Pin）的联系曲线。每一种器材的温度特性都有很小的差异。
图2
ADI公司的AD8364输出电压和对数一致性差错与输入功率（Pin）（@ 450 MHz ）的联系曲线标明在–40 °C ～ +85°C周期性温度改动规模内曲线改动很小。从不同的产品批量抽取的30个器材样片即使其功能随温度的改动有很小的差异性，这些数据依然实在的。
虽然在低功率的状况下，有时精度并不那么重要，可是关于丈量HPA的整个发射功率规模内的输出功率准确丈量HPA的最大输出功率不可是最根本的，而且也是有必要的要求。可是，在大动态规模内的丈量精度与检测器和ADC的分辨率有联系。图3示出AD8364与ADL5500两个RMS呼应检测器的输出。ADL5500的线性RMS电压相关于输入RF信号是呈线性的，而AD8364的RMS功率（dB）相关于输入RF信号是呈线性的。依据动态规模和低功率时的精度要求，运用ADL5500 所需ADC的分辨率要远远大于运用AD8364时所需的分辨率。体系要求将决议哪种检测器或ADC依据低功率和动态规模的要求供给最经济有用而且最简略完成的处理计划。
图3 输出电压和输入RMS功率（dBm）呈线性的检测器（ADI公司的AD8364）与输出电压和输入RMS电压呈线性联系的检波器（ADI公司的ADL5500）的比较说明晰在动态规模内的两种联系曲线差的不同，并强调了挑选适宜分辨率ADC的必要性。
在某些实例中，运用对数模拟反应环路准确操控体系的功率或增益能够改进体系的功能，并代替简略的功率检测。许多当时供给的检测器能够运用模仿反应环路（即运用操控器形式的检测器），除了检测功率以外还能操控功率。假如RMS呼应检测器用于操控器形式，那么能够十分准确地设置受输入功率、温度和峰值因数影响的输出功率。这种功率不但能十分准确地设置，而且还能够用ADC操控的模仿电压来改动。运用操控器形式的功率检测器准确操控HPA的输入或输出功率应该是一种抱负的运用，因为它无需检测输入功率和输出功率。操控器形式下的检测器测定其输入功率而且调整可变增益放大器（VGA或可变衰减器）直到检测到的功率与功率操控输入电压设置的功率持平。图4示出在操控器形式下运用RMS呼应检测器（AD8364）操控输出功率的根本原理图。图5 示出当运用AD8364（双RMS呼应对数检测器）的一个检测器操控VGA时，整体电路功能与输入功率及温度的联系。应当留意，只需AD8364的功率水平被设置得正确，HPA可放在VGA和耦合器之间，而且假如VGA与AD8364（需求一个运算放大器来倒相或电平移动操控电压）之间恰当地设置操控电压， 那么能够运用任何VGA（或可变衰减器）。假如在检测器和VGA之间的操控电平设置恰当而且功率水平规划得合理，那么功率操控规模和可用输入功率规模会挨近检测器的可检测功率规模（在AD8364中为60 dB）。
图4 在操控器形式下检测器测定其输入功率，而且调整可变增益放大器（VGA或可变衰减器），直到检测的功率等于由功率操控输入电压设置（VSTA）的功率。
图5 当ADI公司的双RMS呼应检测器AD8364中的一个检测器用于操控体系的功率时，检测器的输入功率（体系的输出功率）与输入功率及温度（小于0.1 dB）的联系坚持安稳。
作业在操控器形式下的双RMS呼应检测器也可用于准确地操控HPA的增益受输入功率、温度及峰值因数的影响。假如受输入功率、温度和峰值因数影响的HPA模块的增益被操控得满足准确，那么没有必要陈述其输出功率，而应该直接与送入HPA的功率有关。假如双检测器的两个输入端都被设置为操控器形式，那么检测器测定每个输入端的功率而且调整VGA的增益直到在一个输入端检测到的功率等于另一个输入端的检测功率。图6示出用AD8364（双RMS检测器）操控体系增益的根本原理图。图7 示出这种电路的功能。准确操控所需求的全部都应该包含在两个耦合器之间。应该留意，VGA、可变衰减器，或乃至HPA的偏置电压均可用于操控增益。假如恰当地设置检测器与VGA之间的操控电压起伏而且恰当地规划功率水平，那么可用的功率的规模将挨近检测器的可检测功率的规模（关于AD8364为60 dB）。
图6 当双检测器的两个输入端均用于操控形式时，该检测器操控VGA（或可变电压衰减器等等）的增益一直到使两个RF输入端检测到的功率持平。体系的增益将取决于耦合器和衰减器，它们一般用于设置由双检测器检测到的功率。
图7 当ADI公司的双RMS检测器（AD8364）的两个输入端均设置为操控器形式时，操控其增益受温度和输入功率的影响程度优于±0.15dB，其动态规模简直等于RMS检测器的动态规模。
用于CDMA2000和W-CDMA体系与HPA RF功率检测有关的许多难题都可用RMS呼应RF检测器来处理。因为随基站载荷、宽作业温度规模、大发射功率规模改动的大峰均值引起的待测功率的误差现在能够丈量。现在能够供给一种满足准确地操控功率和增益的新办法而无需检测功率。全部这些可使HPA制造商下降进步HPA可靠性的本钱。
