Der integrierte HF-Leistungsdetektor LTC 5507 von Linear Technology ist für Anwendungen im Frequenzband von 100 kHz bis 1 GHz ausgelegt und kann Leistungen im Bereich -34 bis 14 dBm verarbeiten. Der Einsatzfrequenzbereich wird durch einen externen Kondensator festgelegt.
Die HF-Eingangsspannung wird durch einen auf dem Chip integrierten Schottky Dioden-Spitzengleichrichter mit nachfolgendem Verstärker und einem externen Ladekondensator gleichgerichtet. Die erzeugte Gleichspannung wird gepuffert und steht am Ausgang Vout zur Verftigung. Um in portablen Geräten Strom zu sparen, kann der Chip über einen dafür vorgesehenen Disable/Enable-Eingang in einen Shutdown-Modus geschaltet werden, in dem der Strombedarf extrem absinkt.
Hier einige wichtige technische Merkmale in Stichworten:
Der LTC 5507 kann in den verschiedensten funktechnischen Geräten oder auch Kabelnetzen zur Leistungsüberwachung, aber auch als Hüllkurvendetektor eingesetzt werden.
Der LTC 5507 integriert, wie in Bild 1 erkenntlich, alle zur HF-Gleichrichtung über einen breiten Frequenzbereich benötigten Schaltungsfunktionen. Dazu gehören ein intern kompensierter Puffer, ein HF-Spitzenwert-Gleichrichter mit Schottky-Dioden und ein Verstärker zur Pegelverschiebung des gleichgerichteten Signals. Eine Verzögerungsschaltung verhindert Spannungsspitzen auf der Ausgangsspannung (am RSSI-Ausgang), wenn der Chip aus dem Shutdown-Modus heraus wieder aktiviert wird.
Der Puffer hat eine Verstärkung von 2 und kann 2 mA an eine externe Last am RSSI-Ausgang liefern, seine Ausgangsspannung kann sich mindestens auf 100 mV der Betriebsspannung nähern. Der Puffer wird vom Ausgang des HF-Detektors angesteuert, an dessen Eingang die beiden Schottky-Dioden liegen. Der für die einwandfreie Funktion des Gleichrichters erforderliche Ladekondensator ist am Pin PCAP angeschlossen. Der HF-Gleichrichter bewirkt auch gleichzeitig eine Pegelverschiebung, urn aus dem gleichgerichteten Wechselspannungssignal eine exakte Gleichspannung zu machen.
Damit der Detektor auch größere Eingangsspannungen problemlos verarbeiten kann, wird die Gegenkopplung im HF-Gleichrichter geändert, sobald die gleichgerichtete Eingangsspannung 60 mV übersteigt. Unterhalb von 60 mV beträgt die Gleichspannungsverstärkung vom HF-Gleichrichter zum Pufferausgang 4. Oberhalb von 140 mV wird sie auf 0,75 reduziert. Diese Kompression erweitert den Gleichrichter-Leistungsbereich aufgrund der höheren Verstärkung hin zu niedrigeren Leistungen.
Bild 2: Typische externe Beschaltung des Chips
Bild 2 zeigt die Beschaltting eines Gleichrichters ftir praktischen Betrieb. Wie man sieht, sind lediglich zwei externe Kondensatoren erforderlich. C1 koppelt das externe HF-Signal in den Detektoreingang RFIN der auf die Betriebsspannung Vcc bezogen ist. C2 ist der Kondensator für den Spitzengleichrichterund wird zwischen PCAP und Vcc gelegt. Sein Wert becinflusst die Anstiegsgeschwindigkeit der gleichgerichteten Spannung und wirkt sich auf die Bandbreite aus. In der Praxis kann C1 meist den gleichen Wert wie C2 haben. Für beide Kondensatoren werden HF-taugliche Keramikausführungen empfohlen, wobei die Werte von der Betriebsfrequenz abhängig sind. Der kapazitive Blindwiderstand von C2 sollte auf jeden Fall kleiner als 5 Ω sein, damit die Welligkeit der Gleichspannung gering bleibt. Für die überschlägige Ermittlung des Mindestwerts reicht die einfache Beziehung 1/(30xf). Darm ist f die niedrigste Eingangsfrequenz. In der Praxis kann der Wert für C1 dann so optimiert werden, dass auf jeden Fall der Frequenzbereich weit genug hinabreicht, während bei C2 darauf geachtet werden muss, dass die Anstiegszeit für die jeweilige Applikation ausreichend kurz ist, besonders dann, wenn die Bausteine als Demodulatoren verwendet werden und eine bestimmte Modulationsfrequenz verarbeitet werden muss.
Bild 3: Der LTC 5507 ist in einem sehr kleinen S6-Gehäuse untergebracht (SOT-23 mit sechs Anschiiissen), das nur 1 mm hoch ist.
Der LTC 5507 kann mit seinem kleinen Gehäuse (Bild 3) beispielsweise als Detektor für AM- oder ASK-Signale mit Datenraten bis zu 1,5 MHz eingesetzt werden. Je nach den speziellen Anforderungen einer Anwendung kann das Signal am RSSI-Ausgang (VOUT) in einen Gleich- und einen Wechselspannungspfad aufgespaltet werden, um sowohl Audio- als auch gleichspannungsgekoppelte RSSI-Ausgangssignale flir die Messung der Signalstärke und die automatische Schwundregelung zu erhalten (Bild 4).
Der Baustein ist über www.analog.com im Internet erhältlich. Weitere Inforrnationen gibt es bei Linear Technology, Fax: +4989963147.
Bild 4: Ausgangsspannung Vour in ~iingigkeit von der W-Eingangsleistung bel Frequenzen von 100 kHz, 100 MHz sowie 1 GHz.