計(jì)算對(duì)數(shù)放大器一致性誤差的方法類(lèi)似于在RF功率管理系統(tǒng)校準(zhǔn)中采用的兩點(diǎn)校準(zhǔn)方法。產(chǎn)品測(cè)試過(guò)程中，在檢測(cè)器的線性范圍內(nèi)選擇兩個(gè)已知的RF信號(hào)強(qiáng)度。利用其產(chǎn)生的輸出電壓，可以計(jì)算斜率和截距響應(yīng)特性，并存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中以便建立一個(gè)簡(jiǎn)單的線性公式。利用以dB為單位呈線性的函數(shù)關(guān)系和測(cè)量到的檢測(cè)器電壓，很容易計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)射功率。利用兩點(diǎn)校準(zhǔn)的重要優(yōu)點(diǎn)就是減少成本、縮短測(cè)試時(shí)間。然而，這種校準(zhǔn)方法僅是由于對(duì)數(shù)放大器的線性性能才成為可能。

因?yàn)樾?zhǔn)通常是在一個(gè)溫度下做的，所以溫度對(duì)檢測(cè)器的定量影響是很非常重要的。對(duì)數(shù)檢測(cè)器的精度隨溫度的變化可用一致性誤差表示。圖4示出工作頻率高達(dá)3.5 GHz的45 dB對(duì)數(shù)放大器在900 MHz的傳遞函數(shù)。圖中包括在-40ºC和+85ºC時(shí)的傳遞函數(shù)，以及對(duì)數(shù)一致性誤差隨溫度變化的關(guān)系曲線。因?yàn)樗^的兩點(diǎn)校準(zhǔn)情況，用相同的25ºC線性參考產(chǎn)生三條線性一致性誤差曲線。

圖4. 在900 MHz處單個(gè)器件的對(duì)數(shù)一致性誤差示出工作溫度范圍內(nèi)±0.5dB的精度。

對(duì)數(shù)放大器在25°C環(huán)境溫度的傳遞函數(shù)具有50.25 dB/V的斜率和-51.6 dBm的截距（線性參考直線的延長(zhǎng)線與X軸的交點(diǎn)）。25°C的曲線在0 dB誤差線周?chē)▌?dòng)，然而，在兩端溫度處具有較小的斜率和截距偏移。在工作溫度范圍和40 dB檢測(cè)范圍內(nèi)，單個(gè)器件的對(duì)數(shù)一致性誤差保持在±0.5 dB以內(nèi)。在+85°C時(shí)的溫度漂移是動(dòng)態(tài)范圍的限制。雖然單個(gè)器件在工作溫度范圍內(nèi)可能會(huì)有好的精確度，然而由于半導(dǎo)體制造工藝引起的器件之間固有的細(xì)小差異可以證明對(duì)于精確的RF功率管理是一種障礙。

圖5示出70個(gè)器件對(duì)數(shù)一致性誤差的分布。在很寬的器件范圍內(nèi)抽樣以證明制造工藝引起的偏差。每個(gè)器件都有三條相對(duì)25°C線性參考值校準(zhǔn)的溫度曲線。盡管器件與器件之間有明顯的偏差，但其分布值非常接近。在工作溫度范圍和大于40 dB的檢測(cè)范圍內(nèi)器件的總體分布曲線具有±1 dB的精度。由于器件與器件之間具有可重復(fù)性的漂移從而引入溫度補(bǔ)償。

圖5. 器件之間的對(duì)數(shù)一致性誤差明顯不同，但其總體分布非常接近。

通常無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)要求發(fā)射功率檢測(cè)方案具有±1-dB 和±2-dB的精度，而在極端溫度則放寬限制。對(duì)數(shù)放大器的初始精度無(wú)需精細(xì)調(diào)整便足夠滿足大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，對(duì)數(shù)放大器還是有很多明顯優(yōu)點(diǎn)，它們超出了由不同標(biāo)準(zhǔn)決定的RF功率管理要求。

MCU如何能補(bǔ)償誤差

正如前面所討論的，MCU能夠利用發(fā)射信號(hào)通道的偏置電壓有效地調(diào)整發(fā)射功率。通過(guò)增加溫度傳感器，MCU能夠更進(jìn)一步提高RF功率管理系統(tǒng)的精度。只要檢測(cè)器具有可重復(fù)性的溫度漂移，對(duì)某些測(cè)量值的誤差補(bǔ)償是可以實(shí)現(xiàn)的。可將考慮到環(huán)境變化的補(bǔ)償算法程序集成到MCU的決策程序中以顯著減少或消除制造工藝和溫度變化。例如，如果一個(gè)功率檢測(cè)器具有可重復(fù)性的溫度漂移，那么為了消除已知溫度下預(yù)期的誤差可采用一種補(bǔ)償算法。

圖6示出許多對(duì)數(shù)放大器的對(duì)數(shù)一致性誤差曲線。在3.5 GHz，溫度漂移從+1 dB擴(kuò)展到-4 dB。器件在-40°C時(shí)的總體分布曲線緊隨25°C時(shí)的曲線。相反，在+85°C 的該分布曲線移動(dòng)了2.5 dB，并且不再與25°C時(shí)的分布曲線平行。盡管在這個(gè)頻率處的溫度漂移很大，但在每個(gè)特定溫度下的分布保持的非常接近。由于這些飄移的可重復(fù)性，所以能夠?qū)崿F(xiàn)一種補(bǔ)償方案顯著提高精度。

圖6. 在3.5 GHz 處+85°C時(shí)的溫度漂移分布曲線移動(dòng)并不再與25°C時(shí)的分布曲線平行。
通過(guò)+85°C對(duì)數(shù)一致性曲線的線性區(qū)的趨勢(shì)線表示該溫度的誤差模型。
由于斜率和截距隨溫度變化導(dǎo)致溫度漂移。鑒于這種認(rèn)識(shí)，通過(guò)分析器件的總體分布曲線可以總結(jié)出一個(gè)誤差模型。可以建立分布曲線隨溫度移動(dòng)的誤差表達(dá)式，如圖6所示。圖中畫(huà)出的通過(guò)+85°C對(duì)數(shù)一致性曲線的線性區(qū)的趨勢(shì)線——誤差線，它表示在+85°C時(shí)的誤差模型。應(yīng)用該誤差線的斜率和截距特性，利用補(bǔ)償函數(shù)關(guān)系可抵消這種溫度變化。盡管如此，該誤差模型僅描述+85°C時(shí)溫度漂移帶來(lái)的誤差。