美国ADI推出的AD8302型相位检测芯片。该芯片能准确丈量2个独立的射频(RF)、中频(IF)或低频信号的增益、相位差及频率。但该芯片的丈量相位差的规模只要0°~180°。
鉴相芯片AD8302简介
芯片AD8302的功用框图如图1所示，它内部包括2个精细匹配的宽带对数放大器、1个宽带相位检测器、1.8V精细基准源，以及模仿标定电路和接口电路，AD8302能准确丈量两个信号之间的起伏和相位差首要根据对数放大器的对数紧缩功用，经过精细匹配的两个宽带对数检波器来完成对两输入通道的起伏和相位差丈量，能一同丈量从低频到2.7GHz频率规模内2个输入信号之间的增益(亦称起伏比)和相位差。AD8302不仅能丈量放大器、混频器等电路的增益和相位差，而且特别合适对无线基站及测验设备的检测。
图1 芯片AD8302的内部功用框图
从芯片的介绍材料上可知，AD8302的相位差检测的规模是0°~180°，对应的输出电压改变规模是0V~1.8V,输出电压灵敏度为10mV/度，丈量误差小于0.5°。当相位差Δφ=0°时，输出电压为1.8V,当Δφ=180°时，输出电压为30mV,输出电流为8mA.相位输出时的转化速率为30MHz,呼应时刻为40ns~500ns.AD8302的相位差呼应曲线如图2所示，从图中能够看出，从-180°~+180°，相位检测成果是用0~1.8V的电压值来表明的，这将引进一个含糊的丈量成果。比方当相位改变是45°和-45°时，检测成果将输出1个相同的值，而无法判别是哪个值，因而该芯片的丈量规模比较小。这也影响了该芯片的运用规模。
本规划鉴相电路的介绍
本规划经过添加一个90度电桥和一个功分器来完成根据AD8302的0°到360°的相位差检测。电路结构如图3所示两路输入的射频信号RF1和RF2,榜首路信号RF1经过一个90度的电桥分红两路正交信号φ1,φ1′,第二路信号RF2经过功分器分红两路相位持平的信号φ2.假定两路信号相位差为45°，则图3中上路AD8302检测的相位差φa=φ1-φ2=45°，则下路的AD8302检测的相位差φb=φ1′-φ1=135°。则上路的鉴相输出的电压为135mV,从图2 AD8302的鉴相呼应曲线上可知，假如只是得知输出电压为135mV的话只能估测两路信号的相位差为45°或-45°，因而需求第二路的鉴相输出电压辅佐判别，假如两路信号的相位差是45°则下路的AD8302的两路输入相位差为135度，因而输出电压应为45mV,假如两路输入信号的相位差-45°，则下路的两路输入信号相位差为45度，输出电压应为135mV,这样就能够判别两路信号RF1和RF2的相位差是45°仍是-45°。
图2 AD8302的相位差呼应曲线
图3 本规划电路结构图 详细电路规划
本规划中90度电桥选用Innovative公司IPP-7032型90度电桥芯片，作业频率为500-3000MHz,插入损耗小于0.6dB,相位平衡度为±5°，满意规划要求。功分器选用mini公司的TCP-2-272+型功分器，作业频率为5-2700MHz,插入损耗小于0.9dB,相位不平衡度优于9°。AD8302的单元电路如图4所示，因为本规划只限于相位差检测，因而将起伏差检测输出脚接一个电阻到地。
图4 AD8302相位检测电路
电路规划和加工
为便于调试，功分电桥电路和AD8302鉴相电路分隔加工，分隔调试合格后经过等长的电缆连接到一同进行联合调试。运用Protel 99地图规划软件对本规划电路进行规划，板材选用Rogers4003c,厚度0.508mm,介电常数为3.38.地图规划时应确保电桥输出的两路到AD8302输入端的时分经过的道路长度相同，功分器的输出相同处理，以确保相位差值不变。AD8302部分地图的如图5所示。腔体运用SolidWorks规划软件进行规划，相同分两个腔体规划。终究的规划实物图如图6所示。选用矢量网络分析仪、频率源、示波器对本规划进行测验，鉴相电路满意各规划目标要求，鉴相规模为0°到360°，作业频率可到达500MHz~2700MHz.
(a)电桥和功分器电路PCB地图
(b)两路AD8302鉴相电路PCB地图
图5 本规划地图示意图
图6 本规划的实物图
总结
在实践的雷达配备功能测验中，经常会遇到需求检测两个信号之间的相位差的问题，以此来取得一些雷达信号的频率、方位等特性。在研讨网络相频特性中，这也是不行短少的重要方面。因而在某些范畴准确地丈量两个信号之间的相位差具有重要的含义，比方在比相法测向中。
本规划经过引进90度电桥和功分电路，将两路需求鉴相的信号分红四路分别在两个AD8302芯片中进行相位差检测，经过两路测验成果能够对两路输入信号进行准确鉴相，而且测验相位差规模扩展到0°~360°。扩展了AD8302的运用规模，并经过实践加工测验验证了该电路。测验显现本规划完全能够满意0°~360°的相位差检测。
