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AD8302在幅相檢測系統中的應用測試測

发布时间:2019-11-09 03:59:05

AD8302在幅相检测系统中的应用 - 测试测量 - 电子工程

AD8302是ADI公司的用于RF/IF幅度和相位测量的单片集成电路,主要由精密匹配的两个宽带对数检波器、一个相位检波器、输出放大器组、一个偏置单元和一个输出参考电压缓冲器等部分组成,能同时测量从低频到2.7GHz频率范围内的两输入信号之间的幅度比和相位差,可应用于RF/IF功率放大器线性比的测量、RF功率的精确控制、驻波比测量及远程系统的监视和诊断等AD8302引脚如图1所示

图1 AD8302引脚图

AD8302主要有测量、控制器和电平比较器三种工作方式,但其主要的功能是测量幅度和相位AD8302通过两个宽度对数检波器使幅度测量范围可达60dB,独立的相位检测器检测范围可达180°其幅度、相位测量方程式为

VMAG=VSLPLOG(VINA/VINB)+VCP

VPHS=VΦ[Φ(VINA)-Φ(VINB)] +VCP

当芯片输出引脚VMAG和VPHS直接跟芯片反馈设置输入引脚MSET和PSET相连时,芯片的测量模式将工作在默认的斜率和中心点上(精确幅度测量比例系数为30mV/dB,精确相位测量比例系数为10mV/度,中心点为900mV)另外测量模式下,工作斜率VMAG、VΦ和中心点可以通过引脚MSET和PSET的分压加以修改

AD8302的输入信号范围为-60~0dBm(50Ω系统),输入信号范围为低频到2.7GHz,输入必须经AC耦合,耦合电容根据输入信号的频率范围合理设置本文通过AD8302测量两路高频信号(3~30MHz)的幅度和相位,耦合电容选择0.1μF输出幅相电压经精密放大器MAX4108放大到2倍,形成0~3.6V的电压信号,然后送到A/D转换器件,因本系统需A/D转换速率要求不高,而因为两路信号的幅度比VINA/VINB=10LSB,所以对ADC的精度要求较高,幅度和相位转换通过模拟开关CD4051轮流进行,选用12位A/D积分转换器ICL7109AD8302的电路图如图2所示

图2 AD8302连接图

图2中两路射频信号首先经电阻衰减络衰减16dB,然后经电容耦合输入到AD8302中,C5和C6分别构成幅度和相位输出信号的低通滤波器,电位器R18和R19可对输出进行调零

单片机选用89C51,晶振选择 11.0592MHz,系统复位和看门狗电路通过MAX813L实现系统上电时MAX813L提供一个200ms的脉冲复位信号,如果其WDI监视引脚每隔1.5s无变化,MAX813L便使系统复位单片机通过定时器1中断实现WDI(单片机P1.2脚)翻转,通过P2.0和P2.1位选A/D转换后的低8位或高4位数据ICL7109的转换结束状态输出信号STATUS经一电容接外部中断0,在中断处理子程序中读取数据幅相的选择通过P1.0和P1.1实现,二者的转换通过定时器0中断实现电路连接如图3所示ICL7109时钟电路选择晶体振荡器,为了使电路具有

抗50Hz串模干扰能力,A/D转换应选择积分时间(2048个时钟数)等于50Hz的整数倍,系统选择 3.58MHz晶振基准电压选择AD8302的1.8V电压基础输出,这样,模拟输入经MAX4108放大2倍后满足满度输出另外,ICL7109的积分电阻RINT、积分电容CINT、自动调零电容CAZ及基准电容CREF都需要合理设置

图3 89C51与ICL7109接口电路图

系统电源电路如图4所示,因放大器MAX4108和ICL7109都需要-5V电压,通过+5V~-5V的电源极性变换器ICL7660实现-5V输出,同时为减小电源对电路的干扰及地弹噪声,各电源应通过电容合理去耦

图4 电源电路

2 总结

AD8302将测量幅度和相位的能力集中在一块集成电路内,使原本十分复杂的幅相检测系统的设计简化,而且系统性能得到提高据此设计的多路幅相检测电路在试验中性能良好

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