AD8302幅相检测芯片简介

AD8302幅相检测芯片简介原理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，在进行幅度测量时,其动态范围可扩展到60dB,而相位测量范围则可达180度。此外，该器件还有以下特点：对于50Ω的测量系统,其输入范围为-62dBm～-2dBm；精确幅度测量比例系数为30mV/dB；精确典型值小于0.5dB；精确相位测量比例系数为10mV/度。AD8302引脚如图1所示，原理图如图2所示。图1图2AD8302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。其幅度、相位测量方程式为：log(/)MAGSLPINAINBVVVV[()()]PHSINAINBVVVV其中，INAV和INBV分别为A、B两通道的输入信号幅度，SLPV为斜率,MAGV为幅度比较输出；()INBV与()INAV分别为A、B两通道的输入信号相位，V为斜率，PHSV为相位比较输出。AD8302幅度和相位测量芯片在操作时主要有测量、控制和电平比较三种工作方式,但其主要的功能是测量幅度和相位。图3所示为AD8302的测量模式连接电路。当芯片输出管脚MAGV和PHSV直接跟芯片反馈设置输入管脚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)。实际上,在测量模式下,电路的工作斜率和中心点是可以通过管脚MSET和PSET的分压来加以修改的。图3通常在低频条件下,对幅度和相位进行测量的方程式如下:log(/)MAGFSLPINAINBCPVRLVVV(()()90)PHSFINAINBCPVRIVVV在幅度测量方程中,FSLPRL代表的斜率为600mV/度或30mV/dB，在中心点900mV处，其增益为0dB，-30dB～-30dB的增益范围对应于0～1.8V的输出电压范围；而在相位测量方程中，FRI代表的斜率为10mV/度,中心点900mV所对应的相位为90度,0～180度的相位范围对应于1.8～0V的输出电压范围。应用一放大器或混频器插入损耗和相位的测量AD8302最基本的应用是监测诸如放大器、混频器等电路的幅度和相位的响应特性。图4所示是一种通过AD8302来测量放大器插入损耗和相位的具体电路。该电路通过定向耦合器DCB或DCA来耦合取样黑匣子的输入和输出信号,衰减器ATTENA和ATTENB的作用是使定向耦合器耦合取样的信号幅度低于AD8302输入信号幅度的动态范围。对于50Ω系统而言,其两通道最佳点位于POPT=-30dBm处,为了达到最佳点,耦合系数和衰减因子应符合如下公式:CB+LB=PIN-POPTCA+LA=PIN+GAINNOM-POPT其中,CA和CB为耦合系数,LA和LB为衰减因子,GAINNOM为放大器额定增益。图4应用二测量任意负载的矢量反射系数AD8302可用于测量相对于某一负载的入射信号和反射信号之间的幅度比和相位差。其测量电路如图5所示,矢量反射系数Γ的定义为:Γ=反射电压/入射电压=(ZL-ZO)/(ZL+ZO)其中,ZL为负载复阻抗,ZO为系统特性阻抗。由于精确的矢量反射系数可以用来计算阻抗失配水平,因此,在监测诸如天线等变化负载阻抗的应用中是非常有用的。因为变化的负载阻抗可能导致系统性能的降低,有时甚至引可能起系统的物理损坏,因此,实时监测变化负载阻抗的矢量反射系数将是十分有意义的。图5