基于基于AD8302芯片的新的幅相测量系统芯片的新的幅相测量系统
引言 传统的幅度、相位差、阻抗测量需要采用多个中小规模集成电路,不仅电路复杂,测量精度低,而且
适用的频率范围窄,只能测量低频或中频信号。本文介绍利用美国ADI公司最近推出的AD8302芯片测量RF/IF
幅度和相位差并计算阻抗。此芯片是测量幅度、相位差的首款单片集成电路,可广泛用于GSM(全球移动通信系
统),电力系统的阻波器、结合滤波器等领域。 1 AD8302性能特点 AD8302内含两个精密匹配宽带对
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,能同时测量从低频
到2.7 GHz频率范围内的两个输入信号之间的幅度比和相位差。该器件将精密匹
引言 引言
传统的幅度、相位差、阻抗测量需要采用多个中小规模集成电路,不仅电路复杂,测量精度低,而且适用的频率范围窄,
只能测量低频或中频信号。本文介绍利用美国ADI公司最近推出的AD8302芯片测量RF/IF幅度和相位差并计算阻抗。此芯片
是测量幅度、相位差的首款单片集成电路,可广泛用于GSM(全球移动通信系统),电力系统的阻波器、结合滤波器等领域。
1 AD8302性能特点性能特点
AD8302内含两个精密匹配宽带对数检波器、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,能同时测量从低频到2.7 GHz频率范围内的两个输入信号之间的幅度比和相位差。该器件将精密匹配的两个对数检波器集
成在一块芯片上,因而可将误差源及相关温度漂移减小到最低限度,因此,AD8302不仅能测量放大器、混频器等电路的增益
和相位差,而且特别适合对无线基站及测试设备的检测。
两个输入信号的动态范围为±30 dB,输出电平的灵敏度为30 mV/dB,输出电流为8mA,转换速率为25 V/μs;相位测
量范围可达180°,相位输出时的转换速率为30 MHz,响应时问为40 ns~
500 ns(视被测相位差而定);增益及相位差的小信号包络带宽均为30 MHz(将MFLT端开路),利用外部滤波电容器可减小带
宽。
2 AD8302工作原理及模式工作原理及模式
2.1 AD8302幅度和相位测量原理幅度和相位测量原理
AD8302幅度和相位测量工作模式连接如图1所示。其原理是基于对数放大器具有对数压缩的功能,一般数学表达式为:
式中:Vin为输入电压;VZ为截距;Valp为斜率。
AD8302正是利用上述原理,通过精密匹配的2个宽带对数检波器来实现对2个输入通道信号的幅度和相位测量,其幅度和
相位测量方程式为:
式中:VinA为A通道的输入信号幅度;VinB为B通道的输入信号幅度;Vmag为幅度比较输出;φ(VinA)为A通道的输入信
号相位;φ(VinB)为B通道的输入信号相位;Vφ为斜率;Vphs为相位比较输出。
2.2 AD8302测量工作模式测量工作模式
AD8302有测量、控制器和电平比较器3种工作方式,但主要功能是测量幅度和相位。如图1所示,当芯片输出引脚VMAG
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