基于AD8302的同頻正弦波比較電路設(shè)計(jì)

1  引言
     正弦波是三種常用的典型電子信號(hào)之一，頻率成分最 為單一。頻率、幅值、相位是正弦波的三要素，可通過(guò)這 三個(gè)要素確定正弦波形，因此正弦波的頻率、幅值和相位 的測(cè)量十分重要。目前的電子技術(shù)提供了多種測(cè)量方法， 但測(cè)量電路都較為復(fù)雜，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，ADI公 司開(kāi)發(fā)了一款寬頻域、高精度的正弦波幅值相位檢測(cè)芯片 AD8302，本文設(shè)計(jì)了一種基于AD8302的正弦波幅值相位檢 測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)了頻率低于2.7GHz的兩個(gè)同頻正弦波信號(hào)的 相位和幅值的高精度測(cè)量。

2  AD8302工作原理
AD8302是ADI公司生產(chǎn)的用于正弦波幅值和相位測(cè)量的集成電路，其內(nèi)部由精密匹配的兩個(gè)寬帶對(duì)數(shù)檢波器、一 個(gè)相位檢波器、輸出放大器組、一個(gè)偏置單元和一個(gè)輸出參 考電壓緩沖器等部分組成，能同時(shí)測(cè)量從低頻到2.7GHz頻 率范圍內(nèi)的兩輸入信號(hào)之間的幅度比和相位差。工作電壓2.7V~5.5V，輸入信號(hào)幅值動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍±30dB，相位測(cè)量 范圍-180°~180°。對(duì)于50Ω的典型測(cè)量系統(tǒng)，幅度測(cè)量靈

圖1  AD8302引腳圖    

圖2  典型電路連接圖

圖3  VMAG 輸出曲線圖

圖4  VPHS輸出曲線圖

圖5  硬件電路框
數(shù)-10mV/度，VCP 為內(nèi)部偏置參考電壓900mV。其輸出曲線 如圖3和圖4所示。

3  硬件測(cè)試電路
基于A D 8 3 0 2 的同頻正弦波比較硬件電路由電壓跟隨 器、AD8302模塊以及穩(wěn)壓電源模塊構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。
其中，電壓跟隨器模塊用于穩(wěn)定輸入電壓，實(shí) 現(xiàn)信號(hào)的輸入阻抗匹配，電源模塊產(chǎn)生+5V電壓為 電壓跟隨器和AD8302模塊供電。AD8302模塊是該 電路的核心，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)同頻正弦波的幅值和相 位比較。4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與總結(jié)
利用外接信號(hào)發(fā)生電路輸入兩個(gè)1kHz的同頻 正弦波，其中A路為基準(zhǔn)電壓，幅值1V，設(shè)其相位 角為0°；B路的幅值及相位角可調(diào)，當(dāng)B路幅值為0.3~3V時(shí)，V MAG 輸出電壓測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示，根 據(jù)表1所得特性曲線如圖6所示。當(dāng)B路與A路的相位差幅值為0°~70°時(shí)，VPHS 輸出電壓測(cè)量數(shù)據(jù)如表2所示，根據(jù)表2所得特性曲線如圖7 所示。本設(shè)計(jì)驗(yàn)證了AD8302對(duì)于兩個(gè)同頻正弦波幅值和相位 的比較功能，并可以在基準(zhǔn)信號(hào)參數(shù)確定的條件下實(shí)現(xiàn)利用 AD8302測(cè)量正弦波的功能，該電路具有高集成度和高可靠性的特點(diǎn)，適合于在電子及通信技術(shù)中廣泛應(yīng)用。