基于AD8302的相位差測量系統(tǒng)設(shè)計

具體電路設(shè)計

本設(shè)計中90度電橋采用Innovative公司IPP-7032型90度電橋芯片，工作頻率為500-3000MHz,插入損耗小于0.6dB,相位平衡度為±5°，滿足設(shè)計要求。功分器采用mini公司的TCP-2-272+型功分器，工作頻率為5-2700MHz,插入損耗小于0.9dB,相位不平衡度優(yōu)于9°。AD8302的單元電路如圖4所示，由于本設(shè)計只限于相位差檢測，因此將幅度差檢測輸出腳接一個電阻到地。

圖4 AD8302相位檢測電路

電路設(shè)計和加工

為便于調(diào)試，功分電橋電路和AD8302鑒相電路分開加工，分開調(diào)試合格后通過等長的電纜連接到一起進行聯(lián)合調(diào)試。使用Protel 99版圖設(shè)計軟件對本設(shè)計電路進行設(shè)計，板材選用Rogers4003c,厚度0.508mm,介電常數(shù)為3.38.版圖設(shè)計時應(yīng)保證電橋輸出的兩路到AD8302輸入端的時候經(jīng)過的路線長度相同，功分器的輸出同樣處理，以保證相位差值不變。AD8302部分版圖的如圖5所示。腔體使用SolidWorks設(shè)計軟件進行設(shè)計，同樣分兩個腔體設(shè)計。最終的設(shè)計實物圖如圖6所示。采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻率源、示波器對本設(shè)計進行測試，鑒相電路滿足各設(shè)計指標(biāo)要求，鑒相范圍為0°到360°，工作頻率可達(dá)到500MHz~2700MHz.

(a)電橋和功分器電路PCB版圖

(b)兩路AD8302鑒相電路PCB版圖

圖5 本設(shè)計版圖示意圖

圖6 本設(shè)計的實物圖

總結(jié)

在實際的雷達(dá)裝備性能測試中，經(jīng)常會遇到需要檢測兩個信號之間的相位差的問題，以此來獲得一些雷達(dá)信號的頻率、方位等特性。在研究網(wǎng)絡(luò)相頻特性中，這也是不可缺少的重要方面。因此在某些領(lǐng)域精確地測量兩個信號之間的相位差具有重要的意義，比如在比相法測向中。

本設(shè)計通過引入90度電橋和功分電路，將兩路需要鑒相的信號分成四路分別在兩個AD8302芯片中進行相位差檢測，通過兩路測試結(jié)果可以對兩路輸入信號進行精確鑒相，并且測試相位差范圍擴大到0°~360°。擴大了AD8302的應(yīng)用范圍，并通過實際加工測試驗證了該電路。測試顯示本設(shè)計完全可以滿足0°~360°的相位差檢測。