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信號檢測電路用于檢測信號經(jīng)過被測網(wǎng)絡(luò)后其幅度和相位的變化規(guī)律。被測網(wǎng)絡(luò)的幅度是指被測電路接收端信號相對于信號源輸出的增益，而相位是指兩者的相位差值。信號檢測電路的作用在于檢測被測網(wǎng)絡(luò)的幅度和相位差，并轉(zhuǎn)換為可以被DSP接收的數(shù)字量。
4.1方案設(shè)計(jì)
對幅度和相位的檢測，既可以采用數(shù)字的方法，也可采用模擬的方法。采用數(shù)字的方法一般要先通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過軟件對增益和相位進(jìn)行檢測，但由于信號頻率最高達(dá)10MHz，所以該方法要求高速ADC，而且由于被測網(wǎng)絡(luò)的輸入信號幅度達(dá)60dB，這樣就要求ADC的分辨率至少在14位以上，顯然難以實(shí)現(xiàn)，因此該方法不能采用。
采用模擬方法有多種實(shí)現(xiàn)方式。如可以使用模擬乘法器，其原理是把被測網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出信號模擬相乘，則增益信息在模擬乘法器輸出信號的直流分量上，相位信息在模擬乘法器的交流分量上，該方法抗干擾能力差，要對模擬乘法器的輸出信號進(jìn)行直流和交流檢波，必然產(chǎn)生損耗，不能達(dá)到很高的精度。在本系統(tǒng)中采用專用的增益相位檢測器件——AD8302 [25]，比用多個器件進(jìn)行檢測準(zhǔn)確度高，有較強(qiáng)的抗干擾能力，并易于控制。
由于增益相位檢測器AD8302要求被檢測的兩路信號功率在-60dBm~0dBm范圍內(nèi)，為防止損壞器件，需對兩路信號進(jìn)行功率調(diào)整，本系統(tǒng)使用了易于數(shù)字控制增益的可控增益放大器AD8369和對數(shù)放大器AD8307構(gòu)成一個反饋系統(tǒng)進(jìn)行自動調(diào)整。對數(shù)放大器AD8307可以對信號的幅度進(jìn)行檢測，通過被檢測到的幅度范圍，系統(tǒng)調(diào)整可控增益放大器AD8369的放大倍數(shù)，使增益相位檢測器AD8302能夠有效地對被測網(wǎng)絡(luò)的增益和相位進(jìn)行檢測。
將模擬增益和相位檢測結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的方法是采用ADC，由于檢測結(jié)果是個慢變信號，因此對ADC的速度要求較低，本系統(tǒng)中具有3路模擬量要轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，因此選用了多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器件——ADS8364，該器件為16位ADC，內(nèi)部具有相互獨(dú)立的6個ADC，可以對6路模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每個ADC的轉(zhuǎn)換頻率為250KHz，內(nèi)部有2.5V參考電壓，并有輸出數(shù)據(jù)緩沖，可支持多種工作模式。
另外，由于AD8302檢測的相位是0~180度之間，不能給出相位是超前還是滯后，所以需要相位極性判斷電路對相位進(jìn)行判斷，其電路主要由分頻器電路、施密特觸發(fā)器、D觸發(fā)器等組成。
信號檢測電路的硬件設(shè)計(jì)方案如圖4-1所示。
圖中，參考信號來自掃頻信號源，實(shí)際取自DDS的輸出端，這樣可以減小該信號功率的變化范圍。輸入信號是被測網(wǎng)絡(luò)的輸出信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS8364的輸出和D觸發(fā)器的輸出接到DSP的數(shù)據(jù)線上。
4.2檢波與鑒相電路
這部分電路是把被測網(wǎng)絡(luò)的輸出信號和參考信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p，再對這兩路信號進(jìn)行幅度和相位差檢測。
放大或衰減功能由可控增益放大器實(shí)現(xiàn)，幅度和相位的檢測直接由AD8302來完成，相位極性的判斷由D觸發(fā)器給出。
4.2.1增益相位檢測芯片AD8302
AD8302是ADI公司生產(chǎn)的帶寬達(dá)2.7GHz的增益相位檢測器，內(nèi)部具有兩個對數(shù)放大器和一個相位檢測器，輸入信號功率范圍為-60dBm~0dBm（50系統(tǒng)），AD8302把兩輸入信號幅度之比（即增益）轉(zhuǎn)化為電壓輸出，其范圍為0~1.8V，表示增益范圍為-30dB~+30dB，兩輸入信號的相位差也轉(zhuǎn)化為電壓輸出，其范圍為0~1.8V，可表示兩信號的相位差為180度.其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。
圖4-2中的引腳MFLT為增益電壓輸出的低通濾波引腳，常在該引腳加濾波電容，本系統(tǒng)中采用0.01μF的濾波電容。引腳OFSA與OFSB用于為對數(shù)放大器提供偏移補(bǔ)償電容，COMM為器件公用模擬地。
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