一種高精度RF信號幅相檢測電路的設(shè)計

一、引言

在實際的RF 電路設(shè)計中，經(jīng)常會遇到檢測兩個信號之間的幅度比（增益）和相位差的 問題，這也是研究網(wǎng)絡(luò)相頻特性中不可缺少的重要方面。在某些特殊領(lǐng)域，尤其是在一個精 確的窄頻段內(nèi)來進行測量的要求下，這種電路設(shè)計更是有著重要的意義。本文設(shè)計了一種基 于BESSEL 帶通濾波器和AD8302 芯片 [1] 的幅相檢測電路，并對四階BESSEL 帶通濾波器進行 了仿真，在仿真的基礎(chǔ)上分析了AD8302 芯片的檢測原理和對結(jié)果的分析。

二、方案選擇

由于傳統(tǒng)的幅相檢測電路需要采用多個中小規(guī)模集成電路,不僅電路復(fù)雜,精度低,而 且適用的頻率范圍窄,只能測量低頻或中頻信號。再加上RF 電路中的輸入信號中包含著功率 源產(chǎn)生的高次諧波和空間多種電磁波的干擾，可能會產(chǎn)生情況不明的干擾信號。這些信號顯 然對有用信號會產(chǎn)生十分不利的干擾，需要一個帶通濾波器來把其濾除掉，只留下有用的信 號。因此，我們采用帶通濾波器和AD8302 芯片相結(jié)合的設(shè)計方案。

本文選擇的濾波器是BESSEL 帶通濾波器，具有最窄過渡帶；在通帶內(nèi)時延均衡，電路 所用的階數(shù)最少；在實際的應(yīng)用中電路容易調(diào)整；由于所有的節(jié)點諧振在相同的頻率上，調(diào) 諧比較簡單；從經(jīng)濟性和制造容易程度來考慮，電容耦合電路最合適，而用Bessel 函數(shù)設(shè) 計的濾波器正是電容耦合電路，故采用Bessel 函數(shù)進行濾波器的設(shè)計。再利用美國ADI 公 司推出的AD8302 RF/IF 幅相檢測芯片來對濾波后的信號進行幅相檢測，以達到滿足設(shè)計精 度的要求。方案設(shè)計框圖如圖1：

三、BESSEL 帶通濾波器的設(shè)計

BESSEL 帶通濾波器的設(shè)計有著固有的步驟和方法 [2] ，本文的設(shè)計選擇了在RF 電路中最 常用的工作頻率13.56MHz 為例，來說明這種濾波器的可行性和通用性。為了盡可能大的濾 除干擾信號，把帶通濾波器的帶寬設(shè)置在3dB 處為± 1.5MHz；并用PSPICE 進行了仿真 [3] 。 其設(shè)計步驟如下：

1、根據(jù)貝塞爾濾波器頻率響應(yīng)特性圖可查知 [4] ，該帶通濾波器指標(biāo)用一個 4 階 Bessel 函數(shù)就可以滿足本文設(shè)計要求。