AD8302在幅相檢測系統(tǒng)中的應用
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本文介紹了rf/if幅度和相位測量芯片ad8302的功能及特點，并給出了此芯片和89c51單片機組成的幅相檢測系統(tǒng)的設計方案
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/20733.htmad8302簡介
ad8302是adi公司的用于rf/if幅度和相位測量的單片集成電路，主要由精密匹配的兩個寬帶對數檢波器、一個相位檢波器、輸出放大器組、一個偏置單元和一個輸出參考電壓緩沖器等部分組成，能同時測量從低頻到2.7ghz頻率范圍內的兩輸入信號之間的幅度比和相位差，可應用于rf/if功率放大器線性比的測量、rf功率的精確控制、駐波比測量及遠程系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷等。ad8302引腳如圖1所示。
圖1 ad8302引腳圖 ad8302主要有測量、控制器和電平比較器三種工作方式，但其主要的功能是測量幅度和相位。ad8302通過兩個寬度對數檢波器使幅度測量范圍可達60db，獨立的相位檢測器檢測范圍可達180°。其幅度、相位測量方程式為
vmag=vslplog(vina/vinb)+vcp
vphs=vφ[φ(vina)-φ(vinb)] +vcp
當芯片輸出引腳vmag和vphs直接跟芯片反饋設置輸入引腳mset和pset相連時，芯片的測量模式將工作在默認的斜率和中心點上(精確幅度測量比例系數為30mv/db，精確相位測量比例系數為10mv/度，中心點為900mv)。另外測量模式下，工作斜率vmag、vφ和中心點可以通過引腳mset和pset的分壓加以修改。
幅相檢測
ad8302的輸入信號范圍為－60～0dbm(50ω系統(tǒng))，輸入信號范圍為低頻到2.7ghz,輸入必須經ac耦合，耦合電容根據輸入信號的頻率范圍合理設置。本文通過ad8302測量兩路高頻信號（3～30mhz）的幅度和相位，耦合電容選擇0.1μf。輸出幅相電壓經精密放大器max4108放大到2倍，形成0～3.6v的電壓信號，然后送到a/d轉換器件，因本系統(tǒng)需a/d轉換速率要求不高，而因為兩路信號的幅度比vina/vinb＝10lsb，所以對adc的精度要求較高，幅度和相位轉換通過模擬開關cd4051輪流進行，選用12位a/d積分轉換器icl7109。ad8302的電路圖如圖2所示。
圖2 ad8302連接圖 圖2中兩路射頻信號首先經電阻衰減網絡衰減16db，然后經電容耦合輸入到ad8302中，c5和c6分別構成幅度和相位輸出信號的低通濾波器，電位器r18和r19可對輸出進行調零。
單片機選用89c51，晶振選擇 11.0592mhz,系統(tǒng)復位和看門狗電路通過max813l實現(xiàn)。系統(tǒng)上電時max813l提供一個200ms的脈沖復位信號，如果其wdi監(jiān)視引腳每隔1.5s無變化，max813l便使系統(tǒng)復位。單片機通過定時器1中斷實現(xiàn)wdi(單片機p1.2腳)翻轉，通過p2.0和p2.1位選a/d轉換后的低8位或高4位數據。icl7109的轉換結束狀態(tài)輸出信號status經一電容接外部中斷0，在中斷處理子程序中讀取數據。幅相的選擇通過p1.0和p1.1實現(xiàn)，二者的轉換通過定時器0中斷實現(xiàn)。電路連接如圖3所示。icl7109時鐘電路選擇晶體振蕩器，為了使電路具有抗50hz串模干擾能力，a/d轉換應選擇積分時間（2048個時鐘數）等于50hz的整數倍，系統(tǒng)選擇 3.58mhz晶振?；鶞孰妷哼x擇ad8302的1.8v電壓基礎輸出，這樣，模擬輸入經max4108放大2倍后滿足滿度輸出。另外，icl7109的積分電阻rint、積分電容cint、自動調零電容caz及基準電容cref都需要合理設置。
圖3 89c51與icl7109接口電路圖 系統(tǒng)電源電路如圖4所示，因放大器max4108和icl7109都需要－5v電壓，通過＋5v～－5v的電源極性變換器icl7660實現(xiàn)－5v輸出，同時為減小電源對電路的干擾及地彈噪聲，各電源應通過電容合理去耦。
圖4 電源電路 總結
ad8302將測量幅度和相位的能力集中在一塊集成電路內，使原本十分復雜的幅相檢測系統(tǒng)的設計簡化，而且系統(tǒng)性能得到提高。據此設計的多路幅相檢測電路在試驗中性能良好。
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