基于AD8302的相位差測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

具體電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)只限于相位差檢測(cè)，因此將幅度差檢測(cè)輸出腳接一個(gè)電阻到地。

圖4 AD8302相位檢測(cè)電路

電路設(shè)計(jì)和加工

為便于調(diào)試，功分電橋電路和AD8302鑒相電路分開(kāi)加工，分開(kāi)調(diào)試合格后通過(guò)等長(zhǎng)的電纜連接到一起進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。使用Protel 99版圖設(shè)計(jì)軟件對(duì)本設(shè)計(jì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，板材選用Rogers4003c,厚度0.508mm,介電常數(shù)為3.38.版圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證電橋輸出的兩路到AD8302輸入端的時(shí)候經(jīng)過(guò)的路線長(zhǎng)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(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，同樣分兩個(gè)腔體設(shè)計(jì)。最終的設(shè)計(jì)實(shí)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(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，鑒相電路滿足各設(shè)計(jì)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(jì)版圖示意圖

圖6 本設(shè)計(jì)的實(shí)物圖

總結(jié)

在實(shí)際的雷達(dá)裝備性能測(cè)試中，經(jīng)常會(huì)遇到需要檢測(cè)兩個(gè)信號(hào)之間的相位差的問(wèn)題，以此來(lái)獲得一些雷達(dá)信號(hào)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(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的相位差具有重要的意義，比如在比相法測(cè)向中。

本設(shè)計(jì)通過(guò)引入90度電橋和功分電路，將兩路需要鑒相的信號(hào)分成四路分別在兩個(gè)AD8302芯片中進(jìn)行相位差檢測(cè)，通過(guò)兩路測(cè)試結(jié)果可以對(duì)兩路輸入信號(hào)進(jìn)行精確鑒相，并且測(cè)試相位差范圍擴(kuò)大到0°~360°。擴(kuò)大了AD8302的應(yīng)用范圍，并通過(guò)實(shí)際加工測(cè)試驗(yàn)證了該電路。測(cè)試顯示本設(shè)計(jì)完全可以滿足0°~360°的相位差檢測(cè)。