基于AD8302的相位差測量系統設計

具體電路設計

本設計中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,相位不平衡度優于9°。AD8302的單元電路如圖4所示，由于本設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

電路設計和加工

為便于調試，功分電橋電路和AD8302鑒相電路分開加工，分開調試合格后通過等長的電纜連接到一起進行聯合調試。使用Protel 99版圖設計軟件對本設計電路進行設計，板材選用Rogers4003c,厚度0.508mm,介電常數為3.38.版圖設計時應保證電橋輸出的兩路到AD8302輸入端的時候經過的路線長度相同，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設計軟件進行設計，同樣分兩個腔體設計。最終的設計實物圖如圖6所示。采用矢量網絡分析儀、頻率源、示波器對本設計進行測試，鑒相電路滿足各設計指標要求，鑒相范圍為0°到360°，工作頻率可達到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 本設計版圖示意圖

圖6 本設計的實物圖

總結

在實際的雷達裝備性能測試中，經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信號的頻率、方位等特性。在研究網絡相頻特性中，這也是不可缺少的重要方面。因此在某些領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的應用范圍，并通過實際加工測試驗證了該電路。測試顯示本設計完全可以滿足0°~360°的相位差檢測。