AD8302在幅相檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

本文介紹了rf/if幅度和相位測(cè)量芯片ad8302的功能及特點(diǎn)，并給出了此芯片和89c51單片機(jī)組成的幅相檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

ad8302簡(jiǎn)介

ad8302是adi公司的用于rf/if幅度和相位測(cè)量的單片集成電路，主要由精密匹配的兩個(gè)寬帶對(duì)數(shù)檢波器、一個(gè)相位檢波器、輸出放大器組、一個(gè)偏置單元和一個(gè)輸出參考電壓緩沖器等部分組成，能同時(shí)測(cè)量從低頻到2.7ghz頻率范圍內(nèi)的兩輸入信號(hào)之間的幅度比和相位差，可應(yīng)用于rf/if功率放大器線性比的測(cè)量、rf功率的精確控制、駐波比測(cè)量及遠(yuǎn)程系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷等。ad8302引腳如圖1所示。

vmag=vslplog(vina/vinb)+vcp
vphs=vφ[φ(vina)-φ(vinb)] +vcp

當(dāng)芯片輸出引腳vmag和vphs直接跟芯片反饋設(shè)置輸入引腳mset和pset相連時(shí)，芯片的測(cè)量模式將工作在默認(rèn)的斜率和中心點(diǎn)上(精確幅度測(cè)量比例系數(shù)為30mv/db，精確相位測(cè)量比例系數(shù)為10mv/度，中心點(diǎn)為900mv)。另外測(cè)量模式下，工作斜率vmag、vφ和中心點(diǎn)可以通過引腳mset和pset的分壓加以修改。

幅相檢測(cè)

ad8302的輸入信號(hào)范圍為－60～0dbm(50ω系統(tǒng))，輸入信號(hào)范圍為低頻到2.7ghz,輸入必須經(jīng)ac耦合，耦合電容根據(jù)輸入信號(hào)的頻率范圍合理設(shè)置。本文通過ad8302測(cè)量?jī)陕犯哳l信號(hào)（3～30mhz）的幅度和相位，耦合電容選擇0.1μf。輸出幅相電壓經(jīng)精密放大器max4108放大到2倍，形成0～3.6v的電壓信號(hào)，然后送到a/d轉(zhuǎn)換器件，因本系統(tǒng)需a/d轉(zhuǎn)換速率要求不高，而因?yàn)閮陕沸盘?hào)的幅度比vina/vinb＝10lsb，所以對(duì)adc的精度要求較高，幅度和相位轉(zhuǎn)換通過模擬開關(guān)cd4051輪流進(jìn)行，選用12位a/d積分轉(zhuǎn)換器icl7109。ad8302的電路圖如圖2所示。

單片機(jī)選用89c51，晶振選擇 11.0592mhz,系統(tǒng)復(fù)位和看門狗電路通過max813l實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)上電時(shí)max813l提供一個(gè)200ms的脈沖復(fù)位信號(hào)，如果其wdi監(jiān)視引腳每隔1.5s無變化，max813l便使系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)通過定時(shí)器1中斷實(shí)現(xiàn)wdi(單片機(jī)p1.2腳)翻轉(zhuǎn)，通過p2.0和p2.1位選a/d轉(zhuǎn)換后的低8位或高4位數(shù)據(jù)。icl7109的轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)輸出信號(hào)status經(jīng)一電容接外部中斷0，在中斷處理子程序中讀取數(shù)據(jù)。幅相的選擇通過p1.0和p1.1實(shí)現(xiàn)，二者的轉(zhuǎn)換通過定時(shí)器0中斷實(shí)現(xiàn)。電路連接如圖3所示。icl7109時(shí)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(zhuǎn)換應(yīng)選擇積分時(shí)間（2048個(gè)時(shí)鐘數(shù)）等于50hz的整數(shù)倍，系統(tǒng)選擇 3.58mhz晶振。基準(zhǔn)電壓選擇ad8302的1.8v電壓基礎(chǔ)輸出，這樣，模擬輸入經(jīng)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(dòng)調(diào)零電容caz及基準(zhǔn)電容cref都需要合理設(shè)置。

ad8302將測(cè)量幅度和相位的能力集中在一塊集成電路內(nèi)，使原本十分復(fù)雜的幅相檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，而且系統(tǒng)性能得到提高。據(jù)此設(shè)計(jì)的多路幅相檢測(cè)電路在試驗(yàn)中性能良好。