AD8302 - 信号幅度相位检测
- AD8302模块
- AD8302简介
- 芯片特点
- 模块引脚
- AD8302工作原理
- 内部框图
- 工作原理
- 实验
- 接线
- 鉴相
- 鉴幅
- 实验总结
AD8302模块
AD8302简介
AD8302是ADI公司推出的一个款用于测量RF/IF信号幅度和相位的单片集成电路，它能同时测量从低频到 2.7GHz 频率范围内两个输入信号之间的幅度比和相位差，该器件将精密匹配的两个对数检波器集成在一块芯片上 , 因而可将误差源及相关温度漂移减小到最低限度 。该器件在进行幅度测量时 , 其动态范围可扩展到 60dB , 而相位测量范围则可达 180 度 。
芯片特点
- 自带1.8V基准输出
- 可在低频至 2.7GHz 频率范围内测量幅度和相位
- 相位测量0-180°
- 精确典型值小于 1 度
- 精确相位测量比例系数为 10mV/度
模块引脚
| 引脚名称 | 引脚说明 |
|---|---|
| VCC | 模块供电 2.7V - 5.5V |
| GND | 供电地 |
| AGND | 测量输出负极 |
| VMAG | 鉴幅输出 |
| VPHS | 鉴相输出 |
AD8302工作原理
内部框图
工作原理
AD8302 的幅度和相位测量原理主要基于对数放大器的对数压缩功能，他的数学表达式为：
VOUT=Vslplog（ Vin / Vz ）
AD8302测量两个相同对数放大器的输出差异，两个对数放大器由具有相似波形但不同电平的信号驱动。由于对数域的相减对应为线性域的相除，于是输出结果变为：
VMAG=Vslplog（VINA / VINB ）
上面内部框图中对数放大器的最后一级输出是一个完全在输入信号动态范围内的有限信号，从匹配的对数放大器出来的两个有限信号驱动一个异或数字检相器 ，严格按照相对过零点的方法,提取的相位差就与原始输人信号电平无关 。相位输出的一般表达式为：
VPHS=VΦ[Φ(VINA)-Φ(VINB)]
上述的Vin为输入电压；
Vz为截距；
Vslp为斜率；
VMAG为鉴幅输出电压；
VPHS为鉴幅输出电压；
VINA为输入信号A；
VINB为输入信号B；
VΦ为相位频率；
Φ为信号的相对相位；
理想状态下，AD8302输入信号A和输入信号B之间的幅度比和相位差对应VMAG和VPHS的曲线图。
实验
接线
鉴相
信号输入参数：正弦波频率3M、幅值500mV 更改相位差
INA和INB输入信号相位差为改为0°，万用表测的VPHS的电压为1.804V
（理想状态下INA和INB的相位差为0°时，VPHS输出电压为1.8V，条件有限没法达到理想状态）
INA和INB输入信号相位差为改为90°，万用表测的VPHS的电压为0.91V
（理想状态下INA和INB的相位差为90°时，VPHS输出电压为0.9V，条件有限没法达到理想状态）
INA和INB输入信号相位差为改为180°，万用表测的VPHS的电压为0.0258V
（理想状态下INA和INB的相位差为0°时，VPHS输出电压为0V，条件有限没法达到理想状态）
鉴幅
本次实验的器材精度有限所只做幅度比为0时的实验
实验中AD8302的INA和INB分别输入两个幅值为560mV的正弦波，万用表测的VMAG为0.93V。
（理想状态下INA和INB的幅度比为0，VMAG输出电压为0.9V，条件有限没法达到理想状态）
实验结束。
实验总结
个人实验没法排除硬件误差加上条件有限，实验出来的数据和手册上的理想曲线有些许差别。芯片差异也会使得实际测量出来的数据和理想曲线有出入。
