基于AD8302的相位差测量系统设计

具体电路设计

本设计中90度电桥采用Innovative公司IPP-7032型90度电桥芯片，工作频率为500-3000MHz,插入损耗小于0.6dB,相位平衡度为±5°，满足设计要求。功分器采用mini公司的TCP-2-272+型功分器，工作频率为5-2700MHz,插入损耗小于0.9dB,相位不平衡度优于9°。AD8302的单元电路如图4所示，由于本设计只限于相位差检测，因此将幅度差检测输出脚接一个电阻到地。

图4AD8302相位检测电路

电路设计和加工

为便于调试，功分电桥电路和AD8302鉴相电路分开加工，分开调试合格后通过等长的电缆连接到一起进行联合调试。使用Protel 99版图设计软件对本设计电路进行设计，板材选用Rogers4003c,厚度0.508mm,介电常数为3.38.版图设计时应保证电桥输出的两路到AD8302输入端的时候经过的路线长度相同，功分器的输出同样处理，以保证相位差值不变。AD8302部分版图的如图5所示。腔体使用SolidWorks设计软件进行设计，同样分两个腔体设计。最终的设计实物图如图6所示。采用矢量网络分析仪、频率源、示波器对本设计进行测试，鉴相电路满足各设计指标要求，鉴相范围为0°到360°，工作频率可达到500MHz~2700MHz.

(a)电桥和功分器电路PCB版图

(b)两路AD8302鉴相电路PCB版图

图5 本设计版图示意图

图6 本设计的实物图

总结

在实际的雷达装备性能测试中，经常会遇到需要检测两个信号之间的相位差的问题，以此来获得一些雷达信号的频率、方位等特性。在研究网络相频特性中，这也是不可缺少的重要方面。因此在某些领域精确地测量两个信号之间的相位差具有重要的意义，比如在比相法测向中。

本设计通过引入90度电桥和功分电路，将两路需要鉴相的信号分成四路分别在两个AD8302芯片中进行相位差检测，通过两路测试结果可以对两路输入信号进行精确鉴相，并且测试相位差范围扩大到0°~360°。扩大了AD8302的应用范围，并通过实际加工测试验证了该电路。测试显示本设计完全可以满足0°~360°的相位差检测。