基于AD8302芯片的新的幅相测量系统
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2020-11-29
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基于基于AD8302芯片的新的幅相测量系统芯片的新的幅相测量系统
引言 传统的幅度、相位差、阻抗测量需要采用多个中小规模集成电路，不仅电路复杂，测量精度低，而且
适用的频率范围窄，只能测量低频或中频信号。本文介绍利用美国ADI公司最近推出的AD8302芯片测量RF／IF
幅度和相位差并计算阻抗。此芯片是测量幅度、相位差的首款单片集成电路，可广泛用于GSM(全球移动通信系
统)，电力系统的阻波器、结合滤波器等领域。 1 AD8302性能特点 AD8302内含两个精密匹配宽带对
数检波器、一个相位检波器、输出放大器组、一个偏置单元和一个输出参考电压缓冲器等，能同时测量从低频
到2.7 GHz频率范围内的两个输入信号之间的幅度比和相位差。该器件将精密匹
引言 引言
传统的幅度、相位差、阻抗测量需要采用多个中小规模集成电路，不仅电路复杂，测量精度低，而且适用的频率范围窄，
只能测量低频或中频信号。本文介绍利用美国ADI公司最近推出的AD8302芯片测量RF／IF幅度和相位差并计算阻抗。此芯片
是测量幅度、相位差的首款单片集成电路，可广泛用于GSM(全球移动通信系统)，电力系统的阻波器、结合滤波器等领域。
1 AD8302性能特点性能特点
AD8302内含两个精密匹配宽带对数检波器、一个相位检波器、输出放大器组、一个偏置单元和一个输出参考电压缓冲器
等，能同时测量从低频到2.7 GHz频率范围内的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，因此，AD8302不仅能测量放大器、混频器等电路的增益
和相位差，而且特别适合对无线基站及测试设备的检测。
两个输入信号的动态范围为±30 dB，输出电平的灵敏度为30 mV／dB，输出电流为8mA，转换速率为25 V／μs；相位测
量范围可达180°，相位输出时的转换速率为30 MHz，响应时问为40 ns～
500 ns(视被测相位差而定)；增益及相位差的小信号包络带宽均为30 MHz(将MFLT端开路)，利用外部滤波电容器可减小带
宽。
2 AD8302工作原理及模式工作原理及模式
2.1 AD8302幅度和相位测量原理幅度和相位测量原理
AD8302幅度和相位测量工作模式连接如图1所示。其原理是基于对数放大器具有对数压缩的功能，一般数学表达式为：
式中：Vin为输入电压；VZ为截距；Valp为斜率。
AD8302正是利用上述原理，通过精密匹配的2个宽带对数检波器来实现对2个输入通道信号的幅度和相位测量，其幅度和
相位测量方程式为：
式中：VinA为A通道的输入信号幅度；VinB为B通道的输入信号幅度；Vmag为幅度比较输出；φ(VinA)为A通道的输入信
号相位；φ(VinB)为B通道的输入信号相位；Vφ为斜率；Vphs为相位比较输出。
2.2 AD8302测量工作模式测量工作模式
AD8302有测量、控制器和电平比较器3种工作方式，但主要功能是测量幅度和相位。如图1所示，当芯片输出引脚VMAG
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