——相位差测量系统的研究
摘要:
传统的相位差测量仪需要采用多片中小规模集成电路，不仅电路复杂，测量相位差的精度不高，而且适用的频率范围窄，只能测量低频或中频信号。美国ADI公司2001年新推出的AD8302型单片宽频带相位差测量系统，可精确测量两个独立的射频(RF)、中频(IF)或低频（如音频）信号的增益和相位差。利用AD8302能对无线设备进行综合测试、校准、测量和控制，可广泛用于全球移动通信系统( GSM)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(W-CDMA)、时分多址(TDMA)移动电话、个人通信业务(PCS)及宽带基础设施网络等领域。
- 引言
正弦信号是平时人们在进行信号分析、信号处理时最常遇到的信号种类之一，它有振幅、角频率和初相角三大要素，其中振幅和角频率在一般的正弦信号分析中考虑最多，而初相角这一因素则常常被忽略。虽然人们对相位的重视程度不高，但对正弦信号相位差的测量仍有着非常重要的意义，其重要性尤其体现在对两个正弦信号之间相互关系进行研究和分析的时候。比如线性动态系统特性分析、系统模型辨识、电工领域的电机功率角测试、一端口网络阻抗的测量等。而在现实生活应用方面，其在两个系统中起着非常重要的作用，在关系到国计民生的电力系统中，电网经常需要进行并网合闸的操作，其成功操作的一个条件就是要求两个电网的电信号之间的相位相同，即相位差为零，这时就需要精确的测量岀两个电信号之间的相位差；在轨道交通系统中，机车的动力系统是由一系列的交流电来供电的。为了减小电源系统的谐波影响，使得列车能够更平程高速的运行，对这一系列的交流电还要求它们之间依次带有一定大小的相位差，这就要求相位差的精确测量。
- 芯片介绍
2.1 AD8302的功能特性及其测量原理
AD8302是美国ADI公司于2001年推出的用于RF/IF幅度和相位测量的首款单片集成电路，它能同时测量从低频到2.7GHz频率范围内两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。
AD8302的主要功能特性有：
a. 可在低频到2.7GHz频率范围内测量两个输入信号的增益（亦称幅度比）和相位差；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进行检测；
b. 测量增益时两个输入信号的动态范围为plusmn;30dB，输出电平的灵敏度为30mV/dB，误差小于0.5dB。对应于-30dB的输出电压为30mV，对应于 30dB的输出电压为1.8V。输出电流为8mA，转换速率为25V/micro;s；
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