一種高精度RF信號幅相檢測電路的設計
一、引言
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/181135.htm在實際的RF 電路設計中,經常會遇到檢測兩個信號之間的幅度比(增益)和相位差的 問題,這也是研究網絡相頻特性中不可缺少的重要方面。在某些特殊領域,尤其是在一個精 確的窄頻段內來進行測量的要求下,這種電路設計更是有著重要的意義。本文設計了一種基 于BESSEL 帶通濾波器和AD8302 芯片 [1] 的幅相檢測電路,并對四階BESSEL 帶通濾波器進行 了仿真,在仿真的基礎上分析了AD8302 芯片的檢測原理和對結果的分析。
二、方案選擇
由于傳統的幅相檢測電路需要采用多個中小規模集成電路,不僅電路復雜,精度低,而 且適用的頻率范圍窄,只能測量低頻或中頻信號。再加上RF 電路中的輸入信號中包含著功率 源產生的高次諧波和空間多種電磁波的干擾,可能會產生情況不明的干擾信號。這些信號顯 然對有用信號會產生十分不利的干擾,需要一個帶通濾波器來把其濾除掉,只留下有用的信 號。因此,我們采用帶通濾波器和AD8302 芯片相結合的設計方案。
本文選擇的濾波器是BESSEL 帶通濾波器,具有最窄過渡帶;在通帶內時延均衡,電路 所用的階數最少;在實際的應用中電路容易調整;由于所有的節點諧振在相同的頻率上,調 諧比較簡單;從經濟性和制造容易程度來考慮,電容耦合電路最合適,而用Bessel 函數設 計的濾波器正是電容耦合電路,故采用Bessel 函數進行濾波器的設計。再利用美國ADI 公 司推出的AD8302 RF/IF 幅相檢測芯片來對濾波后的信號進行幅相檢測,以達到滿足設計精 度的要求。方案設計框圖如圖1:
三、BESSEL 帶通濾波器的設計
BESSEL 帶通濾波器的設計有著固有的步驟和方法 [2] ,本文的設計選擇了在RF 電路中最 常用的工作頻率13.56MHz 為例,來說明這種濾波器的可行性和通用性。為了盡可能大的濾 除干擾信號,把帶通濾波器的帶寬設置在3dB 處為± 1.5MHz;并用PSPICE 進行了仿真 [3] 。 其設計步驟如下:
1、根據貝塞爾濾波器頻率響應特性圖可查知 [4] ,該帶通濾波器指標用一個 4 階 Bessel 函數就可以滿足本文設計要求。
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