Integrierter 2,7-GHz-Verstarkungs- und Phasendetektor
Der AD 8302 von Analog Devices vereint alle zur Messung der Verstarkung sowie des Phasenwinkels von HF-Signalen erforderlichen Schaltungsstufen in den verschiedensten Senile-, Empfangsund Messtechnik-Anwendungen.
Der AD 8302 besteht im Prinzip aus zwei als Detektoren arbeitenden Verstarkern mit einem Messbereich von jeweils 60 dB. Durch Ermittlung der Differenz der Ausgangssignale der beiden logarithmischen Verstarker erhalt man einen Messwert frir das Gral3enverhaltnis der an den beiden Eingangen anliegenden Signale, die z. B. von Aus- und Eingang eines Verstarkers stammen können.
Der AD 8302 wird im 14-poligen TSSOP-Gehause geliefert und ist im Temperaturbereich -40 bis 85 °C einsetzbar.
Interner Aufbau
Die Signaleingange des AD 8302 sind unsymmetrisch ausgefiihrt, sodass sie sehr einfach angepasst und beispielsweise direkt an die Ausgange eines Richtkopplers angeschlossen werden konnen. Die Eingangs-Impedanz betragt bei niedrigen Frequenzen ca. 3 kOhm.
Der AD 8302 enthalt auch einen Phasendetektor, dem die zuvor stark begrenzten Signale von den Ausgangen der beiden logarithmischen Verstarker zugefiihrt werden. Die Genauigkeit der Phasenmessung ist wegen der Begrenzung Ober einen weiten Dynamikbereich hinweg unabhangig vom Signalpegel. Die zum Phasenwinkel und zur jeweiligen Verstarkung oder Dampfung proportionalen Spannungen stehen gleichzeitig an ausreichend belastbaren, auf Masse bezogenen Ausgangen zur Verfiigung.
Die Ausgangsspannungen liegen im Bereich 0-1,8 V, wobei die Ausgangstreiber mit bis zu 8 mA belastbar sind. Zusatzlich wird eine Referenzspannung von 1,8 V ausgegeben.
Die vom AD 8302 gelieferten Ausgangsspannungen sind proportional zur gemessenen Verstarkung fiber einen Be reich von +/-30 dB, wobei sich die Ausgangsspannung mit 30 mV/dB ändert. Der Phasenwinkel kann von 0 bis 180° mit einer Auflosung von 10 mV/° gemessen werden. Die Ausgangsbandbreite betragt maximal 30 MHz, sodass auch schnelle Messwertanderungen ausgegeben werden nen. Bei langsameren Signalanderungen kann die Bandbreite nach Bedarf eingeengt werden.
Anwendung
Der IC ist leicht einzusetzen, da nur wenige externe Komponenten sowie eine einzige Versorgungsspannung zwischen 2,7 und 5,5 V benotigt werden. Die Eingangssignale werden fiber Kondensatoren zugefiihrt. Sie konnen in einem 50-Ohm-System im Bereich -62 bis -2 dBm liegen und sehr hohe Frequenzen bis maximal 2,7 GHz aufweisen.
Der AD 8302 kann auch zur Bestimmung eines absoluten Signalpegels verwendet werden. Dazu wird das Messsignal an einen der beiden Eingange gelegt, wahrend dem anderen Eingang eine Wechselspannung in bekannter Halle zugefiihrt wird. Bei abgeschalteter Ausgangsstufen-Gegenkopplung kann auf diese Weise ein dB-Komparator realisiert werden, wobei die Schwellwerte über entsprechende Eingange (MSET, PSET) programmiert werden konnen.
Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich z. B. in folgenden Bereichen:
- Linearisierung von HF-Leistungsverstarkern
- prazise HF-Leistungsregelung
- Ferniiberwachung und Diagnose von Systemen
- SWR-Messung
- Messung des logarithmischen Verhaltnisses von Wechselspannungen
Zusammengefasst
Zum Schluss die wichtigsten technischen Merkmale des AD 8302:
- Verstarkungs- und Phasenmessungen bis 2,7 GHz
- Eingangspegelbereich -60 bis -2 dBm in einem 50-Ohm-System
- Skalierung mit 30 mV/dB bzw. 10 mV/°
- typische Nichtlinearitaten weniger als 0,5 dB bzw. 1°
Bild 1: Das Blockdiagramm des AD 8302 zeigt den Aufbau des integrierten Messsystems, das aus zwei logarithmischen Versturkem mit den zugehorigen Messeingiingen besteht.
bild 2: Idealisierte (Jbertragungscharakteristiken des AD 8302 bei Verstarkungs- (oben) und Phasenmessung (unten).
Bild 3: Pinbelegung des 14-poligen Gehauses.
Bild 4: Schaltung zur Messung der Verstiirkung und der Phasendrehung durch einen Verstarker oder Mischer.
Bild 5: Prinzipielle Schaltung zur Messung des Vektor-Reflexionskoeffizienten einer beliebigen Last.
Bild 6: Prinzipielle Beschaltung des AD 8302 zur Messung der Amplituden- oder Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen an den Messeingängen VA und VB.
- Betriebsspannungsbereich 2,7-5,5 V
- Hüllkurvenbandbreite für kleine Signale DC bis 30 MHz
- Gehause 14-polig TSSOP
- Einsatztemperaturbereich -40 bis 85 °C