一种基于hmc439qs16g芯片的相位差测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号测量领域，具体是一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统。
【背景技术】
[0002]鉴相器分两种，模拟鉴相器和数字鉴相器。早期的鉴相器大都是模拟鉴相器，由非线性器件构成，如乘法型鉴相器。模拟乘法器具有良好的相乘特性，便于集成化，缺点是线性范围窄，使用比较广泛的AD8302芯片就是利用乘法器组成的模拟鉴相器，但是它的鉴相范围比较小，只有180°，并且在0°和180°附近出现非线性，从而给测量带来一定的误差。针对AD8302芯片二值性的解决方案基本都是利用两片AD8302芯片来检测相位，鉴相方法复杂。
[0003]而数字鉴相器根据脉冲序列的前后沿得到与相位差有关的输出，主要有门型鉴相器和触发器式鉴相器，对于数字鉴相器，噪声的影响在转变成方波后只存在于理想方波的前后沿附近，而高低电平中间部分不受噪声影响，因此数字鉴相器的抗噪声能力比模拟鉴相器强，并且线性鉴相范围宽。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统，该方法结构简单，测量信号频率范围宽。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量方法，包括有输入滤波模块、HMC439QS16G模块、环路滤波器、加法器和电源模块；所述的输入滤波模块用于滤除输入射频信号中的高频干扰信号，采用的是7阶无源低通滤波器；所述HMC439QS16G模块与所述输入滤波模块相连接，用于将输入信号的相位差信息转化为对应的模拟信号；所述环路滤波器与所述HMC439QS16G模块相连接，用于滤除HMC439QS16G模块输出误差电压中的高频分量和噪声；所述加法器与所述环路滤波器相连接，用于将环路滤波器输出的信号作加法处理，将环路滤波器输出的负电压平移到正电压段；所述电源模块分别与所述HMC439QS16G模块、所述环路滤波器和所述加法器相连接，用于产生所述HMC439QS16G模块、所述环路滤波器和所述加法器的供电电压。
[0007]进一步的，所述HMC439QS16G模块采用HMC439QS16G芯片，所述HMC439QS16G芯片的第3引脚和第6引脚分别通过电容C17和电容C29连接输入滤波模块，电容C17和电容C29用于隔离输入直流信号；所述HMC439QS16G芯片的第2引脚、第5引脚、第8引脚、第9引脚、第11引脚和第16引脚连接地端；所述HMC439QS16G芯片的第4引脚和第7引脚分别通过电容C25和电容C37连接地端；所述HMC439QS16G芯片的第13引脚和第15引脚分别通过电阻R6和电阻R4连接+5V端；所述HMC439QS16G芯片的第12引脚和第14引脚分别连接通过电阻R7和电阻R5连接到+5V端，同时又分别与环路滤波器的两个输入端相连接；所述HMC439QS16G芯片的第10引脚通过电阻R16连接到+5V端；所述HMC439QS16G芯片的第I引脚连接+5V端，+5V端在靠近所述HMC439QS16G芯片的第I引脚、电阻R4和电阻R6处分别通过电容C13、电容C14和电容C15连接到地端；RF_IN1和RF_IN2为两路信号输入，输入采用SMA-KF法兰射频接头。
[0008]进一步的，所述环路滤波器采用AD8031芯片，用以将所述HMC439QS16G芯片引脚12和引脚14输出的鉴相电压作差分滤波，滤除所述HMC439QS16G模块输出的高频分量并将差分信号转化为单端信号，采用的类型为二阶有源比例积分滤波器。进一步的，所述加法器采用AD8031芯片，由于所述环路滤波器输出的电压范围为-2V?+2V，为了应用的方便，使用所述加法器将鉴相输出电压平移到正电压范围内，Vref为所述加法器的偏置电压，由精度等级为0.5%的稳压管TL431产生。
[0009]进一步的，所述电源模块采用78L05芯片和LM2664芯片，用以将输入电压VCC转换为合适的电压为所述HMC439QS16G模块、所述环路滤波器和所述加法器提供工作电源，所述78L05芯片将输入电压VCC转化为+5V电压，所述LM2664芯片的第5引脚连接+5V电压端，用以产生-5V电压，电源电压通过LC滤波器降低纹波，电压VCC的输入范围为+7V?+18Vo
[0010]本发明具有以下优点:
[0011]本发明结构简单，对外接口两路输入一路输出，使用方便，而且鉴相范围宽，达到了 4 ，另外本发明的相位检测线性度好，非线性误差小，相位测量精度高。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的电气原理构成框图。
[0013]图2是本发明的HMC439QS16G模块电路原理图。
[0014]图3是本发明的环路滤波和加法器电路原理图。
[0015]图4是本发明的正电源电路原理图。
[0016]图5是本发明的负电源电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]图1所示，本发明所述的一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统，包括输入滤波模块1、HMC439QS16G模块2、环路滤波器3、加法器4和电源模块5。输入滤波模块I与输入的两路射频信号相连接，用于滤除输入射频信号中的高频干扰信号，采用的是7阶无源低通滤波器；HMC439QS16G模块2与输入滤波模块I相连接，用于将输入信号的相位差信息转化为对应的模拟信号；环路滤波器3与HMC439QS16G模块2相连接，用于滤除HMC439QS16G模块2输出误差电压中的高频分量和噪声；加法器4与环路滤波器3相连接，用于将环路滤波器输出3的信号作加法处理，将环路滤波器3输出的负电压平移到正电压段；电源模块5分别与HMC439QS16G模块2、环路滤波器3和加法器4相连接，用于产生HMC439QS16G模块2、环路滤波器3和加法器4的供电电压。
[0019]整个电路的工作过程是，两路射频信号通过高频线缆接入本电路，首先经过低通滤波器滤除杂波干扰，然后通过隔直电容隔离直流分量，两路滤波电路完全对称，同时控制连线的线宽使得输入阻抗为50欧姆，从而降低了驻波比。经过滤波和隔直后的两路射频信号连接HMC439QS16G芯片，HMC439QS16G芯片输出和相位差信号对应的两路模拟信号，分别为NU和UD信号，这两路信号为一定占空比