的方波信号，占空比和相位差有关。NU和UD信号连接环路滤波器，经过差分滤波以后，输出和相位差对应的单端模拟信号，此时的模拟信号范围为-2V?+2V，为了得到正电压范围的模拟信号，使用加法器使得该模拟信号加上固定的+2V，这样输出电压范围变为O?+2V范围，对应的相位范围为0°?720°。
[0020]参见图2，所述 HMC439QS16G 模块 2 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。
[0021]参见图3，所述环路滤波器3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2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。参见图3，所述加法器4采用AD8031芯片，Vref为所述加法器4的偏置电压，由精度等级为0.5%的稳压管TL431产生。
[0022]参见图4-5，所述电源模块5采用78L05芯片和LM2664芯片，用以将输入电压VCC转换为±5V电压为所述HMC439QS16G模块2、所述环路滤波器3和所述加法器4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?+18V。另外使用自恢复保险丝和肖特基二极管，整个电路具有过流和反接保护功能。
[0023]电路板采用4层板设计，电源和地单独一层，在输入信号走线附近放置多个过孔，以减少高频信号对地的回流路径。整个电路板放置于铝制屏蔽盒内，电源接口通过穿心电容引出，从而有效防止外界信号对相位测量的影响。
【主权项】
1.一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统，其特征在于:主要由输入滤波模块、HMC439QS16G模块、环路滤波器、加法器和电源模块组成，所述的输入滤波模块与输入的两路射频信号相连接，输入滤波模块的输出与HMC439QS16G模块连接，HMC439QS16G模块与所述环路滤波器的输入相连接，环路滤波器的输出与加法器相连接；先经输入滤波模块滤除两路输入射频信号中的高频干扰信号，HMC439QS16G模块将输入信号的相位差信息转化为对应的模拟信号，再由环路滤波器滤除HMC439QS16G模块输出误差电压中的高频分量和噪声，最后加法器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；所述的电源模块分别与HMC439QS16G模块、环路滤波器和加法器相连接，为HMC439QS16G模块、环路滤波器和加法器供电。2.根据权利要求1所述的一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统，其特征在于: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。3.根据权利要求1所述的一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统，其特征在于: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，采用的类型为二阶有源比例积分滤波器。4.根据权利要求1所述的一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统，其特征在于:所述加法器采用AD8031芯片，用于将鉴相输出电压平移到正电压范围内。5.根据权利要求1所述的一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统，其特征在于: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。
【专利摘要】本发明涉及一种基于HMC439QS16G芯片的相位差测量系统，主要由输入滤波模块、HMC439QS16G模块、环路滤波器、加法器和电源模块组成，所述的输入滤波模块与输入的两路射频信号相连接，输入滤波模块的输出与HMC439QS16G模块连接，HMC439QS16G模块与所述环路滤波器的输入相连接，环路滤波器的输出与加法器相连接。本发明在10M~110MHZ的频率条件下，实现两路射频信号相位差的检测，检测功率范围为-10dbm~10dbm，精度±1°，结构简单，使用方便。
【IPC分类】H03L7/085, G01R25/00
【公开号】CN104914309
【申请号】CN201510267757
【发明人】陈照, 赵燕平, 程艳
【申请人】中国科学院等离子体物理研究所
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月22日