基于AD8302幅相检测器

1.产品简介

采用AD8302芯片实现对两路信号的幅度比（对数）和相位差进行检测，幅度比检测范围为±30dB，相位差为0~180°，支持多点校准。背部装有16430电池，可使用电池供电，项目使用STM32G031G8U6作为主控，改变设置使用按键操作，幅度比和相位差等信息通过板载LCD显示。

2.应用场景

1、信号鉴相检波

2、电子设计大赛

3、教学演示

4、导航20KHz信号解调

3.产品概述

这是一款方便好用的AD8302幅相检测模块。模块核心使用ADI公司的高精度用于RF/IF幅度和相位测量的单片集成电路，能同时测量从低频到2.7GHz频率范围内的两输入信号之间的幅度比和相位差，将两路信号的幅度比和相位差转换为电压，使用STM32的12bit ADC采样得到电压进行转换。上电和充电后有电源和充电指示灯，各种参数通过板载LCD实时显示。人机交互的方式是按键。屏幕放在下方来看，右侧按键长按实现软件复位和BOOT下载，短按则可以实现跳过校准；中键短按切换检波和鉴相模式，默认为鉴相模式，校准时长按实现软件复位；左键实现校准时的确定。此外，单片机采用了STM32G031G8U6，成本低，外设丰富。使用串口下载代码方式，无需额外USB-TTL，方便代码二次开发，可以同时充当一片入门级的开发板。模块的代码架构使用的是基于rt-thread的nano操作系统，运行高效稳定。目前实现了两路信号的幅度比和相位差的实时测试，支持多次多点校准等主要功能。

4.产品参数

1.输入电压：5V(USB-Type-c)或3.7V(16430锂电池)；

2.检波鉴相信号频率范围：DC-2.7GHz；

3.芯片测量幅度比转换电压步进：+30mV/dB；

4.芯片测量相位差转换电压步进：±10mV/DEG；

5.输入电压功率范围：-60dBm-0dBm(输入阻抗50Ω)；

6.测量芯片：AD8302芯片；

7.控制方式：板载按键；

8.尺寸：52.0mmx30.0mm，2层PCB设计；

产品正反面分布图如下两张3D图分别所示：

5.使用说明

1.使用模块前需要检查+5，+3.3是否对地短路，检查无误后才可以进行下一步操作。

2.使用电池供电，需要注意电池的正负极，否则将烧坏两枚LDO芯片。如果电源指示灯亮起且明亮则说明正确供电并且电池电量充足。

3.注意待测的两路信号不要超出芯片输入功率最大值，防止烧毁芯片。

4.按照屏幕指示，调节数字信号源等其他高精度仪器的参数完成相位或者幅度校正。

5.校正完成后，自动开始测量。若切换模式且该模式仍未校正，则不可跳过校正。反之，经过一次校正后可以跳过。

6.备注

1.本模块是需要下载固件驱动的，详细文件请在附件中查看固件和“固件使用说明”。

2.所有芯片采用通用型芯片，成本较低，预估小批量（20PCS）平均单价在30元-40元左右（所有物料，含PCB，具体价格以市场为准。

3.固件、使用教程以及SMT中没有的器件请在附件查看。

4.若需本模块正常使用，还需自备信号源或者其他精度较高的仪器进行校正，校正直接影响了检测精度。

5.在原理图中有一个器件需要注意，如果需要使用uart下载DE1调试焊盘是需要焊接的，在原理图中标注为DE1。

6.本模块的测试精度受多种因素印象，包括但不限于校正设备、芯片体质和ADC量化精度。

7.测试结果和测试视频

使用普源信号源对模块进行校准，然后INA输入10MHz、100mV的正弦波，INB输入10MHz、5mV的正弦波，两路信号相位差恒定为零。模块板载LCD显示模块幅度比测试电压0.21V，计算两路信号幅度比为-12.97dB。

使用普源信号源对模块进行校准，然后INA输入10MHz、100mV的正弦波，INB输入10MHz、100mV的正弦波，两路信号相位差为100°。模块板载LCD显示模块相位差测试电压0.88V，计算两路信号相位差为100.780°。

该视频演示了模块使用的全过程。首先上电后或者复位后是一段开机动画。接着默认进入相位差测量模式，在LCD的提示下依次对相位差测量模式进行五点校准，分别是其他条件一样，相位差为0°、2°、90°、174°和180°。校准完成后，开始实时测量两路之间相位差，不难发现，模块显示的相位差数值与信号源实际输出两路信号的相位差十分接近，误差小于1°之内，且反应迅速，跟踪灵敏。然后按下中间键切换测量模式并与相位差测量校正类似，进行了两路信号的幅度比校正。调节信号源使得两路信号源输出信号初始相位一致。调节A路信号幅度，使得满足LCD提示的幅度比（dB），分别为-13dB、-10dB、0dB、10dB和13dB。完成校正后，开始实时测量两路之间幅度比，不难发现，模块显示的幅度比与信号源实际输出两路信号的幅度比十分接近，误差小于0.1dB之内，且反应迅速，跟踪灵敏。综合来看，符合设计要求。