信號檢測電路用于檢測信號經過被測網絡后其幅度和相位的變化規(guī)律。被測網絡的幅度是指被測電路接收端信號相對于信號源輸出的增益，而相位是指兩者的相位差值。信號檢測電路的作用在于檢測被測網絡的幅度和相位差，并轉換為可以被DSP接收的數字量。

4.1方案設計

對幅度和相位的檢測，既可以采用數字的方法，也可采用模擬的方法。采用數字的方法一般要先通過模擬/數字轉換器將信號轉換為數字量，通過軟件對增益和相位進行檢測，但由于信號頻率最高達10MHz，所以該方法要求高速ADC，而且由于被測網絡的輸入信號幅度達60dB，這樣就要求ADC的分辨率至少在14位以上，顯然難以實現，因此該方法不能采用。

采用模擬方法有多種實現方式。如可以使用模擬乘法器，其原理是把被測網絡的輸入輸出信號模擬相乘，則增益信息在模擬乘法器輸出信號的直流分量上，相位信息在模擬乘法器的交流分量上，該方法抗干擾能力差，要對模擬乘法器的輸出信號進行直流和交流檢波，必然產生損耗，不能達到很高的精度。在本系統(tǒng)中采用專用的增益相位檢測器件——AD8302 [25]，比用多個器件進行檢測準確度高，有較強的抗干擾能力，并易于控制。

由于增益相位檢測器AD8302要求被檢測的兩路信號功率在-60dBm~0dBm范圍內，為防止損壞器件，需對兩路信號進行功率調整，本系統(tǒng)使用了易于數字控制增益的可控增益放大器AD8369和對數放大器AD8307構成一個反饋系統(tǒng)進行自動調整。對數放大器AD8307可以對信號的幅度進行檢測，通過被檢測到的幅度范圍，系統(tǒng)調整可控增益放大器AD8369的放大倍數，使增益相位檢測器AD8302能夠有效地對被測網絡的增益和相位進行檢測。

將模擬增益和相位檢測結果轉化為數字量的方法是采用ADC，由于檢測結果是個慢變信號，因此對ADC的速度要求較低，本系統(tǒng)中具有3路模擬量要轉化為數字量，因此選用了多通道模數轉換器件——ADS8364，該器件為16位ADC，內部具有相互獨立的6個ADC，可以對6路模擬信號進行轉換，每個ADC的轉換頻率為250KHz，內部有2.5V參考電壓，并有輸出數據緩沖，可支持多種工作模式。

另外，由于AD8302檢測的相位是0~180度之間，不能給出相位是超前還是滯后，所以需要相位極性判斷電路對相位進行判斷，其電路主要由分頻器電路、施密特觸發(fā)器、D觸發(fā)器等組成。

信號檢測電路的硬件設計方案如圖4-1所示。

圖中，參考信號來自掃頻信號源，實際取自DDS的輸出端，這樣可以減小該信號功率的變化范圍。輸入信號是被測網絡的輸出信號。模數轉換器ADS8364的輸出和D觸發(fā)器的輸出接到DSP的數據線上。

4.2檢波與鑒相電路

這部分電路是把被測網絡的輸出信號和參考信號進行適當的放大或衰減，再對這兩路信號進行幅度和相位差檢測。

放大或衰減功能由可控增益放大器實現，幅度和相位的檢測直接由AD8302來完成，相位極性的判斷由D觸發(fā)器給出。

4.2.1增益相位檢測芯片AD8302

AD8302是ADI公司生產的帶寬達2.7GHz的增益相位檢測器，內部具有兩個對數放大器和一個相位檢測器，輸入信號功率范圍為-60dBm~0dBm（50系統(tǒng)），AD8302把兩輸入信號幅度之比（即增益）轉化為電壓輸出，其范圍為0~1.8V，表示增益范圍為-30dB~+30dB，兩輸入信號的相位差也轉化為電壓輸出，其范圍為0~1.8V，可表示兩信號的相位差為180度.其內部結構如圖4-2所示。

圖4-2中的引腳MFLT為增益電壓輸出的低通濾波引腳，常在該引腳加濾波電容，本系統(tǒng)中采用0.01μF的濾波電容。引腳OFSA與OFSB用于為對數放大器提供偏移補償電容，COMM為器件公用模擬地。