基于开关双乘法器的 360$^\circ$ 相位检测器单元

本文提出了一种 360$^\circ$ 相位检测器单元，用于对多输出系统执行相移测量。能够检测最大 $\pm$90$^\circ$ 范围的模拟相位检测器已被用于对同相和相移后的两个信号进行双重乘法运算。所提出的解决方案将频率范围扩展到了其他需要满足正交条件的解决方案之外。随后，通过使用四条直线方程来表征相位检测器的响应，讨论了在混合耦合器内达到相移理论极限 ($\Phi$ < 90$^\circ$ $\pm$ 90$^\circ$) 的可能性。所提出的解决方案将相位检测范围扩展至 360$^\circ$，并提高了对混合耦合器内阻抗失配和相位偏差的抗干扰能力。为了验证所提设计的可行性，使用一个在 3.1-5.9 GHz 下具有 92.5$^\circ$ $\pm$ 0.5$^\circ$ 相移的商用混合耦合器、一个外部开关和一个具有 2 kB 内存的微控制器实现了相位检测器单元原型。测量结果表明，在 2.7-6 GHz 的测试频带内检测范围达到 360$^\circ$ ($\pm$180$^\circ$)。