功率计和功率传感器工作原理

功率计和功率传感器工作原理计要配假设干个不同功能的功率计探头。图1 功率测量仪器的组成3型功率计和晶体检波式功率计。值发生显著变化，利用电阻电桥测量电阻值的变化，显示功率值。热电偶型功率计则是利用热电偶型功率计中的热偶结直接吸取高频信进展功率测量。晶体检波式功率计使用晶体二极管检波器将高频信号变换为低频或直热敏电阻功率传感器和功率计引起的温升而变。22〔a〕的电路说明对于射衡电桥〕功率计利用称为自动平衡电桥的电路，该电路供给将热敏电阻阻值RT得功率读数。图3 温度补偿式热敏电阻传感器3据加到检测热敏电阻和补偿热敏电阻上的偏置信号来获得功率读数的电路的专4图4 带有温度补偿式热敏电阻功率计原理框图〔N432A〕射频功率由下式给出：Prf=(Vc^2-Vrf^2)/4RRVcVrf10mW---1uW的测量力量〔40dB)100KHZ---1000GHZ的传感器。热电偶功率传感器和功率计台仪器能够容纳宽的频率范围。利用热电偶的功率传感器便能满足这些要求。电阻器的阻值被设计成为传输线供给良好匹配的终端。〔n)型硅和氮化钽电阻材料构成，而薄膜构造则供给工作在超过40GHz频率上所需的小尺寸和周密几何外形5图5 热电偶功率计原理简图热电偶的灵敏度可以借助其直流输出电压的幅度相对于传感器耗散160uV/mW，1.0uW可以用这类传感器进展测量。必需测量的直流电压可能低达0.16uV，所以功率压上或从中减去的任何附加直流偏置。信号工作的另一个开关，它将放大器输出与RC〔电阻器〕滤波器相连或将滤波生的方波的同一半周期充电。滤波器的输出是很简洁加以处理和显示的直流电压。图6 斩波输入放大器和同步检波器图7处理器的功率计中也存在类似电路。现代热电偶式功率计供给在100mW到1uW〔50dB)输入功率范围的功率测量力量。考源相连并按动相应按钮。图7 热电偶功率计原理框图二极管功率传感器和功率计8的非线性函数。某些二极管在很低的外加电压〔mV级〕下将传导显著电流〔uA级)，但仍旧存在非线性关系，并引起遵循外加电压平方〔即平方律响应〕的整流输出，因而听从幂次关系。图9极管传感器将指示复合波形总功率的正确值。图8 二极管功率传感器的检波电路0.1nW(-70dBm)的功率电平，且它50dB，所以平方律二极管可以使用与热电偶传感器一样的功率计。将二极管传感器的工作向更高功率电平〔10---100mW)扩展的功率计可能供给具有很宽动态范围〔70dB〕的测量力量，但在高于10uW9100:1的功率变化，需要二极管的输出指示10:1的电压变化。在这个工作范围，二极管传感器的输出在变成功率指示之前，必需进展平方。利用工作在线性范围的二极管传感器的功率计包含有将二极管的输出续波信号的平均功率的功率计不能准确测量带有任何幅度调制形式的信号的功响应的平方律区域。图9 二极管功率传感器的输出电压随输入功率的变化20dB(10%的谐波电压〕，1%的影响。具90%与1.1倍之间变化的输出。由于传感器的输出随后被平方，故指示功率可能比真值高20%或20%。实际峰值电压取决于基波与谐波的相位关系，所以，没有修正这个误差10波时才增加显著的误差。图10 用于二极管功率传感器的全波检波器极管传感器，功率计构造与热电偶类似。图11 二极管功率传感器和功率计原理框图峰值功率传感器和功率计传感器配