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      解惑:射頻功率穩定性測量常見問題


        來源: 羅德與施瓦茨中國 時間:2021-07-28 編輯:清風
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      在射頻工程應用領域,經常需要長期監測射頻鏈路某處的功率值及其穩定性,設計和測試人員需要關注哪些因素,來確保監測數據的準確性和一致性?數據異常時的分析方法又如何?


      功率傳感器的選擇


      標準監測設備是功率計,業內公認功率計是射頻功率測量最準確的儀器設備。當前主流商用功率傳感器的類型分為熱電傳感器和二極管傳感器,其中二極管傳感器通常采用多通道測量技術,用不同視頻濾波器帶寬VBW,又分為通用型 ( VBW ≈ 150kHz ),平均型 ( VBW ≈ 150Hz ),寬帶型 ( VBW ≥ 30MHz )。


      熱電傳感器如 R&S NRPxxT,例如NRP18T頻率范圍DC~18GHz,NRP40T頻率范圍DC~40GHz;通用傳感器如 R&S NRPxxS,例如NRP40S頻率范圍10MHz~40GHz;平均傳感器如 R&S NRPxxA,例如NRP18A頻率范圍8kHz~18GHz;寬帶傳感器如 R&S NRP-Z8x,例如NRP-Z85頻率范圍50MHz~40GHz。


      下表比較上述幾種類型傳感器的指標,對于功率在-10~0dBm的連續波測試,溫度范圍20~25°C,平均功率測試的準確度,熱電傳感器最準,其次是通用和平均型,最差是寬帶傳感器。



      測量功率范圍也是一個需要關注的指標,上述功率傳感器的功率測量范圍如下表,在選型之前需要根據測量目標功率選擇合適的傳感器。



      選型指南



      功率在-10~0dBm的連續波測試,選擇熱電傳感器;



      當被測信號功率小于-30dBm時,選擇通用型傳感器;


      寬帶傳感器可以監測脈沖包絡電平數據,并由此自動計算峰值和平均值功率,還有脈寬和周期等時間參數;熱電和通用傳感器通常準確測量平均值功率,也可以通過輸入占空比數值,計算獲得峰值功率。


      功率計測試連接和布置


      功率監測的連接布置如下圖,將定向耦合器接入信號傳輸鏈路,傳感器A監測前向功率,選配傳感器B監測反射信號功率。



      這樣的測試連接方法,可應用于信號傳輸節點的功率穩定性長期監測。例如,信號源或功放的長期穩定性測量,即“老煉試驗”。


      影響準確性和一致性的因素


      測試中如果發現數據異常,需要分析定位其原因,確保數據是真實測量結果數據。


      環境因素:溫濕度、噪聲和振動等,會影響測試結果數據的準確性。例如溫度變化造成的測試數據波動,約為0.002~0.004dB/K;外界射頻噪聲干擾測試結果。


      被測設備特性或缺陷:在監測過程中,被測設備可能偶然出現暫時不正常工作狀態,例如真空管放大器老煉試驗過程中可能發生“打火”現象,這對功率傳感器而言可能是“毀滅級”的。


      信噪比帶來的不確定度:溫濕度、噪聲和振動等,會影響測試結果。例如溫度變化造成的測試數據波動,約為0.002~0.004dB/K;外界射頻噪聲干擾測試結果。


      功率傳感器調零和修正因子:功率傳感器的調零Zero就是自校準,注意在調零時,傳感器空載,不可輸入信號;如果工作環境溫濕度變化程度較大時,建議進行一次調零。


      功率計測量時,需要輸入被測信號的載波頻率,用來激活相應頻率處的修正因子;輸入頻率錯誤會造成錯誤的測量數據。


      關鍵詞:射頻 測量 熱電傳感器    瀏覽量:8955

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