第四章 功率测量.ppt

步骤—— 第一步：调节脉冲包络的参考； 第二步：调节连续波输出的频率和脉冲频率一致并使连续波经检波后在示波器上和第一步有同样的幅度； 第三步：在功率计上测出连续波的平均功率。 最后，利用公式可计算出脉冲功率。 * 直接脉冲法 3.5.3 直接读数法 如果采用峰值功率计,就可以直接采用前面讲述的连续波功率测量方法对功率进行测试,这里不再讲述. * 功率测量中，最常测量的是平均功率，脉冲功率和峰值包络功率可由测量的平均功率按已知的占空系数计算而得,也可由峰值功率计、峰值分析仪测量而得。 在直流和低频信号时，电压测量简单直观，如果需要功率，计算也非常简单。P=VI。 然而，当频率接近1GHz时，直接功率测量在绝大多数应用中普遍盛行，因为此时直接测电压和电流是不切实际的。其中一个很重要的原因是电压和电流沿无耗传输线不同位置变化，而功率时恒定的；如果时波导传输线，电压和电流难以定义；因此，对射频微波而言，功率易于测量也易于理解，比电压和电流应用更广泛。 * * * * * * 功率探头的其它不确定度 功率探头存在效率的不理想。有两个参数定义探头的设计效率，即有效效率和校准因子。 有效效率定义如下ηL= Psub/PL PL 为吸收的净功率，Psub 是对正在测量的射频功率的替代低频等效。 校准因子是将有效效率和失配损耗结合一起的探头修正系数。校准因子用Kb表示，定义如下： Kb =Psub/PI 在上式中PI是指功率探头输入端口上的入射波功率 引起测量误差的其它因素 (1)参考振荡器 (2)功率线性度 (3)功率计主机 零点调节 噪声 漂移 ±1计数 * 功率线性度 功率探头的线性度 功率计主机的线性度 线性误差（%）=（ – -1）*100% 功率探头的阻抗特性 反射系数、回波损耗 电压驻波比（VSWR）， p= RL= -20log(p) SWR= （1+ p）/（1- p） p为反射系数，RL为回波损耗，SWR为驻波比。 R2 R1 - ZL-Z0 ZL+Z0 P1 - P2 Calculation of Mismatch Uncertainty Signal Source 10 GHz Power Sensor Power Meter Mismatch Uncertainty = ±2 · r · r · 100% SOURCE SENSOR SOURCE SWR = 2.0 SENSOR SWR = 1.22 r = 0.33 r = 0.10 下面我们按小,中,大三个不同功率范围来讨论功率测量方案. 具体范围: 小功率: 1mw (0dBm) 中功率: 1mw to 10W (0dBm to 40dBm) 大功率: 10W ( 40dBm) * 第二节 小功率测量 * 采用功率计的测试方框图 * 一些传感器具有代表性的检测功率范围： 　　　 　　　-70dBm ~ -20dBm 　　　-30dBm ~ +20dBm 　　　-17dBm ~ +35dBm 　　　-10dBm ~ +35dBm * 校准 1. 连接系统，在待测件（DUT）处连接校准电缆; 2. 打开信号源及功率计电源开关，使信号源输出最小; 3. 如果要采用相对功率读数，调节信号源的输出使功率计上显示有一个合适的数值，记下这个数值作为参考功率; 4 如果要采用绝对功率读数，调节源的输出使功率计上显示为0dBm。（如果待测件为有源器件如放大器检查一下对该器件的最大输入是多少，因为可能0dBm信号驱动时可能在功率计上超范围了。此时可以采用诸如-5dBm或-10dBm作为参考）。 * * 采用频谱仪的测试方案 * 频谱仪测试举例 * 第三节 中功率测量 * 在微波功率测量当中,大约95%都属于中功率部分,前面我们已经定义了中功率的范围: 0dBm to 40dBm. 相比小功率测量,中功率及大功率测量必须考虑所选元件,及探头的功率处理能力,不然,后果会很严重. * 中等功率测试方框图 * * 对于衰减器的功率处理能力的考虑 衰减器衰减量:10dB 承受功率:0.5W 在上面的测试方案中,衰减器的输入功率只有20dBm,所以在该方案中,这个衰