自动平衡的射频小电压标准

本文介绍的"自动平衡的射频小电压标准"成功地应用于766厂研制的DO-29型校正接收机中，也可直接用来校准射频电压表及其它无线电设备。

该标准使用了经过改进的镇流电阻座，充分发挥了测量射频小电压的优点；使用了电调衰减器，实现了电桥的自动平衡。因此其技术指标达到了国内先进水平，具有精度高、性能稳定、使用方便、体积、成本低等优点。其主要指标如下：

频率范围：100～1000MHz（DO—29机只要求470～1000MHz）
标准电压：300mV
工作误差：2%
使用条件：+5℃～+35℃

一、工作原理

1、镇流电阻座

镇流电阻片的结构如图1所示，它是由两根细而短（直径1.8～2μm,长2mm）的铂金丝粘结在一个被银的云母片上，其剖面部分是被银的电极，每节铂金丝的直流电阻约为140Ω，记为RT1、RT2。该镇流电阻片装在一个同轴系统的结构中，如图2所示，称之为镇流电阻座。对于镇流电阻RT1、RT2来说，它是垂直置于TEM型场的同轴线中，而且较薄，因此我们认为TEM型波在此结构中传输未受干扰。其中隔直流电容使得镇流电阻上的直流不与射频标准电压一道输出。此电容足够大（6800pf)，故不会使得射频标准电压产生误差。由于结构关系，镇流电阻片所在的截面（称之为标准面）与比较面（即实际使用的标准电压面）有3mm的距离，这将使射频标准电压产生误差。当然在DO-29型校正接收机中可以在输入开关端加长3mm来修正，但作为一个单独的射频小电压标准来说，确是一个系统误差。

我们在使用镇流电阻时，将RT1、RT2并联应用。这样，镇流电阻的一端可以接地，结构简单，电气连接方便，避免了电气悬地时易烧坏的缺点，而且可以承接较大的电流。虽然镇流电阻的灵敏度有所下降，但我们使用的电桥及平衡指示电路的灵敏度很高，故对本电压标准精度无影响。

构成镇流电阻之铂金丝的电阻具有正温度系数。图3中RT、R2、R3、R4构成一个电桥，当电桥上只加有直流电压E1而没有射频电压时，调整R4使电桥平衡，则镇流电阻RT上吸收的电压功率为 （其中RT=RT1//RT2）。

再改变R1，使镇流电阻上的直流电压下降到E2，同时接通射频振荡器，调节R5以控制加在镇流电阻上的射频电压，使电桥第二次平衡。那么我们认为，第一次平衡时镇流电阻上的直流功率和射频功率之和，即有如下关系：

　          (1)

其中：

E1为第一次平衡时镇流电阻上所加的直流电压。

E2为第二次平衡时镇流电阻上所加的直流电压。

Erf为第二次平衡时镇流电阻上所加的射频电压。

由式（1）可得:

       (2)

由式（2）可以看出：如果我们要获得一个预定的射频标准电压，则可以先在电桥上设定一个已知的足够大的直流电压E1（这个直流电压应大于所需的射频标准电压之值），然后根据所需射频标准电压，利用式（2）算出 E2之值，按上述原理第二次平衡时的射频电压就是利用这个关系，取E1=0.7070V，E2=0.6402V，刚输出的射频标准电压。本小电压标准就是利用这个关系，取E1=0.7070V，E2=0.6402V，则输出的射频标准电压Erf=300mV。

为了获得一个精度高的射频标准电压，如果电桥的灵敏度相当高的话，只要将两次直流电压E1、E2精确地测试就可以了。这就是镇流电阻能给出射频标准电压的基础。

2、电路简介

射频小电压标准电原理简图如图4所示。它是由电桥、平衡指示及控制电路、射频振荡器、电调衰减器和镇流电组座组成。射频振荡器应在全频段内输出功率大于25mW，波动不大于6dB，谐波小于26dB，频率范围100～1000MHz（实际频率上限还可提高），在此条件下对射频信号几乎不产生失真，为自动平衡控制提供了条件。镇流电组电桥的原理与前节所述大致相同。

如图4所示，镇流电组座之RT通过电调衰减器与R3、R4、R5组成电桥，电压表CB1指示镇流电组上的直流电压（即前述的E1、E2之值）。第二次平衡时镇流电组上有射频电压，它通过电调衰减器中的L2、C5、C6构成的低通道滤波器，电桥的其余各臂不会再有射频电压。平衡指示电路接在电桥的对角线上，CB2平衡电表指示电桥是否平衡。当直流电压+E接通，开关放在DC时，则直流电压通过R1进入电桥。调节R1和R5就可以使电压表上指示0.7070V，且电桥平衡，此时镇流电组上的电压E1=0.7070V。然后将开关放在AC档，此时将接在电桥A点的电阻R2接地，这显然降低了A点的阻抗，因此A点电压下降，如果调节其阻值恰当的话，便可使镇流电阻上的直流电压为0.6402V。与此同时，射频振荡器的电压加到了电调衰减器，并经过电调衰减器加到了镇流电阻上。可以设想，