自动平衡的射频小电压标准

如果适当地调整电调衰减器的衰减量，可以使得电桥达到第二次平衡。那么，镇流电阻上的射频电压即为我们所需的射频标准电压300mV。平衡指示及控制电路就是完成自动控制电调衰减器，使电桥第二次平衡的电路，电调衰减器的衰减曲线如图5所示。当电桥处在第二次平衡时，图4中B点的输出电压为-Vμο，电调衰减器的衰减量为Bο，射频标准电压为300mV。当镇流电阻上的射频电压不为300mV时，则电桥不平衡。设射频电压高了，则镇流电阻吸收的功率多，电阻较平衡时大，电桥平衡被破坏，平衡表CB2指针将会偏转，同时E在B点上增加一个ΔE电压，即-VB+=-VBO+ΔE，那么电调衰减器的衰减量增大，降低了镇流电阻上的射频电压，直至此射频电压为标准的300mV。同理，如果射频标准电压较300mV低，也可以通过平衡指标及控制电路来实现自动平衡。显然，所构成的自动控制环路应有足够的电调范围和较快的响应速度（或时间）。

二、误差分析

一个电压标准的误差不仅与标准的误差有关，而且与它所构成的测试系统及操作有关。现将本小电压标准的误差作简要的分析。

1、镇流电阻引起的频响误差

1）由于镇流电阻的电感引起的频响误差δf

从图1中可以看出，镇流电阻是由两根短而细的铂金丝构成，在射频应等效为纯电阻和电感的串联。这样一来，镇流电阻的阻抗随频率而变化，使本小电压标准将产生频响误差。当f=500MHz时δf=0.22%，当f=1000MHz时δf=0.85%。

2）由于趋肤效应引起的误差

计算表明，此项误差可予忽视。

2、传输效应误差

镇流电阻座的标准面与比较面有3mm距离，比较面上的电压不是标准面上的标准电压，由此引起的误差称为传输效应误差δ传。当f=1000MHz时，3mm距离引起的误差δ传≈0.2%。

3、由于直流电压E1、E2测量不准引起的误差

从式（2）得知     ，照传统方式，E1、E2的误差方向是不定的，由此引起的误差应为δE。一般来讲，δE为直流电压误差的2倍，但在该小电压标准中，采用了自动平衡及控制电路，该项误差要小得多。引起直流电压不准的原因主要有：

1）测试过程中，操作者在校正直流电压时产生的直流电压误差。本小电压标准不大于0.2%。

2）在整个使用温度范围内（+5℃～+35℃)直流电表指示误差小于±0.2%。

3）接线直流电阻引起的误差为0.228%。

上述三项误差引起的直流电压精度约为0.63%，故δE=0.425%。

4、镇流电阻分辨率引起的误差

该项误差远小于0.1%，可以忽略。

5、射频失真引起的误差

当射频电压的波形失真时，则镇流电阻在工作过程中受到所需的标准电压（即基波）和谐波的"加热"，而送出的标准电压是预定的射频频率电压，即为校正电压，这样一来由于谐波作用便产生误差，其值约为0.1%。

6、由于信号泄漏引起的误差

在本小电压标准中，采用了较为严密的防漏措施，隔离度大于80dB，故此项误差可以忽略。

7、电源稳定性引起的误差

本电压标准要求电源稳定性为0.01%，由此而引起的误差可以忽略。

8、自动平衡及控制电路波纹引起的误差

由于自动平衡及控制电路在控制过程中总有一个动态过程，再则电桥和平衡及控制电路的灵敏度都很高，易受到干扰，因此在电调衰减器的控制端（即图4中的B点）除了控制衰减的直流外还叠加了一个波纹电压，我们将它控制在远小于1mV，故所引起的误差可以忽略。

以上是本小电压标准的误差主要来源。就其误差性质来说，分随机误差和系统误差两种，有的误差是完全可以修正的。我们采用了各项误差绝对值相加的方法，则得1.575%，考虑到大量生产、使用的可靠性和测试（比对）的可能性，故确定本小电压标准精度为2%，由此可见富裕量较大。

三、比对结果

为了验证本标准的精度，我们曾多次用薄膜电阻座进行过比对。我们认为，要获得一个高精度的射频电压标准，电压标准本身的精度要足够高是不言而喻的，然而用来作为比对的射频电压标准的精度，过渡指示器的精度、整个系统的稳定性是非常重要的。

现将78年7月在北京邮电科学研究院计量室用GDB-1直流替代的薄膜电阻座的电压校准装置进行比对的结果列于下表。

四、结束语

我们认为，本小电压标准已达到预定要求，具有精度高、体积小、成本低、性能稳定、使用方便等特点。与国内同类型的射频小电压标准比，达到了先进水平。

本小电压标准不仅可用作DO-29校准接收机的电压标准，而且可以直接校准各种电子