选择RF或微波功率传感器/ 功率计

引言：从普及的手机到完善的雷达系统，功率测量是任何RF或微波产品开发周期的基础。毫不奇怪的是，除了应用以外，调制范围和复用方式变化也非常大。这种情况再加上以前为高端分析仪预留的功率计中提供的各种新功能，使得RF或微波功率测量系统的选择比以前更加复杂。由于制造商产品技术资料中提供的产品和技术数据变化很大，因此在制订采购决策前，评价功率传感器的最佳途径是进行对照比较。本应用指南将介绍购买USB功率传感器时要考虑的部分因素。

要考虑的基本因素
选择USB功率传感器涉及许多与传统功率计和传感器相同的指标，频率范围、动态范围、准确度、清零和校准、测量速度和触发等因素对选型过程仍至关重要。

频率范围--率传感器的频率范围非常广，覆盖从几kHz～110GHz的频率范围。最常用的频率范围是6GHz～20GHz。由于功率传感器是宽带检测器，因此它们在整个频率范围内检测输入上所有RF功率。传感器内部存储的校准表会考虑传感器的频响变化。

动态范围--态范围是传感器能够进行实用测量的功率范围。这个范围取决于采用的传感器技术类型。基于二极管的传感器动态范围最宽，通常在-60dBm～+20dBm或更高。宽动态范围与快速响应时间相结合，使二极管成为大多数应用首选的解决方案。通过使用校正因数及使用多条二极管路径，二极管传感器把二极管的实用范围扩展到平方律区域之外，实现宽动态范围。在使用多条路径时，在这些路径之间切换使用的方法可能会影响线性度。大多数传感器次测量一条路径，在某个门限上切换，一般是在范围中点周围。这个跳变点变成潜在的不连续点或粘滞值，可能会导致非线性度或测量延迟。泰克功率计同时连续数字化两条路径，在跳变点上使用加权后的平均值。这可以在多条测量通道之间实现平滑连续跳变，在所有时间提供传感器的动态范围，而没有不连续点。

与基于二极管的传感器相比，基于热敏电阻的传感器的动态范围有限，在-20dBm～+10dBm之间；而电热偶传感器的动态范围一般则在-35dBm～+20dBm之间。

大多数功率传感器典型的最大输入功率是+20～+23dBm。如果超过这个值，则会损坏传感器。可以使用功率衰减器和耦合器，降低功率传感器输入上的最大功率，位移传感器的动态范围。这有助于减少可能发生的意外损坏，但使用功率衰减器会在传感器和衰减器之间增加反射。这些反射会降低测量准确度，要求正确匹配及更多的设置时间，来校准VSWR不匹配。

准确度--整体准确度是多种误差来源的综合结果，一般通过以标准化方式综合多种误差计算得出。这些误差来源包括：传感器到DUT不匹配、校准因数、线性度、噪声、温度和零偏置。尽管全面讨论这些来源超出了本应用指南的范畴，但应该指出，这些误差因素通常以RSS方式组合在一起。与泰克一样，大多数制造商遵守《ISO测量不确定度表达指引》，其中全面详细地解释了多种不确定因素怎样组合在一起。功率传感器的整体准确度在2%～5%之间，具体视制造商及采用的检测技术类型而定。

清零和校准--校准功率传感器时，要求把传感器连接到外部参考源上。清零传感器通常要求把传感器从被测器件上断开。清零和校准要求是重要的考虑因素，因为这些要求会提高测试时间，增加费用，特别是在自动测试系统中，每一秒都至关重要。如果功率传感器要求定期清零或校准，那么ATE 系统必须设计成适应这些程序。这通常要求结合使用昂贵的开关、手动设置程序或专用软件。校准要求使用外部参考源，清零通常要求用户断开被测器件。

泰克功率计完全消除了用户清零和校准，提供了完美的测量稳定性和准确度，缩短了测试时间，减少了连接器磨损，降低了软件和开关硬件。泰克PSM 功率计采用已获专利的技术，确保在整个温度范围内的稳定性和校准，在变化的环境温度中，其准确度要超过市场上任何其它传感器。大多数其它功率传感器要求清零，至少在某些条件下，如环境温度变化或在测量低电平信号时。请查阅仪器用户手册，确认要求清零或校准的情况。

测量速度--功率传感器一般会指定与测量速度有关的多个参数，使用的术语在不同制造商之间会变化。产品技术资料上经常看到的部分典型术语有"采样率"、"读取速率"、"测量速率"。采样率是模数据转换发生的速率。读取速率说明仪表可以以多快的速度把原始样点转换成测量数据。这些都是重要的指标，但根本问题是："我可以以多快的速度得到稳定的测量数据？"传感器的采样率有助于确定传感器测量脉冲特点的能力，但采样率高并不能直表示快速稳定的测量。读取速率对测量速度有着更直接