选择RF或微波功率传感器/ 功率计
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的影响,但它可能并不能准确地反映仪器提供稳定的功率测量的速率。稳定的测量不仅取决于采样率,还取决于信号噪声、信号幅度、传感器结构和稳定测量要求的整合时间。例如,功率计的实时采样率是500K样点/秒,读取速率约为每秒读取2000次。即使在-40dBm时,泰克泰克PSM3000功率计仍能在大约1 毫秒内进行稳定测量。PSM4000和PSM5000功率计可以在大约250μs内,在动态范围低端获得稳定测量。在相同功率电平上,普通传感器的典型稳定时间一般在1-4秒。在评价功率传感器的测量速度时,最好对照比较这些传感器,而不是单纯看产品技术资料。
触发--对大多数基本功率测量来说,触发并不是一种关键功能。但是,如果您需要在脉冲式信号的某个部分上进行测量,或想努力缩短高吞吐量ATE系统的测试时间,那么触发是需要考虑的一个重要因素。基本功率传感器触发通常由外部TTL 输入组成。这可以用来把功率测量与其它仪器同步,如信号发生器、网络分析仪、示波器或其它功率传感器。在自动化测试应用中,外部同步测量的能力对缩短测试时间、最大限度地提高吞吐量至关重要。功率计包括一个触发输入和一个触发输出,优化了测试速度。这个触发输出可以告诉您传感器什么时候执行测量,并把这些信息传送给沿线的其它仪器。
新型传感器还提供了更加先进的功率电平触发功能。这些传感器可以相对于输入RF信号实现测量同步。在测量脉冲式信号,进行突发测量时,这种触发非常重要。我们将在本应用指南"突发测量和脉冲曲线"部分进一步对此展开探讨。
测量功能
为应用选择适当的功率传感器明显取决于您需要测量的信号特点。但在某种程度上,您可以经济地测量的项目也可能会引导您的测试战略。传感器的测量功能包括基本平均功率测量直到您希望从矢量信号分析仪或专用脉冲分析仪中看到、但可能没有预期从功率传感器中看到的详细脉冲特点。
平均功率测量
大多数功率计能够在连续(CW)信号上提供准确的平均功率测量功能。这些常见信号拥有恒定的幅度和频率。它们相对并不复杂,大多数USB 功率传感器都能执行平均功率测量。图3是连续波信号实例。所有功率计都能准确地测量平均功率。尽管所有USB 功率传感器都能测量平均功率,但有一个子集,其平均功率测量称为"真实平均功率"或"真实RMS"。
什么是真实平均功率测量?
真实平均功率测量提供传感器上发生的总功率,而不管输入信号的调制带宽是多少。可以使用带有热量检测单元或在平方律区域内使用二极管检测器,来测量真实平均功率。热量传感器根据RF能量产生的热量生成真实平均功率测量数据。真实平均功率二极管检测器包括整合检测器收到的能量使用的电容,进而获得近似于热量传感器获得的测量数据。
由于泰克泰克PSM3000功率计是真实平均功率传感器,因此它们特别适合在宽带调制信号上执行测量,可以测量传感器输入上发生的所有RF能量,而不管功率是脉冲式的、CW、AM/FM、还是采取复合调制格式。
测量脉冲式RF 和微波信号
选择传感器分析脉冲式信号带来了更广泛的一套备选方案和某些额外的考虑因素。脉冲式信号在RF应用中非常流行,如在雷达及采用时间复用的数字通信格式中。
在测量脉冲式信号时,用户可能仍会关心整个信号的平均功率,但脉冲的特点变得更加重要。了解脉冲内部包含的平均功率和峰值功率,是检定功放及脉冲式系统中其它信号路径要素的关键组成部分。
USB 传感器提供新的优势
与传统功率计和传感器配置相比,当前基于USB的功率测量系统有着某些重要优势。
成本低--由于USB传感器直接连接到PC上,因此不要求基本单元。这节约了成本,由于多个传感器可以使用一台计算机,因此USB 传感器非常经济。
尺寸和便携能力--USB功率传感器灵活性高,因为重量轻、体积小。它们可以用于普通功率计不适合或很麻烦的应用中。多个传感器可以嵌入自动测试系统中,或部署在边远地点。在实验室中,它们体积小,占用的机架和工作台空间少。
集成测试系统--USB功率传感器
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