技術(shù)概述

介紹

新的N432A功率表是432A功率計(jì)的替代型號(hào)，提供了增強(qiáng)功能和令人興奮的功能。

這個(gè)新的N432A熱敏電阻功率計(jì)工作wan美的Keysight技術(shù)溫度補(bǔ)償熱敏電容安裝傳感器，這是478A和8478B型號(hào)。

該功率計(jì)與這些傳感器一起，可測(cè)量-30 dBm至+10 dBm的射頻功率，覆蓋100 kHz至18 GHz的頻率范圍，是Keysight提供過(guò)的最jing確的功率計(jì)，計(jì)量精度為±（0.1%+0.5uW）。

熱敏電阻安裝

熱敏電阻是一種電阻隨溫度變化而大幅度變化的電阻器。大多數(shù)熱敏電極是負(fù)溫度系數(shù)（NTC）器件，通常由金屬氧化物化合物制成。

這意味著熱敏電阻的電阻隨著溫度升高而降低，如電阻-溫度曲線(xiàn)所示。

然而，也有一些熱敏電阻具有正溫度系數(shù)（PTC）。在這種情況下，當(dāng)溫度升高時(shí)電阻會(huì)增加。目前，Keysight提供兩種基于熱敏電容安裝概念的具有NTC特性的RF功率傳感器，分別是478A和8478B。

直流自平衡橋

如前所述，N432A是在圖3所示的小麥?zhǔn)云胶鈽虻幕A(chǔ)上運(yùn)行的。從熱敏電阻座開(kāi)始，當(dāng)射頻功率施加到它上時(shí)，散熱會(huì)導(dǎo)致熱敏電抗（RT）降低。

然后調(diào)整（由差動(dòng)放大器控制的）氣壓計(jì)電流源，以減小偏置，直到電阻恢復(fù)到施加功率前的值。在這個(gè)階段，放大器的差動(dòng)輸入等于零。

整個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自平衡橋或自動(dòng)無(wú)功狀態(tài)，當(dāng)R1/RT=R2/R3時(shí)會(huì)產(chǎn)生無(wú)功狀態(tài)。在N432A功率表中，R1是用戶(hù)在前面板上設(shè)定的電阻值，以匹配所使用的熱敏電阻安裝傳感器的電阻。

此外，R2/R3等于1，因?yàn)閮蓚€(gè)電阻都是1kΩ。因此，將熱敏電阻恢復(fù)到相同電阻所需的偏置功率的變化等于在熱敏電極安裝座中耗散的功率。

運(yùn)作理論

橋電路由兩個(gè)獨(dú)立的直流自平衡橋組成，第一橋稱(chēng)為射頻橋，用于檢測(cè)射頻功率，第二橋稱(chēng)為補(bǔ)償橋，用于補(bǔ)償環(huán)境溫度漂移。

這是因?yàn)闊崦綦娮柙诓煌沫h(huán)境溫度下會(huì)有不同的特性曲線(xiàn)，環(huán)境熱敏電極的讀數(shù)被用來(lái)校正傳感器熱敏電容的讀數(shù)，這種雙橋運(yùn)算稱(chēng)為補(bǔ)償模式。

如前所述，在運(yùn)行過(guò)程中，兩個(gè)橋?qū)⒈黄胶?，在橋頂部的兩個(gè)電壓，VRF和VCOMPENSATED將被送入信號(hào)調(diào)理塊緩沖和增益調(diào)整，增益調(diào)整然后被送入儀表ADC，在信號(hào)調(diào)理座，V0和V1也將被測(cè)量，V0與V1是計(jì)算功率測(cè)量所需的電壓。

從公式 1 中，V0 是當(dāng)沒(méi)有射頻功率施加到熱敏電阻安裝傳感器時(shí)，電橋電壓差 （VCOMPENSATED ? VRF）。相反，V1 是施加 RF 功率時(shí)的電橋電壓差 （VCOMPENSATED ? VRF ）。R 是熱敏電阻電阻值。VCOMP0 是熱敏電阻安裝傳感器未施加 RD 電源時(shí)的 VCOMPENSATED 值。最后，VCOMP1 是當(dāng) RF 功率施加到熱敏電阻安裝傳感器時(shí) VCOMPENSATED 值。

ADC將來(lái)自直流橋的所有電壓測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化；內(nèi)部微處理器將計(jì)算功率測(cè)量數(shù)據(jù)，然后在前面的LCD上顯示結(jié)果。

用戶(hù)可以選擇要顯示的測(cè)量結(jié)果，從功率測(cè)量（dBm，Watts）到電壓測(cè)量（VRF，VCOMPENSATED，V0和V1）。整個(gè)數(shù)字化工作類(lèi)似于N432A內(nèi)部的內(nèi)置數(shù)字電壓表（DVM），因此它提供了等效的6.5位DVM電壓測(cè)量。

然而，有些應(yīng)用需要更精確的測(cè)量，這就是為什么N432A仍然可以在BNC連接器（儀表后板）上使用外部DVM測(cè)量電壓的原因。

N432A還內(nèi)置一個(gè)范圍校準(zhǔn)器電路，在校準(zhǔn)過(guò)程中為直流橋提供直流電源，可根據(jù)用戶(hù)的要求定期進(jìn)行校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)過(guò)程是指通過(guò)外部DVM（儀表VRF的后板和VCOMPENSATED）BNC連接，校準(zhǔn)直流橋電路到ADC塊。

利用此功能，用戶(hù)可以在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)N432A，而無(wú)需將其發(fā)送到工廠(chǎng)或服務(wù)中心。在大多數(shù)情況下，校準(zhǔn)過(guò)程可以通過(guò)DVM進(jìn)行跟蹤，使用Keysight 3458A數(shù)字萬(wàn)用表（8.5位）。

N432A應(yīng)用實(shí)例

N432A的主要應(yīng)用之一是功率計(jì)基準(zhǔn)校準(zhǔn)器（即50 MHz，0 dBm源）的校準(zhǔn)。測(cè)量設(shè)置如下圖5所示。外部的3458A標(biāo)準(zhǔn)DMM是可選的，將取決于用戶(hù)的測(cè)試或校準(zhǔn)要求。

測(cè)試的目的是檢查50 MHz，0 dBm的參考校準(zhǔn)器是否在制造商的規(guī)格范圍內(nèi)，這是因?yàn)镹432A系統(tǒng)（加上478A選項(xiàng)H75或H76）的測(cè)量不確定度非常低，小于1%。

因此，N432A系統(tǒng)適用于測(cè)試和檢查電力表參考校準(zhǔn)器是否在規(guī)格內(nèi)或超出規(guī)格，通常實(shí)驗(yàn)室操作員會(huì)統(tǒng)計(jì)性地定義詳細(xì)的測(cè)量不確定度計(jì)算表，以獲得總的不確定度或誤差。