技術概述

介紹

新的N432A功率表是432A功率計的替代型號，提供了增強功能和令人興(xing) 奮的功能。

這個(ge) 新的N432A熱敏電阻功率計工作wan美的Keysight技術溫度補償(chang) 熱敏電容安裝傳(chuan) 感器，這是478A和8478B型號。

該功率計與(yu) 這些傳(chuan) 感器一起，可測量-30 dBm至+10 dBm的射頻功率，覆蓋100 kHz至18 GHz的頻率範圍，是Keysight提供過的最jing確的功率計，計量精度為(wei) ±（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。大多數熱敏電極是負溫度係數（NTC）器件，通常由金屬氧化物化合物製成。

這意味著熱敏電阻的電阻隨著溫度升高而降低，如電阻-溫度曲線所示。

然而，也有一些熱敏電阻具有正溫度係數（PTC）。在這種情況下，當溫度升高時電阻會(hui) 增加。目前，Keysight提供兩(liang) 種基於(yu) 熱敏電容安裝概念的具有NTC特性的RF功率傳(chuan) 感器，分別是478A和8478B。

直流自平衡橋

如前所述，N432A是在圖3所示的小麥石自平衡橋的基礎上運行的。從(cong) 熱敏電阻座開始，當射頻功率施加到它上時，散熱會(hui) 導致熱敏電抗（RT）降低。

然後調整（由差動放大器控製的）氣壓計電流源，以減小偏置，直到電阻恢複到施加功率前的值。在這個(ge) 階段，放大器的差動輸入等於(yu) 零。

整個(ge) 過程會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 自平衡橋或自動無功狀態，當R1/RT=R2/R3時會(hui) 產(chan) 生無功狀態。在N432A功率表中，R1是用戶在前麵板上設定的電阻值，以匹配所使用的熱敏電阻安裝傳(chuan) 感器的電阻。

此外，R2/R3等於(yu) 1，因為(wei) 兩(liang) 個(ge) 電阻都是1kΩ。因此，將熱敏電阻恢複到相同電阻所需的偏置功率的變化等於(yu) 在熱敏電極安裝座中耗散的功率。

運作理論

橋電路由兩(liang) 個(ge) 獨立的直流自平衡橋組成，第一橋稱為(wei) 射頻橋，用於(yu) 檢測射頻功率，第二橋稱為(wei) 補償(chang) 橋，用於(yu) 補償(chang) 環境溫度漂移。

這是因為(wei) 熱敏電阻在不同的環境溫度下會(hui) 有不同的特性曲線，環境熱敏電極的讀數被用來校正傳(chuan) 感器熱敏電容的讀數，這種雙橋運算稱為(wei) 補償(chang) 模式。

如前所述，在運行過程中，兩(liang) 個(ge) 橋將被平衡，在橋頂部的兩(liang) 個(ge) 電壓，VRF和VCOMPENSATED將被送入信號調理塊緩衝(chong) 和增益調整，增益調整然後被送入儀(yi) 表ADC，在信號調理座，V0和V1也將被測量，V0與(yu) V1是計算功率測量所需的電壓。

從(cong) 公式 1 中，V0 是當沒有射頻功率施加到熱敏電阻安裝傳(chuan) 感器時，電橋電壓差 （VCOMPENSATED − VRF）。相反，V1 是施加 RF 功率時的電橋電壓差 （VCOMPENSATED − VRF ）。R 是熱敏電阻電阻值。VCOMP0 是熱敏電阻安裝傳(chuan) 感器未施加 RD 電源時的 VCOMPENSATED 值。最後，VCOMP1 是當 RF 功率施加到熱敏電阻安裝傳(chuan) 感器時 VCOMPENSATED 值。

ADC將來自直流橋的所有電壓測量數據數字化；內(nei) 部微處理器將計算功率測量數據，然後在前麵的LCD上顯示結果。

用戶可以選擇要顯示的測量結果，從(cong) 功率測量（dBm，Watts）到電壓測量（VRF，VCOMPENSATED，V0和V1）。整個(ge) 數字化工作類似於(yu) N432A內(nei) 部的內(nei) 置數字電壓表（DVM），因此它提供了等效的6.5位DVM電壓測量。

然而，有些應用需要更精確的測量，這就是為(wei) 什麽(me) N432A仍然可以在BNC連接器（儀(yi) 表後板）上使用外部DVM測量電壓的原因。

N432A還內(nei) 置一個(ge) 範圍校準器電路，在校準過程中為(wei) 直流橋提供直流電源，可根據用戶的要求定期進行校準。

校準過程是指通過外部DVM（儀(yi) 表VRF的後板和VCOMPENSATED）BNC連接，校準直流橋電路到ADC塊。

利用此功能，用戶可以在現場校準N432A，而無需將其發送到工廠或服務中心。在大多數情況下，校準過程可以通過DVM進行跟蹤，使用Keysight 3458A數字萬(wan) 用表（8.5位）。

N432A應用實例

N432A的主要應用之一是功率計基準校準器（即50 MHz，0 dBm源）的校準。測量設置如下圖5所示。外部的3458A標準DMM是可選的，將取決(jue) 於(yu) 用戶的測試或校準要求。

測試的目的是檢查50 MHz，0 dBm的參考校準器是否在製造商的規格範圍內(nei) ，這是因為(wei) N432A係統（加上478A選項H75或H76）的測量不確定度非常低，小於(yu) 1%。

因此，N432A係統適用於(yu) 測試和檢查電力表參考校準器是否在規格內(nei) 或超出規格，通常實驗室操作員會(hui) 統計性地定義(yi) 詳細的測量不確定度計算表，以獲得總的不確定度或誤差。