能夠測量射頻信號功率的儀器很多,其中常用的通用射頻儀器有以下幾類:
? 功率計
?頻譜和信號分析儀
?接收機
?網絡分析儀
?數字通信綜測儀
功率計
?功率測量的標準儀器。
?熱電功率探頭通過熱電元件(熱偶、熱電堆或熱敏電阻)實現功率測量。
?二極管功率探頭,利用二極管的平方律(輸出電壓與輸入電壓的平方成線性正比關系),在探頭匹配阻抗已知情況下,測量獲取電壓的平方就相當于功率的直接測量。
?功率計不能區分頻率,測量值對應其工作頻段內的所有頻率信號的總的平均功率。
?功率計的靈敏度不高,通常熱電探頭>-50dBm,二極管探頭>-70dBm,在靈敏度極限小信號測量情況下,不確定度較大,需要足夠多的平均次數,足夠長的測量時間。
?所有類型功率計都可以準確測量信號的平均功率。
?只有二極管寬帶功率探頭才能測量峰值功率及其時域變化曲線。
頻譜儀/接收機
?通過混頻、濾波等器件,將指定頻率的信號變頻為中頻IF信號,再用ADC數字化后,首先進行數字電壓包絡檢波,其后按照設定的檢波器(如峰值、RMS、平均等)進行檢波運算,獲得該頻點分辨率帶寬(RBW)內的功率值。
?只有單載波信號或者帶寬
v超過RBW的寬帶信號,需要測試信道功率(channel power)或帶內功率(band power)測試模式,檢波器RMS,掃描時間足夠長以獲得穩定曲線,此時獲得信號的平均功率。
?零掃寬(Zero Span)點頻CW時域功率測量模式,只能準確測量帶寬小于RBW的信號功率,不可測量大于RBW的寬帶信號;通常選用采樣值檢波器,Time domain power - Peak獲得峰值功率,RMS獲取平均功率。
信號分析儀
?IQ analyzer通過寬帶I/Q解調分析,獲取I/Q模值對應功率值。
?IQ analyzer適用于寬帶信號的功率幅度測量,獲得解調帶寬內的信號功率時域數據曲線。
?專用信號解調分析選件,直接解調分析對應信號類型,獲得目標功率值。
網絡分析儀
?網絡分析儀的波量Wave quantitie獲取輸入信號(b)或輸出信號(a)的功率。
?測試原理與接收機一致。
?網絡分析儀通常需要配合USB功率探頭進行功率校準。
綜測儀
?與信號分析儀類似,直接解調標準通信信號,獲得功率值。
頻譜儀與功率計測量值差異分析
當信號為純凈線性單載波CW時
?功率計與頻譜儀測量數值基本相等,功率計準確度更高
當信號非線性、諧波和雜散分量很大時
?工作帶寬較大的功率計測量值,大于帶寬較小的功率計
?功率計測量值大于頻譜基波頻點的Marker讀數,因為功率計測量值包括多個頻率分量的總功率
寬帶調制信號測試時
?諧波雜散較小的信號,功率計平均功率與頻譜儀channel power測量數值基本相等,功率計準確度更高
脈沖調制信號測試時
?諧波較小的情況下,功率計平均功率與頻譜儀channel power測量數值基本相等,功率計準確度更高。
?當滿足信號脈寬>2/VBW(功率探頭)以及信號脈寬>2/RBW(頻譜儀)時,寬帶峰值功率探頭的峰值功率讀數,與頻譜儀zero span時域功率的Peak值相等,均值與時域功率的RMS值相等。
審核編輯:湯梓紅
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