功率是表征電信號特性的一個(gè)重要參數(shù)。在直流和低頻范圍,可以方便的測量負(fù)載上的電壓有效值V、流過負(fù)載的電流有效值I及電壓與電流之間的相位角,用下式計(jì)算功率值:
P=VIcos
在超高頻和微波頻段,有TEM波和非TEM波之分。在TEM波的同軸系統(tǒng)中,電壓和電流雖有確切含意,但測量其絕對值很困難。在波導(dǎo)系統(tǒng)中,因?yàn)榇嬖诓煌碾姶拍J?,電壓和電流失去唯一性。在個(gè)頻段和各傳輸系統(tǒng)中,功率是單值表征信號強(qiáng)度的重要方法。在射頻范圍直接測量功率代替了電壓和電流的測量。
一、功率計(jì)的組成
功率計(jì)由功率傳感器和功率指示器兩部分組成。功率傳感器也稱功率計(jì)探頭,它把高頻電信號通過能量轉(zhuǎn)換為可以直接檢測的電信號。功率指示器包括信號放大、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。
功率傳感器和功率指示器之間用電纜連接。為了適應(yīng)不同頻率、不同功率電平和不同傳輸線結(jié)構(gòu)的需要,一臺功率計(jì)要配若干個(gè)不同功能的功率計(jì)探頭。
二、功率的度量單位
功率定義為單位時(shí)間內(nèi)所做的功?;締挝粸橥撸╓),1W等于在1秒內(nèi)做1焦耳的功。常用的功率單為還有兆瓦(1MW=106W)、千瓦(1KW=103W)、毫瓦(1mW=10-3W)、微瓦(1μW=10-6W)、皮瓦(1Pw=10-12W)。
另一種常用的功率單位以分貝毫瓦(dBm)表示。它以1毫瓦為基準(zhǔn)電平P0=1mW,實(shí)際功率值P(mW)與P0比較后取對數(shù)。這是功率的絕對單位。
也可用分貝瓦(dBW)做為功率單位,此時(shí)P0=1W,即1 dBW=30 dBm。
三、功率計(jì)分類
有終端式和通過式兩種。終端式功率計(jì)把功率計(jì)探頭作為測試系統(tǒng)的終端負(fù)載,功率計(jì)吸收全部待測功率,由功率指示器直接讀取功率值。通過式功率計(jì),它是利用某種耦合裝置,如定向耦合器、耦合環(huán)、探針等從傳輸?shù)墓β手邪匆欢ǖ谋壤詈铣鲆徊糠止β?,送入功率?jì)度量,傳輸?shù)目偣β实扔诠β视?jì)指示值乘以比例系數(shù)。
有連續(xù)波功率計(jì)和脈沖峰值功率計(jì)。
四、功率計(jì)的技術(shù)指標(biāo)
保證測量精度的可測功率最大值和最小值范圍。功率計(jì)的功率范圍決定于功率探頭。
探頭不被損壞的最大輸入功率值,通常指平均功率。在測量大功率峰值信號時(shí),注意峰值電壓不能超過一定值,否則造成電壓擊穿。使用功率計(jì)時(shí)絕對不能測量大于允許功率值的信號,否則會造成功率探頭燒毀。
能保證測量精度和性能指標(biāo)的被測信號的頻率范圍。
指功率探頭校準(zhǔn)修正后的精度。不包括測試系統(tǒng)的失配誤差。
功率計(jì)的穩(wěn)定性取決于功率探頭的穩(wěn)定性和指示器的零漂及噪聲干擾。
也稱功率傳感元件的時(shí)間常數(shù)。通常指功率指示器上升到穩(wěn)定值的64%所需的時(shí)間。
選用功率計(jì)探頭時(shí),功率探頭的使用頻率、功率范圍必須與被測信號一致,探頭傳輸線的結(jié)構(gòu)和阻抗應(yīng)與被測傳輸線相互匹配。
五、光功率計(jì)的選用
光功率計(jì)用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統(tǒng)中,測量光功率是最基本的,非常像電子學(xué)中的萬用表。在光纖測量中,光功率計(jì)是重負(fù)荷常用表。,通過測量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對功率,一臺光功率計(jì)就能夠評價(jià)光端設(shè)備的性能。用光功率計(jì)與穩(wěn)定光源組合使用,則能夠測量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性,并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。
針對用戶的具體應(yīng)用,要選擇適合的光功率計(jì),應(yīng)該關(guān)注以下各點(diǎn):
1、選擇最優(yōu)的探頭類型和接口類型
2、評價(jià)校準(zhǔn)精度和制造校準(zhǔn)程序,與你的光纖和接頭要求范圍相匹配。
3、確定這些型號與你的測量范圍和顯示分辨率相一致。
4、具備直接插入損耗測量的 dB功能。
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