为猝发脉冲功率测量选择恰当的功率计和传感器

2011-08-13 09:07:35来源: 互联网
WiMAX或WLAN 猝发信号的平均功率测量是表征无线通信器件(例如芯片组、PC卡、放大器模块或手机)的一个基本参数。器件制造商在选择恰当的功率测量工具方面遇到越来越多的困难。他们需要对宽带WiMAX和WLAN信号进行快速而精确的功率测量,还要具备只针对发射的猝发脉冲进行测量的能力。

通常情况下,只有峰值功率计才能进行猝发脉冲平均功率测量(又称“时间选通平均功率测量”或简称“猝发功率”),它可对信号执行快速采样以捕获其功率包络。用户可在猝发脉冲信号附近设置两个游标来定义“选通”,从而测量猝发脉冲信号的平均功率或峰值功率。这是精确测量任何猝发脉冲信号的峰值功率和平均功率的最常用方法。

随着采用先进数字化技术和超快速电子元器件的USB功率传感器的出现,用户可以更快速度和更低成本来进行精确的猝发脉冲平均功率测量,并且不会影响测量精度。使用时间选通功能,您可以定义选通的起点和长度(参考触发输入信号),以便选择所测量的猝发脉冲信号的相关部分。

下面我们将首先阐明使用宽视频带宽和有限视频带宽峰值功率计进行猝发脉冲测量的工作原理,然后介绍 USB 平均功率传感器的工作过程,并考察所有技术的相关测量精度。只有了解了这些功率计和传感器的工作原理后,您才能保证选中恰当的功率计,获得精确可靠的测量结果。

峰值功率计的视频带宽小于被测信号的带宽对测量的影响

峰值功率计的视频带宽是峰值功率和平均功率测量的一个重要参数。为了确保峰值功率和平均功率测量的精确性,功率计和传感器的带宽一定要宽于信号带宽。

图1:输入功率由于非线性二极管特征而受到压缩
图1:输入功率由于非线性二极管特征而受到压缩

当二极管传感器检测到射频功率包络时,要对其进行非线性转换。图1中,红色波形代表实际功率包络(双音射频信号),蓝色波形代表在二极管输出端检测到的信号,绿色曲线是二极管检波器的传递函数。我们可以看到,尽管每个电压点都可通过互补反函数反向转换来代表功率,但这对平均功率并不适用。上图中的调出功能可以说明这一点。稳定在平均电平是对带宽降低的传感器的一种限制,这将导致错误。为了保持精度,检波器的每个样本都要在计算平均值之前进行校正。如果带宽不足,那么实际电压和检测到的电压之间的关系完全取决于信号的电平和特征,所以无法计算平均值。

换句话说就是,视频带宽在进行线性校正之前对电压波形进行了‘预平均’,导致平均功率和峰值功率的整体功率测量结果偏低 (参见图 2(A))。

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关键字:脉冲功率测量  功率计  传感器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0813/article_3226.html
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