Smíšený

Typy absorpčních RF výkonových senzorů

Typy absorpčních RF výkonových senzorů


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

RF výkon není vždy snadné měřit. Existuje několik metod měření vysokofrekvenčního výkonu, z nichž každý má své vlastní výhody a nevýhody. V souladu s tím bude typ použitého RF výkonového snímače záviset na typu měřeného signálu. Některé typy technologie vysokofrekvenčních snímačů výkonu budou vhodnější pro nízké výkony, jiné pro modulační techniky, kde se obálka mění atd.

Typicky vysokofrekvenční nebo mikrovlnný měřič výkonu bude obsahovat jednotku, ve které jsou obsaženy všechny řídicí a procesní obvody, ale samotný výkon bude detekován v tom, co se běžně nazývá senzor nebo „hlava“. Je tedy možné, že měřič výkonu bude využívat jednu z řady výkonových hlav podle přesných požadavků, zejména s ohledem na výkon.

Je důležité si uvědomit, že měřiče výkonu fungují jako zátěž pro RF výkon, který je absorbován hlavou. Tyto měřiče vysokého výkonu mají velké zátěže, které mohou rozptýlit požadovanou úroveň výkonu. Alternativně lze malou část energie odebírat pomocí vazebního členu nebo pomocí vysokovýkonného útlumu tak, aby nedošlo k překročení jmenovitého výkonu hlavy RF měřiče výkonu.

Technologie RF výkonových senzorů

RF výkonové senzory jsou klíčovým prvkem jakéhokoli RF výkonového měřiče a výběr typu senzoru bude záviset na předpokládaných aplikacích. Technologie měřiče RF výkonu spadají do jedné ze dvou základních kategorií:

  • Diodový detektor založený
  • Na základě tepla

Přestože jsou obě varianty měřidel k dispozici již mnoho let, obě technologie byly v průběhu let velmi zdokonaleny a jsou schopny dosáhnout velmi vysokých úrovní výkonu. S ohledem na jejich různé atributy se také používají v různých typech aplikací.

Diodové detektory na bázi RF snímačů výkonu

Nejpřímější forma RF výkonového senzoru používaného v RF měřičích výkonu využívá k výrobě výstupu diodové usměrňovače. RF výkonové senzory využívající diody jsou navrženy tak, aby senzor rozptýlil RF výkon v zátěži. Diodový detektor poté usměrňuje napěťový signál, který se objevuje na zátěži, a ten lze poté použít k určení úrovně výkonu vstupujícího do zátěže.

Právě tato forma snímače výkonu se používá v mnoha základních analogových měřičích výkonu, ačkoli se tato technologie používá také ve vysoce výkonných měřičích výkonu.

Diodové RF výkonové senzory mají dvě hlavní výhody:

  • První je, že jsou schopni měřit signály až na velmi nízkou úroveň výkonu. Některé z těchto diodových RF výkonových senzorů jsou schopny měřit úrovně výkonu až -70 dBm. To je mnohem méně, než je možné při použití tepelných RF snímačů výkonu.
  • Další výhodou diodových RF měřičů výkonu je skutečnost, že jsou schopny reagovat rychleji než odrůdy založené na teplu. U některých starších měřičů výkonu bude výstup z diodového RF snímače výkonu zpracován jednoduchým způsobem, ale mnohem sofistikovanější zpracování odečtů lze provést pomocí technik zpracování digitálního signálu. Tímto způsobem lze odečty zpracovat tak, aby poskytly výsledky v požadovaném formátu, je nutná integrace v čase, nebo v případě potřeby mít rychlejší a okamžitější odečty.

Přestože jsou základní principy fungování diod jako detektorů dobře známy, konstrukce diodových detektorů představuje při navrhování přesných zkušebních přístrojů určité problémy. První spočívá v tom, že účinky uložených nábojů běžných diod omezují provozní rozsah diod. Výsledkem je, že v RF výkonových čidlech se používají kovové polovodičové diody - Schottkyho bariérové ​​diody, protože tyto diody mají mnohem menší úroveň akumulovaného náboje a mají také nízký bod zapnutí vpřed.

I přes nízké zapínací napětí Schottkyho diody (0,3 voltu pro křemík) to stále omezuje nejnižší úrovně signálu, které lze detekovat - k překonání tohoto napětí je vyžadován signál kolem -20 dBm. Jedním z přístupů je AC spojit diodu a použít předpětí 0,3 voltu, ale to jen zvyšuje citlivost přibližně o 10 dB v důsledku vodivého šumu a driftu zavedeného předpětím.

Dnes se často používají polovodičové diody gallium-arsenid (GaAs), protože ve srovnání se silikonovými diodami poskytují vynikající výkon. Diody arsenidu gália používané v RF výkonových senzorech se obvykle vyrábějí pomocí technologie planární dotované bariéry, a přestože jsou diody nákladnější, poskytují významné výhody výkonovým senzorům při mikrovlnných frekvencích.

Senzory RF a mikrovlnné diody jsou často senzory volby. Výstup z diody lze zpracovat pomocí pokročilého digitálního zpracování signalizace. To znamená, že jediný snímač je schopen poskytnout širokou škálu funkcí, které by u snímačů na bázi tepla nebyly možné. S diodami detekujícími obálku lze měřit různé tvary vln.

Teplotní senzory RF měřiče výkonu

Jak název napovídá, tepelné senzory odvádějí energii ze zdroje do zátěže a poté změřily výsledný nárůst teploty.

Tepelné vysokofrekvenční snímače výkonu mají tu výhodu, že jsou schopny měřit skutečný průměrný výkon, protože rozptýlené teplo je nedílnou součástí příkonu po určitou dobu. Výsledkem je, že tyto RF výkonové senzory měří úroveň RF energie nezávisle na tvaru vlny. Měření je tedy pravdivé bez ohledu na to, zda je křivka CW, AM, FM, PM, pulzní, má velký činitel výkyvu nebo se skládá z nějakého jiného komplexního tvaru křivky. To je v mnoha případech zvláštní výhoda, zejména u QAM, a stále více se používají jiné formy fázové modulace, které nemají konstantní obálku.

Vzhledem k časové konstantě s těmito RF výkonovými senzory nejsou vhodné pro měření okamžitých hodnot. Tam, kde jsou tato měření požadována, mohou být vhodnější jiné typy senzorů.

Používají se dvě hlavní technologie:

  • Termistorové RF výkonové senzory: Termistorové RF výkonové senzory jsou široce používány po mnoho let a poskytují velmi užitečnou metodu umožňující vysoce kvalitní měření RF výkonu. Zatímco technologie termočlánků a diod se v posledních letech staly populárnějšími, jsou termistorové RF výkonové senzory často RF výkonovým senzorem volby, protože umožňují nahrazení stejnosměrného napájení, které umožňuje kalibraci systému.

    Senzor výkonu RF termistoru využívá skutečnosti, že nárůst teploty je důsledkem rozptylu RF v RF zátěži. K detekci tohoto nárůstu teploty lze použít dva typy senzorů. Jeden je známý jako barretter - tenký drát, který má kladný teplotní koeficient. Druhým je termistor - polovodič se záporným teplotním koeficientem, který může mít průměr obvykle jen asi 0,5 mm. Dnes se v RF výkonových senzorech používají pouze termistory.

    Obvykle se používá technika vyváženého můstku. Zde se odpor termistorového prvku udržuje na konstantním odporu pomocí stejnosměrného předpětí. Vzhledem k tomu, že vysokofrekvenční energie je rozptýlena v termistoru, což má sklon ke snížení odporu, je zase sníženo předpětí pro udržení rovnováhy můstku. Snížení předpětí je potom údajem o ztrátovém výkonu.

    Dnešní senzory termistorů obsahují druhou sadu termistorů, které poskytují kompenzaci proti změnám okolní teploty, které by jinak kompenzovaly naměřené hodnoty.

  • RF termočlánkové výkonové senzory: Termočlánky jsou dnes široce používány v RF a mikrovlnných výkonových senzorech. Poskytují dvě hlavní výhody:
    • Vykazují vyšší úroveň citlivosti než termistorové RF výkonové senzory, a proto je lze použít k detekci nižších úrovní výkonu. Mohou být snadno provedeny tak, aby poskytovaly měření výkonu až na mikrowatt.
    • RF a mikrovlnné výkonové senzory termočlánku mají detekční charakteristiku čtvercového zákona. To má za následek, že vstupní RF výkon je úměrný stejnosměrnému výstupnímu napětí ze snímače termočlánku.
    • Poskytují velmi robustní snímač výkonu, který je třeba vyrobit - jsou odolnější než termistory.
    Termočlánky jsou skutečné snímače založené na teple, a proto poskytují skutečný průměr výkonu. Podle toho je lze použít pro všechny formáty signálu za předpokladu, že je vyžadována průměrná úroveň výkonu.

    Princip termočlánku je jednoduchý - spoje odlišných kovů způsobují malý potenciál při umístění při různých teplotách.

    Moderní termočlánky používané v RF a mikrovlnných výkonových senzorech jsou typicky navrženy v jediném čipu integrovaného obvodu s křemíkem. Detekují teplo rozptýlené v důsledku vysokofrekvenčního signálu v zatěžovacím rezistoru.

Mnoho vysokofrekvenčních měřičů výkonu poskytuje zařízení pro použití různých vysokofrekvenčních snímačů výkonu v závislosti na přesném měření povahy, které má být provedeno. Zatímco vysokofrekvenční výkonové snímače založené na teplu jsou použitelnější pro aplikace, kde je vyžadováno integrované měření, ty na bázi diod jsou vhodnější tam, kde je zapotřebí měření na nízké úrovni nebo okamžité měření. Proto je nutné zvolit snímač v závislosti na předpokládaných aplikacích.


Podívejte se na video: REIMAGINE - A Canon Product Launch (Červenec 2022).


Komentáře:

  1. Shattuck

    Myslím, že tuto chybu dovolíte. Dokážu bránit své postavení. Napište mi v PM, promluvíme si.

  2. Arashiramar

    I read a lot about this topic today.

  3. Caldre

    V tomto je něco a je dobrý nápad. Držím ho.

  4. Gagis

    Pravda podle věty

  5. Mezirn

    Jasný a včasný nápad

  6. Shashura

    Omlouvám se, ale podle mého názoru se dopustíte chyby. Navrhuji to diskutovat. Napište mi v PM, budeme si promluvit.

  7. Tojall

    Same urbanization one

  8. Najja

    Děkuji za pomoc v této věci. Na vás pozoruhodné fórum.



Napište zprávu