Різне

Типи датчиків потужності поглинання

Типи датчиків потужності поглинання


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.

РЧ потужність не завжди легко виміряти. Існує кілька методів вимірювання ВЧ потужності, кожен із яких має свої переваги та недоліки. Відповідно тип використовуваного РЧ датчика потужності буде залежати від типу сигналу, що вимірюється. Деякі типи технології RF датчика потужності будуть більш застосовні до низьких потужностей, інші до методів модуляції, коли огинаюча змінюється тощо.

Зазвичай радіочастотний або мікрохвильовий вимірювач потужності буде складатися з блоку, де містяться всі схеми управління та обробки, але сама потужність буде виявлятися в тому, що зазвичай називають датчиком або "головкою". Таким чином, може бути можливим для лічильника потужності використовувати одну з багатьох силових головок відповідно до точних вимог, особливо щодо потужності.

Важливо зазначити, що лічильники потужності виступають навантаженням на ВЧ потужність, яка поглинається головою. Ці лічильники високої потужності мають великі навантаження, які можуть розсіювати необхідний рівень потужності. В якості альтернативи невелику частину потужності можна витягнути за допомогою муфти або за допомогою аттенюатора великої потужності, щоб не перевищити номінальну потужність головки радіочастотного лічильника потужності.

Технології RF датчиків потужності

РЧ-датчики потужності є ключовим елементом будь-якого вимірювача потужності РЧ-сигналу, і вибір типу датчика буде залежати від передбачуваних можливих застосувань. Технології вимірювання потужності ВЧ діляться на одну з двох основних категорій:

  • На основі діодного детектора
  • На основі тепла

Хоча обидва різновиди лічильників були доступні протягом багатьох років, обидві технології були значно вдосконалені протягом багатьох років і здатні відповідати дуже високим рівням продуктивності. З огляду на їх різні атрибути, вони також використовуються в різних типах додатків.

Датчики вимірювача потужності на основі діодного детектора

Найпростіша форма РЧ-датчика потужності, що використовується в ВЧ-лічильниках, використовує діодні випрямлячі для отримання вихідної потужності. РЧ-датчики потужності з використанням діодів сконструйовані таким чином, що датчик розсіює ВЧ-потужність під навантаженням. Потім діодний детектор випрямляє сигнал напруги, що з’являється на навантаженні, і це потім може бути використано для визначення рівня потужності, що надходить у навантаження.

Саме ця форма датчика потужності використовується в багатьох основних аналогових лічильниках потужності, хоча ця технологія також використовується у високоефективних лічильниках потужності.

Діодні датчики потужності на основі діодів мають дві основні переваги:

  • По-перше, вони здатні вимірювати сигнали до дуже низького рівня потужності. Деякі з цих діодних РЧ датчиків потужності здатні вимірювати рівні потужності до -70 дБм. Це набагато нижче, ніж це можливо при використанні РЧ-датчиків потужності на основі тепла.
  • Іншою перевагою діодних датчиків ВЧ-вимірювачів потужності є той факт, що вони здатні реагувати швидше, ніж різновиди на основі тепла. У деяких старих лічильниках потужності вихід з діодного РЧ датчика потужності буде оброблятися простим способом, але набагато складніша обробка показань може бути здійснена за допомогою технологій цифрової обробки сигналів. Таким чином, показання можна обробити, щоб отримати результати у необхідному форматі, необхідна інтеграція з часом або, якщо потрібно, швидші, більш миттєві показання.

Незважаючи на те, що основні принципи роботи діодів як детекторів добре відомі, конструкція діодних детекторів представляє деякі проблеми при розробці точних контрольних приладів. Перший полягає в тому, що накопичений ефект заряду звичайних діодів обмежує робочий діапазон діодів. Як результат, металеві напівпровідникові діоди - бар'єрні діоди Шотткі - використовуються в датчиках потужності ВЧ, оскільки ці діоди мають набагато менший рівень накопиченого заряду, а також вони мають низьку точку ввімкнення вперед.

Незважаючи на низьку напругу включення діода Шотткі (0,3 вольта для кремнію), це все ще обмежує найнижчі рівні сигналу, які можна виявити - для подолання цієї напруги потрібен сигнал близько -20 дБм. Один із підходів полягає в тому, щоб змінного струму зв’язати діод і застосувати зміщення 0,3 вольта, але це лише підвищує чутливість приблизно на 10 дБ в результаті шуму провідності і дрейфу, введеного струмом зміщення.

Сьогодні напівпровідникові діоди галію-арсеніду (GaAs) сьогодні часто використовують, оскільки вони забезпечують чудові характеристики у порівнянні з діодами кремнію. Діоди арсеніду галію, що використовуються в датчиках потужності з радіочастотою, зазвичай виготовляються з використанням планарної легованої бар'єрної технології, і хоча діоди дорожчі, вони забезпечують значні переваги для датчиків потужності на мікрохвильових частотах.

Радіочастотні та мікрохвильові діодні датчики потужності часто є датчиком вибору. Вихід з діода можна обробити за допомогою вдосконаленої цифрової обробки сигналів. Це означає, що один датчик може надати широкий спектр можливостей, які неможливі для датчиків на основі тепла. За допомогою діодів, що виявляють конверт, можна виміряти різноманітні форми сигналів.

Датчики вимірювача потужності на основі тепла

Як випливає з назви, датчики на основі тепла розсіюють потужність від джерела в навантаженні, а потім вимірюють результуюче підвищення температури.

РЧ датчики потужності на основі тепла мають ту перевагу, що вони здатні вимірювати справжню середню потужність, оскільки тепловіддача є невід'ємною частиною вхідної потужності протягом певного періоду часу. В результаті ці РЧ датчики потужності вимірюють рівень РЧ потужності незалежно від форми хвилі. Таким чином, вимірювання є істинним, незалежно від того, чи є сигнал хвилі CW, AM, FM, PM, імпульсний, має великий коефіцієнт гребеня чи складається з якоїсь іншої складної форми сигналу. Це є особливою перевагою у багатьох випадках, особливо, оскільки QAM, і інші форми фазової модуляції все частіше використовуються, і вони не мають постійної огинаючої.

З огляду на постійну часу з цими радіочастотними датчиками потужності, вони не придатні для вимірювання миттєвих значень. Там, де потрібні ці вимірювання, інші типи датчиків можуть бути більш придатними.

Використовуються дві основні технології:

  • Термісторні РЧ датчики потужності: Термісторні РЧ-датчики потужності широко використовуються протягом багатьох років і забезпечують дуже корисний метод, що дозволяє проводити високоякісні вимірювання РЧ-потужності. Хоча технології термопар та діодів стали більш популярними в останні роки, терморезисторні датчики потужності часто є найчастіше вибраним датчиком потужності, оскільки вони дозволяють замінювати потужність постійного струму для калібрування системи.

    Терморезисторний датчик потужності використовує той факт, що підвищення температури виникає внаслідок розсіювання РЧ при ВЧ-навантаженні. Існує два типи датчиків, які можна використовувати для виявлення цього підвищення температури. Один відомий як заколка - тонкий дріт, що має позитивний температурний коефіцієнт. Інший термістор - напівпровідник з від’ємним температурним коефіцієнтом, який, як правило, може мати діаметр лише близько 0,5 мм. Сьогодні в датчиках потужності ВЧ використовуються лише термістори.

    Зазвичай використовується збалансована техніка мосту. Тут опір терморезисторного елемента підтримується на постійному опорі за допомогою зміщення постійного струму. Оскільки радіочастотна потужність розсіюється в термісторі, прагнучи зменшити опір, то, в свою чергу, зміщення зменшується, щоб підтримувати баланс моста. Тоді зменшення зміщення є показником потужності, що розсіюється.

    Сучасні датчики термісторів містять другий набір термісторів, щоб забезпечити компенсацію проти змін температури навколишнього середовища, які в іншому випадку компенсували б показання.

  • РЧ датчики потужності термопари: Термопари сьогодні широко використовуються в датчиках потужності ВЧ та НВЧ. Вони забезпечують дві основні переваги:
    • Вони виявляють вищий рівень чутливості, ніж терморезисторні РЧ датчики потужності, і тому можуть бути використані для виявлення нижчих рівнів потужності. Їх легко зробити, щоб забезпечити вимірювання потужності до мікроватти.
    • Термопара, ВЧ і мікрохвильові датчики потужності, мають квадратичну характеристику виявлення. Це призводить до того, що вхідна ВЧ потужність пропорційна вихідній напрузі постійного струму датчика термопари.
    • Вони забезпечують виготовлення дуже міцного датчика потужності - вони більш міцні, ніж термістори.
    Термопари є справжніми датчиками на основі тепла, і тому вони забезпечують справжнє середнє значення потужності. Відповідно, їх можна використовувати для всіх форматів сигналів за умови, що потрібен середній рівень потужності.

    Принцип дії термопари простий - місця з'єднання різнорідних металів створюють невеликий потенціал при розміщенні при різних температурах.

    Сучасні термопари, що використовуються в датчиках потужності для радіочастот та мікрохвиль, зазвичай конструюються в рамках єдиного мікросхеми з інтегральною схемою з кремнію. Вони виявляють тепло, що розсіюється в результаті ВЧ-сигналу в навантажувальному резисторі.

Багато радіочастотних лічильників потужності забезпечують можливість використання різноманітних радіочастотних датчиків потужності в залежності від точних вимірювань природи. Хоча РЧ-датчики потужності на основі тепла більш застосовні до застосувань, де потрібне інтегроване вимірювання, діодні на основі діодів є більш придатними там, де потрібні вимірювання низького рівня або миттєві. Відповідно, слід вибирати датчик залежно від передбачених застосувань.


Перегляньте відео: Умный дом от Tuya Smart - обзор и возможности стартового набора - шлюз и три датчика (Липень 2022).


Коментарі:

  1. Ariel

    Я знаю сайт з відповідями на цікаву для вас тему.

  2. Heinrich

    що ми зробили б без вашої чудової фрази

  3. Stigols

    Вибачте, але, на мою думку, є помилки. Пиши мені в ПМ, говори.

  4. Cipactli

    Шкода, що я зараз не можу говорити - я змушений піти. Але я вийду - я обов'язково напишу, що думаю.

  5. Tauzuru

    Зацікавлені в рекламі в цьому блозі.



Напишіть повідомлення