選擇RF或微波功率傳感器/ 功率計

USB 傳感器提供新的優(yōu)勢
與傳統(tǒng)功率計和傳感器配置相比，當(dāng)前基于USB的功率測量系統(tǒng)有著某些重要優(yōu)勢。

成本低——由于USB傳感器直接連接到PC上，因此不要求基本單元。這節(jié)約了成本，由于多個傳感器可以使用一臺計算機，因此USB 傳感器非常經(jīng)濟。

尺寸和便攜能力——USB功率傳感器靈活性高，因為重量輕、體積小。它們可以用于普通功率計不適合或很麻煩的應(yīng)用中。多個傳感器可以嵌入自動測試系統(tǒng)中，或部署在邊遠地點。在實驗室中，它們體積小，占用的機架和工作臺空間少。

集成測試系統(tǒng)——USB功率傳感器使用提供的電纜和集線器連接到PC上。其一般通過專用API 或 USBTMC，支持常用的Microsoft 編程環(huán)境。可以通過Windows API 控制泰克傳感器，其支持下述語言：C++、C#、LabView和VB.net。所有泰克功率計都包括樣本代碼、驅(qū)動程序、程序員手冊及為測試不同功能設(shè)計的代碼生成器，允許程序員熟悉各種調(diào)用操作。

熟悉的Windows用戶界面——軟件界面是任何基于USB功率計的關(guān)鍵組成部分。對USB功率計陌生的客戶來說，軟件界面對用戶友好、容易理解非常重要。泰克功率計包括簡便易用的軟件套件，其直觀的界面采用專門設(shè)計，仿真?zhèn)鹘y(tǒng)臺式儀表，盡可能簡便地轉(zhuǎn)換到基于USB 的系統(tǒng)。用戶熟悉的工具條和下拉菜單使得大多數(shù)用戶能夠快速上手。

性能——USB 2.0中提供的高傳送速率及廣泛使用的PC的處理能力保證了這些緊湊的功率傳感器的性能滿足或超過了傳統(tǒng)功率計的性能。

數(shù)據(jù)采集——由于USB傳感器直接接口PC，因此PC上的數(shù)據(jù)采集是無縫的。泰克USB功率傳感器提供了兩種不同的數(shù)據(jù)記錄功能，每種功能有不同的用途：

■Data Logger (數(shù)據(jù)記錄程序) - 泰克功率計應(yīng)用程序內(nèi)的這種功能允許用戶從虛擬前面板中追蹤測量期間的讀數(shù)。

■High Speed Data Logger (高速數(shù)據(jù)記錄程序) - 泰克作為單獨的應(yīng)用軟件提供這一功能。這一軟件可以迅速采集原始數(shù)據(jù)點，然后再使用軟件分析工具進行后處理。

兼容其它儀器——USB功率傳感器可以與內(nèi)置計算能力的其它測試設(shè)備集成，如信號發(fā)生器、頻譜分析儀和示波器，從而不需要單獨的PC，降低了成本，節(jié)約實驗室工作臺空間。泰克PSM 系列功率傳感器目前兼容下述泰克產(chǎn)品：

■示波器
- MSO5000 - DPO5000 - DPO7000
- DPO/DSA/MSO7000 - DSA8300
■頻譜分析儀
- RSA5000 - RSA6000
■任意波形發(fā)生器
- AWG5000 - AWG7000

占空比校正方法

測量脈沖功率的方法之一是假設(shè)占空比值不變及方形脈沖包絡(luò)。對方形脈沖(擁有最小的過沖、陡峭的上升時間和下降時間)和精心確定的占空比，把平均功率除以占空比，可以得到脈沖功率。這種方法非常簡單，可以用于低成本平均功率傳感器，只要知道占空比，且脈沖是方形的，那么就會提供良好的效果。所有功率計都包括一個實用工具，可以在軟件中指定占空比。這樣，軟件可以根據(jù)已知的占空比計算脈沖功率。這是在泰克PSM3000功率計真實平均功率計系列和其它僅平均功率傳感器上測量脈沖功率的唯一方式。但是，在占空比不恒定，脈沖幅度和形狀變化時，這種方法會引入誤差。

直接脈沖測量方法

PSM4000 和PSM5000 可以直接測量脈沖功率，而不是象CW傳感器使用的占空比方法那樣計算測量數(shù)據(jù)。脈沖功率測量在傳感器內(nèi)部在被采樣的功率數(shù)據(jù)上執(zhí)行。功率計直接測量脈沖功率，而不是以假設(shè)的占空比為依據(jù)確定測量數(shù)據(jù)，可以降低脈沖式功率測量中的不確定度。

峰值功率測量

除測量脈沖內(nèi)部包含的平均功率外，峰值功率也是一個重要參數(shù)。峰值功率是信號波形中功率最高的點，在脈沖中，通常是上升沿的過沖，但在發(fā)生明顯振鈴時可能會發(fā)生在別的地方。峰值功率測量是評估功放輸入上的信號的重要工具。超出放大器規(guī)范的峰值會引起失真。雷達發(fā)射機發(fā)出的高峰值功率電平可能會導(dǎo)致帶外和雜散輻射，可能會影響其它頻譜使用。
PSM4000和PSM5000結(jié)合使用采樣技術(shù)和信號處理，準(zhǔn)確地測量峰值功率和脈沖功率。

實時采樣

脈沖測量和峰值功率測量的關(guān)鍵在于捕獲脈沖數(shù)據(jù)使用的采樣技術(shù)。如圖1所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換器用來把傳感器檢測器輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。儀器采樣速度越快(也就是采樣率越高)，時間分辨率越好，測量精度越高，捕獲峰值的能力越好。所有功率計的實時采樣率為500 kS/s，這是由轉(zhuǎn)換器的時鐘速率驅(qū)動的。

由于采樣功率包絡(luò)，捕獲準(zhǔn)確峰值的可能性會隨著記錄變長而提高。這樣，測量時間必須足夠長，才能捕獲多個調(diào)制周期。在泰克功率計上，這通過調(diào)整平均次數(shù)實現(xiàn)，延長了測量時間。在平均次數(shù)提高時，傳感器可以更加可靠準(zhǔn)確地計算脈沖功率、波峰因數(shù)和占空比。

突發(fā)測量
突發(fā)信號，如GSM/Edge及其它TDMA 信號，都是脈沖式RF波形，其特點是脈寬長、時間周期長。在許多情況下，人們都關(guān)心突發(fā)某個部分的功率。泰克PSM4000和PSM5000功率計提供了時間門突發(fā)測量功能，允許用戶指定突發(fā)測量窗口。用戶通過設(shè)置延遲和掃描時間，創(chuàng)建這個窗口，如圖9 所示。然后，傳感器測量指定門內(nèi)部的平均功率、峰值功率和最小功率。在功率計中，可以在內(nèi)部或在外部觸發(fā)突發(fā)測量。自動內(nèi)部觸發(fā)為同步測量提供了一種簡便的方式。在選擇自動觸發(fā)時，儀器自動確定觸發(fā)電平，它對輸入信號采樣，檢查數(shù)據(jù)的最大值和最小值，然后在最大值點和最小值點之間設(shè)置觸發(fā)電平。在信號變化時，自動觸發(fā)電平也會相應(yīng)調(diào)整。

檢定RF和微波脈沖——脈沖曲線

在商用蜂窩傳輸分析或脈沖式雷達等應(yīng)用中，更加詳細地觀察調(diào)制包絡(luò)可能具有重要價值。這不僅需要測量脈沖平均功率和峰值功率，過沖、上升時間和下降時間等指標(biāo)也非常重要。觀察調(diào)制包絡(luò)可以更好地以定性方式分析信號。泰克PSM5000系列采用等效時間采樣，提供脈沖包絡(luò)20.8 ns分辨率的時域視圖，而不要求完善的分析儀(參見第10 頁等效時間采樣)。這種脈沖曲線功能在USB 功率傳感器中很少見，是功率計的特色。

在電子通信中，帶寬是信號使用的頻率范圍的寬度，是頻率最高的信號成分與頻率最低的信號成分之差。類似的，脈沖曲線系統(tǒng)測量信號調(diào)制包絡(luò)中包含的頻率的能力稱為視頻帶寬。視頻帶寬越高，系統(tǒng)就越能測量更高的頻率成分，上升時間和下降時間也就越快。泰克PSM5000系列上的視頻帶寬是10 MHz。

泰克PSM5000系列功率計標(biāo)配Pulse Profiling(脈沖曲線)應(yīng)用程序(如圖11 所示)，提供了13 種測量，包括：
■上升時間 ■下降時間 ■脈寬 ■脈沖重復(fù)時間 ■脈沖重復(fù)頻率
■占空比 ■脈沖功率 ■峰值功率 ■平均功率 ■波峰因數(shù)
■過沖 ■衰落 ■開關(guān)比

泰克Pulse Profiling(脈沖曲線)應(yīng)用程序還可以提供統(tǒng)計信號分析功能：
■概率分布函數(shù)(PDF) ■累積分布函數(shù)(CDF) ■互補累積分布函數(shù)(CCDF)
這些統(tǒng)計工具提供了信號內(nèi)部發(fā)生的功率電平的概率視圖。

等效時間采樣

在以可視方式表示信號包絡(luò)時，儀表的采樣率越快，其顯示信號特點的準(zhǔn)確度越高。對重復(fù)的脈沖式信號，傳感器可以使用等效時間采樣，以快得多的速率高效采樣，可以以更高的保真度重建信號包絡(luò)。等效時間采樣技術(shù)使用從完全相同的重復(fù)波形中獲得的一串樣點創(chuàng)建代表性波形。它允許傳感器準(zhǔn)確地捕獲頻率成分高于傳感器實時采樣率的信號，但是，信號必須是重復(fù)的。在使用Pulse Profiling(脈沖曲線)軟件時，泰克PSM5000系列功率計通過在多個觸發(fā)中采集必要數(shù)量的樣點，實現(xiàn)48MS/s的等效時間采樣率。重復(fù)的輸入信號為等效時間采樣生成多個觸發(fā)，允許測量系統(tǒng)收集重建合成波形圖像所需的一串?dāng)?shù)據(jù)。

總結(jié)

目前市場上有各種RF和微波功率測量選項。對基于USB的功率計，許多傳統(tǒng)功率傳感器/功率計技術(shù)指標(biāo)仍然適用。然而USB 傳感器/ 功率計可以幫助簡化選擇解決方案的苦差，因為您不需要捆綁在某臺主機上。由于USB 2.0 提供的高傳送速率及廣泛使用的電腦中提供的處理能力，以前要求專用分析儀的這些緊湊儀器中提供了許多新功能。