避免功率计和功率传感器受损的 七项实践
应用指南
防止功率计与功率传感器损坏的 7 个关键做法
功率计和功率传感器等仪器在本质上非常适用于大功率射频测量应用。 如果操作得当，这些仪器就会非常可靠和耐用。 但是，制造商每年都会收到大量受损的功率传感器。 本文以针对这些传感器做出的维修评估为基础，重点介绍了可以保护功率计和功率传感器并延长其使用寿命的几个最佳实践。
实践 1：避免超出功率
图 1 所示为使用功率计和功率传感器测量高频功率的基本方法。功率传感器将高频功率转换为功率计可以对照射频功率电平来测量的直流或低频信号。功率计将检测到的信号显示为以 dBm 或瓦为单位的功率值。
功率传感器根据型号不同，可能最大可测量功率最低可到 -60 dBm，最高可到 +40 dBm。为了提供安全裕量，最大额定功率要稍微高出这个范围。即使考虑了安全裕量，是德科技服务中心收到的故障传感器中也有一半以上是由于功率过大而损坏的。经过检查可以发现，输入级微波电路中通常会有损坏的元器件。
隔板是功率传感器中的金属部分，也是功率传感器中价格最高的模块，其单价大约会占到同一型号全新单元价格的 80%（图 2）。隔板内部有一个塑料小珠，支撑着易碎的高精度射频输入连接器中心引脚，以及一个装有终端电阻和衰减器电阻的薄膜电路盒和一个传感元件。隔板的作用是将射频输入转换为低直流电压，直流电压会与输入功率成比例变化。
为防止隔板上施加的功率过大，您需要 ：
- 了解您测量的信号的大致信号电平
- 确保测量的功率完全处在功率传感器的动态范围之内
- 使用射频限幅器来衰减超出功率传感器限值的功率
实践 2：避免过压
如果信号中的直流电压超过功率传感器可以处理的最高电压，就可能会损坏功率传感器的隔板。典型的直流阻隔功率传感器可以处理高达 20 VDC 的电压。像 Keysight U2004A 和 E9304A 这样的直流耦合传感器可以处理的电压则要低得多（通常为 5 V）。
隔直流与直流耦合
隔直流功率传感器
隔直流传感器的传感元件前串联了一个电容器，用于抑制可能损坏或影响测量精度的低频信号。在直流偏置与射频信号共享同一路径的应用中，建议使用隔直流传感器来进行精确的功率测量。对于隔直流传感器而言，频率越低，传感器的电容就需要越大一些。
直流耦合功率传感器
直流耦合功率传感器不使用阻断电容器。因此，直流耦合传感器具有更好的电压驻波比 (VSWR)性能，能够测量较低的频率。直流耦合传感器非常适用于计量应用，在这些应用中，可以使用电压表来测量传感器的电压，以此校准传感器并进行直接比较。
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