5分钟带你了解这件功率校准神器
对于电子测试工程师来说，功率计是一种应用非常广泛的测试仪器，那么功率计探头具体分为哪些类型、其各自有何特点、工作原理又是什么，大家了解多少呢？
今天，我们就来一起学习下，功率计探头的相关知识。
名词定义
功率计是测量信号功率的仪器，是射频微波功率测量的标准设备，常用作其它仪器的功率校准设备。功率计探头通过usb连接主机实现测试功能，完成检测信号和获取测试数据，主机用来实现用户操作和显示界面及数据存储。功率计探头具有数字化，小型化特点，探头可以完成所有测试功能以及测试数据的采集。
大家可以在君鉴科技旗下测试仪器信息服务平台“每日e问”中，搜索并查看各种类型的功率计探头，并进行相互间的对比。
具体分类
1.功率探头类型及原理
1.1分类
根据探头采用的技术类型，可分为两大类：热电探头和二极管探头。热电探头又分为热敏、热偶和热电堆三个类别；二极管探头又分为单通道、多通道和宽带几个类别，二极管探头通常采用多通道技术以扩展动态范围；二极管探头根据不同的视频带宽设计，又细分为通用探头、平均功率探头和宽带探头。
1.1.1二极管探头分类
通用探头（vbw：100~200khz）
适用于小功率测量的几乎所有测量场合
可测量所有类型信号的平均功率
可测量μs以上脉冲调制信号的峰值功率和时隙功率
工作频率上限可达67ghz，下限10mhz
功率量程-70 ~20dbm
通用探头是多通道二极管探头，均衡考虑精度、量程和速度
平均值探头（vbw30mhz)
窄脉冲信号测量的最佳选择
平均功率量程 -60~20dbm，脉冲峰值功率量程 -35 ~ 20 dbm
脉冲功率分析，包括时间和功率参数
射频多通道间信号时间和功率参数关系分析
高速数据采样和记录
1.1.2热电探头
根据探头的应用场合，热电探头测试准确度高，功率测试动态范围小，适合射频微波信号平均功率的计量校准；二极管探头功率测量动态范围大，速度快，适合研发测试。
热电功率探头测试信号的平均功率准确度最高；
常用作功率计量校准标准设备；
频率范围dc~110ghz或更高；
可测量所有类型信号的平均功率；
不能直接测量宽带信号峰值功率；
功率量程范围较小，通常 -35 ~ 20dbm
1.2原理
1.2.1热电功率探头
热敏功率探头采用热敏电阻作为核心元部件，输入信号经过热敏电阻的功率被其吸收后温度升高，电阻值发生显著变化，利用电桥测量电阻值的变化，显示功率值。
热偶功率探头的核心部件是热电偶。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生温差电势，电势的大小正比于吸收的高频功率值，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克（seebeck）效应。利用热电偶型功率计中的热偶结直接吸收高频信号功率，热结点温度升高，产生温差电势，电势的大小正比于吸收的射频功率值，进行功率测量。
为了提高热电偶的灵敏度，可将多个热电偶串联起来组成热电堆；热电堆的输出电压（输出温差电动势）是多个热电偶的输出电压之和。
综合考虑测试频率范围、功率范围和准确度，热电堆是目前最佳热电功率探头技术。
1.2.2二极管功率探头
二极管功率探头采用半导体二极管作为核心元部件，采用平方率检波，获得v^2，对应功率值。平方率检波，就是在小信号范围（-70dbm~-13dbm），肖特基（schottky）二极管输出电压正比于输入功率，或者说正比于输入电压幅度的平方，通过输出电压的测量，得出功率测量值。单一通道量程范围不够，通常增设前端衰减器的通道并行测量，对各通道测试数据进行智能判断和修正，这样可以实现超过90db大动态范围功率的准确测量。
单一通道量程范围不够，通常增设前端衰减器的通道并行测量，对各通道测试数据进行智能判断和修正，这样可以实现超过90db大动态范围功率的准确量。
2.功率计探头选型
2.1平均功率测试
平均功率的测试一般采用热电堆智能探头。
常见的型号有：r&snrp18t（n）、r&snrp40t（n）等
2.2峰值功率
脉冲调制信号，通常采用峰值功率探头测试，即是宽带二极管探头，视频带宽决定其窄脉冲测试能力。
常见的型号有：r&snrp-z81、r&snrp-z85
2.3大动态功率范围测量
兼顾测试准确度和测量动态范围（-70dbm~+23dbm），采用二极管探头。常见的有：r&snrp8s（n）、r&snrp18s（n）等。
——作者 君鉴科技/杨洋
——来源 每日e问eteforum
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根据探头采用的技术类型，可分为两大类：热电探头和二极管探头。热电探头又分为热敏、热偶和热电堆三个类别；二极管探头又分为单通道、多通道和宽带几个类别，二极管探头通常采用多通道技术以扩展动态范围；二极管探头根据不同的视频带宽设计，又细分为通用探头、平均功率探头和宽带探头。
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适用于小功率测量的几乎所有测量场合
可测量所有类型信号的平均功率
可测量μs以上脉冲调制信号的峰值功率和时隙功率
工作频率上限可达67ghz，下限10mhz
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通用探头是多通道二极管探头，均衡考虑精度、量程和速度
平均值探头（vbw30mhz)
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平均功率量程 -60~20dbm，脉冲峰值功率量程 -35 ~ 20 dbm
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根据探头的应用场合，热电探头测试准确度高，功率测试动态范围小，适合射频微波信号平均功率的计量校准；二极管探头功率测量动态范围大，速度快，适合研发测试。
热电功率探头测试信号的平均功率准确度最高；
常用作功率计量校准标准设备；
频率范围dc~110ghz或更高；
可测量所有类型信号的平均功率；
不能直接测量宽带信号峰值功率；
功率量程范围较小，通常 -35 ~ 20dbm
1.2原理
1.2.1热电功率探头
热敏功率探头采用热敏电阻作为核心元部件，输入信号经过热敏电阻的功率被其吸收后温度升高，电阻值发生显著变化，利用电桥测量电阻值的变化，显示功率值。
热偶功率探头的核心部件是热电偶。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生温差电势，电势的大小正比于吸收的高频功率值，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克（seebeck）效应。利用热电偶型功率计中的热偶结直接吸收高频信号功率，热结点温度升高，产生温差电势，电势的大小正比于吸收的射频功率值，进行功率测量。
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1.2.2二极管功率探头
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单一通道量程范围不够，通常增设前端衰减器的通道并行测量，对各通道测试数据进行智能判断和修正，这样可以实现超过90db大动态范围功率的准确量。
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