射频功率测量方法研究与电路设计

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测量对科学的发展是非常重要和必需的,甚至可以说没有测量就没有科学。在电信号的直流或低频段,电压、电流和阻抗是电信号的基本被测参量,但是在射频段的应用技术中功率测量像电压测量一样重要。随着通信、广播电视行业的飞速发展,对射频中功率准确测量的要求也越来越高。本文基于公式P=1/2UIcosφ(U、I为电压、电流的峰值),主要利用模拟乘法器、低通滤波器、电流互感器、分压器、运算放大器和电流表等,设计出一种射频功率测量的新方法,称为乘法式射频功率测量法。此设计与传统的通过式射频功率测量法相比,用一个电流表就可直接读出作用在负载上的功率值(通过式要用两个电流表),减少了读取功率值时的误差,并且流过电流表的电流与所测射频功率成正比关系。本文首先介绍了乘法式与通过式射频功率测量法的原理,又给出了电流互感器、分压器、模拟乘法器、低通滤波器、运算放大器等模块的设计参数,接着分析了两种测试方法的异同点,并从理论上推测乘法式射频功率测量法的测试精度要高于通过式射频功率测量法的测试精度。为了验证设计电路的可行性,用PROTEL99se对乘法式射频功率测量电路进行了仿真。仿真的结果证明了所测射频功率与流过电流表的电流成正比关系。最后,又用相应的实验方法对设计的电路进行分析,分析的结果验证了设计电路的可行性。
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