功率計(jì)由功率傳感器和功率指示器兩部分組成。功率傳感器也稱(chēng)功率計(jì)探頭,它把高頻電信號(hào)通過(guò)能量轉(zhuǎn)換為可以直接檢測(cè)的電信號(hào)。功率指示器包括信號(hào)放大、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。功率傳感器和功率指示器之間用電纜連接。為了適應(yīng)不同頻率、不同功率電平和不同傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)的需要,一臺(tái)功率計(jì)要配若干個(gè)不同功能的功率計(jì)探頭。
按功率傳感器技術(shù)類(lèi)型,可把功率計(jì)分為3類(lèi):熱敏電阻型功率計(jì),熱電偶型功率計(jì)和晶體檢波式功率計(jì)。
熱敏電阻型功率計(jì)使用熱敏電阻做功率傳感元件。熱敏電阻值的溫度系數(shù)較大,被測(cè)信號(hào)的功率被熱敏電阻吸收后產(chǎn)生熱量,使其自身溫度升高,電阻值發(fā)生顯著變化,利用電阻電橋測(cè)量電阻值的變化,顯示功率值。
熱電偶型功率計(jì)則是利用熱電偶型功率計(jì)中的熱偶結(jié)直接吸收高頻信號(hào)功率,結(jié)點(diǎn)溫度升高,產(chǎn)生溫差電勢(shì),電勢(shì)的大小正比于吸收的高頻功率值,進(jìn)行功率測(cè)量。
晶體檢波式功率計(jì)使用晶體二極管檢波器將高頻信號(hào)變換為低頻或直流電信號(hào)。適當(dāng)選擇工作點(diǎn),使檢波器輸出信號(hào)的幅度正比于高頻信號(hào)的功率。
熱敏電阻是一種由金屬氧化物的化合物制成的電阻器,隨溫度呈現(xiàn)大的電阻變化。若將熱敏電阻用于形成功率傳感器的終端,則它的電阻將隨外加功率引起的溫升而變。
說(shuō)明了熱敏電阻功率計(jì)的基本原理。(a)的電路表明對(duì)于射頻輸入端上出現(xiàn)的信號(hào),兩個(gè)熱敏電阻如何被布置成并聯(lián)以及如何與功率計(jì)相串聯(lián)。功率計(jì)的連接跨接在射頻旁路電容器兩端,以避免熱敏電阻那邊的射頻泄露。
功率計(jì)利用稱(chēng)為自動(dòng)平衡電橋的電路,該電路提供將熱敏電阻阻值RT維持恒定在R值上的直流偏置功率。若熱敏電阻上的射頻功率增加,則電橋使偏置功率減小一個(gè)相類(lèi)似的量。射頻功率降低則引起電橋增加偏置功率,使熱敏電阻維持恒定的電阻。功率計(jì)內(nèi)的輔助電路對(duì)直流功率的這個(gè)變化進(jìn)行處理,以獲得功率讀數(shù)。