功率計和功率傳感器工作原理（三）
圖7是整個功率計的結(jié)構(gòu)框圖。斬波器和輸入放大器的一部分包含在傳感器中，所以電平相當高的信號被傳送至功率計，在此，信號經(jīng)放大，由同步檢波器變回到直流，再由儀表顯示。在利用熱電偶傳感器的數(shù)字式功率計或基于微處理器的功率計中也存在類似電路。現(xiàn)代熱電偶式功率計提供在100mW到1uW（50dB)輸入功率范圍的功率測量能力。
大多數(shù)熱電偶式功率計都提供了具有已校輸出功率的精密參考源，它用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的增益，以補償熱電偶不同元件之間靈敏度的變化。每當將不同的傳感器與功率計相連時，使用者進行這一調(diào)節(jié)，這一過程可以簡單到將傳感器與參考源相連并按動相應(yīng)按鈕。?
圖7 ?
3.二極管功率傳感器和功率計
利用半導體二極管作為檢波元件有可能測量極低的功率電平。圖8示出了二極管傳感器的最簡單形式。可以看出，它包含隔直流電容器，終端電阻器，二極管和射頻旁路電容器。流過二極管的電流是負載電阻器兩端出現(xiàn)的外加電壓的非線性函數(shù)。某些二極管在很低的外加電壓（mV級）下將傳導顯著電流（uA級)，但仍然存在非線性關(guān)系，并引起遵循外加電壓平方（即平方律響應(yīng)）的整流輸出，因而服從冪次關(guān)系。圖9給出的數(shù)據(jù)說明，工作在平方律區(qū)域時，檢測二極管的輸出直接效仿輸入功率變化。由于檢波機理服從冪次關(guān)系，故平方律二極管傳感器將指示復合波形總功率的正確值。
圖8?
為了保證二極管對信號功率起響應(yīng)，某些功率傳感器設(shè)計將測量范圍限制在平方律區(qū)域以內(nèi)。這類傳感器能測量低達0.1nW(-70dBm)的功率電平，且它們將完成與外加信號的波形無關(guān)的精確功率測量。平方律工作的可用動態(tài)范圍約50dB，所以平方律二極管可以使用與熱電偶傳感器相同的功率計。
將二極管傳感器的工作向更高功率電平（10---100mW)擴展的功率計可能提供具有很寬動態(tài)范圍（70dB或更大）的測量能力，但在高于10uW量程上獲得的讀數(shù)只適用于連續(xù)波（CW）正弦信號。在高功率電平上，二極管的工作類似于對外加電壓的峰值起響應(yīng)的線性檢波器。圖9表明，為了產(chǎn)生100:1的功率變化，需要二極管的輸出指示10:1的電壓變化。在這個工作范圍，二極管傳感器的輸出在變成功率指示之前，必須進行平方。
圖9?