安捷倫網(wǎng)絡(luò)分析儀維修之功率傳感器

安捷倫網(wǎng)絡(luò)分析儀維修之功率傳感器
  深圳邁科微 安捷倫網(wǎng)絡(luò)分析儀維修之避免功率計和功率傳感器受損：功率計和功率傳感器等儀器在本質(zhì)上非常適用于大功率射頻測量應(yīng)用。 如果操作得當(dāng)，這些
儀器就會非?？煽亢湍陀?。 但是，制造商每年都會收到大量受損的功率傳感器。 本文以針對
這些傳感器做出的維修評估為基礎(chǔ)，重點介紹了可以保護功率計和功率傳感器并延長其使用
壽命的幾個*實踐。
 功率傳感器根據(jù)型號不同，可能至大可測量功率至低可到 -60 dBm，至高可到 +40 dBm。為了提
供安全裕量，至大額定功率要稍微高出這個范圍。即使考慮了安全裕量，邁科微儀器維修中心收到
的故障傳感器中也有一半以上是由于功率過大而損壞的。經(jīng)過檢查可以發(fā)現(xiàn)，輸入級微波電路中
通常會有損壞的元器件。
 隔板是功率傳感器中的金屬部分，也是功率傳感器中價格至高的模塊，其單價大約會占到同一型
號全新單元價格的 80%。隔板內(nèi)部有一個塑料小珠，支撐著易碎的高精度射頻輸入連接
器中心引腳，以及一個裝有終端電阻和衰減器電阻的薄膜電路盒和一個傳感元件。隔板的作用
是將射頻輸入轉(zhuǎn)換為低直流電壓，直流電壓會與輸入功率成比例變化。
 
 為防止隔板上施加的功率過大，您需要 ：
– 了解您測量的信號的大致信號電平
– 確保測量的功率*處在功率傳感器的動態(tài)范圍之內(nèi)
– 使用射頻限幅器來衰減超出功率傳感器限值的功率

如果信號中的直流電壓超過功率傳感器可以處理的至高電壓，就可能會損壞功率傳感器的隔板。
典型的直流阻隔功率傳感器可以處理高達(dá) 20 VDC 的電壓。像 Keysight U2004A 和 E9304A 這樣
的直流耦合傳感器可以處理的電壓則要低得多
隔直流功率傳感器
隔直流傳感器的傳感元件前串聯(lián)了一個電容器，用于抑制可能損壞或影響測量精度的低頻信號。
在直流偏置與射頻信號共享同一路徑的應(yīng)用中，建議使用隔直流傳感器來進行精確的功率測量。
對于隔直流傳感器而言，頻率越低，傳感器的電容就需要越大一些。
直流耦合功率傳感器
直流耦合功率傳感器不使用阻斷電容器。因此，直流耦合傳感器具有更好的電壓駐波比 (VSWR)
性能，能夠測量較低的頻率。直流耦合傳感器非常適用于計量應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，可以使用
電壓表來測量傳感器的電壓，以此校準(zhǔn)傳感器并進行直接比較。 
為防止出現(xiàn)過壓，請根據(jù)功率傳感器的屬性來為您的應(yīng)用選擇適合的傳感器
 

安捷倫網(wǎng)絡(luò)分析儀維修之功率傳感器
遵循警告提示和技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定
每個功率傳感器均帶有顯示關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和警告提示的產(chǎn)品標(biāo)簽。標(biāo)簽提示了功率傳感器
可以測量的至低和至高功率電平。此功率電平的范圍稱為動態(tài)范圍。標(biāo)簽還指示了功率傳感器可
以測量的至低和至高頻率，這就是規(guī)定的頻率范圍。如果功率傳感器測量的是峰值功率，那么
標(biāo)簽還會注明視頻帶寬。標(biāo)簽上還會印制各種警告和提醒。不要超出技術(shù)指標(biāo)說明書中給出的值，
或功率傳感器和功率計上的黃色警告標(biāo)簽所指示的值。
保護射頻連接器和適配器
將適配器用作連接器保護器
使用適配器是保護功率傳感器射頻輸入連接器的方法之一。使用適配器主要的原因是
預(yù)防被測器件 (DUT) 與功率傳感器使用了不同的連接器。即使被測器件確實使用同一系列的連
接器，使用儀器級的適配器也可以提供保護，從而防止損壞，避免昂貴的維修成本。注意 ：在計
量校準(zhǔn)期間不得使用適配器，否則會有損高精度。
目視檢查
對連接器進行目視檢查非常重要。由于連接器具有非常精密的機械公差，因此細(xì)微的缺陷、
損傷和污垢都會大大降低可重復(fù)性和精度。在進行連接之前，目視檢查是否存在明顯的缺陷，
例如嚴(yán)重磨損的鍍層，較深的劃痕或凹痕。由于金的質(zhì)地比較軟，因此鍍金連接器更容易受到
機械損傷。
螺紋損傷通常會導(dǎo)致金屬碎屑掉落到連接器的其他部件內(nèi)，造成嚴(yán)重?fù)p傷。如果連接器有明顯
缺陷，請棄用或?qū)⑵渌腿ゾS修。對于松散的金屬顆?；蛐±w維之類的碎屑，可使用壓縮空氣或
氮氣以< 400 kPa 的低壓將其吹走。
對于用壓縮空氣無法清除的污垢或頑固污染物，可使用蘸有異丙醇的無絨棉簽擦拭干凈。不得
使用其他溶劑，否則可能會侵蝕支撐中心導(dǎo)體的塑料介電珠。擦拭時要徑向動作，不要打圈。
注意避免將清潔棉簽卡到中心導(dǎo)體的指桿上。
確保正確接地
始終使用功率計隨附的三芯交流電源線，這樣可以確保設(shè)備正確接地。接地引腳的作用是將設(shè)備
的裸露金屬接地。儀器正常工作時，設(shè)備地線中沒有電流。如果發(fā)生故障，那么設(shè)備地線會為電
流提供流動路徑。這樣可以保護儀器和操作人員。
檢查交流電源的質(zhì)量和極性，通常使用的交流電壓為 100、120、220 V ±10% 或 240 V +5%/-10%。
預(yù)期的典型地線電阻為 < 1Ω，零線和地線之間的電壓為 < 1V。必要時可以安裝不間斷電源 (UPS)。
采取靜電放電（ESD）預(yù)防措施
人體會積聚靜電，在放電時很容易損壞敏感的內(nèi)部電路元件。即使是人體感覺不到的靜電放電也
可能會造成損傷。功率傳感器標(biāo)簽上的 ESD 符號表示功率傳感器對靜電極其敏感。
連接器中心引腳上的靜電放電會使功率傳感器無法工作。

為防止 ESD 造成損傷，請確保 ：
– 在不使用功率傳感器時，要一直把連接器的蓋子蓋上
– 盡可能在沒有靜電的工作站進行功率測量
– 只有在沒有靜電的工作場地中，才能進行功率傳感器的清潔和檢查
– 避免將靜電源放在防靜電工作臺的一米范圍內(nèi)

桌面覆蓋了一層耗散墊，通過 1 MΩ 電阻器接地。避免使用導(dǎo)電表面，因為低電阻會導(dǎo)致類似瞬態(tài)
的靜電放電。與通過靜電耗散材料逐漸放電相比，快速放電對電子器件造成的危害更大。耗散墊
可使釋放在其表面的電荷在墊子周圍流動，讓墊子的各個部分都具有相同的電荷。當(dāng)墊子接地時，
這些電荷會以較慢的速率重新結(jié)合，直到墊子上的靜電全部耗散。在可能遇到的高電壓下，為了
將故障電流限制在 0.5 mA，需要使用 1 MΩ 的電阻器。
接地的工作人員必須佩戴高電阻腕帶。腕帶會緩慢耗散高電阻電流，防止電流涌入接地線導(dǎo)致嚴(yán)
重傷害。腕帶通常由彈性尼龍織物制成，其內(nèi)表面采用了導(dǎo)電纖維。
在接地地面上穿著防靜電鞋可以進一步提高靜電環(huán)境的防護能力。工作人員還應(yīng)當(dāng)穿著防靜電
工作服。
檢查溫度和濕度
必須妥善存放功率計和功率傳感器。如果暴露在濕度、溫度、灰塵和其他條件下，設(shè)備的性
能可能會受損。功率傳感器和功率計應(yīng)當(dāng)保存在清潔、干燥的環(huán)境中。確保設(shè)備機架通風(fēng)良好。
定期檢查并清潔散熱孔和風(fēng)扇。
建議的操作和存儲環(huán)境條件參見技術(shù)資料。*工作溫度為 23 °C ±5 °C。儀器應(yīng)始終存放在
<30°C 的環(huán)境溫度下。如果在這個溫度范圍之外使用器件，則可能會造成測量誤差。在溫
度條件下，測量儀器的內(nèi)部電子元件可能會受損。
相對濕度是在給定的溫度和氣壓下，空氣中的水蒸氣含量與可能的至高水蒸氣含量之比。相對濕
度通常被忽視，但它是造成 ESD 的重要環(huán)境因素。干燥的空氣在流動時會產(chǎn)生大量的靜電荷。