一種微波功率探頭的內部校準電路及校準方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及測試技術領域，特別涉及一種微波功率探頭的內部校準電路，還涉及 一種微波功率探頭的內部校準方法。
【背景技術】
[0002] 為保證微波功率測試的準確度，在測試之前，需要對功率探頭和主機進行校準，將 功率探頭和主機定標到功率標準。
[0003]目前已有的功率標準采取的方案是在功率計主機內部帶有一個頻率固定、而功率 可變的校準源，具體指標為：
[0004] 頻率：IGHz ;
[0005] 功率范圍：_40dBm ~+2OdBm ;
[0006] 校準步進：IdB/點；
[0007] 校準時間：120秒。
[0008] 目前在功率計主機內部帶有校準源的方案存在以下局限性：
[0009] (1)成本高：在主機內部需要帶有一塊校準源電路板，成本預計2000元~3000 元；
[0010] (2)校準操作性差：校準需要將功率探頭從被測設備端口移到校準源的輸出端 口，校準完成后再將功率探頭接到被測設備端口中，操作不方便；
[0011] (3)校準時間長：整個校準過程需要從+20dBm開始，以IdB/點為步進進行校準， 一直校準到_40dBm，整個校準過程約120秒。

【發明內容】

[0012] 本發明提出了一種微波功率探頭的內部校準電路及校準方法，用戶在測試過程 中，無需將功率探頭從測試設備移開，即可實現功率探頭的準確定標，從而保證功率測量的 準確性。
[0013] 本發明在微波功率探頭中實現了功率標準的準確傳遞，從而保證經過定標后的功 率探頭接在不同功率計主機上，都能保證功率的準確測量。
[0014] 本發明的技術方案是這樣實現的：
[0015] -種微波功率探頭內部校準電路，包括：
[0016] 微波功率探頭Al，多芯電纜A2,主機功率測量通道A3 ;
[0017] 微波信號Bl輸入后，經過+、-檢波的二極管檢波器對（A4、A5)檢波輸出電壓相 反、幅度相同的+、-檢波電壓B2、B3 ;
[0018] 當在正常測量時候，高速開關（A6、A7)將通路B2與B6導通、B3與B7導通；
[0019] 精密輸入運算放大器A12將D/A轉換器All的輸出電壓M進行反向I : 1的放 大；
[0020] EEPROM A13中保存了探頭的各種補償數據；
[0021] 接口擴展器A14通過IIC總線控制端口輸出狀態，分別用于控制高速開關（A6、A7) 的開關選擇和對D/A轉換器All的控制信號進行操作；
[0022] 線性差分放大器A6增強信號的傳輸能力，將信號通過電纜傳輸到功率計主機。
[0023] 可選地，D/A轉換器All為14位輸出。
[0024] 可選地，EEPROM A13中保存了探頭的各種補償數據，包括自動校準中+20dBm、0dBm 對應的DAC設置值、二極管檢波器的線性、頻率響應和溫度響應的補償數據。
[0025] 可選地，接口擴展器A14為8端口 IIC總線的接口擴展器。
[0026] 基于上述微波功率探頭內部校準電路的校準方法，包括以下步驟：
[0027] 步驟（1)，主機從EEPR0MA13中讀取出線性、頻率響應和溫度響應的補償數據，以 及+20dBm和OdBm的DAC設定值，并在主機中生成探頭線性補償表格、探頭頻響補償表格和 探頭溫度補償表格；
[0028] 步驟（2)，將通路M與B6、B5與B7導通，分別設置D/A轉換器All的DAC值為 +20dBm和OdBm定標的DAC值；
[0029] 步驟（3)，分別記錄DAC設置為+20dBm和OdBm時的采樣ADC值（標準ADC+2QdBni，標 準 ADCimbJ ;
[0030] 步驟（4)，在探頭線性補償表格中，查找+20dBm和OdBm對應的ADC值（探頭 ADC+20(jBnij ADCodBm)；
[0031] 步驟（5)，計算該主機ADC與探頭線性補償數據ADC的線性誤差：
[0033] 步驟（6)，在實際測量中，需要將測得的ADC值（實測ADC)進行誤差修正，得到線 性修正后的ADC值（修正ADC):
[0034] 修正 ADC =實測 ADCX (I-E);
[0035] 步驟（7)，得到線性修正過ADC值（修正ADC)后，以修正ADC為基準，在探頭線性 補償表格中查表得到準確的功率值。
[0036] 本發明的有益效果是：
[0037] (1)本發明相對于在主機內部帶有校準源板的方法，成本預計節省2000元~3000 元；
[0038] (2)無需將微波功率探頭從被測設備端口移開，就可以完成校準；
[0039] (3)校準時間短：在1秒鐘之內完成校準。
【附圖說明】
[0040] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0041] 圖1為本發明微波功率探頭內部校準電路的硬件原理圖。
[0042] 附圖標記說明：
[0043] Al :微波功率探頭；
[0044] A2:多芯電纜；
[0045] A3 :主機功率測量通道；
[0046] A4、A5 :二極管檢波器；
[0047] A6、A7 :尚速開關；
[0048] A8 :對數放大器；
[0049] A9 :線性差分放大器；
[0050] AlO :2. 5V精密電壓基準源；
[0051] All : 14位輸出的D/A轉換器；
[0052] A12 :精密輸入運算放大器；
[0053] A13 :串行電可擦除可編程存儲器（EEPROM);
[0054] A14 :具有IIC總線的接口擴展器；
[0055] A15 :通道內線性差分運算放大器；
[0056] A16:ADC 轉換器。
【具體實施方式】
[0057] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0058] 如圖1所示，本發明的微波功率探頭內部校準電路包括：微波功率探頭A1，多芯電 纜A2,主機功率測量通道A3。
[0059] 微波信號Bl輸入后，經過+、-檢波的二極管檢波器對（A4、A5)檢波輸出電壓相 反、幅度相同的+、-檢波電壓B2、B3。
[0060] 當在正常測量時候，高速開關（A6、A7)將通路B2與B6導通、B3與B7導通。
[0061] 2. 5V精密電壓基準源AlO其輸出2. 5V的電壓參考，電壓誤差小于±lmV，2. 5V電 壓參考在_40°C~+85°C之間溫度漂移小于3X 10 6/°C。
[0062] 14位輸出的D/A轉換器All輸出電壓的范圍為OV~2. 5V ;精密輸入運算放大器 A12將D/A轉換器All的輸出電壓M進行反向I : 1的放大，輸出B5，B5與M為電壓相 同、方向相反的直流參考，用于功率的內部校準。
[0063] 串行電可擦除可編程存儲器（EEPR0M)A13中保存了探頭的各種補償數據，包括自 動校準中+20dBm、OdBm對應的DAC設置值、二極管檢波器的線性、頻率響應和溫度響應的補 償數據。
[0064] 8端口 IIC總線的接口