安捷倫網(wǎng)絡分析儀維修之功率傳感器

安捷倫網(wǎng)絡分析儀維修之功率傳感器
  深圳邁科微 安捷倫網(wǎng)絡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上非常適用于大功率射頻測量應用。 如果操作得當，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，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
– 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 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用，在這些應用中，可以使用
電壓表來測量傳感器的電壓，以此校準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用選擇適合的傳感器
 

安捷倫網(wǎng)絡分析儀維修之功率傳感器
遵循警告提示和技術指標的規(guī)定
每個功率傳感器均帶有顯示關鍵技術指標和警告提示的產(chǎn)品標簽。標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
標簽還會注明視頻帶寬。標簽上還會印制各種警告和提醒。不要超出技術指標說明書中給出的值，
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，因此細微的缺陷、
損傷和污垢都會大大降低可重復性和精度。在進行連接之前，目視檢查是否存在明顯的缺陷，
例如嚴重磨損的鍍層，較深的劃痕或凹痕。由于金的質地比較軟，因此鍍金連接器更容易受到
機械損傷。
螺紋損傷通常會導致金屬碎屑掉落到連接器的其他部件內，造成嚴重損傷。如果連接器有明顯
缺陷，請棄用或將其送去維修。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，這樣可以確保設備正確接地。接地引腳的作用是將設備
的裸露金屬接地。儀器正常工作時，設備地線中沒有電流。如果發(fā)生故障，那么設備地線會為電
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）預防措施
人體會積聚靜電，在放電時很容易損壞敏感的內部電路元件。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

桌面覆蓋了一層耗散墊，通過 1 MΩ 電阻器接地。避免使用導電表面，因為低電阻會導致類似瞬態(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。當墊子接地時，
這些電荷會以較慢的速率重新結合，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致嚴
重傷害。腕帶通常由彈性尼龍織物制成，其內表面采用了導電纖維。
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。工作人員還應當穿著防靜電
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，設備的性
能可能會受損。功率傳感器和功率計應當保存在清潔、干燥的環(huán)境中。確保設備機架通風良好。
定期檢查并清潔散熱孔和風扇。
建議的操作和存儲環(huán)境條件參見技術資料。*工作溫度為 23 °C ±5 °C。儀器應始終存放在
<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。