人们十分希望功率传感器具存宽动态范围、低漂移和小驻波比（SWR)且一台仪器便容纳宽的频率范围，现有的利用热电偶 的功率传感器便能满足这些需要。

      两种相异导体的连接形成一对热电偶结，这些结两端存在的任何温度梯度将产生电压。功率传感器的热电偶结构被设计成包括一个耗散大部分外加功率的电阻器。 电阻器的温度升高，在附近的热电偶结两端便形成温度梯度，从而产生与功率成正比的电压。两组这类结构实际上可以这样取向，使由电阻器耗散的功率产生的温升引起两个热电偶结构产生相加的温差电压，而由环境温度变化产生的温度梯度则引起相抵消的温差电压，因而将零读数的漂移减至最小。该电阻器的阻值被设计成为传输线提供良好匹配的终端。

      功率传感器中使用的热电偶元件可能由金、(n)型硅和氮化钽电阻材料构成，而薄膜结构则提供工作在超过40GHz频率上所需的小尺寸和精密几何形状。图1示出利用这些技术的热电偶传感器的示意图。

图1   热电偶功率传感器

      热电偶的灵敏度可以借助其直流输出电压的幅度相对于传感器耗散的射频功率的大小来说明，典型灵敏度约为160μV /mW，低达1.0μW的功率电平可以用这类传感器进行测量。必须测量的直流电压可能低达0.16μV ，所以功率计内部的放大器必须提供高增益，重要的是，这些放大器不能添加会增加到侍测微伏电压上或从中减去的任何附加直流偏置。

       图2 所示斩波输入放大器和同步检波器能满足这个要求。斩波器用方波驱动信号进行工作，它直接将交流耦合放大器的输人电容器转接到传感器的输出端或者转接到地。输入电容器由直流输入电压充电并由接地放电，所以到放大器的输入信号变成幅度正比于传感器输出的方波。交流耦合放大器具有足够高的增益，产生数伏的输出方波且不包含偏置电压。同步检波器靠与斩波器一样相同信号工作的另一个开关，它将放大器输出与RC(电阻器-电容器）滤波器相连或将滤波器输入接地，由于输出转接与输入斩波器同步，故滤波电容器由输入直流电压产生的方波的同一半周期充电。滤波器的输出是很容易加以处理和显示的直流电压。

图2   斩波输入放大器和同步检波器

      图3中的方块图展示了实现功率计的某些细节，并示出如何划分功率计电路。斩波器和输入放大器的一部分包含在传感器中，所以电平相当高的信号被传送至功率计，在此，信号经放大，由同步检波器变回到直流，再由仪表显示。在利用热电偶传感器的数字式功率计或基于微处理器的功率计中也存在类似电路。现代热电偶式功率计提供在100mW〜1μW(50dB)输入功率范围的功率测量能力。

图3   热电偶功率传感器和配套功率计的方块图

      大多数热电偶式功率计都提供了具有已校输出功率的精密参考源，它用于调节系统的增益，以补偿热电偶不同元件之间灵敏度的变化。每当将不同的传感器与功率计相连时，用户应进行这一调节，这一过程可以简单到将传感器与参考源相连并按动相应按钮。

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