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安捷伦网络分析仪维修之功率传感器

安捷伦网络分析仪维修之功率传感器

所属分类:安捷伦网络分析仪维修

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更新时间:2020-04-07

描述:迈科微仪器维修中心
维修安捷伦仪器、维修罗德与施瓦茨仪器、维修安立仪器
安捷伦网络分析仪维修之功率传感器

详细信息

安捷伦网络分析仪维修之功率传感器
  深圳迈科微 安捷伦网络分析仪维修之避免功率计和功率传感器受损:功率计和功率传感器等仪器在本质上非常适用于大功率射频测量应用。 如果操作得当,这些
仪器就会非常可靠和耐用。 但是,制造商每年都会收到大量受损的功率传感器。 本文以针对
这些传感器做出的维修评估为基础,重点介绍了可以保护功率计和功率传感器并延长其使用
寿命的几个至佳实践。
 功率传感器根据型号不同,可能至大可测量功率至低可到 -60 dBm,至高可到 +40 dBm。为了提
供安全裕量,至大额定功率要稍微高出这个范围。即使考虑了安全裕量,迈科微仪器维修中心收到
的故障传感器中也有一半以上是由于功率过大而损坏的。经过检查可以发现,输入级微波电路中
通常会有损坏的元器件。
 隔板是功率传感器中的金属部分,也是功率传感器中价格至高的模块,其单价大约会占到同一型
号全新单元价格的 80%。隔板内部有一个塑料小珠,支撑着易碎的高精度射频输入连接
器中心引脚,以及一个装有终端电阻和衰减器电阻的薄膜电路盒和一个传感元件。隔板的作用
是将射频输入转换为低直流电压,直流电压会与输入功率成比例变化。
 
 为防止隔板上施加的功率过大,您需要 :
– 了解您测量的信号的大致信号电平
– 确保测量的功率完全处在功率传感器的动态范围之内
– 使用射频限幅器来衰减超出功率传感器限值的功率

如果信号中的直流电压超过功率传感器可以处理的至高电压,就可能会损坏功率传感器的隔板。
典型的直流阻隔功率传感器可以处理高达 20 VDC 的电压。像 Keysight U2004A 和 E9304A 这样
的直流耦合传感器可以处理的电压则要低得多
隔直流功率传感器
隔直流传感器的传感元件前串联了一个电容器,用于抑制可能损坏或影响测量精度的低频信号。
在直流偏置与射频信号共享同一路径的应用中,建议使用隔直流传感器来进行精确的功率测量。
对于隔直流传感器而言,频率越低,传感器的电容就需要越大一些。
直流耦合功率传感器
直流耦合功率传感器不使用阻断电容器。因此,直流耦合传感器具有更好的电压驻波比 (VSWR)
性能,能够测量较低的频率。直流耦合传感器非常适用于计量应用,在这些应用中,可以使用
电压表来测量传感器的电压,以此校准传感器并进行直接比较。 
为防止出现过压,请根据功率传感器的属性来为您的应用选择适合的传感器
 

安捷伦网络分析仪维修之功率传感器
遵循警告提示和技术指标的规定
每个功率传感器均带有显示关键技术指标和警告提示的产品标签。标签提示了功率传感器
可以测量的至低和至高功率电平。此功率电平的范围称为动态范围。标签还指示了功率传感器可
以测量的至低和至高频率,这就是规定的频率范围。如果功率传感器测量的是峰值功率,那么
标签还会注明视频带宽。标签上还会印制各种警告和提醒。不要超出技术指标说明书中给出的值,
或功率传感器和功率计上的黄色警告标签所指示的值。
保护射频连接器和适配器
将适配器用作连接器保护器
使用适配器是保护功率传感器射频输入连接器的方法之一。使用适配器主要的原因是
预防被测器件 (DUT) 与功率传感器使用了不同的连接器。即使被测器件确实使用同一系列的连
接器,使用仪器级的适配器也可以提供保护,从而防止损坏,避免昂贵的维修成本。注意 :在计
量校准期间不得使用适配器,否则会有损高精度。
目视检查
对连接器进行目视检查非常重要。由于连接器具有非常精密的机械公差,因此细微的缺陷、
损伤和污垢都会大大降低可重复性和精度。在进行连接之前,目视检查是否存在明显的缺陷,
例如严重磨损的镀层,较深的划痕或凹痕。由于金的质地比较软,因此镀金连接器更容易受到
机械损伤。
螺纹损伤通常会导致金属碎屑掉落到连接器的其他部件内,造成严重损伤。如果连接器有明显
缺陷,请弃用或将其送去维修。对于松散的金属颗粒或小纤维之类的碎屑,可使用压缩空气或
氮气以< 400 kPa 的低压将其吹走。
对于用压缩空气无法清除的污垢或顽固污染物,可使用蘸有异丙醇的无绒棉签擦拭干净。不得
使用其他溶剂,否则可能会侵蚀支撑中心导体的塑料介电珠。擦拭时要径向动作,不要打圈。
注意避免将清洁棉签卡到中心导体的指杆上。
确保正确接地
始终使用功率计随附的三芯交流电源线,这样可以确保设备正确接地。接地引脚的作用是将设备
的裸露金属接地。仪器正常工作时,设备地线中没有电流。如果发生故障,那么设备地线会为电
流提供流动路径。这样可以保护仪器和操作人员。
检查交流电源的质量和极性,通常使用的交流电压为 100、120、220 V ±10% 或 240 V +5%/-10%。
预期的典型地线电阻为 < 1Ω,零线和地线之间的电压为 < 1V。必要时可以安装不间断电源 (UPS)。
采取静电放电(ESD)预防措施
人体会积聚静电,在放电时很容易损坏敏感的内部电路元件。即使是人体感觉不到的静电放电也
可能会造成损伤。功率传感器标签上的 ESD 符号表示功率传感器对静电极其敏感。
连接器中心引脚上的静电放电会使功率传感器无法工作。

为防止 ESD 造成损伤,请确保 :
– 在不使用功率传感器时,要一直把连接器的盖子盖上
– 尽可能在没有静电的工作站进行功率测量
– 只有在没有静电的工作场地中,才能进行功率传感器的清洁和检查
– 避免将静电源放在防静电工作台的一米范围内

桌面覆盖了一层耗散垫,通过 1 MΩ 电阻器接地。避免使用导电表面,因为低电阻会导致类似瞬态
的静电放电。与通过静电耗散材料逐渐放电相比,快速放电对电子器件造成的危害更大。耗散垫
可使释放在其表面的电荷在垫子周围流动,让垫子的各个部分都具有相同的电荷。当垫子接地时,
这些电荷会以较慢的速率重新结合,直到垫子上的静电全部耗散。在可能遇到的最高电压下,为了
将故障电流限制在 0.5 mA,需要使用 1 MΩ 的电阻器。
接地的工作人员必须佩戴高电阻腕带。腕带会缓慢耗散高电阻电流,防止电流涌入接地线导致严
重伤害。腕带通常由弹性尼龙织物制成,其内表面采用了导电纤维。
在接地地面上穿着防静电鞋可以进一步提高静电环境的防护能力。工作人员还应当穿着防静电
工作服。
检查温度和湿度
必须妥善存放功率计和功率传感器。如果暴露在极端湿度、温度、灰尘和其他条件下,设备的性
能可能会受损。功率传感器和功率计应当保存在清洁、干燥的环境中。确保设备机架通风良好。
定期检查并清洁散热孔和风扇。
建议的操作和存储环境条件参见技术资料。至佳工作温度为 23 °C ±5 °C。仪器应始终存放在
<30°C 的环境温度下。如果在这个温度范围之外使用器件,则可能会造成测量误差。在极端温
度条件下,测量仪器的内部电子元件可能会受损。
相对湿度是在给定的温度和气压下,空气中的水蒸气含量与可能的至高水蒸气含量之比。相对湿
度通常被忽视,但它是造成 ESD 的重要环境因素。干燥的空气在流动时会产生大量的静电荷。

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