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Wattmètre

Figure 1 : Wattmètre R&S®NRX équipé de deux sondes à diodes multitrajets
(avec l'aimable autorisation de Rohde & Schwarz)

Figure 1 : Wattmètre R&S®NRX équipé de deux sondes à diodes multitrajets
(avec l'aimable autorisation de Rohde & Schwarz)

Wattmètre

Le développement rapide de la microélectronique a également modifié les instruments de mesure. En principe, la séquence de mesure complète d'une mesure de puissance RF est réalisée à l'intérieur du petit capteur de puissance (Fig. 3). Seules les données de la mesure sont encore transportées quelque part et donc n'importe quel ordinateur ou portable doté d'une interface appropriée et du logiciel adéquat peut être utilisé comme dispositif d'affichage. Cependant, il existe également des appareils de base spéciaux qui contiennent pratiquement un ordinateur et peuvent afficher le résultat de la mesure (Fig. 1). Là où deux compteurs étaient utilisés par le passé, deux capteurs de puissance ou plus peuvent désormais être connectés à une unité de base.

Les anciens wattmètres ne pouvaient afficher qu'une valeur moyenne. Lors de la mesure d'impulsions RF, une puissance d'impulsion devait être calculée à partir de la puissance moyenne mesurée en utilisant un rapport de cycle d'utilisation supposé connu. Avec les nouveaux instruments de mesure, l'évolution du signal RF mesuré est affichée comme sur un oscilloscope et une plage de mesure peut être définie directement au-dessus de l'impulsion à mesurer, de sorte que la puissance de l'impulsion peut également être affichée directement.

Figure 2 : Pont de mesure pour la méthode thermique

Figure 2 : Pont de mesure pour la méthode thermique

Capteur de puissance

Le capteur de puissance contient un pont de mesure de résistance avec une thermistance (Fig. 2). Ce pont de mesure est constitué de deux diviseurs de voltage R1 avec R3 et R2 avec R4 et sont alimentés par une voltage auxiliaire Uh. Si le rapport des résistances dans chacun des diviseurs de tension est le même, alors la tension de mesure Um est nulle. Cependant, la thermistance R3 change sa valeur de résistance en fonction de la température. Un ajustement du zéro pourrait alors être effectué avec le potentiomètre R4 si la température ambiante dévie.

Par l'intermédiaire de cette thermistance circule d'abord la composante continue du câblage du pont de mesure de résistance, mais aussi, par l'intermédiaire des condensateurs, la composante haute fréquence de la connexion de mesure. Cette puissance supplémentaire chauffe la thermistance et augmente sa résistance interne. En conséquence, le pont de mesure devient déséquilibré et des courants d'égalisation mesurables circulent, à partir desquels la magnitude de la puissance RF peut être calculée.

Figure 3 : Capteurs de puissance utilisant la méthode thermique
(avec l'aimable autorisation de Rohde & Schwarz)

Figure 3 : Capteurs de puissance utilisant la méthode thermique
(avec l'aimable autorisation de Rohde & Schwarz)

La version classique d'un capteur de puissance a une très grande précision de mesure. Ces capteurs de puissance thermique sont très lents à cause de ce mode de fonctionnement. En revanche, ils ne se soucient pas du tout de la fréquence de cette puissance RF. Par conséquent, ils sont extrêmement larges et leur bande passante n'est limitée que par les capacités qui résultent de l'adaptation de l'impédance de la ligne d'alimentation. Ils sont également totalement indépendants de la forme d'onde ou de toute modulation.

Un autre avantage est que la thermistance ne se soucie pas non plus de savoir si une puissance RF supplémentaire ou un courant continu supplémentaire la traverse. Par conséquent, un tel capteur de puissance peut être étalonné en interne avec du courant continu !

Manipulation des capteurs

Un capteur de puissance pour la mesure de la RF est très sensible à une charge trop élevée. Une puissance HF trop élevée détruirait la thermistance et rendrait l'appareil inutilisable. C'est pourquoi il faut toujours estimer, avant la mesure, quel résultat de mesure est attendu au point de mesure et s'il est compatible avec le capteur de puissance. En cas de doute, le capteur de puissance doit être protégé par des atténuateurs en amont, qui peuvent ensuite être retirés progressivement en fonction du résultat de la mesure si celui-ci présente une valeur beaucoup trop faible.

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