一、概 述

GX2BB系列射頻功率計是微波功率測量?jì)x器，能測量連續波的數顯功率計。

GX2BB系列射頻功率計由功率指示器和功率傳感器組成。GX2BB系列射頻功率計的指示器部分外形尺寸為250mm×155mm×290mm（b×h×d），GX2BB系列射頻功率計的顯示部分為LED顯示屏，前面板按鍵采用導電橡膠工藝，其控制方式均采用按鍵菜單式操作。后面板為電源輸入插口和由用戶(hù)選購RS232接口及記錄器接口。以實(shí)現運程控制或與其他儀器一起組成測量系統，GX2BB系列射頻功率計傳感器是微波二級管和相應的傳感電路組成。

二、 技術(shù)參數

2．1 頻率范圍：50MHz～12.4GHz

2．2 功率測量范圍：1μW～100mW（基本型）

0.1μw～1W（GX2BB1）

                   0.1μw～2W（GX2BB2）

                   0.1μw～3W（GX2BB3）

                   0.1μw～5W（GX2BB5）

                   0.1μw～10W（GX2BB10）

                   0.1μw～20W（GX2BB20）

                   0.1μw～25W（GX2BB25）

                   0.1μw～30W（GX2BB30）

                   0.1μw～50W（GX2BB50）

                   0.1μw～100W（GX2BB100）

                   0.1μw～150W（GX2BB150）

0.1μw～200W（GX2BB200）

0.1μw～300W（GX2BB300）

0.1μw～500W（GX2BB500）

0.1μw～700W（GX2BB700）

0.1μw～1000W（GX2BB1000）

2．3 測量精度：工作誤差±0.5dB（滿(mǎn)度值）±1個(gè)字

2．4 電壓駐波比：S≤1.5

2．5 可承受平均功率為：1分鐘的超額功率試驗。

2．6 功率基準：50MHz  1.00mW±1.5%

2．7 噪聲漂移: 在任一分鐘間隔內±(0.1uW+1字)

2．8 記錄器輸出： 0～1V電壓，輸出阻抗1KΩ。

2．9 顯示方式： W、mw方式，dBm方式及dB方式。

2．10 電源：交流市電～220V，50Hz，20W

2．11 主機外型尺寸：250mm(寬)×155mm(高)×290(深)mm（b×h×d）。

2．12 重量：3Kg。

三、調節控制機構的作用

前面板調節控制機構下圖所示

3．1 LED顯示窗

顯示功率測量讀數。

3.2 電源開(kāi)關(guān)

當功率計接上電源后，若指示燈為紅色，表示儀器處于備用狀態(tài)。通過(guò)電源開(kāi)關(guān)的切換，使指示燈為綠色，則儀器處于工作狀態(tài)。

3.3 鍵盤(pán)

鍵盤(pán)包括方式、調零、校正、設置、存入、調出、系統和Enter鍵共8個(gè)，具體操作方法詳見(jiàn)面板操作說(shuō)明。

3.4 表頭

作為射頻信號的線(xiàn)性指示，反映數字顯示的趨勢。

3.5 傳感器輸入口

傳感器由此輸入口輸入信號。

3．6參考功率輸出口

該輸出口由基準鍵（OSC）來(lái)開(kāi)啟（指示燈亮）和關(guān)閉。開(kāi)啟時(shí)輸出50MHz、1.00mW的參考功率信號。

3．7記錄器輸出口

輸出0～1V電壓，輸出阻抗為1KΩ，BNC連接。

3．8電源插座

3．9熔斷絲座

安裝1A溶斷絲。

四、工作原理

4.1 GX2BB射頻功率計原理方框圖

                        圖 4-1 GX2BB原理方框圖

4.2 各單元電路原理

a．功率傳感電路

功率計傳感電路是由斬波器和線(xiàn)性校正電路所組成。斬波器是用高靈敏、低噪聲的MOS—FET開(kāi)關(guān)管組成的串聯(lián)斬波器。其作用是將經(jīng)由功率探頭變換輸入的直流信號調制成等效交流信號，這樣更方便后級放大電路的處理。線(xiàn)性校正電路是由存放傳感器參數的電子表格，并通過(guò)CPU的處理來(lái)進(jìn)行的。

 b．前置放大器

 前置放大器是由高增益晶體管和高阻抗、低勢壘運算放大器一起組成的混合型放大器，該放大器的交流增益約為600倍，它是利用了晶體管的低噪聲和運算放大器高增益的特性。

c. 衰減網(wǎng)絡(luò )和主放大器

衰減網(wǎng)絡(luò )是由模擬開(kāi)關(guān)和電阻所構成，并由中央處理器控制。它決定了量程的轉換。主放大器主要由可編程增益放大器組成，它可以在中央處理器的控制下調節至適當的增益。

d．放大網(wǎng)絡(luò )和模數轉換器

 放大網(wǎng)絡(luò )是由高阻抗、低勢壘運算放大器分別組成X1、X10和X100的放大網(wǎng)絡(luò )并產(chǎn)生三個(gè)不同量程的信號。三個(gè)信號同時(shí)進(jìn)入多通道、高速模數轉換器，由中央處理器根據不同的量程來(lái)讀取相應的數據。

e．調零網(wǎng)絡(luò )

調零網(wǎng)絡(luò )是由數模轉換器及相應的器件組成。當儀器在進(jìn)行調零操作時(shí)，由中央處理器從模數轉換器讀取的數據進(jìn)行相應的分析后通過(guò)數模轉換器給出相反量的信號，以抵消回路中的零點(diǎn)誤差而達到調零作用。

f．斬波驅動(dòng)器

 對供給斬波器的信號220Hz方波進(jìn)行電流放大。

g．記錄器輸出電路和電表驅動(dòng)電路

 記錄器輸出電路和電表驅動(dòng)電路是由數模轉換器及相應的運算放大器等電路所組成。在中央處理器通過(guò)每一次測量后的結果來(lái)驅動(dòng)這部分電路。

h. 中央處理器

 中央處理器采用高性能8bit微處理器。它管理整個(gè)儀器的運轉。

i. 面板電路

面板電路是由LED顯示窗和用戶(hù)鍵盤(pán)組成。它是手動(dòng)操作時(shí)人—機對話(huà)的主要工具。

j. 50MHz基準源

 提供50MHz,1mW的功率基準信號。當傳感器接至50MHz基準源后，可通過(guò)“校正”操作對儀器進(jìn)行1mW校正。

五、使用方法

5．1 注意事項

a．在使用本儀器前，應先閱讀儀器的說(shuō)明書(shū)，并熟悉操作方法；

b.為了保證儀器的長(cháng)時(shí)使用壽命，應選擇清潔、干燥和通風(fēng)的室內使用和存放；

c．電源電壓不應超過(guò)220V±22V，否則儀器性能不予保證；

d．本儀器一般在開(kāi)機數分鐘后就能正常工作，如要精密測試，預熱時(shí)間為30分鐘；

e．測量前，應先在無(wú)輸入功率的狀態(tài)下進(jìn)行調零操作，然后將探頭接在儀器自帶的1mW/50MHz基準源上進(jìn)行校正操作；

f．在進(jìn)行**測量時(shí)應根據當時(shí)被測源的頻率對功率指示器做相應的設置(設置方法可以參照，設置好后就可以開(kāi)始實(shí)際測量了。

5．2 面板操作使用部分

a．通電

插上電源線(xiàn)（AC220V）后，電源按鍵上方的紅色指示燈點(diǎn)亮，說(shuō)明已上電但處于備用狀態(tài)。按電源按鍵后，綠色指示燈點(diǎn)亮，儀器已進(jìn)入工作狀態(tài)。

b．按鍵操作

前面板上總共有10個(gè)按鍵。電源鍵，方式鍵（Mode），設置鍵（Setup），調零/左移鍵（Zero），校正/右移鍵（Cal），存入/加1鍵（Save），調出/減1鍵（Recall），進(jìn)入鍵（Enter），系統/本地鍵（System）和基準鍵（Osc）。電源鍵已在**條敘述過(guò)，基準鍵（Osc）和一個(gè)指示燈一起來(lái)管理50MHz/1mW參考源。下面就其他8個(gè)按鍵的使用作進(jìn)一步的描述。

c．方式鍵（Mode）

    儀器共有兩種顯示方式。功率（Watt或dBm）測量，自為參考（RES）測量（即dB方式）。通過(guò)按方式鍵（Mode）可以?xún)煞N方式間進(jìn)行切換。

在功率測量時(shí)，可以由進(jìn)入鍵（Enter）來(lái)切換Watt或dBm顯示方式。

在RES參考測量時(shí)，顯示以選擇這個(gè)方式時(shí)的**個(gè)測量值為參考的對數形式10lg（X_n/X₀）。在這個(gè)方式中可以由進(jìn)入鍵（Enter）來(lái)刷新參考值。

d．設置鍵（Setup）

儀器通過(guò)設置鍵設置被測頻率和偏移量，以便在測量過(guò)程中正確地反映被測對象的情況。

頻率設置：當按設置鍵使顯示為 “FR-  XX”時(shí)，說(shuō)明進(jìn)入了頻率設置狀態(tài)。頻率設置范圍為0～12，0表示50MHz，其他則以GHz作為單位。通過(guò)按存入/加1鍵（Save）和調出/減1鍵（Recall）來(lái)進(jìn)行修改。調節至所需的要求。

偏移量的設置：在頻率設置狀態(tài)下再次按下設置鍵使顯示“RO—XXX”時(shí)，說(shuō)明進(jìn)入了頻率設置狀態(tài)，設置范圍是0—99.9，以dB為單位。通過(guò)校正/右移鍵(cal)來(lái)改變需要設置的位；通過(guò)存入/加1鍵（Save）和調出/減1鍵（Recall）來(lái)修改大小，調節至所需要求。

e．調零/左移鍵（Zero）和校正/右移鍵（Cal）

儀器在測量過(guò)程中為了確保數據的的**經(jīng)常需要對儀器進(jìn)行調零和校正操作。

按調零鍵（Zero）顯示窗上顯示‘Zero’,這時(shí)儀器處于等待狀態(tài)。要再按進(jìn)入鍵（Enter）才確認儀器的調零操作。調零操作需要持續數秒時(shí)間，調零操作完成后儀器回到測量狀態(tài)。如果按調零鍵（Zero）使儀器處于等待狀態(tài)時(shí)，再次按調零鍵（Zero）可使儀器直接回到測量狀態(tài)。

按校正鍵（Cal）顯示窗上顯示‘Cal’,這時(shí)儀器處于等待狀態(tài)。要再按進(jìn)入鍵（Enter）才確認儀器的校正操作。校正操作需要持續數秒時(shí)間，校正操作完成后儀器回到測量狀態(tài)。如果按校正鍵（Cal）使儀器處于等待狀態(tài)時(shí)，再次按校正鍵（Cal）可使儀器直接回到測量狀態(tài)。

按校正鍵（Cal）后，儀器將自動(dòng)開(kāi)啟50MHz參考源，以避免儀器作無(wú)效操作。為了使校正操作更**，建議在進(jìn)入校正操作前通過(guò)基準鍵（Osc）使參考源開(kāi)啟并預熱15分鐘以上。

f．存入/加1鍵（Save）和調出/減1鍵（Recall）

儀器保留了9個(gè)存儲點(diǎn)（1—9）供用戶(hù)使用，使用戶(hù)對數個(gè)確定的測量方式和設置數據進(jìn)行保存，以便在需要時(shí)方便地調出使用，而不必每次在測量前進(jìn)行一系列設置操作。

按存入鍵（Save）后，顯示窗上顯示‘Save’,這時(shí)儀器處于等待狀態(tài)。重復按存入鍵顯示窗上顯示‘Save  N’（N = 1—9），通過(guò)存入/加1鍵（Save）和調出/減1鍵（Recall）來(lái)選擇存入點(diǎn)。設置好后，按進(jìn)入鍵（Enter），儀器將當前的測量和設置狀態(tài)保存在存儲點(diǎn)N中，將來(lái)要使用時(shí)通過(guò)Recall N將其調出。當顯示窗上顯示‘Save’儀器處于等待狀態(tài)時(shí)，也可以按進(jìn)入鍵（Enter）使其退出存儲操作而回到測量狀態(tài)。

按調出鍵（Recall）后，顯示窗上顯示‘Recall’,這時(shí)儀器處于等待狀態(tài)。重復按調出鍵顯示窗上顯示‘Recall N’（N = 1—9），通過(guò)存入/加1鍵（Save）

和調出/減1鍵（Recall）來(lái)選擇已存儲的數據。設置好后，按進(jìn)入鍵（Enter），儀器將保存在存儲點(diǎn)N中的測量和設置數據調出作為當前的測量和設置狀態(tài)。當顯示窗上顯示‘Recall’儀器處于等待狀態(tài)時(shí)，也可以按進(jìn)入鍵（Enter）使其退出調出操作而回到測量狀態(tài)。

g．進(jìn)入鍵（Enter）

進(jìn)入鍵（Enter）是一個(gè)混合功能的按鍵。在設置時(shí)，其起到設置確認的作用；在調零或校正時(shí)，其起到操作確認的作用；在存入或調出時(shí)，其起到結束操作的作用；在功率測量時(shí)，其執行Watt和dBm顯示方式的切換；在RES方式時(shí)，其起到刷新參考值的作用。

h．系統/本地鍵（System）

在采用遠控方式（RS232或GPIB）時(shí)，系統/本地鍵起作用。系統/本地鍵在非遠控時(shí)作遠控接口參數（如GPIB地址或RS232的波特率）設置鍵用。在遠控方式時(shí)可以通過(guò)此鍵來(lái)返回本地。

i．基準鍵（Osc）

按基準鍵可以在開(kāi)啟1mW基準源和關(guān)閉1mW基準源之間切換。

六、檢修與維護

6．1 故障類(lèi)型及排除方法

6．2 儀器的維護

   a. 本儀器定期檢查，發(fā)現有故障及時(shí)修理；

   b. 本儀器不用時(shí)應加罩蓋，存放在干燥的室內，各附件應妥善放置；

   c. GX2BB射頻功率計操作時(shí)，按各控制鍵不應過(guò)度用力，以免損壞。

七、GX2BB射頻功率計RS-232串口通信方式(選購)

GX2BB射頻功率計通過(guò)其后面板上的RS-232串行接口（見(jiàn)圖）可以為用戶(hù)提供遠地控制方式。用戶(hù)通過(guò)計算機或其他控制器經(jīng)RS-232串行接口來(lái)使用GX2BB射頻功率計。下面就本儀器關(guān)于RS-232串行接口的連接方式、數據輸入/輸出格式等使用方法作一個(gè)詳細的說(shuō)明。

GX2BB射頻功率計的遠控方式采用RS-232串行接口作為DTE器件。RS-232采用8位數據、1個(gè)起始位、1個(gè)終止位、無(wú)校驗位的格式，并可以通過(guò)儀器的前面板設置其波特率為300、600、1200、2400、4800、9600和19200中的一種，儀器的缺省設置的波特率為9600。其輸出接口采用D型9針插座,連結方式是簡(jiǎn)化連結式。插座的pin2為Rx；pin3為Tx；pin5為GND。

7.1儀器的初始狀態(tài)

當儀器上電后，GX2BB射頻功率計首先在顯示窗顯示產(chǎn)品型號，然后顯示儀器當前的串口波特率“XXXXX”，其后儀器進(jìn)入了工作狀態(tài)。儀器此時(shí)進(jìn)入的狀態(tài)稱(chēng)為初始狀態(tài)。這時(shí)儀器處于本地狀態(tài)，其工作方式為上次關(guān)機前的方式。如果本次上電前儀器的配置發(fā)生過(guò)變化（例如傳感器不存在等）則儀器會(huì )根據當時(shí)的情況給出適當的工作方式。

7.2波特率的設置

當GX2BB射頻功率計處于本地狀態(tài)時(shí)，為了和RS-232串行接口控制器（如計算機等）的波特率對應可以對本儀器當前的波特率進(jìn)行設置。按系統鍵后儀器進(jìn)入了波特率設置界面。這時(shí)LED顯示當前波特率。這時(shí)可以按Save/▲或Recall/▼鍵來(lái)選擇所需的波特率，選定后按Enter鍵來(lái)確定。波特率共有300、600、1200、2400、4800、9600和19200七種。

7.3遠控方式和本地方式

當有遠地控制器（如計算機）對儀器發(fā)送有效命令后，儀器即進(jìn)入遠控方式并處于本地封鎖狀態(tài)，REM指示燈點(diǎn)亮以表示現處于遠控狀態(tài)。在本地封鎖狀態(tài)下（也即遠控方式時(shí)），儀器的前面板鍵盤(pán)除了POWER電源和系統鍵以外全部被封鎖。這樣可以避免在遠控操作時(shí)人為的無(wú)意干擾。當需要人工干預時(shí)，可以按系統鍵來(lái)返回本地，并脫離遠控方式，這時(shí)REM指示燈熄滅。

7.4數據輸入格式

GX2BB射頻功率計在接口上是通過(guò)數據信息的交流來(lái)進(jìn)行通訊的。儀器接受遠地控制器來(lái)的數據（命令）而進(jìn)行操作的（這就像人工通過(guò)儀器的前面板鍵盤(pán)來(lái)操作一樣）。數據的輸入格式是一串由ASCII碼組成的字符串。每個(gè)命令相當于在本地方式時(shí)前面板上的鍵盤(pán)的操作。在一個(gè)字符串中可以組合幾個(gè)命令，但是整個(gè)字符串的長(cháng)度應小于30個(gè)字節（不包括CR和LF）。下面給出一個(gè)數據串的例子。

                   PA FQ01EN〈CR〉〈LF〉

    設置WATT方式                               換行

    設置頻率為1GHz                             回車(chē)

下表給出儀器所用的控制碼。

表1

注：有星號（*）的控制碼不可以單獨使用，它需要有數字量跟隨，并以EN結束，以組成一組完整的控制碼。

7.5數據輸出格式

當儀器處于遠控方式時(shí)每當從遠地控制器輸入一次數據（即發(fā)出一次命令），儀器將隨后輸出一次數據以作為通訊的回應或告知當前的測量數據。一般的數據輸出格式如下：

   AA ±D.DDD E ± NN CR LF

                                                        換行

     狀態(tài)輸出碼                                         回車(chē)

    帶符號的尾數                                        指數值

                                                        指數符號

指數格式符

如果遠控命令為調零、校正及設置及命令串有無(wú)理組合等不要求測量數據的命令時(shí)數據輸出格式如下：

                             AA CR LF

                                                        換行

     狀態(tài)輸出碼                                         回車(chē)

狀態(tài)輸出碼指示當前儀器的工作狀態(tài)或當前儀器的配置狀態(tài)（如傳感器不存在等）。用戶(hù)可以通過(guò)對狀態(tài)輸出碼的判別來(lái)對跟隨的數據進(jìn)行相應的處理。下表給出狀態(tài)碼:

表2

7.6通訊流程舉例

這里給出一些通訊的例子。

① 功率測量

儀器的初始工作方式為WATT方式示。

表3

② 數設置

將儀器的頻率設置為2GHz，衰減量設置為30.0dB，儀器當前的工作方式為WATT方式。

表4

                                         Tell：028-85535252   18113005055

                                          QQ：1392409920