Вместо введения
Недавно в моей домашней лаборатории появился USB сенсор мощности PLS6 российской фирмы Микран. Тут важно упомянуть, что домашняя лаба не равно для хобби, приборы мне необходимы для моей основной работы.
Отмечу, что он был доступен в демо, то есть до покупки, у меня была возможность потестировать демонстрационный образец в течение двух недель. По первым впечатлениям работал отлично, поэтому было принято решение покупать. Ваттметр диодный (2 path), спецификацию можно посмотреть тут.
Также очень советую к прочтению статью инженеров Микран, опубликованную в журнале Электроника СВЧ.
фото распаковки
Привезли службой DHL. В пакете была обычная коробка, в ней уплотнитель и фирменная коробка Микрана.
В комплекте с прибором идут два кабеля для подачи опорного синхросигнала или для подачи опоры 10 МГц.
Сравнение с ваттметрами Rohde&Schwarz
Коллеги из РШ любезно предоставили для тестирования моего ваттметра СВЧ генератор, а также два ваттметра.
Оба ваттметра диодные (3 path), подходят для измерения импульсных сигналов. Фактически это один и тот же прибор, только у NRP18S-25 дополнительно прикручен аттенюатор 25 дБ. Автор этой статьи leka_engineer, ищите меня на habr.com и в Инстаграме
1) Включение и начало работы
Оба прибора подключаются по USB, то есть результаты измерений можно смотреть на ноутбуке. Ваттметр РШ можно также подключить к генератору РШ и там будет отображаться значение измеренной мощности. Для ваттметра РШ необходимо скачать программу, выглядит окно программы вот так:
В режиме измерения CW вместо графика выводится значение измеренной мощности.
Программа для отображения измерений ваттметра Микран (М) лежит на самом приборе как на флешке.
Окно можно сделать компактным или немного увеличить, также можно добавить отображение графика, что в общем-то бесполезно в режиме измерения CW.
2) Сравнение измерений в режиме CW
Установка выглядела следующим образом:
СВЧ генератор - коаксиальный кабель с разъёмами типа 3,5 MiniCircuits длиной 60см - ваттметр РШ (с переходом с N типа на 3,5) или ваттметр М
Измерения проводились на 3 частотах диапазона до 6 ГГц (максимальная рабочая частота ваттметра М) и на 5 значениях выходной мощности генератора. Результаты измерений представлены в таблице 1 (RS=РШ).
При оценке результатов необходимо учитывать, что потери коаксиального кабеля растут с ростом частоты сигнала.
В общем, показания ваттметров отличаются примерно на 0,1-0,2 дБ.
3) Измерения в импульсном режиме. Длинный импульс.
Более мощный вариант РШ-го ваттметра не смог захватить импульс амплитудой -20 дБм (уже потом я посмотрела спецификацию на него, оказалось, что CW до-45 дБм, а вот триггер для импульсного режима работает только до -12 дБм - страница 18 брошюры)
Вследствие этого в импульсных измерениях участвовал NRP18S.
Установка выглядела следующим образом:
СВЧ генератор - коаксиальный кабель с разъёмами типа 3,5 MiniCircuits длиной 60см - ваттметр РШ (с переходом с N типа на 3,5) или ваттметр М
Результаты измерений представлены в таблице 2. Параметры последовательности импульсов: длительность 1мс, период 4мс. Измерения проводились на трёх частотах и с выходной мощностью генератора -20 и -5 дБм.
Расхождение было замечено только на частоте 6 ГГц при -5 дБм.
UPD Выложила в Инстаграме видео включения ваттметра Микран с момента подключения к ноутбуку по USB до настройки режима отображения импульсов ссылка на пост
4) Измерение времени нарастания
СВЧ генератор по паспорту должен выдавать импульсы с временем нарастания не больше 10 нс (так и есть, проверили с помощью СВЧ детектора и СВЧ осциллографа).
На длинном импульсе ваттметр РШ показал фронт 33 мкс, ваттметр М 5 мкс. На коротком импульсе ваттметр РШ показал фронт 3,5 мкс, ваттметр М 5 мкс. По документам ваттметр РШ специфировано время rise time менее 5 мкс.
Оба ваттметра (точнее ПО) не имеют встроенных операций по измерению длительности импульса. Измерения проводились с помощью маркеров (то есть точно насколько это возможно человеческими руками и глазами).
фотографии измерений времени нарастания на импульсе 1 мс
5) Определение минимальной длительности импульса.
*Определение проводилось только на одной частоте 3 ГГц, и на одном уровне 0 дБм. Определение производилось "на глаз", по параметру, когда на экране можно определить импульс с плоской верхушкой.
Минимальная длительность импульса ваттметра РШ - 5 мкс, ваттметра М - 16 мкс.
6) Измерения в импульсном режиме. Короткий импульс.
Всё так же, как в п.3. Результаты измерений представлены в таблице 3. Параметры последовательности импульсов: длительность 20 мкс, период 100 мкс. Измерения проводились на трёх частотах и с выходной мощностью генератора -20 и -5 дБм.
Расхождение минимально, кроме ошибки на -5 дБм с заполнением 500 МГц (см. объяснение под фотографиями ниже).
Рис. 14 и 15 наглядно показывают, что при увеличении частоты заполнения импульсы отображаются более корректно. Скорее всего, если увеличить длительность импульса на несколько микросекунд, измерения импульса мощностью -5 дБм с заполнением 500 МГц были бы верными.
Summarize
Минусы ваттметра Микран:
-не специфицирован для измерения в импульсном режиме.
-нельзя измерить импульс больше -5 дБм
-цифры наверху окна в импульсном режиме бесполезны (они показывают некое усреднённое значение, нужно использовать маркеры)
-я путалась, какую иконку надо нажать, чтобы изменить шкалу времени
-на коротких импульсах была небольшая (минимальная, не мешала измерениям) дрожь импульса влево-вправо
-немного мелкие буквы в значениях маркеров
-я не поняла назначения зелёного графика в нижней части окна
Плюсы ваттметра Микран:
+очень быстрое начало работы
+понятный интерфейс, крупные значки и цифры
+приятное глазу отображение импульса (мало шума, есть сетка на графике)
+очень удобно, что ось у сделана с автоматическим autoscale, при этом его можно отключить
+удобные и понятные маркеры
+мне понравился способ ввода цифр, как на настольных приборах, нажимаешь число и потом мс/мкс или кГц/МГц/ГГц
+очень лёгкий
+очень понравилось, как работает триггер. Честно говоря, я его поставила на -25 дБм и забыла о нём
Благодарность
Автор выражает благодарность коллегам из Московского офиса РШ : Колганову Андрею за помощь в организации и доставке приборов, из Питерского офиса РШ Николаю Вещугину и Максиму Никольскому за помощь и организацию измерений в СПб. А также Андрею Загороднему из Микрана за помощь и консультации по настройке ваттметра.
Спасибо за внимание! Приглашаю почитать мои другие статьи.