[发明专利]用于极低频的功率测量的具有两个检测器元件的功率计

说明书

本发明涉及用于极低频的功率测量的具有两个检测器元件的功率计，尤其涉及具有两条路径或多路径的检测器的功率计，该功率计包括至少两个检测器元件(V₁，V₂)。每一个检测器元件(V₁，V₂)生成输出电压(u₁，u₂)。为了检测交变电输入信号(7)的电功率，所述检测器元件(V₁，V₂)的输出电压(u₁，u₂)的总和(u₁+u₂)和输出电压(u₁，u₂)的差值(u₁‑u₂)彼此分开地形成。

技术领域

本发明涉及DC电压的功率计的频率范围的扩展，以分别测量高频或微波信号的功率。

背景技术

在功率计内，例如使用功率检测器。来源于施加的交变信号的测量值(测量信号)从由吸收引起的热或通过对信号电压进行平方并随后对其平均来获得。通常来说，测量信号为电压或电流；然而，原理上，它还可以为任何其它的物理参数。

在基于二极管的功率传感器的情况下，信号电压的平方基于二极管的非线性特性来实现，例如参见公开的专利申请DE 199 13 338A1，在低电平的情况下，这提供了输出电压对输入功率的线性相关。一方面，检测器元件应当包括好的动态行为，其通过相对小的时间常数τ来实现。在该情况下，时间常数为二极管的零点电阻R0和检测器元件的充电电容器的电容C的乘积。另一方面，该检测器元件应当提供低的下截止频率，以检测甚至非常低频的输入信号。该截止频率还由零点电阻R0与充电电容器的电容形成。由于这一联系，小的时间常数τ实现了高的截止频率，反之亦然。例如，对于在10纳秒至1微秒之间的时间常数τ，检测器元件的截止频率设置在10兆赫至500兆赫。利用低于截止频率的频率，发生渐增地负测量偏差，或者，分别在其校正的情况下，灵敏度损失在DC电压的情况下为100％。因此检测器元件具有高通行为，这使得不可能检测低频信号的电功率。

为了进行信号的功率测量，如在EMV应用的情况下所频繁需要的，该信号具有从9千赫兹起的频率，在从500微秒起的范围内的非常大的时间常数τ必须加以考虑。利用这种大的时间常数τ，由于300赫兹的非常低的视频带宽而不能测量包络功率的时间变化。在测量平均功率值的情况下，在相对大的功率变化或测量路径的过度驱动之后，必须等待相对长的等待时间。这不利地导致了测量时间的延长。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种功率计，一方面，该功率计实现了非常好的动态性能，从而可以对剧烈或分别迅速地改变输入信号的包络功率做出反应，而无需测量时间的长时间的延长，另一方面，实现了低的下截止频率，以检测低频信号的功率。

该目的是通过根据本发明的功率计来实现的。还描述了有利的实施方式。

根据本发明，提供了一种具有多路径检测器(尤其是双路径检测器)的功率计，该功率计包括至少两个检测器元件。每一个检测器元件可以生成输出电压。为了计算交变电输入信号的电功率，检测器元件的输出电压的总和与差值在功率计中彼此分开地形成。检测器元件的输出电压的共模分量通过形成总和来检测；差模分量通过形成差来检测。在该情况下，差模分量基本上在高于检测器元件的截止频率的频率下来检测，而共模分量基本上在低于截止频率的频率(低至DC输入信号)下来检测。

例如，具有格雷茨电路(Graetz circuit)或交变桥式整流器或在多路径检测器的情况下的检测器元件的其它配置没有被排除在本发明的构想之外。