自动平衡的射频标准电压基础

本文介绍的“自动平衡的射频小电压标准”成功地应用于766厂研制的DO-29型校正接收机中，也可直接用来校准射频电压表及其它无线电设备。
该标准使用了经过改进的镇流电阻座，充分发挥了测量射频小电压的优点；使用了电调衰减器，实现了电桥的自动平衡。因此其技术指标达到了国内先进水平，具有精度高、性能稳定、使用方便、体积、成本低等优点。其主要指标如下：
频率范围：100～1000MHz（DO—29机只要求470～1000MHz）
标准电压：300mV
工作误差：2%
使用条件：+5℃～+35℃

一、工作原理
1、镇流电阻座
镇流电阻片的结构如图1所示，它是由两根细而短（直径1.8～2μm,长2mm）的铂金丝粘结在一个被银的云母片上，其剖面部分是被银的电极，每节铂金丝的直流电阻约为140Ω，记为RT1、RT2。该镇流电阻片装在一个同轴系统的结构中，如图2所示，称之为镇流电阻座。对于镇流电阻RT1、RT2来说，它是垂直置于TEM型场的同轴线中，而且较薄，因此我们认为TEM型波在此结构中传输未受干扰。其中隔直流电容使得镇流电阻上的直流不与射频标准电压一道输出。此电容足够大（6800pf)，故不会使得射频标准电压产生误差。由于结构关系，镇流电阻片所在的截面（称之为标准面）与比较面（即实际使用的标准电压面）有3mm的距离，这将使射频标准电压产生误差。当然在DO-29型校正接收机中可以在输入开关端加长3mm来修正，但作为一个单独的射频小电压标准来说，确是一个系统误差。

我们在使用镇流电阻时，将RT1、RT2并联应用。这样，镇流电阻的一端可以接地，结构简单，电气连接方便，避免了电气悬地时易烧坏的缺点，而且可以承接较大的电流。虽然镇流电阻的灵敏度有所下降，但我们使用的电桥及平衡指示电路的灵敏度很高，故对本电压标准精度无影响。
构成镇流电阻之铂金丝的电阻具有正温度系数。图3中RT、R2、R3、R4构成一个电桥，当电桥上只加有直流电压E1而没有射频电压时，调整R4使电桥平衡，则镇流电阻RT上吸收的电压功率为 （其中RT=RT1//RT2）。

再改变R1，使镇流电阻上的直流电压下降到E2，同时接通射频振荡器，调节R5以控制加在镇流电阻上的射频电压，使电桥第二次平衡。那么我们认为，第一次平衡时镇流电阻上的直流功率和射频功率之和，即有如下关系：
　          (1)
其中：
E1为第一次平衡时镇流电阻上所加的直流电压。
E2为第二次平衡时镇流电阻上所加的直流电压。
Erf为第二次平衡时镇流电阻上所加的射频电压。
由式（1）可得:
       (2)
由式（2）可以看出：如果我们要获得一个预定的射频标准电压，则可以先在电桥上设定一个已知的足够大的直流电压E1（这个直流电压应大于所需的射频标准电压之值），然后根据所需射频标准电压，利用式（2）算出 E2之值，按上述原理第二次平衡时的射频电压就是利用这个关系，取E1=0.7070V，E2=0.6402V，刚输出的射频标准电压。本小电压标准就是利用这个关系，取E1=0.7070V，E2=0.6402V，则输出的射频标准电压Erf=300mV。
为了获得一个精度高的射频标准电压，如果电桥的灵敏度相当高的话，只要将两次直流电压E1、E2精确地测试就可以了。这就是镇流电阻能给出射频标准电压的基础。