微波功率是表征微波信号特性的一个重要参数。当待测信号频率进入微波频段时，功率便成为更可靠的测量对象。在无线通信系统、微波设备和微波器件的设计和测试过程中，微波功率计是必不可少的测试仪器[1]。

　  本文基于虚拟仪器思想，设计了功率计探头，编写了功率计软件。功率计探头采用二极管检波、微弱信号检测、高速USB总线等技术，完成微波功率到直流电压信号的转换、采集和传输。功率计软件以NI公司LabWindows/CVI为开发环境，利用NI-VISA和多线程技术实现设备管理、测量控制以及图形用户接口。实际应用表明，充分利用USB总线即插即用、扩展方便的特点和软件的可移植性，本文设计的USB总线微波功率计能够实现与配备Windows操作系统、具有USB接口的计算机、频谱仪等多种设备适配。

1 测量原理

　  二极管检波式USB总线微波功率计通过检测二极管检波输出电压，然后针对二极管检波特性进行数字校准和补偿，获取待测信号功率值。USB总线微波功率计组成结构如图1所示。

    功率计探头利用双检波二极管将输入的微波信号转化为直流电压信号，经斩波后转化为方波信号，依据信号的大小经过量程选择进入低噪声、高增益的前置级放大电路，放大后的信号通过带通滤波、后级放大等操作后利用A/D芯片进行采集，将采集到的数据初步处理后通过USB总线送入主机处理,全部过程在CPLD控制下完成。为实现功率计的调零、校准、补偿等功能，功率计探头还包括温度传感器、直流校准源、EEPROM等。主机功率计软件主要包括USB控制器固件程序、基于NI-VISA的底层硬件驱动程序和基于LabWindows/CVI的用户应用程序，共同实现对USB外设的控制、数据采集、校准补偿、显示和存储等功能。
2 功率计探头设计
　功率计探头主要用来实现微波功率到直流电压信号的转化、采集和传输，研制过程中需要重点解决二极管检波、微弱信号检测、高速USB总线通信等问题。
2.1二极管检波电路
　二极管平均功率检波器采用平衡配置的双二极管检波方式，基于多种校准和补偿技术，使得单个二极管平均功率计探头的动态范围达到了-70 dBm～＋20 dBm。二极管检波器的原理如图2所示。

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