信號(hào)發(fā)生器的功率計(jì)（或外接功率計(jì)）用于精確測(cè)量信號(hào)的輸出功率，是通信、射頻和微波測(cè)試中的關(guān)鍵工具。其使用方法可分為內(nèi)置功率計(jì)（若信號(hào)發(fā)生器支持）和外接功率計(jì)兩種場(chǎng)景，以下是詳細(xì)步驟及注意事項(xiàng)：

一、使用內(nèi)置功率計(jì)（若信號(hào)發(fā)生器支持）

部分高端信號(hào)發(fā)生器（如Keysight N5182B、R&S SMBV100A）內(nèi)置功率測(cè)量功能，可直接通過儀器面板或軟件讀取功率值。

操作步驟：

1. 連接測(cè)試設(shè)備
   • 將信號(hào)發(fā)生器的輸出端口通過射頻電纜連接至待測(cè)設(shè)備（DUT）的輸入端口。
   • 若需閉環(huán)測(cè)量（如測(cè)量反射功率）：
     • 使用定向耦合器或功率分配器將部分信號(hào)分路至信號(hào)發(fā)生器的內(nèi)置功率計(jì)輸入端口（通常標(biāo)記為RF IN或REF IN）。
     • 確保所有連接使用同軸電纜（如SMA、N型），并檢查接觸良好。
2. 配置信號(hào)發(fā)生器參數(shù)
   • 設(shè)置信號(hào)頻率（如FREQ 2.4 GHz）、幅度（如POW -10 dBm）和調(diào)制類型（如CW、AM、QPSK）。
   • 啟用內(nèi)置功率計(jì)功能：
     • 通過面板菜單進(jìn)入MEASUREMENT或POWER METER選項(xiàng)。
     • 選擇測(cè)量模式（如Forward Power前向功率或Reflected Power反射功率）。
     • 設(shè)置平均時(shí)間（如10 ms）以減少噪聲影響。
3. 讀取功率值
   • 按下MEASURE或START鍵，儀器將顯示實(shí)時(shí)功率值（單位：dBm或W）。
   • 示例輸出：

     Forward Power: -9.5 dBmReflected Power: -45 dBm
     

4. 校準(zhǔn)與補(bǔ)償（可選）
   • 若連接了衰減器或放大器，需在菜單中輸入器件的損耗/增益值（如ATTENUATOR 20 dB），儀器會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償顯示實(shí)際功率。

二、使用外接功率計(jì)（通用方法）

當(dāng)信號(hào)發(fā)生器無內(nèi)置功率計(jì)或需更高精度時(shí)，需外接獨(dú)立功率計(jì)（如Keysight N1913A、R&S NRX）。

操作步驟：

1. 硬件連接
   • 直接測(cè)量前向功率：
     • 將信號(hào)發(fā)生器的輸出通過射頻電纜連接至功率計(jì)的輸入端口（通常標(biāo)記為RF IN）。
   • 測(cè)量反射功率（需定向耦合器）：
     • 在信號(hào)發(fā)生器與DUT之間插入定向耦合器，耦合端口（Coupled Port）連接至功率計(jì)。
     • 確保耦合器方向正確（箭頭指向DUT）。
   • 示例連接圖：

     信號(hào)發(fā)生器 → 射頻電纜 → 功率計(jì)（直接測(cè)量）或信號(hào)發(fā)生器 → 定向耦合器 → DUT↑耦合端口 → 功率計(jì)
     

2. 配置功率計(jì)參數(shù)
   • 頻率設(shè)置：
     • 手動(dòng)輸入信號(hào)頻率（如FREQ 2.4 GHz），或啟用自動(dòng)檢測(cè)（若功率計(jì)支持）。
   • 平均模式：
     • 選擇Sample（瞬時(shí)測(cè)量）或Average（平均測(cè)量，減少噪聲）。
   • 單位選擇：
     • 根據(jù)需求選擇dBm（對(duì)數(shù)單位，常用）或W（線性單位）。
   • 觸發(fā)方式：
     • 設(shè)置Free Run（連續(xù)測(cè)量）或External Trigger（外部觸發(fā)同步）。
3. 執(zhí)行測(cè)量
   • 按下功率計(jì)的MEASURE或START鍵，等待讀數(shù)穩(wěn)定（通常需1-3秒）。
   • 示例輸出：

     Power: -8.2 dBm (Average over 100 samples)
     

4. 數(shù)據(jù)記錄與分析
   • 使用功率計(jì)的存儲(chǔ)功能保存測(cè)量結(jié)果（如CSV格式）。
   • 連接電腦通過軟件（如Keysight 89600 VSA）進(jìn)行進(jìn)一步分析（如功率隨時(shí)間變化趨勢(shì)）。

三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)

1. 阻抗匹配
   • 確保所有連接（信號(hào)發(fā)生器、功率計(jì)、電纜、DUT）的阻抗均為50Ω，避免反射導(dǎo)致測(cè)量誤差。
   • 使用阻抗匹配器（如50Ω轉(zhuǎn)75Ω轉(zhuǎn)換器）處理非標(biāo)準(zhǔn)阻抗場(chǎng)景。
2. 功率范圍檢查
   • 確認(rèn)功率計(jì)的測(cè)量范圍覆蓋信號(hào)功率（如功率計(jì)量程為-70 dBm至+20 dBm）。
   • 若信號(hào)功率過高，需在功率計(jì)前加衰減器（如20 dB衰減器）；若過低，需加低噪聲放大器（LNA）。
3. 校準(zhǔn)與歸零
   • 零點(diǎn)校準(zhǔn)：斷開射頻輸入，按ZERO或CAL鍵消除本底噪聲。
   • 頻率響應(yīng)校準(zhǔn)：在測(cè)量頻率點(diǎn)執(zhí)行校準(zhǔn)（尤其對(duì)寬帶功率計(jì)，如1 MHz至40 GHz）。
   • 示例校準(zhǔn)步驟（Keysight N1913A）：

     1. 連接校準(zhǔn)源（如標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器）至功率計(jì)。2. 設(shè)置校準(zhǔn)頻率（如2.4 GHz）和功率（如0 dBm）。3. 按下`CAL`鍵，等待校準(zhǔn)完成。
     

4. 避免自激與干擾
   • 測(cè)量高功率信號(hào)時(shí)，保持功率計(jì)與信號(hào)發(fā)生器的距離（避免電磁耦合）。
   • 使用屏蔽電纜（如雙絞線或同軸電纜）減少外部干擾。
5. 動(dòng)態(tài)范圍驗(yàn)證
   • 對(duì)脈沖信號(hào)或調(diào)制信號(hào)，需確認(rèn)功率計(jì)的峰值功率測(cè)量能力（如支持10 μs脈沖寬度）。
   • 示例：測(cè)量雷達(dá)脈沖時(shí)，設(shè)置功率計(jì)的Peak Hold模式捕獲脈沖峰值。

四、常見問題解決

五、實(shí)際應(yīng)用案例

案例1：測(cè)量Wi-Fi信號(hào)的發(fā)射功率

• 目標(biāo)：驗(yàn)證信號(hào)發(fā)生器輸出的2.4 GHz Wi-Fi信號(hào)功率是否為-20 dBm。
• 步驟：
  1. 連接信號(hào)發(fā)生器→射頻電纜→功率計(jì)。
  2. 設(shè)置信號(hào)發(fā)生器：FREQ 2.4 GHz，POW -20 dBm，調(diào)制類型OFDM。
  3. 配置功率計(jì)：FREQ 2.4 GHz，Average Mode，Unit dBm。
  4. 測(cè)量結(jié)果：Power: -19.8 dBm（誤差0.2 dB，在允許范圍內(nèi)）。

案例2：測(cè)量雷達(dá)脈沖的峰值功率

• 目標(biāo)：測(cè)量10 μs脈沖寬度、1 kHz重復(fù)頻率的雷達(dá)信號(hào)峰值功率。
• 步驟：
  1. 連接信號(hào)發(fā)生器→定向耦合器→雷達(dá)天線，耦合端口→功率計(jì)。
  2. 設(shè)置信號(hào)發(fā)生器：PULSE模式，PW 10 μs，PRF 1 kHz，FREQ 5 GHz。
  3. 配置功率計(jì)：Peak Hold模式，Trigger External（同步于脈沖信號(hào)）。
  4. 測(cè)量結(jié)果：Peak Power: +10 dBm，Average Power: -10 dBm。

六、總結(jié)

使用信號(hào)發(fā)生器的功率計(jì)（內(nèi)置或外接）測(cè)量功率的核心步驟包括：

1. 正確連接硬件（直接測(cè)量或通過定向耦合器）。
2. 配置參數(shù)（頻率、平均模式、單位、觸發(fā)方式）。
3. 執(zhí)行測(cè)量并校準(zhǔn)（零點(diǎn)校準(zhǔn)、頻率響應(yīng)校準(zhǔn)）。
4. 分析結(jié)果（記錄數(shù)據(jù)、驗(yàn)證動(dòng)態(tài)范圍）。

通過遵循上述方法，可確保功率測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性，廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)測(cè)試和電磁兼容性驗(yàn)證等領(lǐng)域。