Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Die Messung der HF-Spannung ist auf koaxiale Leitungen beschränkt, sie ist nur dann reproduzierbar zu messen, wenn die Referenzebene der Spannungsmessung auf kleinste Bruchteile einer Wellenlänge eingehalten wird. Die Frequenz-Obergrenze liegt deshalb bei einigen GHz. Das Normalmessverfahren der PTB basiert wie bei der HF-Leistungsmessung auf einem DC-Substitutionsverfahren. Die unbekannte HF-Spannung, die an einem ohmschen Widerstand eine ihrer Wirkleistung proportionale Erwärmung erzeugt, wird durch eine Gleichspannung gleicher Wirkleistung substituiert, so dass der Effektivwert der HF-Spannung gemessen wird.

Das HF-Spannungsnormal ist ein gleichstromgekoppelter HF-Leistungsmesskopf mit frequenzabhängigem durch Kalibrierung bestimmten Eingangswirkleitwert und mit frequenzabhängigem im Mikrokalorimeter gemessenem effektiven Wirkungsgrad, dem das zu kalibrierende Spannungsmessgerät mit einer T-Leitungsverzweigung parallelgeschaltet ist. Referenzebene der Spannungsmessung ist die Referenzebene des Konnektors am Eingang des Messkopfes (Referenzebene der Admittanzmessung). Für alle verwendeten Leitungs- und Konnektorsysteme wurden spezielle T-Leitungsverzweigungen mit kurzen Leitungen entwickelt. Die Abstände der Anschlussebenen für Normal und Prüfling von der Symmetrieebene der Verzweigung (wo die Einkopplung des HF-Signals stattfindet) sind dabei sehr klein im Vergleich zur Wellenlänge. Messunsicherheiten aufgrund der Spannungswelligkeit auf der Leitung werden dadurch bis zur höchsten Messfrequenz von 2 GHz weitgehend ausgeschlossen.

Kalibrierung eines HF-Spannung-Thermokonverters (Messbereich 1 V nominal, links, mit integrierter T-Verzweigung) mit dem HF-Spannungsnormal der PTB (rechts). Gemessen wird der Frequenzgang der HF-Spannung zwischen 100 kHz und 1 GHz

Mess- und Kalibriermöglichkeiten für HF- Spannung

Veröffentlichungen zur HF-Spannungsmessung

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