JJF 2078-2023 實時頻譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范2023-10-12發(fā)布2024-04-12實施JJF2078—2023實時頻譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforReal-timeSpectrumAnalyzersJJF2078—2023歸口單位:全國無線電計量技術(shù)委員會主要起草單位:中國計量科學(xué)研究院上海市計量測試技術(shù)研究院中國工程物理研究院計量測試中心參加起草單位:上海芯問科技有限公司本規(guī)范委托全國無線電計量技術(shù)委員會負(fù)責(zé)解釋JJF2078—2023本規(guī)范主要起草人:何昭(中國計量科學(xué)研究院)詹志強(上海市計量測試技術(shù)研究院)王建忠(中國工程物理研究院計量測試中心)魏竹(中國工程物理研究院計量測試中心)參加起草人:聶梅寧(中國計量科學(xué)研究院)張睿(中國工程物理研究院計量測試中心)陳綱(上海芯問科技有限公司)JJF2078—2023Ⅰ引言 (Ⅱ)1范圍 (1)2引用文件 (1)3術(shù)語 (1)4概述 (2)5計量特性 (2)5.1最大實時分析帶寬 (2)5.2實時分析帶寬 (2)5.3全捕獲最小脈寬時的全幅度準(zhǔn)確度 (2)5.4不同信號模板比全捕獲最小脈寬時的幅度比 (2)5.5頻率模板觸發(fā)電平 (2)5.6無雜散動態(tài)范圍 (2)5.7帶內(nèi)頻率響應(yīng) (2)5.8參考頻率 (2)5.9頻率響應(yīng) (3)6校準(zhǔn)條件 (3)6.1環(huán)境條件 (3)6.2測量標(biāo)準(zhǔn) (3)7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法 (4)7.1外觀及工作正常性檢查 (4)7.2最大實時分析帶寬 (4)7.3實時分析帶寬 (5)7.4全捕獲最小脈寬時的幅度比 (5)7.5不同信號模板比全捕獲最小脈寬時的幅度比 (7)7.6頻率模板觸發(fā)電平 (7)7.7無雜散動態(tài)范圍 (9)7.8帶內(nèi)頻率響應(yīng) (9)7.9參考頻率準(zhǔn)確度 (10)7.10頻率響應(yīng) (11)8校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá) (11)9復(fù)校時間間隔 (12)附錄A原始記錄內(nèi)頁格式 (13)附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式 (16)附錄C主要項目校準(zhǔn)不確定度評定示例 (19)JJF2078—2023ⅡJJF1071—2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》和JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本規(guī)范編制工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2078—20231實時頻譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于頻率范圍為3Hz~50GHz實時頻譜分析儀和頻譜分析儀中實時頻譜分析模塊的校準(zhǔn),其他頻率范圍的實時頻譜分析儀和實時頻譜分析模塊的校準(zhǔn)可參照執(zhí)行。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1396頻譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語3.1全捕獲最小脈寬mintimeoffullintercept;MTFI實時頻譜分析儀100%捕獲的最窄脈沖持續(xù)時間。3.2全捕獲幅度比amplituderatiooffullintercept;ARFI100%幅度準(zhǔn)確度當(dāng)輸入信號的脈寬從寬至窄時,信號幅度與連續(xù)波狀態(tài)下的幅度之差。3.3無雜散動態(tài)范圍spuriousfreedynamicrange;SFDRADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)載波頻率(最大信號成分)的均方根幅度與實時分析帶寬內(nèi)的最大噪聲成分的均方根值之比,通常以dBc(相對于載波頻率幅度)或dBFS(相對于ADC的滿量程范圍)表示。3.4瀑布圖spectrogram時頻圖頻譜圖實時頻譜分析儀的一種顯示方式,其中頻率用x軸表示,時間用y軸表示,功率用顏色表示。3.5實時分析帶寬real-timeanalyzingwideband;RAW與實時頻譜分析儀的數(shù)字轉(zhuǎn)換器和中頻帶寬相對應(yīng)的,可以進行實時無縫捕獲的頻率跨度。注:實時頻譜分析儀的實時分析帶寬與掃頻式頻譜分析儀的掃頻寬度類似。3.6頻率模板觸發(fā)frequencymasktrigger;FMT在實時頻譜分析儀頻域,一種以預(yù)設(shè)的頻率-幅度門限為觸發(fā)條件的觸發(fā)方式。3.7帶內(nèi)頻率響應(yīng)frequencyresponseduringspan;FRS最大實時分析帶寬內(nèi)的幅頻特性。2實時頻譜分析儀(以下簡稱實時頻譜儀)主要用于捕獲和分析瞬態(tài)及動態(tài)信號。實譜儀結(jié)構(gòu)如圖1所示。其將微波信號下變頻到中頻，然后ADC數(shù)字化寬帶中頻信號，下變頻、濾波和檢測均以數(shù)字方式進行，時域、頻域轉(zhuǎn)換使用FFT(快速傅里葉變換)圖1典型的實時頻譜儀結(jié)構(gòu)5計量特性5.1最大實時分析帶寬5.3全捕獲最小脈寬時的全幅度準(zhǔn)確度5.4不同信號模板比全捕獲最小脈寬時的幅度比電平范圍：0dBm～—50dBm,最大允許誤差：士(1.0dB+頻率響應(yīng));5.6無雜散動態(tài)范圍頻率標(biāo)稱值：10MHz;JJF2078—20233頻率準(zhǔn)確度:1翈10-9。5.9頻率響應(yīng)頻率范圍:3Hz~50GHz;頻率響應(yīng)最大允許誤差:±(0.2~3)dB。注:以上技術(shù)指標(biāo)不作為合格性判據(jù),僅提供參考,校準(zhǔn)時應(yīng)以被校實時頻譜儀技術(shù)說明書中所列技術(shù)參數(shù)要求為準(zhǔn)。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度:(23±5)℃。6.1.2相對濕度:≤80%。6.1.3電源電壓及頻率:(220±11)V,(50±1)Hz。6.1.4其他:周圍無影響校準(zhǔn)工作正常進行的電磁干擾及機械振動。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)6.2.1信號發(fā)生器頻率范圍及頻率準(zhǔn)確度:250kHz~2GHz,1翈10-7;最小脈沖調(diào)制寬度:7ns;相位噪聲:<-110dBc/Hz(偏離載頻1MHz)。6.2.2信號發(fā)生器頻率范圍及頻率準(zhǔn)確度:250kHz~50GHz,1翈10-7;輸出電平范圍:250kHz~3.2GHz,-20dBm~13dBm,3.2GHz~40GHz,-20dBm~9dBm,40GHz~50GHz,-20dBm~5dBm;諧波失真:載頻<2GHz,<-30dBc;載頻≥2GHz,<-50dBc;相位噪聲:<-113dBc/Hz(偏離載頻1kHz);<-126dBc/Hz(偏離載頻10kHz)。6.2.3函數(shù)發(fā)生器頻率范圍及頻率準(zhǔn)確度:3Hz~250kHz,1翈10-7;輸出電平范圍:-20dBm~13dBm。6.2.4峰值功率計頻率范圍:50MHz~2GHz;峰值功率測量范圍:-20dBm~10dBm;峰值功率測量最大允許誤差:±0.3dB。6.2.5功率計頻率范圍:3Hz~50GHz;功率測量范圍:-30dBm~10dBm;功率測量最大允許誤差:±(0.1~1.0)dB。6.2.6標(biāo)準(zhǔn)可變衰減器JJF2078—20234頻率范圍:10kHz~2GHz;衰減范圍:0dB~70dB,步進1dB;衰減最大允許誤差:±0.06dB/10dB。6.2.7頻率計頻率測量范圍:10Hz~100MHz;頻率測量準(zhǔn)確度:優(yōu)于1翈10-10;分辨力:0.1Hz。6.2.8數(shù)字示波器實時帶寬:≥2GHz;存儲深度:≥107;內(nèi)部時基準(zhǔn)確度:1翈10-6。6.2.9功分器頻率范圍:3Hz~50GHz;對稱性最大允許誤差:±0.25dB。7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項目見表1。表1校準(zhǔn)項目表序號校準(zhǔn)項目名稱1最大實時分析帶寬2實時分析帶寬3全捕獲最小脈寬時的幅度比4不同信號模板比全捕獲最小脈寬時的幅度比5頻率模板觸發(fā)電平6無雜散動態(tài)范圍7帶內(nèi)頻率響應(yīng)8參考頻率9頻率響應(yīng)7.1外觀及工作正常性檢查7.1.1被校實時頻譜儀應(yīng)帶有必要的附件。7.1.2被校實時頻譜儀各按鍵、開關(guān)、旋鈕等應(yīng)調(diào)節(jié)正常,不應(yīng)有影響電氣性能的機械損傷。7.1.3被校實時頻譜儀通電后應(yīng)能正常工作、顯示清晰。7.1.4校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)器和被校實時頻譜儀應(yīng)按照技術(shù)說明書要求完成預(yù)熱,被校實時頻譜儀應(yīng)按照技術(shù)說明書要求完成全自校準(zhǔn)。7.2最大實時分析帶寬57.2.1校準(zhǔn)連接框圖如圖2所示。圖2實時分析帶寬的校準(zhǔn)連接框圖7.2.2設(shè)置實時頻譜儀中心頻率為1GHz,參考電平為0dBm,實時分析帶寬為最大值，RBW(分辨力帶寬)為最大值，選擇顯示方式為瀑布圖(或其他實時頻譜分析模7.2.3設(shè)置信號發(fā)生器為脈沖調(diào)制狀態(tài)，載波頻率為1GHz,輸出功率為-10dBm,脈沖周期為30ms,脈寬為全捕獲最小脈寬標(biāo)稱值的10倍，打開射頻輸出。注：ALC設(shè)定以能否輸出穩(wěn)定的脈沖調(diào)制信號為原則。7.2.4設(shè)置信號發(fā)生器輸出頻率為1GHz±(span×0.8)/2,分別讀取兩次信號輸出時實時頻譜儀的載波信號頻率讀數(shù)，記為f?和f?,按式(1)計算最大實時分析帶寬，記錄于表A.1中。RAWmax=1.25×(f?-f?)RAWmax——最大實時分析帶寬，Mf?——信號發(fā)生器頻率為1GHz+span/2f?——信號發(fā)生器頻率為1GHz-span/27.3.1儀器連接如圖2所示。7.3.2設(shè)置實時頻譜儀掃頻寬度為標(biāo)稱值，中心頻率為1GHz,參考電平為0dBm,7.3.3設(shè)置信號發(fā)生器為脈沖調(diào)制狀態(tài)，載波頻率為1GHz,輸出功率為一10dBm,脈沖周期為30ms,脈寬為全捕獲最小脈寬標(biāo)稱值的10倍，打開射頻輸出。7.3.4設(shè)置信號發(fā)生器輸出頻率為1GHz±(span×0.8)/2,依次打開實時頻譜儀峰值標(biāo)記和增量標(biāo)記，執(zhí)行峰值搜索，讀取頻率差S?,并記錄于表A.2中。實時分析帶寬實際值可由式(2)計算得到，將其記錄于表A.2中。式中：7.3.5按照表A.2設(shè)置成其他實時分析帶寬，重復(fù)操作步驟7.3.2～7.3.4。6功分器圖3全捕獲最小脈寬時的幅度比校準(zhǔn)連接框圖7.4.1.2實時頻譜儀設(shè)置為實時頻譜分析模式并復(fù)位，中心頻率為1GHz,實時分析帶寬為最大值，參考電平為0dBm;根據(jù)技術(shù)說明書要求選擇濾波器類型(如7.4.1.3設(shè)置信號發(fā)生器為連續(xù)波狀態(tài)，載波頻率為1GHz,輸出功率為一4dBm,打開射頻輸出。7.4.1.4實時頻譜儀測量菜單中選擇頻譜測量，先后按峰值搜索鍵、光標(biāo)鍵和delta鍵，此時實時頻譜儀的△Mkrl顯示為0Hz、0.00dB。7.4.1.5設(shè)置信號發(fā)生器為脈沖調(diào)制狀態(tài)，脈沖周期為30ms,脈沖調(diào)制開，調(diào)節(jié)信7.4.1.6調(diào)整實時頻譜儀的掃描時間，使波形穩(wěn)定顯示，按峰值搜索鍵，讀取頻譜儀7.4.2.1儀器連接如圖3所示。7.4.2.2實時頻譜儀設(shè)置為實時頻譜分析模式并復(fù)位，中心頻率為1GHz,實時分析帶寬為最大值，參考電平為0dBm;根據(jù)技術(shù)說明書要求選擇濾波器類型(如7.4.2.3設(shè)置信號發(fā)生器為連續(xù)波輸出，載波頻率為1GHz,輸出功率為一4dBm,7.4.2.4實時頻譜儀選擇顯示方式為瀑布圖(或其他實時頻譜分析模式),按峰值搜索鍵，讀取此時實時頻譜儀上的峰值功率示值P?,記錄于表A.3中。7.4.2.5設(shè)置信號發(fā)生器為脈沖調(diào)制狀態(tài)，脈沖周期為30ms,脈沖調(diào)制開，調(diào)節(jié)信圖上會有明顯的信號頻譜圖出現(xiàn)，前后移動光標(biāo)，直到找到頻譜圖的峰值功率最大處，即該幀的中心位置，利用峰值搜索得到該幀的功率示值P?,記錄于表A.3中。7.4.2.7按式(3)計算全捕獲最小脈寬時的幅度比，并記錄于表A.3中。JJF2078—20237式中:Pr—全捕獲最小脈寬時的幅度比,dB;P2—脈沖調(diào)制模式下實時頻譜儀的幅度示值,dBm;P1—連續(xù)波模式下實時頻譜儀的幅度示值,dBm。7.4.2.8按照技術(shù)說明書的要求,在不同的RBW值和濾波器類型下重復(fù)步驟7.4.2.3~7.4.2.7。7.5不同信號模板比全捕獲最小脈寬時的幅度比7.5.1光標(biāo)實時讀取法7.5.1.1儀器連接如圖3所示。7.5.1.2設(shè)置實時頻譜儀為實時頻譜分析模式并復(fù)位,中心頻率為1GHz,實時分析帶寬為最大值,參考電平為0dBm。7.5.1.3設(shè)置信號發(fā)生器為脈沖調(diào)制狀態(tài),載波頻率為1GHz,輸出功率為-10dBm,脈沖周期為30ms,脈寬為全捕獲最小脈寬標(biāo)稱值的10倍,打開射頻輸出。7.5.1.4根據(jù)技術(shù)說明書要求選擇實時頻譜儀濾波器類型(如矩形),RBW選擇最小值,調(diào)整頻譜儀的掃描時間,使波形穩(wěn)定顯示。7.5.1.5實時頻譜儀測量菜單中選擇頻譜測量,先后按峰值搜索鍵、光標(biāo)鍵和delta鍵,此時實時頻譜儀的ΔMkr1顯示為0Hz、0.00dB。7.5.1.6根據(jù)技術(shù)說明書的要求,設(shè)置信號發(fā)生器所需的信號脈寬,讀取實時頻譜儀測量得到的幅度差值。記錄于表A.4中。7.5.2非光標(biāo)實時讀取法7.5.2.1儀器連接如圖3所示。7.5.2.2重復(fù)步驟7.5.1.2~7.5.1.4。7.5.2.3實時頻譜儀測量菜單中選擇頻譜測量,按峰值搜索鍵讀取幅度值P3,并記錄于表A.4中。7.5.2.4根據(jù)技術(shù)說明書的要求,設(shè)置信號發(fā)生器所需的信號脈寬,讀取此時頻譜儀的幅度值P4,并記錄于表A.4中。7.5.2.5按公式(4)計算幅度下降值,并記錄于表A.4中。PL=P4-P3(4)式中:PL—不同信號模板比時全捕獲最小脈寬時的幅度比,dB;P4—不同調(diào)制脈寬下實時頻譜儀的幅度示值,dBm;P3—10倍全捕獲最小脈寬標(biāo)稱值時實時頻譜儀的幅度示值,dBm。7.6頻率模板觸發(fā)電平7.6.1校準(zhǔn)連接如圖4所示。8步進衰減器功分器圖4頻率模板觸發(fā)電平校準(zhǔn)連接框圖7.6.2實時頻譜儀設(shè)置為瀑布圖(或其他實時頻譜分析模式)并復(fù)位，中心頻率為1GHz,實時分析帶寬為最大值，參考電平為0dBm;根據(jù)技術(shù)說明書的要求選擇能實現(xiàn)最小信號脈寬測量的RBW。編輯實時頻譜儀頻率觸發(fā)模板FMT,編輯參數(shù)如表2所示，頻率觸發(fā)模板示意圖如圖5所示。表2FMT觸發(fā)模板位置/MHz圖5頻率觸發(fā)模板示意圖7.6.3設(shè)置信號發(fā)生器為脈沖調(diào)制狀態(tài)，載波頻率為1GHz,輸出功率為-10dBm,脈沖周期為30ms,脈寬為全捕獲最小脈寬標(biāo)稱值的10倍，打開射頻輸出。7.6.4設(shè)置實時頻譜儀的觸發(fā)方式為模板內(nèi)觸發(fā)，步進衰減器置0dB,調(diào)整信號發(fā)生器輸出功率，使峰值功率計的峰值功率示值為-10dBm。1不同儀器模板內(nèi)觸發(fā)命令不同，如insideTrigger、TriggerconditionEntering等。2選擇inside標(biāo)準(zhǔn)就是信號幅度在其上面的模板之內(nèi)就可以觸發(fā)，大于一20dBm就可以觸發(fā)，包括一10dBm。3編輯頻率觸發(fā)模板時，對于無法刪除起始頻率點和終止頻率點的實時頻譜儀，此時將起始頻率點和終止頻率點的電平設(shè)置成與±10MHz處電平值一致。JJF2078—202397.6.5按照1dB步進增加步進衰減器衰減量,當(dāng)出現(xiàn)信號跳動或者信號消失等不能可靠觸發(fā)時,步進衰減器回調(diào)1dB,使用信號發(fā)生器進行微調(diào),按照0.1dB的步進減小輸出信號功率,至不能可靠觸發(fā),讀取此時衰減器的衰減量A1和信號發(fā)生器的功率調(diào)整量L1,記錄于表A.5中,按式(5)計算觸發(fā)電平實測值。式中:Lm=-10dBm-A1-L1式中:Lm—觸發(fā)電平實測值,dBm;A1—衰減器衰減量,dB;L1—信號發(fā)生器的功率調(diào)整量,dB。7.6.6根據(jù)表A.5中的其他功率標(biāo)稱值,改變實時頻譜儀中的FMT觸發(fā)模板,選擇合適的步進衰減器10dB步進擋。7.6.7重復(fù)步驟7.6.5,完成校準(zhǔn)。7.7無雜散動態(tài)范圍7.7.1光標(biāo)實時讀取法7.7.1.1儀器連接如圖2所示。實時頻譜儀設(shè)置為實時頻譜分析模式并復(fù)位,中心頻率為1GHz,實時分析帶寬為最大值,參考電平為0dBm,根據(jù)技術(shù)說明書要求選擇濾波器類型(如Blackman-Harris),RBW選擇最大值。7.7.1.2設(shè)置信號發(fā)生器為連續(xù)波狀態(tài),載波頻率為1GHz,輸出電平為-4dBm,打開射頻輸出。7.7.1.3實時頻譜儀選擇軌跡平均功能或檢波器選擇平均方式。7.7.1.4對于具有實時光標(biāo)功能的頻譜儀,先后按峰值搜索鍵、光標(biāo)鍵和delta鍵,移動delta鍵到實時分析帶寬內(nèi)的最大雜散信號處,讀取此時delta值,并記錄于表A.6中。7.7.2非光標(biāo)實時讀取法7.7.2.1儀器連接如圖2所示。7.7.2.2重復(fù)步驟7.7.1.2~7.7.1.4。7.7.2.3實時頻譜儀啟動運行鍵,一段時間后,按停止鍵;在瀑布圖中按光標(biāo)鍵,將光標(biāo)移動到幀像周期(frametime)處激活,此時頻域圖上會有明顯的信號頻譜圖出現(xiàn),前后移動光標(biāo),直至找到頻譜圖的峰值功率最大處,即該幀的中心位置,利用峰值搜索得到該幀的功率示值P5,并記錄于表A.6中。7.7.2.4移動光標(biāo)到實時分析帶寬內(nèi)的最大雜散信號處,讀取此時實時頻譜儀的功率示值P6,并記錄于表A.6中;按式(6)計算實時頻譜儀無雜散動態(tài)范圍,并記錄于表A.6中。式中:SFDR=P6-P5(6)SFDR—實時頻譜儀無雜散動態(tài)范圍,dBc;P6—實時分析帶寬內(nèi)的最大雜散信號處的幅度示值,dBm;P5—載波信號幅度示值,dBm。7.8帶內(nèi)頻率響應(yīng)7.8.1儀器連接如圖6所示。7.8.2實時頻譜儀設(shè)置為實時頻譜分析模式并復(fù)位，中心頻率為1GHz,實時分析帶寬為最大值，參考電平為一9dBm,垂直顯示刻度1dB/div,根據(jù)技術(shù)說明書要求選擇濾波器類型(如Blackman-Harris),RBW選擇最大值，其余自動。7.8.3設(shè)置信號發(fā)生器為連續(xù)波狀態(tài)，載波頻率為1GHz,輸出功率為一4dBm,打7.8.4記錄此時功率計示值并作為參考，實時頻譜儀按峰值搜索鍵，讀取此時實時頻譜儀上的功率示值Pef,并記錄于表A.7中。7.8.5根據(jù)表A.7改變信號發(fā)生器頻率，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器功率使功率計示值保持不7.8.6按式(7)計算帶內(nèi)頻率響應(yīng)?！鱩=Pm—Pref(7)7.9.1儀器連接如圖7所示。7.9.2頻率計設(shè)置成最高分辨力或者是閘門時間設(shè)置成10s。7.9.3讀取此時頻率計示值f?,并記錄于表A.8中。7.9.4按公式(8)計算參考頻率準(zhǔn)確度，并記錄于表A.8中。JJF2078—202311fm—實時頻譜儀參考頻率標(biāo)稱值,MHz;f0—頻率計示值,MHz。7.10頻率響應(yīng)7.10.1儀器連接如圖6所示。7.10.2選擇實時頻譜儀校準(zhǔn)信號頻率為參考頻率點,置實時頻譜儀中心頻率為其校準(zhǔn)信號頻率f0,并記錄于表A.9中;置實時分析帶寬為最大值,參考電平為-9dBm,垂直顯示刻度1dB/div,根據(jù)技術(shù)說明書要求選擇濾波器類型(如Blackman-Harris),RBW選擇1kHz,其余自動。7.10.3設(shè)置信號發(fā)生器為連續(xù)波狀態(tài),載波頻率為實時頻譜儀校準(zhǔn)信號頻率,輸出功率為-4dBm,微調(diào)信號發(fā)生器輸出功率,使實時頻譜儀上峰值標(biāo)記讀數(shù)為-10dBm,將其記錄于表A.9中,作為實時頻譜儀參考功率。7.10.4讀取此時功率計示值LPMR,并記錄于表A.9中。7.10.5按表A.9設(shè)置信號發(fā)生器載波頻率和實時頻譜儀的中心頻率,讀取實時頻譜儀上峰值標(biāo)記讀數(shù)LSA,并記錄于表A.9,記錄功率計讀數(shù)于表A.9的LPM表格中。7.10.6按式(9)計算各個頻率點的輸入頻率響應(yīng)FR。并記錄于附錄A表A.9中。FR=(LSA-LPM)-(-10dBm-LPMR)(9)式中:FR—實時頻譜儀頻率響應(yīng),dB;LSA—校準(zhǔn)頻率處,實時頻譜儀的功率示值,dBm;LPM—校準(zhǔn)頻率處,功率計的功率示值,dBm;LPMR—參考頻率處,功率計的功率示值,dBm。8校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)實時頻譜儀校準(zhǔn)后,出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包含以下信息:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準(zhǔn)的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識;g)進行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范偏離的說明;JJF2078—202312n)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明;p)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。9復(fù)校時間間隔復(fù)校時間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定,推薦為2年。JJF2078—202313附錄A原始記錄內(nèi)頁格式被校實時頻譜儀外觀檢查正?！醪徽！醣恍崟r頻譜儀工作正常性檢查正?！醪徽！醣鞟.1最大實時分析帶寬標(biāo)稱值MHzf1MHzf2MHz實測值RAWmaxMHz不確定度(k=2)MHz表A.2實時分析帶寬標(biāo)稱值MHz頻率差S0MHz實測值SMHz%不確定度(k=2)%表A.3全捕獲最小脈寬時的幅度比RBW值:RBW濾波器:脈寬μsP1dBmP2dBmPrdB不確定度(k=2)dB表A.4不同信號模板比時全捕獲最小脈寬時的幅度比RBW值:RBW濾波器:脈寬μsP3dBmP4dBmPLdB不確定度(k=2)dBJJF2078—202314表A.5頻率模板觸發(fā)電平觸發(fā)方式:進入觸發(fā)標(biāo)稱值dBmA1dBmL1dBm實測值LmdBm不確定度(k=2)dB-20-30-40…表A.6無雜散動態(tài)范圍載波頻率GHzP5dBmP6dBmSFDRdBcDANLdBc不確定度(k=2)dB表A.7帶內(nèi)頻率響應(yīng)偏移載波頻率PrefdBmPmdBmΔmdB不確定度(k=2)dB0MHzREFREF——-1MHz-2MHz-5MHz-10MHz…1MHz2MHz5MHz10MHz…表A.8參考頻率準(zhǔn)確度參考頻率MHzfmMHzf0MHz參考頻率準(zhǔn)確度y%不確定度(k=2)10JJF2078—202315表A.9頻率響應(yīng)頻率GHzLSAdBmLPMdBmLPMRdBmFRdB不確定度(k=2)dBf0-10—REF—0.1—0.5—1—5—10—…—JJF2078—202316附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式表B.1最大實時分析帶寬標(biāo)稱值MHz實測值RAWmaxMHz不確定度(k=2)MHz表B.2實時分析帶寬標(biāo)稱值MHz實測值SMHz%不確定度(k=2)%表B.3全捕獲最小脈寬時的幅度比RBW值:RBW濾波器:脈寬μsPrdB不確定度(k=2)dB表B.4不同信號模板比時全捕獲最小脈寬時的幅度比RBW值:RBW濾波器:脈寬μsPLdB不確定度(k=2)dBJJF2078—202317表B.5頻率模板觸發(fā)電平觸發(fā)方式:進入觸發(fā)標(biāo)稱值dBmA1dBmL1dBm實測值LmdBm不確定度(k=2)dB-20-30-40…表B.6無雜散動態(tài)范圍載波頻率GHzDANLdBc不確定度(k=2)dB表B.7帶內(nèi)頻率響應(yīng)偏移載波頻率ΔmdB不確定度(k=2)dB0——-1MHz-2MHz-5MHz-10MHz…1MHz2MHz5MHz10MHz…表B.8參考頻率準(zhǔn)確度參考頻率MHz參考頻率準(zhǔn)確度y不確定度(k=2)10JJF2078—202318表B.9頻率響應(yīng)頻率GHzFRdB不確定度(k=2)dBf0REF—0.10.51510…JJF2078—202319附錄C主要項目校準(zhǔn)不確定度評定示例C.1實時分析帶寬C.1.1測量模型實時頻譜儀的實時分析帶寬是使用信號發(fā)生器直接測量。實時分析帶寬實際值由下式計算得到:式中:S=式中:S—被校實時頻譜儀實時分析帶寬實測值,MHz;S0—實時頻譜儀兩次頻率測量之差,MHz。C.1.2不確定度來源a)信號發(fā)生器頻率準(zhǔn)確度引入的不確定度u1;b)實時頻譜儀分辨力引入的不確定度u2;c)測量重復(fù)性引入的不確定度u3。經(jīng)分析,上述各不確定度分量之間彼此不相關(guān),對各分量求偏導(dǎo),得到的靈敏系數(shù)c為:C.1.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定c1=c2=c3=1.251)信號發(fā)生器頻率準(zhǔn)確度引入的不確定度u1依據(jù)信號發(fā)生器技術(shù)說明書,其頻率準(zhǔn)確度為3.45×10-8,設(shè)測量值落在該區(qū)間因此由信號發(fā)生器頻率不準(zhǔn)引入的不確定度u1為:內(nèi)的概率分布服從均勻分布,k=3。信號發(fā)生器為兩次輸出1GHz±span/2信因此由信號發(fā)生器頻率不準(zhǔn)引入的不確定度u1為:u1=×3.45×10-8×109/=28.2Hz2)實時頻譜儀分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2量,因此由實時頻譜儀分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2為:實時分析帶寬為50MHz時,實時頻譜儀分辨力為0.01MHz,a2=±5kHz,設(shè)測量值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布量,因此由實時頻譜儀分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2為:u2=×5kHz/=4.08kHz3)測量重復(fù)性引入的不確定度u3實時頻譜儀實時分析帶寬為50MHz時,信號發(fā)生器輸出頻率差為40MHz的信號,短時間內(nèi)對實時頻譜儀頻率差進行10次測量,測量結(jié)果見表C.1。JJF2078—202320表C.1實時分析帶寬測量重復(fù)性測量列測量值MHz140.00240.00340.00440.00540.00640.00740.00840.00940.001040.00則單次測量結(jié)果的實驗標(biāo)準(zhǔn)差: s=i2=0.0Hz1)不確定度分量匯總不確定度分量匯總見表C.2。表C.2測量不確定度分量匯總表序號不確定度分量不確定度來源分量評定方法分布包含因子標(biāo)準(zhǔn)不確定度ci輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量1信號發(fā)生器頻率準(zhǔn)確度a1=48.8HzB均勻u1=28.2Hz1.2530.3Hz2實時頻譜儀分辨力a2=±5kHzB均勻u2=4.08kHz1.255.10kHz3測量重復(fù)性0.0HzA——u3=0.0Hz1.250.0Hz2)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度以上各分量之間不相關(guān),合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:uc==5.1kHzC.1.5擴展不確定度包含因子k=2,擴展不確定度U為:JJF2078—202321U=kuc=11kHzC.2全捕獲最小脈寬時的幅度比C.2.1測量模型Pr=PPr=P2-P1(C.1)Pr—全捕獲最小脈寬時的幅度比,dB;P2—脈沖調(diào)制模式下實時頻譜儀的幅度示值,dBm;P1—連續(xù)波模式下實時頻譜儀的幅度示值,dBm。C.2.2不確定度來源不確定度來源如下:a)峰值功率計功率測量不準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(Pr);b)信號發(fā)生器連續(xù)波和脈沖調(diào)制輸出時的功率不一致引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(Pr);c)實時頻譜儀功率分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(Pr);d)系統(tǒng)之間失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4(Pr);e)測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5(Pr)。C.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定a)峰值功率計功率測量不準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(Pr)按技術(shù)說明書,峰值功率計功率測量的誤差限為±0.30dB,設(shè)測量值落在該區(qū)間行了兩次測量,因此由峰值功u1Pr=×0.30dB/=0.24dBb)信號發(fā)生器連續(xù)波和脈沖調(diào)制輸出時的功率不一致引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(Pr)根據(jù)技術(shù)說明書或校準(zhǔn)結(jié)果,信號發(fā)生器連續(xù)波和脈沖調(diào)制輸出時的功率不一致為,2,由于連續(xù)波和脈沖調(diào)制輸出時的功率不一致引入的標(biāo)準(zhǔn)u2Pr=0.10dB/2=0.05dBc)實時頻譜儀功率分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(Pr)于實時頻譜儀進行了兩次測量,因此由實時頻譜儀功率分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3(Pr)為:實時頻譜儀的功率分辨力為0.01dB,a2=±0于實時頻譜儀進行了兩次測量,因此由實時頻譜儀功率分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3(Pr)為:u3Pr=×0.005dB/=0.005dBd)系統(tǒng)之間失配引入的不確定度u4(Pr)在頻率為1GHz時,功率計和功分器輸出端等效源駐波均小于1.1,由于失配引入的誤差限為Δ1=±4.34×2×0.05×0.05=2.2%,即Δ1=±0.09dB,Δ1在該區(qū)間內(nèi),k=2,則由于功率計和功分器之間的失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不u4Pr=0.09dB/=0.07dBJJF2078—202322e)測量重復(fù)性引入的不確定度u5(Pr)短時間內(nèi)對最小脈寬時的幅度比進行10次測量,測量結(jié)果見表C.3。表C.3全捕獲最小脈寬時的幅度比的測量數(shù)據(jù)測量列測量值dB1-0.582-0.603-0.574-0.595-0.596-0.607-0.578-0.609-0.5910-0.57則單次測量結(jié)果的實驗標(biāo)準(zhǔn)差為: s=i-12=0.01dB標(biāo)準(zhǔn)不確定度用實驗標(biāo)準(zhǔn)差表示,則C.2.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5(Pr)=0.01dB1)不確定度分量匯總不確定度分量匯總見表C.4。表C.4全捕獲最小脈寬時的幅度比不確定度分量匯總表序號不確定度分量不確定度來源分量評定方法分布包含因子標(biāo)準(zhǔn)不確定度1峰值功率計功率測量不準(zhǔn)0.42dBB均勻0.24dB2信號發(fā)生器連續(xù)波和脈沖調(diào)制輸出時的功率不一致0.10dBB正態(tài)20.05dB3實時頻譜儀功率分辨力0.005dBB均勻0.005dB4系統(tǒng)之間失配0.09dBB反正弦0.07dB5測量重復(fù)性0.01dBA——0.01dBJJF2078—202323標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)誤差Δ3引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(P)根據(jù)峰值功率計的技術(shù)說明書,校準(zhǔn)因子的測量不確定度為0.42dB,k=2,標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(P)=0.21dB。以上各分量之間不相關(guān),合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:ucPr==0.26dBC.2.5擴展不確定度包含因子k=2,擴展不確定度U(Pr包含因子k=2,擴展不確定度U(Pr)為:C.3頻率模板觸發(fā)電平測量不確定度C.3.1測量模型式中:Lm—觸發(fā)電平實測值,dBm;A1—衰減器衰減量,dB;L1—信號發(fā)生器的功率調(diào)整量,dB。C.3.2不確定度來源1)峰值功率計測量功率示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(P);2)功分器與實時頻譜儀間失配誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(Lm);3)功分器與峰值功率計間失配誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(Lm);4)功分器功率對稱性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(Lm);5)衰減器的衰減值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A);6)信號發(fā)生器功率調(diào)整量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(L1);7)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(L1)。C.3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定a)峰值功率計測量功率示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(P)峰值功率計是由功率指示器和功率傳感器組成的,通常使用前需要使用其內(nèi)置功率為0dBm、頻率為50MHz的參考源進行自校準(zhǔn)。因此,功率計的測量誤差由以下幾部分組成:參考源輸出電平最大允許誤差Δ1、峰值功率計探頭線性誤差Δ2、峰值功率計探頭校準(zhǔn)因子誤差Δ3、自校準(zhǔn)時功率傳感器與參考源的失配誤差Δ4。根據(jù)功率計的技術(shù)指標(biāo):1)參考源輸出電平最大允許誤差Δ1引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(P)參考源輸出功率最大允許誤差為±0.017dB,區(qū)間半寬度為0.017dB,服從均勻分布)k值,率確定度u2(P)功率計線性誤差為±0.035dB,區(qū)間半寬度為0.035dB,服從均勻分布,k=,Lm=-10dBm-A1-L1