Методика поверки «Анализаторы спектра N9010A, N9020A, N9038A, N9000A» (651-13-25 МП)

УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель генерального директора -заместитель по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»

Инструкция

Анализаторы спектра N9010A, N9020A, N9038A, N9000A

Методика поверки

651-13-25 МП г.п. Менделеево 2013 г.

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на анализаторы спектра N9010A, N9020A, N9038A, N9000A (далее - анализаторы), и устанавливает порядок и объем их первичной и периодической поверок.

• 1.2 Интервал между поверками - 1 год.

• 2.1 При поверке анализаторов выполнить работы в объеме, указанном в таблице 1.

Таблица 1

• 2.2 При получении отрицательных результатов при выполнении любой из операций поверка прекращается и прибор бракуется.

3.1 При проведении поверки использовать средства измерений и вспомогательное оборудование, представленные в таблице 2.

Таблица 2

• 3.2 Допускается использование других средств измерений, мер волнового сопротивления, аттенюаторов и вспомогательного оборудования, имеющих метрологические и технические характеристики не хуже характеристик приборов, приведенных в таблице 2.

• 3.3 Применяемые средства поверки должны быть утверждённого типа, исправны и иметь действующие свидетельства о поверке (отметки в формулярах или паспортах).

• 4.1 К проведению поверки анализаторов допускается инженерно-технический персонал со среднетехническим или высшим образованием, ознакомленный с руководством по эксплуатации (РЭ) и документацией по поверке, допущенный к работе с электроустановками и имеющие право на поверку (аттестованными в качестве поверителей).

• 5.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019-80.

• 5.2 К работе с ваттметрами допускаются лица, изучившие требования безопасности по ГОСТ 22261-94, ГОСТ Р 51350-99, инструкцию по правилам и мерам безопасности и прошедшие инструктаж на рабочем месте.

• 5.3 При проведении поверки необходимо принять меры защиты от статического напряжения, использовать антистатические заземленные браслеты и заземлённую оснастку. Запрещается проведение измерений при отсутствии или неисправности антистатических защитных устройств.

• 6.1 Поверку проводить при следующих условиях:

• - температура окружающего воздуха, °C                               23 ± 5*;

• - относительная влажность воздуха, %                               от 5 до 70;

• - атмосферное давление, мм рт. ст.                               от 626 до 795;

• - напряжение питания, В                                         от 100 до 250;

-частота, Гц                                                         от 50 до 60.

*температура выбирается в соответствии с руководствами по эксплуатации средств поверки. Все средства измерений, использующиеся при поверке анализаторов, должны работать в нормальных условиях эксплуатации.

• 7.1 Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

• - выполнить операции, оговоренные в документации изготовителя на поверяемый анализатор по его подготовке к работе;

• - выполнить операции, оговоренные в РЭ на применяемые средства поверки по их подготовке к измерениям;

• - осуществить прогрев приборов для установления их рабочих режимов.

• 8.1 Внешний осмотр

  • 8.1.1 При внешнем осмотре проверить:

• - отсутствие механических повреждений и ослабление элементов, четкость фиксации их положения;

• - чёткость обозначений, чистоту и исправность разъёмов и гнёзд, наличие и целостность печатей и пломб;

• - наличие маркировки согласно требованиям эксплуатационной документации.

• 8.1.2 Результаты поверки считать положительными, если выполняются все перечисленные требования. В противном случае анализатор бракуется.

• 8.2 Опробование

  • 8.2.1 Подключить анализатор к сети питания. Включить прибор согласно РЭ.

  • 8.2.2 Нажать клавишу «Preset» на корпусе анализатора.

  • 8.2.3 Убедиться в возможности установки режимов измерений и настройки основных параметров и режимов измерений анализатора.

  • 8.2.4 Результаты опробования считать положительными, если при включении отсутствуют сообщения о неисправности и анализатор позволяет менять настройки параметров и режимы работы.

  • 8.2.5 Проверка работоспособности внутренних ступенчатых аттенюаторов осуществляется путем подачи на него внутреннего генератора (Input/Output->RF calibrator->50 MHz, Freq->50 MHz, Span->1 MHz, Amptd->Ref Amptd-> -20 dBm, Peak Search) и переключении значений ослабления (Amptd->Attenuation->Man). Убедиться, что все ступени внутреннего аттенюатора работают исправно. Результаты проверки считать положительными, если выполняются все перечисленные требования. В противном случае анализатор бракуется и направляется в ремонт.

8.3 Идентификация программного обеспечения

Проверку соответствия заявленных идентификационных данных программного обеспечения (ПО) анализатора проводить в следующей последовательности:

• - проверить наименование ПО;

• - проверить идентификационное наименование ПО;

• - проверить номер версии (идентификационный номер) ПО;

• - определить цифровой идентификатор ПО (контрольную сумму исполняемого кода). Для расчета цифрового идентификатора применяется программа (утилита) «MD5_FileChecker». Указанная программа находится в свободном доступе сети Internet (сайт www.winmd5.com).

Результаты поверки считать положительными, если идентификационные данные ПО соответствуют идентификационным данным, приведенным в таблице 3.

Таблица 3

8.4 Определение относительной погрешности воспроизведения частоты опорного генератора

• 8.4.1 Соединить выход ВЧ генератора со входом RF IN передней панели анализатора. Анализатор спектра

  Частотомер

  

  Рисунок 1

  

  СНангш! 1

  1*-------------------------------------
  О'	= =& ■ Й? в* -ьа, F-----------------------

  Стандарт

  частоты

  	—	.....................................................,
  	1                                -       J...„---------------------
  	0X30 О О
  		7

• 8.4.2 Для определения относительной погрешности воспроизведения частоты опорного генератора собрать схему согласно рисунку 1, подав сигнал с выхода 10 MHz OUT анализатора на вход частотомера.

• 8.4.3 Измерить частоту опорного генератора анализатора.

• 8.4.4 Погрешность воспроизведения частоты (5F) вычислить по формуле (1):

  

  8F =

  (1)

где F_HOM - установленное значение частоты, Гц;

- измеренное значение частоты, Гц.

• 8.4.5 Результаты поверки считать положительными, если погрешность установки частоты (5f) составляет ±1*10’⁶ , или ±1*10'⁷ (опция PFR).

• 8.5 Определение абсолютной погрешности измерений уровня при переключении полос пропускания

• 8.5.1 Для определения погрешности измерения уровня при переключении полос пропускания необходимо отсоединить все кабели от анализатора. Подать сигнал с внутреннего опорного генератора с частотой 50 МГц и амплитудой минус 25 дБ/мВт.

• 8.5.2 На панели анализатора нажать клавишу [Input/Output] -> RF Calibrator -> 50 MHz. После этого выбрать центральную частоту измерений 50 МГц и установить полосу пропускания 30 кГц и зафиксировать измеренное значение уровня (опорный уровень), нажав клавиши [Peak Search], [Marker] -> Delta. Изменяя значения полос пропускания и устанавливая значение RBW в соответствии с таблицей 5 (нажимая каждый раз клавишу [Peak Search]) фиксировать значения погрешности измерений уровня.

• 8.5.3 Результаты поверки считать удовлетворительными, если значение абсолютной погрешности измерений уровня при переключении полос пропускания находится в пределах, указанных в таблице 5.

Таблица 5.

• 8.6 Определение абсолютной погрешности измерений уровня гармонического сигнала

• 8.6.1 Абсолютную погрешность измерений уровня гармонического сигнала определяют при помощи комбинации из ступенчатых аттенюаторов 8494G и 8496G. Уровень ослабления выставляется с помощью модуля управления ступенчатыми аттенюаторами.

• 8.6.2 Собрать схему измерений согласно рисунку 2. Подготовить к работе измеритель мощности с измерительным преобразователем 8482А согласно РЭ. На генераторе установить сигнал с частотой 50 МГц, уровень 12 дБ, уровень ослабления ступенчатых аттенюаторов 0 дБ и измерить значение погрешности сигнала с помощью измерителя мощности. На измерителе мощности должно быть показания равное 0 дБ/мВт ± погрешность соединения. Данную погрешность необходимо учитывать в дальнейших измерениях.

  Генератор

  сигналов

  

  Анализатор спектра

  RFOuSxt

  ■

  Медаль уорввяяадщий

  апенюаторми

  

  Измеритель мощности

  

6 <18

Аттенюатор f

Аттенюатор 10 dB Аттенюатор 1 dB

Рисунок 2

• 8.6.3 Отсоединить измеритель мощности и подключить анализатор спектра согласно рисунку 3.

  Генератор сигналов

  Анализатор спектра

  

  Аттенюатор

  Аттенюатор 10 dB Аттенюатор 1 dB

  Рисунок 3

  

  i

Модуль управляющий апенюаторми

• 8.6.4 На анализаторе спектра установить центральную частоту 50 МГц. предусилитель выключить, установить полосу пропускания и полосу обзора согласно таблице 4. Последовательно изменяя ступени ослабления ступенчатого аттенюатора, произвести измерения уровня входного сигнала и вычислить погрешность по формуле:

А=а_н-а_и

Где а_н - установленное значение ослабления

а_и - измеренное значение на анализаторе спектра

• 8.6.5 Далее на анализаторе спектра включить предусилитель и произвести измерения на ступенях ослабления аттенюатора согласно таблице 6.

аблица 6

• 8.6.6 Результаты поверки считать удовлетворительными, если значение абсолютной погрешности измерений уровня не превышает значений, указанных в таблице 6.

• 8.7 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики

• 8.7.1 Неравномерность АЧХ в установленной полосе частот определять методом «постоянного входа».

• 8.7.2 Для определения неравномерности АЧХ в частотном диапазоне от 3 до 3*1 О’ Гц используют генератор сигналов произвольной формы 33250А и мультиметр 3458А (рисунок 4). На генераторе установить уровень выходного сигнала -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности уровня выходного сигнала генератора на частотах 3, 50, 100, 500. 1-10^J, 5*10”, 1*10⁴, 5*10⁴, 1*1 О’, 3*10’Гц с помощью мультиметра. Зафиксировать погрешность измерения.

  Генератор сигналов

  332Б0А

  Мультиметр

  

  Рисунок 4

• 8.7.3 Соединить генератор с анализатором, как показано на рисунке 5. На анализаторе установить величину входного ослабления 0 дБ, полосу обзора 1 МГц. Произвести измерения неравномерности АЧХ на частотах 3, 50, 100, 500, 1 • 10³, 5*10³, 1*10⁴, 5*10⁴, 1*10’, 3*10’ Гц. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

  Генератор сигналов 33250А

  Анализатор сигналов

  

  ADAPTER

  

  :Г«:

  К.

  - Qadapters iu

  3 й

  О ^ADAPTERS

  ,А^?

Рисунок 5

• 8.7.4 Для определения неравномерности АЧХ в частотном диапазоне от 3*10’ до 3,6*10⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D, двухпортовый измеритель мощности Е4419А с измерительными преобразователями 8482А и делитель мощности. Подготовить измеритель мощности к работе. Собрать схему согласно рисунку 6. На генераторе установить уровень выходного сигнала -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности деления делителя мощности на частотах 3*10’, 1 • 10⁶, 5*10⁶, 1-10⁷, 15*10⁷, 45*10⁷, 95*10⁷, 1,25*10⁹, 1,85*10⁹, 2,25*10⁹, 2,95*10⁹, 3,55*10⁹ Гц. Зафиксировать погрешность деления и учитывать ее в дальнейших измерениях.

  

  Делитель мощности

• 8.7.5 Отсоединить ИП1 от делителя. Освободившийся рукав делителя соединить с анализатором спектра (рисунок 7). На анализаторе установить DC coupled, предусилитель выключен, полоса обзора 1 МГц, ослабление аттенюатора 10 дБ. Произвести измерения уровня сигнала уровня -10 дБ/мВт на частотах 3*10⁵, 1*10⁶, 5*10^б, 1*10⁷, 15*10⁷, 45*10⁷, 95*10⁷, 1,25*10⁹, 1,85*10⁹, 2,25*10⁹, 2,95» 10⁹, 3,55*10⁹ Гц. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

  Измеритель мощности

  Генератор • сигналов д

  

  ГТ!» ADAPTER

  Рисунок 7

  Анализатор сигналов

  

• 8.7.6 Для определения неравномерности АЧХ с включенным предусилителем используют аттенюатор с показанием ослабления 20 дБ. Соединить приборы как указано на рисунке 8. С генератора подать сигнал амплитудой -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности деления делителя мощности на частотах 3*10^э, 1-10⁶, 5*10⁶, 1-10⁷, 15-10⁷, 45*10⁷, 95*10⁷, 1,25*10⁹, 1,85*10⁹, 2,25*10⁹, 2,95*10⁹, 3,55*10⁹ Гц. Зафиксировать погрешность деления и учитывать ее в дальнейших измерениях.

  Измеритель мощности

  ПП111ГПШ.- и I-TU-uiiWniiuim-nnnnn^

  Анализатор

  сигналов

  

  Рисунок 8

  Делитель мощности

  Генератор ( ' сигналов ♦ и

  

  Аттенюатор

  20 дБ

• 8.7.7 Отсоединить ИП1 от делителя. Освободившийся рукав делителя с аттенюатором соединить с анализатором спектра. На анализаторе установить DC coupled, предусилитель включен, полоса обзора 1 МГц, ослабление аттенюатора 0 дБ. Произвести измерения уровня сигнала уровня -10 дБм на частотах 3*10^э, 1*10⁶, 5*10⁶, 1* 10⁷, 15*10⁷, 45*10⁷, 95*10⁷, 1,25*10⁹, 1,85*10⁹, 2,25*10⁹, 2,95*10⁹, 3,55*10⁹ Гц. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

• 8.7.8 Для определения неравномерности АЧХ с выключенным предусилителем в частотном диапазоне от 3,6*10⁹ до 8*10⁹ Гц, 13«10⁹ Гц, 26,5*10⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D (опция 540 или 550), двухпортовый измеритель мощности N1914A с измерительными преобразователями 8485А и делитель мощности (с рабочим частотным диапазоном до

• 26,5 ГГц). Для определения неравномерности АЧХ в частотном диапазоне от 3,6*10⁹ до 43*10⁹ Гц, 44*10⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D (с опцией 550), двухпортовый измеритель мощности N1914A с измерительными преобразователями 8487А и делитель мощности (с рабочим частотным диапазоном до 50 ГГц). Подготовить измеритель мощности к работе. Собрать схему согласно рисунку 6. На генераторе установить уровень выходного сигнала минус 10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности деления делителя мощности на частотах 3,65*10⁹, 5,05*10⁹, 6,05*10⁹, 7,05*10⁹, 8,05*10⁹, 8,35*10⁹, 9,05*10⁹, 10,05-10⁹, 11,05-10⁹, 12,05-10⁹, 13,05*10⁹, 13,55-10⁹, 14,05*10⁹, 15,05*10⁹, 16,05*10⁹, 17,05*10⁹, 18,05*10⁹, 19,05*10⁹, 20,05*10⁹, 21,05*10⁹, 22,05*10⁹, 23,05*10⁹, 24,05*10⁹, 25,55*10⁹, 26,05*10⁹, 26,45*10⁹, 30,05*10⁹, 32,05*10⁹, 35,05*10⁹, 37,05*10⁹, 40,05*10⁹, 43*10⁹, 44*10⁹ (в зависимости от типа анализатора спектра) Гц. Зафиксировать погрешность деления и учитывать ее в дальнейших измерениях.

• 8.7.9 Отсоединить ИП1 от делителя. Освободившийся рукав делителя соединить с анализатором спектра (рисунок 7). На анализаторе установить DC coupled, предусилитель выключен, полоса обзора 1 МГц, ослабление аттенюатора 10 дБ. Произвести измерения уровня сигнала уровня -10 дБ/мВт на частотах 3,65*10⁹, 5,05*10⁹, 6,05*10 , 7,05*10⁹. 8,05*10⁹, 8,35*10⁹, 9,05*10⁹, 10,05*10⁹, 11,05*10⁹, 12,05*10⁹, 13,05-10⁹, 13,55*10⁹, 14,05*10⁹, 15,05-Ю⁹, 16.05Н0⁹, 17,05*10⁹, 18,05*10⁹, 19,05*10⁹, 20,05*10⁹, 21,05*10⁹, 22,05*10⁹, 23,05*10⁹, 24,05*10⁹, 25,55*10⁹, 26,05*10⁹, 26,45*10⁹, 30,05*10⁹, 32,05*10⁹, 35,05*10⁹, 37,05*10⁹, 40,05*10⁹, 43*10⁹, 44*10⁹ (в зависимости от типа анализатора спектра ) Гц. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

• 8.7.10 Для определения неравномерности АЧХ с включенным предусилителем в частотном диапазоне от 3,6*10⁹ до 8*10⁹ Гц, 13*10⁹ Гц, 26,5*10⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D (опция 540), двухпортовый измеритель мощности N1914A с измерительными преобразователями 8485D и делитель мощности (с рабочим частотным диапазоном до 26,5 ГГц). Для определения неравномерности АЧХ в частотном диапазоне от 3,6*10⁹ до 43*10 Гц, 44*10⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D (опция 540) или E8257D (опция 550), двухпортовый измеритель мощности N1914A с измерительными преобразователями 8487D и делитель мощности (с рабочим частотным диапазоном до 50 ГГц). Подготовить измеритель мощности к работе. Собрать схему согласно рисунку 6. На генераторе установить уровень выходного сигнала -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности деления делителя мощности на частотах из п 8.7.8. Зафиксировать погрешность деления и учитывать ее в дальнейших измерениях.

• 8.7.11 Отсоединить ИП1 от делителя. Освободившийся рукав делителя соединить с анализатором спектра (рисунок 7). На анализаторе установить DC coupled, предусилитель выключен, полоса обзора 1 МГц, ослабление аттенюатора 10 дБ. Произвести измерения уровня сигнала уровня -10 дБ/мВт на частотах из и. 8.7.9. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

• 8.7.12 Результаты поверки считать удовлетворительными, если значения неравномерности АЧХ анализатора не превышают значений, указанных в описании типа.

• 8.8 Определение относительного уровня помех, обусловленных гармоническими искажениями

Генератор

сигналов                ........................,_;        , Анализатор

f синхронизация 1 спектра

■ ■■

50 МГц

низкочастотный фильтр

Рисунок 9

• 8.8.1 Соединить оборудование в соответствии с рисунком 9.

• 8.8.2 На анализаторе установить входное ослабление 10 дБ, нажатием [AMPTD]-> Attenuation -> Atten -> 10 dB

• 8.8.3 При измерении уровня второй гармоники необходимо использовать фильтры нижних частот соответствующие частоте несущей. Подать на вход анализатора гармонический сигнал частотой П и измерить по отсчетному устройству уровень помехи на частоте 2f 1.

• 8.8.4 Измерения проводить в полосе частот от 40 МГц до 22,25 ГГц

• 8.8.5 Результаты поверки считать удовлетворительными, если уровень помех не превысит значений, указанных в описании типа.

• 8.9 Определение уровня фазового шума

• 8.9.1 Измерение фазового шума проводят с помощью генератора E8257D (с опцией UNX и включенным пониженным уровнем фазовых шумов) (рисунок 10).

  
  
  

Рисунок 10

• 8.9.2 Установить на анализаторе на центральную частоту 1 ГГц.

• 8.9.3 На генераторе установить частоту 1000 МГц и амплитуду 5 дБ/мВт.

• 8.9.4 Подстроить амплитуду выходного сигнала ВЧ генератора так, чтобы пик сигнала находился в пределах 1 дБ от верхнего края экрана.

• 8.9.5 Установить на анализаторе значения полосы обзора 3 кГц, 30 кГц, 300 кГц и 3 МГц для каждой отстройки от центральной частоты соответственно.

• 8.9.6 Повторить следующие шаги для каждой установки полосы обзора:

а) Установить маркер Ml на смещенную частоту, указанную в таблице 8.

б) Зафиксировать значения уровня фазового шума по показаниям дельта-маркера.

• 8.9.7 Результаты поверки считать удовлетворительными, если измеренные значения

уровня фазового шума ниже значений, указанных в таблице 7. Таблица 7

• 9.1 При положительных результатах поверки на анализатор выдается свидетельство установленной формы.

• 9.2 На оборотной стороне свидетельства о поверке записываются результаты поверки.

• 9.3 В случае отрицательных результатов поверки поверяемый анализатор к дальнейшему применению не допускается. На него выдается извещение о непригодности к дальнейшей эксплуатации с указанием причин забракования.

  Зам. начальника НИО-1         !==<			О.В. Каминский