Методика поверки «ГСОЕИ. Генераторы сигналов векторные SMCV100B» (РТ-МП-7855-441-2020)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО НО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И ИСПЫТАНИЙ В Г. МОСКВЕ И МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ» (ФБУ «РОСТЕСТ-МОСКВА»)

СОГЛАСОВАНО

Заместитель генерального директора

А.Д. Меньшиков

«27» января 2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ ВЕКТОРНЫЕ SMCV100B

Методика поверки

РТ-МП-785 5-441-2020 г. Москва

2021 г.

Настоящая методика распространяется на генераторы сигналов векторные SMCV100B (далее - генераторы), изготавливаемые фирмой “Rohde & Schwarz zavod Vimperk, s.r.o”, Чехия, и устанавливает порядок и объем их первичной и периодической поверки.

Интервал между поверками - 1 год.

Поверка генераторов сигналов векторных SMCV100B может осуществляться только аккредитованным, на проведение поверки в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации лицом, в соответствии с его областью аккредитации.

При проведении поверки должна быть обеспечена прослеживаемость поверяемых генераторов сигналов векторных SMCV100B к государственным первичным эталоном единиц величин в соответствии с:

• - Приказом Госстандарта № 1621 от 31.07.2018 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты;

• - Приказом Госстандарта № 3461 от 30.12.2019 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц;

Для обеспечения реализации методики поверки при определении метрологических характеристик по пунктам 10.1; 10.2; 10.3; 10.4; 10.5 применяется метод прямых измерений.

2.1 При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1. Таблица 1 - Операции поверки

Продолжение таблицы 1

• 2.2 На основании письменного заявления владельца СИ допускается проводить периодическую поверку генераторов сигналов векторных SMCV100В для меньшего числа измеряемых величин:

• - в ограниченном диапазоне частот до верхней граничной частоты любой из частотных опции генератора (3; 6 ГГц) в части операций по пунктам 10.1, 10.2, 10.3, 10.5.

• - без определения метрологических характеристик опции К199 (операция по пункту 10.4).

Данные ограничения должны быть зафиксированы при оформлении результатов поверки, в соответствии с пунктом 12 данной методики.

При проведении поверки должны соблюдаться нормальные условия установленные в ГОСТ 8.395-80 «Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования»:

-температура окружающей среды, °C............от 15 до 25;

• - относительная влажность воздуха, %...............от 30 до 80;

-атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.).........от 84 до 106 (от 630 до 795);

К проведению поверки генераторов сигналов векторных SMCV100B допускаются специалисты имеющие:

• - высшее образование или дополнительное профессиональное образование, по специальности и (или) направлению подготовки, соответствующему области аккредитации;

• - опыт работы по обеспечению единства измерений в области аккредитации, указанной в заявлении об аккредитации или в реестре аккредитованных лиц, не менее трех лет;

• - освоившие работу с генератором и применяемыми средствами поверки;

• - изучившие настоящую методику.

• 5.1  При проведении поверки генераторов сигналов векторных SMCV100B применяют средства поверки, указанные в таблице 2.

• 5.2 Вместо указанных в таблице средств поверки допускается применять другие аналогичные эталоны единиц величин и средства измерений, обеспечивающие требуемую точность передачи единиц величин поверяемому средству измерений.

• 5.3  Применяемые средства поверки должны быть исправны и поверены, применяемые средства поверки утверждённого типа СИ в качестве эталонов единиц величин должны быть исправны и поверены с присвоением соответствующего разряда, по требованию государственных поверочных схем.

• 5.4 Применяемые эталоны единиц величин не утверждённого типа СИ должны быть аттестованы и утверждены приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, в соответствии с пунктом 6 Положения об эталонах единиц величин используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, утверждённого постановлением Правительства Российской Федерации от 23 сентяб ря 2010 года №734 (с изменениями на 21 октября 2019 года) с присвоением соответствующего разряда, по требованию государственных поверочных схем.

Таблица 2 - Средства поверки

Продолжение таблицы 2

• 6.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019-80 «Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности с Изменением №1».

• 6.2 К проведению поверки допускаются специалисты, изучившие требования безопасности по ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия, с Изменением №1» и ГОСТ 12.2.091-2002 «Безопасность электрических контрольно-измерительных приборов и лабораторного оборудования. Часть 1. Общие требования», имеющие 3 группу допуска по электробезопасности и прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте.

• 6.3 На рабочем месте должны быть приняты меры по обеспечению защиты от воздействия статического электричества.

При проведении внешнего осмотра установить соответствие генераторов следующим требованиям:

• - внешний вид генераторов должен соответствовать фотографиям, приведённым в описании типа на данное средство измерений;

• - наличие маркировки, подтверждающей тип, и заводской номер;

• - наличие пломб от несанкционированного доступа, установленных в местах согласно описанию типа на данное средство измерений.

• - наружная поверхность не должна иметь следов механических повреждений, которые могут влиять на работу прибора и его органов управления;

• - разъемы должны быть чистыми;

• - комплектность генератора должна соответствовать указанной в технической документации фирмы-изготовителя.

Результаты выполнения операции считать положительными, если выполняются вышеуказанные требования.

Установленный факт отсутствия пломб от несанкционированного доступа при периодической поверке не является критерием неисправности средства измерения и носит информативный характер для производителя средства измерений и сервисных центров, осуществляющих ремонт.

Факт отсутствия пломб от несанкционированного доступа при периодической поверке фиксируется в протоколе поверке в соответствующем разделе.

• 8.1 Подготовка к поверке

Порядок установки генератора на рабочее место, включения, управления и дополнительная информация приведены в руководстве по эксплуатации: «Генераторы сигналов векторные SMCV100B». Руководство по эксплуатации».

Убедиться в выполнении условий проведения поверки.

Выдержать генератор в выключенном состоянии в условиях проведения поверки не менее двух часов, если он находился в отличных от них условиях.

Выдержать генератор во включенном состоянии не менее 30 минут.

Выдержать средства поверки во включенном состоянии в течение времени, указанного в их руководствах по эксплуатации.

• 8.2 Опробование

Проверить возможность и прохождение внутреннего теста, для чего нажать "System Config > Setup > Maintenance > Selftest".

Результаты опробования считать удовлетворительными, если после включения и прохождения внутреннего теста не возникают сообщения об ошибках.

Проверить отсутствие ошибок при включении генератора. Идентификационное наименование и номер версии программного обеспечения генератора отображаются при нажатии "System Config > Setup > Instrument Assembly > Versions / Options > Firmware ".

Номер версии ПО должен соответствовать указанному в описании типа на данное средство измерений.

• 10.1 Определение относительной погрешности установки частоты при работе от внутреннего опорного генератора

Определение относительной погрешности установки частоты при работе от внутреннего опорного генератора проводят методом прямых измерений с помощью частотомера универсального CNT-90, анализатора спектра и сигналов FSW26 и стандарта частоты рубидиевого GPS-12RG, который используется в качестве опорного генератора.

Относительную погрешность установки частоты при работе от внутреннего опорного генератора на частоте 10 МГц определить путем измерения сигнала внутренней опорной частоты F_H0M 10 МГц на задней панели генератора. Выполнить соединение средств измерений в соответствии со схемой, приведённой на рис. 1.

Измерить частоту опорного генератора у SMCV100B , зафиксировать результаты измерений F_ll3M.

Рисунок 1

Относительную погрешность установки частоты при работе от внутреннего опорного генератора на частоте F_H0M 4 кГц определить с помощью частотомера универсального CNT-90, работающего от внешней опорной частоты, подаваемой от стандарта частоты. Зафиксировать результаты измерений.

Относительную погрешность установки частоты при работе от внутреннего опорного генератора на максимальной частоте выходного СВЧ сигнала F_H0M в зависимости от опции частотного диапазона генератора (3 ГГц; 6 ГГц; 7,125 ГГц), определить с помощью анализатора спектра и сигналов FSW26, работающего от внешней опорной частоты, подаваемой от стандарта частоты. Выполнить соединение средств измерений в соответствии со схемой, приведённой на рис. 2.

Рисунок 2

анализатором спектра и сигналов FSW26, зафиксировать

• 10.2 Определение диапазона установки уровня выходного сигнала и основной абсолютной погрешности установки уровня выходного синусоидального сигнала

Определение основной абсолютной погрешности установки уровня, а также диапазона установки уровня выходного сигнала, проводят методом косвенных измерений. Для уровней выходной мощности от 0 до 20 дБ (1 мВт) измерения проводят с помощью ваттметра поглощаемой мощности СВЧ NRP18T. Для уровней выходной мощности от минус 120 до минус 5 дБ (1 мВт) измерения проводят с помощью анализатора спектра и сигналов FSW26.

Подключить ваттметр поглощаемой мощности СВЧ NRP18T к выходу генератора, установить на нем частоту измерений для корректировки частотной зависимости. На генераторе установить немодулированный сигнал, уровень выходной мощности Ру_СТ 0 дБ (1 мВт). В зависимости от опции частотного диапазона генератора, измерения выходного уровня генератора Р_изм провести на частотах: 0,004; 0,008; 0,03; 0,2; 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100 МГц; далее до максимальной частоты с шагом 100 МГц. Зафиксировать результаты измерений.

Кроме этого, аналогичным образом провести измерения для максимально специфицированного уровня выходного сигнала генератора Р_уст в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3

Выполнить соединение средств измерений в соответствии со схемой, приведённой на рис. 3.

Рисунок 3

Генератор перевести в режим работы от внешнего источника опорного сигнала частотой 10 МГц, который подать с выхода 10 МГц анализатора спектра и сигналов FSW26. На генераторе установить немодулированный сигнал частотой 100 МГц и уровнем 0 дБ (1 мВт). На анализаторе установить частоту измерения и выбрать режим относительных измерений уровня сигнала (установить «0 дБ»),

Генератор перевести в режим работы от внешнего источника опорного сигнала частотой 10 МГц, который подать с выхода 10 МГц анализатора спектра и сигналов FSW26. На генераторе установить немодулированный сигнал частотой 100 МГц и уровнем 0 дБ (1 мВт). На анализаторе установить частоту измерения и выбрать режим относительных измерений уровня сигнала (установить «0 дБ»).

Уменьшая выходной уровень генератора Р_уст с шагом 5 дБ, провести измерения до уровня минус 120 дБ (1 мВт), зафиксировать результаты измерений.

Повторить измерения на максимальной частоте генератора (3 ГГц для опции В103; 6 ГГц для опции В103 с КВ106; 7,125 ГГц для опции В103 с КВ106 и с КВ107), в диапазоне от 0 дБ (1 мВт) до минимального специфицированного значения уровня выходного сигнала на максимальной частоте. Зафиксировать результаты измерений.

• 10.3 Определение параметров спектра сигнала в режиме непрерывных колебаний

Определение параметров спектра сигнала в режиме непрерывных колебаний проводят методом прямых измерений. Для определения гармонических составляющих использовать анализатор спектра и сигналов FSW26, для определения фазового шума использовать анализатор фазового шума FSWP8.

• 10.3.1 Выполнить соединение СИ в соответствии со схемой, приведённой на рис. 3. На генераторе установить немодулированный сигнал частотой f_Hec = 4 кГц и уровнем 13 дБ (1 мВт). На анализаторе спектра и сигналов FSW26 установить опорный уровень 13 дБ (1 мВт), центральную частоту равную частоте генератора, полосу пропускания 1 кГц. Включить режим автоматического измерения гармонических составляющих. Повторить измерения на частотах f_Hec равных 100 кГц; 11 МГц; 101 МГц; 1,001 ГГц; 2,999 ГГц; 5,999 ГГц; 7,125 ГГц; в зависимости от установленной частотной опции генератора. Зафиксировать результаты измерений.

• 10.3.2 Выполнить соединение СИ в соответствии со схемой, приведённой на рис. 3 заменив анализатор спектра и сигналов FSW26 на анализатор фазового шума FSWP8. Для генераторов без специальных опций по фазовому шуму - на генераторе установить немодулированный сигнал частотой 100 МГц и уровнем 10 дБ (1 мВт). На анализаторе фазовых шумов FSWP8 установить частоту 10 МГц, диапазон отстроек от 1 до 100 кГц и количество кросс-корреляций, необходимое для достижения требуемой чувствительности. Маркером в режиме измерения фазового шума провести измерения при отстройке 20 кГц от несущей. Зафиксировать результаты измерений.

Повторить измерения на частотах выходного СВЧ сигнала указанных в таблице 5 в зависимости от опции частотного диапазона генератора.

Для генераторов с опцией К709 провести измерения на тех же частотах, устанавливая на анализаторе фазового шума FSWP8 количество кросс-корреляций 100.

• 10.4 Определение параметров внутренней квадратурной модуляции

Определение параметров внутренней квадратурной модуляции проводят методом прямых измерений с помощью анализатора спектра и сигналов FSW26 и ваттметра поглощаемой мощности СВЧ NRP18T.

Операции по пункту проводить при наличии у поверяемых генераторов опции К199.

• 10.4.1  Абсолютную погрешность среднеквадратического значения векторной ошибки определить путем измерения сигнала с модуляцией типа 16QAM и частотой передачи данных 5 МГц на анализаторе спектра и сигналов FSW26 в режиме векторной демодуляции сигналов (опция К70). Выполнить соединение СИ в соответствии со схемой, приведённой на рис. 3.

Для этого на генераторе установить несущую частоту 1 ГГц, уровень выходного сигнала 0 дБ (1 мВт), векторную модуляцию 16QAM, скорость передачи 5 МГц, тип данных PRBS9. На анализаторе спектра и сигналов FSW26 установить частоту 1 ГГц, режим векторной демодуляции сигнала 16QAM со скоростью передачи 5 МГц. Повести измерения среднеквадратического значения векторной ошибки EVMrms сигнала. Зафиксировать результаты измерений.

• 10.4.2 Неравномерность АЧХ в полосе модуляции определить путем измерения уровня выходного сигнала с помощью ваттметра поглощаемой мощности СВЧ NRP18T при смещении частоты сигнала с помощью цифровой модуляции.

К ВЧ выходу генератора подключить ваттметр поглощаемой мощности СВЧ NRP18T. На генераторе установить частоту 1 ГГц, уровень выходного сигнала 0 дБ (1 мВт), цифровую модуляцию BPSK с типом данных «ALL 0», смещение по частоте в настройках цифровой модуляции 0 Гц.

Измерить уровень выходной мощности Рогц, затем ввести смещение по частоте 1 МГц, 2 МГц, 5 МГц, 7 МГц, 10 МГц, 15 МГц, 20 МГц, 30 МГц; и 40 МГц; 50 МГц; 60 МГц. Зафиксировать результаты измерений. Те же измерения повторить при отрицательном смещении по частоте.

Если установлена опция К547:

К ВЧ выходу генератора подключить ваттметр поглощаемой мощности СВЧ NRP18T. На генераторе установить частоту 1 ГГц, уровень выходного сигнала 0 дБ (1 мВт), цифровую модуляцию BPSK с типом данных «ALL 0», смещение по частоте в настройках цифровой модуляции 0 Гц.

Измерить уровень выходной мощности Р_Ог_ц, затем ввести смещение по частоте 1 МГц, 2 МГц, 5 МГц, 7 МГц, 10 МГц, 15 МГц, 20 МГц, 30 МГц. При наличии опции К521 дополнительно ввести смещение по частоте 40 МГц; 50 МГц; 60 МГц. При наличии опции К522 дополнительно ввести смещение по частоте 40 МГц; далее с шагом 10 МГц до частоты 80 МГц. При наличии опции К523 дополнительно ввести смещение по частоте 40 МГц далее с шагом 10 МГц до частоты 120 МГц. Зафиксировать результаты измерений. Те же измерения повторить при отрицательном смещении по частоте.

• 10.4.3 Подавление несущей определить с помощью анализатора спектра и сигналов FSW26.

На генераторе установить частоту 1 ГГц, уровень выходного сигнала 0 дБ (1 мВт), цифровую модуляцию BPSK с типом данных «ALL 0», смещение по частоте в настройках цифровой модуляции 25 МГц. На анализаторе установить центральную частоту 1 ГГц, опорный уровень 0 дБ (1 мВт), полосу обзора 200 МГц.

Установить маркер на максимум сигнала и дельта-маркером провести измерения на частоте несущей. Зафиксировать результаты измерений.

Повторить измерения на частоте генератора (2,7 ГГц для опции В103, 5,7 ГГц для опции В103 с КВ 106; 6,8 ГГц для опции В103 с КВ 106 и с КВ 107).

• 10.5 Определение КСВН выхода генератора

Определение КСВН выхода генератора проводят методом прямых измерений с помощью анализатора электрических цепей векторного ZNB8. На генераторе установить частоту 1 ГГц, уровень выходного сигнала минус 80 дБ (1 мВт). На анализаторе цепей установить режим измерения КСВН в полосе частот от 10 МГц до 8 ГГц (в зависимости от диапазона частот генератора). Зафиксировать результаты измерений.

• 11.1 Для полученных в пункте 10.1 результатов измерений F_U3M, рассчитать по формуле 1 относительную погрешность частоты:

  6f=(F_H3M

  - Fном)/ F_ном,

  (1)

где F_HOM - установленное значение частоты, Гц ;

- измеренное значение частоты, Гц.

Рассчитанные значения относительной погрешности установки частоты для всех указанных частот не должны превышать ±2-10'⁶.

• 11.2 Для полученных в пункте 10.2 результатов измерений Р_ИЗм рассчитать по формуле 2 основную абсолютную погрешность установки уровня выходного синусоидального сигнала для уровня мощности 0 дБ (1 мВт) и максимально специфицированного уровня:

АРодБм ^— Рцзм ^— Руст         (2)

где: Ру_СТ - установленное на генераторе значение уровня мощности, дБ (1 мВт); Ризм - показания ваттметра поглощаемой мощности, дБ (1 мВт).

Рассчитать по формуле 3 основную абсолютную погрешность установки уровня выходного синусоидального сигнала для уровня мощности ниже 0 дБ (1 мВт):

где: А - текущие показания анализатора спектра и сигналов FSW26;

АРодБм - основная абсолютная погрешность установки уровня мощности 0 дБ (1 мВт).

Рассчитанные значения основной абсолютной погрешности установки уровня выходного синусоидального сигнала для всех указанных уровней не должны превышать значений, указанных в таблице 4.

Таблица 4

• 11.3 Измеренные значения уровня гармонических составляющих синусоидального сигнала в пункте 10.3.1 для всех указанных частот не должны превышать минус 30 дБ относительно несущей.

Измеренные значения уровня фазового шума в пункте 10.3.2 для всех указанных частот не должны превышать значений указанных в таблице 5.

Таблица 5

• 11.4 Измеренное среднеквадратическое значения векторной ошибки в пункте 10.4.1 не должно превышать ±0,8 %.

Измеренные значения неравномерности АЧХ в полосе модуляции в пункте 10.4.2 для всех указанных частот не должны превышать ±3,2 дБ, для опции К547 ±1,2 дБ.

Измеренные значения подавления несущей в пункте 10.4.3 для всех указанных частот должны быть не менее 60 дБ.

• 11.5 Измеренные значения КСВН выхода генератора в пункте 10.5 во всём частотном диапазоне не должны превышать 2.

Критериями принятия специалистом, проводившим поверку, решения по подтверждению соответствия средства измерений метрологическим требованиям установленным при утверждении типа, являются: обязательное выполнение всех процедур, перечисленных в разделах 8.2; 9;  10 и соответствие действительных значений

метрологических характеристик генераторов сигналов векторных SMCV100B требованиям, указанным в пунктах раздела 11.

• 12.1 Результаты измерений, полученные в процессе поверки, заносят в протокол произвольной формы. Протокол должен наглядно отображать полученные результаты измерений в поверяемых точках и диапазонах частот, которые указаны в соответствующих пунктах данной методики, а также сравнение полученных действительных и допустимых значений нормируемых погрешностей.

• 12.2 Сведения о результатах поверки генераторов в целях её подтверждения передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений в соответствии с Порядком создания и ведения Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений.

• 12.3 Свидетельство о поверке или извещение о непригодности к применению средства измерений выдаётся по заявлению владельцев генераторов или лиц, представивших их на поверку. Свидетельство о поверке или извещение о непригодности к применению средства измерений должны быть оформлены в соответствии с действующими правовыми нормативными документами. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

И.о. начальника лаборатории № 441

ФБУ «Ростест-Москва»

Главный специалист по метрологии лаборатории № 441 ФБУ «Ростест-Москва»

Каледин

12