Методика поверки «Анализаторы кабельных тракторов и антенн R&S ZVH4, R&S ZVH8» (МР РТ 1543-2011)

УТВЕРЖДАЮ Руководитель ГЦИ СИ -Зам. Генерального директора

ФГУ “РОСТЕСТ - МОСКВА”

средств измерении

ГЦИ СИ)

_ А.С. Евдокимов

2011 г.

В. М. Барабанщиков

Начальник лаборатории №441

ФГУ «Ростест-Москва»

г. Москва

2011 год

Настоящий документ устанавливает методы и средства поверки анализаторов кабельных трактов и антенн R&S ZVH4, R&S ZVH8 (далее - анализаторы). Интервал между поверками - 1 год.

• 1 Операции поверки

  • 1.1 При первичной и периодической поверке анализатора выполняются операции, указанные в таблице 1.

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

Таблица 1 - Перечень операций поверки.

Примечание - пункт 7.5 выполняется при установленной на приборе опции К39, пп.7.6-7.14 при установленной опции К1, п.7.15 при установленной опции К42.

• 2 Средства поверки

  • 2.1 При проведении поверки должны применяться средства поверки, указанные в таблице 2.

  • 2.2  Допускается применять другие средства измерений, обеспечивающие измерение значений соответствующих величин с требуемой точностью.

Таблица 2 - Перечень средств поверки.

• 3 Требования безопасности

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

• 3.2. К работе с прибором допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электро - и радиоизмерительными приборами и изучившими техническую документацию на поверяемый генератор и применяемые средства поверки. МП РТ 1543-2011 Анализаторы кабельных трактов и антенн R&S ZVH4, R&S ZVH8 страница 3 из 15 ME ТО ДИКА ПОВЕРКИ

При проведении поверки необходимо соблюдать требования техники безопасности, указанные в технической документации.

• 4   Условия поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования ГОСТ 8.395-80:

• -  температура окружающей среды (23±5)°С;

• -  относительная влажность воздуха (65± 15) %; атмосферное давление (100±4) кПа

• 5   Требования к квалификации поверителей

К проведению поверки могут быть допущены лица, имеющие высшее образование, практический опыт работы в области радиотехнических измерений не менее одного года и квалификацию поверителя.

• 6   Подготовка к поверке

  • 6.1 Поверитель должен изучить руководства по эксплуатации поверяемого прибора и используемых при поверке средств измерений

  • 6.2 Перед включением приборов должно быть проверено выполнение требований безопасности.

  • 6.3 Определение метрологических характеристик поверяемого прибора должно производиться по истечении времени установления рабочего режима, равного 15 мин.

• 7   Проведение поверки

  • 7.1 Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра необходимо проверить:

• -  сохранность пломб;

• -  комплектность согласно РЭ;

отсутствие внешних механических повреждений, влияющих на точность показаний прибора;

• -  прочность крепления органов управления, четкость фиксации их положений; наличие предохранителей;

• -  чистоту разъемов и гнезд;

состояние лакокрасочных покрытий, гальванических покрытий и четкость гравировки.

Приборы, имеющие дефекты, бракуются и направляются в ремонт.

• 7.2 Опробование

Проверяют отсутствие ошибок при включении и проводимой при этом самопроверки анализатора. При возникновении ошибок см. разделы проверка работоспособности прибора и сообщения об ошибках руководства по эксплуатации.

Приборы, имеющие неустранимые ошибки, бракуются и направляются в ремонт.

• 7.3 Определение относительной погрешности частоты опорного генератора

Погрешность частоты определяют при помощи частотомера 43-64/1, работающего от внешней опорной частоты стандарта частоты.

Анализатор переводят в режим измерения S11, устанавливают центральную частоту 1 ГГц и полосу обзора 10 Гц. Подключают анализатор к частотомеру и считывают показание частоты Fh3M.

Относительную погрешность частоты вычисляют по формуле:

3f = (1 ГГц - Бизм)/ Бизм

Результаты поверки по данному пункту считают положительными, если погрешность частоты не превышает ± 1 х 10'⁶

• 7.4 Определение погрешности измерения КСВН

Погрешность измерения КСВН определяют с помощью наборов мер ЭК9-140 и ЭК9-145.

Анализатор переводят в режим измерения S11 с форматом отображения КСВН, устанавливают полную полосу обзора (3,6 ГГц для ZVH4 и 8 ГГц для ZVH8), проводят однопортовую калибровку с помощью калибровочного набора ZV-Z121. По очереди подключают меры с номиналом 1,2 и 2,0 из набора ЭК9-140 в диапазоне частот до 4 ГГц и из набора ЭК9-145 в диапазоне частот от 4 ГГц до 8 ГГц. Для мер с подвижным поглотителем ЭК9-145 измерения проводят при нескольких положениях подвижной части и вычисляют результат измерения согласно руководству по эксплуатации на данный набор мер. С помощью маркера считывают показания на частотах (1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8) ГГц.

Относительную погрешность вычисляют по формуле:

5КСВН = (КСВНизм - КСВНмеры)/ КСВНмеры

Результаты поверки по данному пункту считают положительными, если погрешность измерения КСВН (К) не превышает:

±1,5хК % для диапазона частот от 100 кГц до 3 ГГц,

±3*К % для диапазона частот от 3 ГГц до 6 ГГц,

±6хК % для диапазона частот от 6 ГГц до 8 ГГц.

• 7.5 Определение погрешности измерения ослабления

Погрешность измерения ослабления определяют с помощью аттенюаторов из комплекта 05СК200-150.

Анализатор переводят в режим измерения S21 с логарифмическим форматом отображения, устанавливают полную полосу обзора (3,6 ГГц для ZVH4 и 8 ГГц для ZVH8), проводят двухпортовую калибровку высокой точности с помощью калибровочного набора ZV-Z121. При калибровке к одному из портов подключают дополнительный измерительный кабель Ы(вилка) -N (вилка).

Измеряют ослабление аттенюаторов 20 дБ, 40 дБ, подключая их между портом прибора и кабелем, подключенным к другому порту. С помощью маркера считывают показания Аизм на частотах (1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8) ГГц.

Абсолютную погрешность вычисляют по формуле:

ДА = (Аизм - Амеры)

где: Амеры - действительное значение ослабления аттенюатора.

МП РТ 1543-2011 Анализаторы кабельных трактов и антенн R&S ZVH4, R&S ZVH8 страница 5 из 15 ME ТО ДИКА ПОВЕРКИ

Результаты поверки по данному пункту считают положительными, если погрешность ослабления не превышает:

±0,1 дБ для диапазона ослаблений (0.. .20) дБ,

±0,2 дБ для диапазона ослаблений (0.. .50) дБ.

• 7.6 Определение абсолютной погрешности измерения уровня на частоте 100 МГц

Определение абсолютной погрешности измерения уровня на частоте 100 МГц проводится с помощью генератора SMF100A и измерителя мощности NRP с преобразователем NRP-Z28.

Выполнить соединение приборов по схеме рис. 1.

Рисунок 1

На генераторе установить частоту 100 МГц, уровень 6 дБ относительно 1 мВт.

Выполнить следующие установки на анализаторе:

• - [ MODE: SPECTRUM ANALYZER ]

-[FREQ: 100 MHz]

• - [ AMPT: 0 dBm ]

-[SPAN :10 kHz]

• - [ BW : MANUAL RBW : 1 kHz ]

• - [ TRACE : DETECTOR : RMS ]

• - [ MKR-> : Set to Peak ]

Зафиксировать результат измерения уровня по показанию маркера анализатора спектра L и значение уровня мощности, измеренное ваттметром L_p0Wermeter- Вычислить погрешность измерения по формуле:

ЛюОМГц^- L — Lpowermeter

Результаты поверки по данной операции считаются удовлетворительными, если значение вычисленной погрешности не превышает ±0,3 дБ.

• 7.7 Определение неравномерности АЧХ

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики определяется сравнением показаний анализатора спектра с показаниями ваттметра R&S NRP-Z28 по схеме, представленной на рис. 1.

Выполнить следующие установки на анализаторе:

• - [ MODE: SPECTRUM ANALYZER ]

-[AMPT:0dBm ]

-[SPAN : 10kHz]

• - [ BW : MANUAL RBW : 1 kHz ]

• - [ TRACE : DETECTOR : RMS ]

• - [ FREQ : CENTER : в соответствии с таблицей 3]

• - [ MKR-> : Set to Peak ]

На генераторе установить частоту из таблицы 3, уровень 6 дБ относительно 1 мВт.

Для каждой установленной частоты:

• 1) считать показания ваттметра Lp_ower и записать в таблицу 3.

• 2) считать показание маркера Д_м анализатора и записать в таблицу 3.

Вычислить неравномерность амплитудно-частотной характеристики анализатора по формуле:

ДаЧХ⁼Лм - Lpower - Д 100МГц

где Дыомгц - действительное значение погрешности измерения уровня на частоте 100 МГц из п. 7.6

Результаты по данной операции считаются удовлетворительными, если действительные значения неравномерности АЧХ не превышают пределов допускаемой неравномерности, указанных в последнем столбце таблицы 3.

• 7.8 Определение абсолютной погрешности измерения уровня из-за переключения ослабления входного аттенюатора

Определение абсолютной погрешности измерения уровня из-за переключения ослабления входного аттенюатора проводят по схеме, представленной на рис. 1.

На генераторе установить частоту 100 МГц, уровень -14 дБ относительно 1 мВт. По измерителю мощности настроить уровень сигнала Lp_0Wermeter на входе анализатора в пределах (-20±0,05) дБ относительно 1 мВт.

На анализаторе установить:

• - [ MODE: SPECTRUM ANALYZER ] -[FREQ: 100 MHz]

-[SPAN : 10kHz]

• - [ BW : MANUAL RBW : 1 kHz ]

• - [ BW : MANUAL VIDEO BW : 100 Hz ]

• - [ TRACE : DETECTOR : RMS ]

• - [ AMPT: RF Att Amp / Imp: RF attenuation Man: 10dB ]

• - [ AMPT: Ref Level: 0 dBm ]

• - [ MKR-> : SET TO PEAK ]

Считать показания маркера Lio, рассчитать опорное значение по формуле:

Затем настроить уровень сигнала Lp_0Wermeter на входе анализатора в пределах (-30±0,05) дБ относительно 1 мВт, при этом установив на анализаторе:

• - [ AMPT: RF Att Amp / Imp: RF attenuation Man: OdB ]

• - [ AMPT: Ref Level: -10 dBm ]

• - [ MKR-> : SET TO PEAK ]

Считать показания маркера Lo- Рассчитать погрешность из-за переключения аттенюатора по формуле:

lowermeter Ref] о

Повторить измерения для следующих комбинаций RF Att/Ref Level/уровень на входе анализатора:

5 дБ/-5 дБ относительно 1 мВт/-25 дБ относительно 1 мВт;

20 дБ/10 дБ относительно 1 мВт/-10 дБ относительно 1 мВт;

30 дБ/20 дБ относительно 1 мВт/0 дБ относительно 1 мВт;

40 дБ/30 дБ относительно 1 мВт/10 дБ относительно 1 мВт.

Результаты поверки по данной операции считаются удовлетворительными, если действительные значения погрешности измерения уровня из-за переключения ослабления входного аттенюатора (относительно ослабления 10 дБ) находятся в пределах ± 0,3 дБ.

• 7.9 Определение абсолютной погрешности измерении уровня из-за нелинейности шкалы.

Определение абсолютной погрешности измерения уровня из-за нелинейности шкалы проводят по схеме, представленной на рис. 1.

На генераторе установить частоту 100 МГц, уровень 6 дБ относительно 1 мВт, по измерителю мощности настроить уровень Lpowermeter на входе анализатора в пределах (0±0,05) дБ относительно 1 мВт.

На анализаторе установить:

[ MODE: SPECTRUM ANALYZER ]

[AMPT:0dBm]

[ AMPT: RF Att Amp / Imp: RF attenuation Man: 10dB ]

[FREQ: 100 MHz]

[SPAN : 10 kHz]

[ Manual RBW : 1 kHz ]

[ SWEEP: Manual SWP Time :1s]

[ TRACE : DETECTOR : RMS ]

[MKR-> : SET TO PEAK ]

Считать показания маркера Lq, рассчитать опорное значение по формуле:

Затем настроить уровень сигнала Lpowermeter на входе анализатора в пределах (-10±0,05) дБ относительно 1 мВт, считать показания маркера Ь_ю, рассчитать погрешность из-за нелинейности шкалы по формуле:

Повторить измерения для уровней на входе анализатора:-20 дБ; -30 дБ; -40 дБ; -50 дБ относительно 1 мВт.

Результаты поверки по данной операции считаются удовлетворительными, если действительные значения погрешности измерения уровня из-за нелинейности шкалы находятся в пределах ± 0,2 дБ.'

• 7.10 Определение абсолютной погрешности измерения уровня при переключении полосы пропускания относительно полосы пропускания 10 кГц.

Определение абсолютной погрешности измерения уровня при переключении полосы пропускания относительно полосы пропускания 10 кГц проводят по схеме, представленной на рис. 1.

На генераторе установить частоту 100 МГц, уровень -10 дБ относительно 1 мВт.

На анализаторе установить:

• - [ MODE: SPECTRUM ANALYZER ]

-[FREQ: 100 MHz]

• - [ SPAN : 50 kHz ]

• - [ BW : MANUAL RBW : 10 kHz ]

• - [ BW : MANUAL VIDEO BW : 100 Hz ]

• - [ TRACE : DETECTOR : RMS ]

• - [ AMPT: RF Att Amp / Imp: RF attenuation Man: OdB ]

• - [ AMPT: Ref Level: -10 dBm ]

• - [ MKR-> : SET TO PEAK ]

Зафиксировать показания маркера ЬюкГц-

Устанавливая все возможные значения полос пропускания, и фиксируя показания маркера по уровню Lrbw для каждой полосы пропускания, рассчитать абсолютную погрешность измерения уровня при переключении полосы пропускания относительно полосы пропускания 10 кГц по формуле:

ALio_Kru= ЬюкГц - LRBw-

Результаты по данной операции считаются удовлетворительными, если все действительные значения погрешности измерения уровня при переключении полосы пропускания относительно полосы пропускания 10 кГц находятся в пределах ± 0,1 дБ.

• 7.11 Определение среднего уровня собственных шумов

Определение среднего уровня собственных шумов анализатора осуществляется измерением их уровня на дисплее в отсутствии входной мощности. Для этого к входу Portl анализатора подключить согласованную нагрузку 50 Ом и выполнить установки на анализаторе:

[ MODE: SPECTRUM ANALYZER ]

[ SPAN : Zero Span ]

[ BW: Manual RBW : 1 kHz ]

[BW: Manual VBW : 10 Hz]

[ SWEEP : Manual SWP Time : 1s]

[ TRACE : Trace Mode: Average 10]

[ AMPT : -30 dBm ]

[ FREQ : {f_M3M} в соотвествии с таблицей 4]

[MARKER: Marker Function: Marker Mode Noise ]

[MKR-> : SET TO PEAK ]

Считать показания маркера и занести их в таблицу 4, затем повторить измерения, включив предусилитель для чего на анализаторе установить:

-[АМРТ:-40 dBm]

- [ AMPT: RF Att Amp I Imp: RF attenuation Man: PREAMP : ON]

Таблица 4

Результаты поверки по данной операции считаются удовлетворительными, если действительные значения уровня шума не превышают допустимых значений, приведенных в таблице 4.

• 7.12 Определение уровня фазовых шумов

Для определения уровня фазовых шумов выполнить соединение приборов по схеме, представленной на рис. 1.

На генераторе установить частоту 500 МГц, уровень 0 дБ относительно 1 мВт.

На анализаторе установить:

[ MODE: SPECTRUM ANALYZER ]

[ FREQ : 500 MHz ]

[ AMPT : 0 dBm ]

[ AMPT: RF Att Amp I Imp: RF attenuation Man: 10dB ]

[SPAN : 100 kHz]

[TRACE : Trace Mode: Average 10]

[MKR-> : SET TO PEAK ]

[MARKER: New Marker: 30 kHz ]

[MARKER: Marker Function: Marker Mode Noise ]

Считать значение фазового шума по показаниям маркера D2, повторить измерения для отстроек/полос обзора: 100 кГц/300 кГц и 1 МГц/3 МГц.

Результаты поверки по данной операции считаются удовлетворительными, если действительные значения уровня фазовых шумов в полосе 1 Гц относительно уровня несущей не превышают:

минус 95 дБ для отстройки 30 кГц,

минус 100 дБ для отстройки 100 кГц, минус 120 дБ для отстройки 1 МГц.

• 7.13 Определение уровня гармонических искажений второго порядка

страница 11 из 15

Для определения уровня гармонических искажений второго порядка соединить выход генератора с входом анализатора спектра через фильтр нижних частот. Схема измерения представлена на рис. 2.

Рисунок 2

Установить на генераторе частоту из таблицы 5 и уровень сигнала минус 23 дБ относительно 1 мВт

Подключить фильтр соответствующего диапазона

На анализаторе установить:

• - [ MODE: SPECTRUM ANALYZER ]

• - [ FREQ : из таблицы 5 ]

• - [ AMPT : -20 dBm ]

• - [ AMPT: RF Att Amp I Imp: RF attenuation Man:0dB ]

• - [ SPAN : 50 kHz ]

• - [ BW: Manual RBW : 1 kHz ]

• - [ BW: Manual VBW: 100 Hz]

• - [MKR-> : SET TO PEAK ]

Включить на анализаторе режим дельта маркера, и установить на анализаторе частоту второй гармоники в соответствии с таблицей 5.

Записать показания дельта маркера Р в таблицу 5.

Таблица 5.

Результаты по данной операции считается удовлетворительным, если полученные значения уровня гармонических искажений второго порядка не превышают предельных допускаемых значений, указанных в последнем столбце таблицы 5.

7.14. Определение интермодуляционных искажений третьего порядка

Определение интермодуляционных искажений третьего порядка проводится по схеме рис.З путем измерения относительного уровня помех на частотах: (2xfj - f₂) и (2xf₂ -fi) при подаче на анализатор двух сигналов примерно одинаковой мощности с частотами f и Г₂.

Где: Д - делитель из комплекта С9-9

Рисунок 3.

На анализаторе установить:

• - [ MODE: SPECTRUM ANALYZER ]

• - [ FREQ : из таблицы 6 ]

• - [ AMPT : -20 dBm ]

• - [ AMPT: RF Att Amp I Imp: RF attenuation Man:0dB ]

• - [ SPAN : 500 kHz ]

• - [ BW: Manual RBW : 3 kHz ]

• - [MKR-> : SET TO PEAK ]

Установить на генераторах уровень сигнала минус 20 дБ относительно 1 мВт и частоты fi = f_H3M - 50 кГц- на одном и f₂ = f„_3M + 50 кГц - на другом.

Включить мощность одного из генераторов. Органами регулировки второго генератора установить уровень на входе анализатора минус 20 дБ относительно 1 мВт. Выключить этот генератор, включить другой и его уровень установить аналогичным образом.

Включить мощность обоих генераторов.

Включить на анализаторе режим дельта маркера, - и установить дельта маркер на 100 кГц левее меньшей частоты и на 100 кГц правее большей частоты. Занести меньшее по модулю значение маркера в таблицу 6. Это значение соответствует уровню интермодуляционных искажений 3-го порядка.

Повторить измерения на частотах указанных в таблице б в диапазоне частот поверяемого анализатора спектра.

Результаты по данной операции считается удовлетворительным, если действительные значения интермодуляционных искажений не превышают допустимые значения, приведенные в последнем столбце таблицы 6.

Таблица 6

• 7.15 Определение погрешности измерения комплексных коэффициентов передачи и отражения

Погрешность измерения комплексных коэффициентов отражения и передачи определяют с помощью аттенюаторов из комплекта 05СК200-150.

Анализатор переводят в режим векторного анализа цепей и проводят двухпортовую калибровку высокой точности с помощью калибровочного набора ZV-Z121. При калибровке к одному из портов подключают дополнительный измерительный кабель Ы(вилка) - N (вилка).

Подключают между портом прибора и кабелем, подключенным к другому порту, рассогласованную воздушную линию 25 Ом. С помощью маркера по очереди считывают показания S11 и S22 по модулю и фазе на частотах аттестации линии.

Затем подключают аттенюаторы 20 дБ, 40 дБ и измеряют их S21, S12 на частотах аттестации по модулю, после чего добавляют к аттенюаторам поочередно воздушную линию 50 Ом и измеряют вносимый ей фазовый набег.

Абсолютную погрешность вычисляют по формуле:

АХ = (Хизм - Хмеры),

где: Хизм - показания анализатора,

Хмеры - действительные значения модуля и фазы обратных потерь и потерь на передачу меры

Результаты поверки по данному пункту считают положительными, если погрешность измерения обратных потерь по модулю/фазе не превышает ±0,5 дБ/±3° для диапазона (0...15) дБ, ±1,2 дБ/±б° для диапазона (15...25) дБ, ±2,5 дБ/±20° для диапазона (25...30) дБ, а погрешность измерения потерь на передачу по модулю/фазе не превышает ±0,1 дБ/±3° для диапазона (0.. .20) дБ, ±0,2 дБ/±3° для диапазона (0.. .50) дБ.

• 7.16 Определение КСВН портов

КСВН портов анализатора измеряют при помощи анализатора электрических цепей векторного ZVA8. Анализатор цепей калибруют по срезу измерительного кабеля, затем кабель подключают к портам ZVH в режиме измерения S11 с ослаблением входного аттенюатора приемника 10 дБ и мощностью генератора (-40 дБ относительно 1 мВт). Измеряют КСВН в диапазоне частот от 300 кГц до верхнего предела диапазона частот анализатора.

Результаты поверки по данной операции считаются удовлетворительными, если действительные значения КСВН портов анализатора не превышают 1,5 до 1 ГГц; 2 от 1 ГГц до 6 ГГц и 3 от б ГГц до 8 ГГц.

• 8 Оформление результатов поверки

  • 8.1 Результаты измерений, полученные в процессе поверки, заносят в протокол произвольной формы.

  • 8.2 При положительных результатах поверки на прибор выдается "Свидетельство о

поверке" установленного образца. Н          ~     & ПР

• 8.3 При отрицательных результатах поверки на прибор выдается "Извещение о непригодности" установленного образца с указанием причин непригодности.

МП РТ 1543-2011 Анализаторы кабельных трактов и антенн R&S ZVH4, R&S ZVH8 страница 15из 15

ME ТО ДИКА ПОВЕРКИ