Методика поверки «ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ SMA100B» (РТ-МП-6580-441-2019)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

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

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель генерального директора

А.Д. Меньшиков

«10» декабря 2019 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ SMA100B

Методика поверки

РТ-МП-65 80-441-2019 г. Москва

2019 г.

Настоящая методика распространяется на генераторы сигналов SMA100B (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 - 3 года.

Перед проведением поверки необходимо ознакомиться с указаниями, изложенными в руководстве по эксплуатации на генераторы.

• 2.1 При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

• 2.2 На основании письменного заявления владельца СИ допускается проводить периодическую поверку генераторов сигналов SMA100B для меньшего числа измеряемых величин с соответствующей записью в свидетельстве о поверке:

- в ограниченном диапазоне частот до верхней граничной частоты любой из частотных опции генератора (3; 6; 12,75; 20; 31,8; 40; 50 ГГц) в части операций 7.4, 7.5, 7.6

• 2.3 В случае выявления несоответствия требования.м в ходе выполнения любой операции, указанной в таблице 1, поверяемый генератор бракуют, поверку прекращают, и на него оформляют извещение о непригодности.

• 3.1 При проведении поверки генераторов применяют средства поверки, указанные в таблице 2.

• 3.2 Вместо указанных в таблице средств поверки допускается применять другие аналогичные меры и измерительные приборы, обеспечивающие измерения соответствующих параметров поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

• 3.3 Применяемые средства поверки должны быть исправны и поверены, эталоны аттестованы.

Таблица 2 - Средства поверки

Продолжение таблицы 2

При проведении поверки генератора необходимо соблюдать «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» и правила охраны труда.

К проведению поверки допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте, освоившие работу с генератором и применяемыми средствами поверки, изучившие настоящую методику.

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

Работать с генератором необходимо при отсутствии резких изменений температуры окружающей среды. Для исключения сбоев в работе, измерения необходимо производить при отсутствии резких перепадов напряжения питания сети, вызываемых включением и выключением мощных потребителей электроэнергии и мощных импульсных помех.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия: -температура окружающего воздуха.......от 15 до 25 °C;

-относительная влажность воздуха.........не более 80 %.

Порядок установки генератора на рабочее место, включения, управления и дополнительная информация приведены в руководстве по эксплуатации: «Генераторы сигналов SMA100B». 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.

• 7.1 Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра установить соответствие генератора следующим требованиям:

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

• - 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.

• 7.2 Идентификация программного обеспечения

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

Номер версии ПО должен соответствовать описанию ПО в технической документации на генератор, ошибки при включении должны отсутствовать.

• 7.3 Опробование

Проверить возможность и прохождение внутреннего теста, для чего нажать "System Config > Setup > System > Internal Adjustments >Adjust All".

Приборы, не прошедшие самотестирование и имеющие дефекты, бракуются и направляются в ремонт

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

• 7.4 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 FSU67 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 10 МГц на задней панели генератора. Выполнить соединение средств измерений в соответствии со схемой, приведённой на рис. 1.

Рисунок 1

Измерить частоту' опорного генератора у SMA100B.

Относительную погрешность частоты вычислить по формуле 1:

5f = (Fh3M " Ином)/ FhOM,          (1)

где Fhom - установленное значение частоты. Гц (10 МГц);

Fin\i - измеренное значение частоты, Гц.

Относительную погрешность установки частоты при работе от внутреннего опорного генератора на максимальной частоте выходного СВЧ сигнала (3 ГГц; 6 ГГц; 12,75 ГГц; 20 ГГц; 31.8 ГГц; 40 ГГц; 50 ГГц; 67 ГГц для опций В103; В106; В112; В120; В131; В140; B140N; В150; B150N; В167; B167N соответственно) определить при помощи анализатора спектра FSU67, работающего в режиме внешней опорной частоты, от стандарта частоты. Выполнить соединение средств измерений в соответствии со схемой, приведённой на рис. 2.

Рисунок 2

Измерить частоту анализатором спектра FSU67.

Относительную погрешность частоты вычислить по формуле 1 приняв за F_HOm максимальную частоту поверяемого генератора.

Результаты поверки по данной операции считаются удовлетворительными, если относительная погрешность установки частоты при работе от внутреннего опорного генератора, не превышает пределов, указанных в таблице 3.

Таблица 3

• 7.5 Определение диапазона установки уровня выходного сигнала и погрешности установки уровня выходного сигнала

Определение погрешности установки уровня, а также диапазона установки уровня выходного сигнала проводят методом прямых измерений с помощью ваттметров поглощаемой мощности СВЧ NRP18S-10 и NRP67T для уровня выходной мощности от О дБ (1 мВт), и при помощи анализатора спектра FSU67 для уровней мощности от-127 до О дБ (1 мВт).

Подключить ваттметр к выходу генератора, установить на нем частоту измерений для корректировки частотной зависимости. На генераторе установить немодулированный сигнал, уровень выходной мощности 0 дБ (1 мВт). Измерения выходного уровня генератора провести на частотах 0,1; 1; 3; 8; 10; 20; 52; 52,01; 125; 200 МГц; далее в зависимости от установленной частотной опции в диапазонах: от 3 или 6 ГГц с шагом 200 МГц; от 6 ГГц до 12,75 ГГц с шагом 250 МГц; от 13 ГГц до максимальной частоты с шагом 500 МГц.

Для частот менее 10 МГц и более 18 ГГц вместо ваттметра NRP18S-10 использовать преобразователь NRP67T совместно с аттенюатором 10 дБ, S-параметры которого измерены на ZVA67 и загружены в NRP67T для корректировки показаний.

Погрешность установки уровня мощности 0 дБ (1 мВт) вычислить по формуле 2:

АРодБм = Р уст “ Р изм [дБ]             (2)

где:     Руст - установленное на генераторе значение уровня мощности дБ

относительно 1 мВт;

Ризм - показания измерителя мощности дБ относительно 1 мВт.

Кроме этого, аналогичным образом определить погрешность установки максимально специфицированного уровня выходного сигнала генератора в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4

Продолжение таблицы 3

Окончание таблицы 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. На генераторе установить немодулированный сигнал частотой 3 ГГц и уровнем 0 дБ (1 мВт). На анализаторе установить частоту измерения и выбрать режим относительных измерений (установить «0»).

Уменьшая выходной уровень генератора Р_уСт с шагом 5 дБ, провести измерения до уровня минус 125 дБ (1 мВт) и дополнительно минус 127 дБ (1 мВт), рассчитать погрешность установки уровня по формуле 3:

ДР = Руст ^- А + ДРодБм          (3)

где: А - текущие показания анализатора.

ДРодБм - погрешность установки уровня мощности 0 дБ (1 мВт)

Повторить измерения на максимальной частоте генератора (6 ГГц для опции В106; 12,75 ГГц для опции В112; 20 ГГц для опции В120; 31,8 ГГц для опции В131; 40 ГГц для опции В140, B140N; 50 ГГц для опции В150, B150N; 67 ГГц для опции В167, B167N), в диапазоне от 0 дБ (1 мВт) до минимального специфицированного значения уровня выходного сигнала на максимальной частоте.

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если погрешность установки уровня соответствует указанной в таблице 5.

Таблица 5

• 7.6 Определение параметров спектра сигнала в режиме непрерывных колебаний

Определение параметров спектра сигнала в режиме непрерывных колебаний проводят методом прямых измерений. Для определения гармонических, субгармонических и негармонических составляющих использовать анализатор спектра FSU67, для определения фазового шума использовать анализатор фазового шума FSWP50.

• 7.6.1 Выполнить соединение СИ в соответствии со схемой, приведённой на рис. 3. На генераторе установить немодулированный сигнал частотой f_Hec = 10 МГц и уровнем 10 дБ (1 мВт). На анализаторе спектра опорный уровень 10 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 1,001 ГГц; 2,999 ГГц; 5,999 ГГц; 12,74 ГГц; 19,999 ГГц; в зависимости от установленной частотной опции генератора (на частоте 31,79 ГГц измерить только уровень 2-ой гармоники).

Устанавливая на генераторе частоты f_Hec провести измерения уровня сигнала на FSU67 для частот равных: 0,25- f_Hec; 0,5- f_Hec; 0,75- f_Hec.

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если уровень гармонических и субгармонических составляющих синусоидального сигнала не превышает минус 30 дБ относительно несущей на частоте 10 МГц. минус 55 дБ относительно несущей свыше 10 МГц.

• 7.6.2 На генераторе установить немодулированный сигнал частотой f = 11 МГц с уровнем 0 дБ (1 мВт). На анализаторе спектра установить опорный уровень 0 дБ (1 мВт), полосу обзора от f_stort = 0.1 МГц до f_stOp = 750 МГц, полосу пропускания такую, чтобы собственные шумы анализатора Pnoise были менее минус 106 дБ (1 мВт). Измерить маркером уровень несущего колебания Pf, затем провести измерения максимального уровня дискретных составляющих в полосе обзора Psearch, исключая гармонические составляющие генератора, а также частоты ГГЧ и зеркальные каналы анализатора спектра (37 МГц, 1317 МГц и f-2-37 МГц. f-21317 МГц соответственно).

Рассчитать уровень негармонических составляющих по формуле 4:

D — Pf - Рsearch-               (4)

Затем повторить измерения для частот f из таблицы, соответствующим образом устанавливая f_stan и f_stOp на анализаторе с учетом частотных опций поверяемого генератора, а также полосу пропускания для получения необходимого Pnoise.

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если уровень негармонических составляющих синусоидального сигнала по отношению к уровню сигнала несущей частоты не превышает значений, указанных в таблице 6.

Таблица 6

• 7.6.3 Выполнить соединение СИ в соответствии со схемой, приведённой на рис. 4. Для генераторов без специальных опций по фазовому шуму - на генераторе установить немодулированный сигнал частотой 10 МГц и уровнем 10 дБ (1 мВт). На анализаторе фазовых шумов FSWP50 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.

Повторить измерения для частот 100 МГц, 1 ГГц. 2 ГГц, 3 ГГц; для опции В106 дополнительно: 4 ГГц, 6 ГГц, для опции В112 дополнительно: 10 ГГц, для опции В120 дополнительно: 20 ГГц; 31.8 ГГц для опции В131; 40 ГГц для опции В140, B140N; 50 ГГц для опции В150, B150N, В167, B167N).

Для генераторов с опциями В709, В710. B710N, В711, B711N провести измерения для тех же частот на отстройках, указанных в таблицах 8; 9; 10, устанавливая на анализаторе фазового шума диапазон отстроек от 1 Гц до 10 МГц и количество кросскорреляций 100.

Рисунок 4

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если уровень фазовых шумов не превышает значений, указанных в таблицах 7, 8. 9.

Таблица 7

Таблица 8 - Спектральная плотность мощности фазовых шумов для опции В709 при уровне сигнала 10 дБ (1 мВт) в зависимости от частоты несущей и отстройки. дБ относительно несущей в полосе 1 Гц, не более

Таблица 9 - Спектральная плотность мощности фазовых шумов для опции B710/B710N при уровне сигнала 10 дБ (1 мВт) в зависимости от частоты несущей и отстройки, дБ относительно несущей в полосе 1 Гц, не более

Таблица 10 - Спектральная плотность мощности фазовых шумов для опции B711/B711N при уровне сигнала 10 дБ (1 мВт) в зависимости от частоты несущей и отстройки, дБ относительно несущей в полосе 1 Гц, не более

• 7.7 Определение параметров режимов амплитудной, частотной, импульсной модуляции (AM. ЧМ. ИМ)

Определение параметров генератора в режимах внутренней AM, ЧМ (при наличии опций К720 и К24), ИМ (при наличии опций К22 и К23) проводят методом прямых измерений с помощью анализатора спектра R&S FSW8 с опцией измерительного демодулятора сигналов с аналоговой модуляцией (К7). Выполнить соединение СИ в соответствии со схемой, приведённой на рис. 5.

• 7.7.1 Для определения параметров в режиме AM на генераторе установить режим внутренней AM с Кам = 80 % и частотой модулирующего синусоидального колебания 1 кГц, несущую 1 ГГц и уровень 0 дБ (1 мВт). На анализаторе - режим демодуляции AM на частоте 1 ГГц с отображением Кам, частоты модулирующего колебания и значения КИИ огибающей.

Провести измерения Кам и КНИ, повторить измерения для Кам = 1 %, 10 %, 30 %, 50 % на частоте 8 ГГц для генераторов с опциями Bl 12/В120 В131/В140/ B140N/B150/ B150N/B167/B167N.

Рисунок 5

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если погрешность установки Кам не превышает ±(0,03 М + 1) %, КНИ не более 2,0 % при Кам = 80 %.

• 7.7.2 Для определения параметров в режиме ЧМ на генераторе установить режим внутренней ЧМ с девиацией 1 МГц и частотой модулирующего синусоидального колебания 10 кГц, несущую 1 ГГц и уровень 0 дБ (1 мВт). На анализаторе - режим демодуляции ЧМ на частоте 1 ГГц с отображением девиации частоты, частоты модулирующего колебания и значения КНИ огибающей.

Провести измерения девиации и КНИ. повторить измерения для девиаций 1 кГц, 100 кГц, 10 МГц. Повторить измерения на частоте 8 ГГц для генераторов с опциями В112/В120/В131 /В 140/В140N/B150/В150N/ В167/В167N.

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если погрешность установки девиации не превышает ±(0,015-Бд + 20) Гц, КНИ не более 0,1 % при девиации 1 МГц.

• 7.7.3 Для определения времени нарастания радиоимпульса в режиме ИМ на генераторе установить: режим внутренней ИМ с периодом следования 100 нс и длительностью импульса 20 нс, частота несущей 1 ГГц и уровень 0 дБ (1 мВт). На анализаторе - режим нулевой полосы обзора на частоте 1 ГГц с полосой анализа 160 МГц и временем развертки 1 мкс. С помощью синхронизации добиться устойчивой картинки.

Провести с помощью маркера измерения времени нарастания радиоимпульса.

Для определения подавления радиоимпульса в паузе в режиме ИМ на генераторе установить: режим внешней ИМ, частота несущей 1 ГГц и уровень 0 дБ (1 мВт), полярность запускающего импульса - инверсная. На анализаторе - центральную частоту 1 ГГц, полосу обзора 10 МГц с полосой разрешения 1 кГц.

Маркером измерить уровень сигнала. Переключить полярность, снова провести измерения уровня сигнала. Вычислить подавление в паузе как разность между уровнями.

Повторить измерения на частоте 8 ГГц для генераторов с опциями Bl 12/В 120/ В131 /В 140/В 140N/B150/В 150N/ В167/В 167N.

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если коэффициент подавления не менее 80 дБ, а время нарастания - не более 10 нс.

• 7.8 Определение КСВН выхода генератора

Определение КСВН выхода генератора проводят методом прямых измерений с помощью анализатора цепей векторного ZVA67. На генераторе установить частоту 1 ГГц, уровень минус 80 дБ (1 мВт). На анализаторе цепей установить режим измерения КСВН в полосе частот от 0,1 МГц до 67 ГГц (в зависимости от диапазона частот генератора).

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если значение КСВН не превышает 2,2.

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

• 8.2 При положительных результатах поверки выдается свидетельство о поверке согласно действующим правовым нормативным документам.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 8.3 При отрицательных результатах поверки, выявленных при внешнем осмотре, опробовании или выполнении операций поверки, выдается извещение о непригодности с указанием причин.

Начальник лаборатории № 441

ФБУ «Ростест-Москва»

Начальник сектора № 1 лаборатории № 441

ФБУ «Ростест-Москва»

Генераторы сигналов SMA100B

Методика поверки РТ-МП-6580-441-2019

лист 15

листов 15