Методика поверки «Анализаторы спектра серии 4041» (651-19-031 МП)

Первый заместитель генерального директора - заместитель по научной

Настоящая методика распространяется на анализаторы спектра серии 4041 (далее — анализаторы, 4041), изготавливаемые фирмой «China Electronics Technology Instruments Co., Ltd», КНР, и устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок.

Интервал между поверками - 1 год.

• 1.1 При поверке анализаторов выполнять операции, представленные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

• 1.2 Допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов или меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений, которые используются при эксплуатации по соответствующим пунктам настоящей методики поверки. Соответствующая запись должна быть сделана в эксплуатационных документах и свидетельстве о поверке на основании решения эксплуатирующей организации.

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

Таблица 2 - Основные средства поверки

• 2.1   Вместо указанных в таблице 2 допускается применять другие аналогичные средства поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик поверяемого анализатора с требуемой точностью.

• 2.2   Применяемые при поверке средства измерений и рабочие эталоны должны быть поверены и иметь свидетельства о поверке с неистекшим сроком действия на время проведения поверки или оттиск поверительного клейма на приборе или в документации или аттестованы в установленном порядке.

• 3.1   При проведении операций поверки должны быть соблюдены меры безопасности, указанные в соответствующих разделах эксплуатационной документации на средства измерений, используемых при поверке.

• 3.2    К проведению поверки анализаторов допускается инженерно-технический персонал со средним или высшим радиотехническим образованием, имеющим опыт работы с радиотехническими установками, ознакомленный с руководством по эксплуатации (РЭ) и документацией по поверке и имеющий право на поверку (аттестованными в качестве поверителей).

• 4.1   При проведении поверки должны быть соблюдены все требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019-80 «ССБТ. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности».

• 5.1   При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• — температура окружающего воздуха, °C                     от +20 до +30;

• — относительная влажность воздуха, %                         от 30 до 80;

• — атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.)                       от 84 до 106.

• 5.2   При отрицательных результатах поверки по любому из пунктов таблицы 1 анализатор бракуется и направляется в ремонт.

• 6.1   Поверитель должен изучить руководство по эксплуатации поверяемого 4041 и используемых средств поверки.

• 6.2   Перед проведением операций поверки необходимо:

• - проверить комплектность поверяемого анализатора;

• - проверить комплектность рекомендованных (или аналогичных им) средств поверки, заземлить (если это необходимо) рабочие эталоны и средства измерений, включить питание заблаговременно перед очередной операцией поверки (в соответствии со временем установления рабочего режима, указанным в РЭ).

• 7.1   Внешний осмотр

  • 7.1.1  При внешнем осмотре проверить:

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

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

• - комплектность согласно требованиям эксплуатационной документации;

• - наличие маркировки согласно требованиям эксплуатационной документации.

• 7.1.2 Результаты внешнего осмотра считать положительными, если выполняются требования, перечисленные в п. 7.1.1.

• 7.2   Опробование

  • 7.2.1  Подключить 4041 к сети питания и включить его согласно РЭ.

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

  • 7.2.3  Результаты опробования считать положительными, если при включении отсутствуют сообщения о неисправности и 4041 позволяет менять настройки параметров и режимы работы.

• 7.3   Идентификация ПО

  • 7.3.1  Войти в меню «System», «More 1/2», выбрать «System Info». На экране анализатора должны отобразиться идентификационные данные анализатора и версия установленного ПО.

  • 7.3.2  Результаты поверки считать положительными, если процедура самопроверки проходит успешно, идентификационные данные ПО соответствуют идентификационным данным, приведённым в таблице 3.

Таблица 3

• 7.4 Определение относительной погрешности по частоте опорного кварцевого генератора. Определение диапазона частот и абсолютной погрешности измерений частоты

  • 7.4.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 1.

    7.4.1	Измерить частоту сигнала f   при помощи частотомера, зафиксировать J изм
    7.4.2	Относительную погрешность по частоте    вычислить по формуле (1): f - f _ J ИЗМ J НОМ J     f J ном

где/_НОЛ1 - номинальное значение частоты опорного генератора, Гц; f_U3M - измеренное частотомером значение частоты, Гц.

7.4.3 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 2.

• 7.4.4  Соединить выход низкой частоты (LF) генератора сигналов с входом анализатора. Установить следующие параметры выхода низкой частоты: частота 9 кГц, значение амплитуды минус 10 дБм. Включить выход.

• 7.4.5  Установить следующие параметры 4041:

• — центральная частота 9 кГц; опорный уровень 0 дБм;

• — полоса обзора 1 кГц;

—полоса пропускания 10 Гц. Остальные параметры по умолчанию.

• 7.4.6  Измерить значение частоты с помощью маркера путём нажатия клавиши «Peak».

• 7.4.7  Изменить соединение приборов для измерения частоты на высокочастотном выходе генератора (RF).

• 7.4.8  Установить следующие параметры генератора:

• —   частота выходного сигнала, равная верхнему пределу диапазона рабочих частот поверяемой модификации 4041 в соответствии с таблицей 4;

• —   уровень мощности выходного сигнала минус 10 дБм.

Таблица 4

• 7.4.9  Установить следующие параметры анализатора:

• — центральная частота анализатора - номинальный верхний предел частоты анализатора (зависит от модели анализатора);опорный уровень 0 дБм;

• — полоса обзора 1 кГц,

• — полоса пропускания 10 Гц. Остальные параметры по умолчанию.

• 7.4.10 Измерить значение частоты с помощью маркера путём нажатия клавиши «Peak».

• 7.4.11 Установить следующие параметры генератора сигналов:

• —   частота выходного сигнала 1 ГГц;

• —   уровень мощности выходного сигнала минус 10 дБм.

• 7.4.12 Нажать клавишу Preset 4041 и установить на нем следующие параметры:

• — центральная частота 3 ГГц;

• — значение полосы обзора 500 кГц; опорный уровень 0 дБм;

• — отношение полосы обзора к полосе пропускания(8рап/1<В\У): 100.

• 7.4.13 Повторить измерения для всех значений центральной частоты и полос обзора

(зависит от модификации анализатора) из таблицы 5. Таблица 5

7.4.14 Результаты поверки считать положительными, если:

• — значения относительной погрешности частоты опорного генератора находятся в пределах ±8 10’⁷ (рассчитано по формуле ±(Т-5 • 10‘⁷+3 • 10'⁷), где Т - количество лет с даты выпуска);

• — диапазон рабочих частот анализатора соответствует таблице 4;

• — значения абсолютной погрешности измерений частоты находятся в пределах, указанных в графах 2-5 таблицы 5 (вычислены по формуле: ±[F-6₀r + 0,02F_no + 0,1 F_nn], где 8_0Г - относительная погрешность частоты опорного кварцевого генератора; F - измеряемая частота; F_n0 - полоса обзора; F_nn - полоса пропускания.

• 7.5 Определение среднего уровня собственных шумов

  • 7.5.1  Средний уровень собственных шумов измерять при отсутствии сигнала на входе анализатора.

  • 7.5.2  Установить на входной RF-разъем анализатора согласованную нагрузку

50 Ом. Установить на анализаторе следующие значения параметров:

• —    начальная 4acTOTa(Start Frequency) 2 МГц,

• —    конечная 4acTOTa(Stop Frequency) 10 МГц;

• —    опорный уровень минус 50 дБм;

• —    входной аттенюатор 0 дБ;

• —    полоса пропускания 100 кГц;

• —    отношение полосы пропускания к полосе видеофильтра( RBW/VBW) 3;

• —    предусилитель выключен;

• —    тип детектора Mean.

• 7.5.3  Выбрать «Cursor» — «Noise cursor on/off» —«Peak» — «Maximum» для измерения значения уровня шума. Запустить усреднение по 5 H3MepeHHHM(«Averaging on/off» — 5).

• 7.5.4  Повторить измерения для значений диапазонов частот, указанных в таблице 6. Повторить измерения с включенным предусилителем для всех значений диапазонов частот.

Таблица 6

• 7.5.5 Результаты поверки считать положительными, если средний уровень собственных шумов, не превышает значений, указанных в графе 2 таблицы 6.

• 7.6 Определение номинальных значений и относительной погрешности установки полос пропускания

  • 7.6.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 3.

    
    

    Рисунок 3

    • 7.6.2  Установить на генераторе сигналов следующие значения: частота выходного сигнала 100 МГц, уровень мощности выходного сигнала минус 2 дБм.

    • 7.6.3  Установить начальные параметры анализатора клавишей Preset.

    • 7.6.4  Установить следующие параметры анализатора:

    • — центральная частота 100 МГц;

    • — полоса обзора 30 МГц;

    • — опорный уровень 0 дБ;

    • — полоса пропускания 10 МГц;

    • — отношение Span/RBW 3;согласно таблице 7; остальные параметры по умолчанию.

• 7.6.5 Нажать «Peak» (Поиск пика) и «to Center» (Маркер в центр) для перемещения пика сигнала в центр экрана.

• 7.6.6  Выбрать в меню «Measure» (Измерения) пункт «Occupied bandwidth» (измерение занимаемой полосы частот), метод X dB(no отношению к несущей), значение X, равное минус 3,01 дБ.

• 7.6.7  Вычислить относительную погрешность номинальных значений полос пропускания {д/.з_дБ) в процентах по формуле (2):

  /■ -fl

  J -ЗдБ J П

  •100%,

  (2)

где f_n — номинальное значение полосы пропускания. Гц, З/.з об — измеренное значе

ние занимаемой полосы.

• 7.6.8 Повторить измерения для всех значений полосы пропускания, приведенных в

  таблице 7.

Таблица 7

• 7.6.9 Результаты поверки считать положительными, если значения полос пропускания соответствуют приведенным в графе 2 таблицы 7, а значения относительной погрешности установки полос пропускания находятся в пределах, указанных в графе 3 таблицы 7.

• 7.7 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки опорного уровня

  • 7.7.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 4.

Стандарт частоты FS725

Л        BNC кабель Ю MHz output

llOMHz IN

Анализатор 4

Переход

z>

2.4 мм кабель

Рисунок 4

• 7.7.2  Установить на анализаторе максимальный и минимальный возможный опорный уровень. Убедиться в возможности изменения значения от минус 120 до плюс 30 дБм

• 7.7.3  Установить следующие значения параметров генератора сигналов: значение частоты выходного сигнала 50 МГц, значение уровня мощности выходного сигнала минус 3 дБм по показаниям ваттметра с преобразователем измерительным Е4412А.

• 7.7.4  Установить следующие параметры анализатора:

• — центральная частота 50 МГц;

• — опорный уровень 0 дБм;

• — полоса пропускания 10 МГц;

—остальные параметры по умолчанию.

• 7.7.5  Выбрать режим анализатора «Peak» (Поиск пика), и «Marker»— «Delta» (Дельта маркер), зафиксировать опорное значение.

• 7.7.6  Уменьшить выходную мощность генератора, контролируя значение с помощью ваттметра, на 10 дБ. Установить на анализаторе значение опорного уровня минус 10 дБм. Нажать клавишу «Peak», вычислить погрешность установки опорного уровня как разность между показанием дельта маркера по амплитуде и текущим значением опорного уровня.

• 7.7.7  Повторить операции пункта 7.7.6, устанавливая значения опорных уровней минус 20, минус 30, минус 40, минус 50 и минус 60 дБм.

• 7.7.8  Результаты поверки считать положительными, если диапазон установки опорного уровня анализатора составляет от минус 120 до плюс 30 дБм, значения абсолютной погрешности установки опорного уровня находятся в пределах ±1,2 дБ в диапазоне от 0 до минус 60 дБм.

• 7.8   Определение абсолютной погрешности измерения уровня мощности

Определение абсолютной погрешности измерений уровня мощности из-за нелинейности шкалы дисплея

• 7.8.1  Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 4.

• 7.8.2  Установить следующие параметры анализатора:

• — центральная частота 50 МГц;

• — опорный уровень 0 дБ;

• — полоса пропускания 10 МГц;

—остальные параметры по умолчанию.

• 7.8.3  Установить следующие значения параметров генератора сигналов: значение частоты выходного сигнала 50 МГц, значение уровня мощности выходного сигнала 0 дБм по показаниям ваттметра с преобразователем измерительным Е4412А.

• 7.8.4  Нажать на анализаторе клавишу «Peak» (Поиск пика), и «Cursor»— «Difference mode» (Дельта маркер), зафиксировать опорное значение.

• 7.8.5  Уменьшить выходную мощность генератора, контролируя значение с помощью ваттметра, на 10 дБ. Нажать клавишу «Peak», вычислить погрешность измерений уровня мощности, вызванную нелинейностью шкалы дисплея как разность между показанием дельта маркера анализатора и текущим значением уровня сигнала генератора.

• 7.8.6  Повторить операции пункта 7.8.5, уменьшая выходную мощность генератора с шагом 10 дБ до уровня минус 60 дБм.

• 7.8.7  Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности измерений мощности из-за нелинейности шкалы дисплея находятся в пределах ±1,0 дБ.

Определение абсолютной погрешности измерения уровня мощности из-за переключения полос пропускания

• 7.8.8  Установить следующие параметры анализатора:

• — центральная частота 3 ГГц;

• — опорный уровень 0 дБ;

• — полоса обзора 10 МГц;

—отношение RBW/VBW 10;

• — отношение Span/RBW 100;

—остальные параметры по умолчанию.

• 7.8.9  Установить следующие значения параметров генератора сигналов: значение частоты выходного сигнала 3 ГГц, значение уровня мощности выходного сигнала 0 дБм.

• 7.8.10 Нажать на анализаторе клавишу «Peak» (Поиск пика), и «Cursor»— «Difference mode» (Дельта маркер), зафиксировать опорное значение.

• 7.8.11 Переключая полосы обзора в соответствии с таблицей 8 (полосы пропускания устанавливаются автоматически в соответствии с отношением Span/RBW, полосу пропускания 10 МГц устанавливать вручную), фиксировать показания дельта маркера путем нажатия клавишу «Peak» как погрешность измерений уровня мощности для установленного значения полосы пропускания.

Таблица 8

7.8.12 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности измерений мощности из-за переключения полос пропускания находятся в пределах ±1,2 дБ.

Определение абсолютной погрешности измерения уровня мощности при переключении входного аттенюатора

• 7.8.13 Установить следующие параметры анализатора:

• —   центральная частота 50 МГц;

• —   полоса обзора 100 кГц;

• —   опорный уровень минус 10 дБм;

• —   ослабление внутреннего аттенюатора 0 дБ;

• —   полоса пропускания 1 кГц;

• —   полоса видеофильтра 100 Гц;

• —   остальные параметры по умолчанию.

• 7.8.14 Установить следующие значения параметров генератора сигналов: значение частоты выходного сигнала 50 МГц, значение уровня мощности выходного сигнала минус 25 дБм по показаниям ваттметра с преобразователем измерительным Е4412А.

• 7.8.15 Нажать на анализаторе клавишу «Peak» (Поиск пика), зафиксировать опорное значение.

• 7.8.16 Вычислить погрешность измерений уровня мощности ДР, как разность между показанием анализатора Р_ас и показанием ваттметра Р_ватгм:

ДР = Рас - Рватгм.                             (3)

• 7.8.17 Повторить операции пунктов 7.8.15 и 7.8.16 при значениях ослабления входного аттенюатора анализатора 10 и 20 дБ.

• 7.8.18 Установить опорный уровень анализатора 20 дБм и изменить уровень выходного сигнала генератора так, чтобы показания измерителя мощности были равны минус 5 дБм.

• 7.8.19 Повторить операции пунктов 7.8.15 и 7.8.16 при значениях ослабления входного аттенюатора анализатора 30, 40 и 50 дБ.

• 7.8.20 Результаты поверки считать положительными, если диапазон ослаблений входного аттенюатора составляет от 0 до 50 дБ, значения абсолютной погрешности измерения мощности при переключении входного аттенюатора находятся в пределах ±1,2 дБ.

Определение абсолютной погрешности измерений уровня мощности в рабочем диапазоне частот

• 7.8.21 Уровень мощности на выходе генератора контролировать с помощью ваттметра.

• 7.8.22 Абсолютную погрешность измерений уровня мощности определять на частотах 10, 500 МГц; 6, 10, 12,5; 13, 15, 20, 25, 32, 40 ГГц в зависимости от верхнего предела диапазона рабочей частоты модификации анализатора. Устанавливать на генераторе последовательно значения частот в зависимости от модификации анализатора и уровень мощности 0 дБм для каждой частотной точки при помощи ваттметра с преобразователем измерительным Е4412А (на частоте 10 МГц) или N8487A (от 500 МГц).

• 7.8.23 Установить на анализаторе следующие параметры: отношение полосы пропускания к полосе видеофильтра (RBW/VBW) 10; тип детектора Normal; предусилитель выключен; количество измерений 5, остальные параметры сохранить по умолчанию или в режиме авто. Выбрать режим анализатора Реак(Поиск пика). Устанавливать центральную частоту в соответствии с пунктом 7.8.22.

• 7.8.24 Вычислить абсолютную погрешность измерений уровня сигнала как разность между значением мощности, измеренной при помощи анализатора Р_ас, и измеренной ваттметром Рватгм ПО формуле (3).

• 7.8.25 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности измерений мощности находятся в пределах ±1,8 дБ в диапазоне частот от 10 МГц до 13 ГГц, ±2,3 дБ - в диапазоне частот свыше 13 до 40 ГГц.

7.9 Определение уровня фазовых шумов

• 7.9.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 3.

• 7.9.2  Установить следующие значения параметров генератора сигналов: частота выходного сигнала 1 ГГц, уровень мощности выходного сигнала 0 дБм.

• 7.9.3  Установить опорный уровень анализатора 0 дБм, центральную частоту анализатора 1 ГГц, полосу обзора 30 кГц, полосу пропускания 300 Гц.

• 7.9.4  Установить уровень выходного сигнала генератора так, чтобы его значение соответствовало опорному уровню анализатора.

• 7.9.5  Выбрать режим анализатора «Peak» (Поиск пика), и «Cursor»— «Difference mode» (Дельта маркер), включить «Noise cursor», запустить усреднение по 10 измерениям).

• 7.9.6  Снять показание маркера при отстройке частоты на плюс 10 кГц и минус 10 кГц как уровень фазового шума при отстройке частоты на плюс 10 кГц и минус 10 кГц соответственно.

• 7.9.7  Провести измерения уровня фазового шума, устанавливая значения параметров анализатора в соответствии с таблицей 9.

Таблица 9

7.9.8 Результаты поверки считать положительными, если уровень фазового шума не превышает значений, приведенных в графе 5 таблицы 9.

• 8 Оформление результатов поверки

• 8.1.   При положительных результатах поверки на анализатор выдают свидетельство установленной формы. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 8.2.   В случае отрицательных результатов поверки применение анализатора запрещается. на него выдается извещение о непригодности к применению с указанием причин забракования.

  

  О.В. Каминский

Начальник НИО-1 ФГУП «ВНИИФТРИ»

12