Методика поверки «Анализаторы спектра и сигналов серий 4051, 4051-S» (651-19-032 МП )

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель

генерального.директора -заместитель по научной работе ФГУН «В1ШПФ1Т

в

2019 г.

2019 г.

Настоящая методика распространяется на анализаторы спектра и сигналов серий 4051, 4051-S (далее по тексту - анализаторы), 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

• 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    Рекомендуемые средства поверки приведены в таблице 2. Вместо указанных в таблице 2 средств поверки допускается применять другие аналогичные средства поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик 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.

Таблица 2 - Основные средства поверки

• 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 анализатора 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    Поверку проводить при следующих условиях:

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

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

• — атмосферное давление, кПа                        от 84 до 106.

Все средства измерений, использующиеся при поверке анализаторов, должны работать в нормальных условиях эксплуатации.

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

• 6.1    Поверитель должен изучить РЭ поверяемого анализатора 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 ослабления элементов, четкость фиксации их положения, чёткость обозначений;

• — исправность органов управления;

• — 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. В противном случае анализатор бракуется.

• 7.2   Опробование

• 7.2.1  Подключить анализатор к сети питания. Включить прибор 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 анализатор позволяет менять настройки параметров и режимы работы.

• 7.3    Идентификация ПО

• 7.3.1 Войти в меню «System/Local», выбрать пункт « Config Info» — Print Config Info». На экране анализатора должны отобразиться идентификационные данные и версия установленного ПО (также эти данные отображаются на экране СИ при включении).

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

1 'аблица 3

• 7.4 Определение диапазона частот

• 7.4.1 Соединить выход частоты 10 МГц стандарта частоты со входом внешней опорной частоты генератора сигналов в соответствии с рисунком 1.

  

  Стандарт частоты

  

  10 MHz {Input

  

  ■ й ■

  НизкочастотньА

  __Г; г й выход

  Генератор i сигналов         д

  

Рисунок 1.

• 7.4.2  Соединить выход низкой частоты (LF) генератора сигналов с входом анализатора. Установить следующие параметры выхода:

—   AM-модуляция включена;

• —   значение коэффициента AM 80%;

• —   модулирующая частота 3 Гц;

• —   значение амплитуды выхода низкой частоты 100 мВ. Включить выход.

• 7.4.3  Установить следующие параметры анализатора:

• —   режим связи входа/выхода по постоянному току (I/O Coupling Mode —DC);

• —    центральная частота 3 Гц; опорный уровень 0 дБм;

• —   полоса обзора 10 Гц.

• 7.4.4  Измерить значение частоты путём нажатия клавиши Peak (если пик сигнала находится на нулевой частоте, требуется выполнить автоматическую регулировку нулевой частоты).

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

• 7.4.6  Установить следующие параметры генератора:

• —    частота выходного сигнала, равная верхнему пределу диапазона рабочих частот испытуемой модели анализатора в соответствии с таблицей 2;

• —   уровень мощности выходного сигнала минус 10 дБм.

• 7.4.7  Установить следующие параметры анализатора:

• —   режим связи входа/выхода по переменному току (I/O Coupling Mode —АС, кроме модели 4051L);

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

• —   опорный уровень 0 дБм;

• —   полоса обзора 20 кГц.

• 7.4.8  Измерить значение частоты путём нажатия клавиши Peak.

• 7.4.9  Результаты поверки считать удовлетворительными, если значения диапазона рабочих частот соответствуют таблице 4.

Таблица 4

Определение относительной погрешности по частоте опорного кварцевого гене-

Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 2.

• 7.5.2        Измерить частоту сигнала /_иги на выходе «10 MHz Out» при помощи частотомера, зафиксировать.

• 7.5.3  Относительную погрешность частоты (3J) вычислить по формуле (1):

ЯГ _ f van f ном                   .₁.

^UJ f ,                  (1)

J ном

где f_H0M - номинальное значение частоты опорного генератора, Гц;

/изм - измеренное частотомером значение частоты, Гц.

• 7.5.4 Результаты поверки считать положительными, если значение относительной погрешности по частоте опорного генератора находится в пределах, рассчитанных по формуле ±(Т-10’⁷ + 5,5-10‘⁸), где Т - количество лет после выпуска из производства.

• 7.6 Определение допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты

• 7.6.1  Соединить аппаратуру в соответствии с рисунком 1.

• — установить следующие параметры генератора:

• — частота выходного сигнала 1,5 ГГц;

• — уровень мощности выходного сигнала минус 10 дБм;

— RF-выход включён.

• 7.6.2  Установить параметры анализатора:

• — центральная частота 1,5 ГГц;

• — значение полосы обзора в соответствии с таблицей 1.

• 7.6.3  Измерить значение частоты маркера путём нажатия клавиши Peak. Повторить измерения для всех значений центральной частоты и полос обзора (в соответствии с модификаци

ей анализатора), приведенных в таблице 5. Таблица 5

• 7.6.4 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности измерений частоты находятся в пределах, вычисленных по формуле ±[ F -3f + 0,001 F_n0 + 0,05 F_nn + 2 Гц + 0,5 F_no/1001 ], где 3f - относительная погрешность частоты опорного кварцевого генератора, F —измеряемая частота, F_n0 - полоса обзора; F_nn - частота полосы пропускания.

• 7.7 Определение среднего уровня собственных шумов

• 7.7.1  Средний уровень собственных шумов измерять в полосе пропускания 1 кГц при отсутствии сигнала на входе анализатора.

• 7.7.2  Установить на входной RF-разъем анализатора согласованную нагрузку 50 Ом.

• 7.7.3  Установить на анализаторе следующие значения параметров:

— начальная частота (Start Frequency) 10 МГц, конечная частота (Stop Frequency) 1 ГГц;

• —   опорный уровень минус 70 дБм; входной аттенюатор 0 дБ;

• —    полоса пропускания 1 кГц; отношение полосы пропускания к полосе видеофильт-ра( VBW/RBW) 0,1;

• —   предусилитель выключен (при наличии);

• —    тип детектора Average; количество измерений 10.

• 7.7.4  Нажать клавишу Restart и дождаться установления значения Average/Hold равным 10/10.

• 7.7.5  Выбрать режим анализатора Peak Search (Поиск пика), включить функцию Noise Marker (Маркер шума). Зафиксировать значение.

• 7.7.6  Повторить измерения для настроек предусилителя и в диапазонах частот, указанных в таблице 6.

Таблица 6

7.7.7 Результаты поверки считать положительными, если средний уровень собствен-

ных шумов анализатора не превышает значений, указанных в графе 2 таблицы 6.

• 7.8 Определение уровня фазовых шумов

• 7.8.1 Собрать схему в соответствии с рисунком 3.

  

  Генератор сигналов

  
  
  

Рисунок 3

• 7.8.2  Установить следующие значения параметров генератора сигналов: значение частоты выходного сигнала 1 ГГц, значение уровня выходного сигнала 0 дБм.

• 7.8.3  Установить центральную частоту анализатора 1 ГГц и полосу обзора 100 кГц.

• 7.8.4  Удерживать отклик сигнала в центре экрана анализатора, постепенно уменьшая полосу обзора до значения 200 Гц.

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

• 7.8.6  Установить режим работы анализатора Peak Search (Поиск пика), включить функции Noise Marker (Маркер шума) и Delta Marker (Дельта-маркер), запустить Video Average (усреднение видеосигнала) в течение 10 раз и Single Sweep (однократная развёртка).

• 7.8.7  Зафиксировать разность амплитуды маркера шума при отстройке частоты на 100 Гц и минус 100 Гц как уровень фазового шума при отстройке частоты на 100 Гц и минус 100 Гц, соответственно.

• 7.8.8  Установить непрерывную развёртку анализатора (Continuous Sweep).

• 7.8.9  Провести измерения фазового шума, устанавливая значения параметров анализатора в соответствии с таблицей 7.

Таблица 7

• 7.8.10 Результаты поверки считать положительными, если фазовый шум не превышает значений, приведенных в графе 5 таблицы 7.

• 7.9 Определение неравномерности АЧХ

Определение неравномерности А ЧХ в диапазоне частот от 50 МГц до 67 ГГц

• 7.9.1  Откалибровать ваттметр в соответствии с РЭ.

• 7.9.2  Соединить аппаратуру в соответствии с рисунком 4.

  

  Рисунок 4

  

• 7.9.3  Установить на генераторе значение частоты 50 МГц и выходной уровень 0 дБм.

• 7.9.4  Установить на анализаторе центральную частоту 50 МГц, полосу обзора 0 Гц, полосу пропускания 300 кГц. VBW/RBW 0,1 (предусилитель выключен в случае его наличия).

• 7.9.5  Провести измерения, устанавливая значения частоты генератора в соответствии с таблицей 8 и диапазоном частот анализатора:

Таблица 8

Продолжение таблицы 8

7.9.6 Вычислить разность между значениями амплитуды сигнала А А, измеренной анализатором Р_ас и измеренной ваттметром Р_ватгм. для каждой частотной точки по формуле (2):

Неравномерность АЧХ вычислить по формуле (3) ДЛ _{= ±}     ~ Мп.п

а            ₂

где ААт и      - максимальное и минимальное значения ДА из таблицы 8.

7.9.7 Повторить операции п.п.7.9.3-7.9.6 с включенным предусилителем (при наличии).

Определение неравномерности АЧХв диапазоне частот от 3 Гц до 50 МГц

• 7.9.8  Соединить выход низкой частоты (LF) генератора сигналов с входом анализатора

• 7.9.9  Установить на анализаторе центральную частоту 50 МГц, полосу обзора 100 Гц, полосу пропускания 10 Гц, отключить все маркеры, развязка по входу DC.

• 7.9.10 Установить поиск пика для анализатора и отрегулировать амплитуду генератора сигналов таким образом, чтобы показание амплитуды анализатора было ближе всего к показанию маркера, полученному при измерении неравномерности АЧХ на частоте 50 МГц на предыдущем этапе измерений (опорная частота).

• 7.9.11 Включить функцию измерений с помощью дельта-маркера на анализаторе.

• 7.9.12 Установить центральную частоту анализатора и частоту генератора сигналов в соответствии с таблицей 7 и записать показание дельта-маркера в каждой частотной точке в столбце «неравномерность АЧХ, нормализованная к 50 МГц» таблицы 9.

• 7.9.13 Повторить измерения для каждого значения частоты из таблицы 9.

• 7.9.14 Повторить операции п.п. 7.9.8-7.9.13 с включенным предусилителем (при нали

чии).

Таблица 9

7.9.15 Результаты поверки считать положительными, если значения неравномерности АЧХ находятся в пределах, приведенных в графах 2-4 таблицы 10.

Таблица 10

• 7.10 Определение абсолютной погрешности измерений мощности на опорной частоте

• 7.10.1 Измерения проводить при ослаблении входного аттенюатора анализатора 10 дБ.

• 7.10.2 Собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 5.

• 7.10.3 Установить уровень выходного сигнала генератора минус 10 дБм, проконтролировав его с помощью ваттметра.

• 7.10.4 На анализаторе установить ширину полосы пропускания 300 кГц и полосы обзора 3000 кГц. Провести измерения уровня сигнала генератора с помощью анализатора. Определить абсолютную погрешность измерений мощности как разность между показанием ваттметра и измеренным анализатором значением.

• 7.10.5 Изменять уровень выходного сигнала генератора относительно установленного значения в соответствии с п.7.10.3, уменьшая поочередно на 10, 20, 30 и 40 дБ для установки уровней в соответствии с таблицей 11 (графа 1), заносить в нее полученные значения погрешности.

Таблица 11

7.10.6 Результаты поверки считать положительными, если полученные значения абсолютной погрешности измерений мощности находятся в пределах ±0,24 дБ.

• 7.11 Определение абсолютной погрешности измерений мощности из-за переключения полос пропускания

• 7.11.1 Собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 3. На анализаторе выполнить операцию Preset, затем установить в соответствии с руководством по эксплуатации центральную частоту 500 МГц, ширину полосы пропускания 30 кГц и отношение [Span/RBW]=10. Установить на выходе генератора частоту 500 МГц, уровень выходного сигнала минус 10 дБм и измерить его с помощью анализатора.

• 7.11.2 Измерить значение установленной мощности выходного сигнала генератора анализатором для значений полосы пропускания анализатора: 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2, 1 МГц; 500. 300, 200, 100, 50, 30, 20, 10, 5, 3, 2, 1 кГц, 500, 300, 200, 100, 50, 30, 20, 10, 5, 3, 2, 1 Гц.

• 7.11.3 Определить абсолютную погрешность измерений мощности из-за переключения полос пропускания как разность между измеренными анализатором значениями мощности для всех указанных выше значений полосы пропускания и значением мощности, измеренным для полосы пропускания 30 кГц.

• 7.11.4 Результаты поверки считать положительными, если полученные значения абсолютной погрешности измерений мощности из-за переключения полос пропускания находятся в пределах ±0,3 дБ для значений полос до 10 МГц.

• 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 анализатор к дальнейшему применению не допускается. На него выдается извещение об его непригодности к дальнейшей эксплуатации с указанием причин забракования.

13