Методика поверки «анализатор спектра СК4-105» (ТНСК.411168.001РЭЗ)

УТВЕРЖДАЮ

Главный метролог жегородский ЦСМ»

\,

«23 » ноября 2020 г.

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА СК4-105

Руководство по эксплуатации

Часть 3

Поверка

ТНСК.411168.001РЭЗ

• 1.2 Операции поверки........................................................................

• 1.3 Средства поверки.........................................................................

• 1.4 Требования безопасности...............................................................

• 1.5 Условия поверки.........................................................................

• 1.6 Подготовка к поверке.....................................................................

• 1.7 Проведение поверки.....................................................................

  21

• 1.8 Оформление результатов поверки....................................................

  22

Приложение А (обязательное) Корректировка частоты кварцевого генератора Приложение Б (обязательное) Корректировка уровня калибратора...............

Листов

Лист

1.3.1 При проведении поверки применяются средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых анализаторов спектра СК4-105 с требуемой точностью.

1.3.2 На рабочем месте должен быть комплект документации, включающий руководства

Лист

Таблица 3

частоты

сигнала

Результаты поверки считают удовлетворительными, если вычисленные значения погрешности измерения частоты не выходят за пределы, указанные в таблице 3.

Допускается уменьшение значения поверяемой частоты с 20 до 17,85 ГГц.

После поверки установите в соответствии с Приложением А номинальное значение частоты внутреннего опорного генератора 100 МГц с погрешностью в пределах ± 3-10^-8.

1.7.5 Определение погрешности амплитудной шкалы (п.4.4.13 РЭ1) выполните методом сравнения показаний поверяемого прибора с известным отношением уровней

входного сигнала.

Синхронизируйте опорные источники поверяемого прибора и генератора SMB100A, соединив выход «REF OUT» на задней панели генератора со входом 10 MHz»  поверяемого прибора кабелем ВЧ ТНСК.685671.073 (байонет В -

байонет В) из комплекта поверяемого прибора и переключите поверяемый прибор на работу с внешним опорным генератором: [ПО; Частота ОГ Внешн 10 MHz].

Соедините выход генератора через коаксиальный переход ТНСК.434541.012 (SMA В - Ш Р) экранированным кабелем СВЧ ТНСК.685671.065-02 (Ш В - Ш В) со входом прибора Д1-29, а выход прибора Д1-29 экранированным кабелем СВЧ ТНСК.685671.065-02 (III В - III В) со входом поверяемого прибора (переход и кабели из комплекта поверяемого прибора).

Установите режим работы поверяемого прибора:

[ИСХОД; НУ; 5; - dBm; Fц; 10 MHz; ПО; 200 Hz; ПП; 10 Гц; Т; БПФ отк].

Прибор должен находиться во включённом состоянии не менее 30 мин.

Выполните калибровку прибора [КАЛИБР; Калибровка].

Установите ослабление Д1-29 равным 0 дБ, частоту сигнала генератора равной 10 МГц, уровень минус 1 дБм, нажмите кнопку «RF on». Генератор должен находиться во включённом состоянии не менее 30 мин.

Установите отклик сигнала в центр экрана |^ПИК; ^Ец|, измените уровень сигнала генератора до тех пор, пока показание метки поверяемого прибора не станет равным минус (5 ± 0,2) дБм. Установите режим поверяемого прибора:

[ПО; 0 Hz; М1; Q; М1 = средн; М2 = средн; M2; РАЗВЕРТ; Однокр];

Запустите развертку [ЗАПУСК], по окончании которой установите [ИНДИК; Q; А-В];

Установите ослабление прибора Д1-29 последовательно 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70 дБ в соответствии с таблицей 4, каждый раз запустите развертку [ЗАПУСК], по окончании которой отсчитайте ЛМ (i' 10 дБ) [1 < i < 7].

Фиксируйте значение ЛМ для каждого установленного уровня сигнала и вычислите погрешность амплитудной шкалы A(i*10 дБ) по формулам

Д[10 дБ] = ЛМ +10; Л[20 дБ] = ЛМ + 20; Л[30 дБ] = ЛМ + 30; Л[40 дБ] = ЛМ + 40;

Допускается замена генератора SMB100A на другой генератор с высокостабильной частотой и суммарным значением паразитной девиации и дрейфа частоты за 5 мин, не выходящим за пределы ± 3 Гц, так как измерение происходит в полосе пропускания поверяемого прибора равной 10 Гц.

Результаты поверки считают удовлетворительными, если вычисленные значения погрешности амплитудной шкалы находятся в пределах, установленных в п.4.4.13 РЭ1.

1.7.6 Определение погрешности измерения ослабления (п.4.4.17 РЭ1) выполните методом сравнения показаний поверяемого прибора с известным отношением уровней

входного сигнала.

Синхронизируйте опорные источники генератора SMB100A и поверяемого прибора, соединив выход «REF OUT» на задней панели генератора со входом «-© 10 MHz» поверяемого прибора кабелем ТНСК.685671.073 (байонет В - байонет В) из комплекта поверяемого прибора и переключив поверяемый прибор на работу с внешним опорным генератором: [ПО; Частота ОГ Внешн 10 MHz].

Соедините выход генератора SMB100A через коаксиальный переход ТНСК.434541.012 (SMA В - Ш Р) экранированным кабелем СВЧ ТНСК.685671.065-02 (Ш В - III В) со входом прибора Д1-29, а выход прибора Д1-29 экранированным кабелем СВЧ ТНСК.685671.065-02 (III В - III В) со входом поверяемого прибора (переход и кабели из комплекта поверяемого прибора).

Установите режим работы поверяемого прибора:

[ИСХОД; НУ; 0 dBm; Атт.СВЧ; 30; Ввод; Fц; 10 MHz; Шкала; ЛОГ; 15; Ввод; ПО; 200 Hz; ПП; 10 Гц; Т; БПФ отк]. Прибор должен находиться во включённом состоянии не менее 30 мин.

Выполните калибровку прибора [КАЛИБР; Калибровка].

Установите ослабление прибора Д1-29 равным 0 дБ, частоту сигнала генератора равной 10 МГц, уровень 4 дБм, нажмите кнопку «RF on». Генератор должен находиться во включённом состоянии не менее 30 мин.

Установите отклик сигнала в центр экрана |^ПИК; ^Ец|, измените уровень сигнала генератора до тех пор, пока показание метки поверяемого прибора не станет равным (0 ± 0,2) дБм. Установите режим работы поверяемого прибора:

[ПО; 0 Hz; М1; Q; М1 = средн; М2 = средн; M2; РАЗВЕРТ; Однокр].

Запустите развертку [ЗАПУСК], по окончанию которой установите [ИНДИК; Q; А^В].

Установите ослабление прибора Д1-29 последовательно 10; 20; 30 дБ в соответствии с таблицей 5, каждый раз запускайте развертку [ЗАПУСК], по окончании которой отсчитайте ЛМ (i' 10 дБ) [1 < i < 3].

Фиксируйте значение ЛМ для каждого установленного уровня сигнала и вычислите погрешность ослабления A(i*10 дБ) по формуле

Д[10 дБ] = ЛМ + 10; Л[20 дБ] = ЛМ + 20; Л[30 дБ] = ЛМ + 30.

Установите ослабление входного аттенюатора поверяемого прибора равным 10 дБ [НУ; Атт. СВЧ •авт/ручн], запустите развертку [ЗАПУСК], по окончании которой установите [ИНДИК; Q;A^B].

Установите ослабление прибора Д1-29 последовательно 40; 50; 60 дБ в соответствии с таблицей 5, каждый раз запускайте развертку [ЗАПУСК], по окончании которой отсчитайте ДМ (i*10 дБ) [4 < i < 6] и вычислите погрешность ослабления

АСГ10 дБ):

А[40 дБ] = ДМ + 10; А[50 дБ] = ДМ + 20; А[60 дБ] = ДМ + 30.

Включите предусилитель [НУ; Пред. усил. •вкл/выкл; Атт СВЧ авт/ручн^; 10; Ввод], запустите развертку [ЗАПУСК], по окончании которой установите [ИНДИК; Q;A>B|.

Установите ослабление прибора Д1-29 последовательно 70;  80;  90 дБ

в соответствии с таблицей 5, каждый раз запускайте развертку [ЗАПУСК], по окончании которой отсчитайте ДМ (i*10 дБ) [7 < i < 9] и вычислите погрешность ослабления

A(ix10 дБ):

Допускается замена генератора SMB100A на другой генератор с высокостабильной частотой и суммарным значением паразитной девиации и дрейфа частоты за 5 мин, не выходящим за пределы ± 3 Гц, так как измерение происходит в полосе пропускания поверяемого прибора равной 10 Гц..

Результаты поверки считают удовлетворительными, если вычисленные значения погрешности измерения ослабления находятся в пределах, установленных в п.4.4.17 РЭ1.

Лист

ваттметр NRP33S с помощью перехода ТНСК.434541.013 (SMA Р - Ш Р) и кабеля СВЧ ТНСК.685671.074 (III В - III В) к выходу генератора (кабели и переходы из комлекта поверяемого прибора). Проведите измерение АЧХ генератора в диапазоне частот от 50 МГц до 20 ГГц при уровнях сигнала минус 13 дБм при выключенном и минус 30 дБм при

включённом предусилителе.

Установите режим работы поверяемого прибора:

[ИЗМЕР; Специальные; Обмер внеш устройств].

На экране должна появиться надпись «Поиск и подключение необходимых ресурсов Генератор найден SMB 100A». Нажмите на экран рядом с надписью, должна появиться надпись «Ваттметр найден NRP33S». Нажмите на экран рядом с надписью, после этого должен появиться режим измерения АЧХ генератора.

Нажмите кнопку «Ось Y уровень».

На экране должно появиться окно с надписями «Макс Уровень = .Мин Уровень = ., Шаг Уровня = .».

Нажмите на экран в области изображения окна. Должна появиться надпись «Параметры.». Нажмите кнопку «Да».

На экране должен появиться наборник, с помощью которого установите значения уровней сигналов: максимальный минус 13 дБм, минимальный минус 33 дБм, шаг уровня 20 дБ, каждый раз стирая предыдущие показания нажатием кнопки «Х».

Нажмите кнопку «Ось Х частота».

На экране должно появиться окно с надписями «Старт = ., Стоп = ., Шаг = .». Нажмите на экран в области изображения окна. Должна появиться надпись «Параметры.». Нажмите кнопку «Нет». Должна появиться надпись «Внимание.». Нажмите кнопку «Да».

На экране должен появиться наборник, с помощью которого установите значения частот, на которых проводят измерения: начальную (старт) 50 МГц, конечную (стоп) 20 ГГц и шаг 100 МГц, каждый раз стирая предыдущие показания нажатием кнопки «Х».

Нажмите на экране кнопку ПУСК, должна появиться структурная схема измерений АЧХ внешнего генератора.

Нажмите на экране кнопку «Готово» для начала измерений АЧХ генератора. По окончании измерений должна появиться надпись «Измерения закончены». Погасите надпись нажатием на экран рядом с надписью. Для сохранения результатов измерений нажмите кнопку «Записать». На экране должен появиться номер файла, в котором записана АЧХ генератора SMB100A, этот номер зафиксируйте. Погасите надпись нажатием на экран

рядом с надписью. Затем выйдите из режима нажатием кнопки «Х» в верхнем правом углу

экрана.

Допускается при поверке параметров нескольких приборов СК4-105 от одного генератора SMB100A использовать ранее снятые и записанные поправки АЧХ генератора.

От выхода генератора отключите ваттметр поглощаемой мощности СВЧ NRP33S и с помощью того же кабеля СВЧ ТНСК.685671.074 (III В - III В) соедините его с входным разъемом поверяемого прибора.

Установите режим работы поверяемого прибора:

[РЕЖИМ; Настройки; Первичные установки; Обмер АЧХ].

На экране загорается надпись «Поиск и подключение необходимых ресурсов» и появляется окно «Измерение АЧХ». Для автоматического измерения АЧХ нажмите кнопку «Да». Должна появиться надпись «Не выбран файл». Погасите надпись нажатием на экран рядом с надписью. После этого автоматически проводится калибровка прибора, отображается режим измерения АЧХ, надпись в окне «50 МГц - 20 ГГц» становится белого

цвета.

Нажмите в верхней части экрана Файл а:\ , выберите номер файла (двойное нажатие на номер файла), зафиксированного при измерениях АЧХ генератора SMB100A.

Нажмите на экране кнопку ПУСК, появляется структурная схема измерений АЧХ поверяемого прибора.

Нажмите на экране кнопку «Готово» для начала измерений АЧХ. Далее идут измерения АЧХ на заданных частотах при различных положениях входного аттенюатора (0, 10, 20, 30 дБ) при выключенном и включенном предусилителе. Ждите окончания измерений до появления надписи «Измерения закончены». Погашение надписи выполните нажатием на поле экрана вне этой надписи.

Нажмите кнопку «Записать» для сохранения результатов измерений. После проведения записи на кнопке надпись «Записать» становится белого цвета. Нажмите кнопку «Х» в правом верхнем углу экрана.

Результаты измерений отображаются в протоколах АЧХ.

Установите режим работы поверяемого прибора:

[КАЛИБР; Таблицы; Протоколы АЧХ].

На экране отображается протокол измерений АЧХ поверяемого прибора. В конце протокола индицируются максимальные значения неравномерности АЧХ в диапазонах частот от 9 кГц до 8 ГГц, от 8 до 20 ГГц с выключенным и включённым предусилителем,

выбранные для номинальных ослаблений входного аттенюатора 10, 20 и 30 дБ. Занесите данные по неравномерности АЧХ в таблицы 8 и 9.

Таблица 8 Определение неравномерности АЧХ - составляющей погрешности измерения уровня Л2

• 1.7.7.3 Вычислите погрешность измерения уровня, пользуясь формулой, указанной

в п.4.4.18 РЭ1, где Л2 - максимальное по модулю измеренное значение АЧХ

для соответствующего поддиапазона частот и состояния предусилителя и занесите в таблицу 9.

Таблица 9 Определение погрешности измерения уровня Л

Допускается измерять АЧХ прибора в диапазоне частот от 0,05 до 20 ГГц только на частотах 0,05; 4; 7,9; 8,1; 13; 17,85 ГГц вручную при номинальном ослаблении входного аттенюатора равным 10 дБ, для чего:

а) подключите ваттметр СВЧ с помощью кабеля СВЧ ТНСК.685671.074 (III В - III В) к выходу генератора (кабель из комплекта поверяемого прибора).

Измерьте с помощью ваттметра СВЧ уровни генератора на вышеуказанных установленных частотах и уровнях, зафиксируйте их (Рген i, мкВт);

б) отключите ваттметр СВЧ от выхода генератора и с помощью того же кабеля СВЧ ТНСК.685671.074 (III В - III В) соедините выход генератора с входным разъемом поверяемого прибора.

Установите номинальный уровень сигнала генератора равным минус 13 дБм (50 мкВт) и режим работы поверяемого прибора (предусилитель выключен):

[ИСХОД; НУ; -10 dBm; Fц; 50 MHz; ПО; 50 MHz; ПП; 500 kHz].

В центре экрана должен быть отклик сигнала генератора.

Выполните калибровку поверяемого прибора [КАЛИБР; Калибровка].

После завершения калибровки установите метку М1 на пик отклика |^ПИК|, отсчитайте и зафиксируйте её уровень Ризмер i, дБм.

Аналогично на каждой вышеуказанной частоте выполните измерение уровней сигналов генератора поверяемым прибором (Ризмер i, дБм) и зафиксируйте их;

в) установите уровень сигнала генератора равным минус 30 дБм (1 мкВт) и включите предусилитель. Проведите измерения аналогично вышеуказанным;

г)  вычислите для каждой вышеуказанной частоты составляющую погрешности Л2i[gБ] = (Ризмер i, дБм - Рген i, дБм), предварительно переведя мощность Рген i из мкВт в дБм (Рген i, дБм = 10lg ^Рген i^, мВт);

д) выберите максимальное по модулю вычисленное значение составляющей погрешности Л2i[дБ] для соответствующего поддиапазона частот и состояния предусилителя и занесите в таблицу 8. Для поддиапазона частот от 9 кГц до 8 ГГц учтите значение неравномерности АЧХ в поддиапазоне частот от 9 кГц до 50 МГц, измеренные в п.1.7.7.2 а) и отображенные в протоколе АЧХ. Для отображения протокола установите режим работы поверяемого прибора:

[КАЛИБР; Таблицы; Протоколы АЧХ].

е) выполните п.1.7.7.3.

Результат поверки считают удовлетворительным, если рассчитанные значения погрешности измерения уровня не превышают норм, установленных в п.4.4.18 РЭ1.

После поверки установите в соответствии с Приложением Б значение уровня встроенного калибратора в пределах (минус 21 ± 0,01) дБм.

• 1.7.8 Определение относительного среднего уровня шумов вблизи несущей (п.4.4.21 РЭ1) проведите при подаче сигнала генератора SMB100A с заведомо меньшим средним уровнем шумов вблизи несущей в условиях отсутствия вибраций и механических воздействий на поверяемый прибор.

Установите параметры сигнала генератора: частота 1 ГГц, уровень 0 дБм, модуляция отсутствует. Соедините выход генератора через переход коаксиальный ТНСК.434541.012 (SMA В - III Р) со входом поверяемого прибора кабелем СВЧ ТНСК.685671.065-02 (III В - III В) (переход и кабели из комплекта поверяемого прибора).

Установите режим работы поверяемого прибора:

[ИСХОД; НУ; 0 dBm; Fц; 1 GHz; ПО; 50 kHz; HH;1kH/.; ВФ;1 Гц].

Выполните калибровку прибора [КАЛИБР; Калибровка]. Установите метку М1 на пик отклика сигнала кнопкой [^ПИК], установите номинальный уровень равным уровню отклика сигнала кнопкой [-НУ], вызовите вторую метку [М2] и «вертушкой» или кнопками установите её поочерёдно на 10 кГц слева и справа от отклика сигнала (метки М1), каждый раз отсчитайте разность показаний меток М1 - М2 по амплитуде (справа от показаний метки М2) и берите из них наименьшее значение А, дБ.

Вычислите относительный средний уровень шумов вблизи несущей, приведенный к полосе 1 Гц, 8ф, дБ/Гц по формуле S9 = - [А + 30].

Результаты поверки считают удовлетворительными, если вычисленное значение S9 соответствует требованиям п.4.4.21 РЭ1.

• 1.7.9 Определение среднего уровня собственных шумов (п.4.4.23 РЭ1) выполните непосредственной регистрацией уровня собственных шумов с усреднением показаний прибора при нагрузке согласованной ТНСК.468548.001 (III В) из комплекта поверяемого прибора, подсоединённой ко входу поверяемого прибора.

Установите режим работы поверяемого прибора:

[ИСХОД; НУ; 40 -dBm; Fц; 9 kHz; ПО; 0 Hz].

[ПП; 1 kHz; ВФ; 1 Hz; Т; 20 s; Атт. СВЧ; 0; Ввод; РАЗВЕРТ; Однокр].

Выполните калибровку прибора [КАЛИБР; Калибровка].

• 1 Запустите развертку [ЗАПУСК].

• 2 По окончании развертки вызовите линию уровня [ЛУ]. Совместите линию уровня с уровнем шумов [^ПИК; ЛУ; ЛУ = средн].

  eo

  CQ

• 3 Отметьте показания линии уровня, соответствующие наблюдаемому среднему уровню шумов РИ в дБм и вычислите приведенный к полосе пропускания 1 Гц средний уровень собственных шумов РШ = [РИ - 30].

  = tc s

  о

  G

• 4 Установите значения центральной частоты прибора в соответствии с таблицей 10, выполните операции согласно пп. 1-3 для всех остальных частот таблицы 10 (предусилитель выключен).

  Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

  ТНСК. 411168.001РЭ3

  Лист

Таблица 10

собственных

• 1.7.10 Определение суммарной неравномерности АЧХ генератора следящего и анализатора спектра (п.4.4.24 РЭ1) проведите методом прямого измерения при подаче сигнала следящего генератора на вход поверяемого прибора.

Для этого соедините выход генератора следящего « О 1 MHz - 8 GHz» со входом прибора      9 kHz - 20 GHz» кабелем СВЧ ТНСК.685671.065-02 (Ш В - Ш В) из

комплекта поверяемого прибора.

• 1.7.10.1 Установите режим работы поверяемого прибора:

[ИСХОД; НУ; 10 - dBm; Fц; Старт; 1 MHz; Стоп; 8 ГГц; ПП; 100 kHz; ИЗМЕР; Измерение спектра; Генератор следящий; СГ^вкл/отк; уровень СГ; 20 - dBm; Калибровка СГ]. На экране поверяемого прибора должна появиться надпись «Соедините кабелем выход СГ и вход прибора».

Погашение надписи выполните нажатием на поле экрана вне этой надписи.

• 1.7.10.2 С помощью меток M1 и M2 измерьте и зафиксируйте в таблице 11 разность Л между максимальным и минимальным уровнями сигнала следящего генератора в зоне индикации правее зоны метки М2 [М1; ^ПИК; М2; ^ПИК; Метка на минимум].

Таблица 11 Определение суммарной неравномерности АЧХ следящего генератора и

• 1.7.10.3 Установите номинальный уровень СГ равным минус 40 дБм [ИЗМЕР; Измерение спектра; Генератор следящий; Уровень СГ; 40 - dBm; Калибровка СГ].

На экране поверяемого прибора должна появиться надпись «Соедините кабелем выход СГ и вход прибора».

Погашение надписи выполните нажатием на поле экрана вне этой надписи. Выполните п.1.8.10.2.

1.7.10.4 Из данных измерений Л пп.1.7.10.2 - 1.7.10.3 вычислите суммарную неравномерность АЧХ генератора следящего и анализатора спектра как ± 0,5Л отдельно для уровней СГ минус 20 и минус 40 дБм.

Результаты поверки считают удовлетворительными, если прибор соответствует требованиям п. 4.4.24 РЭ1.

1.8 Оформление результатов поверки

1.8.1 Сведения о результатах поверки передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

1.8.2 При удовлетворительных результатах поверки, по заявлению владельца средства измерений или лица, предъявившего его на поверку, на средство измерений наносится знак поверки, и (или) выдается свидетельство о поверке, и (или) в формуляр средства измерений вносится запись о проведенной поверке, заверяемая подписью поверителя и знаком поверки, с указанием даты поверки.

Знак поверки наносится давлением на специальную мастику четырёх пломб, расположенных в пломбировочных чашках крепёжных отверстий упоров задней панели и снизу прибора.

1.8.3 При неудовлетворительных результатах поверки, СИ признают непригодным к применению, и, по заявлению владельца средства измерений или лица, предъявившего его на поверку, выписывается извещение о непригодности к применению средства измерений.

Приложение Б

Для корректировки уровня калибратора поверяемого прибора установите параметры сигнала калибратора переменного напряжения Н5-3, используемого в качестве

сигнала эталонного уровня:

- частота 50 МГц;

- уровень 20 мВ.

Установите режим работы поверяемого прибора:

- [ИСХОД]

• - [Fц; 50 MHz; ПО; 10 MHz;]

• - [НУ; -20 dBm; ШКАЛА; 1 ВВОД]

• - [ПП; 1 MHz; ВФ; 10 KHz; Т; 5 S]

Соедините выходной разъем калибратора переменного напряжения Н5-3 с входным разъемом поверяемого прибора кабелем КМСИ.685631.029 из комплекта ЗИП калибратора Н5-3. Прогрейте приборы не менее 1 ч.

Установите метку М1 на пик наблюдаемого отклика |^ПИК| и зафиксируйте её уровень А1.

Включите калибратор [КАЛИБР; КАЛИБРАТОР ВКЛ]. Установите метку на пик наблюдаемого сигнала калибратора |^НИК|.

Плавно вращая ось резистора, выведенной под шлиц «УРОВЕНЬ» на нижней панели поверяемого прибора, установите уровень калибратора, не выходящий за пределы (А1 ± 0,05) дБм.

Проведите калибровку прибора [КАЛИБР; КАЛИБРОВКА]. После выполнения калибровки отключите калибратор [КАЛИБР; КАЛИБРАТОР ВЫКЛ] и измерьте с помощью метки уровень сигнала калибратора переменного напряжения Н5-3. Он должен находиться в пределах минус (21,00 ± 0,05) дБм.

После проведения корректировки уровня калибратора проведите опломбирование отверстия, в которое выведен шлиц «КАЛИБР».

24