Методика поверки «АНАЛИЗАТОРЫ СИГНАЛОВ N9038A» (МП 651-16-09)

УТВЕРЖДАЮ

Первый la мести гель

генеральши о дпрекюра -меститель научной работе

■<ССЯф

АЛ. Щшп нов

оЪ

ПИЙФТРИ»

Инструкция

Анализаторы сш налов \9038A

Методика поверки

651-16-09 МП

| .и. Мендслсево 2016 I.

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на анализаторы сигналов N9038A (далее - анализаторы), и устанавливает порядок и объем их первичной и периодической поверок.

• 1.2 Интервал между поверками - 1 год.

• 2.1 При поверке анализаторов выполнить работы в объеме, указанном в таблице 1.

Таблица 1

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

• 3.1 При проведении поверки использовать средства измерений и вспомогательное оборудование, представленные в таблице 2.

Таблица 2

32 Допускается использование других средств измерений, мер волнового сопротивления. аттенюаторов и вспомогательного оборудования, имеющих метрологические и технические характеристики не хуже характеристик приборов, приведенных в таблице 2.

• 3.3 Применяемые средства поверки должны быть утверждённого типа, исправны и иметь действующие свидетельства о поверке (отметки в формулярах или паспортах).

• 4.1 К проведению поверки анализаторов допускается инженерно-технический персонал со среднетехническим или высшим образованием, ознакомленный с руководством по эксплуатации (РЭ) и документацией по поверке, допущенный к работе с электроустановками и имеющие право на поверку (аттестованными в качестве поверителей).

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

• 5.2 К работе с ваттметрами допускаются лица, изучившие требования безопасности по ГОСТ 22261-94, ГОСТ Р 51350-99, инструкцию по правилам и мерам безопасности и прошедшие инструктаж на рабочем месте.

• 5.3 При проведении поверки необходимо принять меры защиты от статического напряжения, использовать антистатические заземленные браслеты и заземлённую оснастку. Запрещается проведение измерений при отсутствии или неисправности антистатических защитных устройств.

• 6.1 Поверку проводить при следующих условиях:

• - температура окружающего воздуха, °C                               23 ±5*:

• - относительная влажность воздуха. %                               от 5 до 70:

• - атмосферное давление, мм рт. ст.                                 от 626 до 795:

• - напряжение питания. В                                        от 100 до 250:

• - частота. Гц                                                           от 50 до 60.

*температура выбирается в соответствии с руководствами по эксплуатации средств поверки. Все средства измерений, использующиеся при поверке анализаторов, должны работать в нормальных условиях эксплуатации.

• 7.1 Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

• - выполнить операции, оговоренные в документации изготовителя на поверяемый анализатор по его подготовке к работе;

• - выполнить операции, оговоренные в РЭ на применяемые средства поверки по их подготовке к измерениям;

• - осуществить прогрев приборов для установления их рабочих режимов.

• 8.1 Внешний осмотр

  • 8.1.1 При внешнем осмотре проверить:

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

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

• - наличие маркировки согласно требованиям эксплуатационной документации.

• 8.1.2 Результаты поверки считать положительными, если выполняются все перечисленные требования. В противном случае анализатор бракуется.

• 8.2 Опробование

  • 8.2.1 Подключить анализатор к сети питания. Включить прибор согласно РЭ.

  • 8.2.2 Нажать клавишу «Preset» на корпусе анализатора.

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

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

8.3 Идентификация программного обеспечения

Проверку соответствия заявленных идентификационных данных программного обеспечения (ПО) анализатора проводить в следующей последовательности:

• - проверить наименование ПО;

• - проверить идентификационное наименование ПО;

• - проверить номер версии (идентификационный номер) ПО;

• - определить цифровой идентификатор ПО (контрольную сумму исполняемого кода). Для расчета цифрового идентификатора применяется программа (утилита) «MD5_FiIeChecker». Указанная программа находится в свободном доступе сети Internet (сайт www.winmd5.com).

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

Таблица 3

* при работе с версией ПО. более поздней, чем А10.52/ А12.13, цифровой идентификатор уточняется у производителя

• 8.4 Определение относительной погрешности воспроизведения частоты опорного генератора

8.4.1 Соединить выход ВЧ генератора со входом RF IN передней панели анализатора.

Рисунок 1

• 8.4.2 Для определения относительной погрешности воспроизведения частоты опорного генератора собрать схему согласно рисунку 1. подав сигнал с выхода 10 MHz OUT анализатора на вход частотомера.

• 8.4.3 Измерить частоту опорного генератора анализатора.

• 8.4.4 Погрешность воспроизведения частоты (5F) вычислить по формуле (1):

F — F

______""К                                                 / 1 \

где F,„_m - установленное значение частоты, Гц;

- измеренное значение частоты, Гц.

• 8.4.5 Результаты поверки считать положительными, если погрешность установки частоты (5f) составляет ±1’IO'⁶, или ±1»10’⁷ (опция PFR).

• 8.5 Определение абсолютной погрешности измерений уровня при переключении полос пропускания

• 8.5.1 Для определения погрешности измерения уровня при переключении полос пропускания необходимо отсоединить все кабели от анализатора. Подать сигнал с внутреннего опорного генератора с частотой 50 МГц и амплитудой минус 25 дБ/мВт.

• 8.5.2 На панели анализатора нажать клавишу [Input/Output] -> RF Calibrator -> 50 MHz. После этого выбрать центральную частоту измерений 50 МГц и установить полосу пропускания 30 кГц и зафиксировать измеренное значение уровня (опорный уровень), нажав клавиши [Peak Search]. [Marker] -> Delta. Изменяя значения полос пропускания и устанавливая значение RBW в соответствии с таблицей 5 (нажимая каждый раз клавишу [Peak Search]) фиксировать значения погрешности измерений уровня.

• 8.5.3 Результаты поверки считать удовлетворительными, если значение абсолютной погрешности измерений уровня при переключении полос пропускания находится в пределах, указанных в таблице 5.

Таблица 5.

• 8.6 Определение абсолютной погрешности измерений уровня гармонического сигнала

• 8.6.1 Абсолютную погрешность измерений уровня гармонического сигнала определяют при помощи комбинации из ступенчатых аттенюаторов 8494G и 8496G. Уровень ослабления выставляется с помощью модуля управления ступенчатыми аттенюаторами.

• 8.6.2 Собрать схему измерений согласно рисунку 2. Подготовить к работе измеритель мощности с измерительным преобразователем 8482А согласно РЭ. На генераторе установить сигнал с частотой 50 МГц, уровень 12 дБ, уровень ослабления ступенчатых аттенюаторов 0 дБ и измерить значение погрешности сигнала с помощью измерителя мощности. На измерителе мощности должно быть показания равное 0 дБ/мВт ±погрешность соединения. Данную погрешность необходимо учитывать в дальнейших измерениях.

  z-

  Анализатор спектра

  Генератор сигналов

  

  Модуль управляющий аттенюаторы*

  Pt I.

  Измеритель мощности

  Измеритель мощности

  С23* адаптер

  6 dB Аттенюатор

  

  Рисунок 2

  •4"

  

• 8.6.3 Отсоединить измеритель мощности и подключить анализатор спектра согласно рисунку 3.

Генератор ’                                  I

сигналов                                I Анализатор

---——JU                     "7 , спектра

Модуль управляющий i

апенюаторми       I i

01                :!              6j

<          6 dB          .      „              6dB r I

Аттенюатор г          "Д Аттенюатор LJ

i                              _____ ^:l                           I

Аттенюатор 10 dB Аттенюатор 1 dB

Рисунок 3

• 8.6.4 На анализаторе спектра установить центральную частоту 50 МГц, предусилитель выключить, установить полосу пропускания и полосу обзора согласно таблице 4. Последовательно изменяя ступени ослабления ступенчатого аттенюатора, произвести измерения уровня входного сигнала и вычислить погрешность по формуле:

Где а_н - установленное значение ослабления

а_и - измеренное значение на анализаторе спектра

• 8.6.5 Далее на анализаторе спектра включить предусилитель и произвести измерения на ступенях ослабления аттенюатора согласно таблице 6.

Таблица 6

• 8.6.6 Результаты поверки считать удовлетворительными, если значение абсолютной погрешности измерений уровня не превышает значений, указанных в таблице 6.

• 8.7 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики

• 8.7.1 Неравномерность АЧХ в установленной полосе частот определять методом «постоянного входа».

• 8.7.2 Для определения неравномерности АЧХ в частотном диапазоне от 3 до 3^х 10^? Гц используют генератор сигналов произвольной формы 33250А и мультиметр 3458А (рисунок

4). На генераторе установить уровень выходного сигнала -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности уровня выходного сигнала генератора на частотах 3. 50, 100, 500. 1^х 10³. 5^х 10'. 1 х Ю⁴, 5x10⁴. 1x10", З^х10⁵ Гц с помощью мультиметра. Зафиксировать погрешность измерения.

Генератор сигналов

33250А

Мультиметр

Нагрузка 50 0м

Рисунок 4

• 8.7.3 Соединить генератор с анализатором, как показано на рисунке 5. На анализаторе установить величину входного ослабления 0 дБ, полосу обзора 1 МГц. Произвести измерения неравномерности АЧХ на частотах 3. 50. 100, 500, 1*10³, 5*10³, 1^х10⁴. 5*10⁴, 1^ХЮ^?. 3^х 10^ Гц. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

  Генератор сигналов

  33250А      ¹

  j Анализатор \ сигналов

  
  
  

  НГ.'-,: 2-ablc

  JI

  input ⁵   *

  ADAPTER П П ^ADAPTERS 5 U

  Рисунок 5.

  8.7.4 Для определения неравномерности АЧХ в частотном диапазоне от З^х10^? до 3.6x10⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D, двухпортовый измеритель мощности Е4419А с измерительными преобразователями 8482А и делитель мощности. Подготовить измеритель мощности к работе. Собрать схему согласно рисунку 6. На генераторе установить уровень выходного сигнала -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности деления делителя мощности на частотах 3^хЮ\ 1^х 10⁶. 5^х 10⁶, 1 ^х10⁷. 15^х10⁷, 45^ХЮ⁷, 95^х10⁷, 1,25^хК)⁹. 1.85^хЮ⁷. 2.25^х 10⁹. 2,95 ^Х10⁹, 3,55 ^Х10⁹ Гц. Зафиксировать погрешность деления и учитывать ее в дальнейших измерениях.

  

  Делитель мощности

  

Рисунок 6

• 8.7.5 Отсоединить ИП1 от делителя. Освободившийся рукав делителя соединить с анализатором спектра (рисунок 7). На анализаторе установить DC coupled, предусилитель выключен, полоса обзора 1 МГц, ослабление аттенюатора 10 дБ. Произвести измерения уровня сигнала уровня -10 дБ/мВт на частотах 3 ^х 10’, 1 xlO⁶, 5><10⁶, IMO⁷, 15^х 10⁷, 45^х 10⁷. 95ИО⁷, 1.25x10⁹. 1.85x10⁹. 2,25^Х10⁹. 2,95^Х10⁹, 3,55^Х10⁹ Гц. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

  

| А | » AOAPTER

Рисунок 7

8.7.6 Для определения неравномерности АЧХ с включенным предусилителем используют аттенюатор с показанием ослабления 20 дБ. Соединить приборы как указано на рисунке 8. С генератора подать сигнал амплитудой -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности деления делителя мощности на частотах 3^х 10’, I^х 10⁶, 5^х 10⁶. 1^х10⁷, 15^хЮ⁷, 45^х10⁷. 95НО⁷. 1.25х10⁹. 1.85^х10⁹. 2,25^х10⁹, 2,95^х10⁹. 3,55^х10⁹ Гц. Зафиксировать погрешность деления и учитывать ее в дальнейших измерениях.

• 8.7.7 Отсоединить ИП1 от делителя. Освободившийся рукав делителя с аттенюатором соединить с анализатором спектра. На анализаторе установить DC coupled, предусилитель включен, полоса обзора 1 МГц, ослабление аттенюатора 0 дБ. Произвести измерения уровня сигнала уровня -10 дБм на частотах З^х10’, 1^х10⁶, 5^ХЮ⁶, 1^х10⁷. 15^х10⁷. 45^х10⁷. 95^ХЮ'. 1.25х10⁹. 1.85^ХЮ⁹. 2.25^х10⁹, 2,95^х 10⁹. 3.55^х10⁹ Гц. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

• 8.7.8 Для определения неравномерности АЧХ с выключенным предусилителем в частотном диапазоне от 3,6^х 10⁹ до 8* 10⁹ Гц, 13* 10⁹ Гц, 26,5^х 10⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D (опция 540 или 550), двухпортовый измеритель мощности N1914A с измерительными преобразователями 8485А и делитель мощности (с рабочим частотным диапазоном до 26,5 ГГц). Для определения неравномерности АЧХ в частотном диапазоне от 3.6^х IО⁹ до 43 ^х 10⁹ Гц. 44x10⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D (с опцией 550), двухпортовый измеритель мощности N1914A с измерительными преобразователями 8487А и делитель мощности (с рабочим частотным диапазоном до 50 ГГц). Подготовить измеритель мощности к работе. Собрать схему согласно рисунку 6. На генераторе установить уровень выходного сигнала -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности деления делителя мощности на частотах 3,65^х10⁹, 5,05^х10⁹, 6,05^х10⁹, 7,05^хЮ⁹, 8,05^хЮ⁹, 8,35^ХЮ⁹, 9,05^хЮ⁹, 10,05^х10⁹. 11.05^х Ю⁹. 12.05^х10⁹. 13.05Х10⁹, 13.55х10⁹. 14,05^х10⁹, 15.05^хЮ⁹, 16,05^х10⁹, 17,05^хЮ⁹. 18.05^х10⁹. 19,05x10⁹, 20.05x10⁹, 21,05^х10⁹, 22,05^Х10⁹. 23,05^х 10⁹. 24,05^Х10⁹, 25,55^Х10⁹. 26.05^Х10⁹, 26,45^х 10⁹, 30,05^хЮ⁹, 32,05^хЮ⁹, 35,05^х10⁹, 37,05^х10⁹, 40,05^х 10⁹, 43^х10⁹. 44^ХЮ⁹ (в зависимости от типа анализатора спектра) Гц. Зафиксировать погрешность деления и учитывать ее в дальнейших измерениях.

• 8.7.9 Отсоединить ИП1 от делителя. Освободившийся рукав делителя соединить с

анализатором спектра (рисунок 7). На анализаторе установить DC coupled, предусилитель выключен. полоса обзора 1 МГц. ослабление аттенюатора 10 дБ. Произвести измерения уровня сигнала уровня -10 дБ/мВт на частотах 3.65^Х10⁹. 5,05^Х10⁹, 6,05^Х10⁹, 7,05^Х10⁹. 8.05 ^Х10⁹. 8.35^х10⁹.9.05^хЮ⁹. 10.05^х10⁹, 11.05^х10⁹. 12.05^х10⁹. 13.05^х10⁹, 13.55^х10⁹, 14,05^х10⁹. 15.05^х10⁹. 16,05x10⁹.  17.05^х10⁹.  18.05x10⁹.  19.05^х10⁹,  20.05^Х10⁹,  21.05^х 10⁹,  22.05^Х10⁹. 23.05 ^Х10⁹.

24.05Х10⁹, 25.55х10⁹, 26,05^хЮ⁹, 26,45^х10⁹, 30,05^хЮ⁹, 32,05^х10⁹, 35.05^хЮ⁹. 37.05^х10⁹.

40.05^х 10⁹. 43^х 10⁹. 44^ХЮ⁹ (в зависимости от типа анализатора спектра ) Гц. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

• 8.7.10 Для определения неравномерности АЧХ с включенным предусилителем в частотном диапазоне от 3,6^х 10⁹ до 8^ХЮ⁹ Гц, 13^х 10⁹ Гц, 26,5^хЮ⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D (опция 540), двухпортовый измеритель мощности N1914A с измерительными преобразователями 8485D и делитель мощности (с рабочим частотным диапазоном до 26.5 ГГц). Для определения неравномерности АЧХ в частотном диапазоне от 3,6^х 10⁹ до 43^х 10⁹ Гц. 44^х Ю⁹ Гц используют генератор сигналов E8257D (опция 540) или E8257D (опция 550). двухпортовый измеритель мощности N1914A с измерительными преобразователями 8487D и делитель мощности (с рабочим частотным диапазоном до 50 ГГц). Подготовить измеритель мощности к работе. Собрать схему согласно рисунку 6. На генераторе установить уровень выходного сигнала -10 дБ/мВт. Произвести измерения погрешности деления делителя мощности на частотах из п 8.7.8. Зафиксировать погрешность деления и учитывать ее в дальнейших измерениях.

• 8.7.11 Отсоединить ИП1 от делителя. Освободившийся рукав делителя соединить с анализатором спектра (рисунок 7). На анализаторе установить DC coupled, предусилитель выключен. полоса обзора 1 МГц, ослабление аттенюатора 10 дБ. Произвести измерения уровня сигнала уровня -10 дБ/мВт на частотах из п. 8.7.9. Полученные значения зафиксировать, вычислить погрешность.

• 8.7.12 Результаты поверки считать удовлетворительными, если значения неравномерности АЧХ анализатора не превышают значений, указанных в описании типа.

• 8.8 Определение относительного уровня помех, обусловленных гармоническими ис

кажениями

£ синхронизация

50 МГц

низкочастотный фильтр

Рисунок 9

• 8.8.1 Соединить оборудование в соответствии с рисунком 9.

• 8.8.2 На анализаторе установить входное ослабление 10 дБ, нажатием [AMPTD]-> Attenuation -> Atten -> 10 dB

• 8.8.3 При измерении уровня второй гармоники необходимо использовать фильтры нижних частот соответствующие частоте несущей. Подать на вход анализатора гармонический сигнал частотой fl и измерить по отсчетному устройству уровень помехи на частоте 2П.

• 8.8.4 Измерения проводить в полосе частот от 10 МГц до 22,25 ГГц

• 8.8.5 Результаты поверки считать удовлетворительными, если уровень помех не превысит значений, указанных в описании типа.

• 8.9 Определение уровня фазового шума

• 8.9.1 Измерение фазового шума проводят с помощью генератора E8257D (с опцией UNY и включенным пониженным уровнем фазовых шумов) (рисунок 10).

  

  10 MHz

  OUT

  

  RF Inpul ,

  

Рисунок 10

• 8.9.2 Установить на анализаторе на центральную частоту 1 ГГц.

• 8.9.3 На генераторе установить частоту 1000 МГц и амплитуду 5 дБ/мВт.

• 8.9.4 Подстроить амплитуду выходного сигнала ВЧ генератора так, чтобы пик сигнала находился в пределах 1 дБ от верхнего края экрана.

• 8.9.5 Установить на анализаторе значения полосы обзора 3 кГц. 30 кГц. 300 кГц и 3 МГц для каждой отстройки от центральной частоты соответственно.

• 8.9.6 Повторить следующие шаги для каждой установки полосы обзора:

а) Установить маркер Ml на смещенную частоту, указанную в таблице 8.

б) Зафиксировать значения уровня фазового шума по показаниям дельта-маркера.

• 8.9.7 Результаты поверки считать удовлетворительными, если измеренные значения

уровня фазового шума ниже значений, указанных в таблице 7. Таблица 7

• 8.10 Определение среднего уровня собственных шумов

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

• 8.10.2 Установить на входной RF-разъем анализатора согласованную короткозамкнутую нагрузку 50 Ом (из состава набора мер коэффициентов передачи и отражения Agilent 85054D (Agilent 85052D).

• 8.10.3 Установить на анализаторе следующие значения параметров, последовательно нажимая клавиши:

Mode, Spectrum Analyzer, Mode Preset

FREQ Channel, Center Freq, 10, MHz

SPAN X Scale, Span, 10, kHz

AMPTD Y Scale, -70, dBm

AMPTD Y Scale, Attenuation, Atten, 0, dB

BW. Res BW, 1, kHz

BW. Video BW, 100, Hz

Meas Setup, Average/Hold, Number, 20, Enter

Trace/Detector, Trace Average

Single

• 8.10.4 Нажать клавишу Restart и дождаться установления значения Average/Hold равным 20/20.

• 8.10.5 Нажать клавиши View/Display, Display, Display Line, On.

• 8.10.6 Вращая ручку управления анализатора установить линию дисплея на среднее значение отображаемой на экране дисплея амплитуды.

• 8.10.7 Нормализовать полученное значение уровня сигнала к полосе пропускания 1 Гц путем прибавления к полученному значению минус 30 дБ/мВт. Например, если измеренное значение соответствует минус 126 дБ/мВт, то нормализованное значение будет минус 156 дБ/мВт.

• 8.10.8 Повторить измерения для каждого из значений центральной частоты f_n из таблицы 8.

Таблица 8.

• 8.10.9 Результаты поверки считать положительными, если средний уровень собственных шумов анализатора нс превысит значений, указанных в таблице.

• 9.1 При положительных результатах поверки на анализатор выдается свидетельство установленной формы.

• 9.2 11а оборотной стороне свидетельства о поверке записываются результаты поверки.

• 9.3 В случае отрицательных результатов поверки поверяемый анализатор к дальнейшему применению не допускается. На пего выдается извещение о непригодности к дальнейшей эксплуатации с указанием причин забракован тя.

  

  О.В. Каминский

Начальник отделения

ФГУП«ВНИИФТРИ»