JJF 1931-2021 信号发生器校准规范 高清晰版

中华人民共和国国家计量技术规范1信号发生器校准规范s8发布 8实施国家市场监督管理总局 发布1信号发生器校准规范s

1代替3归 口 单 位:全国无线电计量技术委员主要起草单位:中国计量科学研究院上海市计量测试技术研究院参加起草单位:广东省计量科学研究院航天科工集团二院3中国信息通信研究院本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:何 昭中国计量科学研究院)黄见明中国计量科学研究院)朱建刚上海市计量测试技术研究院)参加起草人:朱思捷广东省计量科学研究院)张子龙中国计量科学研究院)徐宝利航天科工集团二院3所)孙景禄中国信息通信研究院)目 录引言………………………

Ⅲ)1范围……………………2概述……………………3计量特性………………1频率…………………2功率…………………3频谱纯度参数………………………4模拟调制参数………………………5脉冲调制参数………………………6内调制发生器参数…………………4校准条件………………1环境条件……………2校准用设备…………5校准项目和校准方法…………………1外观及工作正常性检查……………2频率…………………3功率…………………4载波剩余调幅………………………5载波剩余调频………………………6谐波…………………7非谐波………………8单边带相位噪声……………………9调幅深度……………

1)1)1)1)1)1)1)2)2)2)2)2)3)4)4)4)4)5)5)5)5)6)调频频偏调相相偏

……………………

6)7)2调制解调失真……………………

7)幅度调制下的伴随调频频率调制下的伴随调幅

……………………

7)7)5脉冲调制通断比…………………6脉冲调制上升下降时间…………

8)8)内调制发生器频率内调制发生器幅度

………………………………

8)9)6校准结果表达…………

9)Ⅰ7 复校时间间隔………………………

9)附录A 原始记录参考格附录B 校准证书内页格式

…………………………

))附录C 主要项目校准不确定度评定示

……………

)Ⅱ引 言《 本规范依据F0国家计量校准规范编写规则》和F2测量不确定度评定与表示》编制。本规范是对G3信号发生器检定规程》进行修订,与G3相比,主要修订的内容包括:编写格式符合0国家计量校准规范编写规则》的要求;检定规程改成校准规范;频率范围由0z修改为0;内调制发生器频率范围由1z修改为0;删除内部晶体振荡器项目,删除最大输出电平项目;将绝对电平准确度和相对电平准确度统一为功率。本规程历次版本发布情况为:G—;。Ⅲ信号发生器校准规范范围本规范适用于频率范围为0z信号发生器的校准,其他频率范围的信号发生器可参照执行。概述信号发生器包括高频信号发生器、射频信号发生器、微波信号发生器、毫米波信号发生器、合成信号发生器等,主要由晶体振荡器、频率合成单元、电平控制单元、调制单元等组成。其基本功能是提供正弦波信号及其调制波信号广泛应用于生产、科研、计量等部门。计量特性频率范围0,最大允许误差:±5。功率范围:m8最大允许误差:±~)范围:m85最大允许误差:±~)范围:m50最大允许误差:±~。频谱纯度参数载波剩余调幅;载波剩余调频;谐波;非谐波;单边带相位噪声。模拟调制参数幅度调制调幅深度59,最大允许误差:±30。频率调制频偏,最大允许误差:±30。相位调制相偏,最大允许误差:±50。1调制解调失真。 。。幅度调制下的伴随调频。频率调制下的伴随调幅脉冲调制参数脉冲调制通断比;脉冲调制上升下降时间。内调制发生器参数内调制发生器频率00,最大允许误差:±5×: , 内调制发生器幅度正弦波00,最大允许误差:1: , 注 以上技术指标不用于合格性判定 仅提供参考校准条件环境条件 :( ) 。1环境温度:5℃2相对湿度 0。。3电源电压及频率)、)。。4周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动校准用设备频率计频率测量范围

应覆盖被校信号发生器输出信号的频率范围

最大允许误差:±6。功率计频率范围:应覆盖被校信号发生器输出信号的频率范围;功率测量范围:;不确定度B。测量接收机频率范围:应覆盖被校信号发生器输出信号的频率范围;功率测量范围:;不确定度B调幅深度测量范围59,最大允许误差:±16频偏测量范围,最大允许误差:±16相偏测量范围,最大允许误差:±56。失真度测量仪失真度测量范围10最大允许误差:±。频谱分析仪频率范围:应覆盖被校信号的频率范围;电平测量动态范围:,最大允许误差:±。相位噪声测量仪相位噪声测量系统)频率范围:应覆盖被校信号的频率范围;2本底噪声:优于被校信号发生器相位噪声以上;相位噪声测量最大允许误差:±。函数发生器脉冲信号源)频率范围0;脉冲宽度;直流电压~);脉冲幅度~)。数字示波器频带宽度:应覆盖被校信号的频率范围。数字多用表频率范围0;电压测量范围00;电压测量最大允许误差:3。校准项目和校准方法校准项目见表。表1校准项目表序号项目名称1频率2功率频谱纯度参数3载波剩余调幅4载波剩余调频5谐波6非谐波7单边带相位噪声模拟调制参数8调幅深度9调频频偏0调相相偏1调制解调失真2幅度调制下的伴随调频3频率调制下的伴随调幅脉冲调制参数4脉冲调制通/断比3表1续)序号项目名称5脉冲调制上升/下降时间内调制发生器参数6内调制发生器频率7内调制发生器幅度外观及工作正常性检查被校信号发生器外观应完好无损

,无影响正常工作的机械损伤

,其开关

、按键、旋钮应牢固且调节正常,显示屏能正常显示。被校信号发生器通电后,应能正常工作,并按规定时间进行预热。仪器连接如图1所示。图1频率校准框图被校信号发生器选择载波输出,调节输出功率为适当值,从最低到最高改变载波频率,用频率计测量频率值,记录于附录A表1中。功率仪器连接如图2所示。图2功率校准框图被校信号发生器选择载波输出,按频率范围选择输出频率。按要求设置被校信号发生器的输出功率,用功率计或测量接收机测量功率值,记录于附录A表2中。载波剩余调幅仪器连接如图3所示。图3载波剩余调幅和载波剩余调频校准框图被校信号发生器选择载波输出,按要求设置被校信号发生器的输出功率无要求时,输出功率设为。按要求设置被校信号发生器频率点按要求设置测量接收机测量带宽和检波方式常用测量带宽为0z或0,检波方式为有效值检波用测量接收机测量载波剩余调幅,记录于附录A表3中。4载波剩余调频仪器连接如图3所示。被校信号发生器选择载波输出,按要求设置被校信号发生器的输出功率无要求时,输出功率设为。按要求设置被校信号发生器频率点按要求设置测量接收机测量带宽和检波方式常用测量带宽为0z或0,检波方式为有效值检波用测量接收机测量载波剩余调频,记录于附录A表4中。谐波仪器连接如图4所示。图4谐波、非谐波校准框图被校信号发生器选择载波输出,按要求设置被校信号发生器的输出功率无要求时,输出功率设为尽可能大的适当值。按要求设置被校信号发生器频率点用频谱分析仪测量二次谐波与基波间的相对电平值,记录于附录A表)中;测量三次谐波与基波间的相对电平值,记录于附录A表)中;测量分谐波二分之一次谐波、三分之一次谐波、三分之二次谐波等)与基波间的相对电平值,记录于附录A表)中。非谐波仪器连接如图4所示。被校信号发生器选择载波输出,按要求设置被校信号发生器的输出功率无要求时,输出功率设为尽可能大的适当值。按要求设置被校信号发生器频率点用频谱分析仪测出偏离载波偏离载波的频率值为技术说明书规定值的最大非谐波与基波间的相对电平值记录于附录A表6中。单边带相位噪声相位噪声测量仪

相位噪声测量系统法仪器连接如图5所示。图5相位噪声测量仪校准单边带相位噪声框图被校信号发生器选择载波输出,按要求设置被校信号发生器的输出功率无要求时,输出功率设为尽可能大的适当值。按要求设置被校信号发生器频率点用相位噪声测量仪相位噪声测量系统)测量按规定偏离载波频率处的单边带相位噪声,记录于附录A表7中。5频谱仪法仪器连接如图6所示。) 图6频谱仪校准单边带相位噪声框图b被校信号发生器选择载波输出,按要求设置被校信号发生器的输出功率无要求时,输出功率设为尽可能大的适当值。按要求设置被校信号发生器频率点,用频谱仪测量载波功率和按规定偏离载波频率f处的边带功率Pm。按公式)计算单边带相位噪声,记录于附录A表7中。式中:

￡Pm-cnC )￡)单边带相位噪声;Pm边带功率;c载波功率;n频谱分析仪的等效噪声带宽,;C 频谱分析仪测量随机噪声的修正值。调幅深度仪器连接如图7所示。) 图7调幅深度、频偏、相偏校准框图b被校信号发生器选择调幅波输出,按要求设置被校信号发生器输出功率无要求时,输出功率设为。按要求设置被校信号发生器频率、调制频率常用调制频率为和调幅深度无要求时,调幅深度常用设置为000。按要求设置测量接收机测量带宽和检波方式常用测量带宽为0z或0,检波方式为二分之一峰峰值检波用测量接收机测量调幅深度,记录于附录A表8中。调频频偏仪器连接如图7所示。被校信号发生器选择调频波输出,按要求设置被校信号发生器输出功率无要求时,输出功率设为。按要求设置被校信号发生器频率、调制频率常用调制频率为和调频频偏无要求时,调频频偏常设置为。按要求设置测量接收机测量带宽和检波方式常用测量带宽为0z或0,检波方式为二分之一峰峰值检波用测量接收机测量调频频偏,记录于附录A表9中。6调相相偏仪器连接如图7所示。被校信号发生器选择调相波输出,按要求设置被校信号发生器输出功率无要求时,输出功率设为。按要求设置被校信号发生器频率、调制频率常用调制频率为和调相相偏无要求时,调相相偏常用设置为。按要求设置测量接收机测量带宽和检波方式常用测量带宽为0z或0,检波方式为二分之一峰峰值检波用测量接收机测量调相相偏,记录于附录A表0中。仪器连接如图8所示。图8调制解调失真校准框图( 被校信号发生器选择调制波输出,按要求设置被校信号发生器频率、输出功率无要求时,输出功率设为和调制波参数调制方式、调制频率、调幅深度\调频频偏\调相相偏。按要求设置测量接收机测量带宽和检波方式用失真度测量仪测量调制解调失真,记录于附录A表1中。幅度调制下的伴随调频仪器连接如图9所示。图9幅度调制下的伴随调频、频率调制下的伴随调幅校准框图( 被校信号发生器选择调幅波输出,按要求设置被校信号发生器频率、输出功率无要求时,输出功率设为和调幅波参数调制频率、调幅深度。按要求设置测量接收机测量带宽和检波方式常用测量带宽为0z或0,检波方式为正峰值检波用测量接收机测量调频,记录于附录A表2中。频率调制下的伴随调幅仪器连接如图9所示。( 被校信号发生器选择调频波输出,按要求设置被校信号发生器频率、输出功率无要求时,输出功率设为和调频波参数调制频率、调频频偏。按要求设置测量接收机测量带宽和检波方式常用测量带宽为0z或0,检波方式为正峰值检波用测量接收机测量调幅,记录于附录A表3中。7脉冲调制通断比仪器连接如图0所示。) 图0脉冲调制通断比校准框图b被校信号发生器选择外脉冲调制,按要求设置被校信号发生器频率和输出功率(无要求时,输出功率设为。设置函数发生器脉冲信号源)输出5V直流电压,用频谱仪测量功率n,关闭函数发生器脉冲信号源)输出或输出0,用频谱仪测量功率。按公式)计算脉冲调制断比,记录于附录A表4中。 ()式中:

fn-f 2脉冲调制通断比;n脉冲调制通时功率;脉冲调制断时功率。脉冲调制上升下降时间仪器连接如图1所示。) 图1脉冲调制上升下降时间校准框图b被校信号发生器选择外脉冲调制,按要求设置被校信号发生器频率和输出功率(无要求时,输出功率设为。按要求设置函数发生器脉冲信号源)输出无要求时,输出频率为z或,幅度为V的方波信号。数字示波器选2通道触发,在1通道测量信号幅度从0 上升到0 时间为上升时间,从0下降到0的时间为下降时间,记录于附录A表5中。内调制发生器频率仪器连接如图2所示。图2内调制发生器频率校准框图设置内调制发生器为正弦波输出,电压为适当值常用为1按要求设置内调制发生器频率,用频率计测量频率值,记录于附录A表6中。8内调制发生器幅度仪器连接如图3所示。设置内调制发生器为正弦波输出,按要求设置内调制发生器频率和幅度用数字多用表交流电压测量幅度值,记录于附录A表7中。校准结果表达

图3内调制发生器幅度校准框图信号发生器校准后,出具校准证书。校准证书至少应包含以下信息:标题:校准证书;实验室名称和地址;进行校准的地点如果与实验室的地址不同证书的唯一性标识如编号每页及总页数的标识;客户的名称和地址;被校对象的描述和明确标识;进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时应说明被校对象的接收日期;如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;校准环境的描述;校准结果及其测量不确定度的说明;对校准规范的偏离的说明;校准证书及校准报告签发人的签名、职务或等效标识;校准结果仅对被校对象有效的声明;未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。复校时间间隔信号发生器复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定,推荐为1年。9附录A原始记录参考格式表1频率标称值实测值……………表2功率频率mm……000…0……000…0……000…0……0表3载波剩余调幅带宽载波频率剩余调幅………………表4载波剩余调频带宽载波频率/MHz剩余调频………………载波功率:

表5谐波二次谐波载波频率二次谐波c…………载波功率:

三次谐波载波频率三次谐波c…………1载波功率:

分谐波载波频率c2次3次3次……………载波功率:

表6非谐波载波频率偏移频率c………………载波功率:

表7单边带相位噪声载波频率偏移频率单边带相位噪声)………………2表8调幅深度载波频率调制频率带宽标称值实测值…………………………3表9 调频频偏载波频率调制频率带宽标称值实测值…………………………4表0 调相相偏载波频率调制频率带宽标称值实测值…………………………表1调制解调失真幅度调制载波频率调制频率调幅深度调制解调失真………………5表1续)幅度调制载波频率调制频率调幅深度调制解调失真………频率调制载波频率调制频率调频频偏调制解调失真………相位调制载波频率调制频率调相相偏调制解调失真………表2幅度调制下的伴随调频载波频率调制频率调幅深度测量带宽伴随调频……………………表3频率调制下的伴随调幅载波频率调制频率频偏测量带宽伴随调幅……………………6表4脉冲调制通断比载波频率脉冲调制通B……………表5脉冲调制上升下降时间载波频率脉冲调制上升时间脉冲调制下降时间……………表6内调制信号发生器频率标称值实测值………表7内调制信号发生器幅度频率标称值实测值………………7附录B校准证书内页格式表1频率标称值实测值不确定度)……………表2功率频率mm不确定度)……000…0……000…0……000…0……8表3载波剩余调幅带宽载波频率剩余调幅不确定度)………………表4载波剩余调频带宽载波频率剩余调频不确定度)………………载波功率:

表5谐波二次谐波载频频率二次谐波c不确定度)…………载波功率:

三次谐波载频频率三次谐波c不确定度)…………9载波功率:

分谐波载频频率c不确定度)2次3次3次……………载波功率:

表6非谐波载频频率偏移频率c不确定度)………………载波功率:

表7单边带相位噪声载波频率偏移频率单边带相位噪声)不确定度)………………0表8调幅深度载波频率调制频率带宽标称值实测值不确定度)…………………………1表9调频频偏载波频率调制频率带宽标称值实测值不确定度)…………………………2表0调相相偏载波频率调制频率带宽标称值实测值不确定度)…………………………表1调制解调失真幅度调制载波频率调制频率调幅深度调制解调失真不确定度)………3表1续)频率调制载波频率调制频率调频频偏调制解调失真不确定度)………相位调制载波频率调制频率调相相偏调制解调失真不确定度)………表2幅度调制下的伴随调频载波频率调制频率调幅深度测量带宽伴随调频不确定度)……………………表3频率调制下的伴随调幅载波频率调制频率频偏测量带宽伴随调幅不确定度)……………………4表4脉冲调制通断比载波频率脉冲调制通B不确定度)……………表5脉冲调制上升下降时间载波频率脉冲调制上升时间脉冲调制下降时间不确定度)……………表6内调制信号发生器频率标称值实测值不确定度)………表7内调制信号发生器幅度频率标称值实测值不确定度)………………5附录C主要项目校准不确定度评定示例频率校准不确定度评定测量方法使用频率计直接测量被校信号发生器输出信号的频率。以使用R频率计校准信号发生器C输出的0z信号为例进行不确定度评定。不确定度来源不确定度来源有以下3项:由频率计计数不准引入的不确定度分量1由频率计分辨力引入的不确定度分量2重复性引入的不确定度分量3;标准不确定度评定频率计计数不准引入的不确定度分量对于频率计其频率准确度为1。按均匀分布则包含因子1=计算可得引入的相对标准不确定度11。频率计分辨力引入的不确定度分量对于频率计其频率测量位数为0位。按均匀分布则选取包含因子2=计算可得引入的相对标准不确定度21。重复性引入的不确定度分量 , 。C输出0z信号频率重复性测量结果

见表1表1C输出0z信号频率重复性测量结果测量1234567890结果MHz08080908080808090808经计算重复性引入的相对标准不确定度30。相对合成标准不确定度2+2+2r=扩展不确定度

0取包含因子则=0。功率校准不确定度评定测量方法信号发生器功率校准是使用功率计或测量接收机直接测量。

以使用功率传感器测量接收机R作为指示器构成功率计对信号发生器C输出的60m信号功率为例进行不确定度评定不确定度来源经分析不确定度来源有以下5项:功率计与信号发生器连接端口失配引入的不确定度分量功率计校准因子引入的不确定度分量2;功率计噪声引入的不确定度分量3;功率计分辨力引入的不确定度分量4;重复性引入的不确定度分量5。标准不确定度评定功率计与信号发生器连接端口失配引入的不确定度分量由于反射系数L和G的相角不确定因此在情况最差的相位组合下其误差为G。此误差为不能修正的误差。对于0z频率功率传感器6的驻波比小于信号发生器C的驻波比小于计算可得的最大误差为0。其分布为反正弦分布则标准不确定度10/2。功率计校准因子引入的不确定度分量校准因子及其不确定度由生产厂或上级计量机构校准后给出。使用的功率传感器6校准证书上在0z频率的不确定度为5则标准不确定度255。功率计噪声引入的不确定度分量功率计短时间1内稳定性指标起因于电路元件热噪声的随机起伏。在进行功率测量时这种起伏可能恰好使读数成为最大值或者最小值因此噪声一般不以百分数形式而是以绝对电平多少给出其意义就是在温度不变电源电压不变及输入功率不变时,在短时间内功率指示器指示值的变化6的噪声为W因此在测量m时的最大误差为3。按均匀分布则标准不确定度33/2。功率计分辨力引入的不确定度分量功率计分辨力为其一半为5按均匀分布则标准不确定度4=2/7。重复性引入的不确定度分量信号发生器输出频率为0功率为m信号使用功率计进行n)次测量测量结果见表2所示。表2C输出m功率重复性测量结果12345678903634574432经计算重复性引入的标准不确定度55。合成标准不确定度以上不确定度分量彼此不相关则7222222扩展不确定度

8取包含因子扩展不确定度U为U86。调幅深度校准不确定度评定测量方法调幅深度校准是使用测量接收机直接测量。以信号发生器输出0调幅深度为0的信号为例进行不确定度评定。不确定度来源经分析不确定度来源有以下4项:测量接收机调制深度测量不准引入