JJF 2358-2026 数字取样示波器校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2358—2026数字取样示波器校准规范CalibrationSpecificationforDigitalSamplingOscilloscopes2026‑01‑24发布 2026‑07‑24实施国家市场监督管理总局 发布JJF2358JJF2358—2026数字取样示波器校准规范CalibrationSpecificationforDigitalSamplingOscilloscopes

JJF2358—2026代替JJG491—1987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中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所参加起草单位：苏州联讯仪器股份有限公司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：赵科佳（中国计量科学研究院）中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所）何 昭中国计量科学研究）参加起草人：胡海洋苏州联讯仪器股份有限公陈 赫中国计量科学研究）中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所）廉 哲苏州联讯仪器股份有限公）目 录引言 1范围 （1）2引用文件 （1）3术语 （1）4概述 （1）5计量特性 （1）5.1 直流增益…………（1）5.2 直流偏置…………（2）5.3 直流电压…………（2）5.4 时间间隔…………（2）5.5 频带宽度…………（2）5.6 上升时间…………（2）5.7 时基抖动…………（2）5.8 本底噪声…………（2）5.9 校准信号电平 （2）校准条件 （2）环境条件 （2）校准用设备测量标准及其他设） （3）校准项目和校准方法 （4）校准项目 （4）外观及工作正常性检查 （4）直流增益 （5）直流偏置 （7）直流电压 （7）时间间隔 （7）频带宽度 （9）7.8 上升时间 7.9 时基抖动 7.10 本底噪声 7.11 校准信号电平 校准结果表达 复校时间间隔 附录A 原始记录内页格式 Ⅰ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例 附录D 反卷积运算 Ⅱ引 言JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范编制工作的基础性系列规范。本规范是对JJG491—19871GHzJJG491—1987相比，主要技术变化包括：——检定规程修订为校准规范；——重新约定了规范的适用范围和带宽范围；——增加了等效时间采样术语；——修订了计量特性、校准用设备的项目和指标性能；——修订了校准项目和校准方法；——增加了反卷积运算步骤说明。本规范历次版本发布情况为：—JJG491—1987。Ⅲ数字取样示波器校准规范范围本规范适用于带宽100GHz及以下的数字取样示波器的校准，也适用于应用等效采样原理实现时域宽带信号测量的设备的校准。引用文件本规范没有引用文件。术语3.1等效时间采样equivalent‑timesampling以较低的采样速率，对周期性高频或快速信号采样测量，再重构合成被测信号的采样技术。根据采样方式不同可分为顺序采样、随机采样和混合采样。相对于实时采样技术，等效时间采样技术降低了采样速率的要求，减缓了数据存储速率和存储容量的压力。概述数字取样示波器是基于等效时间采样原理对被测信号进行数据采集和处理的一种示波器，主要用于周期信号的时域测量，具有高带宽、高分辨率的特点，其工作原理如图1所示。同步触发信号经时基电路处理控制延时发生器产生取样脉冲，取样电路在取样脉冲控制下对被测信号进行等效时间采样，经放大和A/D转换将数据传输至总线系统，再经存储与数据处理重构波形并输出至显示装置。"1%Dõ3¾}$*C"1%Dõ3¾}$*C$6$6.*$*C¼?ª*$*Cflflflfl)计量特性51 直流增益范围：-2V~2V

图1 数字取样示波器工作原理框图1最大允许误差：±1 。52 直流偏置范围：-2V~2V；最大允许误差：±1 。53 直流电压范围：-2V~2V；最大允许误差：4 ×全量程+2mV±1.5 电压读数-直流偏电。54 时间间隔范围：20ps~1s；最大允许误差：500fs+0.5 ×时间间隔读。55 频带宽度范围：≤100GHz。56 上升时间范围：≥3.5ps。注：3.5ps上升时间是由100GHz带宽根据转换系数公式计算得到，上升时间和带宽的转换系数公式如公式（1）所示。式中：

tr∙BW=K tr ——数字取样示波器过渡持续时间，s；BW——数字取样示波器带宽，Hz；K —转换系数通常取值范围为0.35~0.4。57 时基抖动范围：0.2ps~1.5ps有效值。58 本底噪声范围：0.25mV~2mV有效值。9 校准信号电平范围：-2V~2V；最大允许误差：±0.4 。注：以上技术指标不作为合格判据，仅供参考。校准条件1 环境条件a）环境温度：（23±5）℃；相对湿度：≤80 ；c）供电电源：（220±11）V，（50±1）Hz；2d）其他：无影响仪器正常工作的电磁干扰及机械振动。62 校准用设备测量标准及其他设备）621 示波器校准仪直流电压：阻抗50，1mV~5，最大允许误差：0.025 +25μV/U时标信号：阻抗50Ω，0.5ns~5s，最大允许误差：±2.5×10-7；电阻测量：40Ω~90Ω，最大允许误差：±0.3 ①。622 1频率范围：250kHz~100GHz②，最大允许误差：±5×10-8；相位噪声：≤-110dBc/Hz，频偏≥10kHz中心频率1GHz~10GH；输出电平：-30dBm~5dBm。623 2频率范围：250kHz~10GHz，最大允许误差：±5×10-8。624 功率计频率范围：1MHz~100GHz②；功率测量范围：-20dBm~+5dBm，校准因子不确定度：2 ~5k=。625 数字多用表直流电压范围：10mV~5，最大允许误差：±0.05 电阻测量：40Ω~90Ω，最大允许误差：±0.3 。626 脉冲发生器上升时间：3.5ps③；脉冲幅度：>20mV。6.2.7 功分器三端口两电阻）频率范围：DC~100GH②两端口不平衡：DC~2.5GHz，<0.25dB；2.5~6GHz，<0.40dB；67~11GHz，<1.00dB。6.2.8 匹配负载阻抗：50回波损耗：>14dB。2.9 通过式负载电阻：50Ω，最大允许误差：±0.1 。① 此处电阻测量功能对于示波器校准仪为非必要具备的测量功能。② 此处频率上限可根据能够覆盖被校对象的带宽上限来确定。③ 此处上升时间根据公式计算得到。对于标准脉冲法，计算用的带宽值至少为被校对3倍。对于卷积脉冲法，计算用的带宽值至少大于或等于被校对象带宽。3校准项目和校准方法1 校准项目数字取样示波器校准项目见表1。表1 数字取样示波器校准项目表序号校准项目名称1直流增益2直流偏置3直流电压4时间间隔5频带宽度6上升时间7时基抖动8本底噪声9校准信号电平72 外观及工作正常性检查721 外观检查数字取样示波器的外形结构应完好。开关、按键、旋钮操作灵活可靠，外露件不应有影响正常工作的松动和机械损伤。检查结果记录于附录A.1中。722 开机自检执行通电开机检查，开机自检程序应运行正常。按技术说明书要求预热被测设备。对于具备自校准功能的数字取样示波器，需断开测量接口的所有连接线缆或接头，再执行自校准程序，自校准成功为检查通过。检查结果记录于附录A.1中。723 输入阻抗检查7.231 2所示连接设备，数字多用表或具有阻抗测量功能的示波器校准仪连接数字取样示波器信号输入端口。y:y:*=1."$‰ªD$y$."$?D$图2 输入阻抗检查连接框图7.232 恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为自由触发，打开被测通道，垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽。7.233 打开数字多用表或具有阻抗测量功能的示波器校准仪的电阻测量功能，读取电阻测量值记录于附录A1中。4724 触发灵敏度检查7.241 3所示连接设备，微波信号源1输出端口连接功分器输入端口，功分器两输出端口分别连接数字取样示波器信号输入端口和触发输入端口。""ª#1ªD{fly$?D$y$."$ªD$图3 触发灵敏度检查连接框图7.242 恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为信号触发，触发电平设为0V打开被测通道，垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽。7.243 按仪器说明书要求设置微波信号源1的输出幅度和频率，使数字取样示波器能够正常触发触发指示灯亮）并稳定显示波形。7.244 降低微波信号源1输出幅度值，直至数字取样示波器停止触发触发指示灯。打开数字取样示波器幅度测量功能，读取幅度测量值记录于附录A1中。73 直流增益ªD$y$."$?D$7ªD$y$."$?D$ªD{."$‰?D{图4直流增益校准连接框图7.3.2恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为自由触发，打开被测通道，垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽，设置波形采集点数n≥1000，打开波形平均功能，建议平均次数设为16。733设置示波器校准仪输出阻抗为50Ω，信号输出通道的波形模式设为直流信号。7345Er为通道垂直刻度全量程电压，由数字取样示波器设置的垂直刻El为量程测量范围下限电压；Eh为量程测量范围上限电压。记录ErEl于附录A.2中。在全量程测量范围内选取测量点数m=16，按公式）计算示波器校准仪输出的直流电压值Ei为测量点的序数A2中。Ei=El+(i-0.5)×Er/m(i=1,2,⋯,m) ）式中：Ei——示波器校准仪输出的直流电压值序列，V；El——量程测量范围下限电压，V；Er——通道垂直刻度全量程电压，V；m——在数字取样示波器垂直量程范围内选取的测量点数；i——在数字取样示波器垂直量程范围内选取的测量点数的序数。5yiEyiEhErEiEl,"*½E图5 示波器校准仪输出直流电压与数字取样示波器测量值关系曲线735 按计算的Ei值依次设置示波器校准仪输出的直流电压值，打开数字取样示波器幅度平均测量功能，依次测量示波器校准仪输出的直流波形幅度值yi，记录于附录A.2中。7.3.6 按公式）计算以上测量的m个直流电压波形幅度值的平均值y，按公式）计算示波器校准仪m个输出直流电压值的平均值E，记录于附录A.2中。mˉ=1m

m∙ yii=1

（3）式中：

E 1=m=

m∙ Eii=1

（4）y—数字取样示波器测量的直流电压波形幅度值平均值，V；m——在数字取样示波器垂直量程范围内选取的测量点数；i——在数字取样示波器垂直量程范围内选取的测量点数的序数；yi——数字取样示波器测量的直流波形幅度值序列，V；E—示波器校准仪输出直流电压值的平均值，V；Ei——示波器校准仪输出的直流电压值序列，V。737 按公式G，记录于附录A2中。m(Ei-E)(yi-y)G=i=1m(Ei-E)2i=1

（5）式中：G——数字取样示波器的直流增益；m——在数字取样示波器垂直量程范围内选取的测量点数；i——在数字取样示波器垂直量程范围内选取的测量点数的序数；Ei——示波器校准仪输出的直流电压值序列，V；6E—示波器校准仪输出直流电压值的平均值，V；yi——数字取样示波器测量的直流波形幅度值序列，V；y—数字取样示波器测量的直流电压波形幅度值平均值，V。738 按公式计算直流增益相对误差ΔG，记录于附录A2中。GΔG=1-G×100 G式中：G——数字取样示波器的直流增益，无单位；ΔG—数字取样示波器的直流增益相对误差，无单位。7.3.9 改变数字取样示波器垂直刻度设置，重复步骤7.3.2~7.3.8，计算不同垂直刻度设置下的直流增益G和直流增益相对误差ΔG，记录于附录A2中。74 直流偏置7.4.1 执行步骤7.3.1~7.3.3。7.4.2 设置数字取样示波器直流偏置，执行步骤7.3.4~7.3.7。743 按公式计算直流偏置相对误差ΔD，记录于附录A3中。y-GE式中：

ΔD

GE ×100 ）ΔD——数字取样示波器的直流偏置相对误差；y —数字取样示波器测量的直流电压波形幅度值平均值，V；G——数字取样示波器的直流增益；E—示波器校准仪输出直流电压值的平均值，V。7.4.4 改变数字取样示波器直流偏置设置，重复步骤7.4.2~7.4.3，计算不同直流偏置设置下的直流偏置相对误差ΔD，记录于附录A3中。75 直流电压7.5.1 执行步骤7.3.1~7.3.5，测量数据记录于附录A.4中。7.5.2 改变数字取样示波器垂直刻度设置，重复步骤7.3.4~7.3.5，测量数据记录于附录A4中。7.5.3 改变数字取样示波器直流偏置设置，重复步骤7.3.4~7.3.5，测量数据记录于附录A4中。76 时间间隔761 方法一示波器校准仪测量法）7.6.1.1 如果被测时间间隔为0.5ns~1s，可采用方法一校准数字取样示波器的时间间隔。7.612 6所示连接设备。示波器校准仪信号输出端口直接连接被测数字取样示波器信号输入端口，示波器校准仪触发信号输出端口直接连接被测数字取样示波器触7."$‰?D{ªD$y$."$?D$图6 示波器校准仪校准时间间隔连接框图7.613 恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为信号触发，打开被测通道，垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽，设置波形采集点数n≥1000，打开波形平均功能，建议平均次数设为16。7.6.1.4 示波器校准仪输出阻抗为50Ω，信号输出通道的波形模式设为时标信号，信号幅度为被测数字取样示波器屏幕垂直量程的80 ，设置触发通道输出。7.615 设置示波器校准仪输出时标信号周期T0，调节数字取样示波器触发电平使波形正常显示，调节数字取样示波器水平刻度使屏幕稳定显示至少2个整周期信号，且在整周期波形中不应出现由时基校正产生的波形跳变现象。记录T0于附录A5中。7.616 打开数字取样示波器周期测量功能，测量波形周期T记录于附录A5中。7.617 按公式计算时间间隔测量误差Δt，记录于附录A5中。Δt=T-T0 式中：Δt—时间间隔测量误差，s；T——数字取样示波器测量的波形周期，s；T0——示波器校准仪输出时标信号的周期，s。7.6.1.8改变示波器校准仪的时标信号周期，重复步骤7.6.1.5~7.6.1.7。计算不同时间间隔测量误差，记录于附录A5中。7.6.2方法二（微波信号源测量法）7.6.2.1如果被测时间间隔为20ps~1μs，可采用方法二校准数字取样示波器的时间间隔。5M(D{"ª#15M(D{"ª#15M(D$"ª#2??D$y$."$ªD$图7 微波信号源校准时间间隔连接框图7.623 恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为信号触发，打开被测通道，8垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽，设置波形采集点数n≥1000，打开波形平均功能，建议平均次数设为16。7624设置微波信号源1f0，幅度为被测数字取样示波器屏幕垂直量程的80。设置微波信号源2输出频率f0/n为正整数，幅度大于触发灵敏度电平。记1/f0于附录A5中。7.6.2.5调节数字取样示波器触发电平使波形正常显示，调节数字取样示波器水平刻度使屏幕稳定显示至少2个整周期信号，且在整周期波形中不应出现由时基校正产生的波形跳变现象。7626打开数字取样示波器周期测量功能，测量波形周期T记录于附录A5中。7.6.2.7按公式（9）计算时间间隔测量误差Δt，记录于附录A.5中。Δt=T-1/f0 式中：Δt—时间间隔测量误差，s；T——数字取样示波器测量的波形周期，s；f0——1输出频率，Hz。7.6.2.8改变微波信号源1输出频率，重复步骤7.6.2.4~7.6.2.7。计算不同时间间隔测量误差，记录于附录A5中。7.7频带宽度7718所示连接设备，微波信号源1输出端口经线缆连接至功分器的输入端，功分器一个输出端连接功率计，另一输出端连接被测数字取样示波器信号输入端口。""ª#1fly$fl(@ªD$y$."$?D$图8频率响应校准连接框图7.7.2恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为自由触发，打开被测通道，垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽，设置波形采集点数n≥1000。7.7.3 设置微波信号源1输出50MHz正弦信号，打开数字取样示波器幅度测量功能，调节微波信号源1输出功率，使数字取样示波器屏幕显示的波形幅度值达到垂直量程的80 左右，读取波形幅度测量值U0记录于附录A.6中。设置功率计频率为50MHz，读取功率测量值P0单位：dBm）记录于附录A.6中。7.7.4 改变微波信号源1输出的信号频率fi，并调节其输出功率，使数字取样示波器9屏幕显示的波形幅度值不大于垂直量程的80。读取被测数字取样示波器波形幅度测量值Ui；设置功率计频率为fi，读取功率计测量值Pi（单位：dBm），将fi、Ui、Pi分别记录于附录A.6中。77550MHz计算数字取样示波器的频率响应，记录于附录A6中。式中：

FR(f)=20lgUi+P-PiiU iiU

（10）Ff—数字取样示波器fi频率点的频率响应，dBfi ——第i点频率值，Hz；i ——1输出正弦波频率点的序数；Ui ——数字取样示波器测量频率fi点的波形幅度值，V；U0 ——数字取样示波器测量频率50MHz点的波形幅度值，V；Pi ——功率计测量频率fi点的功率值，dBm；P0 ——功率计测量频率50MHz点的功率值，dBm。7.7.6 重复执行步骤7.7.4~7.7.5，递增频率值fi直至达到数字取样示波器的标称带宽值。7.7.7 如果所有频率响应Ff值均大于-3dB，则频带宽度值大于频率fi最大值；如果某一频率响应Ff值等于-3dB，则频带宽度值等于对应频率fi值；如果某一频率响应Ff值小于-3dB，则按公式1）计算-3dB点频率响应对应的频率值f3dB作为频带宽度值。将频带宽度值记录于附录A6中。f =[FR(fi)+3]fi-1-[FR(fi-1)+3]fi

（11）式中：

3dB

FR(fi)-FR(fi-1)f3dB ——频率响应-3dB点对应的频率值，Hz；fi ——i点频率值，Hz；i —小于-3dB的频率响应Ff对应的频率点序数；Ff—fi频率点的频率响应，dB。78 上升时间781 方法一标准脉冲法）7811如果脉冲发生器输出为类阶跃波形，且上升时间小于被测数字取样示波器上升时间的1/3~1/2，可用方法一校准数字取样示波器的上升时间。否则选择方法二校准。78129所示连接设备，脉冲发生器信号输出端口连接至被测数字取样示波器信号输入端口，脉冲发生器触发输出端口连接至被测数字取样示波器触发输入端口。10@0fl@0flªD$y$."$?D$?D{6*$图?D{6*$7.813 恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为信号触发，打开被测通道，垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽，设置波形采集点数n≥1000。7814调节数字取样示波器触发电平使波形正常显示，调节垂直刻度使波形幅度在垂直方向上占屏幕80左右，屏幕显示波形的顶量值和底量值部分应趋于平缓，调节水平刻度使波形过渡状态在水平方向上占屏幕1/10~1/8左右。打开上升时间测量功能，设置10~90上升时间测量范围，读取上升时间测量结果trm记录于附录A7中。t2-t2rm rs7815按公式tt2-t2rm rs式中：

tr=

（12）tr——数字取样示波器上升时间，s；trm——数字取样示波器测量的上升时间，s；trs——脉冲发生器输出的类阶跃波形上升时间，s。7.8.2方法二（卷积脉冲法）7.8.2.1如果脉冲发生器输出为类冲激波形，其上升时间小于或等于被测数字取样示波器上升时间，且类冲激波形数据为有效溯源结果，可用方法二校准数字取样示波器的上升时间。78229所示连接设备，脉冲发生器信号输出端口连接至被测数字取样示波器信号输入端口，脉冲发生器触发输出端口连接至被测数字取样示波器触发输入端口。7.823 恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为信号触发，打开被测通道，垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽，设置波形采集点数n≥1000。7824调节数字取样示波器触发电平使波形正常显示，调节垂直刻度使波形幅度在垂直方向上占屏幕60~80左右，调节水平刻度使波形主要过渡部分至少由10个以上采样点显示，调节水平延时将主波形显示于屏幕左边一格之后，将反射波形也包含在屏幕显示中，如必要需配合调节水平刻度。数字取样示波器显示冲激脉冲波形如图10所示。7.8.2.5打开数字取样示波器的波形平均功能，设置平均次数m≥16，用计算机读取波形数据。按公式计算数字取样示波器系统传递函数。反卷积运算方法见附录D。11图10 数字取样示波器显示冲激脉冲波形*式中：*

fh(t)=fm(t)

fs(t)

（13）t ——具有相等时间间隔的时序数据，s；h—数字取样示波器系统传递函数，s，；f—数字取样示波器测量的类冲激波形数据，s，；s1*

t）——脉冲发生器输出的类冲激波形溯源数据，（s，V）；——反卷积运算符号。7826数字取样示波器系统传递函数即为冲激响应，对其做积分运算得到阶跃响应，计算阶跃响应的10~90上升时间，即为数字取样示波器的上升时间，记录于附录A7中。7.9时基抖动79131输出端口连接功分器输入端口，功分器两输出端口分别连接数字取样示波器信号输入端口和触发输入端口。7.9.2恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为信号触发，打开被测通道，垂直刻度设为最大值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽，设置波形采集点数n≥1000。793设置微波信号源1建议≥10dBm，数字取样示波器正常触发并稳定显示波形。794调节微波信号源1输出功率使数字取样示波器屏幕显示的波形幅度占垂直量程80包含过零点的上升/下降过渡状态波形，调整延时使此波形在屏幕中心显示，调节数字12取样示波器水平刻度到最小。9.5 打开数字取样示波器抖动有效值测量功能，读取测量值记录于附录A.8中。710 本底噪声7101 11所示连接设备，数字取样示波器信号输入端连接匹配负载。BDªD$y$."$?D$图11 本底噪声校准连接框图7102 恢复数字取样示波器默认设置，设置触发方式为自由触发，打开被测通道，垂直刻度设为最小值，垂直偏置设为0V，若有带宽选择功能设为最大带宽，设置波形采集点数n≥1000。7103 打开数字取样示波器的幅度平均测量功能，读取测量值记录于附录A9中。7104 改变带宽设置，读取测量值记录于附录A9中。711 校准信号电平7111 12所示连接设备，数字取样示波器校准信号输出端口经50Ω通过式负载连接数字多用表输入端口。y:*=y:*=ªD$S0?EDBD‰ªy$."$图12 校准信号电平校准连接框图，加通过式负载7112 恢复数字取样示波器默认设置，打开校准信号设置功能，设置校准信号输出电平。7113 打开数字多用表直流电压测量功能，读取直流电压测量结果记录于附录A10中。7114 改变数字取样示波器校准信号输出电平值，重复步骤7113操作。8 校准结果表达数字取样示波器校准后，出具校准证书，校准证书至少应包含以下信息：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或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；13i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）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；校准证书或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。9 复校时间间隔复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定，推荐为1年。14附录A原始记录内页格式A1 外观及工作正常性检查项目检查结果外观工作正常性输入阻抗触发灵敏度A2 直流增益垂直刻度mV/divErVElVE1V……EmVy1V……ymVEˉVˉVGΔG不确定度k=）100……A3 直流偏置垂直刻度mV/div直流偏置VErVElVE1V……EmVy1V……ymVEˉVˉVGΔD不确定度k=）1000.1…………A4 直流电压垂直刻度mV/div直流偏置VErVElVE1V……EmVy1V……ymVEˉVˉV不确定度k=）1000500…………1000.1100.2…………A5 时间间隔水平刻度s/div标称值T0s测量值Ts误差Δts不确定度k=）1×10-9……15A6 频带宽度频率fi数字取样示波器测量幅度值UiV功率计测量功率值PidBm频率响应FRdB不确定度k=）50MHz0（参考）1GHz……频带宽度： GHzA7 上升时间

方法一表标准脉冲上升时间trss上升时间测量值trms数字取样示波器上升时间trs不确定度k=）方法二表阶跃响应波形数字取样示波器上升时间trs不确定度k=）A8 时基抖动时基抖动s不确定度k=）A9 本底噪声带宽设置本底噪声mV不确定度k=）50GHz……10 校准信号校准信号电平设置值V测量值V不确定度k=）2……16附录B校准证书内页格式1 直流增益垂直刻度mV/divErVElVE1V……EmVy1V……ymVEˉVˉVGΔG不确定度k=）100……B2 直流偏置垂直刻度mV/div直流偏置VErVElVE1V……EmVy1V……ymVEˉVˉVGΔD不确定度k=）1000.1…………B3 直流电压垂直刻度mV/div直流偏置VErVElVE1V……EmVy1V……ymVEˉVˉV不确定度k=）1000500…………1000.1100.2…………B4 时间间隔水平刻度s/div标称值T0s测量值Ts误差Δts不确定度k=）1×10-9……B5 频带宽度频率fi数字取样示波器测量幅度值UiV功率计测量功率值PidBm频率响应FRdB不确定度k=）50MHz0（参考）1GHz……频带宽度： GHz17B6 上升时间

方法一表标准脉冲上升时间trss上升时间测量值trms数字取样示波器上升时间trs不确定度k=）方法二表系统传递函数波形数字取样示波器上升时间trs不确定度k=）B7 时基抖动时基抖动s不确定度k=）B8 本底噪声带宽设置本底噪声mV不确定度k=）50GHz……B9 校准信号校准信号电平设置值V测量值V不确定度k=）2……18附录C主要项目校准不确定度评定示例C1 直流增益C11 测量方法按7.3直流增益校准方法连接仪器并实现校准测量，可知不确定度分量主要来源于示波器校准仪和数字取样示波器相关测量指标。C12 测量模型737中计算公式可知，直流增益测量模型如公式m(Ei-E)(yi-y)式中：

G=i=

m(Ei-E)2i=1

（C.1）G——数字取样示波器的直流增益；m——在数字取样示波器垂直量程范围内选取的测量点数；i——在数字取样示波器垂直量程范围内选取的测量点数的序数；Ei——示波器校准仪输出的直流电压值序列，V；E—示波器校准仪输出直流电压值的平均值，V；yi——数字取样示波器测量的直流波形幅度值序列，V；y—数字取样示波器测量的直流电压波形幅度值平均值，V。灵敏系数为：c1

=∂G,…,c∂E16∂E16

∂G=∂E16=

,c17

∂G=∂E=c18

=∂G,…,c∂y33∂y33

∂G c= ∂y16 3=

∂G=∂y=注：灵敏系数偏导计算皆由计算机实现，偏导表达式在此不作详细展开。C13 不确定度来源示波器校准仪直流电平误差引入的不确定度u1，…，u17；数字取样示波器测量重复性引入的不确定度u18，…，u34。C14 标准不确定度评定a）示波器校准仪直流电平误差引入的不确定度以数字取样示波器垂直刻度设置为100mV/div为例，全量程为800mV，直流偏置为0mV，则全量程电平覆盖范围为-400mV~400mV。按8.3校准方法，示波器校准仪输出电平范围为25~37mV。根据示波器校准仪Fluke9500B指标手册可知，50Ω阻抗的直流电压最大允许误差为0.025 +25μV/U，则25~37mV输出19范围直流电压的误差为31.25~118.7μV，按均匀分布，取k=3，标准不确定度分量范围为18.04~68.5μV。为方便计算，将16个输出电平值和平均值的标准不确定度皆按最大取值处理，则标准不确定度分量0.07mV。即u1=0.07mV，…，u17=0.07mV。b）数字取样示波器测量重复性引入不确定度按A类方法评定测量重复性引入的不确定度。以数字取样示波器测量125mV电10次，测量结果如表C1所示。10次测量的电压平均值为12563mV，按贝塞尔公式计算单次测量结果标准偏差为0.01mV。按此方法依次计算数字取样示波器测量16个电平值的测量结果平均值和标准偏差数据较多相应内容不在此列举单次测量结果标准偏差均不大于001mV。为方便计算将16个电平测量结果和平均值的测量重复性引入的不确定度皆按最大取值处理，即u18=0.01mV，…，u34=0.01mV。表C.1 数字取样示波器测量125mV电平数据测量次数12345678910测量值mV125.63125.64125.63125.65125.62125.63125.65125.64125.63125.62C15 合成标准不确定度各标准不确定度分量汇总见表C.2。表C.2 直流增益测量的标准不确定度分量一览表来源评定方法分布k值标准不确定度灵敏系数ci（1/mV）i=1，2，…，34标准不确定度分量符号数值示波器校准仪直流电平误差B均匀3u10.07mV4.4×10-43.1×10-5B均匀3u20.07mV3.8×10-42.7×10-5B均匀3u30.07mV3.3×10-42.3×10-5B均匀3u40.07mV2.7×10-41.9×10-5B均匀3u50.07mV2.1×10-41.5×10-5B均匀3u60.07mV1.5×10-41.1×10-5B均匀3u70.07mV8.9×10-56.2×10-6B均匀3u80.07mV3.0×10-52.1×10-6B均匀3u90.07mV-3.0×10-52.1×10-6B均匀3u100.07mV-8.9×10-56.2×10-6B均匀3u110.07mV-1.5×10-41.1×10-5B均匀3u120.07mV-2.1×10-41.5×10-5B均匀3u130.07mV-2.7×10-41.9×10-5B均匀3u140.07mV-3.3×10-42.3×10-520表C.2（续）来源评定方法分布k值标准不确定度灵敏系数ci（1/mV）i=1，2，…，34标准不确定度分量符号数值示波器校准仪直流电平误差B均匀3u150.07mV-3.8×10-42.7×10-5B均匀3u160.07mV-4.4×10-43.1×10-5B均匀3u170.07mV-9.4×10-106.6×10-11数字取样示波器测量重复性A————u180.01mV-4.4×10-44.4×10-6A————u190.01mV-3.8×10-43.8×10-6A————u200.01mV-3.2×10-43.2×10-6A————u210.01mV-2.7×10-42.7×10-6A————u220.01mV-2.1×10-42.1×10-6A————u230.01mV-1.5×10-41.5×10-6A————u240.01mV-8.8×10-58.8×10-7A————u250.01mV-2.9×10-52.9×10-7A————u260.01mV2.9×10-52.9×10-7A————u270.01mV8.8×10-58.8×10-7A————u280.01mV1.5×10-41.5×10-6A————u290.01mV2.1×10-42.1×10-6A————u300.01mV2.7×10-42.7×10-6A————u310.01mV3.2×10-43.2×10-6A————u320.01mV3.8×10-43.8×10-6A————u330.01mV4.4×10-44.4×10-6A————u340.01mV00((c1u1)2+…+(c34u34)2uc=C16 扩展不确定度

=7.8×1-5取包含因子k=2，扩展不确定度为U=uc=1.6×10-4。C2 时间间隔C21 测量方法按7.6时间间隔校准方法连接仪器并实现校准测量，可知不确定度分量主要来源于示波器校准仪和数字取样示波器相关测量指标。C22 测量模型7617中计算公式可知，时间间隔测量模型如式Δt=T-T0 21式中：Δt—时间间隔测量误差，s；T——数字取样示波器测量的波形周期，s；T0——示波器校准仪输出时标信号的周期，s。C23 不确定度来源示波器校准仪时标信号引入的不确定度；测量重复性引入的不确定度。C24 标准不确定度评定示波器校准仪时标信号引入的标准不确定度u1依据示波器校准仪Fluke9500B指标手册，时标信号频率相对误差为5×10-，以600ns标准周期信号为例，其周期最大允许误差为±1.5×10-4ns，按均匀分布，取k=3，则示波器校准仪时标信号引入的不确定度为u1=8.7×10-5ns。测量重复性引入的标准不确定度u2A类方法评定测量重复性引入的不确定度。数字取样示波器测量时间间隔10次，测量结果如表C.3所示。10次测量的时间间隔平均值为599.92ns，按贝塞尔公式计算单次测量结果标准偏差为0.12ns，则测量重复性引入的不确定度为u2=0.12ns。表C.3 数字取样示波器测量时间间隔数据测量次数12345678910测量值ns599.87599.75599.98600.08599.87599.94599.78599.95600.13599.82C25 合成相对标准不确定度各标准不确定度分量汇总见表C.4。表C.4 时间间隔测量的标准不确定度分量一览表来源评定方法分布k值标准不确定度灵敏系数cii=1，2标准不确定度分量/ns符号数值/ns示波器校准仪时标信号B均匀3u18.7×10-518.7×10-5测量重复性A————u20.1210.12(c(c1u1)2+(c2u2)2C26 扩展不确定度

uc=

=0.12ns取包含因子k=2，扩展不确定度为U=uc=0.24ns。C3 频带宽度C31 测量方法77频带宽度校准方法连接仪器并实现校准测量，可知不确定度分量主要来源22于功率计、功分器和数字取样示波器相关测量指标。C32 测量模型775中计算公式可知，频率响应测量模型如公式式中：

FR(f)=20lgUi+P-PiiU iiU

（C.3）FR(fi)——数字取样示波器fi频率点的频率响应，dB；fi ——第i点频率值，Hz；i ——1输出正弦波频率点的序数；Ui ——数字取样示波器测量频率fi点的波形幅度值，V；U0 ——数字取样示波器测量频率50MHz点的波形幅度值，V；P0 ——功率计测量频率50MHz点的功率值，dBm；Pi ——功率计测量频率fi点的功率值，dBm。在扫频方式测量频率响应过程中，功率计测量不准、失配、功分器不平衡等皆是引入不确定度的分量，综合考虑公式（C.3）和不确定度分量的影响，测量模型可由公式（C.4）表示。U2M PM K BFR(f)= i osc,i∙0 pm,0 i∙

（C.4）式中：

i U2

0osc,00

PiM

pm,iK0 BiFf—数字取样示波器fi频率点的频率响应，dBfi ——第i点频率值，Hz；i ——微波信号源1输出正弦波频率点的序数；Ui ——数字取样示波器测量频率fi点的波形幅度值，V；Mosc，i——数字取样示波器在频率fi点的失配因子；U0 ——数字取样示波器测量频率50MHz点的波形幅度值，V；Mosc，0——数字取样示波器在频率50MHz点的失配因子P0 ——功率计测量频率为50MHz点的功率值，dBm；Mpm，0——功率计在频率50MHz点的失配因子；Ki ——功率计在频率fi点的校准因子；Pi ——功率计测量频率fi点的功率值，dBm；Mpm，i——功率计在频率fi点的失配因子；K0 ——功率计在频率50MHz点的校准因子B0 ——功率计在频率50MHz点的不平衡。Bi ——功分器在频率fi点的不平衡；灵敏系数：23c=∂FR(fi)=2UiMosc,i∙P0Mpm,0Ki∙B0，UM1 ∂UUM

20 oc,

PiMpm,iK0 Biic=∂FR(fi)=-2U2Mosc,i∙P0Mpm,0Ki∙B0iUM2 ∂UUM

30 oc,

PiMpm,iK0 Bi= c ∂FR(fi) = 3 ∂Pi 4

∂FR(fi) c= ∂P0 =

∂FR(fi) c= ∂Mosc,i =

∂FR(fi) c= ∂Mosc,0 =

∂FR(fi)=∂Mpm,i== c ∂FR(fi) = 8 ∂Mpm,0

∂FR(fi) c= ∂Ki =

∂FR(fi) c= ∂K0 =

∂FR(fi) c= ∂Bi =

∂FR(fi)=∂B0=注：灵敏系数偏导计算皆由计算机实现，偏导表达式在此不作详细展开。C33 不确定度来源数字取样示波器测量频率fi点波形幅度值的测量重复性引入的标准不确定度u1；数字取样示波器测量频率为50MHz点波形幅度值的测量重复性引入的标准不u2；功率计测量频率fi点功率值的测量重复性引入的标准不确定度u3；功率计测量频率为50MHz点功率值的测量重复性引入的标准不确定度u4；数字取样示波器测量频率fi点失配引入的标准不确定度u5；数字取样示波器测量频率50MHz点失配引入的标准不确定度u6；功率计测量频率fi点失配引入的标准不确定度u7；功率计测量频率50MHz点失配引入的标准不确定度u8；功率计测量频率fi点功率不准引入的标准不确定度u9；功率计测量频率50MHz点功率不准引入的标准不确定度u10；功分器在频率fi点分配不平衡引入的标准不确定度u11；功分器在频率50MHz点分配不平衡引入的标准不确定度u12。C34 标准不确定度评定a）数字取样示波器测量频率fi点波形幅度值的测量重复性引入的标准不确定度u150GHz频率点为例，按A类方法评定测量重复性引入的不确定度。数字取样示波器测量正弦波幅度10C510次测量平均值为2166mV，按贝塞尔公式计算单次测量结果标准偏差为0.97mV，则测量重复性引入的不确定度为u1=0.97mV。表C.5 数字取样示波器测量50GHz波形幅度数据测量次数幅度测量值/mV1216.42217.23215.64216.85215.124表C.5（续）测量次数幅度测量值/mV6217.47218.28216.79215.510217.2Y216.6n -2（Yi-Y）s(Yi)= i=1n-10.97数字取样示波器测量频率为50MHz点波形幅度值的测量重复性引入的标准不u2按A类方法评定测量重复性引入的不确定度。数字取样示波器测量50MHz正弦波10次，测量结果如表C6所示，106369mV，按贝塞尔公式计算单次测量结果标准偏差为1.73mV，则测量重复性引入的不确定度为u2=1.73mV。表C.6 数字取样示波器测量50MHz波形幅度数据测量次数幅度测量值/mV1638.82636.43638.24639.55637.66635.97634.48636.59637.210634.3Y636.9n -2（Yi-Y）s(Yi)= i=1n-11.73功率计测量频率fi点功率值的测量重复性引入的标准不确定度u350GHz频率点为例，按A类方法评定测量重复性引入的不确定度。功率计测量10次，测量结果如表C7所示。10次功率测量平均值为-707dBm，转化为W单位为1.965×10-4W，按贝塞尔公式计算单次测量结果标准偏差为6.048×2510-7W，则测量重复性引入的不确定度为u3=6.048×10-7W。表C.7 功率计测量50GHz信号功率数据测量次数功率值/dBm功率值/W1-7.061.968×10-42-7.081.959×10-43-7.071.963×10-44-7.051.972×10-45-7.061.968×10-46-7.081.959×10-47-7.091.954×10-48-7.061.968×10-49-7.071.963×10-410-7.051.972×10-4Y-7.0671.965×10-4n -2（Yi-Y）s(Yi)= i=1n-10.0136.048×10-7功率计测量频率为50MHz点功率值的测量重复性引入的标准不确定度u4按A类方法评定测量重复性引入的不确定度。功率计测量正弦波幅度10结果如表C8所示。10次功率测量平均值为004dBmW1009×10-3W，按贝塞尔公式计算单次测量结果标准偏差为1.715×10-6W，则测量重复性引入的不确定度为u4=1.715×10-6W。表C.8 功率计测量50MHz信号功率数据测量次数功率值/dBm功率值/W10.051.012×10-320.041.009×10-330.041.009×10-340.031.007×10-350.031.007×10-360.041.009×10-370.051.012×10-380.041.009×10-326表C.8（续）测量次数功率值/dBm功率值/W90.031.007×10-3100.041.009×10-3Y0.041.009×10-3n -2（Yi-Y）s(Yi)= i=1n-10.00741.715×10-6数字取样示波器测量频率fi点失配引入的标准不确定度u5网络分析仪实测50GHz频点功分器端口驻波比VSWR128，数字取样示波器86117A50GHz频点VSWR165分别计算功分器端口反射系数模值∣Γs∣=0.12和数字取样示波器反射系数模值∣Γo∣=0.25。式中：VSWR——电压驻波比；Γ ——反射系数。

VSWR=1+|Γ|| |

（C.5）数字取样示波器与功分器连接端口间的失配可根据公式（C.6）计算。(1-|Γs|2)(1-|Γo|2)式中：

Mosc

|1-ΓsΓo

|2 C.）Mosc——数字取样示波器与功分器连接端口间的失配；Γs——功分器端口反射系数；Γo——数字取样示波器端口反射系数。由式C.）可知，若将失配Mosc估算为1，则引入的最大误差为2|Γs||Γo。按照B类不确定度评定方法，由于反射系数符合反正弦分布，包含因子k=2，可根据公式C.）计算失配引入的不确定度分量u5=0.042。25u=2|Γs||Γo|25

（C.7）式中：u5——数字取样示波器测量频率fi点失配引入不确定度分量；Γs——功分器端口反射系数；Γo——数字取样示波器端口反射系数。数字取样示波器测量频率50MHz点失配引入的标准不确定度u627网络分析仪实测50MHz频点功分器端口驻波比VSWR102，数字取样示波器86117A50MHz频点VSWR124分别计算功分器端口反射系数模值∣Γs∣=0.01和数字取样示波器反射系数模值∣Γo∣=0.11。按照B类不确定度评定方法，反射系数符合反正弦分布，包含因子k=2，根据公式C.）计算失配引入的不确定度分量u6=1.6×10-3。功率计测量频率fi点失配引入的标准不确定度u7网络分析仪实测50GHz频点功分器端口驻波比VSWR为1.28，功率计50GHz频点的驻波比由溯源证书给出为1.086，根据公式（C.5）分别计算功分器端口反射系数模值∣Γs∣=0.12和功率计反射系数模值∣Γp∣=0.04。按照B类不确定度评定方法，反射系数符合反正弦分布，包含因子k=2，根据公式C.）计算失配引入的不确定度分量u7=6.8×10-3。功率计测量频率50MHz点失配引入的标准不确定度u8网络分析仪实测50MHz频点功分器端口驻波比VSWR为1.02，功率计50MHz频点的驻波比由溯源证书给出为1.004，根据公式（C.5）分别计算功分器端口反射系数模值∣Γs∣=0.01和功率计反射系数模值∣Γp∣=0.002。按照B类不确定度评定方法，反射系数符合反正弦分布，包含因子k=2，根据公式C.）计算失配引入的不确定度分量u8=2.8×10-5。功率计测量频率fi点功率不准引入的标准不确定度u9按照B类不确定度评定方法，根据功率计溯源证书的校准数据，50GHz频点校准9987116250GHz频点功率测量不准引入的标准不确定度分量u9=1.16/2=5.8×10-3。功率计测量频率50MHz点功率不准引入的标准不确定度u10按照B类不确定度评定方法，根据功率计溯源证书的校准数据，50MHz频点校准9996071250MHz频点功率测量不准引入的标准不确定度分量u10=0.71/2=3.6×10-3。功分器在频率fi点分配不平衡引入的标准不确定度u11网络分析仪实测50GHz频点功分器两输出端口不平衡为008dB，则两端口不平衡造成的功率比为1019。按照B类不确定度评定方法，包含因子为350GHz频点功分器两输出端口不平衡引入的标准不确定度分量u11=1.019/3≈0.588。功分器在频率50MHz点分配不平衡引入的标准不确定度u12网络分析仪实测50MHz频点功分器两输出端口不平衡为002dB衡造成的功率比为1.0046。按照B类不确定度评定方法，包含因子为 3，则50MHz频点功分器两输出端口不平衡引入的标准不确定度分量u12=1.0046/3≈0.580。C35 合成标准不确定度各标准不确定度分量汇总见表C.9。28表C.9 频率响应测量的标准不确定度分量一览表来源评定方法分布k值标准不确定度灵敏系数cii=1，2，…，12标准不确定度分量符号数值数字取样示波器测量频率为fi点波形幅度值的测量重复性A————u10.97mV5.367（1/mV）5.2×10-3数字取样示波器测量频率为50MHz点波形幅度值的测量重复性A————u21.73mV-1.826（1/mV）3.2×10-3功率计测量频率为fi点功率值的测量重复性A————u36.048×10-7W-2.97×103（1/W）1.8×10-350MHz点功率值的测量重复性A————u41.715×10-6W576.1（1/W）9.9×10-4数字取样示波器测量频率fi点失配B反正弦2u50.0420.5810.0249数字取样示波器测量频率50MHz点失配B反正弦2u61.6×10-3-0.5819.1×10-4功率计测量频率fi点失配B反正弦2u76.8×10-3-0.5814.0×10-3功率计测量频率50MHz点失配B反正弦2u82.8×10-50.5811.7×10-5功率计测量频率fi点功率不准B正态2u95.8×10-30.5823.4×10-3功率计测量频率50MHz点功率不准B正态2u103.6×10-3-0.5822.1×10-3功分器在频率fi点分配不平衡B均匀3u110.588-0.5760.339功分器在频率50MHz点分配不平衡B均匀3u120.5800.5840.339由于50GHz和50MHz两频率点皆由同一功率计测量，功率计测量不准引入的不确定度分量u9和u10之间存在相关性，其他标准不确定度分量间则不相关，合成标准不确定度uc可由下式计算。(c1(c1u1)2+…+(c12u12)2+2c9c10u9u10C36 扩展不确定度取包含因子k=2，扩展不确定度为U=uc=0.96转换为对数单位的扩展不确定度为0.18dk=。

=0.4829C4 上升时间标准脉冲法）C41 测量方法按7.8.1上升时间校准方法连接仪器并实现校准测量，可知不确定度分量主要来源于标准脉冲源和数字取样示波器相关测量指标。C42 测量模型t2-t2rm rs7815中计算公式可知，标准脉冲法测量上升时间的测量模型如公式t2-t2rm rs式中：

tr=

（C.8）tr——数字取样示波器上升时间，s；trm——数字取样示波器测量的上升时间，s；trs——脉冲发生器输出的类阶跃脉冲上升时间，s。1 1

=∂tr= -trs ，

=∂t

= trm 。t-t-2 rmrsrmrsCt-t-2 rmrsrmrs

∂trs 2 2

∂trm 2 2标准脉冲信号引入的标准不确定度