JJG 840-2015函数发生器-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量检定规程J J G8 4 02 0 1 5函数发生器F u n c t i o nG e n e r a t o r s 2 0 1 5-1 2-0 7发布2 0 1 6-0 6-0 7实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局函数发生器检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fF u n c t i o nG e n e r a t o r sJ J G8 4 02 0 1 5代替J J G8 4 01 9 9 3 归 口 单 位:全国无线电计量技术委员会 主要起草单位:中国
2、计量科学研究院上海市计量测试技术研究院江苏省计量科学研究院 参加起草单位:河南省计量科学研究院 本规程委托全国无线电计量技术委员会负责解释J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局本规程主要起草人:郁月华(中国计量科学研究院)朱建刚(上海市计量测试技术研究院)武 军(江苏省计量科学研究院)参加起草人:缪京元(中国计量科学研究院)黄见明(中国计量科学研究院)杜建国(河南省计量科学研究院)J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 概述(1)3 计量性能要求(1)3.1 频率(1)3.2 幅度(1)3.3 失真(1)3.4 三角波/斜波
3、线性度(1)3.5 方波/脉冲特性(1)4 通用技术要求(2)5 计量器具控制(2)5.1 检定条件(2)5.2 检定项目及检定方法(3)5.3 检定结果的处理(1 3)5.4 检定周期(1 3)附录A 函数发生器检定结果原始记录格式(1 4)附录B 检定证书内页格式(2 0)附录C 检定结果通知书内页格式(2 7)附录D 最小二乘法计算三角波线性及测量流程(2 9)J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局引 言 本规程是对J J G8 4 01 9 9 3函数信号发生器检定规程的修订版本,修订内容如下:原规程名称为 函数信号发生器,现修改为 函数发生器。原规程“输出幅度的检
4、定”,用示波器测量幅度时,函数发生器输出幅度技术指标优于1%时已不再适用,修订后直接用数字电压表检测其波形幅度有效值;由波形系数计算被测波形幅度峰峰值。原规程用电压表和示波器检定“正弦波幅度平坦度”,已不再满足频率高达几百兆赫兹,频响指标高达1%左右的函数发生器,修订后直接用功率计或测量接收机检定正弦波幅度平坦度。失真参数:保留原规程的“正弦波总失真系数的检定”,修订后增加了谐波失真参数,并作为选测项。原规程中“三角波线性的检定”,其匹配负载连接复杂,公式笼统,不易操作,修改后用5 0匹配负载替代;将公式进行了细化,并在附录D中给出了最小二乘法拟合公式和测量程序参考流程。由于大多数函数发生器技
5、术说明书中没有给出调制功能的技术指标而只给出调制范围或相关功能的参数,因此本规程对调制功能只作正常性检查。目前生产的函数发生器没有衰减器技术指标要求,修订后的规程已取消此参数。本规程历次版本的发布情况为:J J G8 4 01 9 9 3。J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局函数发生器检定规程1 范围本规程适用于频率在2 5 0MH z以下的函数发生器的首次检定、后续检定以及使用中检查。2 概述函数发生器是用直接数字合成方式(D D S)产生正弦波、方波、三角波、脉冲波及调幅(AM)、调 频(FM)、调 相(PM)、频 移 键 控(F S K)、群 脉 冲(B UR S
6、T)、扫 频(SWE E P)等多种时间函数波形的仪器,广泛应用于无线电射频参数的测量。3 计量性能要求3.1 频率频率范围:0.1H z 2 5 0MH z频率准确度:51 0-311 0-83.2 幅度直流电压幅度:2 0V直流电压幅度误差:0.1%1 0%交流电压幅度:5mV5 5V(峰峰值)(高阻负载1k H z)5mV1 0V(峰峰值)(5 0负载1k H z)交流电压幅度误差:0.5%1 0%正弦波幅度平坦度:1 0 0mV1 0V(峰峰值)(1k H z 2 5 0MH z);0.1d B1d B3.3 失真总谐波失真:0.0 2%1.0%(频率范围2 0H z 2 0k H z
7、、峰峰值电压1V时)谐波失真:-7 0d B c-2 5d B c(频率范围0.1H z 2 5 0 MH z、峰峰值电压1V时)3.4 三角波/斜波线性度三角波/斜波线性度:0.1%0.5%(1V峰峰值,1k H z)3.5 方波/脉冲特性上升时间:1n s 1 0s(5V峰峰值)过冲:1%2 0%空度比:5%9 5%空度比准确度:优于2%1J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局4 通用技术要求函数发生器外观不应有影响正常工作的机械损伤。控制旋钮,按键,开关,输入、输出插座应牢固。操作可靠,具有明确的标志,各显示清晰完整。函数发生器应有永久性生产厂名。具有明显电源电压标志
8、,函数发生器开机后自检和各输出功能应正常。5 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定以及使用中检查。5.1 检定条件5.1.1 环境条件a)环境温度:(2 35);b)相对湿度:不大于8 0%;c)供电电压:(2 2 01 1)V,(5 01)H z;d)周围无影响检定系统正常工作的电磁干扰和机械振动。5.1.2 检定用设备a)频率计数器频率范围:0.1H z 2 5 0MH z;频率准确度:51 0-411 0-9。b)数字电压表频率范围:D C,1 0H z 1 0 0k H z;交流电压测量范围:5mV1 0 0V;最大允许误差:0.1%;直流电压测量范围:5mV1 0 0V;最
9、大允许误差:0.0 1%;要求具有外触发延迟测量功能。c)功率计(或测量接收机)频率范围:9k H z 2 5 0MH z;电平测量范围:(-6 0+3 0)d B m;0.1d B0.3d B;相对电平最大允许误差:0.0 1d B0.0 0 5d B/1 0d B。d)数字示波器频带宽度:D C1GH z;上升时间:3 5 0p s;幅度最大允许误差:1.5%。e)失真度仪(或音频分析仪)频率范围:2 0H z 2 0k H z;失真度测量范围:0.0 1%3 0%;最大允许误差:1d B。f)频谱分析仪2J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局频率范围:9k H z 3
10、GH z;电平测量动态范围:应优于8 0d B;最大允许误差:(12)d B。g)匹配负载范围:2W5 0;最大允许误差:0.5%。h)衰减器频率范围:D C1GH z;衰减:2 0d B;驻波比:应不超过1.2 5。5.2 检定项目及检定方法5.2.1 检定项目一览表函数发生器检定项目如表1所示。表1 检定项目一览表检定项目首次检定后续检定使用中检查外观、各函数波形频率范围以及各调制工作正常性检查+频率+输出波形幅度+直流电压+*正弦波幅度平坦度+*正弦波总失真系数+*-谐波失真+*-方波/脉冲上升时间/过冲+脉冲空度比+*三角波/斜波线性度+*-注:“+”为应检项目,“-”为可不检项目,“
11、*”为可选检项目。5.2.2 外观及功能正常性检查5.2.2.1 被检函数发生器应具有说明书、出厂检验或相应的配套附件;外观不应有任何机械损伤,各功能、菜单、数字按键及旋钮应正常;各标志应清晰完整。5.2.2.2 输出波形正常性检查按图1所示连接,被检函数发生器按规定时间进行预热后,其输出连接示波器输入,被检函数发生器按说明书要求,设置频率至最大,输出幅度置合适,对正弦波、方波、三角波等输出波形分别进行检查,在最大输出频率时,应显示波形正常。3J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局图1 输出波形检查框图5.2.2.3 调制功能正常性检查a)调幅(AM)功能1)按图1所示连接
12、示波器,设置被检函数发生器内部调幅(AM)输出,用示波器观测屏幕显示正常的调幅波形,调幅功能工作正常。并记录于表A.2 5中。2)若图1连接测量接收机检查调幅功能,则被检函数发生器设置内部调幅(AM)输出,用测量接收机读取调制频率和调幅深度正常,则函数发生器调幅功能正常。b)调频(FM)功能1)按图1所示连接示波器,设置被检函数发生器内部调频(FM)输出,用示波器观测屏幕显示正常的调频波形,调频功能工作正常。并记录于表A.2 5中。2)若图1连接测量接收机检查调频功能,则设置被检函数发生器内部调频(FM)输出,用测量接收机读取调制频率和调频频偏正常,则函数发生器调频功能正常。c)调相(PM)功
13、能1)按图1所示连接示波器,设置将被检函数发生器内部调相(PM)输出,用示波器观测屏幕显示正常的调相波形,调相功能工作正常。并记录于表A.2 5中。2)若图1连接测量接收机检查调相功能,则设置被检函数发生器内部调相(PM)输出,用测量接收机读取调制频率和调相相位正常,则函数发生器调相功能正常。d)频移键控(F S K)功能按图1所示连接示波器,设置被检函数发生器频移键控(F S K)输出,用示波器观测屏幕显示正常的F S K波形,则频移键控功能工作正常。并记录于表A.2 5中。5.2.2.4 扫频(SWE E P)功能的检查a)按图1所示连接示波器,设置被检函数发生器扫频(SWE E P)输出
14、,用示波器观测屏幕显示正常的扫频波形,扫频特性功能正常。并记录于表A.2 5中。b)若用测量接收机检查扫频功能,测量接收机选择频谱模式,观察屏幕有正常的扫频波形显示,即扫频功能正常。5.2.2.5 群脉冲(B UR S T)功能的检查 按图1所示连接示波器,设置被检函数发生器群脉冲(B UR S T)输出,用示波器观测屏幕显示几个波峰的群周期输出波形,则群脉冲输出功能正常,并记录于表A.2 5中。5.2.3 信号频率检定a)仪器连接如图2所示。4J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局图2 频率检定框图 b)设置被检函数发生器正弦波输出频率标称值fb,输出幅度为0d B m或
15、适当值、偏置为零,读取此时频率计显示值fs,并记录于表A.1中;被检函数发生器频率误差计算见公式(1):f=fb-fsfs(1)式中:fb 函数发生器输出频率标称值,H z;fs 输出频率实测值,H z;f 频率误差。c)改变函数发生器频率标称值fb,按频段或技术说明书要求选取不少于8个频率点,按b)的方法分别进行检定。d)按图2所示连接检定输出频率范围:被检函数发生器输出连接频率计CH 1周期&测频输入端,设置被检仪器输出频率至最小(如:正弦波1H z),输出幅度置合适,读取此时频率计显示输出最小频率值;再置被检仪器输出频率至最大,读取频率计显示输出最大频率值;e)正弦波、方波、三角波等输出
16、频率范围应满足说明书技术要求,并记录于表A.2中。5.2.4 输出波形幅度检定5.2.4.1 正弦波输出幅度a)仪器连接如图3所示。图3 高阻输出幅度检定框图b)设置函数发生器输出频率1k H z,幅度1V峰峰值(U0)并为高阻输出状态的正弦波,用数字电压表读取有效值Ui,并记录于表A.3中。c)计算正弦波输出幅度误差,见公式(2):5J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局=U0-2 2Ui2 2Ui1 0 0%(2)式中:被测正弦波幅度误差,%;U0 正弦波幅度标称值,V,峰峰值;Ui 正弦波幅度实测值,V,有效值。d)改变函数发生器正弦波最小输出幅度(如2 0mV峰峰值
17、)和最大输出幅度(如2 0V峰峰值或5 5V峰峰值),按b)、c)的方法,对正弦波大、中、小三个幅度点上分别进行检定,并分别记录于表A.3中。e)仪器连接如图4所示,函数发生器设置正弦波输出阻抗5 0,频率1k H z,幅度置大、中、小三个幅度点,重复b)、c)的方法,对5 0输出正弦波幅度进行检定,并记录于表A.7中。正弦波输出幅度应满足说明书技术要求。图4 5 0输出幅度检定框图5.2.4.2 方波幅度检定a)仪器连接如图3所示。b)设置函数发生器输出频率1k H z,幅度1V峰峰值(U0)并为高阻输出状态的方波,用数字电压表读取有效值Ui,并记录于表A.4中。c)计算方波输出幅度误差,见
18、公式(3):=U0-2Ui2Ui1 0 0%(3)式中:被测方波幅度误差,%;U0 方波幅度标称值,V,峰峰值;Ui 方波幅度实测值,V,有效值。d)改变函数发生器方波最小输出幅度(如2 0mV峰峰值)和最大输出幅度(如2 0V峰峰值或5 5V峰峰值),按b)、c)的方法,对方波大、中、小三个幅度点上分别进行检定并分别记录于表A.4中。e)仪器连接如图4所示,函数发生器设置方波输出阻抗5 0,频率1k H z,幅度置大、中、小三个幅度点,重复b)、c)的方法,对5 0输出方波幅度进行检定,并记录于表A.8中。方波输出幅度应满足说明书技术要求。5.2.4.3 三角波输出幅度a)仪器连接如图3所示
19、。6J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局b)设置函数发生器输出频率1k H z,幅度1V峰峰值(U0)并为高阻输出状态的三角波,用数字电压表读取有效值Ui,并记录于表A.5中。c)计算三角波输出幅度误差,见公式(4):=U0-2 3Ui2 3Ui1 0 0%(4)式中:被测三角波幅度误差,%;U0 三角波幅度标称值,V,峰峰值;Ui 三角波幅度实测值,V,有效值。d)改变函数发生器三角波最小输出幅度(如2 0mV峰峰值)和最大输出幅度(如2 0V峰峰值或5 5V峰峰值),按b)、c)的方法,对三角波大、中、小三个幅度点分别进行检定并分别记录于表A.5中。e)仪器连接如图4
20、所示,函数发生器设置三角波输出阻抗5 0,频率1k H z,幅度置大、中、小三个幅度点,重复b)、c)的方法,对5 0输出三角波幅度进行检定,并记录于表A.9中。三角波输出幅度应满足说明书技术要求。5.2.4.4 斜波输出幅度a)按5.2.4.3的三角波输出幅度方法进行斜波输出幅度的检定。并为高阻输出状态的斜波幅度数据记录于表A.6中。b)将输出阻抗为5 0的斜波幅度数据记录于表A.1 0中,斜波输出幅度应满足说明书技术要求。5.2.4.5 无数字显示功能或度盘及指针式的函数发生器输出幅度可调范围检定按图5连接:图5 连续可调函数波形幅度检定框图a)设置函数发生器正弦波、1k H z、调节输出
21、幅度(度盘)微调旋钮至最小幅度,并为高阻输出状态;b)按下示波器“自动设置”,设置示波器1m s/d i v,1M,使示波器显示波形幅度为屏幕高度的8 0%左右,选择示波器“测量”菜单中的电压峰峰值参数,读取示波器屏幕显示值为正弦波输出幅度最小值Um i n;c)调节被检函数发生器输出幅度(度盘)微调旋钮至最大,并调整示波器垂直偏转使显示波形幅度为合适高度,按b)的方法读取示波器屏幕显示值为正弦波输出幅度最大值Um a x,并将Um i n和Um a x数据记录于表A.1 1中;d)设置函数发生器输出波形分别为三角波、方波,按上述a)、b)、c)的方法分别检定三角波、方波输出幅度范围,并将三角
22、波和方波的Um i n和Um a x数据分别记录7J J G8 4 02 0 1 5市场监管总局市场监管总局于表A.1 1中;e)若被检函数发生器有5 0输出功能,则图5中示波器输入阻抗置5 0,按上述a)d)的方法,检定函数发生器输出阻抗为5 0时的正弦波、三角波、方波输出幅度范围,并分别将Um i n和Um a x数据记录于表A.1 1中。5.2.5 直流电压的检定a)仪器连接如图6所示。图6 高阻输出直流电压检定框图b)设置函数发生器正、负直流电压输出功能、输出阻抗为高阻状态,直流电压为U0(1V)。c)数字电压表设置D C V测量功能,读取此时数字电压表显示值U1。d)直流电压误差计算
23、见公式(5):=U0-U1U11 0 0%(5)式中:被测直流电压误差,%;U0 直流电压标称值,V;U1 直流电压实测值,V。e)改变函数发生器直流电压最小值(如:5mV),直流电压最大值(如:5V),按a)d)的方法,对高阻输出直流电压大、中、小三个幅度点分别进行检定并记录于表A.1 2和表A.1 3中;f)按图7连接检定5 0输出直流电压,设置函数发生器输出阻抗5 0,按a)e)的方法,对5 0输出直流电压大、中、小三个幅度点分别进行检定并记录于表A.1 4和表A.1 5中。图7 5 0输出直流电压检定框图5.2.6 正弦波幅度平坦度检定a)仪器连接如图8所示。8J J G8 4 02
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