JJF 1982-2022电平振荡器校准规范-(高清版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 8 22 0 2 2电平振荡器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rL e v e lO s c i l l a t o r s 2 0 2 2-0 9-2 6发布2 0 2 3-0 3-2 6实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布电平振荡器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rL e v e lO s c i l l a t o r sJ J F1 9 8 22 0 2 2代替J J G3
2、7 41 9 9 7 归 口 单 位:全国无线电计量技术委员会 主要起草单位:上海市计量测试技术研究院电信科学技术第一研究所有限公司 参加起草单位:中国计量科学研究院四川眉山建华电子仪器有限公司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J J F1 9 8 22 0 2 2本规范主要起草人:詹志强(上海市计量测试技术研究院)李弼德(电信科学技术第一研究所有限公司)于 磊(上海市计量测试技术研究院)参加起草人:何 昭(中国计量科学研究院)唐 瑜(四川眉山建华电子仪器有限公司)黄 震(中国信息通信研究院)J J F1 9 8 22 0 2 2目 录引言()1 范围(1)2 引用
3、文件(1)3 概述(1)4 计量特性(1)4.1 频率(1)4.2 电平(1)4.3 谐波(2)4.4 平衡输出信号平衡度(2)5 校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 测量标准及其他设备(2)6 校准项目和校准方法(3)6.1 校准项目(3)6.2 校准方法(3)7 校准结果表达(9)8 复校时间间隔(9)附录A 原始记录格式(1 0)附录B 校准证书内页格式(1 6)附录C 主要项目校准不确定度评定示例(2 1)J J F1 9 8 22 0 2 2引 言J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则和J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表
4、示共同构成支撑校准规范制修订工作的基础性系列规范。与J J G3 7 41 9 9 7相比,除编辑性修改外,本规范主要技术变化如下:频率上限从1 0 0MH z扩展至1 5 0MH z;根据电平显示方式的不同细化了相应的技术指标和校准方法;增加了不同输出阻抗下的不平衡输出电平测量的校准方法;校准所用仪器由专用仪器改为通用仪器,同时修改了零电平(0d B m)、表头刻度、衰减、输出平衡度的校准方法;删除了回波损耗的校准方法;附录中给出了输出电平的不确定度评定方法示例。本规范历次版本发布情况:J J G3 7 41 9 9 7。J J F1 9 8 22 0 2 2电平振荡器校准规范1 范围本规范
5、适用于频率范围为2 0H z 1 5 0MH z的电平振荡器的校准;传输测试仪中信号输出部分的校准可以参照执行。2 引用文件本规范无引用文件。3 概述电平振荡器主要用于通信设备的生产、测试、安装与维护,以及电力系统高频信号的传输测试,并广泛用于科研、生产中的电平产生。电平振荡器一般采用差频原理工作,输出的正弦波信号经内置输出衰减器调整至所需电平;通常可分为指针式电平振荡器和数字指示式电平振荡器两种类型,同时具有平衡和不平衡两种输出端口,此外这两种输出端口还可以选择多种输出阻抗以适应不同的阻抗需求。4 计量特性4.1 频率4.1.1 平衡输出频率范围:2 0H z 2MH z;最大允许误差:(1
6、1 0-311 0-6)。4.1.2 不平衡输出频率范围:2 0H z 1 5 0MH z;最大允许误差:(11 0-311 0-6)。4.2 电平4.2.1 数字指示式电平振荡器范围:-8 4d B m2 0d B m;最大允许误差:(0.1 52.0)d B。4.2.2 指针式电平振荡器a)零电平(0d B m)最大允许误差:0.2d B(参考频率为1k H z或按说明书给出的频率值);频率响应:(0.20.5)d B。b)衰减范围:(07 0)d B;最大允许误差:0.2d B(参考频率为1k H z或按说明书给出的频率值);1J J F1 9 8 22 0 2 2频率响应:(0.20.
7、5)d B。c)表头刻度范围:(-2 01 0)d B m;最大允许误差:(0.20.5)d B。4.3 谐波-3 0d B c。4.4 平衡输出信号平衡度-4 0d B。注:以上技术指标不做合格性判别,仅提供参考。5 校准条件5.1 环境条件5.1.1 环境温度:(2 35)。5.1.2 相对湿度:8 0%。5.1.3 电源电压及频率:电压(2 2 01 1)V,频率(5 01)H z。5.1.4 周围无影响校准系统正常工作的机械振动和电磁干扰。5.2 测量标准及其他设备5.2.1 频率计范围:1 0H z 2 0 0MH z;最大允许误差:11 0-7。5.2.2 电压表交流电压测量范围:
8、1mV2 0V;交流电压测量最大允许误差:1.5%;频率范围:2 0H z 2MH z。5.2.3 功率计频率范围:2MH z 1 5 0MH z;功率测量范围:-4 0d B m2 0d B m;功率传感器输入阻抗:5 0、7 5;参考功率最大允许误差:1%;功率测量线性最大允许误差:2%。5.2.4 频谱分析仪频率范围:2 0H z 4 5 0MH z;内部时基频率最大允许误差:11 0-7;电平测量范围:-1 0 0d B m0d B m;电平测量线性最大允许误差:0.1 2d B。5.2.5 匹配电阻箱阻值范围:0.11 0 0k;阻值最大允许误差:(0.0 1%设定值+0.0 1);
9、2J J F1 9 8 22 0 2 2额定功率:0.1W。5.2.6 通过式匹配负载阻抗值:5 0、7 5、6 0 0;阻抗最大允许误差:1;频率范围:D C1 5 0MH z;额定功率:0.5W。5.2.7 附件a)平衡/不平衡转换器频率范围:2 0H z 2MH z;阻抗比:6 0 05 0,9 0 05 0,1 5 05 0,1 0 05 0。b)7 5/5 0阻抗变换器频率范围:2 0H z 1 5 0MH z;电压驻波比:1.1;插入损耗不确定度:0.0 5d B(k=2)。6 校准项目和校准方法6.1 校准项目校准项目见表1。表1 校准项目表序号校准项目数字指示电平振荡器指针式电
10、平振荡器1外观及工作正常性检查+2频率+3电平+4零电平(0d B m)+5衰减+6表头刻度+7谐波+8平衡输出信号平衡度+注:“+”表示校准,“”表示不涉及。6.2 校准方法6.2.1 外观及工作正常性检查电平振荡器应外观完好、配套附件齐全,各开关、按键等应安装牢固、调节正常,无影响电气性能的机械损伤。通电前,指针式电平振荡器需先进行表头机械调零。校准前,电平振荡器以及所用标准器应按照说明书要求预热。如果电平振荡器具有自校准功能,则按照要求完成自校准。3J J F1 9 8 22 0 2 2将检查结果记录于附录A.1中。6.2.2 频率6.2.2.1 仪器连接按图1所示,电平振荡器分别选择平
11、衡6 0 0阻抗输出和不平衡7 5阻抗端口输出,设定输出电平为0d B m。图1 输出信号频率校准6.2.2.2 设定电平振荡器输出信号频率;从频率计读取测量结果,并将结果记录于附录A.2中。6.2.3 电平6.2.3.1 不平衡输出电平a)电平振荡器7 5阻抗2MH z以下频率、大于-3 0d B m输出电平的校准,仪器连接如图2所示。图2 7 5阻抗2MH z以下频率,大于-3 0d B m输出电平的校准b)电平振荡器选择不平衡7 5阻抗输出。c)电压表设定为高阻输入,交流电压值显示。d)设定电平振荡器的输出频率和输出功率,读取电压表的测量值V1,用公式(1)计算得到对应阻抗下的电平值:P
12、A=3 0+1 0 l gV21R (1)式中:PA 电平振荡器输出电平值,d B m;V1 电压表的测量值,V;R 输出端口阻抗值,;此处为7 5。并将结果PA记录于附录A表A.3中,直至输出电平为-3 0d B m,将输出电平为-3 0d B m的计算结果记为PL(d B m)。e)保持电平振荡器输出频率和输出功率不变,仪器连接如图3所示。图3 不平衡输出7 5阻抗2MH z以下频率,小于-3 0d B m输出电平的校准f)设置频谱分析仪的中心频率与电平振荡器的输出频率相同,参考电平为-2 5d B m,设置频谱分析仪的扫描参数为适当,使用频谱分析仪的峰值(p e a k)测量功能,读取此
13、时频谱分析仪的功率读数,记为P1。g)保持频谱分析仪的设置不变,改变电平振荡器的输出为-4 0d B m,读取此时的4J J F1 9 8 22 0 2 2频谱分析仪的读数,记为P2。h)用公式(2)计算得到电平振荡器输出-4 0d B m的功率PS,并将结果记录于附录A.3中。PS=PL+(P2-P1)(2)i)电平振荡器的输出电平按照每步减少1 0d B来继续设置,频谱仪的读取仍然记为P2,仍使用公式(2)计算此时的电平振荡器的输出电平值,直至达到电平振荡器输出电平的最小值。j)根据频率的低端、中间值、高端,重复以上步骤d)i)。k)电平振荡器7 5阻抗,2 MH z以上频率输出电平的校准
14、,仪器连接如图4所示。图4 不平衡输出7 5阻抗,2MH z以上频率输出电平的校准l)将功率计的7 5功率传感器接于电平振荡器的7 5不平衡输出端。m)设定电平振荡器的输出频率和输出功率,读取功率计的读数,并记录于附录A.3中。n)按照1 0d B步进降低电平振荡器的输出电平,读取功率计的读数,并记录于附录A.3中,直至电平为-3 0d B m。o)保持电平振荡器输出频率和输出功率不变,仪器连接如图3所示。p)重复以上步骤f)j)。q)根据频率的低端、中间值、高端,重复以上步骤k)p),直至达到频率上限。r)对于5 0阻抗输出电平的校准,将图2中的匹配负载由7 5改为5 0,同时将电压表的电平
15、计算阻值设定为5 0;并去除掉图3中的7 5/5 0阻抗变换器;功率计使用负载阻抗为5 0的功率传感器,重复以上步骤a)q)。6.2.3.2 平衡输出电平a)6 0 0阻抗输出电平校准,仪器连接如图5所示。图5 6 0 0阻抗平衡输出电平校准b)电压表设定为高阻输入,交流电压值显示。c)设定电平振荡器的输出频率和输出功率,读取电压表的测量值,用公式(3)计算得到对应阻抗下的电平值:PB=3 0+1 0 l gV21R (3)式中:PB 电平振荡器输出电平值,d B m;5J J F1 9 8 22 0 2 2V1 电压表的测量值,V;R 输出端口阻抗值,;此处为6 0 0。将结果PB记 录 于
16、 附 录A.3中;直 至 输 出 电 平 为-3 0d B m,将 输 出 电 平 为-3 0d B m的电压表的读数计算结果记为PL。d)保持电平振荡器输出频率和输出功率不变,仪器连接如图6所示。图6 6 0 0阻抗小于-3 0d B m输出电平的校准e)设置频谱分析仪的中心频率与电平振荡器的输出频率相同,参考电平为-2 5d B m,设置频谱分析仪的扫描参数为适当,使用频谱分析仪的峰值(p e a k)测量功能,读取此时频谱分析仪的功率读数,记为P1。f)保持频谱分析仪的设置不变,改变电平振荡器的输出电平为-4 0d B m,按频谱分析仪的再次测量(r e s t a r t)键,读取此时
17、的频谱分析仪的读数,记为P2。g)使用公式(4)计算电平振荡器输出-4 0d B m的实际功率PS,并记录于附录A.3中。PS=PL+(P2-P1)(4)h)按照每步减少1 0d B来继续设置电平振荡器的输出电平值,频谱仪的功率测量值仍然记为P2,仍然使用公式(4)来计算此时的电平振荡器的输出功率,直至达到电平振荡器输出电平最小值。i)根据频 率 的 低 端、中 间 值、高 端,重 复 以 上 步 骤c)h),直 至 达 到 频 率2MH z。j)对于其他平衡输出阻抗的电平测量,例如1 5 0输出阻抗,需将6 0 05 0平衡/不平衡转换器改为1 5 05 0平衡/不平衡转换器,同时将电压表设
18、定为1 5 0阻抗电平测量,重复以上步骤c)j),直至完成所有平衡输出阻抗下的输出电平校准。6.2.4 零电平(0d B m)6.2.4.1 不平衡输出a)电平振荡器7 5阻抗2MH z以下频率、0d B m输出电平的校准,仪器连接如图2所示。b)电平振荡器选择不平衡7 5阻抗输出。c)电压表设定为高阻输入,交流电压值指示。d)改变电平振荡器的输出频率,并使用公式(1)计算所得到的电平值,并记录于附录A.4中。e)电 平 振 荡 器7 5 阻 抗,2 MH z以 上 频 率 输 出 电 平 的 校 准,仪 器 连 接 如图4所示。f)将功率计的7 5功率传感器接于电平振荡器的7 5不平衡输出端
19、。g)设定电平振荡器的输出频率,读取功率计的读数,并记录于附录A.4中。h)根据频率的低端、中间值、高端,重复以上步骤c)g),直至达到频率上限。6J J F1 9 8 22 0 2 2i)对于其他不平衡输出阻抗的输出电平测量,例如5 0输出阻抗,需将电平振荡器选择不平衡5 0阻抗输出,同时将电压表设定为5 0阻抗电平测量,功率计采用5 0功率传感器,重复以上步骤a)h),直至完成所有不平衡输出阻抗下的输出电平校准。6.2.4.2 平衡输出平衡输出校准如下:a)6 0 0阻抗输出电平校准。b)仪器连接如图5所示,电压表设定为高阻输入,交流电压值显示。c)设定电平振荡器的输出功率为0d B m,
20、设定信号输出频率,并使用公式(3)计算所得到的功率值,并记录于附录A.4中。d)根据频率的低端、中间值、高端,重复以上步骤a)c),直至达到频率上限。e)对于其他平衡输出阻抗的电平测量,例如1 5 0输出阻抗,需将6 0 0匹配负载改为1 5 0匹配负载,重复以上步骤b)d),直至完成所有平衡输出阻抗下的输出电平校准。6.2.5 衰减6.2.5.1 仪器连接按图7所示。图7 衰减校准6.2.5.2 电平振荡器为不平衡输出端7 5阻抗输出,输出频率为1k H z,内部衰减器的衰减值为0d B,输出电平为0d B m。6.2.5.3 设定频谱分析仪的中心频率与电平振荡器的输出信号频率相同,适当设置
21、频谱分析仪的参数,首先使用频谱分析仪的峰值测量,接着使用频谱分析仪的差值标记(m a r k e r)测量功能。6.2.5.4 按照1 0d B的步进增加电平振荡器的内部衰减器衰减值,读取此时的频谱分析仪的读数,并将结果记录于附录A.5中。6.2.5.5 对于频率的低端、中间值、高端分别改变电平振荡器的输出频率,重复步骤6.2.5.36.2.5.4,直至达到频率上限。6.2.5.6 对于不同的接口类型的不同标称阻抗值,选用所需要的阻抗变换器,重复以上步骤6.2.5.36.2.5.5,直至完成所有阻抗值下的衰减测量。6.2.6 表头刻度6.2.6.1 仪器连接按图2所示。6.2.6.2 设置电平
22、振荡器不平衡输出端7 5阻抗输出,设定电平振荡器的输出信号频率为1k H z或者是仪器厂家给出的其他频率值,设置输出电平为0d B m、衰减器的衰减值为0d B。6.2.6.3 电压表设定为高阻输入,交流电压值显示。6.2.6.4 改变电平振荡器的输出电平使电平振荡器的指针分别为所需要校准的刻度线。7J J F1 9 8 22 0 2 26.2.6.5 使用公式(1)计算电平值,并将结果记录于附录A.6中。6.2.6.6 设 定 电 平 振 荡 器 的 频 率 为 频 率 的 低 端、中 间 值、高 端,重 复 以 上 步 骤6.2.6.36.2.6.5,直至达到频率上限。6.2.7 谐波6.
23、2.7.1 仪器连接按图7所示。6.2.7.2 设置电平振荡器为不平衡输出端7 5阻抗输出,输出信号频率为1k H z或者是仪器厂家给出的其他频率,设置输出电平为0d B m、衰减器的衰减值为0d B。6.2.7.3 设定频谱分析仪的中心频率与电平振荡器的输出信号频率相同,适当设置频谱分析仪的参数,首先使用频谱分析仪的峰值(p e a k)标记功能,然后使用差值标记(m a r k e r)功能。6.2.7.4 分别设定频谱分析仪的中心频率为电平振荡器输出频率的2倍和3倍,分别读取此时频谱分析仪m a r k e r的电平读数值,并将结果记录于附录A.7中。6.2.7.5 设 定 电 平 振
24、荡 器 的 频 率 为 频 率 的 低 端、中 间 值、高 端,重 复 以 上 步 骤6.2.7.36.2.7.4,直至达到频率上限。6.2.7.6 对于不同的接口类型的不同标称阻抗值,选用所需要的阻抗变换器,重复以上步骤6.2.7.36.2.7.5,直至完成所有阻抗值下的谐波测量。6.2.8 输出信号平衡度6.2.8.1 仪器连接如图8所示,电平振荡器选择平衡6 0 0端输出,a为平衡输出的正端,b为平衡输出的负端,c为接地端。其中Z为电平振荡器标称输出阻抗值,对于6 0 0输出阻抗时Z就是6 0 0。图8 输出信号平衡度校准6.2.8.2 设置电平振荡器输出信号频率为1k H z,输出电平
25、为0d B m。6.2.8.3 电压表选择高阻输入,交流电压测量,电压显示。6.2.8.4 首先将电压表的输入端接于电平振荡器输出端的a端和b端,读取电压表的读数,并记为V1。6.2.8.5 然后将电压表的输入正端接于电平振荡器输出端的a端,输入负端接于c端,读取电压表的读数,并记为V2。6.2.8.6 接着将电压表的输入正端接于b端,输入负端接c端,读取电压表的读数为V3。6.2.8.7 使 用 公 式(5)计 算 输 出 平 衡 信 号 的 平 衡 度UB,并 将 结 果 记 录 于 附 录A.8中。8J J F1 9 8 22 0 2 2UB=2 0 l gV2-V3V1(5)式中:UB
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