JJF 1931-2021 信号发生器校准规范-(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 3 12 0 2 1信号发生器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS i g n a lG e n e r a t o r s 2 0 2 1-1 0-1 8发布2 0 2 2-0 4-1 8实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布信号发生器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS i g n a lG e n e r a t o r sJ J F1 9 3 12 0 2 1代替J J G1
2、7 32 0 0 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2 0 3所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 3 12 0 2 1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2 0 3所)孙景禄(中国信息通信研究院)J J F1 9 3 12 0 2 1目 录引言()1 范围(1)2 概
3、述(1)3 计量特性(1)3.1 频率(1)3.2 功率(1)3.3 频谱纯度参数(1)3.4 模拟调制参数(1)3.5 脉冲调制参数(2)3.6 内调制发生器参数(2)4 校准条件(2)4.1 环境条件(2)4.2 校准用设备(2)5 校准项目和校准方法(3)5.1 外观及工作正常性检查(4)5.2 频率(4)5.3 功率(4)5.4 载波剩余调幅(4)5.5 载波剩余调频(5)5.6 谐波(5)5.7 非谐波(5)5.8 单边带相位噪声(5)5.9 调幅深度(6)5.1 0 调频频偏(6)5.1 1 调相相偏(7)5.1 2 调制解调失真(7)5.1 3 幅度调制下的伴随调频(7)5.1
4、4 频率调制下的伴随调幅(7)5.1 5 脉冲调制通/断比(8)5.1 6 脉冲调制上升/下降时间(8)5.1 7 内调制发生器频率(8)5.1 8 内调制发生器幅度(9)6 校准结果表达(9)J J F1 9 3 12 0 2 17 复校时间间隔(9)附录A 原始记录参考格式(1 0)附录B 校准证书内页格式(1 8)附录C 主要项目校准不确定度评定示例(2 6)J J F1 9 3 12 0 2 1引 言本规范依据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示编制。本规范是对J J G1 7 32 0 0
5、 3 信号发生器检定规程进行修订,与J J G1 7 32 0 0 3相比,主要修订的内容包括:编写格式符合J J F1 0 7 12 0 1 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5k H z 4 0GH z修改为5k H z 5 0GH z;内调制发生器频率范围由0.0 1H z 1 0 0k H z修改为1 0H z 2 0 0k H z;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:J J G1 7 31 9 8 6、J J G1 7 41 9 8 5、J J G3 2 41 9 8 3
6、、J J G3 2 51 9 8 3、J J G3 3 91 9 8 3、J J G4 3 81 9 8 6;J J G1 7 32 0 0 3。J J F1 9 3 12 0 2 1信号发生器校准规范1 范围本规范适用于频率范围为5k H z 5 0GH z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。2 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。3 计量特性3.1 频率范围:5k H z
7、 5 0GH z,最大允许误差:(11 0-511 0-1 0)。3.2 功率a)范围:-1 3 0d B m3 0d B m(5k H z 1 8GH z),最大允许误差:(0.5d B2d B);b)范围:-1 2 0d B m3 0d B m(1 8G H z 2 6.5G H z),最大允许误差:(0.5d B2d B);c)范围:-1 1 0d B m3 0d B m(2 6.5G H z 5 0G H z),最大允许误差:(0.5d B2d B)。3.3 频谱纯度参数a)载波剩余调幅;b)载波剩余调频;c)谐波;d)非谐波;e)单边带相位噪声。3.4 模拟调制参数3.4.1 幅度调
8、制调幅深度:5%9 9%,最大允许误差:(3%2 0%)。3.4.2 频率调制频偏:(05 0 0)k H z,最大允许误差:(3%2 0%)。3.4.3 相位调制相偏:(05 0 0)r a d,最大允许误差:(5%2 0%)。1J J F1 9 3 12 0 2 13.4.4 调制解调失真。3.4.5 幅度调制下的伴随调频。3.4.6 频率调制下的伴随调幅。3.5 脉冲调制参数a)脉冲调制通/断比;b)脉冲调制上升/下降时间。3.6 内调制发生器参数a)内调制发生器频率:1 0 H z2 0 0k H z,最 大允 许 误 差:(11 0-511 0-1 0);b)内调制发生器幅度(正弦波
9、):1 0 0mV1 0V,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。4 校准条件4.1 环境条件4.1.1 环境温度:(2 35)。4.1.2 相对湿度:8 0%。4.1.3 电源电压及频率:(2 2 01 1)V、(5 01)H z。4.1.4 周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。4.2 校准用设备4.2.1 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:(11 0611 0-1 1)。4.2.2 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:-2 0d
10、B m3 0d B m;不确定度:0.1 5d B0.6 5d B(k=2)。4.2.3 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:-1 3 0d B m0d B m;不确定度:0.1 5d B0.6 5d B(k=2);调幅深度测量范围:5%9 9%,最大允许误差:(1%6%);频偏测量范围:(05 0 0)k H z,最大允许误差:(1%6%);相偏测量范围:(05 0 0)r a d,最大允许误差:(1.5%6%)。4.2.4 失真度测量仪失真度测量范围:(0.0 1%3 0%),最大允许误差:(12)d B。4.2.5 频谱分析仪频率范围:应覆盖被校信号
11、的频率范围;电平测量动态范围:1 1 0d B,最大允许误差:(13)d B。4.2.6 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;2J J F1 9 3 12 0 2 1本底噪声:优于被校信号发生器相位噪声6d B以上;相位噪声测量最大允许误差:(13)d B。4.2.7 函数发生器(脉冲信号源)频率范围:1 0k H z 1 0MH z;脉冲宽度:5 0n s 5 0s;直流电压:(0+5)V;脉冲幅度:(0+5)V。4.2.8 数字示波器频带宽度:应覆盖被校信号的频率范围。4.2.9 数字多用表频率范围:1 0H z 2 0 0k H z;电压测量范围:1 0
12、mV1 0V;电压测量最大允许误差:0.3%。5 校准项目和校准方法校准项目见表1。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1 0调相相偏1 1调制解调失真1 2幅度调制下的伴随调频1 3频率调制下的伴随调幅脉冲调制参数1 4脉冲调制通/断比3J J F1 9 3 12 0 2 1表1(续)序号项目名称1 5脉冲调制上升/下降时间内调制发生器参数1 6内调制发生器频率1 7内调制发生器幅度5.1 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
13、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。5.2频率a)仪器连接如图1所示。图1 频率校准框图 b)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A.1中。5.3 功率a)仪器连接如图2所示。图2 功率校准框图 b)被校信号发生器选择载波输出,按频率范围选择输出频率。c)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A.2中。5.4 载波剩余调幅a)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 b)被校信号发生器选择载波输出,按要求
14、设置被校信号发生器的输出功率(无要求时,输出功率设为0d B m)。c)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5 0H z 1 5k H z或3 0 0H z 3k H z,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A.3中。4J J F1 9 3 12 0 2 15.5 载波剩余调频a)仪器连接如图3所示。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0d B m)。c)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5 0H z 1 5
15、k H z或3 0 0H z 3k H z,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A.4中。5.6 谐波a)仪器连接如图4所示。图4 谐波、非谐波校准框图 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)。c)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A.5a)中;测量三次谐波与基波间的相对电平值,记录于附录A表A.5b)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A.5c)中。5.7 非谐波a)仪
16、器连接如图4所示。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)。c)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A.6中。5.8 单边带相位噪声5.8.1 相位噪声测量仪(相位噪声测量系统)法a)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 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)。c)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
17、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A.7中。5J J F1 9 3 12 0 2 15.8.2 频谱仪法a)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)。c)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Pc和按规定偏离载波频率f处的边带功率Pm。d)按公式(1)计算单边带相位噪声,记录于附录A表A.7中。(f)=Pm-Pc-1 0 l gBn+C(1)式中:(f)单边带相位噪声,d B c/H z;Pm 边带功率,d B m;Pc 载波功率,
18、d B m;Bn 频谱分析仪的等效噪声带宽,H z;C 频谱分析仪测量随机噪声的修正值,d B。5.9 调幅深度a)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0d B m)。c)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1k H z)和调幅深度(无要求时,调幅深度常用设置为3 0%、6 0%、9 0%)。d)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5 0H z 1 5k H z或3 0 0H z 3k H z,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
19、,记录于附录A表A.8中。5.1 0 调频频偏a)仪器连接如图7所示。b)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0d B m)。c)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1k H z)和调频频偏(无要求时,调频频偏常设置为1 0k H z、7 5k H z、5 0 0k H z)。d)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5 0H z 1 5k H z或3 0 0H z 3k H z,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A.9中。6J J F1 9 3 12 0 2 15.1
20、1 调相相偏a)仪器连接如图7所示。b)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0d B m)。c)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1k H z)和调相相偏(无要求时,调相相偏常用设置为5r a d、1 0r a d、5 0 0r a d)。d)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5 0H z 1 5k H z或3 0 0H z 3k H z,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A.1 0中。5.1 2 调制解调失真a)仪器连接如图8所示。图8 调制解调失真校准框图 b)
21、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0d B m)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)。c)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A.1 1中。5.1 3 幅度调制下的伴随调频a)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 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频率、输出功率(无要求时,输出功率设为0d B m)和调幅波参数(调制频率、调幅深度)。c)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5 0H
22、z 1 5k H z或3 0 0H z 3k H z,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A.1 2中。5.1 4 频率调制下的伴随调幅a)仪器连接如图9所示。b)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0d B m)和调频波参数(调制频率、调频频偏)。c)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5 0H z 1 5k H z或3 0 0H z 3k H z,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A.1 3中。7J J F1 9 3 12 0 2 15.1 5 脉冲调制通/断比a)仪
23、器连接如图1 0所示。图1 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0d B m)。c)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Po n,关闭函数发生器(脉冲信号源)输出或输出0V,用频谱仪测量功率Po f f。d)按公式(2)计算脉冲调制通/断比,记录于附录A表A.1 4中。r a t i oo n/o f f=Po n-Po f f(2)式中:r a t i oo n/o f f 脉冲调制通/断比,d B;Po n 脉冲调制通时功率,d B m;Po f f 脉冲调制断时功率,d
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