JJF 1677-2017 频率分配放大器校准规范-(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 6 7 72 0 1 7频率分配放大器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rF r e q u e n c yD i s t r i b u t i o nA m p l i f i e r s 2 0 1 7-1 1-2 0发布2 0 1 8-0 2-2 0实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布频率分配放大器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rF r e q u e n c yD i
2、s t r i b u t i o nA m p l i f i e r sJ J F1 6 7 72 0 1 7 归 口 单 位:全国时间频率计量技术委员会 主要起草单位:中国计量科学研究院 参加起草单位:石家庄数英仪器有限公司 本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释J J F1 6 7 72 0 1 7本规范主要起草人:徐清华(中国计量科学研究院)张爱敏(中国计量科学研究院)参加起草人:冯 卫(石家庄数英仪器有限公司)张 越(中国计量科学研究院)J J F1 6 7 72 0 1 7目 录引言()1 范围(1)2 术语和计量单位(1)3 概述(1)4 计量特性(1)5 校准条件(2)
3、6 校准项目和校准方法(3)7 校准结果表达(7)8 复校时间间隔(8)附录A(9)附录B(1 3)附录C(1 6)J J F1 6 7 72 0 1 7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、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义及J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示编制。本规范为首次发布。J J F1 6 7 72 0 1 7频率分配放大器校准规范1 范围本规范适用于频率范围为(0.11 0 0)MH z的频率分配放大器的校准。2 术语和计量单位2.1 隔离度 i s o l a t i o n加
4、载到频率分配放大器输出端口的射频信号泄漏到其他输出端口或输入端口的功率与加载的射频信号输入功率之比,单位d B。2.2 串扰 c r o s s t a l k对于多路输入多路输出的频率分配放大器,当某一组分配放大输入端有信号输入处于工作状态时,其他没有输入信号处于非工作状态的分配放大器的输出功率与处于工作状态的分配放大器输出功率之比,单位d B。3 概述频率分配放大器又名射频分配放大器,是信号从一路(或多路)输入,从多路输出并保持原有信号特性的仪器。一路输入多路输出频率分配放大器原理如图1所示。输入信号经功分器、低噪声放大器转换成多路输出。频率分配放大器被广泛应用于通信、时间频率测量等领域。
5、图1 频率分配放大器原理框图4 计量特性4.1 输入和输出频率:连续频率分配放大器一般为(0.11 0 0)MH z;固定频率分配放大器一般为5MH z、1 0MH z、1 0 0MH z等。4.2 增益(或输出功率):(-0.50.5)d B(对于输出功率为定值的频率分配放大器,输出功率一般为1 3d B m)。1J J F1 6 7 72 0 1 74.3 谐波失真:-4 0d B c。4.4 非谐波失真:-7 0d B c。4.5 隔离度:-1 0 0d B。4.6 串扰:-6 0d B(适用于多路输入多路输出频率分配放大器)。4.7 相 位 噪 声:-1 0 0d B c/H z(1
6、H z频 偏);-1 2 0d B c/H z(1 0 H z频 偏);-1 4 0d B c/H z(1 0 0 H z频偏);-1 5 0d B c/H z(1k H z频偏);-1 5 5d B c/H z(1 0k H z频偏)。4.8 短期频率稳定度:11 0-1 2/s。注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。5 校准条件5.1 环境条件5.1.1 实验室环境温度:(2 02 5),且温度变化不超过2;相对湿度:8 0%。5.1.2 电源电压:2 2 0(11 0%)V;电源频率:(5 01)H z。5.1.3 无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。5.2 测量标准及其他设备5
7、.2.1 标准频率源a)输出频率:0.1MH z、1MH z、5MH z、1 0MH z、1 0 0MH z;b)输出功率:(1 01 5)d B m;c)输出功率最大允许误差:0.1d B m;d)频率稳定度:11 0-1 2/s;e)相位噪声:8 0d B;c)最大允许误差:1d B。5.2.4 移相器a)频率范围:(0.15 0 0)MH z;b)移相范围:0 1 8 0;c)最大驻波比:1.5。5.2.5 功分器a)频率范围:D C1 0 0MH z;b)幅度平衡:0.1 5d B。2J J F1 6 7 72 0 1 75.2.6 频标比对器a)频率范围:(11 0 0)MH z;b
8、)比对不确定度:31 0-1 3/s。5.2.7 相位噪声测量系统a)频率范围:(11 0 0)MH z;b)本底噪声:-1 6 5d B c/H z(1 0k H z频偏)。5.2.8 示波器频率范围:(0.11 0 0)MH z。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1输入和输出信号功能检查2增益(或输出功率)3谐波失真4非谐波失真5隔离度6串扰7相位噪声8短期频率稳定度6.2 校准方法所有设备按规定时间预热。6.2.1 输入和输出信号功能检查仪器连接见图2。图2 输入和输出信号功能检查示意图校准步骤如下:a)设定标准频率源输出频率为0.1MH
9、z、1MH z、5MH z、1 0MH z及1 0 0MH z(或被校频率分配放大器规定频率),输出功率设为1 3d B m,接入频率分配放大器输入端;b)分别连接频率分配放大器各个输出端至示波器,检查输出频率是否正常。注:对于多路输入多路输出频率分配放大器,标准频率源输出需接到对应的分配放大器组的输入端。3J J F1 6 7 72 0 1 76.2.2 增益(或输出功率)仪器连接见图3。图3 增益(输出功率)校准示意图校准步骤如下:a)设定标准频率源输出频率为1 0MH z(或被校频率分配放大器指定频率),输出功率设为1 3d B m(或被校频率分配放大器规定值),接入频率分配放大器输入端
10、;b)功率计分别连接频率分配放大器各个输出端,测量输出功率;c)按公式(1)计算增益G=Po-Pi(1)式中:Po 各端口输出功率,d B m;Pi 标准频率源的输出功率,d B m;G 增益,d B。d)对于连续频率分配放大器,设定标准频率源输出频率为被校频率分配放大器最高工作频率,输出功率设为1 3d B m(或被校频率分配放大器规定值),接入频率分配放大器输入端,重复b)c)中步骤。注:对于多路输入多路输出频率分配放大器,标准频率源输出需接到对应的分配放大器组的输入端。6.2.3 谐波失真仪器连接见图4。图4 谐波失真校准示意图校准步骤如下:a)设定标准频率源输出频率为1 0MH z(或
11、被校频率分配放大器指定频率),输出功率设为1 3d B m,接入频率分配放大器输入端;b)频谱仪分别连接频率分配放大器各个输出端,测量基波、二次谐波及三次谐波的功率;c)谐波失真为二次、三次谐波中功率较高的功率值与基波功率的差值,按公式(2)计算谐波失真PH=m a xP2,P3-P1(2)式中:P2 二次谐波功率,d B m;4J J F1 6 7 72 0 1 7P3 三次谐波功率,d B m;P1 基波功率,d B m;PH 谐波失真,d B c。其中m a x 为取最大值函数。d)对于连续频率分配放大器,设定标准频率源输出频率为被校频率分配放大器最高工作频率,输出功率设为1 3d B
12、m,接入频率分配放大器输入端,重复b)c)中步骤。注:对于多路输入多路输出频率分配放大器,标准频率源输出需接到对应的分配放大器组的输入端。6.2.4 非谐波失真仪器连接见图4。校准步骤如下:a)设定标准频率源输出频率fc=1 0MH z(或被校频率分配放大器指定频率),输出功率设为1 3d B m,接入频率分配放大器输入端;b)频谱仪分别连接频率分配放大器各个输出端,设置频谱仪的测量起始频率为1MH z,终止频率为5fc;c)找到离fc频点1 0k H z以外的非谐波功率最大值;d)按公式(3)计算非谐波失真PN=PNm-P1(3)式中:PNm 离fc频点1 0k H z以外的非谐波功率最大值
13、,d B m;PN 非谐波失真,d B c。e)对于连续频率分配放大器,设定标准频率源输出频率为被校频率分配放大器最高工作频率,输出功率设为1 3d B m,接入频率分配放大器输入端,重复b)d)中步骤。注:对于多路输入多路输出频率分配放大器,标准频率源输出需接到对应的分配放大器组的输入端。6.2.5 隔离度仪器连接如图5所示。图5 隔离度校准示意图校准步骤如下:a)设定标准频率源输出频率fc=1 0MH z(或被校频率分配放大器指定频率),输出功率设为1 3d B m,接入频率分配放大器的一个输出端;b)频谱仪分别连接频率分配放大器的其他输出端及输入端,测量端口输出fc的功率;c)按公式(4
14、)计算隔离度5J J F1 6 7 72 0 1 7I=m a xP1 m-Pi(4)式中:Pi 频谱仪输出功率,d B m;P1 m 频率分配放大器输入口及该放大器其他输出口输出功率,d B m;I 隔离度,d B。d)对于连续频率分配放大器,设定标准频率源输出频率为被校频率分配放大器最高工作频率,输出功率设为1 3d B m,接入频率分配放大器的一个输出端,重复b)c)中步骤。注:对于多路输入多路输出频率分配放大器,标准频率源输出需接到对应的分配放大器组的输出端。6.2.6 串扰仪器连接如图6所示。校准步骤如下:图6 串扰校准示意图a)设定标准频率源输出频率为fc=1 0MH z(或被校频
15、率分配放大器指定频率),输出功率设为1 3d B m,接到多路输入多路输出频率分配放大器的某一个输入端;b)频谱仪连接工作的分配放大器输出端,测量其输出功率;c)频谱仪分别连接不工作的频率分配放大器的各个输出端,测量fc频率点输出的功率,取最大值;d)按公式(5)计算串扰:C=Pc-Po(5)式中:Pc 非工作分配放大器输出端口在fc频率点输出的最大功率,d B m;Po 工作的分配放大器输出端口输出功率,d B m;C 串扰,d B。e)标准频率源分别接入其他输入端,重复a)d)中步骤。f)对于连续频率分配放大器,设定标准频率源输出频率为被校频率分配放大器最高工作频率,输出功率设为1 3d
16、B m,接入频率分配放大器的一个输出端,重复b)d)中步骤。注:此校准项目仅适用于多路输入多路输出频率分配放大器。6.2.7 相位噪声仪器连接如图7所示。6J J F1 6 7 72 0 1 7图7 相位噪声校准示意图校准步骤如下a)设定标准频率源输出频率1 0MH z(或被校频率分配放大器指定频率),输出功率设为1 3d B m,必要时使用移相器;b)利用相位噪声测量系统对频率分配放大器各输出进行测量;c)分别记录频偏1H z、1 0H z、1 0 0H z、1k H z、1 0k H z、1 0 0k H z处的相位噪声(f)。注:对于多路输入多路输出频率分配放大器,标准频率源输出需接到对
17、应分配放大器组的输入端分别测量。6.2.8 短期频率稳定度仪器连接如图8所示。图8 短期频率稳定度校准示意图a)设定标准频率源输出频率1 0MH z(或被校频率分配放大器指定频率),输出功率设为1 3d B m;b)利用频标比对器进行测量;c)记录取样时间为1s时的阿伦标准偏差。注:对于多路输入多路输出频率分配放大器,标准频率源输出需接到对应的分配放大器组的输入端。7 校准结果表达由校准方出具校准证书。校准证书至少包含以下信息:a)标题,如“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)送校单位的名称和地
18、址;f)被校对象描述和明确标识;7J J F1 6 7 72 0 1 7g)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;h)如果与校准结果和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;i)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用的测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离说明;n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。8 复校时间间隔建议1 2个月。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用
19、者、仪器本身质量等诸多因素所决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。8J J F1 6 7 72 0 1 7附录A原始记录格式校准地点校准时间校准仪器被校设备校准人员校准项目输入和输出信号功能检查增益(或输出功率)谐波失真非谐波失真隔离度串扰相位噪声短期频率稳定度A.1 输入和输出信号功能检查测试频点覆盖仪器指标:输出端口输入频率/MH z输出是否正常12A.2 增益(或输出功率)A.2.1 增益输入频率:输入功率:输出端口1:测量次数输出功率实测值d B m增益d B不确定度U(k=2)d B 输出端口2:测量次数输出功率实测值d B m增益d B不确定度U(k=2)d
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