中華人民共和國國家計量技術規范1信號發生器校準規范s8發布 8實施國家市場監督管理總局 發布1信號發生器校準規范s

1代替3歸 口 單 位:全國無線電計量技術委員主要起草單位:中國計量科學研究院上海市計量測試技術研究院參加起草單位:廣東省計量科學研究院航天科工集團二院3中國信息通信研究院本規范委托全國無線電計量技術委員會負責解釋本規范主要起草人:何 昭中國計量科學研究院)黃見明中國計量科學研究院)朱建剛上海市計量測試技術研究院)參加起草人:朱思捷廣東省計量科學研究院)張子龍中國計量科學研究院)徐寶利航天科工集團二院3所)孫景祿中國信息通信研究院)目 錄引言………………………

Ⅲ)1范圍……………………2概述……………………3計量特性………………1頻率…………………2功率…………………3頻譜純度參數………………………4模擬調制參數………………………5脈沖調制參數………………………6內調制發生器參數…………………4校準條件………………1環境條件……………2校準用設備…………5校準項目和校準方法…………………1外觀及工作正常性檢查……………2頻率…………………3功率…………………4載波剩余調幅………………………5載波剩余調頻………………………6諧波…………………7非諧波………………8單邊帶相位噪聲……………………9調幅深度……………

1)1)1)1)1)1)1)2)2)2)2)2)3)4)4)4)4)5)5)5)5)6)調頻頻偏調相相偏

……………………

6)7)2調制解調失真……………………

7)幅度調制下的伴隨調頻頻率調制下的伴隨調幅

……………………

7)7)5脈沖調制通斷比…………………6脈沖調制上升下降時間…………

8)8)內調制發生器頻率內調制發生器幅度

………………………………

8)9)6校準結果表達…………

9)Ⅰ7 復校時間間隔………………………

9)附錄A 原始記錄參考格附錄B 校準證書內頁格式

…………………………

))附錄C 主要項目校準不確定度評定示

……………

)Ⅱ引 言《 本規范依據F0國家計量校準規范編寫規則》和F2測量不確定度評定與表示》編制。本規范是對G3信號發生器檢定規程》進行修訂,與G3相比,主要修訂的內容包括:編寫格式符合0國家計量校準規范編寫規則》的要求;檢定規程改成校準規范;頻率范圍由0z修改為0;內調制發生器頻率范圍由1z修改為0;刪除內部晶體振蕩器項目,刪除最大輸出電平項目;將絕對電平準確度和相對電平準確度統一為功率。本規程歷次版本發布情況為:G—;。Ⅲ信號發生器校準規范范圍本規范適用于頻率范圍為0z信號發生器的校準,其他頻率范圍的信號發生器可參照執行。概述信號發生器包括高頻信號發生器、射頻信號發生器、微波信號發生器、毫米波信號發生器、合成信號發生器等,主要由晶體振蕩器、頻率合成單元、電平控制單元、調制單元等組成。其基本功能是提供正弦波信號及其調制波信號廣泛應用于生產、科研、計量等部門。計量特性頻率范圍0,最大允許誤差:±5。功率范圍:m8最大允許誤差:±~)范圍:m85最大允許誤差:±~)范圍:m50最大允許誤差:±~。頻譜純度參數載波剩余調幅;載波剩余調頻;諧波;非諧波;單邊帶相位噪聲。模擬調制參數幅度調制調幅深度59,最大允許誤差:±30。頻率調制頻偏,最大允許誤差:±30。相位調制相偏,最大允許誤差:±50。1調制解調失真。 。。幅度調制下的伴隨調頻。頻率調制下的伴隨調幅脈沖調制參數脈沖調制通斷比;脈沖調制上升下降時間。內調制發生器參數內調制發生器頻率00,最大允許誤差:±5×: , 內調制發生器幅度正弦波00,最大允許誤差:1: , 注 以上技術指標不用于合格性判定 僅提供參考校準條件環境條件 :( ) 。1環境溫度:5℃2相對濕度 0。。3電源電壓及頻率)、)。。4周圍無影響儀器正常工作的電磁干擾和機械振動校準用設備頻率計頻率測量范圍

應覆蓋被校信號發生器輸出信號的頻率范圍

最大允許誤差:±6。功率計頻率范圍:應覆蓋被校信號發生器輸出信號的頻率范圍;功率測量范圍:;不確定度B。測量接收機頻率范圍:應覆蓋被校信號發生器輸出信號的頻率范圍;功率測量范圍:;不確定度B調幅深度測量范圍59,最大允許誤差:±16頻偏測量范圍,最大允許誤差:±16相偏測量范圍,最大允許誤差:±56。失真度測量儀失真度測量范圍10最大允許誤差:±。頻譜分析儀頻率范圍:應覆蓋被校信號的頻率范圍;電平測量動態范圍:,最大允許誤差:±。相位噪聲測量儀相位噪聲測量系統)頻率范圍:應覆蓋被校信號的頻率范圍;2本底噪聲:優于被校信號發生器相位噪聲以上;相位噪聲測量最大允許誤差:±。函數發生器脈沖信號源)頻率范圍0;脈沖寬度;直流電壓~);脈沖幅度~)。數字示波器頻帶寬度:應覆蓋被校信號的頻率范圍。數字多用表頻率范圍0;電壓測量范圍00;電壓測量最大允許誤差:3。校準項目和校準方法校準項目見表。表1校準項目表序號項目名稱1頻率2功率頻譜純度參數3載波剩余調幅4載波剩余調頻5諧波6非諧波7單邊帶相位噪聲模擬調制參數8調幅深度9調頻頻偏0調相相偏1調制解調失真2幅度調制下的伴隨調頻3頻率調制下的伴隨調幅脈沖調制參數4脈沖調制通/斷比3表1續)序號項目名稱5脈沖調制上升/下降時間內調制發生器參數6內調制發生器頻率7內調制發生器幅度外觀及工作正常性檢查被校信號發生器外觀應完好無損

,無影響正常工作的機械損傷

,其開關

、按鍵、旋鈕應牢固且調節正常,顯示屏能正常顯示。被校信號發生器通電后,應能正常工作,并按規定時間進行預熱。儀器連接如圖1所示。圖1頻率校準框圖被校信號發生器選擇載波輸出,調節輸出功率為適當值,從最低到最高改變載波頻率,用頻率計測量頻率值,記錄于附錄A表1中。功率儀器連接如圖2所示。圖2功率校準框圖被校信號發生器選擇載波輸出,按頻率范圍選擇輸出頻率。按要求設置被校信號發生器的輸出功率,用功率計或測量接收機測量功率值,記錄于附錄A表2中。載波剩余調幅儀器連接如圖3所示。圖3載波剩余調幅和載波剩余調頻校準框圖被校信號發生器選擇載波輸出,按要求設置被校信號發生器的輸出功率無要求時,輸出功率設為。按要求設置被校信號發生器頻率點按要求設置測量接收機測量帶寬和檢波方式常用測量帶寬為0z或0,檢波方式為有效值檢波用測量接收機測量載波剩余調幅,記錄于附錄A表3中。4載波剩余調頻儀器連接如圖3所示。被校信號發生器選擇載波輸出,按要求設置被校信號發生器的輸出功率無要求時,輸出功率設為。按要求設置被校信號發生器頻率點按要求設置測量接收機測量帶寬和檢波方式常用測量帶寬為0z或0,檢波方式為有效值檢波用測量接收機測量載波剩余調頻,記錄于附錄A表4中。諧波儀器連接如圖4所示。圖4諧波、非諧波校準框圖被校信號發生器選擇載波輸出,按要求設置被校信號發生器的輸出功率無要求時,輸出功率設為盡可能大的適當值。按要求設置被校信號發生器頻率點用頻譜分析儀測量二次諧波與基波間的相對電平值,記錄于附錄A表)中;測量三次諧波與基波間的相對電平值,記錄于附錄A表)中;測量分諧波二分之一次諧波、三分之一次諧波、三分之二次諧波等)與基波間的相對電平值,記錄于附錄A表)中。非諧波儀器連接如圖4所示。被校信號發生器選擇載波輸出,按要求設置被校信號發生器的輸出功率無要求時,輸出功率設為盡可能大的適當值。按要求設置被校信號發生器頻率點用頻譜分析儀測出偏離載波偏離載波的頻率值為技術說明書規定值的最大非諧波與基波間的相對電平值記錄于附錄A表6中。單邊帶相位噪聲相位噪聲測量儀

相位噪聲測量系統法儀器連接如圖5所示。圖5相位噪聲測量儀校準單邊帶相位噪聲框圖被校信號發生器選擇載波輸出,按要求設置被校信號發生器的輸出功率無要求時,輸出功率設為盡可能大的適當值。按要求設置被校信號發生器頻率點用相位噪聲測量儀相位噪聲測量系統)測量按規定偏離載波頻率處的單邊帶相位噪聲,記錄于附錄A表7中。5頻譜儀法儀器連接如圖6所示。) 圖6頻譜儀校準單邊帶相位噪聲框圖b被校信號發生器選擇載波輸出,按要求設置被校信號發生器的輸出功率無要求時,輸出功率設為盡可能大的適當值。按要求設置被校信號發生器頻率點,用頻譜儀測量載波功率和按規定偏離載波頻率f處的邊帶功率Pm。按公式)計算單邊帶相位噪聲,記錄于附錄A表7中。式中:

￡Pm-cnC )￡)單邊帶相位噪聲;Pm邊帶功率;c載波功率;n頻譜分析儀的等效噪聲帶寬,;C 頻譜分析儀測量隨機噪聲的修正值。調幅深度儀器連接如圖7所示。) 圖7調幅深度、頻偏、相偏校準框圖b被校信號發生器選擇調幅波輸出,按要求設置被校信號發生器輸出功率無要求時,輸出功率設為。按要求設置被校信號發生器頻率、調制頻率常用調制頻率為和調幅深度無要求時,調幅深度常用設置為000。按要求設置測量接收機測量帶寬和檢波方式常用測量帶寬為0z或0,檢波方式為二分之一峰峰值檢波用測量接收機測量調幅深度,記錄于附錄A表8中。調頻頻偏儀器連接如圖7所示。被校信號發生器選擇調頻波輸出,按要求設置被校信號發生器輸出功率無要求時,輸出功率設為。按要求設置被校信號發生器頻率、調制頻率常用調制頻率為和調頻頻偏無要求時,調頻頻偏常設置為。按要求設置測量接收機測量帶寬和檢波方式常用測量帶寬為0z或0,檢波方式為二分之一峰峰值檢波用測量接收機測量調頻頻偏,記錄于附錄A表9中。6調相相偏儀器連接如圖7所示。被校信號發生器選擇調相波輸出,按要求設置被校信號發生器輸出功率無要求時,輸出功率設為。按要求設置被校信號發生器頻率、調制頻率常用調制頻率為和調相相偏無要求時,調相相偏常用設置為。按要求設置測量接收機測量帶寬和檢波方式常用測量帶寬為0z或0,檢波方式為二分之一峰峰值檢波用測量接收機測量調相相偏,記錄于附錄A表0中。儀器連接如圖8所示。圖8調制解調失真校準框圖( 被校信號發生器選擇調制波輸出,按要求設置被校信號發生器頻率、輸出功率無要求時,輸出功率設為和調制波參數調制方式、調制頻率、調幅深度\調頻頻偏\調相相偏。按要求設置測量接收機測量帶寬和檢波方式用失真度測量儀測量調制解調失真,記錄于附錄A表1中。幅度調制下的伴隨調頻儀器連接如圖9所示。圖9幅度調制下的伴隨調頻、頻率調制下的伴隨調幅校準框圖( 被校信號發生器選擇調幅波輸出,按要求設置被校信號發生器頻率、輸出功率無要求時,輸出功率設為和調幅波參數調制頻率、調幅深度。按要求設置測量接收機測量帶寬和檢波方式常用測量帶寬為0z或0,檢波方式為正峰值檢波用測量接收機測量調頻,記錄于附錄A表2中。頻率調制下的伴隨調幅儀器連接如圖9所示。( 被校信號發生器選擇調頻波輸出,按要求設置被校信號發生器頻率、輸出功率無要求時,輸出功率設為和調頻波參數調制頻率、調頻頻偏。按要求設置測量接收機測量帶寬和檢波方式常用測量帶寬為0z或0,檢波方式為正峰值檢波用測量接收機測量調幅,記錄于附錄A表3中。7脈沖調制通斷比儀器連接如圖0所示。) 圖0脈沖調制通斷比校準框圖b被校信號發生器選擇外脈沖調制,按要求設置被校信號發生器頻率和輸出功率(無要求時,輸出功率設為。設置函數發生器脈沖信號源)輸出5V直流電壓,用頻譜儀測量功率n,關閉函數發生器脈沖信號源)輸出或輸出0,用頻譜儀測量功率。按公式)計算脈沖調制斷比,記錄于附錄A表4中。 ()式中:

fn-f 2脈沖調制通斷比;n脈沖調制通時功率;脈沖調制斷時功率。脈沖調制上升下降時間儀器連接如圖1所示。) 圖1脈沖調制上升下降時間校準框圖b被校信號發生器選擇外脈沖調制,按要求設置被校信號發生器頻率和輸出功率(無要求時,輸出功率設為。按要求設置函數發生器脈沖信號源)輸出無要求時,輸出頻率為z或,幅度為V的方波信號。數字示波器選2通道觸發,在1通道測量信號幅度從0 上升到0 時間為上升時間,從0下降到0的時間為下降時間,記錄于附錄A表5中。內調制發生器頻率儀器連接如圖2所示。圖2內調制發生器頻率校準框圖設置內調制發生器為正弦波輸出,電壓為適當值常用為1按要求設置內調制發生器頻率,用頻率計測量頻率值,記錄于附錄A表6中。8內調制發生器幅度儀器連接如圖3所示。設置內調制發生器為正弦波輸出,按要求設置內調制發生器頻率和幅度用數字多用表交流電壓測量幅度值,記錄于附錄A表7中。校準結果表達

圖3內調制發生器幅度校準框圖信號發生器校準后,出具校準證書。校準證書至少應包含以下信息:標題:校準證書;實驗室名稱和地址;進行校準的地點如果與實驗室的地址不同證書的唯一性標識如編號每頁及總頁數的標識;客戶的名稱和地址;被校對象的描述和明確標識;進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時應說明被校對象的接收日期;如果與校準結果的有效性和應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;校準所依據的技術規范的標識,包括名稱及代號;本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;校準環境的描述;校準結果及其測量不確定度的說明;對校準規范的偏離的說明;校準證書及校準報告簽發人的簽名、職務或等效標識;校準結果僅對被校對象有效的聲明;未經實驗室書面批準,不得部分復制證書的聲明。復校時間間隔信號發生器復校時間間隔由用戶根據使用情況自行確定,推薦為1年。9附錄A原始記錄參考格式表1頻率標稱值實測值……………表2功率頻率mm……000…0……000…0……000…0……0表3載波剩余調幅帶寬載波頻率剩余調幅………………表4載波剩余調頻帶寬載波頻率/MHz剩余調頻………………載波功率:

表5諧波二次諧波載波頻率二次諧波c…………載波功率:

三次諧波載波頻率三次諧波c…………1載波功率:

分諧波載波頻率c2次3次3次……………載波功率:

表6非諧波載波頻率偏移頻率c………………載波功率:

表7單邊帶相位噪聲載波頻率偏移頻率單邊帶相位噪聲)………………2表8調幅深度載波頻率調制頻率帶寬標稱值實測值…………………………3表9 調頻頻偏載波頻率調制頻率帶寬標稱值實測值…………………………4表0 調相相偏載波頻率調制頻率帶寬標稱值實測值…………………………表1調制解調失真幅度調制載波頻率調制頻率調幅深度調制解調失真………………5表1續)幅度調制載波頻率調制頻率調幅深度調制解調失真………頻率調制載波頻率調制頻率調頻頻偏調制解調失真………相位調制載波頻率調制頻率調相相偏調制解調失真………表2幅度調制下的伴隨調頻載波頻率調制頻率調幅深度測量帶寬伴隨調頻……………………表3頻率調制下的伴隨調幅載波頻率調制頻率頻偏測量帶寬伴隨調幅……………………6表4脈沖調制通斷比載波頻率脈沖調制通B……………表5脈沖調制上升下降時間載波頻率脈沖調制上升時間脈沖調制下降時間……………表6內調制信號發生器頻率標稱值實測值………表7內調制信號發生器幅度頻率標稱值實測值………………7附錄B校準證書內頁格式表1頻率標稱值實測值不確定度)……………表2功率頻率mm不確定度)……000…0……000…0……000…0……8表3載波剩余調幅帶寬載波頻率剩余調幅不確定度)………………表4載波剩余調頻帶寬載波頻率剩余調頻不確定度)………………載波功率:

表5諧波二次諧波載頻頻率二次諧波c不確定度)…………載波功率:

三次諧波載頻頻率三次諧波c不確定度)…………9載波功率:

分諧波載頻頻率c不確定度)2次3次3次……………載波功率:

表6非諧波載頻頻率偏移頻率c不確定度)………………載波功率:

表7單邊帶相位噪聲載波頻率偏移頻率單邊帶相位噪聲)不確定度)………………0表8調幅深度載波頻率調制頻率帶寬標稱值實測值不確定度)…………………………1表9調頻頻偏載波頻率調制頻率帶寬標稱值實測值不確定度)…………………………2表0調相相偏載波頻率調制頻率帶寬標稱值實測值不確定度)…………………………表1調制解調失真幅度調制載波頻率調制頻率調幅深度調制解調失真不確定度)………3表1續)頻率調制載波頻率調制頻率調頻頻偏調制解調失真不確定度)………相位調制載波頻率調制頻率調相相偏調制解調失真不確定度)………表2幅度調制下的伴隨調頻載波頻率調制頻率調幅深度測量帶寬伴隨調頻不確定度)……………………表3頻率調制下的伴隨調幅載波頻率調制頻率頻偏測量帶寬伴隨調幅不確定度)……………………4表4脈沖調制通斷比載波頻率脈沖調制通B不確定度)……………表5脈沖調制上升下降時間載波頻率脈沖調制上升時間脈沖調制下降時間不確定度)……………表6內調制信號發生器頻率標稱值實測值不確定度)………表7內調制信號發生器幅度頻率標稱值實測值不確定度)………………5附錄C主要項目校準不確定度評定示例頻率校準不確定度評定測量方法使用頻率計直接測量被校信號發生器輸出信號的頻率。以使用R頻率計校準信號發生器C輸出的0z信號為例進行不確定度評定。不確定度來源不確定度來源有以下3項:由頻率計計數不準引入的不確定度分量1由頻率計分辨力引入的不確定度分量2重復性引入的不確定度分量3;標準不確定度評定頻率計計數不準引入的不確定度分量對于頻率計其頻率準確度為1。按均勻分布則包含因子1=計算可得引入的相對標準不確定度11。頻率計分辨力引入的不確定度分量對于頻率計其頻率測量位數為0位。按均勻分布則選取包含因子2=計算可得引入的相對標準不確定度21。重復性引入的不確定度分量 , 。C輸出0z信號頻率重復性測量結果

見表1表1C輸出0z信號頻率重復性測量結果測量1234567890結果MHz08080908080808090808經計算重復性引入的相對標準不確定度30。相對合成標準不確定度2+2+2r=擴展不確定度

0取包含因子則=0。功率校準不確定度評定測量方法信號發生器功率校準是使用功率計或測量接收機直接測量。

以使用功率傳感器測量接收機R作為指示器構成功率計對信號發生器C輸出的60m信號功率為例進行不確定度評定不確定度來源經分析不確定度來源有以下5項:功率計與信號發生器連接端口失配引入的不確定度分量功率計校準因子引入的不確定度分量2;功率計噪聲引入的不確定度分量3;功率計分辨力引入的不確定度分量4;重復性引入的不確定度分量5。標準不確定度評定功率計與信號發生器連接端口失配引入的不確定度分量由于反射系數L和G的相角不確定因此在情況最差的相位組合下其誤差為G。此誤差為不能修正的誤差。對于0z頻率功率傳感器6的駐波比小于信號發生器C的駐波比小于計算可得的最大誤差為0。其分布為反正弦分布則標準不確定度10/2。功率計校準因子引入的不確定度分量校準因子及其不確定度由生產廠或上級計量機構校準后給出。使用的功率傳感器6校準證書上在0z頻率的不確定度為5則標準不確定度255。功率計噪聲引入的不確定度分量功率計短時間1內穩定性指標起因于電路元件熱噪聲的隨機起伏。在進行功率測量時這種起伏可能恰好使讀數成為最大值或者最小值因此噪聲一般不以百分數形式而是以絕對電平多少給出其意義就是在溫度不變電源電壓不變及輸入功率不變時,在短時間內功率指示器指示值的變化6的噪聲為W因此在測量m時的最大誤差為3。按均勻分布則標準不確定度33/2。功率計分辨力引入的不確定度分量功率計分辨力為其一半為5按均勻分布則標準不確定度4=2/7。重復性引入的不確定度分量信號發生器輸出頻率為0功率為m信號使用功率計進行n)次測量測量結果見表2所示。表2C輸出m功率重復性測量結果12345678903634574432經計算重復性引入的標準不確定度55。合成標準不確定度以上不確定度分量彼此不相關則7222222擴展不確定度

8取包含因子擴展不確定度U為U86。調幅深度校準不確定度評定測量方法調幅深度校準是使用測量接收機直接測量。以信號發生器輸出0調幅深度為0的信號為例進行不確定度評定。不確定度來源經分析不確定度來源有以下4項:測量接收機調制深度測量不準引入