JJG 721-2010 相位噪聲測量系統(tǒng)

零零圓中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程212010相位噪聲測量系統(tǒng)906發(fā)布 20110306實施國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布相位噪聲測量系統(tǒng)檢定規(guī)程“!代替i、。一。，。一一一，一，自2011年3月6日起施行。歸口單位：全國時間頻率計量技術(shù)委員會主要起草單位：中國航天科工集團二院二。三所參加起草單位：紅(中國航天科工集團二院二。三所)閻棟梁(中國航天科工集團二院二。三所)參加起草人：張愛敏(中國計量科學(xué)研究院)楊 軍(中國航天科工集團二院二。三所)2術(shù)語和計量單位31用途32組成及工作原理4計量性能要求4含下變頻器)42下變頻器技術(shù)性能調(diào)幅噪聲本底5通用技術(shù)要求552工作正常性6計量器具控制662檢定項目及檢定方法檢定結(jié)果的處理64檢定周期附錄附錄2圍本規(guī)程適用于相位噪聲測量系統(tǒng)(采用正交檢相法和鑒頻器法)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗。2術(shù)語和計量單位21相位噪聲義為單邊帶偏離信號載頻處單位帶寬(取1 調(diào)相邊帶功率與載波功率之比。單位為z。偏離載頻的偏離值稱為傅立葉頻率。22相位噪聲本底位噪聲測量系統(tǒng)的測量能力的極限值。單位為z。23相位檢波常數(shù)常用K，表示。單位為V4附加相位噪聲位為z。25調(diào)幅噪聲1 調(diào)幅邊帶功率與載波功率之比。單位為z。偏離載頻的偏離值稱為傅立葉頻率。3概述31用途相位噪聲測量系統(tǒng)(以下簡稱測量系統(tǒng))主要用于測量各種頻率源的相位噪聲和各種頻率控制部件的附加相位噪聲，被廣泛應(yīng)用于通信工程、時間頻率測量等領(lǐng)域。32組成及工作原理主要由相位噪聲測試接變頻器、數(shù)據(jù)采集與處理器(頻譜儀或A計算機組成，測量系統(tǒng)軟件通過接口可對上述除計算機以外的各部分及默認的參考源進行程控；直接檢相頻率范圍為50 65 過下變頻器可使被檢頻率擴展至40 量系統(tǒng)組成原理框圖見圖1。010相位噪聲測量系統(tǒng)被檢相位噪聲測試接I】頻率源一簍鬈I_一數(shù)據(jù)采集、二、啊相位噪聲本底(不含下變頻器)相位噪聲本底要求見表l。表1相位噪聲本底要求單邊帶相位噪聲(，)單位：頻頻段微波頻段5086，530140115120140150125130100HZ160一135一140160一170145150】068一178155一160100178160一1686+16+5+6I()輸入功率(7+17+7+1042下變頻器技術(shù)性能42】中頻輸出頻率及功率輸入頻率：10810102附加相位噪聲附加相位噪聲要求見表2。212010衰2下變頻器附加相位噪聲要求單邊帶相位噪聲(，) 單位：載波頻率z 一60 77100 0一93l 97 11 710 19 1 29100 125一1361 135一14310 1 35一154423本振源相位噪聲本振源相位噪聲要求見表3。表3下變頻器本振源相位噪聲要求單邊帶相位噪聲(，) 單位：載波頻率 z 72一85100 92一981 120一12710 131一138100 38 1411 145一1571045一16543調(diào)幅噪聲本底調(diào)幅噪聲本底要求見表4。表4調(diào)幅噪聲本底要求單邊帶調(diào)幅噪聲m(，) 單位：載波頻率00 z 105一1421 1 25一14010 140150100 l 50輸人信號功率 +10 0105通用技術(shù)要求51外觀及附件前面板或后面板上應(yīng)有儀器名稱、型號、制造廠、出廠序號和電源要求。電源開關(guān)、輸入輸出端口、功能設(shè)置開關(guān)和旋鈕應(yīng)有明確的識別標(biāo)志。專用接口、通訊線、轉(zhuǎn)接頭及電纜線應(yīng)齊全。外觀不應(yīng)有影響正常工作的機械損傷。開關(guān)和旋鈕應(yīng)靈活、可靠。輸入輸出端口牢固。首次檢定要攜帶使用說明書；后續(xù)檢定要攜帶前次的檢定證書。52工作正常性被檢測量系統(tǒng)通電后應(yīng)通過自檢，功能正常。6計量器具控制61檢定條件611檢定用設(shè)備6111頻率合成器a)頻率范圍：10出頻率可調(diào)，頻率分辨力：1出功率：018波頻率，115波頻率一，>1位噪聲：相位噪聲要求見表5。表5頻率合成器相位噪聲要求單邊帶相位噪聲(r)單位：波頻率=100102095140120100140一120212010e)具有調(diào)幅功能，調(diào)制頻率：10 00 制深度：0調(diào)制分辨力：016112頻率合成器(定標(biāo)源)a)頻率范圍：1 l 出頻率可調(diào)。頻率分辨力：1 出功率：0 18 率分辨力：01 13功率計a)頻率范圍：1 0 率范圍：0 5 量分辨力：001 14功分器1a)頻率范圍：1  入輸出阻抗：50 入損耗：6 大輸入功率：+25 15功分器2a)頻率范圍：l 0 入輸出阻抗：50 入損耗：6 大輸入功率：+20 16延遲線a)頻率范圍：1 0 遲范圍：01 “入輸出阻抗：50 入損耗：<6 大輸入功率：+25 加相位噪聲：優(yōu)于178 z(傅立葉頻率，10 117頻譜儀a)頻率范圍：1  率分辨力：10 度范圍：一20 大允許誤差：士05 18標(biāo)準(zhǔn)頻率源a)頻率范圍：1  出功率：+10 幅噪聲：調(diào)幅噪聲要求見表6。f)單位：波頻率00450002檢定環(huán)境條件a)環(huán)境溫度：可處于1828范圍內(nèi)任一點，檢定過程中溫度最大允許變化范圍士1。b)環(huán)境相對濕度：80。c)供電電源：220(110)V，50(1士2)線對地線電壓不大于2V。d)周圍無影響檢定正常工作的電磁干擾和機械振動。62檢定項目及檢定方法621檢定項目檢定項目見表7。表7檢定項目項目名稱首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗外觀及工作正常性上+下變頻器技術(shù)性能+調(diào)幅噪聲本底+注；“+”為應(yīng)檢項目，“一”為可不檢項目。注：檢定時的檢定項目可按被檢相位噪聲測量系統(tǒng)技術(shù)說明書給出的技術(shù)指標(biāo)進行檢定。622檢定方法6221外觀及工作正常性檢查(1)外觀檢查外觀檢查應(yīng)符合51規(guī)定。(2)工作正常性檢查通電后，各狀態(tài)指示正常，各輸出端有相應(yīng)的信號輸出。通電30照測量系統(tǒng)使用說明書或根據(jù)計算機屏幕提示連接儀器，進行功能檢查，各項功能應(yīng)正常。6222相位噪聲本底(1)射頻頻段a)儀器連接見圖2。注：所有電纜應(yīng)采用低損耗同軸電纜，電纜2、電纜3的長度之和應(yīng)與電纜1相等。212010廣+一一一一一一一一一一電纜1 i 被檢相位噪聲測量系統(tǒng)L 塑糾射定標(biāo)源)圖2射頻頻段相位噪聲本底測量框圖b)設(shè)置頻率合成器的輸出頻率為被檢頻率：400 輸出功率為+18 c)測量方法選擇附加相位噪聲測量。相位檢波常數(shù)K。測量方法選擇差拍法或正負直流峰值法。d)使用差拍法測量相位檢波常數(shù)K。用功率計測量參考輸入端功率；設(shè)置頻率合成器(定標(biāo)源)的輸出頻率為，o+型應(yīng)用為1 輸出功率與參考輸入端功率相等，替代原輸入信號接人參考輸入端，被替代的信號通路末端加50 量系統(tǒng)測量檢相器輸出的差拍信號，位：V)，則相位檢波常數(shù)K。的數(shù)值等于，后去掉頻率合成器(定標(biāo)源)，按圖2連接好儀器，調(diào)節(jié)延遲線，觀察正交指示器，使兩路信號相位正交(正交指示器的指針指向0位置)，在測量系統(tǒng)程序的控制下，進行相位噪聲測量，測得的結(jié)果即為被檢測量系統(tǒng)射頻檢相器的相位噪聲本底。e)使用正負直流峰值法測量相位檢波常數(shù)K。調(diào)節(jié)延遲線，觀察正交指示器，使射頻檢相器輸出的直流電壓達到正峰值(正交指示器的指針指向正向最大值)，用【，。、。；(單位：V)表示，再調(diào)節(jié)延遲線，使射頻檢相器輸出的直流電壓達到負峰值(正交指示器的指針指向負向最大值)，用U(單位：V)表示。則相位檢波常數(shù)K。的數(shù)值等于u。與U。之差的一半。調(diào)節(jié)延遲線，使兩路信號相位正交(正交指示器的指針指向0位置)，在測量系統(tǒng)程序的控制下，進行相位噪聲測量，測得的結(jié)果即為被檢測量系統(tǒng)射頻檢相器的相位噪聲本底。f)從相位噪聲本底曲線上讀取各傅立葉頻率點的相位噪聲，其值應(yīng)符合41規(guī)定。(2)微波頻段a)儀器連接見圖3。注：所有電纜應(yīng)采用微波低損耗同軸電纜，電纜2、電纜3的長度之和應(yīng)與、電纜1相等。b)設(shè)置頻率合成器的輸出頻率為被檢頻率(如：10 輸出功率為+15 c)測量方法選擇附加相位噪聲測量。相位檢波常數(shù)K。測量方法選擇差拍法或正負直流峰值法。d)使用差拍法測量相位檢波常數(shù)K。測量方法同6222(1)d)。e)使用正負直流峰值法測量相位檢波常數(shù)K。測量方法同6222(1)e)。010螄；磊一!一一一一圖3微波頻段相位噪聲本底測量框圖6223下變頻器(1)中頻輸出頻率和功率a)儀器連接見圖4。圖4下變頻器中頻輸出頻率和功率測量框圖b)根據(jù)下變頻器各頻段輸入頻率及輸入功率的要求，設(shè)置頻率合成器的輸出頻率及輸出功率。c)根據(jù)下變頻器各頻段的中頻輸出頻率及輸出功率，設(shè)置頻譜儀的參考電平、中心頻率、分析帶寬、分辨帶寬和視頻帶寬等。頻譜儀的參考電平應(yīng)設(shè)置成與輸入信號電平相同或略大，使輸入信號的頂部顯示在屏幕的頂格之中。若分析帶寬設(shè)置為50分辨帶寬和視頻帶寬可設(shè)置為100Hz。d)使用頻譜儀的標(biāo)記功能得到每個中頻頻率及功率，其值應(yīng)符合421規(guī)定。(2)附加相位噪聲a)儀器連接見圖5。注：所有電纜應(yīng)采用低損耗同軸電纜，由功分囂至相位噪聲測量系統(tǒng)的兩個信號通路的延遲差應(yīng)該最小。212010b)設(shè)置頻率合成器的輸出功率為+15 出頻率按儀器說明書要求。c)測量方法同6222(1)c)e)；d)將測得的相位噪聲曲線的示值減去3 值應(yīng)符合422規(guī)定。(3)本振頻率源相位噪聲a)儀器連接見圖6。圖6下變頻器本振頻率源相位噪聲測量框圖b)設(shè)置兩本振頻率源的輸出功率+7 檢頻率點按儀器說明書要求。c)測量方法選擇鎖相環(huán)法。d)測量相位檢波常數(shù)K。鎖相環(huán)置于開路狀態(tài)。調(diào)整控制電壓，將一路信號的頻率調(diào)偏，使檢相器輸出一差拍信號，n，測量系統(tǒng)測量，。的電壓峰值(單位：V)，則相位檢波常數(shù)K。的數(shù)值等于，。的電壓峰值。e)調(diào)整控制電壓，使兩路信號頻率一致，在測量系統(tǒng)程序的控制下，鎖相環(huán)關(guān)閉，兩路信號相位正交，進行相位噪聲測量。f)將測得曲線的示值減去3 值應(yīng)符合423規(guī)定。6224調(diào)幅噪聲本底a)儀器連接見圖7。一?被檢相位噪聲測量系統(tǒng)圖7調(diào)幅噪聲本底測量框圖b)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)頻率源的輸出頻率為被檢頻率，輸出功率為+10 c)測量方法選擇調(diào)幅噪聲測量。用頻率合成器替代標(biāo)準(zhǔn)頻率源，設(shè)置頻率合成器的輸出頻率及功率與標(biāo)準(zhǔn)頻率源相同，并進行單音頻調(diào)幅(調(diào)幅系數(shù)m。一001)，設(shè)置調(diào)制頻率為1制深度為1。e)用頻譜儀觀察調(diào)制邊帶功率頻譜儀上應(yīng)觀察到，頻率為1f)將所選的調(diào)制頻率和調(diào)幅系數(shù)輸入到測量系統(tǒng)控制界面的指定位置，將標(biāo)準(zhǔn)頻率源重新接入系統(tǒng)，測量系統(tǒng)自動測量進行調(diào)幅噪聲測量，其值應(yīng)符合43規(guī)定。63檢定結(jié)果的處理按本規(guī)程要求檢定合格的測量系統(tǒng)，出具檢定證書，檢定不合格的，出具檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項目。64檢定周期測量系統(tǒng)的檢定周期一般不超過1年。21相位噪聲本底檢定證書內(nèi)頁格式載波頻率f。一l 0 00 HZ l 0 00 l ，)(Z)指標(biāo)值(z)A2下變頻器中頻輸出頻率和功率微波輸入信號頻率 微波輸入信號功率 中心頻率 中頻輸出頻率 中頻輸出功率 指標(biāo)值(3調(diào)幅噪聲本底載波頻率，。一00