通信信號(hào)分析儀校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1988—20221通信信號(hào)分析儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于工作原理采用等效時(shí)間采樣的、標(biāo)稱模擬帶寬不高于20GHz的通信信號(hào)分析儀的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJG965—2013通信用光功率計(jì)檢定規(guī)程JJF1057—1998數(shù)字存儲(chǔ)示波器校準(zhǔn)規(guī)范ITU-TG.957(03/2006)與同步數(shù)字系列有關(guān)的設(shè)備和系統(tǒng)的光接口(Opticalinterfacesforequipmentsandsystemsrelatingtothesynchronousdigitalhierarchy)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。3術(shù)語3.1眼圖eyediagram使用示波器觀測(cè)傳輸信號(hào),當(dāng)示波器的水平掃描周期和被測(cè)信號(hào)碼元定時(shí)同步時(shí),示波器就能顯示類似人眼的圖形,這一圖形稱為眼圖,如圖1所示。圖1眼圖3.2眼圖模板e(cuò)yediagrammask眼圖模板是判斷眼圖測(cè)試結(jié)果是否合格的依據(jù)。眼圖模板規(guī)定了邏輯“1”電邏輯“0”電平的容限,以及上升時(shí)間、下降時(shí)間的容限。如圖1中1、2、3部分的組合為一眼圖模板。3.3消光比extinctionratioER通信信號(hào)分析儀的消光比(ER)示值由式(1)計(jì)算得到。ER=10lg(dB)(1)JJF1988—20222式中:P1、P0分別為邏輯“1”平均光功率(mW)、邏輯“0”平均光功率(mW)。如圖2所示,通信信號(hào)分析儀選取所顯示眼圖中間的20%時(shí)間間隔部分,向垂直軸投影作直方圖,直方圖的中心值(平均值)分別記做P1、P0。圖2通信信號(hào)分析儀中邏輯“1”平均光功率、邏輯“0”平均光功率的定義4概述通信信號(hào)分析儀,又稱眼圖儀或光示波器,是對(duì)光纖數(shù)字通信測(cè)量系統(tǒng)光發(fā)射機(jī)進(jìn)行眼圖分析的測(cè)量?jī)x器。通信信號(hào)分析儀一般由光參考接收機(jī)和示波器兩大部分組成,原理如圖3所示。光參考接收機(jī),具有低通濾波器的特性,主要完成光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能。示波器一般為等效時(shí)間采樣型數(shù)字示波器,通常工作在外觸發(fā)方式下,主要完成眼圖顯示、分析及相關(guān)參數(shù)測(cè)量功能。圖3通信信號(hào)分析儀原理框圖注:表示光纖連接(下同);表示電纜連接(下同)。5計(jì)量特性5.1光輸入口回波損耗≥15dB(多模光纖,850nm/1300nm)、≥24dB(單模光纖,1310nm/1550nm)5.2光通道等效有效值噪聲≤14.0μW(20GHz)5.3平均光功率5.3.1輸入信號(hào)有效波長(zhǎng)范圍:750nm~1650nm。5.3.2光功率監(jiān)測(cè)范圍:-30dBm~0dBm。5.3.3最大允許誤差:±5%。JJF1988—202235.4消光比示值最大允許誤差:±0.5dB。5.5光參考接收機(jī)5.5.1標(biāo)稱帶寬:15GHz。5.5.2頻率響應(yīng)誤差:-6dB。5.6光參考接收機(jī)頻率衰減5.6.1光參考接收機(jī)的傳遞函數(shù):符合ITU-TG.957(03/2006)附錄B的規(guī)定。該傳遞函數(shù)可用四階貝塞爾-湯姆遜響應(yīng)函數(shù)表征,見式(2)。式中:p=j,y=2.1140p,ωr=1.5πf0,f0=信號(hào)比特率。5.6.2光參考接收機(jī)頻率衰減標(biāo)稱值:見表1。5.6.3光參考接收機(jī)頻率衰減最大允許誤差:見表1。表1光參考接收機(jī)頻率衰減及其最大允許誤差頻率(fr=0.75f0)衰減標(biāo)稱值/dB最大允許誤差/dB0.03fr0.0—0.2fr0.1±0.30.4fr0.4±0.30.6fr1.0±0.30.8fr1.9±0.31.0fr3.0±0.31.2fr4.5±0.31.33fr5.7±0.31.4fr6.4±0.391.6fr8.5±0.641.8fr10.9±0.902.0fr13.4±1.152.67fr21.5±2.05.7電通道5.7.1標(biāo)稱帶寬:20GHz。5.7.2頻率響應(yīng)誤差:-3dB。5.8電通道上升時(shí)間≤17.5ps5.9直流增益最大允許誤差:±2%。JJF1988—202245.10時(shí)間間隔測(cè)量最大允許誤差:±1%。注:以上所有指標(biāo)都不是用于合格性判定的依據(jù),僅供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度:(23±5)℃。6.1.2相對(duì)濕度:不大于80%。6.1.3電源電壓:(220±11)V;頻率:(50±1)Hz。6.1.4實(shí)驗(yàn)室應(yīng)無影響測(cè)量結(jié)果的機(jī)械振動(dòng)和電磁干擾。6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.2.1脈沖碼型發(fā)生器a)圖案類型:偽隨機(jī)序列、可編程規(guī)則碼。b)速率范圍:100Mb/s~12.5Gb/s。c)頻率準(zhǔn)確度:≤1×10-6。6.2.2微波信號(hào)源a)頻率范圍:10MHz~30GHz。b)功率穩(wěn)定度:0.03dB/℃。6.2.3外調(diào)制光發(fā)射機(jī)a)標(biāo)稱波長(zhǎng):850nm,1310nm,1550nm。b)調(diào)制帶寬:不低于35GHz。6.2.4光功率計(jì)a)工作波長(zhǎng):800nm~1700nm。b)定標(biāo)波長(zhǎng):850nm±20nm,1300nm±20nm,1310nm±20nm,1550nm±c)測(cè)量范圍:-50dBm~+3dBm。d)測(cè)量不確定度:不超過4%(850nm/1300nm),不超過2%(1310nm/1550nm)。e)線性度:不超過±0.1dB。6.2.5可變光衰減器a)工作波長(zhǎng):800nm~1700nm。b)衰減范圍:0dB~60dB,連續(xù)可調(diào)。c)插入損耗:不大于3.5dB。d)最大允許誤差:±0.8dB。6.2.6穩(wěn)定激光源a)中心波長(zhǎng):850nm±20nm,1300nm±20nm,1310nm±20nm,1550nm±b)輸出功率:不小于0dBm。c)輸出功率短期穩(wěn)定度:不超過±0.02dB(15min)。JJF1988—202256.2.7光回波損耗測(cè)試儀a)工作波長(zhǎng):850nm±20nm,1300nm±20nm,1310nm±20nm,1550nm±b)測(cè)量范圍:-40dB~0dB。c)最大允許誤差:±0.8dB。6.2.8示波器校準(zhǔn)儀a)直流電壓范圍:1mV~5V。b)直流電壓最大允許誤差:±(0.025%示值+40μV)。c)時(shí)標(biāo)信號(hào)周期范圍:200ps~55s。d)時(shí)標(biāo)信號(hào)周期最大允許誤差:±2.5×10-7。6.2.9快沿脈沖發(fā)生器脈沖上升時(shí)間:≤6ps。6.2.10寬帶光接收機(jī)a)模擬帶寬:≥20GHz。b)工作波長(zhǎng):850nm~1650nm。6.2.11寬帶示波器a)模擬帶寬:≥20GHz。b)直流增益最大允許誤差:±2%。6.2.12微波功率計(jì)和功率傳感器a)頻率范圍:1MHz~26.5GHz。b)電平測(cè)量最大允許誤差:±2%。c)幅度平坦度:±2%。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表見表2。表2校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)項(xiàng)目名稱1光輸入口回波損耗2光通道等效有效值噪聲3平均光功率4消光比示值誤差5光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差6光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差7電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差8電通道上升時(shí)間9直流增益誤差10時(shí)間間隔測(cè)量誤差JJF1988—202267.2校準(zhǔn)前準(zhǔn)備7.2.1進(jìn)行各項(xiàng)目校準(zhǔn)時(shí),所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)儀器、配套設(shè)備,以及被校通信信號(hào)分析儀(以下簡(jiǎn)稱被校儀表)均應(yīng)按照說明書要求進(jìn)行預(yù)熱。7.2.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、配套設(shè)備,以及被校儀表應(yīng)置于穩(wěn)定的隔振平臺(tái)上,連接光纖可靠固定,光纖接頭及其連接器經(jīng)過必要的清潔。7.3外觀和工作正常性檢查7.3.1采用目視方式對(duì)被校儀表的外觀及工作正常性進(jìn)行檢查。被校儀表的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)完好,開關(guān)、按鍵、旋鈕等操作靈活可靠,標(biāo)志清晰明確,外露件不應(yīng)有松動(dòng)和機(jī)械損傷。被校儀表應(yīng)配有光采樣模塊或者光電混合采樣模塊,且被校儀表(包括所配模塊)具有完成校準(zhǔn)所需的全部附件。7.3.2將被校儀表通電。被校儀表顯示菜單內(nèi)容應(yīng)完整,菜單所顯示的模塊、通道等信息應(yīng)和實(shí)際配置一致。通過面板按鍵操作或者菜單設(shè)置,應(yīng)能完成模塊、通道、觸發(fā)源等配置。7.3.3將7.3.1、7.3.2的檢查結(jié)果記錄到附錄A.1中。7.4眼圖測(cè)量功能檢查7.4.1按圖4所示連接儀表。7.4.2被校儀表的觸發(fā)方式設(shè)置為外觸發(fā)模式,選擇被校儀表光參考接收機(jī)的濾波器類型,以及濾波器對(duì)應(yīng)的眼圖模板。7.4.3設(shè)置脈沖碼型發(fā)生器的工作速率與被校儀表光參考接收機(jī)的濾波器類型一致,發(fā)送圖案設(shè)置為偽隨機(jī)序列。圖4眼圖測(cè)量功能檢查儀表連接示意圖7.4.4運(yùn)行被校儀表,被校儀表應(yīng)顯示如圖1所示的圖形。模板和眼圖之間應(yīng)有一定余量,無任何采樣點(diǎn)進(jìn)入模板內(nèi)部。檢查結(jié)果記錄到附錄A.2中。7.4.5改變被校儀表光參考接收機(jī)的濾波器類型、眼圖模板、脈沖碼型發(fā)生器的工作速率,并保持一致,重復(fù)7.4.4操作,逐一檢查不同濾波器類型被校儀表的眼圖測(cè)量功能。7.5光輸入口回波損耗7.5.1按圖5所示連接儀表。圖5光輸入口回波損耗校準(zhǔn)儀表連接示意圖7.5.2根據(jù)光回波損耗測(cè)試儀使用說明書的規(guī)定,對(duì)該儀表進(jìn)行初始化、自校準(zhǔn)。JJF1988—202277.5.3將光回波損耗測(cè)試儀輸出端的測(cè)試光纖與被校儀表光輸入口相連接,設(shè)定光回波損耗測(cè)試儀光源的波長(zhǎng),讀取測(cè)量結(jié)果,記錄到附錄A.3中。7.5.4改變光回波損耗測(cè)試儀的測(cè)試波長(zhǎng),重復(fù)7.5.3操作。7.6光通道等效有效值噪聲7.6.1按照被校儀表使用說明書的要求,進(jìn)行濾波器設(shè)置。7.6.2完成光通道的消光比或黑電平校準(zhǔn)。讀取此時(shí)被校儀表顯示的光功率有效值,即為光通道等效噪聲值。將結(jié)果記錄到附錄A.4中。7.6.3改變?yōu)V波器設(shè)置,重復(fù)7.6.1、7.6.2操作。7.7平均光功率7.7.1校準(zhǔn)方法參考JJG965—2013的6.3.2。按圖6所示連接儀表。圖6平均光功率校準(zhǔn)儀表連接示意圖7.7.2設(shè)置被校儀表光通道的波長(zhǎng)為850nm/1310nm/1550nm。設(shè)置穩(wěn)定激光光源、可變光衰減器、光功率計(jì)的波長(zhǎng)和被校儀表的設(shè)置一致。7.7.3將可變光衰減器輸出端,通過光纖活動(dòng)連接器連接至光功率計(jì)。調(diào)整可變光衰減器的衰減量,使光功率計(jì)的指示值處于被校儀表技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的光功率監(jiān)測(cè)范圍的下限。待示值穩(wěn)定后,讀取光功率計(jì)示值Pai,單位為dBm。此步驟重復(fù)n次,n≥3。數(shù)據(jù)記錄至附錄A.5中。7.7.4將可變光衰減器輸出端,通過光纖活動(dòng)連接器連接至被校儀表的輸入口。設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式,調(diào)整垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置,使得被校儀表顯示的掃線處于全屏幕的20%附近。啟動(dòng)被校儀表的平均光功率測(cè)量功能,單位為dBm,待示值穩(wěn)定后,讀取被校儀表的示值Pbi。此步驟重復(fù)n次,n≥3。數(shù)據(jù)記錄至附錄A.5中。測(cè)試過程中保持被校儀表垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置的設(shè)置不變。7.7.5分別計(jì)算光功率計(jì)示值Pai、被校儀表示值Pain次測(cè)量結(jié)果的平均值,分別得到Pa、Pb。將結(jié)果記錄附錄A.5中。7.7.6減少可變光衰減器的示值(建議調(diào)整間隔不超過5dB),使光功率計(jì)顯示下一個(gè)校準(zhǔn)功率點(diǎn),重復(fù)7.7.3、7.7.4、7.7.5操作,得到不同校準(zhǔn)點(diǎn)的光功率計(jì)和被校儀表的示值,直到被校儀表光功率監(jiān)測(cè)范圍的上限。7.7.7在整個(gè)光功率監(jiān)測(cè)范圍內(nèi),被校儀表的掃線應(yīng)處于全屏幕的20%~80%范圍內(nèi)。隨著輸入功率增大,若顯示的掃線超過全屏幕的80%時(shí),則應(yīng)通過調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置等參數(shù),確保該掃線保持在全屏幕的80%附近,直到光功率監(jiān)測(cè)范圍的上限。7.7.8分別改變穩(wěn)定激光光源、可變光衰減器、光功率計(jì)和被校儀表的測(cè)試波長(zhǎng),并JJF1988—20228保持一致,重復(fù)7.7.3~7.7.7操作。7.8消光比示值誤差7.8.1按圖7(a)所示連接儀表。設(shè)置寬帶示波器的觸發(fā)方式為外觸發(fā)模式。(a)(b)圖7消光比示值誤差校準(zhǔn)儀表連接示意圖7.8.2根據(jù)被校儀表光參考接收機(jī)濾波器類型,設(shè)置脈沖碼型發(fā)生器的工作速率。分別設(shè)置脈沖碼型發(fā)生器圖案為全“1”、全“0”,從寬帶示波器分別讀取對(duì)應(yīng)的符號(hào)“1”電平、符號(hào)“0”電平,將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.6.1中。按式(3)計(jì)算得到消光比ER0,作為參考值,記錄到附錄A.6.3中。7.8.3按圖7(b)所示連接儀表。設(shè)置脈沖碼型發(fā)生器的圖案為27-1偽隨機(jī)序列。設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為外觸發(fā)模式,被校儀表光通道的波長(zhǎng)為外調(diào)制光發(fā)射機(jī)光源的標(biāo)稱波長(zhǎng),選通與脈沖碼型發(fā)生器工作速率對(duì)應(yīng)的光參考接收機(jī)濾波器。7.8.4適當(dāng)設(shè)置可變光衰減器的衰減量,確保被校儀表所顯示的眼圖清晰,并且眼圖位于屏幕中間垂直方向覆蓋約60%~70%屏幕范圍。開啟被校儀表的平均光功率測(cè)量功能,讀取示值,將所設(shè)參數(shù)、平均光功率示值記錄到附錄A.6.2中。7.8.5按照被校儀表使用說明書提供的自校準(zhǔn)方法和要求,對(duì)被校儀表進(jìn)行消光比或者黑電平自校準(zhǔn)。待自校準(zhǔn)完成后,輸入光信號(hào)并啟動(dòng)消光比測(cè)量功能,單位設(shè)置為dB。待消光比示值穩(wěn)定后,讀取該示值ERx。消光比示值誤差δ按式(4)計(jì)算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.6.3中。δ=ERx-ER0(4)7.8.6根據(jù)被校儀表所配光參考接收機(jī)的濾波器類型,改變脈沖碼型發(fā)生器的工作速率,重復(fù)7.8.2~7.8.5操作。7.9光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差7.9.1按圖8所示連接儀表。JJF1988—20229圖8光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差和頻率衰減誤差校準(zhǔn)儀表連接示意圖7.9.2設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式,光參考接收機(jī)的濾波器置于關(guān)閉狀態(tài)。7.9.3設(shè)置微波信號(hào)源的輸出頻率為100MHz(基準(zhǔn)頻率),適當(dāng)設(shè)置輸出電平(不超過被校儀表最大垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的8倍),由微波功率計(jì)測(cè)量得到輸入外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的信號(hào)幅度值。調(diào)整可變光衰減器,用光功率計(jì)監(jiān)視平均光功率值,使得輸入被校儀表的平均光功率在其監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置,使得顯示的信號(hào)波形覆蓋全屏幕的80%左右。開啟被校儀表的信號(hào)幅度測(cè)量功能,待示值穩(wěn)定后,讀取該示值H0,記錄到附錄A.7中。7.9.4將微波信號(hào)源的輸出頻率設(shè)置為被校儀表光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的上限頻率,由微波功率計(jì)監(jiān)視輸入外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的信號(hào)幅度值,該值應(yīng)與7.9.3中的測(cè)得值保持一致。必要時(shí),可調(diào)整微波信號(hào)源的輸出幅度值,以滿足上述要求。在被校儀表輸入端用光功率計(jì)監(jiān)測(cè)輸入光功率,適當(dāng)調(diào)整可變光衰減器,確保光功率示值和7.9.3的示值保持一致。待被校儀表幅度示值穩(wěn)定后,讀取該示值H記錄到附錄A.7中。7.9.5光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬(上限頻率)的頻率響應(yīng)誤差δ(相對(duì)于基準(zhǔn)頻率)按式(5)計(jì)算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.7中。δ=20lg(dB)(5)式中:H0為基準(zhǔn)頻率的幅度,H為標(biāo)稱帶寬(上限頻率)的幅度。7.9.6光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差也可使用基于光外差原理的校準(zhǔn)方法,詳細(xì)步驟參見附錄D。7.10光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差7.10.1按圖8所示連接儀表。7.10.2設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式,光參考接收機(jī)的濾波器置于開啟狀態(tài),該濾波器的信號(hào)速率為f0。7.10.3設(shè)置微波信號(hào)源的輸出頻率為0.03f0(基準(zhǔn)頻率),適當(dāng)設(shè)置輸出電平(不超過被校儀表最大垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的8倍),由微波功率計(jì)測(cè)量得到輸入外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的信號(hào)幅度值。調(diào)整可變光衰減器,用光功率計(jì)監(jiān)視平均光功率值,使得輸入被校儀表的平均光功率在其監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置,使得顯示的信號(hào)波形覆蓋全屏幕的80%左右。開啟被校儀表的信號(hào)幅度測(cè)量功能,待示值穩(wěn)定后,讀取該示值,記錄到附錄A.8中。107.10.4將微波信號(hào)源的輸出頻率設(shè)置為大于基準(zhǔn)頻率的其他頻率,由微波功率計(jì)監(jiān)視輸入外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的信號(hào)幅度值,該值應(yīng)與7.10.3中的測(cè)得值保持一致。必要時(shí),可調(diào)整微波信號(hào)源的輸出幅度。在被校儀表輸入端用光功率計(jì)監(jiān)測(cè)輸入光功率,適當(dāng)調(diào)整可變光衰減器,確保光功率示值和7.10.3的示值保持一致。待被校儀表幅度示值穩(wěn)定后,讀取該數(shù)值記錄到附錄A.8中。7.10.5該頻率的頻率衰減實(shí)際值δi(相對(duì)于基準(zhǔn)頻率)按式(6)計(jì)算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.8中。δi=-20lg(6)式中:H0為基準(zhǔn)頻率的幅度,Hi為該頻率的幅度。7.10.6頻率衰減誤差Δi按式(7)計(jì)算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.8中。Δi=δi-δi0(7)式中:δi0為該頻率的頻率衰減標(biāo)稱值(數(shù)值參見本規(guī)范表1),δi為該頻率的頻率衰減實(shí)際值。7.10.7按照表1所列頻率,依次設(shè)置微波信號(hào)源的輸出頻率,最大至2.67f0,重復(fù)7.10.3、7.10.4、7.10.5、7.10.6操作,得到其他頻率的頻率衰減誤差Δi。7.10.8光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差也可使用基于光外差原理的校準(zhǔn)方法,具體方法可參考附錄D。7.11電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差7.11.1校準(zhǔn)方法參考JJF1057—1998的17。按圖9所示連接儀表。將被校儀表的觸發(fā)方式設(shè)置于內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式,并啟動(dòng)信號(hào)幅度測(cè)量功能。圖9電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差校準(zhǔn)儀表連接示意圖7.11.2設(shè)置微波信號(hào)源的輸出信號(hào)頻率為基準(zhǔn)頻率(一般為100MHz),輸出電平為0dBm。由微波功率計(jì)對(duì)輸入被校儀表的信號(hào)幅度進(jìn)行定標(biāo)。調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)和垂直偏置,使得被校儀表顯示的波形居中,并且覆蓋全屏幕高度的約80%。讀取被校儀表的幅度示值H0,作為基準(zhǔn)幅度,記錄到附錄A.9中。7.11.3將微波信號(hào)源的輸出頻率設(shè)置為被校儀表電通道標(biāo)稱帶寬的上限頻率,由微波功率計(jì)定標(biāo),確保其示值與7.11.2中的定標(biāo)值保持一致(必要時(shí)調(diào)整微波信號(hào)源的輸出幅度設(shè)置)。待被校儀表示值穩(wěn)定后,讀取被校儀表的幅度示值H,記錄到附錄A.9中。JJF1988—2022117.11.4標(biāo)稱帶寬(上限頻率)的頻率響應(yīng)誤差δ(相對(duì)于基準(zhǔn)頻率)按式(8)計(jì)算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.9。δ=20lg(dB)(8)式中:H0為基準(zhǔn)頻率的幅度,H為標(biāo)稱帶寬(上限頻率)的幅度。7.12電通道上升時(shí)間7.12.1校準(zhǔn)方法參考JJF1057—1998的18。按圖10所示連接儀表。將被校儀表的觸發(fā)方式設(shè)置于外觸發(fā)模式,并啟動(dòng)信號(hào)上升時(shí)間測(cè)量功能。圖10電通道上升時(shí)間校準(zhǔn)儀表連接示意圖7.12.2調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置,掃描時(shí)間因數(shù),使得被校儀表顯示如圖11所示的波形。設(shè)置被校儀表的上升時(shí)間起止點(diǎn)分別為幅度的10%和90%,并讀取該示值,記錄到附錄A.10中。圖11上升時(shí)間波形7.13直流增益誤差7.13.1校準(zhǔn)方法參考JJF1057—1998的24.2。按圖12所示連接儀表。將被校儀表的觸發(fā)方式設(shè)置于內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式,采用平均測(cè)量模式,被校儀表垂直偏置設(shè)置為0。圖12直流增益誤差校準(zhǔn)儀表連接示意圖7.13.2按照附錄A.11所列輸入直流電壓,設(shè)置示波器校準(zhǔn)儀分別輸出正直流電壓Ur+、負(fù)直流電壓Ur-,被校儀表顯示的掃線高度分別位于屏幕的80%附近和20%附近。打開游標(biāo)測(cè)量功能,將游標(biāo)分別移動(dòng)至掃線的中央,分別讀取掃線的電壓測(cè)量值U+、U-。直流增益實(shí)際值G按式(9)計(jì)算,直流增益誤差ΔG按式(10)計(jì)算。將JJF1988—202212上述結(jié)果記錄到附錄A.11中。(9)(10)式中:G0為直流增益標(biāo)稱值,通常等于1。7.13.3按照附錄A.11中的要求,分別改變示波器校準(zhǔn)儀的輸出電壓、被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù),重復(fù)7.13.2。7.14時(shí)間間隔測(cè)量誤差7.14.1校準(zhǔn)方法參考JJF1057—1998的22。按圖13所示連接儀表。設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為外觸發(fā)模式,并啟動(dòng)信號(hào)周期測(cè)量功能。圖13時(shí)間間隔測(cè)量誤差校準(zhǔn)儀表連接示意圖7.14.2設(shè)置被校儀表掃描時(shí)間因數(shù),并設(shè)置示波器校準(zhǔn)儀時(shí)標(biāo)信號(hào)的周期T0(掃描時(shí)間因數(shù)的6倍),調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù),使得被校儀表顯示穩(wěn)定的周期信號(hào)。讀取被校儀表的周期示值T,按式(11)計(jì)算時(shí)間間隔測(cè)量誤差δ。將掃描時(shí)間因數(shù)、示波器校準(zhǔn)時(shí)標(biāo)信號(hào)周期T0、被校儀表周期示值T,以及時(shí)間間隔測(cè)量誤差δ記錄到附錄A.12中。(11)7.14.3改變被校儀表的掃描時(shí)間因數(shù),重復(fù)7.14.2操作。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)通信信號(hào)分析儀校準(zhǔn)后,出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包含以下信息:a)標(biāo)題,“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí);e)客戶的名稱和地址;f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí);g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)說明被校對(duì)象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí),包括名稱及代號(hào);JJF1988—202213j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說明;m)對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書及校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí);o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。9復(fù)校時(shí)間間隔由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的,因此送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。復(fù)校時(shí)間間隔建議為12個(gè)月。JJF1988—202214附錄A推薦原始記錄格式A.1外觀和工作正常性檢查型號(hào)出廠編號(hào)外觀開關(guān)、按鍵、旋鈕菜單正常/完好正常/完好正常/完好非正常狀態(tài)情況描述非正常狀態(tài)情況描述非正常狀態(tài)情況描述A.2眼圖測(cè)量功能檢查濾波器眼圖顯示A.3光輸入口回波損耗測(cè)試波長(zhǎng)/nm測(cè)量結(jié)果/dBA.4光通道等效有效值噪聲帶寬濾波器狀態(tài)光通道等效有效值噪聲A.5平均光功率波長(zhǎng)/nm光功率計(jì)/dBm被校儀表/dBmPai標(biāo)準(zhǔn)值PaPbi示值Pb850/1310/155015A.6消光比示值誤差A(yù).6.1寬帶示波器示值A(chǔ).6.2被校儀表設(shè)置信號(hào)速率Mbit/s信號(hào)波長(zhǎng)nm濾波器輸入平均光功率dBm垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)μW/div垂直偏置μWA.6.3消光比示值誤差參考值ER0/dB示值ERx/dB示值誤差δ/dBA.7光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差標(biāo)稱帶寬(濾波器:關(guān)閉)頻率幅度示值頻率響應(yīng)誤差δ/dB基準(zhǔn)頻率100MHzH0—標(biāo)稱帶寬上限頻率HA.8光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差濾波器頻率幅度示值頻率衰減/dB標(biāo)稱值δi0實(shí)際值δi誤差Δif0=0.03f0(基準(zhǔn)頻率)0.0——0.2f00.10.4f00.40.6f01.00.8f01.91.0f03.01.2f04.51.33f05.71.4f06.41.6f08.51.8f010.92.0f013.42.67f021.516A.9電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差標(biāo)稱帶寬頻率幅度值頻率響應(yīng)誤差δ/dB基準(zhǔn)頻率100MHzH0—標(biāo)稱帶寬上限頻率HA.10電通道上升時(shí)間掃描時(shí)間因數(shù)上升時(shí)間A.11直流增益誤差垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)輸入直流電壓被校儀表示值實(shí)際增益G誤差ΔGUr+Ur-U+U-1mV/DIV3mV-3mV2mV/DIV6mV-6mV5mV/DIV15mV-15mV10mV/DIV30mV-30mV20mV/DIV60mV-60mV50mV/DIV300mV-300mV100mV/DIV600mV-600mVA.12時(shí)間間隔測(cè)量誤差掃描時(shí)間因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值T0示值T測(cè)量誤差δ17附錄B推薦校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式B.1眼圖測(cè)量功能檢查濾波器眼圖顯示B.2光輸入口回波損耗測(cè)試波長(zhǎng)/nm測(cè)量結(jié)果/dB擴(kuò)展不確定度B.3光通道等效有效值噪聲帶寬濾波器光通道等效有效值噪聲B.4平均光功率標(biāo)稱波長(zhǎng)/nm標(biāo)準(zhǔn)值/dBm示值/dBm擴(kuò)展不確定度850/1310/1550850/1310/1550B.5消光比示值誤差信號(hào)速率信號(hào)波長(zhǎng)濾波器輸入平均光功率dBm垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)垂直偏置消光比/dB參考值示值示值誤差擴(kuò)展不確定度B.6光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差基準(zhǔn)頻率:100MHz濾波器:關(guān)閉標(biāo)稱帶寬上限頻率頻率響應(yīng)誤差/dB18B.7光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差基準(zhǔn)頻率:濾波器頻率頻率衰減實(shí)際值/dB誤差/dBf0=B.8電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差基準(zhǔn)頻率:100MHz標(biāo)稱帶寬上限頻率頻率響應(yīng)誤差/dBB.9電通道上升時(shí)間掃描時(shí)間因數(shù)上升時(shí)間擴(kuò)展不確定度B.10直流增益誤差垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)實(shí)際增益誤差擴(kuò)展不確定度1mV/DIV2mV/DIV5mV/DIV10mV/DIV20mV/DIV50mV/DIV100mV/DIV19B.11時(shí)間間隔測(cè)量誤差掃描時(shí)間因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值示值擴(kuò)展不確定度示值誤差JJF1988—202220附錄C通信信號(hào)分析儀校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度評(píng)定示例C.1平均光功率C.1.1測(cè)量模型采用間接測(cè)試法對(duì)通信信號(hào)分析儀平均光功率示值作校準(zhǔn),測(cè)量模型為Px=P0+δPt+δPl+δPλ+δPd+δPz+δPs(C.1)式中:Px—被校儀表示值;P0—(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)示值;δPt—光源功率穩(wěn)定性的影響;δPl—(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)線性度的影響;δPλ—被校儀表光譜響應(yīng)度的影響;δPd—被校儀表示值分辨力的影響;δPz—不同光纖參數(shù)的影響;δPs—被校儀表測(cè)量重復(fù)性的影響。本測(cè)量模型為線性測(cè)量模型,且對(duì)應(yīng)于所有輸入量的靈敏系數(shù)的絕對(duì)值均等于1。C.1.2測(cè)量不確定度分量根據(jù)式(C.1)給出的測(cè)量模型,共有7個(gè)影響量,包括(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)、光源功率穩(wěn)定性、(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)線性度、不同光纖參數(shù)、被校儀表光譜響應(yīng)度、示值分辨力,以及測(cè)量重復(fù)性。C.1.2.1(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)的影響P0(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)校準(zhǔn)證書給出的擴(kuò)展不確定度為0.8%,以分貝為單位是0.035dB,并指出包含因子k=2。于是C.1.2.2光源功率穩(wěn)定性的影響δPt穩(wěn)定激光源的計(jì)量證書給出1310nm光源的功率穩(wěn)定度為±0.005dB(15min),以均勻分布估計(jì),于是C.1.2.3(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)線性度的影響δPl(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)校準(zhǔn)證書給出在定標(biāo)點(diǎn)(-20dBm)外需要考慮的線性度為±0.004dB,以均勻分布估計(jì)。于是JJF1988—202221C.1.2.4被校儀表光譜響應(yīng)度的影響δPλ參照同類型探測(cè)器指標(biāo)和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)得到,在(1310±20)nm范圍內(nèi),光譜響應(yīng)度為±0.04%,以分貝為單位是±0.002dB,以均勻分布估計(jì)。于是C.1.2.5被校儀表示值分辨力的影響δPd被校儀表示值分辨力為±0.01dB,以均勻分布估計(jì)。于是C.1.2.6被校儀表測(cè)量重復(fù)性的影響δPs由于(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)的測(cè)量重復(fù)性非常好,約為±0.001dB可以忽略不計(jì),這里主要考慮被校儀表的測(cè)量重復(fù)性。當(dāng)(標(biāo)準(zhǔn))光功率計(jì)示值為-1.40dBm時(shí),在同等條件下,重復(fù)測(cè)量3次,被校儀表的示值分別為-1.44dBm、-1.45dBm、-1.42dBm。采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.1.2.7不同光纖參數(shù)的影響δPz使用不同光纖,光纖參數(shù)差異對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),這部分影響不超過±0.013dB,以均勻分布估計(jì)。于是C.1.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.1給出各不確定度分量的匯總表。表C.1平均光功率不確定度分量匯總表輸入量Xi估計(jì)值xidBm標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)dB概率分布靈敏系數(shù)ci不確定度分量ui(y)dBP0-1.400.0175正態(tài)10.0175δPt0.000.0029均勻10.0029δPl0.000.0023均勻10.0023δPλ0.000.0011均勻10.0011δPd0.000.0029均勻10.0029δPs0.000.018正態(tài)10.018δPz0.000.0075均勻10.0075Px-1.44dBm0.026dBJJF1988—202222考慮到被校儀表測(cè)量重復(fù)性和示值分辨力引入的不確定度分量重復(fù)貢獻(xiàn),合成時(shí)僅保留較大一個(gè)(本例中保留測(cè)量重復(fù)性引入的分量)。沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性,則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc(Px)=u(P0)+u(δPt)+u(δPl)+u(δPλ)+u(δPs)+u(δPz)=0.026dBC.1.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為U=kuc(Px)=0.06dBC.2光輸入口回波損耗C.2.1測(cè)量模型光輸入回波損耗由光回波損耗測(cè)試儀直接測(cè)量得到,測(cè)量模型為Rx=R0+δRd+δRs(C.2)式中:Rx—被校儀表光輸入口回波損耗;R0—光回波損耗測(cè)試儀示值;δRd—示值分辨力的影響;δRs—測(cè)量重復(fù)性的影響。本測(cè)量模型為線性測(cè)量模型,且對(duì)應(yīng)于所有輸入量的靈敏系數(shù)的絕對(duì)值均等于1。C.2.2測(cè)量不確定度分量根據(jù)式(C.2)給出的測(cè)量模型,共有3個(gè)影響量,包括光回波損耗測(cè)試儀測(cè)量不準(zhǔn)、測(cè)量重復(fù)性、示值分辨力。C.2.2.1光回波損耗測(cè)試儀測(cè)量不準(zhǔn)的影響R0已知光回波損耗測(cè)試儀的最大允許誤差為±0.4dB,以均勻分布估計(jì)。于是=0.23dBC.2.2.2光回波損耗測(cè)試儀示值分辨力的影響δRd光回波損耗測(cè)試儀的示值分辨力為0.1dB,以均勻分布估計(jì)。于是C.2.2.3光回波損耗測(cè)試儀測(cè)量重復(fù)性的影響δRs在同等條件下,重復(fù)測(cè)量3次,示值分別為30.9dB、31.0dB、31.2dB。采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。u3(δRs)=s==0.18dBC.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.2給出各不確定度分量的匯總表。JJF1988—202223表C.2光輸入口回波損耗不確定度分量匯總表輸入量Xi估計(jì)值xidB標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)dB概率分布靈敏系數(shù)ci不確定度分量ui(y)dBR030.90.23均勻10.23δRd0.000.029均勻10.029δRs0.000.18正態(tài)10.18Rx30.9dB0.29dB考慮到光回波損耗測(cè)試儀的測(cè)量重復(fù)性和分辨力引入的不確定度分量重復(fù)貢獻(xiàn),合成時(shí)僅保留較大一個(gè)(本例中保留測(cè)量重復(fù)性引入的分量)。沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性,則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.2.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為U=kuc(Rx)=0.6dBC.3消光比C.3.1測(cè)量模型采用間接測(cè)試法對(duì)通信信號(hào)分析儀消光比做校準(zhǔn),由寬帶示波器作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),其測(cè)量結(jié)果為參考值。被校儀表消光比的示值誤差δ可表示為δ=ERx-ER0但考慮到測(cè)量系統(tǒng)存在的各種影響量,測(cè)量模型為δ=ERx-ER0+δE1+δE2-δE3+δE4-δE5(C.3)式中:ERx—被校儀表的消光比示值;ER0—測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的消光比示值;δE1—被校儀表測(cè)量重復(fù)性的影響;δE2—被校儀表光功率測(cè)量不準(zhǔn)的影響,δE3—測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量重復(fù)性的影響;δE4—光調(diào)制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)被校儀表示值的影響;δE5—光調(diào)制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)示值的影響。本測(cè)量模型為線性測(cè)量模型,且對(duì)應(yīng)于所有輸入量的靈敏系數(shù)的絕對(duì)值均等于1。C.3.2測(cè)量不確定度分量根據(jù)式(C.3)給出的測(cè)量模型,共有6個(gè)影響量,包括被校儀表的測(cè)量重復(fù)性、光功率測(cè)量不準(zhǔn),測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的幅度測(cè)量不準(zhǔn)、測(cè)量重復(fù)性,以及光調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的穩(wěn)定性對(duì)消光比值的影響。C.3.2.1被校儀表測(cè)量重復(fù)性的影響δE1對(duì)一被測(cè)信號(hào),在同等條件下重復(fù)測(cè)量5次,測(cè)量數(shù)據(jù)詳見表C.3。JJF1988—202224表C.3被校儀表消光比測(cè)量重復(fù)性數(shù)據(jù)序號(hào)i測(cè)量結(jié)果Exi/dB112.57212.58312.57412.55512.58平均值Ex12.57實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.01由被校儀表測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u1(δE1)=s(xk)=0.01dBC.3.2.2被校儀表光功率測(cè)量不準(zhǔn)的影響δE2被校儀表的消光比示值ERx,是由被校儀表通過分別測(cè)量符號(hào)“1”的平均光功率(P1)和符號(hào)“0”的平均光功率(P0),按式(C.4)計(jì)算得到。ERx=10lg(C.4)被校儀表光功率測(cè)量不準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量,可按式(C.5)計(jì)算得到。(C.5)式中:urel(P1)—符號(hào)“1”平均光功率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度;urel(P0)—符號(hào)“0”平均光功率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。被校儀表測(cè)量平均光功率的最大允許誤差為±5%,以均勻分布估計(jì)。于是,測(cè)量代入(C.5)計(jì)算得到u2(δE2)=0.18dBC.3.2.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量重復(fù)性的影響δE3由測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)測(cè)量符號(hào)“1”電平(E1)、符號(hào)“0”電平(E0),按式(C.6)計(jì)算得到消光比參考值。ER0=10lg(C.6)對(duì)一被測(cè)信號(hào),在同等條件下重復(fù)測(cè)量5次,測(cè)量數(shù)據(jù)詳見表C.4。25表C.4測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電平測(cè)量重復(fù)性數(shù)據(jù)序號(hào)i符號(hào)“1”電平/mV符號(hào)“0”電平/mV186.985.04286.394.92386.594.81486.694.61588.504.91平均值Ex86.634.858實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.4200.063相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel1.10%3.19%將相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel代入下式,計(jì)算得到由測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.3.2.4光調(diào)制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)消光比示值的影響δE4、δE5由于光調(diào)制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)不穩(wěn)定,會(huì)造成符號(hào)“1”、符號(hào)“0”的平均光功率不穩(wěn)定,相對(duì)于平均值存在一定的偏差±δP1、±δP0,對(duì)被校儀表消光比示值、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)消光比示值造成一定影響。故式(C.4)可改寫為式(C.7)。ER=10lg(C.7)因此,由光調(diào)制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,按式(C.8)計(jì)算得到。(C.8)根據(jù)經(jīng)驗(yàn),光調(diào)制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性引起平均光功率的最大相對(duì)偏差為±5%,代入式(C.8)計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。對(duì)被校儀表而言,該影響量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u4(δE4)=0.31dB對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)而言,該影響量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u5(δE5)=0.31dBC.3.2.5測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電平測(cè)量不準(zhǔn)的影響ER0測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)消光比示值ER0,由測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)通過分別測(cè)量符號(hào)“1”的電平(E1)和符號(hào)“0”的電平(E0),由式(C.6)計(jì)算得到。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)電平測(cè)量不準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,可由式(C.9)計(jì)算得到。26(C.9)式中:urel(E1)—符號(hào)“1”電平的相對(duì)測(cè)量不確定度;urel(E0)—符號(hào)“0”電平的相對(duì)測(cè)量不確定度。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)電平測(cè)量的最大允許誤差為±2%,以均勻分布估計(jì)。于代入(C.9)計(jì)算得到u6(ER0)=0.072dBC.3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.5給出各不確定度分量的匯總表表C.5消光比不確定度分量匯總表輸入量Xi估計(jì)值xidB標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)dB概率分布靈敏系數(shù)ci不確定度分量ui(y)dBERx12.57ER012.370.072正態(tài)-1-0.072δE10.000.01正態(tài)10.01δE20.000.18正態(tài)10.18δE30.000.146正態(tài)-1-0.146δE40.000.31正態(tài)10.31δE50.000.31正態(tài)-1-0.31δ0.20dB0.50dB沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性,則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc(δ)=u(ER0)+u(δE1)+u(δE2)+u(δE3)+u(δE4)+u(δE5)=0.50dBC.3.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為U=kuc(δ)=1.0dBC.4電通道上升時(shí)間C.4.1測(cè)量模型電通道上升時(shí)間由被校儀表測(cè)量快前沿脈沖發(fā)生器的信號(hào)獲得,測(cè)量模型為Tx=T0+δT1+δT2+δT3(C.10)式中:Tx—被校儀表上升時(shí)間示值;T0—快前沿脈沖發(fā)生器信號(hào)的上升時(shí)間;JJF1988—202227δT1—上升時(shí)間測(cè)量方法的影響量;δT2—被校儀表間間隔測(cè)量不準(zhǔn)的影響量;δT3—測(cè)量重復(fù)性的影響量。本測(cè)量模型為線性測(cè)量模型,且對(duì)應(yīng)于所有輸入量的靈敏系數(shù)的絕對(duì)值均等于1。C.4.2測(cè)量不確定度分量根據(jù)式(C.10)給出的測(cè)量模型,共有4個(gè)影響量,包括快前沿脈沖發(fā)生器信號(hào)的上升時(shí)間、被校儀表上升時(shí)間的測(cè)量方法、時(shí)間間隔測(cè)量不準(zhǔn)、測(cè)量重復(fù)性。它們所對(duì)應(yīng)的靈敏系數(shù)均等于1。C.4.2.1快前沿脈沖發(fā)生器信號(hào)上升時(shí)間的影響T0由于快前沿脈沖發(fā)生器信號(hào)的上升時(shí)間不足夠快,若將顯示的上升時(shí)間作為被校儀表本身的上升時(shí)間,會(huì)引入一定的影響量δ1,該影響量可按式(C.11)計(jì)算得到。(C.11)式中:n—快前沿脈沖發(fā)生器的上升時(shí)間和被校儀表電通道上升時(shí)間的比值。估計(jì)。若上升時(shí)間示值為16.66ps,于是已知n=3(快前沿發(fā)生器上升時(shí)間的估計(jì)值為5.55ps),估計(jì)。若上升時(shí)間示值為16.66ps,于是C.4.2.2被校儀表時(shí)間間隔測(cè)量不準(zhǔn)的影響δT2已知被校儀表時(shí)間間隔測(cè)量的最大允許誤差為±(1.0%的讀數(shù)+1ps),以均勻分布估計(jì)。若上升時(shí)間示值為16.66ps,于是C.4.2.3上升時(shí)間測(cè)量方法的影響δT1被校儀表測(cè)量上升時(shí)間時(shí),需要分別對(duì)幅度的0%,10%,90%,100%進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)還要分別對(duì)幅度10%,90%對(duì)應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量,因此存在6種情況的判讀并對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來一定的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),6次判讀對(duì)測(cè)量結(jié)果影響均相等,即ε1=ε2=ε3=ε4=ε5=ε6=ε=±0.5%,各次帶來的最大測(cè)量誤差分別為εiTx,以均勻分布估計(jì)。若上升時(shí)間示值為16.66ps,于是由于6個(gè)分量之間沒有值得考慮的相關(guān)性,于是u3(δT1)=6×(0.0481ps)2=0.118psC.4.2.4測(cè)量重復(fù)性的影響δT3在同等條件下,重復(fù)測(cè)量3次,示值分別為16.66ps,16.90ps,16.98ps,采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。JJF1988—202228C.4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.6給出了各不確定度分量的匯總表。表C.6上升時(shí)間不確定度分量匯總表輸入量Xi估計(jì)值xips標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)ps概率分布靈敏系數(shù)ci不確定度分量ui(y)psT05.550.519均勻10.519δT20.000.675均勻10.675δT10.000.118正態(tài)10.118δT30.000.189正態(tài)10.189Tx16.66ps0.880ps沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性,則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc(Tx)=u(T0)+u(δT2)+u(δT1)+u(δT3)=0.880psC.4.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為U=kuc(Tx)=1.8psC.5直流增益誤差C.5.1測(cè)量模型直流增益誤差(△G)的測(cè)量模型為×100%(C.12)式中:Ur+、Ur-—分別為示波器校準(zhǔn)儀的正、負(fù)直流電壓設(shè)置值;U+、U-—分別為被校儀表的正、負(fù)電壓示值。測(cè)量模型式(C.12)是一非線性模型,直流增益誤差的方差u2(△G)可表示為u2(△G)=cu2(U+)+cu2(U-)+cu2(Ur+)+cu2(Ur-)(C.13)式(C.13)中共有4個(gè)不確定度分量,忽略Ur+、Ur-、U+、U-之間的相關(guān)性,各不確定度分量之間的靈敏系數(shù)可簡(jiǎn)化為JJF1988—202229因此,被測(cè)量ΔG的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按式(C.14)計(jì)算得到。uc(ΔG)=cu2(U+)+cu2(U-)+cu2(Ur+)+cu2(Ur-)(C.14)由式(C.14)可知,直流增益誤差ΔG不確定度的評(píng)定可分解為對(duì)Ur+、Ur-、U+、U-的不確定度評(píng)定。其中Ur+、Ur-影響量來自示波器校準(zhǔn)儀;而對(duì)于U+、U-影響量來自被校儀表,包括測(cè)量重復(fù)性、垂直分辨力?？紤]到測(cè)量系統(tǒng)存在的各種影響量,式(C.14)可改寫為(C.15)。uc(ΔG)=cu(U+)+cu(U-)+cu(δUr+)+cu(δUr-)+cu(δUs+)+cu(δUs-)(C.15)式中:δU+—被校儀表垂直分辨力對(duì)U+的影響;δUs+—被校儀表測(cè)量重復(fù)性對(duì)U+的影響;δU-—被校儀表垂直分辨力對(duì)的U-影響;δUs-—被校儀表測(cè)量重復(fù)性對(duì)U-的影響;δUr+—示波器校準(zhǔn)儀對(duì)Ur+的影響;δUr-—示波器校準(zhǔn)儀對(duì)Ur-的影響。且c5=c1,c6=c2。C.5.2測(cè)量不確定度分量C.5.2.1示波器校準(zhǔn)儀的影響Ur+、Ur-示波器校準(zhǔn)儀輸出直流電壓的最大允許誤差為±(0.025%設(shè)置值+25μV),以均勻分布估算。設(shè)置值Ur+、Ur-分別為300mV,-300mV,于是C.5.2.2被校儀表垂直分辨力的影響δU+、δU-被校儀表垂直系統(tǒng)為14位數(shù)模轉(zhuǎn)換器,故相對(duì)垂直分辨力為1/142(0.0061%),以均勻分布估算。于是C.5.2.3被校儀表測(cè)量重復(fù)性的影響δUs+、δUs-在同等條件下,對(duì)一穩(wěn)定直流電壓重復(fù)測(cè)量3次,U+示值分別為300.1mV,300.3mV,300.4mV,U-的示值分別為-299.5mV,-299.7mV,-299.8mV,采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。u5(δUs+)=s=0.18mVu6(δUs-)=s=0.18mVJJF1988—202230C.5.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.7給出了各不確定度分量的匯總表。表C.7直流增益不確定度分量匯總表輸入量Xi估計(jì)值ximV標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)mV概率分布靈敏系數(shù)ci1/mV不確定度分量ui(y)δU+0.000.0105均勻1.67×10-31.75×10-5δU-0.000.0105均勻-1.67×10-3-1.75×10-5Ur+3000.058均勻-1.67×10-3-9.69×10-5Ur--3000.058均勻1.67×10-39.69×10-5δUs+0.000.18正態(tài)1.67×10-33.01×10-4δUs-0.000.18正態(tài)-1.67×10-3-3.01×10-4ΔG1.66×10-44.48×10-4沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性,將數(shù)據(jù)代入式(C.15),計(jì)算得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(ΔG)=4.48×10-4C.5.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為U=kuc(ΔG)=9×10-4C.6時(shí)間間隔C.6.1測(cè)量模型采用被校儀表的周期自動(dòng)測(cè)量功能測(cè)量時(shí)間間隔,測(cè)量模型為Tx=T0+δTd+δTs(C.16)式中:Tx—被校儀表示值;T0—輸入信號(hào)時(shí)間間隔;δTd—被校儀表水平分辨力的影響量;δTs—測(cè)量重復(fù)性的影響量。本測(cè)量模型為線性測(cè)量模型,且對(duì)應(yīng)于所有輸入量的靈敏系數(shù)的絕對(duì)值均等于1。C.6.2測(cè)量不確定度分量根據(jù)式(C.16)給出的測(cè)量模型,共有3個(gè)影響量,包括輸入信號(hào)的時(shí)間間隔不準(zhǔn),被校儀表水平分辨力、測(cè)量重復(fù)性。C.6.2.1輸入信號(hào)時(shí)間間隔不準(zhǔn)的影響T0已知輸入信號(hào)時(shí)間間隔的最大允許誤差為±2.5×10-7,以均勻分布估計(jì)。若T0=12ns,于是JJF1988—202231C.6.2.2被校儀表水平分辨力的影響δTd已知被校儀表的記錄長(zhǎng)度為1350個(gè)點(diǎn),以均勻分布估計(jì)。若T0=12ns,水平分辨力為12ns/1350=8.89ps,于是C.6.2.3測(cè)量重復(fù)性的影響δTs在同等條件下,重復(fù)測(cè)量3次,示值分別為12.00ns,11.99ns,11.99ns,采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.6.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.8給出了各不確定度分量的匯總表。表C.8時(shí)間間隔不確定度分量匯總表輸入量Xi估計(jì)值xips標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)ps概率分布靈敏系數(shù)ci不確定度分量ui(y)psT012.001.7×10-3均勻11.7×10-3δTd0.005.13均勻15.13δTs0.005.92正態(tài)15.92Tx12.00ps7.83ps沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性,則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc(Tx)=u(T0)+u(δTd)+u(δTs)=7.83psC.6.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為U=kuc(Tx)=0.02nsC.7光參考接收機(jī)頻率衰減C.7.1測(cè)量光參考接收機(jī)頻率衰減的測(cè)量模型采用微波信號(hào)源作為穩(wěn)幅源進(jìn)行校準(zhǔn),測(cè)量模型為δ=20lg(C.17)式中:δ—被校光參考接收機(jī)頻率衰減;H—上限頻率的幅度示值;H0—為基準(zhǔn)頻率的幅度示值。測(cè)量模型式(C.17)是一非線性模型,光參考接收機(jī)頻率衰減的方差u2(δ)可表示為u2(δ)=cu2(H)+cu2(H0)(C.18)被測(cè)量δ的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可表示為JJF1988—202232(C.19)為簡(jiǎn)化不確定度分析過程,忽略H、H0之間的相關(guān)性,各不確定度分量之間的靈敏系數(shù)可簡(jiǎn)化為由式(C.18)可知,光參考接收機(jī)頻率衰減的方差由H0、H的合成方差直接推導(dǎo)得出。因此,對(duì)被測(cè)量δ不確定度評(píng)定實(shí)際轉(zhuǎn)換為對(duì)H0、H不確定度評(píng)定。H、H0均存在以下影響量,微波信號(hào)源幅度不準(zhǔn)、微波信號(hào)源的穩(wěn)定性、阻抗失配、測(cè)量重復(fù)性、垂直分辨力,且各影響量相互獨(dú)立。H0、H的測(cè)量模型為H=Hx+δt+δm+δs+δdH0=Hx+δt+δm+δs+δd式中:Hx—被校儀表示值的估計(jì)值;δt—微波信號(hào)源幅度穩(wěn)定性的影響;δm—系統(tǒng)阻抗失配的影響;δs—被校儀表測(cè)量重復(fù)性的影響;δd—被校儀表垂直分辨力的影響。H0、H的方差可表示為