JJF(陜) 041-2020 寬帶采集回放系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范

JJF(陜11-16發(fā)布2021-02-16實(shí)施JJF(陜)041－2020寬帶采集回放系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationofBroadbandAcquisitionJJF(陜)041－2020JJF(陜)041－2020 （2） （2） （2） （2） （8） （8） （9） （20）JJF(陜)041－2020Ⅱ本規(guī)范參考了JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》、JJG502-2017《合成信號(hào)發(fā)生器檢定規(guī)程》、JJF1174-2017《矢量信號(hào)發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范》、JJF1396-2013《頻譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》的部分內(nèi)容，并結(jié)合寬帶采集回放系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)和使用情況，對(duì)其具體技術(shù)指標(biāo)和校1寬帶采集回放系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范集回放系統(tǒng)的校準(zhǔn)。合成信號(hào)發(fā)生器檢定規(guī)程頻譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范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)適用于本規(guī)范。寬帶信號(hào)采集回放系統(tǒng)是面向高帶寬、長(zhǎng)時(shí)間、大容量流盤(pán)存儲(chǔ)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的測(cè)試設(shè)備。是通信、雷達(dá)、導(dǎo)航系統(tǒng)中測(cè)試與實(shí)驗(yàn)室模擬仿真測(cè)試中必備的測(cè)試設(shè)備，具備寬帶信號(hào)采集、存儲(chǔ)回放等功能。寬帶采集回放系統(tǒng)典型的系統(tǒng)硬件主要由三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，即數(shù)字子系統(tǒng)、主控子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)，其中數(shù)字子系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的管控和處理功能，包括通信數(shù)字接口、配置與安全模塊、系統(tǒng)功能模塊、ARM處理與主控模塊、板存模塊、平臺(tái)管理模塊，主控子系統(tǒng)完成上位機(jī)通信以及人機(jī)交互功能，包括處理與主控CPU、協(xié)處理單元、人機(jī)交互接口、高速存儲(chǔ)單元、通信數(shù)字接口，射頻子系統(tǒng)完成信號(hào)的采集發(fā)射功能，包括寬帶接收單元、高速數(shù)據(jù)接口、寬帶發(fā)射單元、參考時(shí)基單元，系統(tǒng)原理如圖1所示。通信數(shù)安全互接口通信數(shù)字接口管理高速存字接口高速數(shù)據(jù)射單元寬帶接圖1寬帶采集回放系統(tǒng)原理圖JJF(陜)041－20202表1寬帶采集回放系統(tǒng)計(jì)量性能要求序號(hào)計(jì)量性能性能指標(biāo)1參考信號(hào)頻率頻率：10MHz；最大允許誤差：±1×10-62信號(hào)輸入頻率范圍：1GHz～6GHz；最大允許誤差：±1×10-63信號(hào)回放頻率范圍：1GHz～6GHz；最大允許誤差：±1×10-64信號(hào)采集垂直刻度范圍：-120dBm～0dBm；最大允許誤差：±2dB5信號(hào)采集帶內(nèi)頻率響應(yīng)實(shí)時(shí)帶寬：≤1GHz；帶內(nèi)頻率響應(yīng)：±1dB6信號(hào)回放帶內(nèi)頻率響應(yīng)實(shí)時(shí)帶寬：≤1GHz；帶內(nèi)頻率響應(yīng)：±2dB7本振泄漏本振泄漏：<-40dB(相對(duì)于參考電平0dBm)注：以上指標(biāo)不是用于合格性判別，僅供參考。JJF(陜)041－2020顯示非線性0.1dB。表2校準(zhǔn)項(xiàng)目序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)方法條款1參考信號(hào)頻率6.2.22信號(hào)輸入頻率6.2.33信號(hào)回放頻率6.2.44信號(hào)采集垂直刻度6.2.55信號(hào)采集帶內(nèi)頻率響應(yīng)6.2.66信號(hào)回放帶內(nèi)頻率響應(yīng)6.2.77本振泄漏6.2.8損傷，按鍵無(wú)卡死或接觸不良的現(xiàn)象。儀器上應(yīng)明確標(biāo)有產(chǎn)品名稱(chēng)、制造廠家、型號(hào)、出廠4b)從頻率計(jì)數(shù)器讀出頻率測(cè)量值fro;c)按照公式(1)計(jì)算參考信號(hào)頻率誤差；式中：δ——參考信號(hào)頻率相對(duì)誤差；f.——參考信號(hào)頻率標(biāo)稱(chēng)值，MHz;6.2.3信號(hào)輸入頻率a)校準(zhǔn)連接如圖3所示，利用頻率計(jì)數(shù)器為合成信號(hào)發(fā)生器提供外時(shí)基；b)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置合成信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，并發(fā)射連續(xù)波信號(hào)；c)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)中心頻率，根據(jù)中心頻率值調(diào)節(jié)合成信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，使其基波譜線與被校寬帶采集回放系統(tǒng)顯示屏上的中心刻度線對(duì)準(zhǔn)，讀取合成信號(hào)發(fā)生器的頻率值fao;d)按照公式(2)計(jì)算信號(hào)輸入頻率誤差；式中：δ——信號(hào)輸入頻率相對(duì)誤差；fao——合成信號(hào)發(fā)生器輸出頻率值，GHz;e)改變合成信號(hào)發(fā)生器的頻率值，重復(fù)步驟b)~d)。6.2.4信號(hào)回放頻率a)校準(zhǔn)連接如圖3所示，利用頻率計(jì)數(shù)器為合成信號(hào)發(fā)生器提供外時(shí)基；5b)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置合成信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，并發(fā)射連續(xù)波信號(hào)，讀取合成信號(hào)發(fā)生器的頻率值；c)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)中心頻率，使用寬帶采集回放系統(tǒng)記錄信號(hào)1s時(shí)間；RFOUTd)校準(zhǔn)連接如圖4所示，設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)回放的載波頻率設(shè)置為與步驟c)中采集的中心頻率一致，調(diào)用步驟c)中記錄的信號(hào)文件，回放該信號(hào)；e)讀取頻率計(jì)數(shù)器的頻率測(cè)量值f;f)按照公式(3)計(jì)算信號(hào)回放頻率誤差；式中：δ——信號(hào)回放頻率相對(duì)誤差；fpo——信號(hào)輸入頻率值，GHz;g)改變合成信號(hào)發(fā)生器的頻率值，重復(fù)步驟b)～f)。6.2.5信號(hào)采集垂直刻度a)校準(zhǔn)連接如圖5所示；合成信號(hào)發(fā)生器寬帶采集回放系統(tǒng)功率分配器b)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置合成信號(hào)發(fā)生器的頻率值和輸出電平，并發(fā)射連續(xù)波信號(hào)；c)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)中心頻率，調(diào)整合成信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，使合成信號(hào)發(fā)生器的基波譜線偏離頻譜顯示的中心刻度線1MHz,并將垂直刻度設(shè)置為JJF(陜)041－20206（4）PPg）將寬帶采集回放系統(tǒng)參考電平降低10dB，降低合成信號(hào)發(fā)線位于寬帶采集回放系統(tǒng)頻譜顯示的每-10dB步進(jìn)的刻度處，重復(fù)步驟e)～fb）參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)中心頻率；c）參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置合成信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，調(diào)整合成信號(hào)發(fā)生器的輸出電平值，使其基波譜線位于接收的頻譜顯示屏中心刻度線滿刻度處，記下測(cè)量接收機(jī)功率測(cè)量值Pr0；使基波譜線的高度不變，每次由測(cè)量接收機(jī)測(cè)出信號(hào)電平Pr；PPP5）PP7g)重復(fù)步驟b)~f)在其他中心頻率點(diǎn)測(cè)量信號(hào)采集帶內(nèi)頻率響應(yīng)。6.2.7信號(hào)回放帶內(nèi)頻率響應(yīng)a)校準(zhǔn)連接如圖5所示；b)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置合成信號(hào)發(fā)生器的頻率值，并發(fā)射連續(xù)波信號(hào)，利用測(cè)量接收機(jī)測(cè)量電平值值P0;c)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)采集的中心頻率，使用寬帶采集回放系統(tǒng)記錄信號(hào)1s時(shí)間；RFOUTd)校準(zhǔn)連接如圖6所示，設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)回放的載波頻率設(shè)置為與步驟c)中采集的中心頻率一致，調(diào)用步驟c)中記錄的信號(hào)文件，回放該信號(hào)；e)利用測(cè)量接收機(jī)測(cè)量電平值值P?;f)在分析帶寬內(nèi)改變合成信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，不改變寬帶采集回放系統(tǒng)采集的中心頻率，重復(fù)步驟b)～e),得到測(cè)量接收機(jī)測(cè)量結(jié)果P?、Pp?;g)按照公式(6)計(jì)算信號(hào)回放帶內(nèi)頻率響應(yīng)；P?=(Pp?-P?)-(Ppo-Po)Po——中心頻率點(diǎn)合成信號(hào)發(fā)生器輸出電平測(cè)量值，dBm;Po——中心頻率點(diǎn)寬帶采集回放系統(tǒng)輸出電平測(cè)量值，dBm;P——偏離中心頻率點(diǎn)合成信號(hào)發(fā)生器輸出電平測(cè)量值，dBm;P?——偏離頻率點(diǎn)寬帶采集回放系統(tǒng)輸出電平測(cè)量值，dBm;h)重復(fù)步驟f)～g),記錄帶內(nèi)其他頻率點(diǎn)頻率響應(yīng)測(cè)量結(jié)果；i)重復(fù)步驟b)～f),在其他中心頻率點(diǎn)測(cè)量信號(hào)回放帶內(nèi)頻率響應(yīng)。6.2.8本振泄漏a)校準(zhǔn)連接如圖7所示，在寬帶采集回放系統(tǒng)射頻輸入端口連接50歐姆負(fù)載匹配；8b)參照附錄A校準(zhǔn)記錄設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)采集的中心頻率，設(shè)置采集時(shí)間為1s,開(kāi)始采集信號(hào)；RFOUTc)采集完成后，校準(zhǔn)連接如圖8所示；d)設(shè)置寬帶采集回放系統(tǒng)以采集的中心頻率點(diǎn)為載波頻率回放采集得到的信號(hào)，參考電平值設(shè)置為Pe,一般為0dBm;e)使用頻譜分析儀測(cè)量此時(shí)寬帶采集回放系統(tǒng)回放的中心頻率點(diǎn)的信號(hào)電平值P?;f)按照公式(7)計(jì)算本振泄漏；P?=P?-Pref(7)P3?——頻譜分析儀測(cè)量值，dBm;Pre——設(shè)置的參考電平值，dBm;g)改變寬帶采集回放系統(tǒng)以采集的中心頻率點(diǎn)，重復(fù)步驟d)～f)測(cè)量其他頻率點(diǎn)本振7校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果，出具校準(zhǔn)證書(shū)，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)上反映。校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)包括以下信息：標(biāo)題、實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)和地址、送校單位的名稱(chēng)和地址、校準(zhǔn)日期、校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明、校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定的說(shuō)明、校準(zhǔn)環(huán)境等內(nèi)容。8復(fù)校時(shí)間間隔儀器的建議校準(zhǔn)周期應(yīng)不超過(guò)1年。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)量等諸多因素所決定的，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。JJF(陜)041－2020被較儀器信息委托單位唯一識(shí)別號(hào)儀器名稱(chēng)型號(hào)/規(guī)格生產(chǎn)廠家出廠編號(hào)測(cè)量范圍準(zhǔn)確度等級(jí)校準(zhǔn)依據(jù)校準(zhǔn)地點(diǎn)環(huán)境溫度相對(duì)濕度標(biāo)準(zhǔn)信息名稱(chēng)型號(hào)/規(guī)格溯源證書(shū)號(hào)有效期至標(biāo)準(zhǔn)信息名稱(chēng)型號(hào)/規(guī)格溯源證書(shū)號(hào)有效期至校準(zhǔn)結(jié)果一、參考信號(hào)頻率標(biāo)稱(chēng)值/MHz測(cè)量值/MHz相對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度二、信號(hào)輸入頻率中心頻率/GHz測(cè)量值/GHz相對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度123456JJF(陜)041－2020三、信號(hào)回放頻率信號(hào)輸入頻率值/GHz信號(hào)回放頻率值/GHz相對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度123456四、信號(hào)采集垂直刻度中心頻率/GHz電平標(biāo)稱(chēng)值/dBm電平測(cè)量值/dBm誤差/dB測(cè)量結(jié)果的不確定度/dB10-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-12030JJF(陜)041－2020-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-12060-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-120JJF(陜)041－2020五、信號(hào)采集帶內(nèi)頻率響應(yīng)中心頻率/GHz偏離頻率/MHz電平測(cè)量值/dBm頻率響應(yīng)/dB測(cè)量結(jié)果的不確定度/dB1-499-200-1000+100+200+4993-499-200-1000+100+200+4996-499-200-1000+100+200+499JJF(陜)041－2020六、信號(hào)回放帶內(nèi)頻率響應(yīng)中心頻率/GHz偏離頻率/MHz信號(hào)發(fā)生器電平測(cè)量值/dBm回放系統(tǒng)電平測(cè)量值/dBm頻率響應(yīng)/dB測(cè)量結(jié)果的不確定度/dB1-499-200-1000+100+200+4993-499-200-1000+100+200+4996-499-200-1000+100+200+499JJF(陜)041－2020七、本振泄漏中心頻率/GHz參考電平值/dBm測(cè)量值/dBm本振泄漏/dB測(cè)量結(jié)果的不確定度/dB123456JJF(陜)041－2020一、參考信號(hào)頻率標(biāo)稱(chēng)值/MHz測(cè)量值/MHz相對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度二、信號(hào)輸入頻率中心頻率/GHz測(cè)量值/GHz相對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度123456三、信號(hào)回放頻率信號(hào)輸入頻率值/GHz信號(hào)回放頻率值/GHz相對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度123456JJF(陜)041－2020四、信號(hào)采集垂直刻度中心頻率/GHz電平標(biāo)稱(chēng)值/dBm電平測(cè)量值/dBm誤差/dB測(cè)量結(jié)果的不確定度/dB10-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-12030-10-20-30-40-50-60-70-80-90JJF(陜)041－2020-100-110-12060-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-120五、信號(hào)采集帶內(nèi)頻率響應(yīng)中心頻率/GHz偏離頻率/MHz電平測(cè)量值/dBm頻率響應(yīng)/dB測(cè)量結(jié)果的不確定度/dB1-499-200-1000+100+200JJF(陜)041－2020+4993-499-200-1000+100+200+4996-499-200-1000+100+200+499六、信號(hào)回放帶內(nèi)頻率響應(yīng)中心頻率/GHz偏離頻率/MHz信號(hào)發(fā)生器電平測(cè)量值/dBm回放系統(tǒng)電平測(cè)量值/dBm頻率響應(yīng)/dB測(cè)量結(jié)果的不確定度/dB1-499-200-1000+100+200+499JJF(陜)041－20203-499-200-1000+100+200+4996-499-200-1000+100+200+499七、本振泄漏中心頻率/GHz參考電平值/dBm測(cè)量值/dBm本振泄漏/dB測(cè)量結(jié)果的不確定度/dB123456JJF(陜)041－2020利用頻率計(jì)數(shù)器為合成信號(hào)發(fā)生器提供外時(shí)基，用合成信號(hào)fa0fafa0fa0式中：——信號(hào)輸入頻率相對(duì)誤差；fa0——合成信號(hào)發(fā)生器輸出頻率值，GHz；fa——中心頻率值，GHz；s(x)s(x)(xix)2對(duì)1GHz的信號(hào)輸入頻率連續(xù)測(cè)量10次得到x=0.9999998GHz，根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算出實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x)0，重復(fù)性引入的不確定us(x)/x0（k=）C.1.3.3合成信號(hào)發(fā)生器輸出頻率分辨力JJF(陜)041－2020 表C1信號(hào)輸入頻率校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度匯總表A類(lèi)B類(lèi)ucUu1u2u3重復(fù)性外參考時(shí)基信號(hào)發(fā)生器頻率分辨力合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度擴(kuò)展不確定度087使用合成信號(hào)發(fā)生器輸出連續(xù)波信號(hào)，將測(cè)量接收機(jī)測(cè)量的PP在電平-10dBm的信號(hào)連續(xù)測(cè)量10次得到JJF(陜)041－2020x=-10.356dBm，根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算出實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x)0u1s(x)0.038dBC.2.3.2測(cè)量接收機(jī)使用的功率傳感器u20.083dB/0.048dB（k=）根據(jù)測(cè)量接收機(jī)技術(shù)資料，調(diào)諧接收電平線性度引入的不確定度為0.01dB），u3=(0.01dB+0.005dB×1)/2=0.0075dBC.2.3.4調(diào)諧接收電平量程轉(zhuǎn)換u4=0.005dB/2=0.0025dB（k=2）u5=M/k=0.082dB（k=）C.2.3.6寬帶采集回放系統(tǒng)失配射頻連接線端口的駐波比為1.3(гg=0.13)，寬帶采集回放系統(tǒng)端口駐波比為1.3(гC.2.3.7頻譜顯示中心刻度線與合成信號(hào)發(fā)生器的基波譜線對(duì)準(zhǔn)（k=）J