JJF(陕) 041-2020 宽带采集回放系统校准规范

JJF(陕11-16发布2021-02-16实施JJF(陕)041－2020宽带采集回放系统校准规范CalibrationSpecificationofBroadbandAcquisitionJJF(陕)041－2020JJF(陕)041－2020 （2） （2） （2） （2） （8） （8） （9） （20）JJF(陕)041－2020Ⅱ本规范参考了JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJG502-2017《合成信号发生器检定规程》、JJF1174-2017《矢量信号发生器校准规范》、JJF1396-2013《频谱分析仪校准规范》的部分内容，并结合宽带采集回放系统实际生产和使用情况，对其具体技术指标和校1宽带采集回放系统校准规范集回放系统的校准。合成信号发生器检定规程频谱分析仪校准规范凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。宽带信号采集回放系统是面向高带宽、长时间、大容量流盘存储应用开发的测试设备。是通信、雷达、导航系统中测试与实验室模拟仿真测试中必备的测试设备，具备宽带信号采集、存储回放等功能。宽带采集回放系统典型的系统硬件主要由三个子系统构成，即数字子系统、主控子系统、射频子系统，其中数字子系统完成数据的管控和处理功能，包括通信数字接口、配置与安全模块、系统功能模块、ARM处理与主控模块、板存模块、平台管理模块，主控子系统完成上位机通信以及人机交互功能，包括处理与主控CPU、协处理单元、人机交互接口、高速存储单元、通信数字接口，射频子系统完成信号的采集发射功能，包括宽带接收单元、高速数据接口、宽带发射单元、参考时基单元，系统原理如图1所示。通信数安全互接口通信数字接口管理高速存字接口高速数据射单元宽带接图1宽带采集回放系统原理图JJF(陕)041－20202表1宽带采集回放系统计量性能要求序号计量性能性能指标1参考信号频率频率：10MHz；最大允许误差：±1×10-62信号输入频率范围：1GHz～6GHz；最大允许误差：±1×10-63信号回放频率范围：1GHz～6GHz；最大允许误差：±1×10-64信号采集垂直刻度范围：-120dBm～0dBm；最大允许误差：±2dB5信号采集带内频率响应实时带宽：≤1GHz；带内频率响应：±1dB6信号回放带内频率响应实时带宽：≤1GHz；带内频率响应：±2dB7本振泄漏本振泄漏：<-40dB(相对于参考电平0dBm)注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。JJF(陕)041－2020显示非线性0.1dB。表2校准项目序号校准项目校准方法条款1参考信号频率6.2.22信号输入频率6.2.33信号回放频率6.2.44信号采集垂直刻度6.2.55信号采集带内频率响应6.2.66信号回放带内频率响应6.2.77本振泄漏6.2.8损伤，按键无卡死或接触不良的现象。仪器上应明确标有产品名称、制造厂家、型号、出厂4b)从频率计数器读出频率测量值fro;c)按照公式(1)计算参考信号频率误差；式中：δ——参考信号频率相对误差；f.——参考信号频率标称值，MHz;6.2.3信号输入频率a)校准连接如图3所示，利用频率计数器为合成信号发生器提供外时基；b)参照附录A校准记录设置合成信号发生器的输出频率，并发射连续波信号；c)参照附录A校准记录设置宽带采集回放系统中心频率，根据中心频率值调节合成信号发生器输出频率，使其基波谱线与被校宽带采集回放系统显示屏上的中心刻度线对准，读取合成信号发生器的频率值fao;d)按照公式(2)计算信号输入频率误差；式中：δ——信号输入频率相对误差；fao——合成信号发生器输出频率值，GHz;e)改变合成信号发生器的频率值，重复步骤b)~d)。6.2.4信号回放频率a)校准连接如图3所示，利用频率计数器为合成信号发生器提供外时基；5b)参照附录A校准记录设置合成信号发生器的输出频率，并发射连续波信号，读取合成信号发生器的频率值；c)参照附录A校准记录设置宽带采集回放系统中心频率，使用宽带采集回放系统记录信号1s时间；RFOUTd)校准连接如图4所示，设置宽带采集回放系统回放的载波频率设置为与步骤c)中采集的中心频率一致，调用步骤c)中记录的信号文件，回放该信号；e)读取频率计数器的频率测量值f;f)按照公式(3)计算信号回放频率误差；式中：δ——信号回放频率相对误差；fpo——信号输入频率值，GHz;g)改变合成信号发生器的频率值，重复步骤b)～f)。6.2.5信号采集垂直刻度a)校准连接如图5所示；合成信号发生器宽带采集回放系统功率分配器b)参照附录A校准记录设置合成信号发生器的频率值和输出电平，并发射连续波信号；c)参照附录A校准记录设置宽带采集回放系统中心频率，调整合成信号发生器输出频率，使合成信号发生器的基波谱线偏离频谱显示的中心刻度线1MHz,并将垂直刻度设置为JJF(陕)041－20206（4）PPg）将宽带采集回放系统参考电平降低10dB，降低合成信号发线位于宽带采集回放系统频谱显示的每-10dB步进的刻度处，重复步骤e)～fb）参照附录A校准记录设置宽带采集回放系统中心频率；c）参照附录A校准记录设置合成信号发生器的输出频率，调整合成信号发生器的输出电平值，使其基波谱线位于接收的频谱显示屏中心刻度线满刻度处，记下测量接收机功率测量值Pr0；使基波谱线的高度不变，每次由测量接收机测出信号电平Pr；PPP5）PP7g)重复步骤b)~f)在其他中心频率点测量信号采集带内频率响应。6.2.7信号回放带内频率响应a)校准连接如图5所示；b)参照附录A校准记录设置合成信号发生器的频率值，并发射连续波信号，利用测量接收机测量电平值值P0;c)参照附录A校准记录设置宽带采集回放系统采集的中心频率，使用宽带采集回放系统记录信号1s时间；RFOUTd)校准连接如图6所示，设置宽带采集回放系统回放的载波频率设置为与步骤c)中采集的中心频率一致，调用步骤c)中记录的信号文件，回放该信号；e)利用测量接收机测量电平值值P₀;f)在分析带宽内改变合成信号发生器的输出频率，不改变宽带采集回放系统采集的中心频率，重复步骤b)～e),得到测量接收机测量结果P₁、Pp₁;g)按照公式(6)计算信号回放带内频率响应；P₂=(Pp₁-P₁)-(Ppo-Po)Po——中心频率点合成信号发生器输出电平测量值，dBm;Po——中心频率点宽带采集回放系统输出电平测量值，dBm;P——偏离中心频率点合成信号发生器输出电平测量值，dBm;P₁——偏离频率点宽带采集回放系统输出电平测量值，dBm;h)重复步骤f)～g),记录带内其他频率点频率响应测量结果；i)重复步骤b)～f),在其他中心频率点测量信号回放带内频率响应。6.2.8本振泄漏a)校准连接如图7所示，在宽带采集回放系统射频输入端口连接50欧姆负载匹配；8b)参照附录A校准记录设置宽带采集回放系统采集的中心频率，设置采集时间为1s,开始采集信号；RFOUTc)采集完成后，校准连接如图8所示；d)设置宽带采集回放系统以采集的中心频率点为载波频率回放采集得到的信号，参考电平值设置为Pe,一般为0dBm;e)使用频谱分析仪测量此时宽带采集回放系统回放的中心频率点的信号电平值P₁;f)按照公式(7)计算本振泄漏；P₃=P₁-Pref(7)P3₁——频谱分析仪测量值，dBm;Pre——设置的参考电平值，dBm;g)改变宽带采集回放系统以采集的中心频率点，重复步骤d)～f)测量其他频率点本振7校准结果的表达根据校准结果，出具校准证书，校准结果应在校准证书上反映。校准证书应包括以下信息：标题、实验室名称和地址、送校单位的名称和地址、校准日期、校准所用测量标准的溯源性及有效性说明、校准结果及其测量不确定的说明、校准环境等内容。8复校时间间隔仪器的建议校准周期应不超过1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、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。JJF(陕)041－2020被较仪器信息委托单位唯一识别号仪器名称型号/规格生产厂家出厂编号测量范围准确度等级校准依据校准地点环境温度相对湿度标准信息名称型号/规格溯源证书号有效期至标准信息名称型号/规格溯源证书号有效期至校准结果一、参考信号频率标称值/MHz测量值/MHz相对误差测量结果的不确定度二、信号输入频率中心频率/GHz测量值/GHz相对误差测量结果的不确定度123456JJF(陕)041－2020三、信号回放频率信号输入频率值/GHz信号回放频率值/GHz相对误差测量结果的不确定度123456四、信号采集垂直刻度中心频率/GHz电平标称值/dBm电平测量值/dBm误差/dB测量结果的不确定度/dB10-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-12030JJF(陕)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(陕)041－2020五、信号采集带内频率响应中心频率/GHz偏离频率/MHz电平测量值/dBm频率响应/dB测量结果的不确定度/dB1-499-200-1000+100+200+4993-499-200-1000+100+200+4996-499-200-1000+100+200+499JJF(陕)041－2020六、信号回放带内频率响应中心频率/GHz偏离频率/MHz信号发生器电平测量值/dBm回放系统电平测量值/dBm频率响应/dB测量结果的不确定度/dB1-499-200-1000+100+200+4993-499-200-1000+100+200+4996-499-200-1000+100+200+499JJF(陕)041－2020七、本振泄漏中心频率/GHz参考电平值/dBm测量值/dBm本振泄漏/dB测量结果的不确定度/dB123456JJF(陕)041－2020一、参考信号频率标称值/MHz测量值/MHz相对误差测量结果的不确定度二、信号输入频率中心频率/GHz测量值/GHz相对误差测量结果的不确定度123456三、信号回放频率信号输入频率值/GHz信号回放频率值/GHz相对误差测量结果的不确定度123456JJF(陕)041－2020四、信号采集垂直刻度中心频率/GHz电平标称值/dBm电平测量值/dBm误差/dB测量结果的不确定度/dB10-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-12030-10-20-30-40-50-60-70-80-90JJF(陕)041－2020-100-110-12060-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-120五、信号采集带内频率响应中心频率/GHz偏离频率/MHz电平测量值/dBm频率响应/dB测量结果的不确定度/dB1-499-200-1000+100+200JJF(陕)041－2020+4993-499-200-1000+100+200+4996-499-200-1000+100+200+499六、信号回放带内频率响应中心频率/GHz偏离频率/MHz信号发生器电平测量值/dBm回放系统电平测量值/dBm频率响应/dB测量结果的不确定度/dB1-499-200-1000+100+200+499JJF(陕)041－20203-499-200-1000+100+200+4996-499-200-1000+100+200+499七、本振泄漏中心频率/GHz参考电平值/dBm测量值/dBm本振泄漏/dB测量结果的不确定度/dB123456JJF(陕)041－2020利用频率计数器为合成信号发生器提供外时基，用合成信号fa0fafa0fa0式中：——信号输入频率相对误差；fa0——合成信号发生器输出频率值，GHz；fa——中心频率值，GHz；s(x)s(x)(xix)2对1GHz的信号输入频率连续测量10次得到x=0.9999998GHz，根据贝塞尔公式计算出实验标准偏差s(x)0，重复性引入的不确定us(x)/x0（k=）C.1.3.3合成信号发生器输出频率分辨力JJF(陕)041－2020 表C1信号输入频率校准结果测量不确定度汇总表A类B类ucUu1u2u3重复性外参考时基信号发生器频率分辨力合成标准不确定度扩展不确定度087使用合成信号发生器输出连续波信号，将测量接收机测量的PP在电平-10dBm的信号连续测量10次得到JJF(陕)041－2020x=-10.356dBm，根据贝塞尔公式计算出实验标准偏差s(x)0u1s(x)0.038dBC.2.3.2测量接收机使用的功率传感器u20.083dB/0.048dB（k=）根据测量接收机技术资料，调谐接收电平线性度引入的不确定度为0.01dB），u3=(0.01dB+0.005dB×1)/2=0.0075dBC.2.3.4调谐接收电平量程转换u4=0.005dB/2=0.0025dB（k=2）u5=M/k=0.082dB（k=）C.2.3.6宽带采集回放系统失配射频连接线端口的驻波比为1.3(гg=0.13)，宽带采集回放系统端口驻波比为1.3(гC.2.3.7频谱显示中心刻度线与合成信号发生器的基波谱线对准（k=）J