Поверка генераторов высокой частоты

Поддиа-пазон

f_1ном f_2ном f_3ном

1. Измерение погрешности установки опорного напряжения.

Подключить к выходу «V» генератора Г4-102 через 50-омную нагрузку милливольтметр В3-56, установить аттенюатор генератора в положение, соответствующее выходному напряжению U_ном=510 5 мкВ. Измерение погрешности установки опорного напряжения произвести не менее, чем в 3 точках одного из поддиапазонов. Результаты свести в табл.7.

4.4. Измерение коэффициента гармоник выходного сигнала.

Подключить к выходу «V» генератора Г4-102 через 50-омную нагрузку анализатор спектра С4-25. С помощью ручек спектроанализатора «ОТСЧЕТ АМПЛИТУД ДБ» измерить амплитуды второй, третьей и четвертой гармоник относительно первой гармоники не менее, чем на трех частотах диапазона. Результаты измерений свести в табл.8.
Таблица 8

Частота, МГц	Измеренное напряжение Uизм, В	Погрешность , дБ	Паспортное значение погрешности , дБ

1. Определение основной погрешности установленного коэффициента глубины амплитудной модуляции.

Подключить к выходу «V» генератора Г4-102 осциллограф С1-65, с помощью которого измерять коэффициент глубины модуляции не менее, чем на трех частотах диапазона генератора и не менее, чем на пяти значениях глубины модуляции, включая точки 10, 80. Результаты свести в табл.9.
Таблица 9

Частота, МГц

5. Содержание отчета.

1. Расчеты, проведенные при подготовке к работе.
2. Таблицы с данными измерений и расчетов.
3. Анализ результатов эксперимента и расчетов.

1. Метрология и электро/радиоизмерения в телекоммуникационных системах.

/Под ред проф. В.И.Нефедова. – М.: Высшая школа, 2001.

1. Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. — М.: Энергия, 1975.
2. Мирский Г.Я. Электронные измерения. — М.: Радио и связь, 1986.

Источник

Измерение фазовых шумов при поверке генераторов ВЧ/СВЧ диапазона

При поверке генераторов сигналов требуется провести измерение фазового шума на сетки частот. В качестве измерительного оборудования в методиках поверки используются анализаторы фазовых шумов или анализаторы источников сигнала. Использование анализаторов спектра или сигналов с программным обеспечением по измерению фазового шума не применяется в методиках поверки генераторов ВЧ/СВЧ AnaPico и большинстве других иностранных производителей.

Анализаторы спектра и сигнала для измерения фазовых шумов при поверке средств измерений не используются по следующим причинам:

1. Производитель генераторов сигнала использует анализаторы фазовых шумов при испытаниях
2. Недостаточная чувствительность к измерению фазового шума анализаторов сигнала, требования методик поверки к чувствительности в среднем -160 дБн/Гц до -180 дБн/Гц.
3. Анализатор сигналов может проводить измерения фазового шума только для сигналов на 10-15 дБ выше уровнем фазового шума чем чувствительность, в остальных случаях погрешность измерения уровня фазового шума не нормируется.
4. В описании типа на большинство анализаторов спектра и сигналов не нормируется чувствительность и погрешность измерения фазового шума. В случаях если нормируется, данной чувствительности недостаточно для выполнения требований методики поверки.

Анализаторы фазовых шумов AnaPico обладают значительными преимуществами для решения задачи измерения фазовых шумов генераторов ВЧ/СВЧ с целью поверки.

Частота, МГц	Измеренные значения относительных амплитуд гармоник, дБ Um2 отн Um3 отн Um4 отн	Измеренные значения коэффициентов гармоник, дБ Кf2 Кf3 Кf4	Паспортное значение коэффициента гармоник Кf, дБ
Измеренные значения коэффициента глубины амплитудной модуляции, Мизм, %	Погрешность коэффициента глубины амплитудной модуляции М=Мном-Мизм, %	Паспортное значение погрешности коэффициента глубины амплитудной модуляции М, %

Технические преимущества	Финансовые преимущества	Другие преимущества
Высокая чувствительность -190 дБн/Гц	До 40% более выгодная цена	Возможность расширить диапазон частот купленной ранее модели от 7 ГГц до 26.5 до 40 ГГц, в сервисном центре РФ
Скорость работы, измерение быстрее 1 с	Гарантия от 3 до 5 лет	Графический интерфейс пользователя на русском и английском языке.
Широкий диапазон частот 1 МГц до 40 ГГц, с возможность расширения до 80 ГГц	Дооснащение программными опциями, через сублицензирование без НДС	Интуитивно понятный графический интерфейс пользователя
Удобство в программировании по интерфейсу SCPI, поверку можно легко автоматизировать	Распродажа демонстрационных приборов AnaPico Selection Пакетные предложения Распродажа со склада	Оборудование с спец.проверкой и спец. иследованием по запросу заказчика
Сроки поставки 2-6 недель

Ниже пример видео измерения фазовых шумов на сетки частот генераторов сигнала RFSG20, детектирование сигнала происходит автоматически, пользователь нажимает одну кнопку измерить «Measure» и может сохранить на одном графике до 16 трасс. Маркеры могут быть установлены в любую точку, на каждую декаду маркеры устанавливаются автоматически. Значение фазового шума отображаются на графики или в таблице рядом. Полученные результаты в множестве форматов: .xml,.apph, .mat, .csv, .xls, .pnd. Кроме того, пользователь может запрограммировать свой отчет для автоматизации процесса поверки.

Компания AnaPico полностью клиенториентирована, поэтому специалисты AnaPico могут разработать интерфейс пользователя под ваши задачи, автоматизировать нужные измерения, разработать техническое решение под вашу задачу. Свяжитесь с нами!

Вы можете запросить цены на Анализаторы фазовых шумов AnaPico по адресу:
sales@anapico-russia.com

Вы может запросить демонстрацию оборудования, получить техническую консультацию по адресу:
support@anapico-russia.com

Контакты для связи с представительством AnaPico в РФ и дистрибуторами AnaPico

Источник

1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

1.1. В зависимости от конструкции и требуемой точности поверки необходимо проводить следующие виды поверки: а) полную поверку (для ГШ любой конструкции); б) сокращенный вариант поверки (только для простых конструкций ГШ с газоразрядной лампой типа ГШ-10 или ГШ-11) и с СВЧ-патроном проходного типа; в) поэлементную поверку (допускается для составных ГШ).

Примечание. По конструкции различают неразборные и разборные ГШ. Последние, допускающие разборку при поверке, могут быть: а) простой конструкции и состоять из СВЧ-патрона проходного типа (отрезка линии передачи с газоразрядной лампой) и согласованной нагрузки; б) составные, которые кроме собственно генератора шума содержат дополнительные СВЧ-устройства — аттенюаторы, направленные ответвители и др.

измерение КСВ ( и ) в «холодном» и «горячем» режимах источника шума (пп. 4.3.1, 4.3.2);

измерение ослабления А_х и разности ослаблений (А_г — А_х) (пп. 4.3.1, 4.3.2) — только для газоразрядных ГШ с СВЧ-патроном проходного типа;

определение нестабильности спектральной плотности мощности шума (СПМШ) (пп. 4.3.3, 4.3.4);

измерение действительного значения СПМШ (п. 4.3.5);

определение погрешности генератора шума (п. 4.3.8).

измерение КСВ ( и ) (пп. 4.3.1, 4.3.2);

определение действительного значения СПМШ и погрешности ГШ (п. 4.3.6).

1.4. При поэлементной поверке составного ГШ необходимо выполнять следующие операции:

поверку собственно ГШ (в зависимости от вида поверки выполняют операции по п. 1.2 либо по п. 1.3);

измерение ослабления, вносимого дополнительными СВЧ-устройствами (пп. 4.3.1, 4.3.2);

измерение КСВ составного ГШ (п. 4.3.2);

определение действительного значения СПМШ (п. 4.3.7);

определение погрешности составного ГШ (п. 4.3.8).

2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки допускается применять образцовые и вспомогательные средства, перечисленные в табл. 1.

2.2. Разрешается применять другие измерительные приборы (с погрешностями не более, чем у приборов, указанных в табл. 1).

3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

3.2. При наличии сильных электромагнитных помех аппаратуру для измерений уровня СПМШ рекомендуется размещать в экранированном помещении со степенью экранирования 40 — 60 дБ в диапазоне частот от 2 МГц до верхней рабочей частоты поверяемых ГШ. Перед началом работы необходимо проверить степень экранирования аппаратуры по промежуточной частоте и частоте модуляции; экранирование при этом должно быть не менее 50 дБ.

Контактные соединения в цепях питания аппаратуры и осветительной сети не должны создавать искрения.

Допустимые искажения результатов измерений электромагнитными помехами не должны превышать 0,5 % при выполнении операций по пп. 4.3.4 и 4.3.5, что проверяют сравнением результатов в присутствии помех и при их отсутствии.

3.3. Рекомендуется при выполнении операций по пп. 4.3.4 и 4.3.5 питать аппаратуру от сети через стабилизатор.

Наименование средства поверки

8,15 — 12,42 ГГц; 0,1 дБ/15 мин

Измерители КСВ и ослаблений

δ _K — погрешность измерения КСВ;

Установки для градуировки ГШ

Измерители параметров антенн модуляционные*

Измерители коэффициента шума*

Образцовые генераторы шума**

Измеритель нестабильности напряжения В8-1.

*Погрешности приборов, используемых в качестве компараторов, определяют в процессе их аттестации.

**Характеристики даны в табл. 3.

3.4. Средства поверки должны быть подготовлены к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на них.

3.5. Полную поверку проводят с помощью поверочных установок, собранных по одной из схем, приведенных на рис. 1 — 3. Состав поверочных установок указан в табл. 2.

Рис. 1. Структурная схема установки для поверки ГШ с использованием
приборов вида Г1: ОГШ — образцовый ГШ; ПГШ — поверяемый ГШ

Рис. 2. Структурная схема установки для поверки ГШ
с использованием измерителей вида ПК7

Рис. 3. Структурная схема установки для поверки ГШ
с использованием измерителей коэффициента шума

3.6. Метрологические характеристики образцовых ГШ, входящих в состав поверочных установок, приведены в табл. 3.

3.7. Генераторы шума, входящие в состав поверочных установок, должны быть аттестованы в качестве образцовых при помощи вторичных эталонов СПМШ.

Состав поверочных установок

Метрологические характеристики образцовых ГШ

Необходима аттестация в комплекте с 5 — 10 лампами ГШ-11 в органах Госстандарта;

при поверке используется только одна лампа из комплекта

3.8. Компараторы шума, входящие в состав поверочных установок, должны быть аттестованы в качестве образцовых по п. 6 табл. 4 — при помощи вторичных эталонов СПМШ, по пп. 1 — 5 табл. 4 — при помощи приборов, перечисленных в табл. 1, на предприятиях, которые в дальнейшем будут эксплуатировать поверочные установки.

3.9. Генератор шума признают годным, если измеренные при поверке значения его параметров удовлетворяют требованиям, указанным в паспорте (или в формуляре, либо в свидетельстве о предыдущей поверке) и соответствуют значениям, приведенным в приложении 1.

Метрологические характеристики компараторов шума

Характеристика, единица измерения

При измерении СПМШ на 10 частотах

При измерении СПМШ на фиксированных частотах (см. п. 4.3.1)

Нижний предел — для частот 0,5 — 1,0 ГГц, верхний — для остальных частот

Нестабильность отсчета показаний относительно N ₁ (при τ = 1 с);

N ₁ — уровень СПМШ образцового ГШ; τ — постоянная времени индикатора

кратковременная из-за флуктуационного характера сигналов

Определяют при подсоединенном образцовом ГШ как среднее по пяти наблюдениям значение половины размаха колебаний стрелки индикатора за 30 с

за 5 мин при подсоединенном образцовом ГШ (дрейф)

Определяют по наибольшей разности в серии из пяти отсчетов (отсчет выполняют после усреднения показаний в течение 3 — 5 с, интервал между отсчетами 1 мин)

то же, при подсоединенной ко входу согласованной нагрузке

при повторных подсоединениях образцового ГШ

Определяют наблюдением разности двух отсчетов после однократного пересоединения ГШ; усредняют по пяти сериям наблюдений; интервал между отсчетами не более 1 мин

Разбаланс компаратора при изменениях КСВ нагрузки на входе компаратора от 1 до 2 (относительно N ₁ )

Определяют при работе без ферритовых развязок (0,5 — 1,0 ГГц)

Среднее квадратическое отклонение результата однократного компарирования

Оценивают в соответствии с разд. 1 ГОСТ 11.004-74 при обработке не менее 20 серий по 4 наблюдения

Суммарная погрешность поверки ГШ на данном компараторе

Оценивают путем взаимного сличения с вторичным эталоном СПМШ при аттестации образцового компаратора

4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

При внешнем осмотре проверяют:

комплектность (допускается поверка ГШ без блока питания);

отсутствие видимых внешних повреждений ламп, СВЧ-соединителей, кабелей и разъемов питания;

отсутствие видимых внешних повреждений пайки клиньев Н-волновода и патрубков, через которые газоразрядная лампа введена в СВЧ-патрон (для волноводных ГШ);

отсутствие люфтов в коаксиальных разъемах и видимых деформаций опирали (для коаксиальных газоразрядных ГШ);

отсутствие недопустимых механических нагрузок на баллон лампы, установленной в СВЧ-патрон;

При проведении поверки необходимо соблюдать меры безопасности, указанные в технической документации на поверяемый ГШ и средства измерений, используемые при поверке. К поверке ГШ допускаются лица, специально обученные правилам работы с высокими напряжениями и СВЧ.

4.2.1. Для опробования поверяемый ГШ подключают к соединительному кабелю из комплекта и контролируют омметром наличие контактов в накальной цепи газоразрядного ГШ либо в цепи диода полупроводникового ГШ при изгибах кабеля (необходимо защитить диод от повреждения статическим электричеством).

возможность установки рабочего тока I_раб ± 1 %;

устойчивость рабочего тока к перемещениям ГШ и изгибам соединительного кабеля, имитирующим механические воздействия при реальных пересоединениях ГШ;

стабильность рабочего тока при повторных включениях ГШ;

если рабочий ток изменяется более чем на 1,5 % при описанных воздействиях на ГШ, прибор бракуют.

Примечания . 1. Контроль тока ведут по внешнему или встроенному в блок питания прибору, имеющему класс точности не более 1,0.

2. При поверке ГШ, конструкция которых исключает возможность контроля рабочего тока, вместо операций по п. 4.2.2 выполняют на верхней рабочей частоте операции по пп. 4.3.2 и 4.3.4.

4.3.1. Значения КСВ , ослаблений А_х, (A_г — А_х) и СПМШ N измеряют на десяти рабочих частотах, равномерно расположенных по частотному диапазону ГШ, включая верхнюю и нижнюю граничные частоты f_в и f_н при 1,4 ≤ f_в/f_н ≤ 5. При Других значениях f_в/f_н количество рабочих частот уточняют в соответствии с нормативно-технической документацией на поверяемый прибор. Значения и (A_г — А_х) при полной периодической поверке измеряют на нижней граничной частоте диапазона.

Допускается поверка ГШ на отдельных фиксированных частотах, указанных в ГОСТ 17466-72; при этом измерения КСВ, ослаблений, СПМШ необходимо выполнять и при расстройке на ±5 % относительно каждой из фиксированных частот, а вход компаратора должен быть предварительно настроен согласующим трансформатором, например, из комплекта установок Г1-2, Г1-4 ÷ Г1-7 до КСВ не более 1,05 (настройку вести с помощью измерителей КСВ группы Р2). Допускается настраивать вход компаратора согласующим трансформатором по максимуму мощности, проходящей от ГШ, при этом вариации потерь в согласующем трансформаторе не должны превышать 0,05 дБ. Значение рабочей частоты устанавливают с погрешностью не более ±0,5 % по шкале генератора сигналов, входящего в состав поверочной установки.

4.3.2. Измерение КСВ и ослаблений выполняют с помощью приборов группы Р2 (см. табл. 1) по методике и структурной схеме, указанным в описаниях приборов. В качестве измерителей ослаблений при полной поверке могут быть использованы также поверочные установки (см. табл. 2). Результаты наблюдений заносят в протокол, форма которого дана в приложении 2.

При поверке на отдельных фиксированных частотах вход компаратора настраивают в соответствии с п. 4.3.1.

Если поверочная установка собрана по схеме рис. 1, то усиление компаратора регулируют так, чтобы изменение ослабления отсчетного аттенюатора (в блоке Я5Х-261 установки Г1-2 или в блоке сравнений других установок группы Г1) на 0,1 дБ (2 %) приводило к изменению показаний внешнего индикатора на 0,2 — 0,3 В (или, примерно, 10 мм по любой линейной шкале выходного индикатора).

Таким образом, шкалу внешнего индикатора (ВИ) градуируют в децибелах или процентах относительно уровня СПМШ генератора, подсоединенного ко входу компаратора (далее — «входу»), что создает возможность прямого отсчета нестабильности уровня СПМШ поверяемого ГШ.

В установках, собранных по схемам рис. 2 и 3, из(меняют усиление на промежуточной и низкой частотах (ПЧ и НЧ), обеспечивая показания ВИ в пределах 1,2 — 1,3 В при подсоединении образцового ГШ ко входу. После настройки усиления ко входу подсоединяют согласованную нагрузку и корректируют по ВИ нуль компаратора в схемах по рис. 1 и 2 с помощью регулировок «компенсации» либо отсчитывают начальное показание ВИ α₀ в схеме по рис. 3. При корректировке нуля в схеме по рис. 1 опорный сигнал не должен подаваться на вход.

После (предварительных операций по п. 4.3.3 «горячий» ГШ присоединяют :ко входу компаратора, настроенного на верхнюю рабочую частоту ГШ, и проверяют нестабильность б сигнала на выходе в следующих условиях:

при легких механических воздействиях на корпус ГШ и места заделки присоединительных кабелей;

при двухкратной установке рабочего тока ГШ;

при двухкратном подсоединении выходного разъема ГШ ко входу, при этом время прогрева должно соответствовать указанному в ТО на поверяемый ГШ. При поверке генераторов шума с лампами типов ГШ-1 и ГШ-2 необходимо измерить зависимость СПМШ от пяти фиксированных значений рабочего тока, которые устанавливают равномерно в пределах границ, указанных в паспорте на лампу. Чтобы выявить гистерезис в зависимости СПМШ от рабочего тока, измерения выполняют дважды — при противоположных направлениях изменения рабочего тока. При гистерезисе δN_гист > 0,1 дБ в свидетельство о поверке следует внести рекомендацию о выборе значения рабочего тока в границах, более жестких по сравнению с указанными в паспорте на лампу, либо при сохранении паспортного значения допуска на рабочий ток увеличить погрешность поверяемого ГШ на ± δN_гист, см. п. 3.9.

Значение нестабильности δ определяют непосредственно по изменениям показаний ВИ для схемы рис. 1 или находят из отношений:

Источник