JJF 1758-2019 低频移相器及相位发生器校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1758—2019

低频移相器及相位发生器校准规范

CalibrationSpecificationofLowFrequencyPhaseShiftersandPhaseGenerators

2019-09-27发布2020-03-27实施

国家市场监督管理总局发布

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低频移相器及相位发生器校准规范

CalibrationSpecificationof

LowFrequencyPhaseShiftersJJF1758—2019

代替JJG530—1988

andPhaseGenerators

归口单位：全国无线电计量技术委员会

起草单位：中国航天科工集团二院203所

工业和信息化部电子第五研究所

中国计量科学研究院

本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释

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本规范主要起草人：

吕雪（中国航天科工集团二院203所）

杨桥新（工业和信息化部电子第五研究所）

梁伟军（中国计量科学研究院）

参加起草人：

杨轶（中国航天科工集团二院203所）

陈云梅（中国航天科工集团二院203所）

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目录

引an

1范围3

2.3

3计量特性3

3.1输出频率3

3.2输出正弦波幅度3

3.3输出正弦波总谐波失真3

3.4输出相移3

4校准条件3

4.1环境条件3

4.2测量标准及其它设备3

5校准项目和校wm4

5.1校准项目4

5.2外观及功能性检查4

5.3输出频率5

5-4输出正弦波幅度5

5.5输出正弦波总谐波失真5

5.6输出相移6

6校准结果竝8

7复校时间间隔8

附录A原始记录格式9

附录B校准证书内页格式11

碾C主要项目校准结果不确定蛇定示例13

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引言

本规范依据JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1-2012《测量不

确定度评定与表示》编写。

本规范是对JJG530-88《低频移相器（试行）检定规程》的修订版本，修订内容如下:

一一原规程名称为《低频移相器（试行）检定规程》，现修改为《低频移相器及相位

发生器校准规范》；

一一增加了相位发生器的校准，校准项目包含输出频率、正弦波幅度、正弦波总谐波

失真和输出相移，并在附录给出相幅特性的校准方法；

——频率范围由50Hz〜50kHz扩展为1Hz〜lOOkHzo

本规范历次版本发布情况：

■JJG530-88o

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低频移相器及相位发生器校准规范

1范围

本规范适用于频率在1Hz〜100kHz范围内的低频移相器、相位发生器的校准。

2概述

低频移相器是通过移相网络使输出信号相对于输入信号具有一定的相位差。

相位发生器作为一种双通道信号发生器，可同时输出两路相位差精确可调的同频率

信号，且每路的输出幅度可独立调节。

低频移相器及相位发生器主要用于自动控制系统、无线电导航测距和定位系统，也

可以作为相位标准对频率响应分析仪、低频相位计等相位测量设备进行校准。

3计量特性

3.1输出频率

频率范围：1Hz〜100kHz；

最大允许误差：±1x10%

3.2输出正弦波幅度

幅度范围：50mV〜10V；

最大允许误差：土0.5%（〜2%）（10Hz〜100kHz）。

3.3输出正弦波总谐波失真

范围：0.01%〜0.3%。

3.4输出相移

频率范围：1Hz〜100kHz；

相移范围：0。〜360°；

最大允许误差：土0.02（。〜0.2。）（低频移相器）；

土（0.01°〜0.5。）（相位发生器）。

注：以上技术指标不作合格性判别，仅提供参考。

4校准条件

4.1环境条件

a）环境温度：23°C±5°C；

b）相对湿度：W80%；

c）电源要求：电压22OV±11V）（,频率（50HztlHz）；

d）其它：周围无影响仪器正常工作的机械振动和电磁干扰。

4.2测量标准及其他设备

4.2.1通用计数番

3

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1）频率范围：lHz~100kHz；

最大允许误差：±1x10乞

4.2.2数字多用表

1）频率范围：10Hz~100kHz；

2）交流电压测量范围：10mV〜10V；

最大允许误差：土0.1%（〜0.5%）。

4.2.3失真度测量仪

1）频率范围：20Hz〜100kHz；

2）失真度测量范围：0.01%〜30%；

最大允许误差：土（ldB〜2.5dB）,即［土（12%〜33%）］（相对值）。

4.2.4低频信号发生器

1）频率范围：1Hz〜100kHz；

最大允许误差：+5X10'5；

2）幅度范围：lmV〜10V；

最大允许误差：±2%；

3）总谐波失真：＜0.03%

o

4.2.5确相位计

1）频率范围：1Hz〜100kHz；

2）相移范围：0。〜360°；

分辨力：0.001°；

相位增量最大允许误差：土（0.005°〜0.02。）-

4.2.6示波器

1）带宽：100MHz。

5校准项目和校准方法

5.1校准项目

低频移相器及相位发生器校准项目见表1°

表］低频移相器及相位发生器校准项目表

序号校准项目名称条款低频移相器相位发生器

1外观及功能性检査5.2++

2输出频率5.3/+

3输出正弦波幅度5.4/+

4输出正弦波总谐波失真5.5/+

5输出相移5.6++

5.2外观及功能性检查

a）被校仪器各开关、按键等调节正常，应无影响仪器正常工作的机械损伤；各种必要

的附件和文件应齐全；

b）按说明书规定的预热时间进行预热，预热后应工作正常；有自检功能的，应能通过

4

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自检；没有自检功能的，应通过示波器对输出波形进行检査，将上述检査结果记入附录A

A.1中。

5.3输出频率

a）按图1连接仪器；

图1低频相位发生器输出频率校准框图

b）设置被校相位发生器输出频率和幅度（一般为IV）,直流偏置置零；

C）读取通用计数器频率测量值，并记入附录AA.2中；

d）改变被校相位发生器输出频率，重复步骤c）,直至完成所有频率点的校准。

5.4输出正弦波幅度

a）按图2连接仪器；

图2相位发生器输出正弦波幅度校准框图

b）设置被校相位发生器输出频率和幅度，直流偏置置零；

c）读取数字多用表交流电压测量值，并记入附录AA.3中；

d）改变被校相位发生器输出幅度，重复步骤c）,直至完成该频率下参考相位输出端

幅度测量点的校准；

e）改变被校相位发生器输出频率，重复步骤b）〜①，直至完成参考相位输出端正弦

波幅度的校准；

f）将被校相位发生器可变相位输出连接至数字多用表，重复步骤b）〜e）,直至完成可

变相位输出端正弦波幅度的校准。

5.5输出正弦波总谐波失真

a）按图3连接仪器；

图3相位发生器输出正弦波总谐波失真校准框图

b）设置被校相位发生器输出频率和幅度（一般为IV）,直流偏置置零;

C）读取失真度测量仪测量值，并记入附录AA.4中；

5

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d）改变被校相位发生器输出频率，重复步骤b）〜c）,直至完成参考相位输出端正弦波

总谐波失真的校准；

e）将被校相位发生器可变相位输出连接至失真度测量仪，重复步骤b）〜d）,直至完成

可变相位输出端正弦波总谐波失真的校准。

5.6输出相移

5.6.1低频移相器

a）在被校低频移相器工作频率范围内选取频率点；

b）在0。〜360。范围内选取被校移相角（移相角应能覆盖四个象限，步进一般选择

30°）；

c）按图4（a）连接仪器；

I►参考相位输入

低频信号发生器输出■低频相位计

>可变相位输入

（a）低频相位计相位零点校准

可变相位输入

低频信号发生蛊输出*■输入被校低频移相器可变相位输出计位相频低

参考相位输入

（b）无参考相位输出的低频移相器

可变相位输入

低频信号发生器输出*■输入被校低频移相器可变相位输出计位相频低

参考相位输出

参考相位输入

（c）有参考相位输出的低频移相器

图4低频移相器输出相移校准框图

d）设置低频信号发生器正弦波输出频率和幅度（一般为IV）;

e）对低频相位计进行相位零点校准，记录相位零点测量值Oo；

f）按图4（b）或e）（连接仪器；

g）待低频相位计读数稳定后，记录测量值©,按公式（1）计算输出相移并记

入附录A表A.5中；

A0i=0j-0O(1)

式中:

6

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一一被校低频移相器输出相移测量值，（。）;

P低频相位计示值，（。）；

00——低频相位计相位零点偏移，（。）。

h）改变被校低频移相器移相角，重复步g）,直至完成该频率下输出相移的校准；

i）改变被校低频移相器工作频率和低频信号发生器输出频率，重复步c）〜h）,直

至完成被校低频移相器输出相移的校准。

5.6.2相位发生器

a）在被校相位发生器工作频率范围内选取频率点；

b）在0。〜360。范围内选取被校移相角（移相角应能覆盖四个象限，步进一般选择

30°）；

C）按图5（a）连接仪器；

d）设置被校相位发生器输出频率和幅度，输出相位置于0。；

e）对低频相位计进行相位零点校准，读取相位零点测量值例；

r►

参考相位输出■参考相位输入

被校相位发生器低频相位计

可变相位输出►可变相位输入

(a)

1•参考相位输入

参考相位输出'

被校相位发生器低频相位计

可变相位输出>可变相位输入

（b）

图5低频相位发生器输出相移校准框图

f）按图5（b）连接仪器；

g）待低频相位计读数稳定后，记录测量值0,按公式（2）计算输出相移A仞，并记

入附录A表A.6中；

（2）

式中：

—一被校相位发生器输出相移测量值，（。）；

0—一低频相位计示值，（。）；

彌一一低频相位计相位零点偏移，（°）

o

h）改变被校相位发生器输出相移，重复步g）,直至完成该频率下输出相移的校

准；

i）改变被校相位发生器输出频率，重复步c）〜h）,直至完成被校相位发生器输出

相移的校准。

7

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注：假顷相位计相位零点校准中'尽量離信号输出端至三通的距离”且三通的两输出端至假顷相

位计的碑心的^^量蘇

6校准结果表达

低频移相器及相位发生器校准后，出具校准证书。校准证书至少应包含以下信息：

a）标题：“校准证书”；

b）实验室名称和地址；

c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

d）证书的唯一性标识（如编号）,每页及总页数的标识；

e）客户的名称和地址；

f）被校对象的描述和明确标识；

g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接

收日期；

h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；

i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

k）校准环境的描述；

l）校准结果及其测量不确定度的说明；

m）对校准规范的偏离的说明；

n）校准证书签发人的签名、职务或等效标识；

o）校准结果仅对被校对象有效的说明；

p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

7复校时间间隔

复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定，推荐为1年。

8

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附录A

原始记录格式

表A.1外只阳及功能性检查

检査项目结果

外观

自检

输出波形

表A.2输出频率

标称值测量值U(k=2)

100kHz

1kHz

1Hz

表A.3输出正弦波幅度

频率：

参考相位输出可变相位输出

标称值/V

测量值/VU(h=2)测量值/VU(h=2)

10

1

0.05

表A.4输出正弦波总谐波失真

参考相位输出可变相位输出

频率

测量值CZ(甘2)测量值?7(Ar=2)

20Hz

1kHz

100kHz

表A.5输出相移（低频移相器）

频率：

标称值0/t/(Ar=2)

0°

90°

9

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180°

270°

330°

表A.6输出相移（相位发生器）

频率：

标称值<Pi卩0t/(A2)

0°

90°

180°

270°

330°

10

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附录B

校准证书内页格式

见及功能性检查

表B.1外，

检査项目结果

外观

自检

输出波形

表B.2输出频率

标称值测量值t/(A2)

表B3输出正弦波幅

频率：

参考相位输出可变相位输出

标称值

测量值C7(A=2)测量值?7(Ar=2)

表B.4输出正弦波总谐波失真

参考相位输出可变相位输出

频率

测量值(7(甘2)测量值£/(匸2)

表B.5输出相移

频率：

标称值测量值tZ(A=2)

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附录c

校准不确定度评定示例

C.1输出相移校准不确定度评定

C.1.1测量模型

采用直接测量的测量模型为

y=0+A（C.1）

式中：

0——低频相位计读数值；

A—低频相位计示值误差。

C.1.2不确定度来源

1）低频相位计相位测量不准引入的不确定度“1（0）;

2）低频相位计相位测量分辨力引入的不确定度“20（）;

3）测量重复性引入的不确定度耳。

C.1.3标准不确定度分量评定

1）低频相位计相位测量不准引入的不确定度

低频相位计相位测量不准引入的不确定度按B类方法评定。取区间半宽度

0=0.005。，按均匀分布，包含因子k=^3t由此引入的标准不确定度分量为

«1@）=a/A=0.00570=0.0029°（C.2）

2）低频相位计相位测量分辨力引入的不确定度

低频相位计相位测量分辨力引入的不确定度按B类方法评定。低频相位计分辨力为

0.001°,取区间半宽度a=0.0005o,按均匀分布，包含因子上=羽,由此引入的标准不

确定度分量为

”20（）=a/^0.0005°/V3=0.00029°（C.3）

3）测量重复性引入的不确定度

测量重复性引入的不确定度按A类方法评定。用低频相位计分别对低频移相器和

相位发生器在1kHz下输出相移10。独立测量10次，按贝塞尔公式C.4）（计算其实验

标准偏差。

(C.4)

Ii=l

重复性实验数据见表C.lo

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表C.1重复性实验数据

器类型

低频移相器低频相位发生器

测

129.90929.989

229.90829.991

329.91129.989

429.91229.990

529.90629.991

629.90729.990

729.90529.992

829.90429.991

929.90229.989

1029.91029.991

29.907429.9903

y

%)0.00320.0011

由此引入的标准不确定度分量分别为

低频移相器：％］=0.0032。

相位发生器：如=0.0011。

C.1.4标准不确定度分量表

各标准不确定度分量见下表C.2。

表C.2标准不确定度分量一览表

标准不确定度

不确定度来源灵敏系数标准不确定度分

符号数值

低频相位计

”1")0.0029°10.0029°

相位测量不准

低频相位计相位

“2©)0.00029°10.00029°

测量分辨力

重复性（低频移相器）0.0032°0.0032°

重复性

口320.0011°0.0011°

（相位发生器）

C.1.5合成标准不确定度

假设各不确定度分量相互独立无关，根据不确定度传播率，合成标准不确定度为

低频移相器：iz（y）=+£宙+边1=0.0044。（C.5）

cl

相位发生器：%F（）=+勺讪）+&2=0.0032。（C.6）

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C.1.6扩展不确定度

取包含因子匸2,扩展不确定度为

低频移相器：S=ku(y)=0.01°(C.7)

cl

相位发生器：U=£%(y)=0.007。(C.8)

2

15