JJF 2078-2023 实时频谱分析仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF2078—2023

实时频谱分析仪校准规范

CalibrationSpecificationforReal-timeSpectrumAnalyzers

2023-10-12发布2024-04-12实施

国家市场监督管理总局发布

JJF2078—2023

实时频谱分析仪校准规范

—

CalibrationSpecificationforJJF20782023

Real-timeSpectrumAnalyzers

本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释

JJF2078—2023

本规范主要起草人

:

何昭中国计量科学研究院

()

詹志强上海市计量测试技术研究院

()

王建忠中国工程物理研究院计量测试中心

()

魏竹中国工程物理研究院计量测试中心

()

参加起草人

:

聂梅宁中国计量科学研究院

()

张睿中国工程物理研究院计量测试中心

()

陈纲上海芯问科技有限公司

()

JJF2078—2023

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语

3……………………(1)

概述

4……………………(2)

计量特性

5………………(2)

最大实时分析带宽

5.1…………………(2)

实时分析带宽

5.2………………………(2)

全捕获最小脉宽时的全幅度准确度

5.3………………(2)

不同信号模板比全捕获最小脉宽时的幅度比

5.4……(2)

频率模板触发电平

5.5…………………(2)

无杂散动态范围

5.6……………………(2)

带内频率响应

5.7………………………(2)

参考频率

5.8……………(2)

频率响应

5.9……………(3)

校准条件

6………………(3)

环境条件

6.1……………(3)

测量标准

6.2……………(3)

校准项目和校准方法

7…………………(4)

外观及工作正常性检查

7.1……………(4)

最大实时分析带宽

7.2…………………(4)

实时分析带宽

7.3………………………(5)

全捕获最小脉宽时的幅度比

7.4………(5)

不同信号模板比全捕获最小脉宽时的幅度比

7.5……(7)

频率模板触发电平

7.6…………………(7)

无杂散动态范围

7.7……………………(9)

带内频率响应

7.8………………………(9)

参考频率准确度

7.9……………………(10)

频率响应

7.10…………(11)

校准结果的表达

8………………………(11)

复校时间间隔

9…………(12)

附录原始记录内页格式

A……………(13)

附录校准证书内页格式

B……………(16)

附录主要项目校准不确定度评定示例

C……………(19)

Ⅰ

JJF2078—2023

引言

国家计量校准规范编写规则和测量不确定

JJF1071—2010《》JJF1059.1—2012《

度评定与表示共同构成支撑本规范编制工作的基础性系列规范

》。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF2078—2023

实时频谱分析仪校准规范

1范围

本规范适用于频率范围为实时频谱分析仪和频谱分析仪中实时频谱

3Hz~50GHz

分析模块的校准其他频率范围的实时频谱分析仪和实时频谱分析模块的校准可参照

,

执行

。

2引用文件

本规范引用了下列文件

:

频谱分析仪校准规范

JJF1396

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

,()。

3术语

全捕获最小脉宽

3.1mintimeoffullintercept;MTFI

实时频谱分析仪捕获的最窄脉冲持续时间

100%。

全捕获幅度比

3.2amplituderatiooffullintercept;ARFI

幅度准确度

100%

当输入信号的脉宽从宽至窄时信号幅度与连续波状态下的幅度之差

,。

无杂散动态范围

3.3spuriousfreedynamicrange;SFDR

模数转换器载波频率最大信号成分的均方根幅度与实时分析带宽内

ADC()()

的最大噪声成分的均方根值之比通常以相对于载波频率幅度或相对

,dBc()dBFS(

于的满量程范围表示

ADC)。

瀑布图

3.4spectrogram

时频图

频谱图

实时频谱分析仪的一种显示方式其中频率用x轴表示时间用轴表示功率

,,y,

用颜色表示

。

实时分析带宽

3.5real-timeanalyzingwideband;RAW

与实时频谱分析仪的数字转换器和中频带宽相对应的可以进行实时无缝捕获的频

,

率跨度

。

注:实时频谱分析仪的实时分析带宽与扫频式频谱分析仪的扫频宽度类似。

频率模板触发

3.6frequencymasktrigger;FMT

在实时频谱分析仪频域一种以预设的频率幅度门限为触发条件的触发方式

,-。

带内频率响应

3.7frequencyresponseduringspan;FRS

最大实时分析带宽内的幅频特性

。

1

JJF2078—2023

4概述

实时频谱分析仪以下简称实时频谱仪主要用于捕获和分析瞬态及动态信号实

()。

时频谱仪主要由本振混频滤波采样数据处理显示等部分组成典型的实时频

、、、、、,

谱仪结构如图所示其将微波信号下变频到中频然后数字化宽带中频信号

1。,ADC,

下变频滤波和检测均以数字方式进行时域频域转换使用快速傅里叶变换

、,、FFT()

算法完成

。

图典型的实时频谱仪结构

1

5计量特性

最大实时分析带宽

5.1

最大实时分析带宽

:512MHz。

实时分析带宽

5.2

实时分析带宽范围

:10Hz~512MHz;

最大允许误差

:±0.3%。

全捕获最小脉宽时的全幅度准确度

5.3

最小脉宽

:1.8μs;

幅度比最大允许误差

:±1.0dB。

不同信号模板比全捕获最小脉宽时的幅度比

5.4

最小脉宽信号模板比

:7ns(:0dB~60dB);

幅度比最大允许误差

:±1.0dB。

频率模板触发电平

5.5

电平范围最大允许误差频率响应

:0dBm~-50dBm,:±(1.0dB+);

电平范围最大允许误差频率响应

:-50dBm~-60dBm,:±(2.5dB+)。

无杂散动态范围

5.6

无杂散动态范围

:≥-80dBc。

带内频率响应

5.7

频率响应最大允许误差

:±0.3dB。

参考频率

5.8

频率标称值

:10MHz;

2

JJF2078—2023

频率准确度앐-9

:110。

频率响应

5.9

频率范围

:3Hz~50GHz;

频率响应最大允许误差

:±(0.2~3)dB。

注:以上技术指标不作为合格性判据,仅提供参考,校准时应以被校实时频谱仪技术说明书中

所列技术参数要求为准。

6校准条件

环境条件

6.1

环境温度

6.1.1:(23±5)℃。

相对湿度

6.1.2:≤80%。

电源电压及频率

6.1.3:(220±11)V,(50±1)Hz。

其他周围无影响校准工作正常进行的电磁干扰及机械振动

6.1.4:。

测量标准

6.2

信号发生器

6.2.1

频率范围及频率准确度앐-7

:250kHz~2GHz,110;

最小脉冲调制宽度

:7ns;

相位噪声偏离载频

:<-110dBc/Hz(1MHz)。

信号发生器

6.2.2

频率范围及频率准确度앐-7

:250kHz~50GHz,110;

输出电平范围

:250kHz~3.2GHz,-20dBm~13dBm,

3.2GHz~40GHz,-20dBm~9dBm,

40GHz~50GHz,-20dBm~5dBm;

谐波失真载频载频

:<2GHz,<-30dBc;≥2GHz,<-50dBc;

相位噪声偏离载频

:<-113dBc/Hz(1kHz);

偏离载频

<-126dBc/Hz(10kHz)。

函数发生器

6.2.3

频率范围及频率准确度앐-7

:3Hz~250kHz,110;

输出电平范围

:-20dBm~13dBm。

峰值功率计

6.2.4

频率范围

:50MHz~2GHz;

峰值功率测量范围

:-20dBm~10dBm;

峰值功率测量最大允许误差

:±0.3dB。

功率计

6.2.5

频率范围

:3Hz~50GHz;

功率测量范围

:-30dBm~10dBm;

功率测量最大允许误差

:±(0.1~1.0)dB。

标准可变衰减器

6.2.6

3

JJF2078—2023

频率范围

:10kHz~2GHz;

衰减范围步进

:0dB~70dB,1dB;

衰减最大允许误差

:±0.06dB/10dB。

频率计

6.2.7

频率测量范围

:10Hz~100MHz;

频率测量准确度优于앐-10

:110;

分辨力

:0.1Hz。

数字示波器

6.2.8

实时带宽

:≥2GHz;

存储深度7

:≥10;

内部时基准确度앐-6

:110。

功分器

6.2.9

频率范围

:3Hz~50GHz;

对称性最大允许误差

:±0.25dB。

7校准项目和校准方法

校准项目见表

1。

表1校准项目表

序号校准项目名称

最大实时分析带宽

1

实时分析带宽

2

全捕获最小脉宽时的幅度比

3

不同信号模板比全捕获最小脉宽时的幅度比

4

频率模板触发电平

5

无杂散动态范围

6

带内频率响应

7

参考频率

8

频率响应

9

外观及工作正常性检查

7.1

被校实时频谱仪应带有必要的附件

7.1.1。

被校实时频谱仪各按键开关旋钮等应调节正常不应有影响电气性能的机

7.1.2、、,

械损伤

。

被校实时频谱仪通电后应能正常工作显示清晰

7.1.3、。

校准所用标准器和被校实时频谱仪应按照技术说明书要求完成预热被校实时

7.1.4,

频谱仪应按照技术说明书要求完成全自校准

。

最大实时分析带宽

7.2

4

JJF2078—2023

校准连接框图如图所示

7.2.12。

图实时分析带宽的校准连接框图

2

设置实时频谱仪中心频率为参考电平为实时分析带宽为最大

7.2.21GHz,0dBm,

值分辨力带宽为最大值选择显示方式为瀑布图或其他实时频谱分析模

,RBW(),(

式触发方式为自由触发

),。

设置信号发生器为脉冲调制状态载波频率为输出功率为

7.2.3,1GHz,-10dBm,

脉冲周期为脉宽为全捕获最小脉宽标称值的倍打开射频输出

30ms,10,。

注:设定以能否输出稳定的脉冲调制信号为原则。

ALC

设置信号发生器输出频率为앐分别读取两次信号输出

7.2.41GHz±(span0.8)/2,

时实时频谱仪的载波信号频率读数记为f和f按式计算最大实时分析带宽

,12,(1),

记录于表中

A.1。

앐f-f

RAWmax=1.25(12)(1)

式中

:

最大实时分析带宽

RAWmax———,MHz;

f信号发生器频率为时实时频谱仪频率示值

1———1GHz+span/2,,MHz;

f信号发生器频率为时搜索频谱仪频率示值

2———1GHz-span/2,,MHz。

实时分析带宽

7.3

仪器连接如图所示

7.3.12。

设置实时频谱仪扫频宽度为标称值中心频率为参考电平为

7.3.2,1GHz,0dBm,

视频带宽扫描时间自动

RBW、、。

设置信号发生器为脉冲调制状态载波频率为输出功率为

7.3.3,1GHz,-10dBm,

脉冲周期为脉宽为全捕获最小脉宽标称值的倍打开射频输出

30ms,10,。

设置信号发生器输出频率为앐依次打开实时频谱仪峰

7.3.41GHz±(span0.8)/2,

值标记和增量标记执行峰值搜索读取频率差S并记录于表中实时分析带

,,0,A.2。

宽实际值可由式计算得到将其记录于表中

(2),A.2。

S=앐S

1.250(2)

式中

:

S被校实时频谱仪实时分析带宽实测值

———,MHz;

S实时频谱仪两次频率测量之差

0———,MHz。

按照表设置成其他实时分析带宽重复操作步骤

7.3.5A.2,7.3.2~7.3.4。

全捕获最小脉宽时的幅度比

7.4

光标实时读取法

7.4.1

连接如图所示

3。

5

JJF2078—2023

图全捕获最小脉宽时的幅度比校准连接框图

3

实时频谱仪设置为实时频谱分析模式并复位中心频率为实时分析

,1GHz,

带宽为最大值参考电平为根据技术说明书要求选择滤波器类型如

,0dBm;(

选择最大值

Blackman-Harris),RBW。

设置信号发生器为连续波状态载波频率为输出功率为

,1GHz,-4dBm,

打开射频输出

。

实时频谱仪测量菜单中选择频谱测量先后按峰值搜索键光标键和

,、delta

键此时实时频谱仪的显示为

,ΔMkr10Hz、0.00dB。

设置信号发生器为脉冲调制状态脉冲周期为脉冲调制开调节信

,30ms,,

号发生器输出信号的脉宽使数字示波器脉宽读数为全捕获最小脉宽

,。

调整实时频谱仪的扫描时间使波形稳定显示按峰值搜索键读取频谱仪

,,,

的幅度差值记录于表中

,A.3。

按照技术说明书的要求选择其他滤波器类型重复步骤

,,~。

非光标实时读取法

7.4.2

仪器连接如图所示

3。

实时频谱仪设置为实时频谱分析模式并复位中心频率为实时分析

,1GHz,

带宽为最大值参考电平为根据技术说明书要求选择滤波器类型如

,0dBm;(

选择最大值

Blackman-Harris),RBW。

设置信号发生器为连续波输出载波频率为输出功率为

,1GHz,-4dBm,

打开射频输出

。

实时频谱仪选择显示方式为瀑布图或其他实时频谱分析模式按峰值搜索

(),

键读取此时实时频谱仪上的峰值功率示值P记录于表中

,1,A.3。

设置信号发生器为脉冲调制状态脉冲周期为脉冲调制开调节信

,30ms,,

号发生器输出信号的脉宽使数字示波器脉宽读数为全捕获最小脉宽

,。

用峰值功率计替换数字示波器实时频谱仪启动运行键一段时间后按停

。,,

止键在瀑布图中按光标键将光标移动到帧像周期处激活此时频域

;,(frametime),

图上会有明显的信号频谱图出现前后移动光标直到找到频谱图的峰值功率最大处

,,,

即该帧的中心位置利用峰值搜索得到该帧的功率示值P记录于表中

,2,A.3。

按式计算全捕获最小脉宽时的幅度比并记录于表中

(3),A.3。

P=P-P

r21(3)

6

JJF2078—2023

式中

:

P全捕获最小脉宽时的幅度比

r———,dB;

P脉冲调制模式下实时频谱仪的幅度示值

2———,dBm;

P连续波模式下实时频谱仪的幅度示值

1———,dBm。

按照技术说明书的要求在不同的值和滤波器类型下重复步骤

,RBW~

。

不同信号模板比全捕获最小脉宽时的幅度比

7.5

光标实时读取法

7.5.1

仪器连接如图所示

3。

设置实时频谱仪为实时频谱分析模式并复位中心频率为实时分析