GB/T 11461-2013 频谱分析仪通用规范

ICS17.220

L85

中华人民共和国国彖标准

GB/T11461—2013

代替GB/T11461—1989,GB/T11462—1989

频谱分析仪通用规范

Generalspecificationforspectrumanalyzer

2013-12-17发布2014-05-15实施

GB/T11461—2013

目次

刖BI

1范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4要求3

5试验方法7

6质量检验规则25

7随机文件29

8标志、包装和贮存30

参考文献31

GB/T11461—2013

■ir■■i

刖吕

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准代替GB/T11461—1989«频谱分析仪通用技术条件》、GB/T11462—1989《频谱分析仪测试

方法》。

本标准与GB/T11461—1989和GB/T11462—1989相比，主要变化如下：

——将原两项标准整合为一项标准；

-删除了本标准中已不再使用的和引用标准中已存在的术语和定义，并对部分术语内容进行了

修改；

-删除了“频谱宽度”“频率线性误差”“频率漂移”“热分布”“设计余量”“模拟误用”等要求和试验

方法（见GB/T11461—1989）；

—增加了“频率读出准确度”“频率计数准确度和计数分辨率”“频宽准确度”“扫描时间”“分辨率

带宽转换不确定度”“显示平均噪声电平”“谐波失真”“三阶交调失真”“镜像、多重和带外响应”

“参考电平不确定度”“输入衰减器”“输入电压驻波比”的要求和试验方法（见4.4,5.6）；

—更新了“安全”、“环境适应”、“包装运输”、“电磁兼容”、“电源适应”、“可靠”的要求

和试验方法（见第4、5章）；

——更新了“质量检验规则”中的部分内容（见第6章）。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由中华人民共和国丁业和信息化部提出。

本标准由全国电子测量仪器标准化技术委员会（SAC/TC153）归口。

本标准起草单位：中国电子科技集团公司第四十一研究所、工业和信息化部电子丁业标准化研

究院。

本标准主要起草人:许建华、杜会文、王峰、黄英华、张超、夏雁冰、曹玲、杜以涛、张志。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

——GB/T11461—1989；

——GB/T11462—19890

T

GB/T11461—2013

频谱分析仪通用规范

1范围

本标准规定了频谱分析仪的术语和定义、通用技术要求、试验方法、质量检验规定和包装运输等

内容。

本标准适用于各种通用类型的频谱分析仪，包括模块化频谱分析仪和具有频谱分析的功能单元。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T191—2008包装储运图示标志

GB/T6587—2012电子测量仪器通用规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

频谱分析仪spectrumanalyzer

能在频域上有效地显示出构成时域信号的各个单独频谱分量（正弦波）的仪器。

3.2

频率稳定度frequencystability

在一定的时间间隔内，由于电源电压、温度、湿度等因素引起的频率漂移。

3.3

频率读出准确度frequencyreadoutaccuracy

频率测量指示值与相应真实值之间接近的程度。

3.4

分辨率带宽resolutionbandwidth

中频滤波器级联后在末级中频等效的3dB带宽。

3.5

包络检波器envelopedetector

随同输入信号的包络（而不是瞬时变量）输出的检波回路。

3.6

视频滤波videofiltering

在包络检波器之后的低通滤波。

3.7

视频平均videoaverage

在多次扫描期间逐点进行平均。在每个点上的显示值为若干次测量的平均值。

1

GB/T11461—2013

3.8

噪声带宽noisebandwidth

将非均匀的功率谱的宽度等效在一定频带内均匀的功率谱。

3.9

频标marker

可以放在屏幕迹线上任何一处的光标，可指示迹线上的频率值和幅度值。

3.10

差值频标deltamarker

活动频标与固定的参考频标之间的相对幅度差和频率差（或时间差）。

3.11

噪声频标noisemarker

归一化到1Hz等效噪声带宽内的噪声电平值。

3.12

频宽span

频谱分析仪显示器水平轴表示的频率范围，即频谱分析仪起始频率与终止频率之差。

3.13

零频宽zerospan

频宽等于零。

3.14

扫描时间sweeptime

扫频本振按照选择的频宽扫描所需要的时间。

3.15

噪声边带noisesidebands

在有用响应周围出现的不应有的响应，它是由频谱分析仪内部噪声引起的。

3.16

剩余调频residualFM

由于频谱分析仪本振的不稳定性引起显示频率的短期不稳定性或晃动，其大小根据峰-峰频率偏移

来定，以赫兹或显示频率的百分数表示。

3.17

增益压缩gaincompression

输出信号分量不再随输入信号呈线性变化的现象。

3.18

最大安全输入电平maximumsafeinputlevel

不损坏产品的最大允许输入电平。

3.19

显示平均噪声电平displayedaveragenoiselevel

在最小分辨率带宽和最小输入衰减的情况下，在频谱分析仪显示器上观察到的电平平均值。

3.20

输入幅度范围inputamplituderange

频谱分析仪输入端可测量的最大信号（通常为最大安全输入电平）和最小信号（通常为显示平均噪

声电平）的幅度比值。

2

GB/T11461—2013

3.21

参考电平referencelevel

显示器上已校准的被用做幅度测量参考的垂直刻度位置。

3.22

显示幅度范围displayamplituderange

在显示器上能够同时观察到最大信号和最小信号之间的幅度比值。

3.23

幅度准确度amplitudeaccuracy

幅度测量指示值与真实值之间的接近程度。

3.24

本振馈通lofeedthrough

当频谱分析仪本振频率与中频频率相同或很接近时，本振信号将通过中频滤波器而在测量中出现

的现象。因本振频率对应于0Hz（直流）输人频率,可用做0Hz频率标记。

3.25

假响应spuriousresponses

测量出现的虚假信号。

注：噪声和本振馈通不作为假响应。

3.26

交调intermodulation

两个或多个输入频谱分量相互作用形成的无用频率分量。

3.27

谐波失真harmonicdistortion

由非线性元件引起的附加到信号上的谐波分量。

3.28

动态范围dynamicrange

以规定的精度测量同时存在的两个信号之间的最大功率比。

3.29

线性刻度显示linearscaledisplay

显示器上的垂直刻度与输入信号电压成正比的显示方式。

3.30

对数刻度显示logarithmicscaledisplay

显示器上的垂直刻度按对数方式随输入信号电压变化的显示方式。

3.31

预选器preselector

位于频谱分析仪输入混频器之前的滤波器，一般为中心频率可调的带通滤波器。

3.32

检波方式detectionmode

模拟信号被数字化并送显示之前进行处理的方式。

4要求

4.1外观和结构

频谱分析仪表面应光洁、无毛刺、无明显机械损伤和涂覆破坏现象，结构应完整，控制件应安装正

3

GB/T11461—2013

确、可靠、操作灵活。仪器与使用关联的结构外观及操作使用件的灵敏度和可靠度，由产品标准规定。

4.2尺寸和重量

频谱分析仪尺寸和重量应符合GB/T6587—2012中4.2的要求。宽、高、深的尺寸既可以规定最

大尺寸，也可以规定局部尺寸。

4.3功能

由产品标准规定频谱分析仪的功能，包括显示方式、显示器的有效面积（或尺寸）、显示分辨率、水平

和垂直刻度数（显示网格）、显示刻度类型（如对数刻度、线性刻度）、按键的类型、操作界面、输入输出方

式、自检功能等。

4.4性能特

4.4.1频率范围

由产品标准规定。

4.4.2频率参考

频率参考特性一般包括标称频率、老化率、温度稳定、频率准确度等。由产品标准规定频率参考

特。

4.4.3频率读出准确度

由产品标准规定。

4.4.4频率计数准确度和计数分辨率

如果频谱分析仪有频率计数功能，频率计数准确度和计数分辨率应在产品标准中规定。

4.4.5频宽准确度

由产品标准规定。

4.4.6扫描时间

由产品标准规定扫描时间的范围及准确度。

4.4.7分辨率带宽

由产品标准规定分辨率带宽的范围、准确度及选择。

4.4.8分辨率带宽转换不确定度

由产品标准规定。

4.4.9相位噪声

由产品标准规定。

4.4.10剩余调频

由产品标准规定。

4

GB/T11461—2013

4.4.11增益压缩

由产品标准规定。

4.4.12显示平均噪声电平

由产品标准规定。

4.4.13谐波失真

由产品标准规定谐波失真(需指明混频器工作电平)或二阶失真截获点(SHI)0

4.4.14三阶交调失真

由产品标准规定三阶交调失真(需指明混频器工作电平)或三阶截获点(TOI)o

4.4.15镜像、多重和带外响应

有要求时，引起镜像、多重和带外响应的频率值和对应的响应值由产品标准规定。

4.4.16剩余响应

由产品标准规定。

4.4.17参考电平范围

由产品标准规定参考电平的范围及步进量。

4.4.18参考电平不确定度

由产品标准规定。

4.4.19显示刻度保真度

由产品标准规定。

4.4.20频率响应

由产品标准规定。

4.4.21校准信号

如果频谱分析仪提供输出的校准信号，校准信号的频率、幅度及幅度不确定度由产品标准规定。

4.4.22输入衰减器

由产品标准规定输入衰减器的范围、步进量和转换不确定度。

4.4.23输入电压驻波比

由产品标准规定。

4.4.24视频带宽

由产品标准规定。

5

GB/T11461—2013

4.4.25最大输入电平

由产品标准规定。

4.5接口

4.5.1输入输出接口

由产品标准规定信号输入接口的结构类型、标称阻抗、最大承受功率（或直流电压）等信息以及输岀

接口的结构类型、标称阻抗、输出信号参数等信息。

4.5.2通信接口

除非另有规定，频谱分析仪应提供一个或多个通用标准通信接口，通用标准通信接口的类型、功能

及符合的标准名称等信息需在产品标准中标示。

4.5.3触发接口

当频谱分析仪提供触发接口时,触发接口的结构类型、标称阻抗、负载能力及信号特征等信息应在

产品标准中规定。

4.5.4时基接口

当频谱分析仪提供时基接口时，时基接口的结构类型、标称输入或输出阻抗、负载能力、有效频率范

围、信号特征以及损害电平等信息应在产品标准中规定。

4.6选件

当频谱分析仪提供选件功能时，选件的名称、功能或性能以及适用范围等信息应在产品标准中

规定。

4.7安全

除非另有规定，频谱分析仪的安全性应符合GB/T6587-2012中4.6的规定。对于安全地，设备

的所有可接近表面都应是地电位。

4.8环境适应

频谱分析仪的环境适应性应符合GB/T6587-2012中4.7的规定。应在产品标准中规定适用的

环境组别，环境分组原则应符合GB/T6587—2012中4.7.1的规定。

4.9电磁兼容

频谱分析仪电磁兼容性应符合GB/T6587—2012中4.9的要求，并在产品标准中规定试验时频谱

分析仪的丁作状态。当有特殊要求时，应在产品标准中规定具体测试限值、等级。

4.10电源适应

频谱分析仪电源适应性应符合GB/T6587—2012中4.10的要求，并在产品标准中规定电源频率

与电压的丁作范围。当有特殊要求时，应在产品标准中规定具体的电源频率及电源电压。

4.11可靠

频谱分析仪可靠性应符合GB/T6587-2012中4.11的要求。除非另有规定，应给出频谱分析仪

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GB/T11461—2013

的平均故障间隔时间（MTBF）的检验下限值。

4.12维修

由产品标准规定。

4.13包装运输

在规定的流通条件下，频谱分析仪及其附件不应有变形松脱、涂覆层剥落等机械损伤，其性能特

应符合GB/T6587—2012中4.8的要求。

5试验方法

5.1基准工作条件

除非另有规定，频谱分析仪的基准丁作条件应符合GB/T6587—2012中5.1的要求。

5.2检验条件

除非在产品标准中另有规定，频谱分析仪的检验条件应符合GB/T6587-2012中5.2的要求。本

标准提供了基本的测试方法，也可采用其他等效的测试方法。被测频谱分析仪在测试前应按产品标准

规定时间进行预热和校准。试验用仪器设备应经过计量部门检定合格，并处在有效期内。

5.3外观和结构检查

目测检查频谱分析仪结构是否完整，有无明显机械损伤和镀涂损坏现象，各控制件是否安装正确，

牢固可靠，操作灵活。

5.4尺寸和重量检查

用量具测量频谱分析仪的宽、高、深。

用衡器称量频谱分析仪的重量。

5.5功能检查

按4.3和产品标准中规定的功能进行逐项检查。被测频谱分析仪显示方式、显示器的有效面积（或

尺寸）、显示分辨率、水平和垂直刻度数（显示网格）、显示刻度类型（如对数刻度、线性刻度）、按键的类

型、操作界面、输入输出方式、自检功能等均应符合产品规定要求，各按键、开关、旋钮、连接器应定位正

确、通断分明、旋转灵活、安装牢固，无影响正常工作的机械损伤。被测频谱分析仪通电后自检功能正

常,有清晰的显示，在指标范围内无错误信息提示，功能状态正常。

5.6性能特性测试

5.6.1频率范围的测试

）测试设备

信号发生器、功分器、高精度频率计，

b）测试步骤

7

GB/T11461—2013

1）根据被测频谱分析仪的频率范围选择合适的信号发生器，按图1连接测试设备，信号发生

器输出端接到被测频谱分析仪的输入端；

2）选择必须包含测量频率最低端和最高端的适当频率测试点，调节信号发生器的输出功率,

使功率在被测频谱分析仪的测量范围之内，根据频率测试点分别改变信号发生器的输出

频率和频谱分析仪的中心频率、频宽，频谱分析仪应能够进行正常的测量；

3）记录频谱分析仪的工作频率范围。

注：如果对频率范围测试精度要求高，测试设备中可增加功分器和髙精度频率计。信号发生器的输出信号经过功

分器后分别送入被测频谱分析仪和高精度频率计。调节信号发生盎的输出频率，使得高精度频率计的频率渎

数与选定的频率测试点相同后，再测试被测频谱分析仪的频率范围。増加的布置见图1中虚线部分。

图1频率范围测试

5.6.2频率参考的测试

5.6.2.1普通频率参考

）测试设备

频率计。

b）测试步骤

1）按图2连接测试设备，将被测频谱分析仪参考频率输出接到频率计输入；

2）频率计设置为较高的分辨率（能满足测试要求）；

3）频谱分析仪按规定时间预热，然后关机1h,再开机15min后开始用频率计测试，每0.5h

测量一次，共测4h,测得9个数据，记录每次的测量结果，统计数据中最大值为/“，最小

值为/min；

4）按式（1）计算频率波动S。

式中：

./mnx为4h内测得频率的最大值，单位为兆赫兹（MHz）；

./min为4h内测得频率的最小值，单位为兆赫兹（MHz）；

fo标称频率值。

枕利■«供仆析仪y

图2普通频率参考测试

5.6.2.2高稳频率参考

）测试设备

8

GB/T11461—2013

频率比较器、高稳定频率标准。

b）测试步骤

1）按图3连接测试设备，将高稳定频率标准输出和被测频谱分析仪参考频率输出接到频率

比较器的输入；

2）频率比较器及高稳定频率标准开机预热，频率比较器自校准通过后置入相应参数；

3）频谱分析仪按规定时间预热，然后关机1h,再开机15min后开始用频率计数器测试，每

0.5h测量一次，共测4h,测得9个数据，记录每次的测量结果；

4）按式（2）计算频率波动。

(2)

式中:

——为测量值与标称值几的差值;

为4h内测得的相对频率误差的最大值

为4h内测得的相对频率误差的最小值;

fa标称频率值。

注：如对频率参考有其他参数测试要求，可参见JJG180-2002或其他等效测试方法。

图3高稳频率参考测试

5.6.3频率读出准确度的测试

）测试设备

信号发生器、功分器、高精度频率计。

b）测试步骤

1）根据被测频谱分析仪的频率范围选择合适的信号发生器，按图1连接测试设备。信号发

生器输出端接到被测频谱分析仪的输入端；

2）设置信号发生器的输出频率和频谱分析仪的中心频率为几，并选择合适的信号发生器输

出功率和频谱分析仪的参考电平。频谱分析仪的分辨率带宽、视频带宽、扫描时间为自动

状态，根据要求设置不同的频宽，用峰值频标读出信号的频率人；

3）按式（3）计算频率读数误差△/；

=儿一人（3）

4）选择其他频率点，重复2）〜3）步骤的操作，记录测量结果。

注1：如果对频率渎出准确度的测试精度要求高，测试设备中町增加功分器和高精度频率计。信号发生器的输出信

号经过功分器后分别送入被测频谱分析仪和高精度频率计。调节信号发生盎的输出频率，使得高梢度频率计

的频率读数与选定的频率测试点相同后，再测试被测频谱分析仪的频率读川准确度。需增加的布置见图1中

虚线部分。

注2：如果被测频谱分析仪的频率参考已检验合格，可以通过采用信号发生器利被测频谱分析仪共用参考频率方法

简化数据处理T•作。

5.6.4频率计数准确度和计数分辨率的测试

）测试设备

9

GB/T11461—2013

信号发生器。

b）测试步骤

1）按图4连接测试设备，信号发生器输出端接到被测频谱分析仪的输入端；

2）设置信号发生器的频率和频谱分析仪的中心频率为几，并选择合适的信号发生器功率和

频谱分析仪的参考电平；

3）根据要求检查并设置频谱分析仪的计数分辨率，同时激活频率计数功能，用峰值频标读岀

被测频率值仁;

4）按式（3）计算频率计数准确度；

5）选择其他频率点，重复2）〜4）步骤的操作，测试计数分辨率和频率计数准确度，记录测量

结果。

注：如果被测频谱分析仪的频率参考已检验合格.可以通过采用信号发生器和被测频谱分析仪共用参考频率方法

简化数据处理T.作。

图4频率计数准确度和计数分辨率测试

5.6.5频宽准确度的测试

）测试设备

两台信号发生器、功分器。

b）测试步骤

图5频宽准确度测试

1）按图5连接测试设备，被测频谱分析仪与两台信号发生器共用参考频率；

2）根据测试要求设置频谱分析仪的中心频率/＜）和频宽，分辨率带宽、视频带宽、扫描时间为

自动；

3）设置信号发生器1的输出频率为力（八=几一0.4XSPAN,SPAN为频谱分析仪设置的

频宽），设置信号发生器2的输出频率为九（九=/i+0.4XSPAN）,在频谱分析仪上读出

这两个信号的频率差值△_/;

4）按式（4）计算频宽准确度》；

(△/—0.8SPAN)

(~0.8SPAN~)IX100%(4)

5）改变频谱分析仪的频宽，重复3）〜4）步骤的操作，测量并计算频宽准确度，记录测量

结果O

5.6.6扫描时间的测试

）测试设备

10

GB/T11461—2013

函数发生器、信号发生器。

b）测试步骤

1）按图6连接测试设备，将函数发生器的输出接到信号发生器AM输入端，信号发生器输

出接到被测频谱分析仪的输入,频谱分析仪与信号发生器共用参考频率；

2）设置频谱分析仪中心频率为人、扫频宽度为0Hz、扫描时间为T,，选择线性刻度及较大

的分辨率带宽和视频带宽（应大于2倍的1O/TQ；

3）设置信号发生器输出频率为几，并调节其输出功率电平，使显示波形位于频谱分析仪显

示屏的中间，然后设置信号发生器为“外AM”方式；

4）设置函数发生器的频率为10/几、三角波输出，并调节信号输出功率电平，使频谱分析仪

上显示的信号幅度占显示屏的4到8格左右；

5）在频谱分析仪上使用单次扫描功能。用差值频标读出左边第二个峰值与第十个峰值之间

的时间差△〒；

6）按式（5）计算实际的扫描时间T,按式（6）计算扫描时间准确度5；

T=ATX^（5）

O

5=倍一JlXlOO%（6）

0）

7）根据要求,设置不同的扫描时间，重复2）~6）的操作，测量并计算扫描时间准确度。

图6扫描时间测试

5.6.7分辨率带宽的测试

5.6.7.1分辨率带宽准确度

）测试设备

信号发生器。

b）测试步骤

1）按图7连接测试设备，信号发生器输出端接到被测频谱分析仪的输入端，频谱分析仪与信

号发生器共用参考频率；

图7分辨率带宽测试

2）设置频谱分析仪中心频率为九、垂直刻度为每格1dB、视频带宽和扫描时间为自动，分辨

率带宽设置为被测的带宽，根据分辨率带宽调节频宽到适当值；

3）设置信号发生器的频率为几，调节其输出功率电平，使信号峰值在频谱分析仪的参考电

平以下3到4格，记录此时信号发生器的输出功率电平为L；

11

GB/T11461—2013

4）调节频谱分析仪的频标，使频标位于信号的峰值，然后激活差值频标功能；

5）设置信号发生器的功率电平为L+3dB0微调信号发生器频率，先