频谱分析仪检定规程doc.docx
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频谱分析仪检定规程doc
频谱分析仪检定规程
1范围
本规程适用于新制造、使用中和修理调整后，频率分析范围在30Hz-26.5GHz的
频谱分析仪的检定。
本规程以AngilentESA系列为例，其它型号的频谱分析仪可参照执行。
2概述
频谱分析仪是一种带有显示装置的超外差接收设备，由预选器、扫频本振、混频、
中放、滤波、检波、放大、显示等部分组成。
主要用于频谱分析，也可用于测量频率、电平、增益、衰减、调制、失真、抖动等，是通信、广播、电视、雷达、宇航等技术领域中不可缺少的仪器。
3计量器具控制
3.1首次检定、后续检定和使用中检验
首次检定是对用户新购置的、或制造厂新生产的频谱分析仪进行的检定。
首次检定结果应确定各项计量性能是否满足说明书中给定的相应技术指标。
后续检定包括有效期内的检定、周期检定以及修理后的检定。
后续检定时，测量仪上应具有上次的检定标记和检定证书。
后续检定后，各项性能指标如变化不大，允许用户按检定结果使用。
3.2检定条件
3.2.1环境条件
3.2.1.1
温度:
（10—30）'C，检定期间温度波动小于2℃。
3.2.1.2
相对湿度:
（65士15）%。
3.2.1.3
交流供电电源:
（220士4）V,（50士5）Hz。
3.2.1.4
周围无影响正常检定工作的电磁干扰和机械振动。
3.3检定用设备
3.3.1频率计数器
频率测量范围：
10MHz士100Hz
分辨力：
0.01Hz
3.3.2频率标准
频率：
10MHz
准确度：
<<110-9/天
3.3.3功率计及功率探头
频率范围：
10MHz—26.5GHz
功率测量范围及准确度：
（-70—+30）dBm，士1.2%
分辨率：
0.01dB
3.3.4低通滤波器
频率：
50MHz，300MHz，1GHz，1.8GHz，4.4GHz3.3.5函数发生器
频率范围：
0.1Hz—15MHz
频率准确度：
士0.02%
波形：
三角波，方波，正弦波
3.3.6RF合成信号发生器
频率范围：
100kHz—1500MHz
输出电平范围：
（-35—+16）dBm
SSB噪声：
<-120dBc/Hz（偏离载频20kHz）
3.3.7
有外AM功能的合成扫频器（
2台）
频率范围：
10MHz—26.5GHz
频率准确度：
士0.02%
输出电平范围：
（-40—+16）dBm
3.3.8
信号发生器（选件BAH）
频率范围：
900MHz—1800MHz
电平范围：
（-30—0）dBm
相位误差：
<0.5°
频率误差：
<2.5Hz
3.3.9
数字万用表
输入阻抗：
≥10MΩ
准确度：
士10mV
3.3.10双通道示波器
带宽：
DC—100MHz
垂直刻度：
0.5V—5V/Div
测量功能：
脉冲宽度，时间间隔
Delta-T测量准确度：
<450ps（200ns/div）
3.3.11宽偏频相位噪声信号发生器
频率范围：
1GHz士1MHz
电平范围：
0dBm士5dB
相位噪声：
131dBc/Hz
（频偏100kHz）
145dBc/Hz
（频偏1MHz）
147dBc/Hz
（频偏5MHz）
149dBc/Hz
（频偏10MHz）
3.3.12频谱分析仪
频率范围：
100kHz—7GHz
电平准确度：
<士1.8dB（100kHz—3.0GHz）
频率准确度：
<士10kHz@7GHz
3.3.13衰减器
3.3.13.1步进1dB衰减器
衰减范围：
0—11dB
频率范围：
50MHz士1MHz
准确度：
士0.010dB
3.3.13.2步进10dB衰减器
衰减范围：
0—110dB
频率范围：
50MHz士1MHz
准确度：
士0.020dB（0—40dB），士0.065dB（50—100dB），士0.075dB（110dB）。
3.3.13.310dB固定衰减器
频率范围：
DC—3GHz
3.3.13.46dB固定衰减器
频率范围：
50MHz士1MHz
VSWR：
1.1：
1@50MHz
3.3.13.520dB固定衰减器
频率范围：
100kHz—3GHz
VSWR：
1.2：
1@≤3GHz
3.3.14功分器
频率范围：
9kHz—26.5GHz
标称插入损耗：
6dB
输出跟踪：
<0.25dB
等效输出驻波比：
1.22：
1
3.3.15定向耦合器
频率范围：
2GHz—15GHz
定向性：
>16dB
最大VSWR：
1.35：
1
传输臂损耗标称值：
<1.5dB
耦合臂损耗标称值：
10dB
3.3.1650Ω负载，BNC连接线，转接头，电缆等。
4检定项目和检定方法
4.1外观及工作正常性检查
4.1.1被检频谱分析仪应带有必要附件、说明书及前次检定证书。
4.1.2被检频谱分析仪各按键、开关、旋钮、连结器应安装牢固，通断分明，转换清
晰，旋转灵活，定位正确，无影响正常工作的机械损伤。
4.1.3被检仪器通电后能正常工作，有清晰的显示。
中心频率、扫频宽度、分辨力带
宽、视频带宽、平均功能、输人衰减、参考电平、扫描时间、游标功能、电平显示线等各项功能正常。
4.1.4仪器按规定预热后，进入System,Alignments,AlignNow,All进行自校准（有校准信号源的频谱仪
将校准输出经专用校准电缆接到输人端进行全自校）。
4.1.5确认仪器输入端口是50Ω还是75Ω，选择相应的线缆和接头，以免损坏仪器端口。
4.2参考频率的检定
4.2.1如图1所示连接仪器。
4.2.2频率计置最高分辨率。
4.2.3记录频率计读数f0于报告相应表格。
图1参考频率检定
*以下只针对ESA系列频谱仪（没有选件1D5）
4.2.4
设置频谱仪进入System,Alignments
Timebase,Fine，记录功能框中的数字
a1。
4.2.5
按↑（向上）键调整功能框中的数字到
a1+1，记录频率计读数f+1。
4.2.6
按↓（向下）键调整功能框中的数字到
a1﹣1，记录频率计读数f—1。
4.2.7
记录f+1﹣f0与f0﹣f—1中较大值为fmax。
4.2.8
按公式
（1）计算参考频率可设置性，记录于报告相应表格，
Preset仪器。
S=fmax/2
（1）
*以下只针对ESA系列频谱仪（有选件1D5）
4.2.9频谱仪关机冷却1小时后开机，开机5分钟后记录频率计读数f5，开机15分钟后记录频率计读
数f15，开机60分钟后再记录频率计读数
f60。
4.2.10按公式
（2）和（3）计算5分钟和15分钟预热误差（ppm），并记录于报告相应表格。
5分钟预热误差=（f5﹣f60）/10
（2）
15分钟预热误差=（f15﹣f60）/10
（3）
4.3频率读数准确度的检定
4.3.1如图2所示连接仪器，一定把分析仪
10MHz输出连接到扫频器（信号发生器）
10MHz输入端
口。
图2频率读数准确度
4.3.2
Preset扫频器（信号发生器），根据频谱仪频率范围设置扫频器
（信号发生器）连续波中心频率：
CW,1.490GHz（AgilentE4401BandE4411B）
CW,1.5GHz
（其他）
设置发射电平：
POWERLEVEL,–10dBm
4.3.3
设置频谱仪中心频率及扫频宽度：
FREQUENCY
1.490GHz（AgilentE4401BandE4411B）
FREQUENCY
1.5GHz（其他）
SPAN,20MHz
按PeakSearch（orSearch），记录峰值频率fu。
4.3.4
按照报告中的标准频率和扫频宽度设置扫频器
（信号发生器）和频谱仪，重新测量并记录数据。
4.3.5
按公式（4）计算频率读数误差Delta，并记录于报告相应表格。
Delta=fu﹣fs
（4）
式中：
fs——设定的标准频率值。
4.4游标计数准确度的检定
4.4.1仪器连接仍按图2。
4.4.2Preset频谱仪，扫频器（信号发生器）设置不变，频谱仪参数设置如下：
FREQUENCY,1.490GHz（AgilentE4401BandE4411B）
FREQUENCY,1.5GHz（其他）
SPAN
10MHz
BW/Avg
ResBW
100kHz
（Man）
FreqCount,MarkerCount
（On）
Resolution
（Man）,1Hz
按Peak
Search
（or
Search
），等待计数（可能需要几秒钟），记录计数器频率读数
fc
并记录于报告
相应表格。
4.4.3按照报告中的标准频率和扫频宽度设置扫频器（信号发生器）和频谱仪，重新测量并记录数据。
4.5扫频宽度的检定
4.5.1如图3连接仪器，信号发生器与扫频器的10MHz参考一定要连接。
图3扫频宽度检定
4.5.2Preset各仪器，按如下要求根据频谱仪频率范围设置扫频器与信号发生器的发射频率：
扫频器CW=频谱仪频率范围×9/10，电平为-5dBm
信号发生器CW=频谱仪频率范围/10，电平为0dBm
4.5.3调整频谱仪中心频率，使得信号发生器的发射频率峰值刚好落在频谱仪左边第二条垂直显示刻度线上。
4.5.4按Single键，完成一次扫描后按系列键测量：
PeakSearch
（or
Search
）
Marker,Delta
PeakSearch
（or
Search
）
NextPeak
两个游标应该在第二和第九条垂直显示刻度线上。
4.5.5记录markerdelta（△Mkr1）指示的频率于报告中FullSpan读数准确度表格中。
4.5.6按如下设置频谱仪：
FREQUENCY
StartFreq
10MHz
StopFreq
110MHz
Sweep,Sweep
（Cont）
4.5.7按如下设置扫频器与信号发生器：
扫频器CW，100MHz，POWERLEVEL，-5dBm
信号发生器FREQUENCY,20MHz，AMPLITUDE,0dBm
4.5.8调整频谱仪中心频率，使得信号发生器的发射频率峰值刚好落在频谱仪左边第二条垂直显示刻度线上。
4.5.9
按
Single
键，完成一次扫描后按系列键测量
：
PeakSearch
（or
Search
）
Marker,Delta
PeakSearch
（or
Search
）
NextPeak
两个游标应该在第二和第九条垂直显示刻度线上。
4.5.10记录markerdelta（△Mkr1）指示的频率于报告中100MHzSpan读数准确度表格中。
4.5.11按Marker,More,MarkerAllOff，根据报告重新设置各仪器并重复测量，记录数据。
4.6噪声边带的检定
4.6.1如图4连接仪器。
图4噪声边带的检定
4.6.2按下列步骤设置信号发生器：
FREQUENCY,1000MHz
AMPLITUDE,0dBm（50ΩInputonly）
AMPLITUDE,6dBm（75ΩInputonly）
AMOFF
FMOFF
4.6.3Preset频谱仪，并按下列步骤设置：
FREQUENCY
1GHz
SPAN,10MHz（宽偏频噪声边带测量为
1MHz）
AMPLITUDE
Attenuation10dB（Man）
PeakSearch
（orSearch）
FREQUENCY
SignalTrack
（On）
SPAN,50kHz（宽偏频噪声边带测量为
10kHz）
BW/Avg,
1kHz（根据报告相应设置为
100Hz）
VideoBW
30Hz（Man）
FREQUENCY
SignalTrack
（Off）
Det/Demod,Detector,Sample
Sweep,SweepTime,5sec
Single
等待一次扫描结束后，按
PeakSearch
（or
Search
）键。
4.6.4按如下步骤测量频偏
10kHz处的噪声边带压缩：
Marker
Delta
More
Function
MarkerNoise
（or
Noise
）
AMPLITUDE,
–10dBm（宽偏频噪声边带测量为
－40dBm
）
FREQUENCY,CFStep,10kHz
（根据报告相应设置为
20kHz
，30kHz
，98kHz
）
CenterFreq,
（宽偏频噪声边带测量设置为
↑
99.8kHz
，980kHz
，5MHz
，9.99MHz
）
SPAN,ZeroSpan
Single
（宽偏频噪声边带测量设置为
BW/Avg,AverageOn10,Enter
）
记录游标指示的噪声电平幅度，即为10kHz的上边带噪声。
继续按下列设置测试－10kHz的噪声边带压缩：
FREQUENCY,CenterFreq,
↓,↓
Single
记录游标指示的噪声电平幅度，即为－
10kHz的下边带噪声。
4.6.5
按FREQUENCY,CenterFreq,
↑键，按照报告中的频偏与
RBW设置频谱仪重复测量，记录数据。
4.7系统相关边带的检定
4.7.1
如图4连接仪器。
4.7.2
按下列步骤设置信号发生器：
FREQUENCY,500MHz
AMPLITUDE,0dBm（50ΩInputonly）
AMPLITUDE,6dBm（75ΩInputonly）
AMOff
FMOff
4.7.3Preset频谱仪，并按下列步骤设置：
FREQUENCY,500MHz
SPAN,10MHz
PeakSearch
（or
Search
）
FREQUENCY
SignalTrack
（On）
SPAN,200kHz
BW/Avg,1kHz
VideoBW,30Hz（Man）
4.7.4等频谱仪扫描两次后再如下设置：
FREQUENCY,SignalTrack（Off）
CFStep,130kHz（Man）
Single
PeakSearch（orSearch）
Marker,Delta
FREQUENCY,↑
Single
PeakSearch（orSearch）
4.7.5记录markerdelta显示的电平幅度于报告相应表格。
再设置：
FREQUENCY,↓,↓
Single
PeakSearch（orSearch）
记录markerdelta显示的电平幅度于报告相应表格。
4.8剩余调频的检定
4.8.1如图4连接仪器。
4.8.2按如下步骤设置信号发生器：
FREQUENCY,1000MHz
AMPLITUDE,–10dBm（50ΩInputonly）
AMPLITUDE,–4dBm（75ΩInputonly）
AMOFF
FMOFF
4.8.3Preset频谱仪，并按下列步骤设置：
FREQUENCY,CenterFreq,1GHz
SPAN,1MHz
AMPLITUDE,RefLevel,–9dBm（50ΩInputonly）
AMPLITUDE
39.8dBmV
（75ΩInputonly）
Scale/Div
2dB
BW/Avg
ResBW,1kHz
PeakSearch
（or
Search
）
SPAN,SpanZoom,5kHz
PeakSearch
（or
Search
）,Marker→,Marker→RefLvl,Marker,Off
Single
PeakSearch
（or
Search
）
MeasTools
Delta
4.8.4顺时针旋转旋钮，使得游标位于markerdelta（△Mkr1）显示的电平幅度为－8dB±0.3dB的位置。
4.8.5按Delta，顺时针旋转旋钮，使得游标位于markerdelta（△Mkr1）显示的电平幅度为－4dB±0.3dB的位置。
如果调节旋钮无法达到±0.3的精度，则按如下设置再重新测量：
Sweep,Sweep（Cont）
SPAN,2kHz
BW/Avg,VideoBW,30Hz
（Man）
4.8.6
将markerdelta（△Mkr1）显示的频率（Hz）除以电平幅度（dB）得到RBW滤波器的斜度（解调
灵敏度），记录为Slope（Hz/dB）。
4.8.7
继续按如下步骤设置频谱仪：
Marker
Off
PeakSearch（orSearch
）
MeasTools
Delta
4.8.8
顺时针旋转旋钮，使得游标位于
markerdelta（△Mkr1）显示的电平幅度为－
10dB±0.3dB的位
置。
4.8.9
继续按下列步骤设置频谱仪：
Marker
Normal
Marker
→,Mkr→CF
Single
BW/Avg,VideoBW（Man）
1kHz
SPAN,ZeroSpan
Sweep,SweepTime
100ms,Single
显示的迹线应该位于参考电平下方大概5格距离处，如果不是，按Sweep,Sweep（Cont）,FREQUENCY，
调整旋钮使显示迹线位于参考电平下方大概5格距离处，按Single，PeakSearch（orSearch），Pk-Pk
Search，记录markerdelta（△Mkr1）显示的电平幅度的绝对值，记为Deviation（dB）。
4.8.10按公式（5）计算剩余调频△f，记录于报告相应表格。
△f（Hz）=Slope（Hz/dB）×Deviation（dB）（5）
*以下为有选件1DR和1D5的频谱仪另外需要检定的操作
4.8.11Preset频谱仪，并按下列步骤设置：
FREQUENCY,CenterFreq,1GHz
SPAN,1MHz
AMPLITUDE
AMPLITUDE
RefLevel
39.8dBmV
–9dBm（50ΩInputonly）
（75ΩInputonly）
Scale/Div
2dB
PeakSearch
（or
Search
）
SPAN,SpanZoom,5kHz
BW/Avg,ResBW,10Hz（Man）
SPAN,100Hz
PeakSearch
（or
Search
）,
Marker
→,Marker
→
RefLvl,Marker
Off
PeakSearch
（or
Search
）
MeasTools
Delta
4.8.12顺时针旋转旋钮，使得游标位于
markerdelta（△
Mkr1）显示的电平幅度为－
10dB±0.3dB的位
置。
4.8.13继续按下列步骤设置频谱仪：
Marker,Normal
Marker→,Mkr→CF
Single
BW/Avg,VideoBW（Man）
SPAN,ZeroSpan
Sweep,SweepTime
10Hz
20ms
Single
显示的迹线应该位于参考电平下方大概5格距离处，如果不是，按Sweep,Sweep（Cont）,FREQUENCY，
调整旋钮使显示迹线位于参
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