频谱分析仪检定规程doc.docx

1、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 30H z-26.5G Hz 的频谱分析仪的检定。本规程以 Angilent ESA 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。

2、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 10

3、0Hz分辨力： 0.01Hz3.3.2 频率标准频率： 10MHz准确度： 1 10 -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： 0.01dB3.3.4 低通滤波器频率： 50MHz ， 300MHz ， 1GHz ， 1.8GHz ， 4.4GHz 3.3.5 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3.3.6 RF 合成信号发生器频率范围： 100kHz 1500MHz输出电平范围： （ -35 +16） dBmSSB 噪声

4、： -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） dBm3.3.8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： 2.5Hz3.3.9数字万用表输入阻抗： 10M准确度：士 10mV3.3.10 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

5、.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：131 dBc/Hz（频偏 100 kHz ）145 dBc/Hz（频偏 1 MHz ）147 dBc/Hz（频偏 5 MHz ）149 dBc/Hz（频偏 10 MHz ）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 7GHz3.3.13 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 0.010dB3.3.13.2

6、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 ）。3.3.13.3 10dB 固定衰减器频率范围： DC 3GHz3.3.13.4 6dB 固定衰减器频率范围： 50MHz 士 1MHzVSWR ： 1.1： 150MHz3.3.13.5 20dB 固定衰减器频率范围： 100kHz 3GHzVSWR ： 1.2： 1 3GHz3.3.14 功分器频率范围： 9kHz 26.5GHz标称插入损耗： 6dB输出跟踪： 16dB最大

7、 VSWR ： 1.35： 1传输臂损耗标称值： 1.5dB耦合臂损耗标称值： 10dB3.3.16 50 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 Sy

8、stem , Alignments , Align Now , 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 50 还是 75 ，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 f 0 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

9、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 f 0 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

10、 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 =（f 5f 60） /10（ 2）15 分钟预热误差 =（ f 15f 60） /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4.3.2Preset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 , 1.490 GHz (Agilent E4401B and E4411B)CW , 1.5 GHz(其他 )设置发射电平 ： POWER LEVEL ,

11、 10 dBm4.3.3设置频谱仪中心频率及扫频宽度：FREQUENCY, 1.490 GHz (Agilent E4401B and E4411B)FREQUENCY, 1.5 GHz (其他 )SPAN, 20 MHz按 Peak Search (or Search )，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=f u 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.

12、2 Preset 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 , 1.490 GHz (Agilent E4401B and E4411B)FREQUENCY , 1.5 GHz (其他 )SPAN, 10 MHzBW/Avg, Res BW, 100 kHz(Man)Freq Count, Marker Count(On)Resolution(Man) , 1 Hz按 PeakSearch(orSearch) ，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，

13、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4.5.2 Preset 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 0dBm4.5.3 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：Peak Search(orSearch)Marker, DeltaPea

14、k Search(orSearch)Next Peak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 marker delta( Mkr1) 指示的频率于报告中 Full Span 读数准确度表格中。4.5.6 按如下设置频谱仪：FREQUENCY,Start Freq,10 MHzStop Freq, 110 MHzSweep, Sweep(Cont)4.5.7 按如下设置扫频器与信号发生器：扫频器 CW ， 100MHz ， POWER LEVEL ， -5dBm信号发生器 FREQUENCY, 20 MHz ， AMPLITUDE, 0 dBm4.5.8 调整频谱仪中心频率

15、，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：Peak Search(orSearch)Marker, DeltaPeak Search(orSearch)Next Peak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 marker delta(Mkr1) 指示的频率于报告中 100MHz Span 读数准确度表格中。4.5.11 按Marker , More, Marker All Off ，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

16、 噪声边带的检定4.6.2 按下列步骤设置信号发生器 ：FREQUENCY , 1000 MHzAMPLITUDE , 0 dBm (50 Input only)AMPLITUDE , 6 dBm (75 Input only)AM OFFFM OFF4.6.3 Preset频谱仪，并按下列步骤设置 ：FREQUENCY, 1 GHzSPAN , 10 MHz （宽偏频噪声边带测量为1MHz ）AMPLITUDE, Attenuation 10 dB(Man)Peak Search(or Search )FREQUENCY, Signal Track(On)SPAN , 50 kHz (宽偏频

17、噪声边带测量为10kHz )BW/Avg ,1 kHz ( 根据报告相应设置为100Hz )Video BW, 30 Hz (Man)FREQUENCY, Signal Track(Off)Det/Demod, Detector, SampleSweep, Sweep Time, 5 secSingle等待一次扫描结束后，按Peak Search(orSearch)键。4.6.4 按如下步骤测量频偏10kHz 处的噪声边带压缩：Marker,DeltaMore, Function, Marker Noise(orNoise)AMPLITUDE,10 dBm (宽偏频噪声边带测量为 40dBm)

18、FREQUENCY, CF Step, 10 kHz( 根据报告相应设置为20kHz， 30kHz， 98kHz)Center Freq,( 宽偏频噪声边带测量设置为99.8kHz， 980kHz， 5MHz， 9.99MHz)SPAN, Zero SpanSingle(宽偏频噪声边带测量设置为BW/Avg, Average On 10, 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, Center Freq, , 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FR

19、EQUENCY, Center Freq, 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 , 500 MHzAMPLITUDE , 0 dBm (50 Input only)AMPLITUDE , 6 dBm ( 75 Input only)AM OffFM Off4.7.3 Preset频谱仪，并按下列步骤设置 ：FREQUENCY , 500MHzSPAN , 10 MHzPeak Search(orSearch)FREQUENCY,Signal Track(On)

20、SPAN , 200 kHzBW/Avg , 1 kHzVideo BW , 30 Hz (Man)4.7.4 等频谱仪扫描两次后再如下设置：FREQUENCY , Signal Track (Off)CF Step , 130 kHz (Man)SinglePeak Search (or Search )Marker, DeltaFREQUENCY, SinglePeak Search (or Search )4.7.5 记录 marker delta显示的电平幅度于报告相应表格。再设置：FREQUENCY, , SinglePeak Search (or Search )记录 marker

21、 delta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 , 1000 MHzAMPLITUDE , 10 dBm (50 Input only)AMPLITUDE , 4 dBm (75 Input only)AM OFFFM OFF4.8.3 Preset频谱仪，并按下列步骤设置 ：FREQUENCY , Center Freq, 1 GHzSPAN , 1 MHzAMPLITUDE , Ref Level , 9 dBm (50 Input only)AMPLITUDE, 39.8 dBmV(7

22、5Input only)Scale/Div, 2 dBBW/Avg, Res BW, 1 kHzPeak Search(orSearch)SPAN , Span Zoom , 5 kHzPeak Search(orSearch), Marker , Marker Ref Lvl, Marker , OffSinglePeak Search(orSearch)Meas Tools, Delta4.8.4 顺时针旋转旋钮， 使得游标位于 marker delta ( 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 marker

23、delta ( 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 , 2 kHzBW/Avg , Video BW , 30 Hz(Man)4.8.6将 marker delta ( 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, OffPeak Search (or Search)Meas ToolsDelta4.8.8顺时针旋转旋钮，

24、使得游标位于marker delta ( Mkr1 )显示的电平幅度为10dB0.3dB 的位置。4.8.9继续按下列步骤设置频谱仪：Marker, NormalMarker , Mkr CFSingleBW/Avg , Video BW (Man), 1 kHzSPAN , Zero SpanSweep , Sweep Time100 ms , 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 ， Peak Search (or Se

25、arch )， Pk-PkSearch ， 记录 marker delta ( 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4.8.11 Preset频谱仪，并按下列步骤设置 ：FREQUENCY , Center Freq, 1 GHzSPAN , 1 MHzAMPLITUDEAMPLITUDE, Ref Level, 39.8 dBmV, 9 dB

26、m (50 Input only)(75Input only)Scale/Div,2 dBPeak Search(orSearch)SPAN , Span Zoom , 5 kHzBW/Avg , Res BW, 10Hz （ Man ）SPAN , 100HzPeak Search(orSearch),Marker , MarkerRef Lvl, Marker, OffPeak Search(orSearch)Meas Tools, Delta4.8.12 顺时针旋转旋钮，使得游标位于marker delta ( 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 , NormalMarker , Mkr CFSingleBW/Avg , Video BW (Man)SPAN , Zero SpanSweep , Sweep Time, 10Hz20 ms, 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