频谱分析仪检定测量不确定度分析

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1、万方数据第33卷第6期中国测试技术2007年11月CHINAMEASUREMENTTECHNOLOGYVd．33No．6Nov．2007频谱分析仪检定的测量不确定度分析张海林(北京航天飞行控制中心，北京100094)摘要：在频谱分析仪硷定过程中，对其测量结果进行不确定度分析是其中必不可少的一项工作。由于频谱分析仪橙定项目多，考虑到额渚分析仪主要表征的是频率参量和幅度参量．所以选取额率读数测量和输入衰减嚣测量进行测量不确定度评定。并以检定HP8563E频谱分析仪为例，分析了影响其测量不确定度的几个因素，同时针对具体的数据进行了详细的分析，能够对从事额

2、谱分析仪检定工作的计量人员提供帮助。关键词：频谱分析仪；检定；不确定度；频率读数；输人衰减器中国分类号：TM935．21．TM930．115文献标识码：A文章编号：1672-498412007)06_0083_03MeasurementuncertaintyanalysisonverificationofspectrumanalyzerZHANGHal-Iill(BeijingAerospaceCOntrolCentre，Beqing100094．China)Alzstract：Itisanimportantjobtome∞themeasureme

3、ntuncertaintyduringVerilicadonofthespectrumanalyzer．Asthereatemanyve曲cafiol2jterns,theau￡h茁船8e明d￡bemeasurementuncertainty0fthefi赢luencyreadoutandinputattenuatorswitchingduringtheverificationofthespectrumanalyzer．Totakethe-，e,rificationofHP8563EaBanexample．theauthoranalyzedttOf

4、ftefactorsthatinfluencethemeasurementuncertaintyand曲8IvzedthedataindetⅡiLItcanprovidehelpforverificationofthespectrumanalyzer．Keywords：Spectrumlmalyzer；Verification；Uncertainty；Frequencyreadotlt；Inputattenuatorswjtchilg1引言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

5、，具有灵敏度高、频带宽、动态范围大等特点，可方便地获得时域测量中不易得到的独特信息．如频谱纯度、信号失真、寄生、交调、噪声边带等各种参数，可广泛应用于微波通信、雷达、导航、电子对抗、卫星地面站、空间技术、频率管理、信号监测、EMI诊断、EMC测量等方面，是科研、生．产、测试、试验、计量等部门的必备仪器。随着频谱分析仪用户的增多，对频谱分析仪开展检定也成为计量部门的一项重要工作。2频谱分析仪检定频谱分析仪检定装置主要由信号发生器、功率计、功率探头、频率计、衰减器、低通滤波器等仪器组成。不同型号频谱分析仪的检定项目和使用的标准设置可能会有所差错，但其检

6、定原理都是由信号源产生一个所需信号，这个信号的频率由频率计(如果牧稿日期：2007--03—12；收到修改稿日期：2007-05—17作者简介：张海林(1977一)，男．工程师，主要从事无线电计量及计量管理工作。信号源频率精度足够高，可直接使用信号源的频率)定标，幅度由功率计及标准衰减器定标，这个信号被作为标准送人频谱分析仪，同时被检频谱分析仪测量这个信号，得到测量结果。但是很多因素(包括随机影响和系统影响)会影响到测量结果，由测量所得到的只能是被测量的近似值或估计值，正确评价测量结果是测试或校准实验室的重要任务。因此我们在对频谱分析仪进行检定后，

7、除出具检定结果外，必须给出其测量不确定度。由于频谱分析仪主要表征的是频率参量和幅度参量，所以我们在此选择频率读数测量(频率参量)及输人衰减器测量(幅度参量)做为实例对其进行不确定度分析。3频率读数测量的不确定度评定3．1测置方法这里我们选择的标准信号源是HP83630B，被检频谱分析仪是HP8563E。将标准信号源连接至频谱分析仪，信号源的频率值为标准值，频谱分析仪的读数值为测量值。3．2测量不确定度的评定(以频谱分析仪中心频率9GHz．扫频宽度10MHz为例】万方数据84中国测试技术2007年11月f呻83630B扫额源L_—一被拉频谱分析仪J竺

8、!坚ll竺!J图1频率读数测量框图3．2．1被测设备引入的不确定度评定(1)被测频谱分析仪的频率计数器误差引入的不确定度妇