ĐLVN 117:2003 docx

Độ chính xác công suất đầu ra "1ST OUTPUT" của phân tích phổ cần hiệu chuẩn được xác định bằng máy đo công suất hoặc máy thu đo lường ở chế độ trộn ngoμi với hệ số khóa hμi N = 6.. 5.3.3

văn bản kỹ thuật đo lường việt nam ĐLVN 117 : 2003

Máy phân tích phổ - Quy trình hiệu chuẩn

Spectrum analyzers - Methods and means of calibration

1 Phạm vi áp dụng

Văn bản kỹ thuật nμy quy định quy trình hiệu chuẩn các loại máy phân tích phổ có các tính

năng kỹ thuật cơ bản nằm trong phạm vi sau:

- Giải tần lμm việc: 20 Hz ữ 26, 5 GHz;

- Tần số nhịp: 0 Hz ; 100 Hz ữ 26,5 GHz;

- Thời gian quét : 50 μs ữ 6000 s;

- Độ phân dải băng thông : 1 Hz ữ 1 MHz;

- Mức chỉ thị : + 30 dBm;

- Mức nhiễu tạp trung bình : - 90 dBm ữ - 147 dBm;

- Độ bằng phẳng đáp tuyến tần số : ± 0,7 dB ữ ± 3,2 dB;

- Đầu ra hiệu chuẩn : f = 300 MHz;

- Tần số gốc 10 MHz Độ ổn định tần số ≤ 10–8/ngμy

2 Các phép hiệu chuẩn

Phải lần lượt tiến hμnh các phép hiệu chuẩn ghi trong bảng 1

Bảng 1

TT Tên phép hiệu chuẩn Theo điều mục của

QTHC

- Xác định độ chính xác công suất đầu ra "1ST LO

OUTPUT"

5.3.2

1 2 3

- Xác định độ không đảm bảo đo của chuyển mạch suy giảm đầu vμo 5.3.10

- Xác định độ không đảm bảo đo của chuyển mạch độ phân giải băng

thông

5.3.13

- Xác định độ trung thực của thang chia độ 5.3.14

3 Phương tiện hiệu chuẩn

3.1 Khi tiến hμnh hiệu chuẩn phải sử dụng các phương tiện cho trong bảng 2

Bảng 2

TT Phương tiện hiệu chuẩn Kiểu máy hoặc máy tương đương

2 Máy phát quét tổ hợp

10 MHz ữ 26,5 GHz

HP-8340A/B, HP 83650,HP 85650A

ĐLVN 117 : 2003

HP 8563EC

HP8487

8563EC

3.2 Yêu cầu chung đối với các phương tiện hiệu chuẩn vμ quá trình hiệu chuẩn

3.2.1 Các phương tiện dùng để hiệu chuẩn phải có sai số nhỏ hơn ít nhất 3 lần sai số của

phân tích phổ cần hiệu chuẩn

3.2.2 Các phương tiện dùng để hiệu chuẩn phải lμ các phương tiện đã được hiệu chuẩn vμ có

giấy chứng nhận hiệu chuẩn

4 Điều kiện hiệu chuẩn

Khi tiến hμnh hiệu chuẩn phải đảm bảo các điều kiện sau đây:

- Nhiệt độ môi trường: (20 ± 5) oC;

- Độ ẩm tương đối: (65 + 15) % RH;

- áp suất khí quyển: (750 + 30) mmHg;

- Điện áp nguồn nuôi: Uac = (1 + 0,02) Ud;

(50 + 0,5) Hz

Trong đó:

Uac: điện áp nguồn nuôi;

Ud : điện áp danh định của nguồn nuôi

5 Tiến hμnh hiệu chuẩn

5.1 Kiểm tra bên ngoμi

Phải kiểm tra bên ngoμi theo các yêu cầu sau đây:

5.1.1 Phân tích phổ cần hiệu chuẩn phải nguyên vẹn không bị hỏng cơ khí, các núm nút điều khiển dễ dμng

5.1.2 Cầu chì, đèn hiệu đúng trị số vμ không hỏng

5.2 Kiểm tra kỹ thuật

Phải kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây:

5.2.1 Xác định chính xác giá trị điện áp nguồn nuôi của máy phân tích phổ Cắm cáp nguồn vμo mạng điện có điện áp nuôi tương ứng, bật công tắc nguồn đèn chỉ thị vμ mμn hình phải sáng, chỉ thị phải đủ sáng vμ sắc nét, mμn chỉ thị ổn định

Sấy máy theo chỉ dẫn của từng loại máy phân tích phổ Nếu không có chỉ dẫn thì phải sấy ít nhất 30 phút

5.2.2 Thiết lập một vμi giá trị tần số vμ tần số nhịp Quan sát mμn hình, ghi nhận các giá trị tần số vμ tần số nhịp vừa đặt Các giá trị đọc được phải tương ứng với các giá trị tần số vμ tần

số nhịp vừa đặt

5.2.3 Đưa tín hiệu từ máy tạo sóng với giá trị tần số vμ biên độ nằm trong phạm vi lμm việc của máy phân tích phổ cần hiệu chuẩn Điều chỉnh máy phân tích phổ tới tần số trung tâm tương ứng giá trị tần số của máy tạo sóng Thiết lập tần số nhịp bằng 1/5 đến 1/10 tần số trung tâm Đo giá trị tần số vμ biên độ tín hiệu đầu vμo

5.3 Kiểm tra đo lường

Máy phân tích phổ phải được kiểm tra đo lường theo trình tự nội dung, phương pháp vμ yêu cầu sau đây:

5.3.1 Xác định sai số vμ độ ổn định tần số gốc 10 MHz

5.3.1.1 Sai số vμ độ ổn định tần số được xác định theo sơ đồ hình 1

đLVN 117 : 2003

Tần số gốc 10 MHz từ đầu ra của máy phân tích phổ cần hiệu chuẩn được đưa vμo đầu vμo của máy tần kế hiện số hoặc máy phân tích phổ có độ ổn định tần số cao hơn ít nhất 10 lần

so với máy cần hiệu chuẩn Tiến hμnh đo ít nhất n =10 lần Kết quả tần số đo được được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn trình bμy trong phụ lục 1(A)

Sai số tuyệt đối tần số gốc được xác định bằng công thức :

Uf = ftb – 10.000.000 [Hz] (1)

Trong đó:

ftb =

n

n

i fi

∑

n≥10 (2)

Độ ổn định tần số gốc 10 MHz được xác định như sau:

- Tần kế số phải được bật trước khi đo ít nhất 30 phút Máy phân tích phổ phải được tắt ít nhất 1 giờ để lμm nguội;

- 05 phút sau khi bật lại phân tích phổ ghi lại giá trị tần số gốc f1;

- 15 phút sau khi bật lại phân tích phổ ghi lại giá trị tần số gốc f2;

- 60 phút sau khi bật lại phân tích phổ ghi lại giá trị tần số gốc f3

Độ ổn định tần số sau sấy máy 5 phút vμ 15 phút được tính theo công thức :

Độ ổn định 5 phút sau khi sấy máy : θ5 = 1 37

10 1

f f

ư

ư

(3)

Độ ổ định 15 phút sau khi sấy máy :

10 1

f f

ư

ư

(4) Kết quả tính toán độ ổn định được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn phụ lục 1 (B)

5.3.2 Xác định độ chính xác công suất đầu ra "1ST LO OUTPUT"

Độ chính xác công suất đầu ra "1ST LO OUTPUT" được xác định theo sơ đồ hình 2

Độ chính xác công suất đầu ra "1ST OUTPUT" của phân tích phổ cần hiệu chuẩn được xác

định bằng máy đo công suất hoặc máy thu đo lường ở chế độ trộn ngoμi với hệ số khóa hμi

N = 6 Tại chế độ nμy đầu ra "1ST OUTPUT" có phạm vi điều chỉnh rộng nhất Ghi lại các giá trị do máy đo công suất hiển thị vμo bảng 2 phụ lục 1 Sai số của mức ra công suất đầu

ra "1ST LO OUTPUT" được xác định phù hợp với ĐLVN - 102 : 2001

5.3.3 Xác định độ chính xác về biên độ vμ tần số của đầu ra chuẩn

Độ chính xác về biên độ vμ tần số đầu ra chuẩn của máy phân tích phổ được xác định theo sơ đồ hình 3

ĐLVN 117 : 2003

Độ chính xác biên độ vμ tần số được xác định bằng máy đo công suất hoặc máy thu đo lường Kết quả đo ghi vμo bảng 3 phụ lục 1 Sai số vμ độ không đảm bảo đo xác định phù hợp với ĐLVN 102 :2001

5.3.4 Xác định mức tạp nhiễu trung bình

Mức tạp nhiễu trung bình của máy phân tích phổ được xác định theo sơ đồ hình 4

Đầu vμo 50 Ω của máy phân tích phổ được đấu tải 50 Ω Thiết lập độ phân dải băng thông, băng thông video vμ suy giảm đầu vμo phù hợp với đặc tính kỹ thuật của máy phân tích phổ cần hiệu chuẩn Mức tạp nhiễu trung bình hiển thị được xác định tại ít nhất 3 điểm trong dải băng thông Kết quả ghi vμo bảng 4 phụ lục 1

5.3.5 Xác định độ chính xác của thời gian quét nhanh

Độ chính xác của thời gian quét nhanh của máy phân tích phổ được xác định theo sơ đồ hình 5

Sai số tương đối của thời gian quét nhanh được xác định bằng cách đo tần số F của đầu ra chuẩn 300 MHz Kết quả đo được ghi vμo bảng 5 phụ lục 1 Sai số tương đối của thời gian quét nhanh được xác định theo công thức:

δt = 100

300

300MHzưF

[%] (5) 5.3.6 Xác định độ chính xác của bộ đếm tần số

Độ chính xác bộ đếm tần số của máy phân tích phổ được xác định theo sơ đồ hình 6

Độ chính xác của bộ đếm tần số được xác định bằng cách đo trực tiếp tần số f4 đầu ra của máy phát quét cũng như tần số vạch đánh dấu f5 bằng máy phân tích phổ Kết quả đo ghi vμo bảng 6 phụ lục 1

Độ chính xác β1 của bộ đếm tần số được xác định bằng công thức:

β1 = f4 x θ15 (6)

Độ chính xác tần số vạch đánh dấu β2 được xác định theo công thức:

β2 = f5x θ15 (7) 5.3.7 Xác định độ chính xác của tần số nhịp

Độ chính xác của tần số nhịp được xác định theo sơ đồ hình 7

ĐLVN 117 : 2003

Độ chính xác của tần số nhịp được xác định bằng cách đưa hai tần số chính xác từ hai nguồn; một từ đầu ra chuẩn của máy phân tích phổ vμ đầu thứ hai từ đầu ra RF của máy phát quét tổ hợp Độ phân cách tần số sau đó được xác định bằng máy phân tích phổ ở chế

độ đánh dấu DELTA Các giá trị đo được ghi vμo bảng 7 phụ lục 1

5.3.8 Xác định độ bằng phẳng đáp tuyến tần số

Độ bằng phẳng đáp tuyến tấn số của máy phân tích phổ trong dải tần số dưới 50 MHz được xác định theo sơ đồ hình 8

Trong dải tần số trên 50 MHz độ bằng phẳng đáp tuyến tần số được xác định theo sơ đồ hình 9

Độ bằng phẳng đáp tuyến tần số của máy phân tích phổ được thực hiện bằng cách đưa biên

độ danh định từ máy phát mức tổ hợp (hình 8) hoặc xác định biên độ bằng máy thu đo lường trong sơ đồ hình 9 vμ so với mức tại tần số hiệu chuẩn 300 MHz Các giá trị biên độ đo được ghi vμo bảng 8 phụ lục 1 Độ bằng phẳng đáp tuyến tần số λ tính bằng dB được xác định theo công thức:

λ = 20.log

300

i U

U

[dB] (8)

Trong đó:

Ui : mức biên độ đo được tại giá trị tần số i;

U300 : mức biên độ đo được tại tần số hiệu chuẩn 300 MHz

5.3.9 Xác định độ không đảm bảo của khuyếch đại trung tần

Độ không đảm bảo khuyếch đại trung tần của máy phân tích phổ được xác định theo sơ đồ hình 10

ĐLVN 117 : 2003

Sai số của bộ khuyếch đại trung tần được xác định bằng cách đưa mức tín hiệu với biên độ danh định vμo máy phân tích phổ Xác định giá trị biên độ danh định bằng máy phân tích phổ Các giá trị đo dược ghi vμo bảng 9 phụ lục 1.Việc hiệu chuẩn được tiến hμnh trong dải

0 dB đến 12 dB với bước nhảy 1 dB vμ trong dải 0 dB đến 80 dB với mức nhảy 10 dB mỗi bậc Độ không đảm bảo khuyếch tại trung tần với k = 2 vμ P = 95 % tại giá trị mức i được xác định theo công thức:

3 2 2 2

U + + (9)

Trong đó:

U1 = MPTPi – MPMi ;

MPTPi : mức i đo được bằng máy phân tích phổ;

MPMi : mức i của máy phát mức

U2 : độ phân giải của máy phân tích phổ tại giá trị đo;

U3 : độ không đảm bảo đo của máy phát mức tổ hợp

5.3.10 Xác định độ không đảm bảo đo của chuyển mạch suy giảm đầu vμo

Độ không đảm bảo đo chuyển mạch suy giảm đầu vμo của máy phân tích phổ được xác định theo sơ đồ hình 11

Độ không đảm bảo đo của chuyển mạch suy giảm đầu vμo được xác định bằng cách thiết lập mức ra của máy phát mức tổ hợp một giá trị 0 dBm, 50 MHz Pha của máy phát mức phải

được khoá đồng bộ với đầu ra của tần số gốc máy phân tích phổ Thay đổi mức ra của máy phát mức theo bậc 10 dB bằng chuyển mạch suy giảm đầu ra của máy phát mức Ghi lại kết quả đo mức mμ phân tích phổ chỉ thị vμo bảng 10 phụ lục 1

Trong dải tần số f > 50 MHz độ không đảm bảo đo của chuyển mạch suy giảm đầu vμo được xác định bằng phương pháp thế trung tần khi thay máy phát mức tổ hợp bằng máy tạo sóng quét trong dải tần tương ứng với dải tần của máy phân tích phổ

5.3.11 Xác định tạp nhiễu của kênh kề cận

Tạp nhiễu của kênh kề cận được xác định theo sơ đồ hình 12

Tín hiệu hình sin được đưa từ máy tạo sóng tổ hợp vμo máy phân tích phổ Mức tạp nhiễu

được xác định tại các tần số trên hoặc dưới tần số sóng mang với mức dịch tần đi 100 Hz,

1 kHz, 10 kHz, 100 kHz Kết quả so với chỉ tiêu tạp nhiễu của máy phân tích phổ tại các tần

ĐLVN 117 : 2003

5.3.12 Xác định độ chính xác của độ phân giải băng thông vμ độ chọn lọc

Độ chính xác của độ phân giải băng thông vμ độ chọn lọc của máy phân tích phổ đ−ợc xác

định theo sơ đồ hình 13

Độ chính xác của độ phân giải băng thông vμ độ chọn lọc máy phân tích phổ đ−ợc xác định nh− sau: đ−a tín hiệu từ máy phát mức tổ hợp tới máy phân tích phổ Đo biên độ tín hiệu ứng với các thiết lập phân giải băng thông khác nhau Ghi lại các kết quả vμo bảng 12 phụ lục 1 Tính toán độ lệch biên độ so với biên độ tại độ phân dải băng thông 300 kHz

5.3.13 Xác định độ không đảm bảo đo của chuyển mạch độ phân giải băng thông

Độ không đảm bảo đo của chuyển mạch độ phân giải băng thông đ−ợc xác định theo sơ đồ hình 14

Độ không đản bảo đo của chuyển mạch độ phân giải băng thông được xác định bằng cách

đưa tín hiệu từ máy phát mức tổ hợp tới đầu vμo của máy phân tích phổ Đo biên độ của tín hiệu đầu vμo tại mỗi giá trị thiết lập của độ phân giải băng thông So sánh kết quả đo với biên độ tại độ phân giải 300 kHz vμ với đặc tính kỹ thuật của máy phân tích phổ cần hiệu chuẩn Kết quả đo được ghi vμo bảng 13 phụ lục 1

5.3.14 Xác định độ trung thực của thang chia độ

Độ trung thực thang chia độ của máy phân tích phổ được xác định theo sơ đồ hình 15

Độ trung thực thang chia độ của máy phân tích phổ được xác định bằng cách đưa tín hiệu với biên độ danh định từ máy phát mức tổ hợp tới đầu vμo của máy phân tích phổ Điều chỉnh máy phân tích phổ để hiển thị mức tín hiệu ở vạch mức chuẩn trên cùng của mμn hiển thị Đo biên độ bằng máy đo phân tích phổ tại các mức với bước nhảy giảm dần 2 dB Tại thang 2 dB/vạch vμ 10 dB tại thang 10 dB/vạch vμ so sánh với mức của nguồn tín hiệu cũng như đặc tính kỹ thuật của máy cần hiệu chuẩn Kết quả đo được ghi vμo bảng 14 phụ lục 1

6 Đánh giá độ không đảm bảo đo

Việc đánh giá độ không đảm bảo đo được thực hiện cho từng đại lượng đo cần xác định

- Độ không đảm bảo đo của mức công xuất được xác định phù hợp với ĐLVN 102 : 2002 có tính đến đặc thù của sơ đồ hiệu chuẩn của đại lượng đang xem xét vμ các nguồn gây nên độ không đảm bảo đo cho đại lượng cần xét theo sơ đồ hiệu chuẩn;

- Độ không đảm bảo đo của mức điện áp được xác định phù hợp với ĐLVN 101 : 2002 có tính đến đặc thù của sơ đồ hiệu chuẩn của đại lượng đang xem xét vμ các nguồn gây nên độ không đảm bảo đo cho đại lượng cần xét theo sơ đồ hiệu chuẩn;

ĐLVN 117 : 2003

- Độ đảm bảo đo về suy giảm đ−ợc xác định phù hợp với ĐLVN 103 : 2002 có tính đến đặc thù của sơ đồ hiệu chuẩn của đại l−ợng đang xem xét vμ các nguồn gây nên độ không đảm bảo đo cho đại l−ợng cần xét theo sơ đồ hiệu chuẩn

7 Xử lý chung

7.1 Máy phân tích phổ sau khi hiệu chẩn đ−ợc dán tem, cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn

kèm theo thông báo kết quả hiệu chuẩn

7.2 Chu kỳ hiệu chuẩn của máy phân tích phổ đ−ợc khuyến nghị lμ 01 năm

Tên cơ quan hiệu chuẩn Biên bản hiệu chuẩn

Số:

Tên phương tiện đo

Kiểu: Số:

Cơ sở sản xuất: Năm sản xuất:

Đặc trưng kỹ thuật:

Cơ sở sử dụng:

Phương pháp thực hiện:

Chuẩn, thiết bị chính được sử dụng:

Điều kiện môi trường: Nhiệt độ: Độ ẩm:

Người thực hiện:

Ngμy thực hiện :

Địa điểm thực hiện :

Số liệu vμ kết quả :

1 Kiểm tra bề ngoμi

2 Kiểm tra kỹ thuật

3 Kiểm tra đo lường

3.1 Xác định sai số vμ độ ổn định tần số gốc 10MHz

Bảng 1A

lần i

Δf

1

2

10

Bảng 1B

3.2 Xác định độ chính xác công xuất đầu ra 1ST LO OUTPUT

Bảng 2

OUTPUT đo đ−ợc

3.3 Xác định Độ chính xác về biên độ vμ tần số của đầu ra hiệu chuẩn

Bảng 3

danh định

Giá trị biên

độ danh

định

Giá trị tần

số đo đ−ợc

Giá trị biên

độ đo đ−ợc

Sai số tần số

Sai số biên

độ

3.4 Xác định mức tạp nhiễu trung bình

Bảng 4

(dB) 30Hz

100Hz

1KHz

3.5 Xác định độ chính xác của thời gian qúet nhanh

Bảng 5

chuẩn

STT Tần số thiết lập

của máy tổ hợp

tần số

Thiết lập của máy phân

tích phổ

Tần số đo

đ−ợc

f4

Tần số đo

đ−ợc

f5

Độ không

đảm bảo

đo (Hz)

trung tâm

3.7 Xác định độ chính xác của tần số nhịp

Bảng 7

phát quét

Tần số trung tâm của máy phân tích phổ

Tần số nhịp

Độ chính xác của tần số nhịp

Tần số

đánh dấu

Độ chính xác của tần số nhịp

Độ không

đảm bảo đo

3.8 Xác định độ bằng phẳng đáp tuyến tần số

Bảng 8

đo đ−ợc

3.9 Xác định độ không đảm bảo của khuyếch đại trung tần

Bảng 9

MFM

Mức của phân tích phổ MPTP

Độ không đảm bảo đo U

Ghi chú