资料介绍
CDMA 数字移动通信综合测试仪校准规范
JJF 1177—2007
本规范经国家质量监督检验检疫总局2007年6月14日批准,并自 2007年09月14日起施行。
归口 单位:全国无线电计量技术委员会
主要起草单位:信息产业部通信计量中心
参加起草单位:中国计量科学研究院
本规范由全国无线电计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人:
张睿(信息产业部通信计量中心) 郭隆庆(信息产业部通信计量中心)
吴镝(信息产业部通信计量中心) 参加起草人:
冉志强(信息产业部通信计量中心) 韩桂芬(信息产业部通信计量中心) 卞昕(中国计量科学研究院)
CDMA 数字移动通信综合测试仪校准规范
1 范围
本规范规定了CDMA(IS-95,CDMA2000) 数字移动通信综合测试仪(以下简称 CDMA综测仪)的校准项目、条件及结果处理,适用于CDMA 综测仪的校准。
2 引用文献
JJF 1065—2000 射频通信测试仪校准规范
使用本规范时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 术语和定义
3.1 波形质量pCwaveform quality)
波形质量p 是指实际波形与理想波形之间的归一化相关功率。
3.2 误差矢量幅度(error vector magnitude,EVM)
误差矢量幅度(EVM) 用来衡量参考波形与测量波形之间的差异。EVM 结果定义为平均误差矢量功率与平均参考功率之比的平方根,用百分比表示。
测量矢量
误差矢量
参考矢量
误差矢量图
4 概述
CDMA 综测仪是由参考振荡器、数字调制信号发生器单元、功率分析仪单元、数字解调分析仪单元、音频信号发生器单元、音频分析仪单元和频谱分析仪单元等构成综合性测试仪器,主要用于CDMA 数字移动通信基站和移动电话的测试。
5 计量特性(典型值)
5.1 参考晶体振荡器
5.1.1 频率:10MHz
5.1.2 准确度:±1×10-6
5.2 射频信号发生器单元
5.2.1 频率范围及最大允许误差:100MHz~1000MHz,1.7GHz~2GHz;±1×10-⁶
5.2.2 功率电平范围及最大允许误差: -120dBm~-5dBm;±1.0dB
5.2.3 二次谐波:<-25 dBc
5.2.4 二分之一次谐波:<-40dBc
5.2.5 非谐波:< - 50dBc
5.2.6 单边带相位噪声:<- 100dBc/Hz, 偏置频率:20kHz
5.3 CDMA 数字信号发生器单元
5.3.1 CDMA 信号发生器波形质量(p):>0.99
5.3.2 CDMA 误差矢量幅度(EVM): 最大允许误差:±2%
5.3.3 CDMA 信号发生器功率电平范围及最大允许误差: -75dBm~-5dBm; ±1.5dB
5.3.4 CDMA占用带宽:1.23MHz~1.28MHz
5.4 射频功率分析仪单元
5.4.1 频率范围:810MHz~960MHz,1.7GHz~2GHz
5.4.2 功率电平范围及最大允许误差: -50dBm~30dBm;±1.5dB
5.5 CDMA 数字调制分析仪单元
5.5.1 CDMA 波形质量(p): 测量范围:0.9~1.0;误差:<0.003
5.5.2 CDMA误差矢量幅度(EVM): 测量范围:0~40%;误差: ±4%
5.6 音频信号发生器单元
5.6.1 频率范围及最大允许误差:100Hz~5kHz;±0.025%
5.6.2 电平范围及最大允许误差:1V~5V(RMS);±1.5%
5.7 音频分析仪单元
5.7.1 音频频率分析仪
5.7.1.1 频率范围:20Hz~40kHz
5.7.1.2 频率最大允许误差:±0.02%
5.7.2 音频电平分析仪
5.7.2.1 频率范围:20Hz~25kHz
5.7.2.2 电压范围及最大允许误差:20mV~30V;±0.02%
5.8 射频端口
5.8.1 驻波比≤1.25
6 校准条件
6.1 环境条件
6.1.1 环境温度:(23±5)℃
6.1.2 相对湿度:<80%
6.1.3 电源电压及频率:(220±10)V,50Hz±2Hz
6.1.4 周围无强电磁场干扰及无影响校准系统正常工作的机械振动。
6.1.5 按用户提出要求或按照CDMA 综测仪说明书中特殊的环境要求决定。
6.2 校准所用计量标准、仪表设备
6.2.1 功率计及功率探头
频率范围:10MHz~3GHz
功率测量范围: -70dBm~20dBm
参考功率测量最大允许误差:±3.5%
6.2.2 频率计数器
频率范围:10Hz~3GHz
频率计数最大允许误差:±1×10⁻8
6.2.3 信号发生器(带CDMA 调制 功能 ) 频率范围:250kHz~4GHz
输出功率电平范围:(+16~-136)dBm
功率电平最大允许误差:±0.9dB
6.2.4 频谱分析仪
频率范围:3Hz~8GHz
电平测量范围:(+30~-120)dBm
CDMA数字解调分析仪波形质量误差测量:±0.001
CDMA 数字解调分析仪均方根误差矢量幅度误差测量:±0.5%
CDMA 数字解调分析仪调制幅度误差测量:±(0.67dB~0.76dB)
6.2.5 驻波比电桥
频率范围:100MHz~2.5GHz
方向性:(0.1~1)GHz:36dB;(1~2)GHz:32dB
射频端口回损测量最大允许误差:±1.0dB
6.2.6 网络分析仪
频率范围:100MHz~2.5GHz
方向性:>40dB
6.2.7 功率放大器
频率范围:10MHz~2.5GHz
放大增益:>30dB
最大输出功率:3W
注:以上技术指标不作合格性判别,仅提供参考。
7 校准项目和校准方法
校准项目见表1校准项目表。
表1 校准项目表
7.1 外观及工作正常性检查
7.1.1 CDMA综测仪应有说明书及全部配套附件。
7.1.2 CDMA 综测仪各开关、旋钮、按键等应安装牢固,调节正常。仪表不应有影响电气性能的机械损伤。
7.1.3 进行以下校准时,CDMA综测仪及校准用设备应按规定先预热半小时。
7.2 参考晶体振荡器输出频率准确度
1)仪器连接如图1所示。
图 1 参考输出频率准确度
2 ) 将CDMA 综测仪参考输出端接到频率计数器的输入端,频率计数器设置0.1Hz 的频率分辨力,由频率计数器上读出频率实际值fs。 并记录于附录A 表 A.1。
7.3 射频信号发生器单元
7 . 3 . 1频率准确度
1)仪器连接如图2所示。
CDMA移动通信射 频输 出
综合测试仪射 频输 入
图 2 射频信号发生器单元频率准确度
2 ) 将CDMA综测仪选择射频信号发生器单元,模式置为CW ( 载波),设置射频信号发生器单元输出为-10dBm,频率为射频频率范围的最低频率f, 频率计数器设置为0.1Hz的频率分辨力,测量实际的频率值fs, 并记录于附录A 表 A.2。
3)根据附录A 表A.2 中的频率设置改变射频信号发生器单元输出频率,重复步骤 2)一直到射频频率范围的最高频率。
7.3.2 输出电平
1)仪器连接如图3所示。
10MHz参考输入
射频输入频 谱分 析仪
CDMA移动通信射频输出
功率探头功率计
图 3 射频信号发生器单元电平
2 ) 在CDMA综测仪上选择射频信号发生器单元 W 模式,选择进行校准所用的射频输人输出端口,将相应的射频输人输出端口的衰减设为零。设置射频频率为 870.03MHz, 射频输出电平为最高电平(如-10dBm), 从功率计上读取实际功率电平值 P 值,记录于附录A 表A.3。
注:需要手动设置校准因子的功率计,应根据所测量的频率设置功率计的校准因子。
3)保持CDMA 综测仪射频输出电平不变,用N 型电缆将CDMA 综测仪射频输出与频谱分析仪(以下简称频谱仪)的射频输入相连接。在频谱仪上,将中心频率设置为 870.03MHz, 参考电平设置为 - 5dBm, 输入衰减设置为6dB, 分辨力带宽设置为 300Hz, 扫频带宽10kHz, 并且使噪声电平小于参考电平100dB 左右,将标记功能 (Marker) 设置为峰值电平跟踪,打开平均功能,平均数为20次,记录标记(Marker) 处
的稳定功率电平值P₁ 于附录A表A.3。
4)保持频谱仪的设置不变,然后将CDMA 综测仪的射频信号发生器单元输出电平从 - 10dBm减小5dB, 也就是 - 15dBm, 这时在频谱仪读出标记处稳定功率电平值P₂ 并记录于附录A 表 A.3。
5)由式(1)计算被测功率电平-15dBm的实际值Ps, 记录于附录A 表 A.3 中的
- 15dBm对应的行中。
Ps=PL+(P₂-P₁) (1)
6) CDMA综测仪的射频信号发生器单元输出电平按每步减小5dB来继续设置,重复步骤4)~5),将电平一直测量到-45dBm为止。
7 ) 将CDMA 综测仪射频输出与功率计探头输入连接。
8) CDMA综测仪射频信号发生器单元输出电平改为-50dBm, 从功率计读出功率电平值PL, 记录于附录A 表A.3 中的-50dBm对应的行中。
9) CDMA 综测仪射频输出电平保持在-50dBm, 重复步骤3)(其中频谱仪参考电平设置改为-50dBm), 重复步骤4)~6)将电平一直测量到-120dBm为止。
10)根据附录A 表 A.3 中不同的射频频率上重复步骤1)~9)。
注:在使用频谱仪时,扫频带宽和参考电平按要求设置以后,应保持不变。
7.3.3 频谱纯度
1)仪表连接如图4所示。
图 4 射频信号发生器单元频谱纯度测量
2) CDMA 综测仪选择射频信号发生器单元的CW 模式,选择进行校准所用的射频输入输出端口,将相应的射频输入输出端口的衰减设为零。设置射频频率为 870.03MHz, 射频输出电平为-15dBm(可根据不同仪器型号和端口的情况,设置最大输出功率电平)。
3)使用N 型电缆将CDMA综测仪的射频输出与频谱仪的射频输入相连,设置频谱仪扫频带宽( span) 为 1 0kHz, 分辨力带宽( RBW) 小于 1kHz, 参考电平设置在 -10 dBm上,使用标记(marker)峰值跟踪功能,将中心频率设置为相应频率点,并测量基波功率电平L₁(870.03MHz)、 二次谐波功率电平L₂(1740.06MHz)、 三次谐波功率电平L₃(2610.09MHz) 和1/2次分谐波功率电平L₁12(435.015MHz), 并按式(2)、式 (3)和式(4)计算二次谐波和1/2次分谐波的频谱纯度,记录于附录A 表 A.4 中。
4)根据附录A 表 A.4 中所示改变输出电平和频率重复步骤2)~3)。
5)根据仪器性能测量说明书中射频信号发生器单元杂散信号频谱纯度的要求设置射频信号发生器单元的输出功率电平和频率值,将频谱仪的中心频率设置为射频信号发生器单元的输出频率,并测出基波功率电平L₁, 然后再设置为杂散信号频率点,寻找并测量非谐波点(杂散信号频率点)的功率电平L 非,并按式(5)计算非谐波频谱纯度, 并记录于附录A 表A.4(2. 杂散信号、非谐波)中。
非谐波(杂散信号) a 非 = L 菲 - L₁ (5)
6)根据附录A 表 A.4(2. 杂散信号、非谐波)中所示改变输出电平和频率重复步骤5)。
7.3.4 单边带相位噪声
1)仪表连接如图5所示。
图 5 射频信号发生器单元单边带相位噪声的测量
2) CDMA综测仪选出射频信号发生器单元,CW 模式,选择进行校准所用的射频输入输出端口,将相应的射频输入输出端口的衰减设为零,输出频率设置为800MHz, 电平为- 15dBm。
3)使用N 型电缆将CDMA 综测仪的射频输出与频谱仪的射频输入相连,设置频谱仪中心频率(center frequency)为800MHz, 扫频带宽(span) 为 5 0kHz, 分辨力带宽 (RBW)小于1kHz, 参考电平设置在-10dBm上,使用标记(Marker) 功能,测量载波功率电平Lc(dBm) 和偏离载波20kHz( 偏置频率)处的功率电平L₀(dBm), 记录于附录A 表A.5。
4)射频信号发生器单元单边带相位噪声按式(6)计算:
£(800MHz,20kHz)=Lo-Lc-10lg[RBW(Hz)] (6)
5)在不同的偏置频率,并改变相应的扫频带宽(一般为2.5倍的偏置频率),重复步骤2)~5)。
7.4 CDMA 信号发生器单元
7.4.1 CDMA 信号发生器单元数字调制质量参数
1)仪表连接如图6所示。
图 6 CDMA信号发生器单元
2) CDMA 综测仪选择 CDMA 信号发生器单元模式,将输出频率设置为 825.03MHz, 打开CDMA数字调制,数据比特为PRBS(伪随机比特序列),导引信号功
率设置为-7dB(这是导引信道功率相对于总功率下降的功率值,而不是指绝对功率值) ,CDMA 总功率设置为-20dBm。
3)将频谱分析仪的中心频率设置为825.03MHz, 参考电平量程设置为-15dBm或自动(或者在输入功率电平不过载的情况下,参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择数字解调分析,并使用CDMA 数字标准解调,选择调制( mod accuracy) 测量。
4)将测量的平均功能打开,平均次数为20次。在测量结果中读出波形质量(p)、 频率误差、相位误差和矢量幅度误差(EVM), 记录于附录A 表 A.6 中(与825.03MHz 相对应的位置)。
5)根据附录A 表 A.6 中不同的射频频率重复步骤2)~4),将结果记录于附录A 表 A.6 中的相应位置。
7.4.2 占用带宽
1)仪表连接如图7所示。
10MHz参考输出
CDMA移动通信射频输出频谱分析仪
综合测试仪射频输入
图 7 占用 带宽
2) CDMA综测仪选择 CDMA 数字信号发生器单元模式,将输出频率设置为 825.03MHz, 打开CDMA 数字调制,数据比特为PRBS(伪随机比特序列9导引信号功率设置为-7dB,CDMA 总功率设置为-20dBm。
3)将频谱分析仪的中心频率设置为825.03MHz, 参考电平量程设置为-15dBm或自动(或者在输入功率电平不过载的情况下,参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择占用带宽测量。
4)将测量的平均功能打开,平均次数为20次。在测量结果表中读出CDMA数字信号发生器单元占用带宽记录于附录A表 A.7 中(与825.03MHz相对应的位置)。
5)根据附当A 表 A.7 中不同的射频频率重复步骤2)>4),将结果记录于附录A 表A.7 中的相应位置。
7.4.3 码域功率
1)仪表连接如图8所示。
图 8 码域功率
2) CDMA 综测仪选择 CDMA 数字信号发生器单元模式,将输出频率设置为 825.03 MHz, 打开CDMA 数字调制,数据比特为PRBS(伪随机比特序列),导引信号功
率设置为-7dB,CDMA 总功率设置为-20dBm。
3)将频谱分析仪的中心频率设置为825.03MHz, 参考电平量程设置为-15dBm或自动(或者在输入功率电平不过载的情况下,参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择码域功率测量。
4)选择连续测量功能,将测量的平均功能打开,平均次数为20次,读取非激活信道码域功率最大值,(如频谱分析仪有最大非激活信道码域功率,则直接读取;如果没有该项功能,则直接利用Marker 功能读取非激活信道码域功率最大值)。然后把CDMA 数字信号发生器单元码域功率记录于附录A 表 A.8 中(与825.03MHz相对应的位置)。
5)根据附录A 表 A.8 中不同的射频频率重复步骤2)~4),将结果记录于附录A 表A.8 中的相应位置。
7.4.4°邻道功率比
1)仪表连接如图9所示。
图 9 邻道功率比
2) CDMA 综测仪选择 CDMA 数字调制信号发生器模式,将输出频率设置为 825.03MHz, 打开CDMA数字调制,数据比特为PRBS(伪随机比特序列),导引信号功率设置为-7dB,CDMA 总功率设置为-20dBm。
3)将频谱分析仪的中心频率设置为825.03MHz, 参考电平量程设置为-15dBm或自动(或者在输入功率电平不过载的情况下,参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择邻道功率比(ACPR) 测量。
4)选择连续测量功能,将测量的平均功能打开,平均次数为20次。频谱分析仪的分辨力带宽为30kHz, 对于CDMA 手机综测仪,在测量结果表中分别读出CDMA 信号发生器的频率偏离CDMA 中心频率885kHz 和频率偏离CDMA 中心频率1.98MHz邻道功率比记录于附录A 表 A.9 中(与825.03MHz相对应的位置)。(对于CDMA 基站综测仪,读出 CDMA 信号发生器的频率偏离CDMA 中心频率750kHz, 频率偏离CDMA 中心频率1.98MHz 邻道功率比记录于附录A 表 A.9 中)。
5)根据附录A 表 A.9 中不同的射频频率和设置重复步骤2)~4),将结果记录于附录A 表 A.9 中的相应位置。
7.4.5 输出功率
1)仪表连接如图10所示。
2) CDMA 综测仪选择CDMA 数字调制信号发生器模式,将输出频率设置为
870.03MHz, 打开CDMA数字调制,数据比特为PRBS(伪随机比特序列)。导引信道功率设置为-7dB,CDMA 总功率设置为CDMA综测仪的最大值(例如为-10dBm)。
3)先将功率指示器和功率探头校零,之后再进行自校准,然后将CDMA 综测仪射
图10 CDMA信号发生器输出功率
频输出与功率探头连接。从功率计上读取实际功率电平值 P, 记录于附录A 表 A.10 中的相应位置(870.03MHz)。
注:对于需要手动设置校准因子的功率计,应根据所测量的频率设置功率计的校准因子。
4) CDMA综测仪的射频信号发生器单元输出电平按5dB的步进来继续设置,重复步骤3),将电平一直测量到-45dBm为止。
5 ) 将CDMA 综测仪射频输出与频谱仪的射频输入端口连接,并连接10MHz 参考。
6)将频谱仪的中心频率设置为870.03MHz, 参考电平设置为-40dBm, 输入衰减设置为0dB, 选择CHANNAL POWER功能测量,打开平均功能,平均次数为20次, 记录测得的功率电平值P₂。
7)C DMA综测仪的CDMA信号发生器单元输出电平减小5dB, 即输出-50dBm。
8)打开频谱仪的Delta 功能,读得频谱仪功率电平值与 P₂ 差值△P50, 则 CDMA 综测仪显示输出-50dBm时,按式(7)计算校准值P50, 即
P50=P- △P50 (7)
式中:PL —C DMA综测仪的射频信号发生器单元输出电平示值为-45dBm时,功率计的读数。
将P50记录于附录A 表A.10 对应的行中(870.03频点)。
9)重复7.4.5测量项目中的步骤7)~8),将电平一直测量到-100dBm。
10)根据附录A 表 A.10 相应的表格,在不同的频率上重复步骤3)~9)。
注:在使用频谱仪时,扫频带宽,参考电平,输入衰减,分辨力带宽等按要求设置以后,应保持不变。
7.5 射频功率分析仪单元
7.5.1'小功率电平(-50dBm~14dBm)
1)仪表连接如图11所示。
图11 射频分析仪单元功率测量(小功率电平)
注:图11中电缆和转接头的型式根据实际需要选定。
2)先将功率指示器和小功率探头校零,之后再进行自校。
3 ) 连接N 型电缆和N 型双阴接头。
4)射频信号发生器单元输出无调制的连续波信号,输出射频频率设为
870.03MHz, 调节电平使得功率计上指示值为-50dBm, 即为标准小功率值Ps(dBm)。
注意:功率计的校准因子应根据所用的频率设定。
5)射频信号发生器单元输出保持不变,将此N 型电缆再与CDMA综测仪的射频输入连接。
6) CDMA综测仪选择射频分析仪单元功率测量,设置相对应的接收射频频率 870.03MHz和期待电平(或最大电平),在CDMA综测仪的功率测量屏幕上读出功率值 Pu(dBm) ,并记录于附录A 表A.11 中。
7)根据附录A 表 A.11 中射频分析仪功率表中,在不同的功率电平点重复步骤
8)根据原始记录中射频分析仪功率表中,在不同的频率点重复步骤3)~7)。
7.5.2 中功率电平(15dBm~30dBm)
1)仪表连接如图12所示。
端口1 端口2
图12 射频分析仪单元功率测量(中功率电平)
注:图12中电缆和转接头的型式根据实际需要选定。
2)先将功率指示计和中功率探头校零,之后再进行自校准。
3)将单定向耦合器的射频输出和中功率计的探头连接。
4)打开功率放大器,调节放大增益为30dB 左右。
5)射频信号发生器单元输出无调制的连续波信号(CW), 设置输出射频频率为
870.03MHz, 输出功率电平初设为-17dBm, 之后细微调整射频信号发生器输出电平使得中功率计上指示功率Ps 为13dBm, 与此同时记住端口3的旁臂功率Pc(dBm), 然后关闭信号发生器的输出。
注:为了防止功率泄漏和保护功率放大器不被损坏,一定要执行关闭信号发生器的输出的操作。
6)将单定向耦合器的射频输出与中功率计探头断开,并与双阳接头连接。
7) CDMA 综测仪选出射频分析仪单元功率测量,设置相对应的接收射频频率 890.2MHz 和期待电平(或最大电平),准备就绪后打开射频信号发生器的输出,并细微调整信号发生器输出电平,使得端口3的旁臂小功率计指示等于Pc(dBm) 值,这时可认为端口2送出的入射功率Ps(dBm)。
8)在CDMA综测仪的功率测量屏幕上读出功率值Pu(dBm), 并记录于附录A 表 A.11 中与13dBm 相应的位置。
9)根据附录A 表 A.11 射频分析仪功率表,提高射频信号发生器的输出电平,重复步骤3)~8)在不同的功率电平点进行校准。
10)根据附录A 表 A.11, 改变射频信号发生器的输出频率,重复步骤3)~9)在不同的频率点进行校准。
注意:功率计的校准因子应根据所有频率设定。
7.6 CDMA分析仪单元数字调制质量参数
7.6.1. CDMA 分析仪单元数字调制质量参数
1)仪表连接如图13所示。
图13 数字调制质量参数
2)信号发生器选择CDMA 数字调制模式,将输出频率设置为825.03MHz, 打开 CDMA数字调制,数据比特为PRBS ( 伪随机比特序列),校准 CDMA 基站综测仪时, 信号发生器CDMA 数字调制选择反向( reverse) 信道,校准CDMA 手机综测仪时,信号发生器CDMA 数字调制选择导引信道,导引信号功率设置为-7dB,CDMA 总功率设置为-20dBm。
3 ) 将CDMA 综测仪的中心频率设置为825.03MHz, 参考电平量程设置为-15dBm 或自动(或者在输入功率电平不过载的情况下,参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择CDMA 数字调制分析仪单元的数字解调分析功能,并使用CDMA 数字标准解调,选择调制准确度(modulation accuracy)测量。
4) CDMA 综测仪选择非信令模式,选择CDMA 数字调制分析仪单元,测量的统计功能打开,统计次数为20次。在测量结果中读出波形质量(p)、 频率误差、相位误差、 峰值和均方根矢量幅度误差(EVM) 等各项统计值中的最大值,记录于附录A 表 A.12 中(与825.03MHz 相对应的位置)。
5)根据附录A 表 A.12 中不同的射频频率重复步骤2)~4),将结果记录于附录A 表A.12 中的相应位置。
7.7 音频信号发生器单元
7.7. 1频率准确度
图14 音频信号发生器单元频率准确度
2) CDMA综测仪选择音频信号发生器模式,设置音频信号发生器输出电平为 1000mW(RMS), 根据附录A 表 A.13 音频信号发生器输出频率表,设置频率为频率范围的最低频率fu。
3)设置频率计数器分辨力为0.001Hz, 在频率计数器上读出数据并记录音频实测频率值f, 到附录A 表A.13 中。
4)根据附录A 表A.13 音频信号发生器输出频率表,改变音频信号发生器的频率, 重复步骤2)~3)一直到频率范围的最高频率。
7.7.2 输出电压
1)仪表连接如图15所示。
图15 音频信号发生器单元电压
2) CDMA综测仪选择音频信号发生器,根据附录A 表A.14 依次设置音频信号发生器输出频率和输出电压V(RMS)。
3)数字电压表置AC电压测量,分辨力为0.1mV。
4)从数字电压表上依次读出实测值 Vs, 并记录于附录A 表 A.14。
7.8 音频分析仪单元
7.8.1 频率准确度
1)仪表连接如图16所示。
音频输入 ( H) 音频输出
CDMA移动通信三通音频信号发生器
音频输入
频率计数器
图16 音频分析仪单元频率准确度
2)音频信号发生器选出低失真的音频信号,输出电压设置为1V, 根据附录A表 A.15 频率示值,依次调节音频信号输出频率fu, 从100Hz到20000.0Hz。
3)设置频率计数器分辨力为0.001Hz, 在频率计数器上读出每一频率实际值f, 并记录于附录A 表A.15。
7.8.2 电压
注:音频分析仪测量电压示值可以按JJG 782—1992《低频电子电压表检定规程》检定,也可以按下列方法校准。
1)仪表连接如图17所示。
图17 音频分析仪单元电压
2)音频信号发生器调出单音频信号,输出频率为5kHz。
3)连接音频信号发生器与数字电压表,数字电压表置AC 电压测量。
4)设置并调整音频信号发生器输出电压,使得在数字电压表上显示附录 A 表 A.17 音频分析仪电压表中的Vs 值5.0000V(Peak)。
5)连接音频信号发生器与CDMA综测仪,CDMA综测仪选出音频分析仪电压测量,将所测量的音频电压读数 V。记录到附录A 表A.16 中与5.0000V(Peak)、5kHz相对应的位置中。
6)根据附录A 表 A.16 中不同的 Vs 电压值和不同的音频频率值,重复步骤2)~5)。
7.9 射频输入输出端口
注:测量端口的电压驻波比可以直接使用网络分析仪,操作方法可见使用手册,也可使用下列方法进行测量。
1)仪器连接如图18所示。
图18 射频输入输出端口电压驻波比的测量
2)将射频信号发生器的频率设为900MHz, 电平为OdBm。
3)将频谱分析仪的中心频率设为900MHz, 电平 为 0dBm, 扫频带宽为1kHz, 将标记功能(marker) 设置为峰值电平跟踪,测量功率电平值P。
4)将驻波比测试电桥的测试端口( test port)与 CDMA 综测仪的射频输入输出端口 (RF in/out)断开,此时在频谱分析仪上测量功率电平值P₁。
5)用公式(8)计算回波损耗。
R=P₁-P (8)
式中:R——回波损耗,dB。
6)用公式(9)和公式(10)计算电压驻波比,并记录到附录A 表 A.17 射频输入和输出端口( RF/out)的电压驻波比表与900MHz频率相对应的位置中。
式中: |T|——反射系数模。
8 校准结果表达
附录A
校准记录表格
该记录表格以某给定型号的CDMA 综测仪校准要求为参考,给出的频率校准电平校准点以及误差限值,不同型号的CDMA数字移动通信综测仪应根据其性能测试手册和技术指标采用相应的值。
表A.1 参考输出频率准确度
表A.2 射频信号发生器频率准确度
表A.3-1射频信号发生器输出电平(频率f=870.03MHz)
表A.3-2射频信号发生器输出电平(频率f=893.4MHz)
表A.3-3射频信号发生器输出电平(频率f=1930.05MHz)
表A.3-4射频信号发生器输出电平(频率f=1969.00MHz)
表A.4射频信号发生器频谱纯度
表A.5射频信号发生器单边带相位噪声测量
表A.6-1 CDMA信号发生器单元数字调制质量参数(手机综测仪)
表A.6-2 CDMA信号发生器单元数字调制质量参数(基站综测仪)
表A.7- 1 占用带宽(手机综测仪)
表A.7-2
占用带宽(基站综测仪)
表A.8- 1 码域功率(手机综测仪)
表 A.8- 2
码域功率(基站综测仪)
表A.9-1 邻道功率比[手机综测仪(30kHz分辨带宽测量)]
表A.9-2
邻道功率比[基站综测仪(30kHz分辨带宽测量)]
表A.10-1 CDMA信号发生器输出功率(频率f=870.03MHz)
表A.10-2 CDMA信号发生器输出功率(频率f=893.4MHz)
表A.10-3 CDMA信号发生器输出功率(频率f=1930.05MHz)
表A.10-4 CDMA信号发生器输出功率(频率f=1969.00MHz)
表A.11-1射频分析仪功率测量(频率f=870.03MHz)
表A.11-2射频分析仪功率测量(频率f=893.4MHz)
表A.11-3 射频分析仪功率测量(频率f=1930.05MHz)
表A.11-4射频分析仪功率测量(频率f=1969.00MHz)
表A.12-1 CDMA分析仪单元数字调制质量参数(手机综测仪)
表A.12-2 CDMA分析仪单元数字调制质量参数(基站综测仪)
表A.13 音频信号发生器频率准确度
表A.1 4 音频信号发生器电压
表A.15 音频分析仪频率准确度
表A. 17 射频输入/输出端口电压驻波比的测量
附录B
主要项目校准结果不确定度评定实例
B1 参考输出频率测量不确定度
1.不确定度来源
(1)频率计频率测量的误差引入的标准不确定度分量 u1
(2)标准频率计显示分辨力引人的标准不确定度分量 u₂
2. 不确定度评定
(1)频率测量误差引入的不确定度分量 u1 频率计的最大测量误差为±5×10-9
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₁=√3
标准不确定度分量 u₁=5×10913≈2.9×109
(2)标准频率计显示分辨力引人的标准不确定度分量 u2
频率计显示分辨力
频率 10MHz~13MHz
分辨力 5×10 9
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₂= √3
标准不确定度
频率 10MHz-13MHz
u2 2.9×10⁹
合成标准不确定度:
扩展不确定度:
置信概率95%时 k=2, 扩展不确定度U 为:
U=k·ue=2×4.1×10⁻⁹=8.2×10⁻⁹
B2 射频信号发生器频率测量不确定度
1. 不确定度来源
(1)频率计频率测量的误差引入的标准不确定度分量 u₁
(2)标准频率计显示分辨力引入的标准不确定度分量 u₂
(1)频率测量误差引入的标准不确定度分量 u₁
频率计的最大测量误差为±5×10⁻⁹
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₁=√3 标准不确定度分量 u ₁=5×10 ⁻⁹ 1 √3≈2.9×10⁻⁹
(2)标准频率计显示分辨力引入的标准不确定度分量 u₂ 频率计显示分辨力
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布k₂=√3 标准不确定度
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度U 为:
U=k·ue=2×2.9×10⁻⁹=5.8×10-⁹
B3 射频信号发生器输出电平测量不确定度
根据校准规范中的测量方法,在使用频谱分析仪校准时,在使用相同的量程,相同的测量参数设置条件下,频谱分析仪的量程误差、衰减器误差、分辨力误差等因素带来的误差可以消除。测量不确定度在重复性误差分量中体现。因此,不确定度来源如下:
(1)功率计的测量误差引入的不确定度;
(2)功率探头的测量误差引入的不确定度;
(3)由系统失配误差不确定度;
(4)由电缆衰减值测量误差引入的不确定度;
(5)校准过程中的连接及读数重复性;
(6)频谱分析仪幅度线性引入的标准不确定度分量。
(1)由功率计测量误差引入的标准不确定度分量 u1
根据指标得:功率计测量误差为±0.02dB
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布k₁=√3
标准不确定度u₁ = 0.01dB
(2)由功率计探头测量误差引入的标准不确定度分量 u₂
功率探头的最大允许误差为±0.13dB
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布k₂=√3 则标准不确定度u₂= 0. 13/ √3≈0.08dB
(3)由失配引入的标准不确定度分量 u₃ 根据校准证书得:
功率计输入端电压驻波比<1. 1
频谱分析仪输入端电压驻波比≤1.2
假设被测综测仪输入端电压驻波比≤1.5 失配误差极限用下式估计:
式中:△p——失配误差极限值;
T₅——被测输出端反射系数;
T—— 功率计输入端反射系数。
根据仪表的技术指标得
a. 使用功率计测量:
10.0 |T₃|=(1.5-1)/(1.5+1)=0.2
80.0 T.|=(1.1-1)/(1.1+1)≈0.05
(△p)m=1/(1-0.2×0.05)²-1≈0.02dB (△p)mn=1/(1+0.2×0.05)²-1≈-0.01dB
取失配误差正负极限值的较大者作为区间的半宽度,所以a ₃A=0.02dB, 设测量值落在该区间内的概率分布为反正弦分布,k₃=√2。
U3A=a₃A/k₃≈0.01dB
b. 使用频谱分析仪测量:
T₃|=(1.5-1)/(1.5+1)=0.2
T|=(1.2-1)/(1.2+1)≈0.09
(△p)mx =1/(1-0.2×0.09)²-1≈0.04
(△p)mn=1/(1+0.2×0.09)²-1=-0.025
取失配误差正负极限值的较大者作为区间的半宽度,所以 ,设为反正
弦分布,k₃=√2。
u3B=a3B/k₃≈0.03dB
(4)由电缆衰减值测量误差引入的不确定度 u₄
根据校准规范中线缆校准的方法,此项不确定度来源于频谱分析仪幅度线性误差。
根据频谱分析仪的指标,其幅度线性误差为±0.12dB, 设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₄=√3。
标准不确定度分量 u₄ 为:
u4=a₃I√3≈0.07dB
(5)经过试验,校准过程中的连接及读数重复性
as=0.09dB
设测量值落在该区间内的概率分布为正态分布,ks=3
u₅=a₅/k₅=0.03dB
(6)频谱分析仪幅度线性引入的标准不确定度分量 u₆
根据频谱分析仪的指标,其幅度线性误差为±0.12dB, 设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₆ = √3。
标准不确定度分量 u₆ 为:
u6=a61√3≈0.07dB
3. 不确定度合成
(1)不确定度分量综合表
表B,1 射频信号发生器输出电平不确定度分量综合表
(2)合成标准不确定度
测量-50dBm和-50dBm以上电平时,
测量-50dBm以下电平时,
(3)扩展不确定度
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度 U 为:
测量- 50dBm和 - 50dBm以上电平时,
U=k·ucA=2×0.11=0.22dB
U=k·UcB=2×0.13=0.26dB
B4 射频信号发生器频谱纯度测量不确定度
B4.1 射频信号发生器谐波失真测量不确定度
对 CDMA 综测仪进行谐波测试时,所用仪表的技术指标如下所示:
(1)频谱分析仪 E4440A 幅度线性误差<0 . 12dB
频响:3Hz~3GHz:±0.15dB, 3.0GHz~6.6GHz:±0.6dB
(2)频率分析仪输入端电压驻波比 ≤1.2
(3)被测设备输出端电压驻波比 ≤1.5(估计值)
(4)电缆损耗频响的平坦度 ±0.3dB
(1)频谱分析仪幅度线性引入的不确定度;
(2)频谱分析仪频响引入的不确定度;
(3)系统失配误差引入的不确定度;
(4)电缆的频响不平坦度引入的不确定度。
(1)频谱分析仪幅度线性引入的标准不确定度分量u1
根据频谱分析仪的指标,其幅度线性误差为±0.12dB, 设测量值落在该区间内的
概率分布为均匀分布, k₁= √ 3。
式中:△p——失配误差极限值; 嘴史
I₅—— 被测输出端反射系数;
T——功率计输入端反射系数。
落在该区间内的概率分布为反正弦分布,k₂=√2。
u₂=a₂/k₂≈0.03dB
(3)测量时使用的电缆频响引入的标准不确定度分量 u₃ a₃=0.3dB
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₃=√3
u₃=a₃/k₃≈0.17dB
(4)频谱分析仪E4440A 频响引入的不确定度
根据频谱分析仪指标,被测信号及谐波分量≤3GHz时,频谱分析仪E4440A频响:
±0.15dB
a₄=0.15dB
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k4=√3。
u4=a₄/k₄≈0.09dB
被测信号及谐波分量>3GHz时,频谱分析仪 E4440A 频响: ±0.6 dB
a₄=0.6dB
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₄=√3。
u4=a₄/k₄≈0.35dB
被测信号及谐波分量≤3GHz。
表 B. 2
被测信号及谐波分量>3GHz。
表 B. 3
被测信号及谐波分量≤3GHz时,
被测信号及谐波分量>3GHz时,
被测信号及谐波分量≤3GHz时
U=k·uc=2×0.2=0.4dB
测量- 50dBm以下电平时,
U=k·uc=2×0.4=0.8dB
B4.2 射频信号发生器杂散信号、非谐波测量不确定度 1. 不确定度来源
(1)频谱分析仪电平测量的频率响应a21;
(2)频谱分析仪电平测量的线性a₂2;
(3) N 型电缆插入损耗的频率响应a23;
(4)谐波信号的不稳定性a24。
2. 不确定度分析
(1)频谱分析仪电平测量的频率响应 a₂₁<0.6dB;
(2)频谱分析仪电平测量的线性a₂₂=0 .12dB;
(3) N 型电缆插入损耗的频率响应a₂3=0.3dB;
(4)谐波信号的不稳定性a₂4=0.5dB。
3.不确定度合成
表B.4
非谐波测量不确定度误差分析:
各分量独立不相关。
置信概率95%时 k=2, 扩展不确定度 Ua=1.0dB。 B5 射频信号发生器单边带相位噪声测量不确定度
(1)频谱分析仪电平测量的线性a₁;
(2)频谱分析仪分辨力带宽误差a₂。
4.2 不确定度分析
(1)频谱分析仪电平测量的线性a₁=1dB;
(2)频谱分析仪分辨力带宽的对数误差a₂≈0.12dB(RBW:3%)<100kHz。
4.3 不确定度合成
表 B. 5
k=2 时,扩展不确定度 UPN=1.2dB。
B6 CDMA信号发生器数字调制测量不确定度 B6.1 CDMA 信号发生器波形质量(p)
频谱分析仪E4440A 波形质量测量误差引入的不确定度。
频谱分析仪E4440A 指标为 a=0.001
设测量值落在该区间内的概率为均匀分布,则包含因子k=√3 u = al √3≈ 0.00058
置信概率95%时 k=2, 扩展不确定度 U=k·u=0.00058×2≈0.0011 B6.2 CDMA信号发生器误差矢量幅度(EVM)
频谱分析仪 E4440A 的 EVM 测量误差引入的不确定度。
频谱分析仪E4440A 指标为a=0.5%
设测量值落在该区间内的概率为均匀分布,则包含因子k=√3 u =al√3≈0.29
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度U=k ·u=0.29×2≈0.6%
B6.3 CDMA信号发生器频率误差测量不确定度
频谱分析仪E4440A 的频率误差的测量误差引入的不确定度。
频谱分析仪E4440A 指标为a=10Hz
设测量值落在该区间内的概率为均匀分布,则包含因子k=√3 u =aI√3≈5.77Hz
置信概率95%时 k=2, 扩展不确定度 U=k ·u=5.77×2≈11.5Hz
B6.4 CDMA 信号发生器单元相位误差测量不确定度
(1)频谱分析仪(带CDMA功能)相位测量误差引入的不确定度分量u₁ ;
(2)频谱分析仪(带CDMA功能)相位测量显示分辨力引入的不确定度分量u₂。
2.不确定度评定
(1)频谱分析仪(带CDMA 功能)相位测量误差引入的不确定度分量 u₁ 频谱分析仪(带CDMA 功能)相位测量最大误差为±10mrad
设测量值落在该区间内的概率分布均匀分布,k₁=√3
标准不确定度u₁=10/√3≈5.8
(2)频谱分析仪(带CDMA功能)相位测量显示分辨力引入的不确定分量 u₂ 频率计显示分辨力1mrad
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布k₂=√3
标准不确定度:
u₂=1/√3≈0.58
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度 U 为:
U= k·ue=2×5.83=11.9mrad (毫弧度)
B7 CDMA信号发生器占用带宽测量不确定度
(1)频谱分析仪 E4440A 占用带宽测量误差引入的不确定度;
(2)校准过程中的连接及读数重复性引入的不确定度。
(1)频谱分析仪 E4440A 引入的不确定度u₁
频谱分析仪E4440A的指标为±( SPAN/600), 进行CDMA占用带宽测试时SPAN = 3MHz。因此a₁=± (SPAN/600)=±(3MHz/600)=±0.005MHz
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,则包含因子k=√3 u ₁= a₁ I√3≈0.003MHz
(2) 校准过程中的连接及读数重复性引入的不确定度u₂
经过试验,校准过程中的连接及读数重复性a₂= 0.02MHz。
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,则包含因子k=3
u₂=a₂/3≈0.007MHz
(3)不确定度合成
表B.6 不确定度分量综合表
合成标准不确定度 u。
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度为
U=k·uc≈0.016MHz
B8 CMDA数字调制信号发生器单元码域功率测量不确定度
(1)校准过程中的连接及读数重复性;
(2)频谱分析仪码域功率测量误差引入的不确定度分量。
(1)经过试验,校准过程中的连接及读数重复性
a₁=0.5dB
设测量值落在该区间内的概率分布为正态分布,k₁=3
u₁=a₁/k₁=0.17dB
(2)频谱分析仪码域功率测量误差引入的不确定度分量 u₂
根据频谱分析仪的指标,其码域功率测量误差值为±0.3dB, a₂= 0.3dB设测量值
落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₂=√3, 标准不确定度分量u₂ 为:
u₂=a₂I√3≈0.17dB
表B.7 信号发生器码域功率不确定度分量综合表
U=k·uc=2×0.25=0.50dB
B9 CDMA数字调制信号发生器单元邻道功率比测量不确定度
(2)频谱分析仪邻道功率比测量误差引入的不确定度分量。
(2)频谱分析仪邻道功率比测量误差引入的不确定度分量u₂
根据频谱分析仪的指标,其邻道功率比测量误差值为±0.3dB, a₂= 0.3 dB设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₂=√3, 标准不确定度分量 u₂ 为:
表B.8 信号发生器单元邻道功率比不确定度分量综合表
U=k·ue=2×0.25=0.50dB
B10 CDMA信号发生器功率测量不确定度
根据校准规范中的测量方法,在使用频谱分析仪校准时,在使用相同的量程,相同的测量参数设置条件下,频谱分析仪的量程误差,衰减器误差,分辨率误差等因素带来的误差可以消除。测量不确定度在重复性误差分量中体现。因此,不确定度来源如下:
(6)频谱分析仪幅度线性引入的标准不确定度分量
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布 k₁=√3
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布 k₂=√3
则标准不确定度 u₂ =0.13/ √3≈0.08dB
(3)由失配引入的标准不确定度分量 u₃
根据校准证书得
功率计输入端电压驻波比 <1.1
假设CDMA 综测仪输入端电压驻波比 ≤1.5
失配误差极限用下式估计:
|T₃|=(1.5-1)/(1.5+1)=0.2
(△p)m-1/(1-0.2×0.09)²-1≈0.04
(△p)m =1(1+0.2×0.092²-1=-0.025
取失配误差正负极限值的较大者作为区间的半宽度,所以a3A = 0.04dB, 设为反正弦分布,k₃ 空
usB=ass/k₃≈0.03dB
(4)由电缆衰减值测量误差引人的不确定度u4
根据校准规范中线缆校准的方法,此项不确定度来源于频谱分析仪幅度线性误差。 根据频谱分析仪的指标,其幅度线性误差为±0 . 12dB, 设测量值落在该区间内的
概率分布为均匀分布, k₄=√3, 标准 不确 定度 分量u₄ 为:
测量- 50dBm和 - 50dBm以上电平时, asA=0.2dB
设测量值落在该区间内的概率分布为正态分布,ksA=3 uA4qkAR-00.07dB
测量- 50dBm以下电平时,asB=0.4dB
设测量值落在该区间内的概率分布为正态分布,ksB=3
U5B=a₅B/kB=0.17dB
根据频谱分析仪的指标,其幅度线性误差为±0.8dB, 设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₆= √3, 标准不确定度分量u₆ 为:
u₆=a₆/√3≈0.05dB
表B.9信号发生器功率不确定度分量综合表
U=k·UcA=2×0.13=0.26dB
U=k·UcB=2×0.21=0.42dB
B11 射频分析仪功率测量不确定度
B11.1 小功率计电平测量的不确定度分析(-50dBm~14dBm)
(3)校准过程中,功率计与信号发生器之间的系统失配误差引入的不确定度;
(4)测量过程中,信号发生器与被测仪表间的系统失配误差引入的不确定度;
(5)校准过程中的连接及读数重复性引入的不确定度。
(1)由功率计测量误差引人的标准不确定度分量 u1
标准不确定度u₁ =0 .01dB
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₂=√3
则标准不确定度u₂=0.13/√3≈0.08dB
信号发生器输出端电压驻波比1.25
△p=1/[1±|T₃I|T.|]²
T₃| ——被测输出端反射系数;
10| Tl |——功率计输入端反射系数。
T₅|=(1.5-1)/(1.5+1)=0.11
T|=(1.1-1)/(1.1+1)≈0.05
(△p)mx =1/(1-0.2×0.05)²-1≈0.01dB
(△p)mn=1/(1+0.2×0.05)²-1≈-0.01dB
取失配误差正负极限值的较大者作为区间的半宽度,所以a ₃= 0.02dB, 设测量值落在该区间内的概率分布为反正弦分布,k₃=√2。
u3 =a₃/k₃≈0.01dB
(4)测量过程中,信号发生器与被测仪表间的系统失配引入的标准不确定度分量 u 4
假设被测仪表输入端电压驻波比 <1.5
△p=1/(1±|Ts|T|)²
T₃|—— 被测输出反射系数;
Tu|——功率计输入端反射系数。
T.|=(1.1-1)/(1.1+1)≈0.2
(△p)mx =1/(1-0.2×0.05)²-1≈0.05dB
(△p)min=1/(1+0.2×0.05)²-1≈-0.04dB
取失配误差正负极限值的较大者作为区间的半宽度,所以a₄= 0.05dB, 设测量值落在该区间内的概率分布为反正弦分布,k₄=√2。
u4=a₄/k₄≈0.04dB
(5)校准过程中的连接及读数重复性引入的标准不确定度分量 u₅
经过试验,校准过程中的连接及读数重复性
as= 0.09dB, 为正态分布,k₅=3
us =asIk₃≈0.03dB
表B10分析仪功率不确定度分量综合表
Uc u²=0.09dB
U=k·u=2×0.13=0.18dB
B11.2 中功率计电平测量的不确定度分析(15dBm~30dBm)
(1)中功率计参考功率电平最水允许误差Un;
(2)中功率计的线性误差ag₂;
(3)双阴接头引起的插损a₉3;
(4)校准过程的连接及读数重复性a94;
(5)中功率计测量耦合器输出信号时的失配误差a₉5;
(6)被测综测仪测量耦合器输出信号时的失配误差a₉6。
(1)中功率计参考功率电平最大允许误差 UM。
UM=3%
a91=(0.33×4.34)dB=0.12dB
(2) 功率计线性误差u₉2。
a₉2 =4%
ag2 =(0.04×4.34)dB=0.17dB
(3)双阴接头引起的插损u930
a₉3 =0.01dB
(4) 校准过程的连接及读数重复性 u940 经过实验a₉4=0.09dB, 其为正态分布。
(5)中功率计测量耦合器输出信号时的失配误差195
所用标准是用校准因子修正过的功率示值,因此它显示的功率值是入射功率,而 P。为信号发生器传输到无反射负载土的功率。
P。=P,|(1-TcBTL)I²
当用 P 去让算源端功率P。时,由于 FcTL 之间的相位未知,只能将 (1- TcETL)广的(TcE×TL) 处理成误差。它的误差极值为a₃=2CGe||TLI, 它的误差分布为反正弦分布。
由于耦合器集有40dB的方向性,因此等效反射系数|TcE|可近似等于耦合器输出端口的反射系数,此射频端口的驻波比一般小于1.1,前面所要求功率计探头的驻波比为小于1.1,因此反射系数|Tcel 和 F 的典型值,分别为0.05和0.05,即Tcel=
0.05,|TL|0.05。
(6)被测综测仪测量标准信号发生器过程的矢配误差a96。
综测仪的功率电平示值和功率计一样,都应该是入射功率,因此它显示的功率值是入射功率为P, 而P%为信号发生器传输到无反射负载上的功率
P P′1-FGET'LI²
当用 P ' 去计算源端功率 P% 时,由于 I′cEP 之间 的相 位未 知,只能 将 (1 - ICEI′)|² 的( IGE×F') 处理成误差。它的误差极值为a96 =2| TGe I|I|,它的误差分布为反正弦分布。
由于耦合器具有40dB的方向性,因此等效反射系数|TE |可近似等于耦合器输出
端口的S₂₂, 此射频端口的驻波比一般小于1.1,前面所要求功率计探头的驻波比为小于1.1,因此反射系数|IGE l和 |I| 的典型值,分别为0.05和0.11,即 |TGEI=0.05, I'I=0.11。
3 不确定度合成
测量范围:13dBm~30dBm
表B.11 分析仪功率(中功率)不确定度分量综合表
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度Upc=0.26dB。 B12 CDMA数字调制分析仪单元波形质量测量不确定度 B12.1 CDMA数字调制分析仪单元波形质量( Rho)
(1)信号发生器输出 CDMA 调制信号波形质量误差引入的不确定度分量u1;
(2) CDMA综测仪显示分辨力引入的不确定度分量u₂。
(1)信号发生器输出 CDMA 调制信号波形质量误差引入的不确定度分量u₁; 信号发生器输出 CDMA 调制信号波形质量最大误差为±0.0003,a₁=0.0003 设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₁=√3
u₁=a₁/√3≈0.00018
(2) CDMA 综测仪显示分辨力引入的不确定度分量u₂ 频率计显示分辨力0.0001,a₂= 0.0001。
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₂=√3 标准不确定度:
u₂=a₂I√3≈0.000058
U=k·ue=2×0.00021=0.0005
B12.2 CDMA 数字调制分析仪单元误差矢量幅度(EVM)
(1)信号发生器输出CDMA 调制信号的EVM 误差引入的不确定度分量 u₁ ;
(2) CDMA 综测仪显示分辨力引入的不确定度分量u2。
(1)信号发生器输出CDMA 调制信号的EVM 误差引入的不确定度分量 u1 信号发生器输出CDMA 调制误差矢量幅度最大误差为±0.03%,a₁=0.03% 设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布k₁=√3
u₁=a₁I√3≈0.2%
(2) CDMA综测仪显示分辨力引入的不确定度分量 u₂
频率计显示分辨力0.01%,a₂= 0.01%
u2=a₂%/√3≈0.0058%
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度U 为:
U=k·ue=2×0.21%=0.5%
B12.3 CDMA数字调制分析仪单元频率误差不确定度
(1)信号发生器输出CDMA 调制信号频率误差引入的不确定度分量u1
(2) CDMA 综测仪显示分辨力引入的不确定度分量u₂
(1)信号发生器输出CDMA调制信号频率误差引入的不确定度分量 u₁ 信号发生器输出CDMA调制信号最大误差为±1Hz,a₁=1Hz
u₁=a₁L√3≈0.58
(2) CDMA 综测仪显示分辨力引人的不确定度分量uz
频率计显示分辨力0.01H, 0= 0.01。
合成标准不确定度;
U=k u。=2×0.59=1.18
B12.4 CDMA 数字调制分析仪单元相位误差测量不确定度
(1)信号发生器输出CDMA 调制信号相位误差引入的不确定度分量4
(2) CDMA综测仅显示分辨力引人的不确定度分量u2
(1)信号发生器输出CDMA 调制信号相位误差引人的不确定度分量 u₁ 信号发生器输出CDMA调制信号最大误差为±10mrad,a=10。
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k₁=3
u₁=10/√3≈5.8
(2) CDMA 综测仪显示分辨力引入的不确定度分量 u₂
频率计显示分辨力1mrad,a₂ =1。
标准不确定度度:
u₂=a₂I√3≈0.58
U=k·ue =2×5.83=11.9 mrad(毫弧度)
B13 音频信号发生器频率测量不确定度
(1)频率计数器频率最大允许误差aB₁;
(2)频率计数器频率分辨力a B。
2.不确定度分析
(1)频率计数器频率最大允许误差aB=±0.0001Hz;
(2)频率计数器频率分辨力误差aB=0.0005Hz。
表B.12 音频信号发生器频率测量不确定度分量综合表
ue= √uB1+u² = 0.0003Hz
k= 2, 扩展不确定度 U=0.0006Hz。
B14 音频信号发生器电压测量不确定度
(1)数字电压表AC电压最大允许误差ac₁ ;
(2)数字电压表AC 电压分辨力ac。
(1)数字电压表AC 电压最大允许误差ac₁=0.03% ( 频率范围:20Hz~20kHz, 电压范围RMS:100mV~5V)。
(2)数字电压表AC 电压分辨力ac∞=0.05mV(0.05% 电压范围 RMS:100mV~ 5V)。
表B.13 音频信号发生器电压测量不确定度分量综合表
各分量独立不相关。 合成标准不确定度:
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度Uv=0.06%。
B15 音频分析仪频率测量不确定度
(1)频率计数器频率最大允许误差aF₁;
(2)频率计数器频率分辨力a F₂;
(3)被校音频分析仪频率测量分辨力aF₃o
(1)频率计数器频率最大允许误差aF1=0.0001Hz, f<10kHz;
(2)频率计数器频率分辨力误差aF₂=0.005Hz;
(3)被校音频分析仪频率测量分辨力误差ar3=0.005Hz。
表 B.14 音频分析仪频率测量不确定度分量综合表
u。=√u²+u²₂+u²₃=0.003Hz
k= 2, 扩展不确定度 UF=0.006Hz。
B16 音频分析仪电压测量不确定度
(1) 数字电压表AC 电压最大允许误差a₁ ;
(2)数字电压表AC电压分辨力a₂ ;
(3)读数X引入的不确定度分量a₃。
(1)数字电压表AC电压最大允许误差引入的不确定度误差u1
数字电压表AC电压最大允许误差a₁= 0.03% (频率范围:20Hz~20kHz, 电压范围 RMS:10mV~10V)。
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,则k₁=√3
u₁ =a₁ /√3= 0. 03%/√3
(2) 数字电压表AC电压分辨力引入的不确定度分量 u₂
数字电压表AC电压分辨力a₂=0.01mV(0.1% 电压范围RMS:10mV~10V)。
设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,则k₂=√3
u₂=a₂I√3=0.1%/√3
(3)读数X引入的标准不确定度分量u₃
读数X 的不确定度用测量结果的重复性来表示,对被检重复性三次用极差法计算标准方差。
a₃=[max(xi)-min(x;)]Idn=0.1%
式中:dn——极差系数。
表B.15音频分析仪电压测量不确定度分量综合表
u。= √u²+u²+u3 = 0.06%
置信概率95%时k=2, 扩展不确定度 U=k·uc=0.12%
B17 射频输入输出端口电压驻波比的测量不确定度
用电压驻波比电桥(SWR Bridge)测量小反射系数射频端口的驻波比时,测量误差主要被电桥的有限方向性影响,当使用电桥测量大反射系数射频端口的驻波比时,不确定度主要被电桥的Test port端口的匹配所影响。 一般的被测综测仪的射频输入输出端口的反射系数比较小,因此可利用电桥的最大测量误差、方向性的技术指标,来估算测量不确定度。
(1)用电桥测量估算的最大误差aR1;
(2)频谱分析仪电平测量的线性aR2。
(1) 用电桥测量估算的最大误差aR1=1.5 dB。(频率范围:100MHz~2GHz, 回损范围32dB~36dB)。
(2)频谱分析仪电平测量的线性aR₂=0.12dB。
表B.16 射频输入输出端口电压驻波比测量不确定度分量综合表


