零零圓中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程212010相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)906發(fā)布 20110306實(shí)施國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)檢定規(guī)程“!代替i、。一。，。一一一，一，自2011年3月6日起施行。歸口單位：全國(guó)時(shí)間頻率計(jì)量技術(shù)委員會(huì)主要起草單位：中國(guó)航天科工集團(tuán)二院二。三所參加起草單位：紅(中國(guó)航天科工集團(tuán)二院二。三所)閻棟梁(中國(guó)航天科工集團(tuán)二院二。三所)參加起草人：張愛(ài)敏(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)楊 軍(中國(guó)航天科工集團(tuán)二院二。三所)2術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位31用途32組成及工作原理4計(jì)量性能要求4含下變頻器)42下變頻器技術(shù)性能調(diào)幅噪聲本底5通用技術(shù)要求552工作正常性6計(jì)量器具控制662檢定項(xiàng)目及檢定方法檢定結(jié)果的處理64檢定周期附錄附錄2圍本規(guī)程適用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)(采用正交檢相法和鑒頻器法)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。2術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位21相位噪聲義為單邊帶偏離信號(hào)載頻處單位帶寬(取1 調(diào)相邊帶功率與載波功率之比。單位為z。偏離載頻的偏離值稱為傅立葉頻率。22相位噪聲本底位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量能力的極限值。單位為z。23相位檢波常數(shù)常用K，表示。單位為V4附加相位噪聲位為z。25調(diào)幅噪聲1 調(diào)幅邊帶功率與載波功率之比。單位為z。偏離載頻的偏離值稱為傅立葉頻率。3概述31用途相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱測(cè)量系統(tǒng))主要用于測(cè)量各種頻率源的相位噪聲和各種頻率控制部件的附加相位噪聲，被廣泛應(yīng)用于通信工程、時(shí)間頻率測(cè)量等領(lǐng)域。32組成及工作原理主要由相位噪聲測(cè)試接變頻器、數(shù)據(jù)采集與處理器(頻譜儀或A計(jì)算機(jī)組成，測(cè)量系統(tǒng)軟件通過(guò)接口可對(duì)上述除計(jì)算機(jī)以外的各部分及默認(rèn)的參考源進(jìn)行程控；直接檢相頻率范圍為50 65 過(guò)下變頻器可使被檢頻率擴(kuò)展至40 量系統(tǒng)組成原理框圖見(jiàn)圖1。010相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)被檢相位噪聲測(cè)試接I】頻率源一簍鬈I_一數(shù)據(jù)采集、二、啊相位噪聲本底(不含下變頻器)相位噪聲本底要求見(jiàn)表l。表1相位噪聲本底要求單邊帶相位噪聲(，)單位：頻頻段微波頻段5086，530140115120140150125130100HZ160一135一140160一170145150】068一178155一160100178160一1686+16+5+6I()輸入功率(7+17+7+1042下變頻器技術(shù)性能42】中頻輸出頻率及功率輸入頻率：10810102附加相位噪聲附加相位噪聲要求見(jiàn)表2。212010衰2下變頻器附加相位噪聲要求單邊帶相位噪聲(，) 單位：載波頻率z 一60 77100 0一93l 97 11 710 19 1 29100 125一1361 135一14310 1 35一154423本振源相位噪聲本振源相位噪聲要求見(jiàn)表3。表3下變頻器本振源相位噪聲要求單邊帶相位噪聲(，) 單位：載波頻率 z 72一85100 92一981 120一12710 131一138100 38 1411 145一1571045一16543調(diào)幅噪聲本底調(diào)幅噪聲本底要求見(jiàn)表4。表4調(diào)幅噪聲本底要求單邊帶調(diào)幅噪聲m(，) 單位：載波頻率00 z 105一1421 1 25一14010 140150100 l 50輸人信號(hào)功率 +10 0105通用技術(shù)要求51外觀及附件前面板或后面板上應(yīng)有儀器名稱、型號(hào)、制造廠、出廠序號(hào)和電源要求。電源開(kāi)關(guān)、輸入輸出端口、功能設(shè)置開(kāi)關(guān)和旋鈕應(yīng)有明確的識(shí)別標(biāo)志。專用接口、通訊線、轉(zhuǎn)接頭及電纜線應(yīng)齊全。外觀不應(yīng)有影響正常工作的機(jī)械損傷。開(kāi)關(guān)和旋鈕應(yīng)靈活、可靠。輸入輸出端口牢固。首次檢定要攜帶使用說(shuō)明書(shū)；后續(xù)檢定要攜帶前次的檢定證書(shū)。52工作正常性被檢測(cè)量系統(tǒng)通電后應(yīng)通過(guò)自檢，功能正常。6計(jì)量器具控制61檢定條件611檢定用設(shè)備6111頻率合成器a)頻率范圍：10出頻率可調(diào)，頻率分辨力：1出功率：018波頻率，115波頻率一，>1位噪聲：相位噪聲要求見(jiàn)表5。表5頻率合成器相位噪聲要求單邊帶相位噪聲(r)單位：波頻率=100102095140120100140一120212010e)具有調(diào)幅功能，調(diào)制頻率：10 00 制深度：0調(diào)制分辨力：016112頻率合成器(定標(biāo)源)a)頻率范圍：1 l 出頻率可調(diào)。頻率分辨力：1 出功率：0 18 率分辨力：01 13功率計(jì)a)頻率范圍：1 0 率范圍：0 5 量分辨力：001 14功分器1a)頻率范圍：1  入輸出阻抗：50 入損耗：6 大輸入功率：+25 15功分器2a)頻率范圍：l 0 入輸出阻抗：50 入損耗：6 大輸入功率：+20 16延遲線a)頻率范圍：1 0 遲范圍：01 “入輸出阻抗：50 入損耗：<6 大輸入功率：+25 加相位噪聲：優(yōu)于178 z(傅立葉頻率，10 117頻譜儀a)頻率范圍：1  率分辨力：10 度范圍：一20 大允許誤差：士05 18標(biāo)準(zhǔn)頻率源a)頻率范圍：1  出功率：+10 幅噪聲：調(diào)幅噪聲要求見(jiàn)表6。f)單位：波頻率00450002檢定環(huán)境條件a)環(huán)境溫度：可處于1828范圍內(nèi)任一點(diǎn)，檢定過(guò)程中溫度最大允許變化范圍士1。b)環(huán)境相對(duì)濕度：80。c)供電電源：220(110)V，50(1士2)線對(duì)地線電壓不大于2V。d)周?chē)鸁o(wú)影響檢定正常工作的電磁干擾和機(jī)械振動(dòng)。62檢定項(xiàng)目及檢定方法621檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目見(jiàn)表7。表7檢定項(xiàng)目項(xiàng)目名稱首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗(yàn)外觀及工作正常性上+下變頻器技術(shù)性能+調(diào)幅噪聲本底+注；“+”為應(yīng)檢項(xiàng)目，“一”為可不檢項(xiàng)目。注：檢定時(shí)的檢定項(xiàng)目可按被檢相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明書(shū)給出的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢定。622檢定方法6221外觀及工作正常性檢查(1)外觀檢查外觀檢查應(yīng)符合51規(guī)定。(2)工作正常性檢查通電后，各狀態(tài)指示正常，各輸出端有相應(yīng)的信號(hào)輸出。通電30照測(cè)量系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)或根據(jù)計(jì)算機(jī)屏幕提示連接儀器，進(jìn)行功能檢查，各項(xiàng)功能應(yīng)正常。6222相位噪聲本底(1)射頻頻段a)儀器連接見(jiàn)圖2。注：所有電纜應(yīng)采用低損耗同軸電纜，電纜2、電纜3的長(zhǎng)度之和應(yīng)與電纜1相等。212010廣+一一一一一一一一一一電纜1 i 被檢相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)L 塑糾射定標(biāo)源)圖2射頻頻段相位噪聲本底測(cè)量框圖b)設(shè)置頻率合成器的輸出頻率為被檢頻率：400 輸出功率為+18 c)測(cè)量方法選擇附加相位噪聲測(cè)量。相位檢波常數(shù)K。測(cè)量方法選擇差拍法或正負(fù)直流峰值法。d)使用差拍法測(cè)量相位檢波常數(shù)K。用功率計(jì)測(cè)量參考輸入端功率；設(shè)置頻率合成器(定標(biāo)源)的輸出頻率為，o+型應(yīng)用為1 輸出功率與參考輸入端功率相等，替代原輸入信號(hào)接人參考輸入端，被替代的信號(hào)通路末端加50 量系統(tǒng)測(cè)量檢相器輸出的差拍信號(hào)，位：V)，則相位檢波常數(shù)K。的數(shù)值等于，后去掉頻率合成器(定標(biāo)源)，按圖2連接好儀器，調(diào)節(jié)延遲線，觀察正交指示器，使兩路信號(hào)相位正交(正交指示器的指針指向0位置)，在測(cè)量系統(tǒng)程序的控制下，進(jìn)行相位噪聲測(cè)量，測(cè)得的結(jié)果即為被檢測(cè)量系統(tǒng)射頻檢相器的相位噪聲本底。e)使用正負(fù)直流峰值法測(cè)量相位檢波常數(shù)K。調(diào)節(jié)延遲線，觀察正交指示器，使射頻檢相器輸出的直流電壓達(dá)到正峰值(正交指示器的指針指向正向最大值)，用【，。、。；(單位：V)表示，再調(diào)節(jié)延遲線，使射頻檢相器輸出的直流電壓達(dá)到負(fù)峰值(正交指示器的指針指向負(fù)向最大值)，用U(單位：V)表示。則相位檢波常數(shù)K。的數(shù)值等于u。與U。之差的一半。調(diào)節(jié)延遲線，使兩路信號(hào)相位正交(正交指示器的指針指向0位置)，在測(cè)量系統(tǒng)程序的控制下，進(jìn)行相位噪聲測(cè)量，測(cè)得的結(jié)果即為被檢測(cè)量系統(tǒng)射頻檢相器的相位噪聲本底。f)從相位噪聲本底曲線上讀取各傅立葉頻率點(diǎn)的相位噪聲，其值應(yīng)符合41規(guī)定。(2)微波頻段a)儀器連接見(jiàn)圖3。注：所有電纜應(yīng)采用微波低損耗同軸電纜，電纜2、電纜3的長(zhǎng)度之和應(yīng)與、電纜1相等。b)設(shè)置頻率合成器的輸出頻率為被檢頻率(如：10 輸出功率為+15 c)測(cè)量方法選擇附加相位噪聲測(cè)量。相位檢波常數(shù)K。測(cè)量方法選擇差拍法或正負(fù)直流峰值法。d)使用差拍法測(cè)量相位檢波常數(shù)K。測(cè)量方法同6222(1)d)。e)使用正負(fù)直流峰值法測(cè)量相位檢波常數(shù)K。測(cè)量方法同6222(1)e)。010螄；磊一!一一一一圖3微波頻段相位噪聲本底測(cè)量框圖6223下變頻器(1)中頻輸出頻率和功率a)儀器連接見(jiàn)圖4。圖4下變頻器中頻輸出頻率和功率測(cè)量框圖b)根據(jù)下變頻器各頻段輸入頻率及輸入功率的要求，設(shè)置頻率合成器的輸出頻率及輸出功率。c)根據(jù)下變頻器各頻段的中頻輸出頻率及輸出功率，設(shè)置頻譜儀的參考電平、中心頻率、分析帶寬、分辨帶寬和視頻帶寬等。頻譜儀的參考電平應(yīng)設(shè)置成與輸入信號(hào)電平相同或略大，使輸入信號(hào)的頂部顯示在屏幕的頂格之中。若分析帶寬設(shè)置為50分辨帶寬和視頻帶寬可設(shè)置為100Hz。d)使用頻譜儀的標(biāo)記功能得到每個(gè)中頻頻率及功率，其值應(yīng)符合421規(guī)定。(2)附加相位噪聲a)儀器連接見(jiàn)圖5。注：所有電纜應(yīng)采用低損耗同軸電纜，由功分囂至相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的兩個(gè)信號(hào)通路的延遲差應(yīng)該最小。212010b)設(shè)置頻率合成器的輸出功率為+15 出頻率按儀器說(shuō)明書(shū)要求。c)測(cè)量方法同6222(1)c)e)；d)將測(cè)得的相位噪聲曲線的示值減去3 值應(yīng)符合422規(guī)定。(3)本振頻率源相位噪聲a)儀器連接見(jiàn)圖6。圖6下變頻器本振頻率源相位噪聲測(cè)量框圖b)設(shè)置兩本振頻率源的輸出功率+7 檢頻率點(diǎn)按儀器說(shuō)明書(shū)要求。c)測(cè)量方法選擇鎖相環(huán)法。d)測(cè)量相位檢波常數(shù)K。鎖相環(huán)置于開(kāi)路狀態(tài)。調(diào)整控制電壓，將一路信號(hào)的頻率調(diào)偏，使檢相器輸出一差拍信號(hào)，n，測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量，。的電壓峰值(單位：V)，則相位檢波常數(shù)K。的數(shù)值等于，。的電壓峰值。e)調(diào)整控制電壓，使兩路信號(hào)頻率一致，在測(cè)量系統(tǒng)程序的控制下，鎖相環(huán)關(guān)閉，兩路信號(hào)相位正交，進(jìn)行相位噪聲測(cè)量。f)將測(cè)得曲線的示值減去3 值應(yīng)符合423規(guī)定。6224調(diào)幅噪聲本底a)儀器連接見(jiàn)圖7。一?被檢相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)圖7調(diào)幅噪聲本底測(cè)量框圖b)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)頻率源的輸出頻率為被檢頻率，輸出功率為+10 c)測(cè)量方法選擇調(diào)幅噪聲測(cè)量。用頻率合成器替代標(biāo)準(zhǔn)頻率源，設(shè)置頻率合成器的輸出頻率及功率與標(biāo)準(zhǔn)頻率源相同，并進(jìn)行單音頻調(diào)幅(調(diào)幅系數(shù)m。一001)，設(shè)置調(diào)制頻率為1制深度為1。e)用頻譜儀觀察調(diào)制邊帶功率頻譜儀上應(yīng)觀察到，頻率為1f)將所選的調(diào)制頻率和調(diào)幅系數(shù)輸入到測(cè)量系統(tǒng)控制界面的指定位置，將標(biāo)準(zhǔn)頻率源重新接入系統(tǒng)，測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量進(jìn)行調(diào)幅噪聲測(cè)量，其值應(yīng)符合43規(guī)定。63檢定結(jié)果的處理按本規(guī)程要求檢定合格的測(cè)量系統(tǒng)，出具檢定證書(shū)，檢定不合格的，出具檢定結(jié)果通知書(shū)，并注明不合格項(xiàng)目。64檢定周期測(cè)量系統(tǒng)的檢定周期一般不超過(guò)1年。21相位噪聲本底檢定證書(shū)內(nèi)頁(yè)格式載波頻率f。一l 0 00 HZ l 0 00 l ，)(Z)指標(biāo)值(z)A2下變頻器中頻輸出頻率和功率微波輸入信號(hào)頻率 微波輸入信號(hào)功率 中心頻率 中頻輸出頻率 中頻輸出功率 指標(biāo)值(3調(diào)幅噪聲本底載波頻率，。一00