Назначение
Анализатор спектра №040В (далее по тексту - анализатор) предназначен для исследования формы и измерений спектральных характеристик аналоговых сигналов ВЧ и СВЧ диапазонов.
Описание
В основу принципа действия анализатора, представляющего собой супергетеродинный приемник с многократным преобразованием частоты, положен метод последовательного анализа спектра сигнала. Источником опорной частоты служит встроенный кварцевый генератор 10 МГц.
Конструктивно анализатор выполнен в виде переносного моноблока, на передней панели которого расположены органы управления и жидкокристаллический цветной дисплей.
Управление операциями меню, а также задание рабочих параметров анализатора производится с помощью клавиатуры передней панели; результаты измерений выводятся на экран дисплея в графической и цифровой формах. Для работы в составе автоматизированных систем анализатор обеспечивает подключение по интерфейсам: GPIB, USB 2.0, USB 3.0, LAN (100Base-T).
Анализатор позволяет проводить: анализ формы сигнала, измерение параметров спектра непрерывных колебаний сложной формы, измерение параметров модулированных колебаний, измерение параметров паразитных и побочных колебаний и сигналов с различными видами модуляции.
Функциональные возможности анализатора определяются составом опций, входящих в комплект и приведенных в таблице 1.
Таблица 1 - Опции, установленные на анализаторе
Опция | Описание опции |
550 | Частотный диапазон от 3 Гц до 50,0 ГГц |
Р50 | Предусилитель 50,0 ГГц |
N9068C | ПО для измерения фазового шума |
N9063C | ПО для измерения аналоговой демодуляции |
N6153A-2FP | ПО для измерения ТВ-сигналов DVB-T/H |
Общий вид анализатора с указанием мест нанесения знака утверждения типа и пломбировки от несанкционированного доступа приведен на рисунках 1 и 2.
Рисунок 2 - Анализатор №040В, вид сзади
Программное обеспечение
Анализатор имеет специализированное программное обеспечение (ПО), идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части которого приведены в таблице 2.
Таблица 2
Идентификационные данные (признаки) | Значение |
Идентификационное наименование ПО | Keysight UXA Signal Analyzer N9040B |
Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже A.19.55 |
Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | - |
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «низкий» по Р 50.2.077-2014.
Таблица 3 - Метрологические характеристики анализатора
Наименование характеристики | Значение |
Диапазон частот, Гц | от 3 до 50109 |
Пределы допускаемой относительной погрешности частоты опорного кварцевого генератора за год | ±1-10-7 |
Номинальные значения полос пропускания на уровне -3 дБ, Гц | от 1 до 3 106 (с шагом 10 % от установленного значения), 4 106, 5 106, 6 106 и 8106 |
Диапазон ослабления входного аттенюатора, дБ | от 0 до 70 с шагом 2 |
Диапазон измерений мощности, дБм* | от мощности собственного шума до 30 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений мощности (ослабление входного аттенюатора 10 дБ, входной сигнал от минус 10 до минус 50 дБм, промежуточная частота от 1 Гц до 1 МГц), дБ: — на опорной частоте 50 МГц — весь частотный диапазон (предусилитель выключен) — весь частотный диапазон (предусилитель включен) | ±0,24 ±(0,24 + N)** ±(0,36 + N) |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений мощности на опорной частоте 50 МГц относительно ослабления 10 дБ, при выключенном предусилителе, при ослаблении входного аттенюатора, дБ: — от 2 до 8 дБ — от 12 до 40 дБ | ±0,18 ±0,14 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений мощности относительно полосы пропускания 30 кГц из-за переключения полос пропускания, дБ: — от 1 Гц до 1,5 МГц — от 1,6 до 2,7 МГц — 3 МГц — 4; 5; 6 и 8 МГц | ±0,03 ±0,05 ±0,10 ±0,30 |
Неравномерность АЧХ относительно опорной частоты 50 МГц на частотах, дБ, не более: При ослаблении входного аттенюатора 10 дБ и выключенном предусилителе — от 3 Гц до 20 МГц включ. — св. 20 МГц до 3,6 ГГц включ. — св. 3,6 МГц до 5,2 ГГц включ. — св. 5,2 до 8,4 ГГц включ. — св. 8,4 до 22,0 ГГц включ. — св. 22,0 до 34,5 ГГц включ. — св. 34,5 до 50,0 ГГц включ. | ±0,46 ±0,35 ±1,70 ±1,50 ±2,00 ±2,50 ±3,20 |
Наименование характеристики | Значение |
При ослаблении входного аттенюатора 0 дБ и включенном | |
предусилителе | |
— от 1 до 50 МГц включ. | ±0,68 |
— св. 50 МГц до 3,6 ГГц включ. | ±0,60 |
— св. 3,6 до 8,4 ГГц включ. | ±2,00 |
— св. 8,4 до 13,6 ГГц включ. | ±2,30 |
— св. 13,6 до 17,1 ГГц включ. | ±2,50 |
— св. 17,1 до 22,0 ГГц включ. | ±3,00 |
— св. 22,0 до 26,4 ГГц включ. | ±3,50 |
— св. 26,4 до 34,5 ГГц включ. | ±3,00 |
— св. 34,5 до 50,0 ГГц включ. | ±4,10 |
КСВН входа, не более***: | |
Ослабление входного аттенюатора 10 дБ, предусилитель вы- | |
ключен | |
— от 10 МГц до 3,6 ГГц включ. | 1,116 |
— св. 3,6 до 8,4 ГГц включ. | 1,144 |
— св. 8,4 до 13,6 ГГц включ. | 1,158 |
— св. 13,6 до 17,1 ГГц включ. | 1,258 |
— св. 17,1 до 26,5 ГГц включ. | 1,233 |
— св. 26,5 до 34,5 ГГц включ. | 1,363 |
— св. 34,5 до 50,0 ГГц включ. | 1,550 |
Ослабление входного аттенюатора 0 дБ, предусилитель | |
включен | |
— от 10 МГц до 3,6 ГГц включ. | 1,400 |
— св. 3,6 до 8,4 ГГц включ. | 1,530 |
— св. 8,4 до 13,6 ГГц включ. | 1,389 |
— св. 13,6 до 17,1 ГГц включ. | 1,316 |
— св. 17,1 до 26,5 ГГц включ. | 1,337 |
— св. 26,5 до 34,5 ГГц включ. | 1,420 |
— св. 34,5 до 50,0 ГГцвключ. | 1,620 |
Неравномерность шкалы дисплея при значениях входного сиг- | |
нала смесителя, дБ: | |
— от -10 дБм до -18 дБм включ. | ±0,10 |
— менее -18 дБм | ±0,07 |
Коэффициент усиления предусилителя, дБ: | |
— от 9 кГц до 3,6 ГГц включ. | 20 |
— св. 3,6 до 50,0 ГГц включ. | 40 |
Наименование характеристики | Значение |
Средний уровень собственных шумов при ослаблении входного аттенюатора 0 дБ, в полосе пропускания 1 Гц, выключенном режиме «Улучшение собственного шума», при выключенном/включенном предусилителе, дБм, не более: — от 9 до 100 кГц включ. | - 141/ — |
— св. 100 до 200 кГц включ. | - 150/-157 |
— св. 200 до 500 кГц включ. | - 150/-159 |
— св. 500 кГц до 1 МГц включ. | - 150/-162 |
— св. 1 МГц до 1,2 ГГц включ. | - 153/-164 |
— св. 1,2 до 2,1 ГГц включ. | - 151/-164 |
— св. 2,1 до 3,6 ГГц включ. | - 149/- 162 |
— св. 3,6 до 4,2 ГГц включ. | - 145/- 161 |
— св. 4,2 до 6,6 ГГц включ. | - 144/- 161 |
— св. 6,6 до 13,5 ГГц включ. | - 144/- 161 |
— св. 13,5 до 14,0 ГГц включ. | - 145/- 161 |
— св. 14,0 до 17,0 ГГц включ. | - 145/- 161 |
— св. 17,0 до 20,0 ГГц включ. | - 141/ -160 |
— св. 20,0 до 22,5 ГГц включ. | - 141/-158 |
— св. 22,5 до 26,5 ГГц включ. | - 139/ -158 |
— св. 26,5 до 34,0 ГГц включ. | - 138/ -155 |
— св. 34,0 до 37,0 ГГц включ. | - 134/-153 |
— св. 37,0 до 40,0 ГГц включ. | - 132/-152 |
— св. 40,0 до 46,0 ГГц включ. | - 130/ -149 |
— св. 46,0 до 50,0 ГГц включ. | - 128/-146 |
Уровень второй гармоники при уровне на смесителе -15 дБ, включенной/выключенной функции «Пониженные собственные шумы», дБн, не более: — от 10 МГц до 1,8 ГГц включ. | -60/— |
— св. 1,8 до 4,0 ГГц включ. | -72/-95 |
— св. 4,0 до 6,5 ГГц включ. | -77/-105 |
— св. 6,5 до 10,0 ГГц включ. | -70/- 105 |
— св. 10,0 до 13,25 ГГц включ. | -62/-105 |
— св. 13,25 до 25,0 ГГц включ. | -65/— |
Точка пересечения интермодуляции третьего порядка при подаче на вход двух синусоидальных сигналов уровнем -16 дБм и разнесении тонов более 5-кратной ширины полосы пред-фильтра ПЧ, дБм, не менее: — от 10 до 300 МГц включ. | 13,5 |
— св. 300 до 600 МГц включ. | 18,0 |
— св. 0,6 до 1,5 ГГц включ. | 20,0 |
— св. 1,5 до 3,6 ГГц включ. | 21,0 |
— св. 3,6 до 13,6 ГГц включ. | 16,0 |
— св. 13,6 до 26,5 ГГц включ. | 13,0 |
Наименование характеристики | Значение |
Параметры измеряемого модулированного сигнала |
Частота модулирующего сигнала Бм, кГц | от 0,02 до 200 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты модулирующего сигнала Бм: — в режиме АМ, Гц — в режиме ЧМ, Гц | ±(3 10-6Бм100 % /М)**** 10-4-Бм |
Диапазон измерений коэффициентов амплитудной модуляции М, % | от 0,1 до 100 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений коэффициентов амплитудной модуляции М, % | ±(0,006-М + 0,1) |
Уровень паразитной внутренней АМ, % | 0,02 |
Коэффициент перехода частотной модуляции в амплитудную при Бм = 1 кГц, Df = 50 кГц, %, не более | 0,05 |
Диапазон измерений девиации частоты Df, Гц | от 10 до 5-106 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений девиации частоты Df, Гц | ±(0,004-Df + 0,002 Бм) |
Уровень паразитной внутренней ЧМ, Гц | 2,0 |
Диапазон девиации фазы ф, рад | от 1 до 100 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений девиации фазы Dф, рад | ±(0,0025-ф + 0,005) |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты модулирующего сигнала Бм в режиме ФМ, Гц: — для Бм менее 1 кГц — для Бм от 1 кГц до 50 кГц | ±(0,003/ф + 0,005) ±(3 10-6 /ф + 5 10-6) |
Диапазон отстроек от несущей частоты, Гц | от 1 до 10106 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазового шума при уровне измеряемого фазового шума на 15 дБ выше уровня собственных фазовых шумов анализатора, в диапазоне отстроек от несущей частоты, дБ: — от 1 Гц до 1 МГц включ. — св. 1 до 10 МГц | ±2 ±3 |
* Здесь и далее сокращение «дБм» обозначает уровень мощности сигнала в дБ относительно мощности 1 мВт ** N - неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) *** Значения КСВН для всех частот, кроме 50 МГц, нормируются для доверительного интервала 0,95 **** м — коэффициент амплитудной модуляции, % |
Таблица 4 - Уровень собственных фазовых шумов анализатора при отстройке от несущей частоты, не более, дБн/Гц*_
Частота несущей, ГГц | Частота отстройки, кГц |
0,1 | 1,0 | 10 | 100 | 1000 | 10000 |
1 | -107 | -124 | -134 | -139 | -145 | -155 |
2 | -90 | -118 | -123 | -120 | — | — |
10,2 | -71 | -87 | -106 | -106 | — | — |
26,5 | -65 | -80 | -100 | -100 | — | — |
50 | -60 | -75 | -92 | -92 | — | — |
* Здесь и далее дБн/Гц — дБ по отношению к мощности несущей в полосе 1 Гц |
Таблица 5 - Основные технические характеристики
Наименование характеристики | Значение |
Масса (без опций), кг, не более | 30,9 |
Габаритные размеры, мм, не более: — длина | 500 |
— высота | 280 |
— ширина | 459 |
Напряжение питания от сети переменного тока частотой 50 или 60 Гц, В | от 220 до 240 |
Потребляемая мощность, В А, не более | 850 |
Рабочие условия эксплуатации: — температура окружающего воздуха, °С | от 20 до 30 |
— атмосферное давление, кПа | от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта и в виде голографической наклейки на лицевую панель анализатора.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность анализатора
Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
Анализатор спектра | N9040B | 1 |
Шнур сетевого питания | - | 1 |
Методика поверки | 651-18-043 МП | 1 |
Комплект эксплуатационной документации | | 1 |
Паспорт | | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МП 651-18-043 «Инструкция. Анализатор спектра №040В. Методика поверки», утверждённому ФГУП «ВНИИФТРИ» 30 августа 2018 г.
Основные средства поверки:
- частотомер электронно-счетный 53132А (регистрационный номер 26211-03 в Федеральном информационном фонде);
- стандарт частоты рубидиевый FS 725 (регистрационный номер 31222-06 в Федеральном информационном фонде);
- генератор сигналов Agilent E8257D (регистрационный номер 53941-13 в Федеральном информационном фонде);
- государственный первичный специальный эталон единицы девиации частоты ГЭТ 166-2004 по ГОСТ Р 8.607-2004;
- государственный первичный эталон единицы коэффициента амплитудной модуляции высокочастотных колебаний ГЭТ 180-2010 по ГОСТ Р 8.717-2010;
- генератор сигналов произвольной формы 33250А (регистрационный номер 52150-12 в Федеральном информационном фонде);
- ваттметр Ш914А с преобразователями измерительными N8487A (8485А (8487А (8485D (8487D (регистрационный номер 44731-10 в Федеральном информационном фонде);
- измеритель мощности с блоком измерительным Е4419В и первичным измерительным преобразователем 8482А (регистрационный номер 38915-08 в Федеральном информационном фонде);
- мультиметр 3458А (регистрационный номер 25900-03 в Федеральном информационном фонде);
- аттенюаторы коаксиальные ступенчатые программируемые 8494G, 8496G (регистрационный номер 57775-14 в Федеральном информационном фонде);
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемого анализатора с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на лицевую сторону корпуса анализатора и на свидетельство о поверке в виде наклейки или оттиска поверительного клейма.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.607-2004 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений девиации частоты
ГОСТ Р 8.717-2010 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента амплитудной модуляции высокочастотных колебаний
Приказ Росстандарта от 31 июля 2018 г. № 1621 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»
Техническая документация изготовителя