Назначение
Анализаторы спектра FSW50, FSW67 предназначены для измерений амплитудночастотных характеристик и параметров случайных и периодических сигналов, стационарных шумов, однократных сигналов в реальном масштабе времени, измерений параметров аналоговой и цифровой модуляций, анализа импульсных сигналов, измерений фазовых шумов, измерений параметров сигналов различных стандартов связи, измерений коэффициента шума совместно с генератором шума.
Описание
Принцип действия анализаторов спектра FSW50, FSW67 основан на гетеродинном переносе исследуемого сигнала на промежуточную частоту (ПЧ) и последующей его обработке с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) с блоком цифровой обработки. В низкочастотной области предусмотрена непосредственная подача сигнала с частотой до 30 МГц на АЦП в обход смесителя, в диапазоне частот до 1 ГГц в анализаторах спектра предусмотрен отдельный смеситель. В диапазоне частот до 8 ГГц применяется набор фиксированных фильтров для улучшения динамического диапазона прибора. Свыше 8 ГГц до 50 ГГц для подавления зеркальных каналов приема используется отключаемый перестраиваемый ЖИГ-фильтр, а свыше 50 ГГц - фиксированный полосовой фильтр. Гетеродин анализаторов спектра также работает на основе ЖИГ-резонатора, замкнутого через петлю фазовой автоподстройки частоты на опорный генератор 10 МГц. В пределах полосы работы АЦП анализаторы осуществляют параллельный анализ спектра сигнала с помощью быстрого преобразования Фурье, в том числе опционально в реальном масштабе времени.
Конструктивно анализаторы спектра FSW50, FSW67 выполнены в виде настольного моноблока, объединяющего в своем составе высокочастотную, низкочастотную части и управляющий компьютер.
Анализаторы спектра FSW50, FSW67 работают под управлением встроенного компьютера с операционной системой Windows 7 и специализированного программного обеспечения. Анализаторы спектра позволяют выполнять измерения частотных и амплитудных параметров спектра сигналов в автоматическом и ручном режимах. Полученные спектрограммы и результаты измерений могут быть записаны в различных форматах во внутреннюю память, на внешний носитель, а также переданы на компьютер через интерфейсы USB, GPIB, LAN. Дополнительно с помощью программных опций могут проводится в автоматическом режиме следующие измерения:
- параметров аналоговой (АМ, ЧМ, ФМ) и цифровой модуляций ((n)QAM, (n)PSK);
- параметров импульсных сигналов;
- фазовых шумов;
- коэффициента шума и усиления четырехполюсников (с внешним генератором шума);
- параметров сигналов различных цифровых стандартов беспроводной связи (GSM, WCDMA, LTE и др.).
Анализаторы спектра FSW50, FSW67 отличаются частотным диапазоном и имеют следующие опции:
- FSW-B4 - опорный генератор повышенной точности;
- FSW-B8 - фильтры полос пропускания свыше 10 МГц;
- FSW-B13 - дополнительный фильтр высокой частоты;
- FSW-B21 - разъемы для подключения внешних смесителей;
- FSW-B24 - встроенный предусилитель;
- FSW-B25 - электронный аттенюатор;
- FSW-B28/B40/B80/B160/B320/B500 - полосы анализа 28 МГц, 40 МГц, 80 МГц, 160 МГц, 320 МГц или 500 МГц;
- FSW-B71 - входы прямого доступа к АЦП;
- FSW-K6 - измерения параметров радиоимпульсных сигналов;
- FSW-K7 - измерения параметров аналоговой модуляции;
- FSW-K30 - измерения параметров коэффициента шума и усиления;
- FSW-K40 - измерения фазового шума;
- FSW-K54 - измерения параметров ЭМС;
- FSW-K70 - измерения параметров цифровой модуляции;
- FSW-K160R - измерения в реальном масштабе времени.
Внешний вид анализаторов спектра FSW50, FSW67 и место нанесения наклейки со знаком утверждения типа приведен на рисунке 1. Схема пломбировки от
несанкционированного доступа приведена на рисунке 2. -------------------
Место нанесения наклейки со знаком
утверждения типа
Рисунок 1
Места пломбировки
Рисунок 2
Программное обеспечение
Для управления режимами работы анализаторов спектра FSW50, FSW67 и обработки измерительных сигналов применяется встроенное программное обеспечение (далее - ПО) «FSW Firmware», обеспечивающее формирование заданий на проведение измерений, управление работой анализаторов в процессе проведения измерений, отображение хода измерений. ПО предназначено только для работы с анализаторами спектра FSW50, FSW67 и не может быть использовано отдельно от измерительно-вычислительной платформы этих анализаторов.
Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления идентификатора ПО |
| FSW Firmware | FSW Firmware | Версия 1.92 | - | - |
Метрологически значимая часть ПО анализаторов спектра FSW50, FSW67 и измеренные данные не требуют специальных средств защиты. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики анализаторов спектра FSW50, FSW67 приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование характеристик | Значения характеристик |
| Диапазон частот: | FSW50 FSW67 | от 2 Гц до 50 ГГц от 2 Гц до 67 ГГц |
| Номинальное значение частоты опорного кварцевого генератора | 10 МГц |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности частоты опорного генератора, 5Оп | ± 1х 10-7 |
| c опцией термостатированного генератора опорной частоты FSW-B4 | ± 3х10-8 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности частоты опорного генератора в рабочем диапазоне температур | ± 1х 10-7 |
| c опцией FSW-B4 | ± 1 х10-9 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты Fhsm в режиме частотомера (при отношении сигнал/шум не менее 25 дБ) | ±(§оп хБизм + R) |
| Разрешение частотомера, R | 0,001 Гц |
| Диапазон полос обзора | 0 Гц; от 10 Гц до полного диапазона частот |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки полосы обзора | ±0,1 % |
| Уровень фазовых шумов на несущей частоте 1 ГГц, при отстройке от несущей, не более | 100 Гц 1 кГц 10 кГц 100 кГц 1 МГц | минус 100 дБн/Гц1 минус 125 дБн/Гц минус 134 дБн/Гц минус 136 дБн/Гц минус 145 дБн/Гц |
| Диапазон перестройки фильтров полосы пропускания ПЧ, RBW | от 1 Гц до 10 МГц (с шагом 1-2-3-5) |
| 20 МГц, 50 МГц, 80 МГц дополнительно с опцией FSW-B8 и нулевой полосе обзора |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки ширины полос пропускания ПЧ по уровню минус 3 дБ | ±3 % |
| Коэффициент прямоугольности фильтров полосы пропускания (по уровням минус 60 дБ и минус 3 дБ), не более: | 5:1 |
| Диапазон перестройки полос видеофильтра | от 1 Гц до 10 МГц (с шагом 1-2-3-5) |
| 20 МГц, 28 МГц, 40 МГц, 80 МГц дополнительно с опцией FSW-B8 |
| Полоса анализа сигнала (при выключенном ЖИГ-фильтре) | 10 МГц |
| 28 МГц с опцией FSW-B28 |
| 40 МГц с опцией FSW-B40 |
| 80 МГц с опцией FSW-B80 |
| 160 МГц с опцией FSW-B160 |
| 320 МГц с опцией FSW-B320 |
| 500 МГц с опцией FSW-B500 |
| Внутренняя память для IQ данных | 400 миллионов точек для I и Q |
| Частота дискретизации по каждой из составляющих IQ | от 100 Гц до 200 МГц (от 100 Гц до 1 ГГц для B160/B320) |
| Диапазон измеряемых уровней | от среднего уровня шумов до +30 дБмВт2 |
| Средний уровень собственных шумов, приведенный к полосе пропускания 1 Гц, без предусилителя и включенным ЖИГ-фильтром, не более: 2 Гц < f < 100 Гц 100 Гц < f < 1 кГц 1 кГц < f < 9 кГц 9 кГц < f < 1 МГц 1 МГц < f < 1 ГГц 1 ГГц < f < 3 ГГц 1 ГГц < f < 3 ГГц (с опцией В13) 3 ГГц < f < 8 ГГц 8 ГГц < f < 13,6 ГГц 13,6 ГГц < f < 18 ГГц 18 ГГц < f < 23 ГГц 23 ГГц < f < 25 ГГц 25 ГГц < f < 30 ГГц 30 ГГц < f < 34 ГГц 34 ГГц < f < 40 ГГц 40 ГГц < f < 43.5 ГГц 43,5 ГГц < f < 47 ГГц 47 ГГц < f < 49 ГГц 49 ГГц < f < 50 ГГц 50 ГГц < f < 51 ГГц 51 ГГц < f < 55 ГГц 55 ГГц < f < 62 ГГц 62 ГГц < f < 67 ГГц | FSW50 минус 110 дБмВт минус 120 дБмВт минус 135 дБмВт минус 145 дБмВт минус 149 дБмВт минус 151 дБмВт минус 154 дБмВт минус 151 дБмВт минус 150 дБмВт минус 149 дБмВт минус 147 дБмВт минус 147 дБмВт минус 143 дБмВт минус 143 дБмВт минус 140 дБмВт минус 138 дБмВт минус 136 дБмВт минус 134 дБмВт минус 132 дБмВт — — — — | FSW67 минус 110 дБмВт минус 120 дБмВт минус 135 дБмВт минус 145 дБмВт минус 149 дБмВт минус 151 дБмВт минус 154 дБмВт минус 151 дБмВт минус 146 дБмВт минус 144 дБмВт минус 141 дБмВт минус 137 дБмВт минус 137 дБмВт минус 135 дБмВт минус 131 дБмВт минус 131 дБмВт минус 127 дБмВт минус 124 дБмВт минус 122 дБмВт минус 128 дБмВт минус 131 дБмВт минус 127 дБмВт минус 122 дБмВт |
| Средний уровень собственных шумов, приведенный к полосе пропускания 1 Гц, с включенным предусилителем и включённым ЖИГ-фильтром, не более: 100 кГц < f < 1 МГц 1 МГц < f < 3 ГГц 3 ГГц < f < 8 ГГц 8 ГГц < f < 18 ГГц | FSW50 минус 160 дБмВт минус 165 дБмВт минус 162 дБмВт минус 162 дБмВт | |
2 дБмВт - дБ относительно 1 мВт
| 18 ГГц < f < 26,5 ГГц 26,5 ГГц < f < 40 ГГц опция В24, модель 49 40 ГГц < f < 43 ГГц 43 ГГц < f < 50 ГГц опция В24, модель 51 40 ГГц < f < 43,5 ГГц 43,5 ГГц < f < 47 ГГц 47 ГГц < f < 50 ГГц | минус 161 дБмВт минус 160 дБмВт минус 157 дБмВт минус 149 дБмВт минус 157 дБмВт минус 155 дБмВт минус 153 дБмВт | |
| Средний уровень собственных шумов, приведенный к полосе пропускания 1 Гц, с включенным предусилителем и включённым ЖИГ-фильтром, не более: 100 кГц < f < 1 МГц 1 МГц < f < 3 ГГц 3 ГГц < f < 8 ГГц 8 ГГц < f < 18 ГГц 18 ГГц < f < 26,5 ГГц 26,5 ГГц < f < 35 ГГц 35 ГГц < f < 42 ГГц 42 ГГц < f < 47 ГГц 47 ГГц < f < 50 ГГц 50 ГГц < f < 52 ГГц 52 ГГц < f < 54 ГГц 54 ГГц < f < 62 ГГц 62 ГГц < f < 67 ГГц | | FSW67 минус 160 дБмВт минус 165 дБмВт минус 162 дБмВт минус 161 дБмВт минус 160 дБмВт минус 159 дБмВт минус 157 дБмВт минус 150 дБмВт минус 146 дБмВт минус 154 дБмВт минус 152 дБмВт минус 148 дБмВт минус 142 дБмВт |
| Улучшение собственных шумов с помощью математической коррекции | до 13 дБ |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня сигнала минус 10 дБмВт на частоте 64 МГц (опорный уровень минус 10 дБмВт, ослабление входного аттенюатора 10 дБ, RBW = 10 кГц) | без или с выключенной опцией FSW-B25 | с включенной опцией FSW-B25 |
| ±0,2 дБ | ±0,4 дБ |
| Неравномерность амплитудно-частотной характеристики относительно частоты 64 МГц, при ВЧ ослаблении 10 дБ, 20 дБ, 30 дБ или 40 дБ, предусилитель и электронный аттенюатор выключены, ЖИГ-фильтр включен, не более | 2 Гц < f < 9 кГц 9 кГц < f < 10 МГц 10 МГц < f < 3,6 ГГц 3, 6 ГГц < f < 8 ГГц 8 ГГц < f < 22 ГГц 22 ГГц < f < 26,5 ГГц 26,5 ГГц < f < 50 ГГц 50 ГГц < f < 67 ГГц | ±1,0 дБ ±0,45 дБ ±0,3 дБ ±0,5 дБ ±1,5 дБ ±2,0 дБ ±2,5 дБ ±3,0 дБ |
| Диапазон и шаг перестройки аттенюатора СВЧ | от 0 до 70 дБ через 5 дБ |
| дополнительно от 0 до 30 дБ с шагом 1 дБ для опции FSW-B25 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня из-за переключения ослабления входного аттенюатора на частоте 64 МГц относительно ослабления 10 дБ | ±0,2 дБ |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня из-за переключения полосы пропускания относительно RBW = 10 кГц | ±0,1 дБ |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня из-за нелинейности шкалы (при отношении сигнал/шум не менее 16 дБ) | в диапазоне от 0 до минус 70 дБ в диапазоне от минус 70 до минус 90 дБ | ±0,1 дБ ±0,2 дБ |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня в диапазоне от минус 70 дБ до 0 дБ относительно опорного уровня, при отношении сигнал/шум не менее 20 дБ, ВЧ ослаблении 10 дБ, 20 дБ, 30 дБ, 40 дБ, выключенном предусилителе, электронном аттенюаторе и включенном ЖИГ-фильтре, при уровне доверительной вероятности 95% | от 9 кГц до 10 МГц от 10 МГц до 3,6 ГГц от 3,6 ГГц до 8 ГГц от 8 ГГц до 22 ГГц от 22 ГГц до 26,5 ГГц от 26,5 ГГц до 50 ГГц от 50 ГГц до 67 ГГц | ±0,37 дБ ±0,27 дБ ±0,37 дБ ±1,4 дБ ±1,7 дБ ±2,5 дБ ±2,8 дБ |
| Относительный уровень интермодуляционных искажений 3 порядка LИМ3, выраженный в виде точки пересечения 3 порядка (TOI)3, при сдвиге по частоте не менее 5xRBW и ВЧ аттенюаторе 0 дБ, не менее до 10 МГц от 10 МГц до 1 ГГц от 1 ГГц до 3 ГГц от 3 ГГц до 8 ГГц от 8 ГГц до 13,6 ГГц от 13,6 ГГц до 40 ГГц свыше 40 ГГц | с выключенным предусилителем, Lсмес= минус 15 дБмВт | с включенным предусилителем Гсмес= минус 55 дБмВт |
| 28 дБмВт 25 дБмВт 20 дБмВт 17дБмВт 8 дБмВт 10 дБмВт 12 дБмВт | ---- минус 5 дБмВт минус 10 дБмВт минус 20 дБмВт минус 20 дБмВт минус 20 дБмВт минус 20 дБмВт |
| Относительный уровень гармонических искажений 2-го порядка Lk2, выраженный в виде точки пересечения 2-го порядка (SHI)4, при ВЧ аттенюаторе 0 дБ, не менее от 1 МГц до 500 МГц от 500 МГц до 1,5 ГГц от 500 МГц до 1,5 ГГц (с опцией FSW-B13) от 1,5 ГГц до 4 ГГц от 4 ГГц до 33,5 ГГц | с выключенным предусилителем, Ц;мес= -5 дБмВт | с включенным предусилителем Ц>мес= -50 дБмВт |
| 45 дБмВт 47 дБмВт 52 дБмВт 62 дБмВт 65 дБмВт | 10 дБмВт 10 дБмВт 10 дБмВт 10 дБмВт 10 дБмВт |
3 TOI = (2*LCMec.- L^3)/2, где: LCMec. - уровень входного сигнала на смесителе.
4 SHI = Ьсмес- Lk2, где: LCMS!C. - уровень входного сигнала смесителя.
| Уровень подавления каналов приема зеркальных частот, промежуточных частот и прочих паразитных каналов при включенном ЖИГ-фильтре, не более | минус 90 дБн2 |
| Уровень остаточных сигналов комбинационных частот при ВЧ аттенюаторе 0 дБ, не более | до 1 МГц от 1 МГц до 8900 МГц от 8,9 ГГц до 26,5 ГГц от 26,5 ГГц до 67 ГГц | минус 90 дБмВт минус 110 дБмВт минус 100 дБмВт минус 100 дБмВт |
| Уровень искажений внутреннего АЦП | полоса до 17 МГц полоса до 80 МГц полоса до 160 МГц полоса 320 МГц полоса 500 МГц | минус 100 дБн минус 80 дБн минус 70 дБн минус 67 дБн минус 60 дБн |
| Неравномерность АЧХ в полосе анализа сигналов при выключенном ЖИГ-фильтре, дБ, не более: полоса анализа до 80 МГц полоса анализа 160 МГц полоса анализа 320 МГц полоса анализа 500 МГц | ±0,5 дБ ±2,0 дБ ±2,5 дБ ±2,0 дБ |
| Режим анализатора при работе в реальном масштабе времени при выключенном ЖИГ -преселекторе |
| Диапазон значений полосы обзора | от 1 кГц до 160 МГц |
| Диапазон значений полосы пропускания | от 0,3 Гц до 25,6 МГц |
| Минимальная длительность сигнала в полосе анализа 160 МГц, определяемого со 100% вероятностью и заданной погрешностью по измерению уровня, не более | 2 мкс |
| Входное сопротивление анализатора | 50 Ом |
| КСВН входа (аттенюатор СВЧ 10 дБ) в диапазоне частот, не более | до 26,5 ГГц свыше 26,5 ГГц | 2,0 2,5 |
| Разъем СВЧ входа: | 1,85 мм «вилка» |
| Условия эксплуатации и массогабаритные характеристики |
| Рабочие условия эксплуатации: температура окружающего воздуха относительная влажность воздуха | (от 5 до 50) 0С (от 40 до 95) % |
| Условия хранения и транспортирования: температура окружающего воздуха относительная влажность воздуха, не более | (от минус 40 до 70) 0С 95 % |
| Масса без опций, не более | 24 кг |
| Габаритные размеры (ширинахвысотахглубина) | 462 мм х 240 мм х 504 мм |
| Питание от сети переменного тока | (от 100 до 240) В; (от 50 до 60) Гц |
| Потребляемая мощность, не более | 320 Вт |
| Время прогрева | 30 мин |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на переднюю панель в виде наклейки и на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки приведена в таблице 3.
Таблица 3
| Обозначение | Количество |
| Анализатор спектра FSW50, FSW67 | 1 шт. |
| Опции к анализатору (по отдельному заказу) | Согласно заказу |
| Комплект ЗИП | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| Методика поверки | 1 экз. |
Поверка
Поверка осуществляется по документу МП РТ 2112 - 2014 «Анализаторы спектра FSW50, FSW67. Методика поверки», утвержденному ФБУ «Ростест-Москва» в июле 2014 г.
Основные средства поверки:
| Наименование средства поверки | Требуемые технические характеристики средства поверки | Рекомендуемое средство поверки |
| Пределы измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Стандарт частоты | Частота выходных сигналов 5 МГц, 10 МГц | ± 5 • 10-10 за 1 год | Стандарт частоты рубидиевый GPS -12RG |
| Анализатор источников сигналов | Частота 1 ГГц | Фазовый шум -144 дБн/Гц при отстройке 10 кГц | Анализатор источников сигналов FSUP8 c опцией B60 |
| Генератор сигналов | от 100 кГц до 43,5 ГГц, (от минус 100 до 10) дБмВт | | Генератор сигналов СВЧ SMF100A |
| Аттенюатор | Частоты 64 и 128 МГц, от 0 до 100 дБ | ± 0,03 дБ | Аттенюатор ступенчатый RSC |
| Измеритель мощности | от 0 Гц до 67 ГГц от 2х10-3 до 1x102 мВт | ±(0,1...0,2) дБ | Ваттметр поглощаемой мощности СВЧ NRP-Z57 |
| Анализатор цепей | от 10 МГц до 67 ГГц КСВН: от 1,05 до 10 | ± 5% | Анализатор электрических цепей векторный ZVА67 |
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках (методах) измерений содержатся в документе “Анализаторы спектра FSW50, FSW67. Руководство по эксплуатации”.
Нормативные документы
1. ГОСТ 22261-94 "Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия".
2. Техническая документация фирмы “Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG”, Германия. Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
