Назначение
Анализаторы спектра СК4-99 предназначены для измерений параметров спектра непрерывных электромагнитных колебаний сложной формы, модулированных колебаний, паразитных и побочных колебаний, исследования спектров повторяющихся радиосигналов.
Описание
Принцип действия анализаторов спектра СК4-99 основан на методе последовательного анализа спектра сигнала в частотной области. Анализатор спектра СК4-99 является супергетеродинным приемником, частота настройки которого изменяется при перестройке частоты гетеродина. При этом спектральные составляющие сигнала последовательно преобразуются на промежуточную частоту. Сигнал промежуточной частоты усиливается, предварительно фильтруется, преобразуется в цифровую форму, подвергается цифровой фильтрации и детектированию и передается на графический жидкокристаллический индикатор в точку, соответствующую частоте спектральной составляющей, в виде вертикальной линии с амплитудой, соответствующей уровню составляющей, в результате чего на экране формируется изображение спектра сигнала в виде спектрограммы.
Анализатор спектра СК4-99 состоит из шести функциональных модулей:
- модуля входного;
- модуля гетеродинов синтезированных;
- модуля ПЧ;
- модуля обработки и управления;
- модуля индикации;
- модуля питания.
Конструктивно модули устанавливаются в анализатор спектра СК4-99 и объединяются коммутационной платой.
Общий вид анализатора спектра СК4-99 с указанием места нанесения знака утверждения типа и обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 1.
Схема пломбировки от несанкционированного доступа представлена на рисунке 2.
На лицевой панели анализаторов спектра СК4-99 размещены органы управления и цветной дисплей. Для дистанционного управления имеется встроенный интерфейс КОП по ГОСТ 26.003-80.
По условиям эксплуатации анализаторы спектра СК4-99 соответствуют требованиям группы 1.1 климатического исполнения УХЛ ГОСТ РВ 20.39.304-98.
Место нанесения знака утверждения типа
Место нанесения
знака поверки
Рисунок 1 - Общий вид анализатора спектра СК4-99
Рисунок 2 - Схема пломбировки от несанкционированного доступа
Место пломбировки
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) является встроенным и относится к категории метрологически значимого. Метрологические характеристики анализаторов спектра СК4-99 нормированы с учетом влияния ПО.
ПО анализаторов спектра СК4-99 состоит из двух взаимодействующих программ, каждая из которых функционирует на своем процессоре и представляет собой единый законченный программный модуль формата ABS. Информационная связь между процессорами осуществляется по защищенному интерфейсу.
Алгоритмы функционирования исключают возможность работы в случае непреднамеренного влияния на ПО. При включении анализаторов спектра СК4-99 рабочее ПО контролирует свою целостность по набору контрольных сумм. В случае разрушения любого из программных компонентов прибор выдает на встроенный ЖКИ соответствующее сообщение и блокирует возможность измерений.
ПО анализаторов спектра СК4-99 размещается во встроенной флэш-памяти на плате процессора и не может быть умышленно изменено или испорчено без нарушения заводских пломб.
Пользователь не имеет возможности обновления или загрузки новых версий ПО. Команды, посылаемые пользователем с клавиатуры передней панели, и пункты системного меню позволяют управлять только параметрами измерений и просмотром получаемой измерительной информации, но не могут повлиять на целостность рабочего ПО и получаемой измерительной информации.
В режиме дистанционного управления (ДУ) нет возможности внешнего влияния на ПО и формируемые измерительные данные, так как по каналу ДУ прибор принимает ограниченный набор команд, и все они связаны только с параметрами процесса измерений.
В анализатор спектра СК4-99 невозможно ввести данные извне и исказить результаты измерений.
Требования по накоплению и хранению измерительных данных в анализаторах спектра СК4-99 не предъявляются.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Уровень защиты программного обеспечения "Высокий" в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MPU | DSP |
| Цифровой идентификатор (контрольная сумма) | С712А711 | 544АА748 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC-32 | CRC-32 |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон рабочих частот при выключенном предусилителе, Гц | от 10 до 3М09 |
| Диапазон рабочих частот при включенном предусилителе, Гц | от 1-105 до 3М09 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений частоты входного синусоидального сигнала (f) в режиме связанных функций, Гц: - для Побз > 1 МГц | ±(k-f+2,5 • 10-3-Побз+2Гц)* |
| - для Побз < 1 МГц | ±(кГ+7Л10-3-Побз+2Гц)* |
| - в режиме точного измерения частоты при уровне сигнала не менее чем на 50 дБ выше уровня собственных шумов в установленной полосе пропускания | ±(k-f+0,2 Гц)* |
| Пределы допускаемой погрешности измерений разности частот (Af) двух синусоидальных сигналов в режиме связанных функций, Гц: - для Побз > 1 МГц | ±540-3-Побз* |
| - для Побз < 1 МГц | ±1,540-2-Побз* |
| - в режиме точного измерения частоты при уровне сигнала не менее чем на 50 дБ выше уровня собственных шумов в установленной полосе пропускания | ±(k-Af+0,4 Гц)* |
| Номинальные значения полосы пропускания по уровню минус 3 дБ (дискретно с шагом 1, 2, 3, 5, 10), МГц | от 1 • 10-6 до 5 и 8 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности номинальных значений полос пропускания по уровню минус 3 дБ, %: - для полос от 1 Гц до 1 МГц | ±3 |
| - для полос 2 и 3 МГц | ±10 |
| - для полосы 5 МГц | ±20 |
| - для полосы 8 МГц | ±30 |
| Коэффициент прямоугольности по уровням минус 60 дБ и минус 3 дБ, не более | 5 |
| Номинальные значения полосы пропускания по уровню минус 6 дБ, кГц | 240-3, 9 и 120 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности номинальных значений полос пропускания по уровню минус 6 дБ (для полос 200 Гц, 9 кГц и 120 кГц), % | ±3 |
| Коэффициент прямоугольности по уровням минус 60 дБ и минус 6 дБ, не более | 4 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Относительный средний уровень фазовых шумов вблизи несущей при значении центральной частоты 10 МГц, дБ/Гц, не более: - при отстройке от несущей 85 Гц | -85 |
| - при отстройке от несущей 1 кГц | -90 |
| - при отстройке от несущей 10 кГц | -95 |
| Средний уровень собственных шумов, приведенный к входу прибора, полосе пропускания 1 Гц и нулевому ослаблению входного аттенюатора, дБмВт, не более: - при выключенном предусилителе и номинальном уровне не более минус 40 дБмВт: - в диапазоне частот от 10 до 100 Гц | -90 |
| - в диапазоне частот от 0,1 до 1 кГц | -105 |
| - в диапазоне частот от 1 до 10 кГц | -120 |
| - в диапазоне частот от 10 до 100 кГц | -130 |
| - в диапазоне частот от 0,1 до 1 МГц | -138 |
| - в диапазоне частот от 1 до 10 МГц | -143 |
| - в диапазоне частот от 0,01 до 2 ГГц | -147 |
| - в диапазоне частот от 2 до 2,5 ГГц | -144 |
| - в диапазоне частот от 2,5 до 3 ГГц | -143 |
| - при включенном предусилителе и номинальном уровне не более минус 70 дБмВт: - в диапазоне частот от 100 кГц до 10 МГц | -158 |
| - в диапазоне частот от 10 МГц до 1,5 ГГц | -160 |
| - в диапазоне частот от 1,5 до 3,0 ГГц | -156 |
| Неравномерность амплитудно-частотной характеристики в режиме связанных функций, в нормальных условиях и без учета погрешности рассогласования, дБ, не более: - при выключенном предусилителе | ±0,8 |
| - при включенном предусилителе | ±1,0 |
| Неравномерность амплитудно-частотной характеристики в рабочих условиях эксплуатации, дБ, не более: - при выключенном предусилителе | ±1,2 |
| - при включенном предусилителе | ±1,5 |
| Пределы допускаемой основной погрешности измерения уровня синусоидального сигнала от 10 дБмВт при выключенном и минус 20 дБмВт при включённом предусилителе до уровня на 20 дБ выше уровня собственных комбинационных помех или среднего уровня собственных шумов в установленной полосе пропускания, в режиме связанных функций в полосах обзора от 100 Гц до 100 МГц и без учета погрешности рассогласования, дБ: - при выключенном предусилителе | ±1,2 |
| - при включенном предусилителе | ±1,4 |
| Пределы допускаемой погрешности измерения уровня в рабочих условиях эксплуатации, дБ: - при выключенном предусилителе | ±1,8 |
| - при включенном предусилителе | ±2,1 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности при измерении уровня радиосигналов, модулированных по амплитуде прямоугольными импульсами с длительностью не менее 1 мкс и частотой повторения не менее 1 кГц, дБ | ±1 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений отношения уровней синусоидальных сигналов на одной частоте в пределах от 0 дБмВт при выключенном и минус 40 дБмВт при включенном предусилителе до уровня на 20 дБ выше уровня собственных комбинационных помех или среднего уровня собственных шумов в установленной полосе пропускания, дБ | ±0,5 |
| Относительный уровень помех, обусловленных интермодуляционными искажениями третьего порядка при выключенном предусилителе, расстройке между сигналами 100 полос пропускания, но не менее 50 кГц, и одинаковом уровне синусоидальных сигналов на входе смесителя минус 30 дБмВт, дБ, не более: - в диапазоне частот от 10 до 100 МГц - в диапазоне частот от 0,1 до 3 ГГц | -75 -80 |
| Относительный уровень помех, обусловленных гармоническими искажениями, при выключенном предусилителе и уровне синусоидального сигнала на входе смесителя равном минус 45 дБмВт, дБ, не более: - в диапазоне частот входного сигнала от 10 до 400 МГц - в диапазоне частот входного сигнала от 0,4 до 1,0 ГГц - в диапазоне частот входного сигнала от 1,0 до 1,5 ГГц | -70 -85 -75 |
| Относительный уровень помех, обусловленных комбинационными искажениями, при воздействии на вход прибора синусоидального сигнала с частотой, лежащей в пределах диапазона от 10 МГц до 3 ГГц при выключенном предусилителе и уровне синусоидального сигнала на входе смесителя минус 40 дБмВт, при отстройке от сигнала не менее 2 %, дБ, не более | -70 |
| Уровень собственных комбинационных помех при отсутствии сигнала на входе прибора, приведенный к входу прибора и нулевому ослаблению входного аттенюатора, в диапазоне частот от 100 кГц до 3 ГГц при выключенном предусилителе, дБмВт, не более | -95 |
| Ослабление зеркального канала, дБ, не менее | 70 |
| Номинальное значение входного сопротивления прибора в канале 7/3,04, Ом | 50 |
| КСВН входа при ослаблении входного аттенюатора 10, 20, 30 дБ, не более | 2 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающей среды, °С. - относительная влажность при температуре 25 °С, %. - атмосферное давление, кПа | от 15 до 25 от 30 до 80 от 84 до 106 |
| * где: k = 1,0М0-7 при работе с внутренним опорным генератором за год в нормальных условиях; k = 1,5М0-7 при работе с внутренним опорным генератором за год в рабочих условиях; при работе с внешним опорным генератором k равно пределу погрешности его частоты; Побз — установленная полоса обзора. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В | 220+22 |
| - частота переменного тока, Гц | 50+2,5 |
| Потребляемая мощность, В •А, не более | 140 |
| Г абаритные размеры средства измерений, мм, не более | |
| - высота | 216 |
| - ширина | 371 |
| - длина | 500 |
| Масса, кг, не более | 15 |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура окружающего воздуха, °С | от 0 до +40 |
| - относительная влажность при температуре 25 °С, % | до 98 |
| - атмосферное давление, кПа | от 60 до 106 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 8000 |
Знак утверждения типа
наносится на верхний отгиб передней панели анализатора спектра СК4-99 с правой стороны сеткографическим методом и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Состав поставки анализатора приведён в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность анализатора спектра СК4-99
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Анализатор спектра СК4-99 | ЯНТИ.411168.010 | 1 |
| Упаковка, содержащая: | ЯНТИ.411915.636 | 1 |
| - кейс | ЯНТИ.323366.020 | 1 |
| - шнур соединительный | ЯНТИ.685631.010-04 | 1 |
| - вставка плавкая ВП2Б-1В 6,3А 250В | ОЮ0.481.005 ТУ-Р | 2 |
| - диск: ЯНТИ.01034-01 Программа для ОС Win95 (Win98) | ЯНТИ.467617.047 | 1 |
| диск | ЯНТИ.467613.088 | 1 |
| - руководство по эксплуатации, часть 1 - руководство по эксплуатации, часть 2: | ЯНТИ.411168.010РЭ | 1 |
| книга 1 | ЯНТИ.411168.010РЭ1 | 1 |
| книга 2 | ЯНТИ.411168.010РЭ1 | 1 |
| - формуляр | ЯНТИ.411168.010ФО | 1 |
| Упаковка, содержащая: | ЯНТИ.411915.637 | 1 |
| коробка | ЯНТИ.323229.136 | 1 |
Поверка
осуществляется по документу ЯНТИ.411168.010РЭ «Анализатор спектра СК4-99. Руководство по эксплуатации. Часть 1», раздел 8 «Поверка прибора», утверждённому ФГБУ «ГНМЦ» Минобороны России в январе 2017 года.
Основные средства поверки:
Калибратор переменного напряжения широкополосный Н5-3 (рег.№ 20769-01), диапазон воспроизводимого напряжения переменного тока от 0,1 мВ до 3 В; пределы допускаемой погрешности воспроизведения напряжения ±(0,2-2,0) % в диапазоне частот от 10 Гц до 50 МГц.
Вольтметр импульсный В4-24 (рег. № 11821-00), диапазон измеряемого напряжения от 10 до 1000 мВ; пределы погрешности измерения напряжения ± 10 %.
Ваттметр поглощаемой мощности М3-90 (рег. № 11477-88), диапазон измеряемой мощности от 10 до 200 мкВт, пределы допускаемой основной погрешности измерения мощности ± (4 - 6) % в диапазоне частот от 50 МГц до 8 ГГц.
Стандарт частоты Ч1-81 (рег. № 13442-92), частота выходного сигнала 5 МГц, пределы допускаемой относительной погрешности по частоте ± Г10-8.
Частотомер электронно-счетный вычислительный Ч3-64/1 (рег. № 9135-83), диапазон измеряемых частот от 5 до 15 МГц, относительная погрешность по частоте не более 1-10’7.
Генератор импульсов Г5-60 (рег. № 5463-76), амплитуда импульсов 1,6 В, период следования импульсов 20 мкс, длительность импульсов 1 и 10 мкс.
Генератор сигналов высокочастотный Г4-151 (рег. № 8094-81), частота 50 МГц, импульсная модуляция - период следования импульсов 20 мкс, длительность импульсов 1 и 10 мкс.
Генератор сигналов высокочастотный Г4-164 (рег. № 9611-84), диапазон частот от 50 до 630 МГц, пределы погрешности установки частоты ± Г10-7.
Синтезатор частот РЧ6-05 (диапазон выходных частот от 50 до 1100 МГц, пределы относительной погрешности по частоте ± 5 • 10-7).
Синтезатор частот РЧ6-01 (диапазон частот от 1,1 до 3 ГГц, пределы относительной погрешности по частоте ± 5 • 10-7).
Синтезатор частот РЧ6-02 (частота 8 ГГц, пределы относительной погрешности по частоте ± 5-10-7).
Стандарт частоты Ч1-84А (рег. № 31436-06), частота выходного сигнала 10 МГц, относительный уровень фазовых шумов при отстройке 85 Гц - минус 105 дБ/Гц, 1 кГц -минус 110 дБ/Гц, 10 кГц - минус 115 дБ/Гц.
Установка для измерения ослабления ДК1-16 (рег. № 9180-83), диапазон частот от 100 до 3000 МГц, пределы погрешности ± 0,01 дБ.
Источник питания Б5-71 (рег. № 11999-89), напряжение 27 В, ток 2,8 А.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых анализаторов спектра СК4-99 с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на лицевую панель анализаторов спектра СК4-99 и на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ РВ 20.39.302-98 - ГОСТ РВ 20.39.305-98
ГОСТ РВ 20.39.309-98
ГОСТ 22741-98 Анализаторы спектра последовательного действия. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ЯНТИ.411168.010ТУ Анализатор спектра СК4-99. Технические условия
