JJF 1988-2022 通信信號分析儀校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范通信信號分析儀校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforCommunicationSignalAnalyzers2022-09-26發(fā)布2023-03-26實(shí)施JJF1988—2022通信信號分析儀校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforCommunicationSignalAnalyzers歸口單位：全國光學(xué)計量技術(shù)委員會主要起草單位：國家通信計量站參加起草單位：江蘇省計量科學(xué)研究院中國計量科學(xué)研究院本規(guī)范委托全國光學(xué)計量技術(shù)委員會負(fù)責(zé)解釋JJF1988—2022本規(guī)范主要起草人：黃震(國家通信計量站)陳龍泉(國家通信計量站)孫小強(qiáng)(國家通信計量站)參加起草人：武軍(江蘇省計量科學(xué)研究院)徐楠(中國計量科學(xué)研究院)I (1) (1) (1) 5計量特性 5.2光通道等效有效值噪聲 5.3平均光功率 5.4消光比示值 5.5光參考接收機(jī) 5.6光參考接收機(jī)頻率衰減 6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 7.3外觀和工作正常性檢查 7.5光輸入口回波損耗 7.9光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差 (10) (11)7.13直流增益誤差 (11) (12) (12)Ⅱ9復(fù)校時間間隔 附錄A推薦原始記錄格式 (14)附錄B推薦校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式 (17)附錄C通信信號分析儀校準(zhǔn)結(jié)果測量不確定度評定示例 (20)附錄D基于光外差法的光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬頻率響應(yīng)誤差測試方法 (35)JJF1988—2022ⅢJJF1071—2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本校準(zhǔn)規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布，1通信信號分析儀校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于工作原理采用等效時間采樣的、標(biāo)稱模擬帶寬不高于20GHz的通信信號分析儀的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJG965—2013通信用光功率計檢定規(guī)程JJF1057—1998數(shù)字存儲示波器校準(zhǔn)規(guī)范ITU-TG.957(03/2006)與同步數(shù)字系列有關(guān)的設(shè)備和系統(tǒng)的光接口(Opticalinterfacesforequipmentsandsystemsrelatingtothesynchronousdigitalhierarchy)凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。3術(shù)語使用示波器觀測傳輸信號，當(dāng)示波器的水平掃描周期和被測信號碼元定時同步時，示波器就能顯示類似人眼的圖形，這一圖形稱為眼圖，如圖1所示。3.2眼圖模板eyediagrammask眼圖模板是判斷眼圖測試結(jié)果是否合格的依據(jù)。眼圖模板規(guī)定了邏輯“1”電平、邏輯“0”電平的容限，以及上升時間、下降時間的容限。如圖1中1、2、3部分的組合為一眼圖模板。3.3消光比extinctionratioER通信信號分析儀的消光比(ER)示值由式(1)計算得到。JJF1988—20222如圖2所示，通信信號分析儀選取所顯示眼圖中間的20%時間間隔部分，向垂直軸投影作直方圖，直方圖的中心值(平均值)分別記做P?、P。通信信號分析儀，又稱眼圖儀或光示波器，是對光纖數(shù)字通信測量系統(tǒng)光發(fā)射機(jī)進(jìn)通信信號分析儀一般由光參考接收機(jī)和示波器兩大部分組成，原理如圖3所示。光參考接收機(jī)，具有低通濾波器的特性，主要完成光信號到電信號的轉(zhuǎn)換功能。示波器一般為等效時間采樣型數(shù)字示波器，通常工作在外觸發(fā)方式下，主要完成眼圖顯示、分析低通垂低通垂OO發(fā)o5.1光輸入口回波損耗≥15dB(多模光纖，850nm/13005.3.2光功率監(jiān)測范圍：-30dBm～035.4消光比示值最大允許誤差：±0.5dB。5.5光參考接收機(jī)5.5.2頻率響應(yīng)誤差：—6dB。5.6光參考接收機(jī)頻率衰減5.6.1光參考接收機(jī)的傳遞函數(shù)：符合ITU-TG.957(03/2006)附錄B的規(guī)定。該傳遞函數(shù)可用四階貝塞爾-湯姆遜響應(yīng)函數(shù)表征，見式(2)。5.6.2光參考接收機(jī)頻率衰減標(biāo)稱值：見表1。5.6.3光參考接收機(jī)頻率衰減最大允許誤差：見表1。頻率(f,=0.75f。)衰減標(biāo)稱值/dB最大允許誤差/dB0.03f:0.0—0.2f,0.1土0.30.4f,0.40.6f,0.8f:4.5土0.3土0.31.4f:6.41.6f:8.5土0.902.0f,2.67f.21.5士2.05.8電通道上升時間5.9直流增益最大允許誤差：±2%。46.1.2相對濕度：不大于80%。d)測量不確定度：不超過4%(850n5a)直流電壓范圍：1mV~5V。校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表見表2。序號項(xiàng)目名稱1光輸入口回波損耗2光通道等效有效值噪聲3平均光功率4消光比示值誤差5光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差6光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差7電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差8電通道上升時間9直流增益誤差時間間隔測量誤差JJF1988—202267.2.1進(jìn)行各項(xiàng)目校準(zhǔn)時，所用測量標(biāo)準(zhǔn)儀器、配套設(shè)備，以及被校通信信號分析儀(以下簡稱被校儀表)均應(yīng)按照說明書要求進(jìn)行預(yù)熱。7.2.2測量標(biāo)準(zhǔn)、配套設(shè)備，以及被校儀表應(yīng)置于穩(wěn)定的隔振平臺上，連接光纖可靠7.3.1采用目視方式對被校儀表的外觀及工作正常性進(jìn)行檢查。被校儀表的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)完好，開關(guān)、按鍵、旋鈕等操作靈活可靠，標(biāo)志清晰明確，外露件不應(yīng)有松動和機(jī)械損傷。被校儀表應(yīng)配有光采樣模塊或者光電混合采樣模塊，且被校儀表(包括所配模塊)具有完成校準(zhǔn)所需的全部附件。7.3.2將被校儀表通電。被校儀表顯示菜單內(nèi)容應(yīng)完整，菜單所顯示的模塊、通道等信息應(yīng)和實(shí)際配置一致。通過面板按鍵操作或者菜單設(shè)置，應(yīng)能完成模塊、通道、觸發(fā)源等配置。7.3.3將7.3.1、7.3.2的檢查結(jié)果記錄到附錄A.1中。7.4.1按圖4所示連接儀表。7.4.2被校儀表的觸發(fā)方式設(shè)置為外觸發(fā)模式，選擇被校儀表光參考接收機(jī)的濾波器7.4.3設(shè)置脈沖碼型發(fā)生器的工作速率與被校儀表光參考接收機(jī)的濾波器類型一致，發(fā)送圖案設(shè)置為偽隨機(jī)序列。觸發(fā)信號外調(diào)制光發(fā)射機(jī)發(fā)生器圖4眼圖測量功能檢查儀表連接示意圖7.4.4運(yùn)行被校儀表，被校儀表應(yīng)顯示如圖1所示的圖形。模板和眼圖之間應(yīng)有一定7.4.5改變被校儀表光參考接收機(jī)的濾波器類型、眼圖模板、脈沖碼型發(fā)生器的工作速率，并保持一致，重復(fù)7.4.4操作，逐一檢查不同濾波器類型被校儀表的眼圖測量7.5.1按圖5所示連接儀表。O被校儀表圖5光輸入口回波損耗校準(zhǔn)儀表連接示意圖77.5.3將光回波損耗測試儀輸出端的測試光纖與被校儀表光輸入口相連接，設(shè)定光回波損耗測試儀光源的波長，讀取測量結(jié)果，記錄到附錄A.3中。7.5.4改變光回波損耗測試儀的測試波長，重復(fù)7.5.3操作。7.6.2完成光通道的消光比或黑電平校準(zhǔn)。讀取此時被校儀表顯示的光功率有效值，7.6.3改變?yōu)V波器設(shè)置，重復(fù)7.6.1、7.6.2操作。7.7.1校準(zhǔn)方法參考JJG965—2013的6.3.2。按圖6所示連接儀表。激光源光衰減器「被校儀表7.7.2設(shè)置被校儀表光通道的波長為850nm/1310nm/1550nm。設(shè)置穩(wěn)定激光光7.7.3將可變光衰減器輸出端，通過光纖活動連接器連接至光功率計。調(diào)整可變光衰減器的衰減量，使光功率計的指示值處于被校儀表技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的光功率監(jiān)測范圍的下限。待示值穩(wěn)定后，讀取光功率計示值P,單7.7.4將可變光衰減器輸出端，通過光纖活動連接器連接至被校儀表的輸入口。設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式，調(diào)整垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置，使得被校儀表顯示的掃線處于全屏幕的20%附近。啟動被校儀表的平均光功率測量功能，單7.7.5分別計算光功率計示值P、被校儀表示值Pn次測量結(jié)果的平均值，分別得7.7.6減少可變光衰減器的示值(建議調(diào)整間隔不超過5dB),使光功率計顯示下一個校準(zhǔn)功率點(diǎn)，重復(fù)7.7.3、7.7.4、7.7.5操作，得到不同校準(zhǔn)點(diǎn)的光功率計和被校儀7.7.7在整個光功率監(jiān)測范圍內(nèi)，被校儀表的掃線應(yīng)處于全屏幕的20%～80%范圍內(nèi)。隨著輸入功率增大，若顯示的掃線超過全屏幕的80%時，則應(yīng)通過調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置等參數(shù)，確保該掃線保持在全屏幕的80%附近，直到光功率監(jiān)測范圍7.7.8分別改變穩(wěn)定激光光源、可變光衰減器、光功率計和被校儀表的測試波長，并8保持一致，重復(fù)7.7.3～7.7.7操作。7.8消光比示值誤差7.8.1按圖7(a)所示連接儀表。設(shè)置寬帶示波器的觸發(fā)方式為外觸發(fā)模式。07.8.2根據(jù)被校儀表光參考接收機(jī)濾波器類型，設(shè)置脈沖碼型發(fā)生器的工作速率。分別設(shè)置脈沖碼型發(fā)生器圖案為全“1”、全“0”,從寬帶示波器分別讀取對應(yīng)的符號“1”電平、符號“0”電平，將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.6.1中。按式(3)計算得到消光比ER,作為參考值，記錄到附錄A.6.3中。7.8.3按圖7(b)所示連接儀表。設(shè)置脈沖碼型發(fā)生器的圖案為27-1偽隨機(jī)序列。設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為外觸發(fā)模式，被校儀表光通道的波長為外調(diào)制光發(fā)射機(jī)光源的標(biāo)稱波長，選通與脈沖碼型發(fā)生器工作速率對應(yīng)的光參考接收機(jī)濾波器。7.8.4適當(dāng)設(shè)置可變光哀減器的衰減量，確保被校儀表所顯示的眼圖清晰，并且眼圖位于屏幕中間垂直方向覆蓋約60%～70%屏幕范圍。開啟被校儀表的平均光功率測量功能，讀取示值，將所設(shè)參數(shù)、平均光功率示值記錄到附錄A.6.2中。7.8.5按照被校儀表使用說明書提供的自校準(zhǔn)方法和要求，對被校儀表進(jìn)行消光比或者黑電平自校準(zhǔn)。待自校準(zhǔn)完成后，輸人光信號并啟動消光比測量功能，單位設(shè)置為dB。待消光比示值穩(wěn)定后，讀取該示值ER。消光比示值誤差δ按式(4)計算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.6.3中。7.8.6根據(jù)被校儀表所配光參考接收機(jī)的濾波器類型，改變脈沖碼型發(fā)生器的工作速率，重復(fù)7.8.2～7.8.5操作。7.9光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差7.9.1按圖8所示連接儀表。97.9.2設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式，光參考接收機(jī)的濾波器置于關(guān)閉狀態(tài)。7.9.3設(shè)置微波信號源的輸出頻率為100MHz(基準(zhǔn)頻率),適當(dāng)設(shè)置輸出電平(不超過被校儀表最大垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的8倍),由微波功率計測量得到輸入外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的信號幅度值。調(diào)整可變光衰減器，用光功率計監(jiān)視平均光功率值，使得輸入被校儀表的平均光功率在其監(jiān)測范圍內(nèi)。調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置，使得顯示的信號波形覆蓋全屏幕的80%左右。開啟被校儀表的信號幅度測量功能，待示值穩(wěn)定后，讀取該示值H。,記錄到附錄A.7中。7.9.4將微波信號源的輸出頻率設(shè)置為被校儀表光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的上限頻率，由微波功率計監(jiān)視輸入外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的信號幅度值，該值應(yīng)與7.9.3中的測得值保持一致。必要時，可調(diào)整微波信號源的輸出幅度值，以滿足上述要求。在被校儀表輸人端用光功率計監(jiān)測輸人光功率，適當(dāng)調(diào)整可變光衰減器，確保光功率示值和7.9.3的示值保持一致。待被校儀表幅度示值穩(wěn)定后，讀取該示值H記錄到附錄A.7中。7.9.5光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬(上限頻率)的頻率響應(yīng)誤差δ(相對于基準(zhǔn)頻率)按式(5)計算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.7中。式中：H。為基準(zhǔn)頻率的幅度，H為標(biāo)稱帶寬(上限頻率)的幅度。7.9.6光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差也可使用基于光外差原理的校準(zhǔn)方法，詳細(xì)步驟參見附錄D。7.10光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差7.10.1按圖8所示連接儀表。7.10.2設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式，光參考接收機(jī)的濾波器置于開啟狀態(tài)，該濾波器的信號速率為f。7.10.3設(shè)置微波信號源的輸出頻率為0.03f。(基準(zhǔn)頻率),適當(dāng)設(shè)置輸出電平(不超過被校儀表最大垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的8倍),由微波功率計測量得到輸入外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的信號幅度值。調(diào)整可變光衰減器，用光功率計監(jiān)視平均光功率值，使得輸入被校儀表的平均光功率在其監(jiān)測范圍內(nèi)。調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置，使得顯示的信號波形覆蓋全屏幕的80%左右。開啟被校儀表的信號幅度測量功能，待示值穩(wěn)定后，讀取該示值，記錄到附錄A.8中。7.10.4將微波信號源的輸出頻率設(shè)置為大于基準(zhǔn)頻率的其他頻率，由微波功率計監(jiān)視輸入外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的信號幅度值，該值應(yīng)與7.10.3中的測得值保持一致。必要時，可調(diào)整微波信號源的輸出幅度。在被校儀表輸入端用光功率計監(jiān)測輸人光功率，適當(dāng)調(diào)整可變光衰減器，確保光功率示值和7.10.3的示值保持一致。待被校儀表幅度示值穩(wěn)定后，讀取該數(shù)值記錄到附錄A.8中。7.10.5該頻率的頻率衰減實(shí)際值δ;(相對于基準(zhǔn)頻率)按式(6)計算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.8中。7.10.6頻率哀減誤差△按式(7)計算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.8中。式中：0;。為該頻率的頻率衰減標(biāo)稱值(數(shù)值參見本規(guī)范表1),8,為該頻率的頻率衰減實(shí)際值。7.10.7按照表1所列頻率，依次設(shè)置微波信號源的輸出頻率，最大至2.67f?,重復(fù)7.10.3、7.10.4、7.10.5、7.10.6操作，得到其他頻率的頻率衰減誤差△。7.10.8光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差也可使用基于光外差原理的校準(zhǔn)方法，具體方法可參考附錄D7.11電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差7.11.1校準(zhǔn)方法參考JJF1057—1998的17。按圖9所示連接儀表。將被校儀表的觸發(fā)方式設(shè)置于內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式，并啟動信號幅度測量功能。7.11.2設(shè)置微波信號源的輸出信號頻率為基準(zhǔn)頻率(一般為100MHz),輸出電平為0dBm。由微波功率計對輸入被校儀表的信號幅度進(jìn)行定標(biāo)。調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)和垂直偏置，使得被校儀表顯示的波形居中，并且覆蓋全屏幕高度的約80%。讀取被校儀表的幅度示值H。,作為基準(zhǔn)幅度，記錄到附錄A.9中。7.11.3將微波信號源的輸出頻率設(shè)置為被校儀表電通道標(biāo)稱帶寬的上限頻率，由微波功率計定標(biāo)，確保其示值與7.11.2中的定標(biāo)值保持一致(必要時調(diào)整微波信號源的輸出幅度設(shè)置)。待被校儀表示值穩(wěn)定后，讀取被校儀表的幅度示值H,記錄到附錄7.11.4標(biāo)稱帶寬(上限頻率)的頻率響應(yīng)誤差δ(相對于基準(zhǔn)頻率)按式(8)計算。將數(shù)據(jù)記錄到附錄A.9。式中：H。為基準(zhǔn)頻率的幅度，H為標(biāo)稱帶寬(上限頻率)的幅度。7.12電通道上升時間7.12.1校準(zhǔn)方法參考JJF1057—1998的18。按圖10所示連接儀表。將被校儀表的觸發(fā)方式設(shè)置于外觸發(fā)模式，并啟動信號上升時間測量功能。7.12.2調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)、垂直偏置，掃描時間因數(shù)，使得被校儀表顯示如圖11所示的波形。設(shè)置被校儀表的上升時間起止點(diǎn)分別為幅度的10%和90%,并讀取該示值，記錄到附錄A.10中。7.13直流增益誤差7.13.1校準(zhǔn)方法參考JJF1057—1998的24.2。按圖12所示連接儀表。將被校儀表的觸發(fā)方式設(shè)置于內(nèi)觸發(fā)或自由運(yùn)行模式，采用平均測量模式，被校儀表垂直偏置設(shè)置7.13.2按照附錄A.11所列輸人直流電壓，設(shè)置示波器校準(zhǔn)儀分別輸出正直流電壓Ur+、負(fù)直流電壓U,,被校儀表顯示的掃線高度分別位于屏幕的80%附近和20%附近。打開游標(biāo)測量功能，將游標(biāo)分別移動至掃線的中央，分別讀取掃線的電壓測量值U.、U。直流增益實(shí)際值G按式(9)計算上述結(jié)果記錄到附錄A.11中。式中：G。為直流增益標(biāo)稱值，通常等于1。7.13.3按照附錄A.11中的要求，分別改變示波器校準(zhǔn)儀的輸出電壓、被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)，重復(fù)7.13.2。7.14時間間隔測量誤差7.14.1校準(zhǔn)方法參考JJF1057—1998的22。按圖13所示連接儀表。設(shè)置被校儀表的觸發(fā)方式為外觸發(fā)模式，并啟動信號周期測量功能。7.14.2設(shè)置被校儀表掃描時間因數(shù)，并設(shè)置示波器校準(zhǔn)儀時標(biāo)信號的周期T。(掃描時間因數(shù)的6倍),調(diào)整被校儀表的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)，使得被校儀表顯示穩(wěn)定的周期信號。讀取被校儀表的周期示值T,按式(11)計算時間間隔測量誤差δ。將掃描時間因數(shù)、示波器校準(zhǔn)時標(biāo)信號周期T。、被校儀表周期示值T,以及時間間隔測量誤差δ記錄到7.14.3改變被校儀表的掃描時間因數(shù)，重復(fù)7.14.2操作。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)通信信號分析儀校準(zhǔn)后，出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包含以下信息：b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收日期；h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號：JJF1988—2022j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；1)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；復(fù)校時間間隔建議為12個月。JJF1988—2022A.1外觀和工作正常性檢查型號出廠編號外觀開關(guān)、按鍵、旋鈕菜單正常/完好正常/完好正常/完好非正常狀態(tài)情況描述非正常狀態(tài)情況描述非正常狀態(tài)情況描述A.2眼圖測量功能檢查A.3光輸人口回波損耗A.4光通道等效有效值噪聲帶寬濾波器狀態(tài)光通道等效有效值噪聲A.5平均光功率P標(biāo)準(zhǔn)值P.P示值P,A.6消光比示值誤差A(yù).6.1寬帶示波器示值符號“0”電平A.6.2被校儀表設(shè)置信號速率Mbit/s信號波長nm濾波器輸人平均光功率垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)pW/div垂直偏置A.6.3消光比示值誤差A(yù).7光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差標(biāo)稱帶寬HHA.8光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差濾波器頻率幅度示值頻率衰減/dB標(biāo)稱值δ誤差△;f。=(基準(zhǔn)頻率)0.00.2f。0.10.44.56.48.521.5JJF1988—2022A.9電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差標(biāo)稱帶寬頻率幅度值頻率響應(yīng)誤差δ/dB基準(zhǔn)頻率H。標(biāo)稱帶寬上限頻率HA.10電通道上升時間掃描時間因數(shù)上升時間A.11直流增益誤差垂直偏轉(zhuǎn)輸入直流電壓被校儀表示值實(shí)際增益GU.U,UU.-3mV2mV/DIV6mV-6mV5mV/DIV-15mV30mV20mV/DIV60mV50mV/DIV300mV—300mV600mVA.12時間間隔測量誤差掃描時間因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值T。示值T測量誤差δB.1眼圖測量功能檢查濾波器眼圖顯示B.2光輸入口回波損耗擴(kuò)展不確定度B.3光通道等效有效值噪聲帶寬濾波器光通道等效有效值噪聲B.4平均光功率標(biāo)稱波長/nm標(biāo)準(zhǔn)值/dBm示值/dBm擴(kuò)展不確定度850/1310/1550850/1310/1550B.5消光比示值誤差信號速率信號波長濾波器輸入平均光功率垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)垂直偏置消光比/dB參考值示值示值誤差擴(kuò)展不確定度B.6光參考接收機(jī)標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差基準(zhǔn)頻率：100MHz濾波器：關(guān)閉標(biāo)稱帶寬上限頻率頻率響應(yīng)誤差/dBB.7光參考接收機(jī)頻率衰減的誤差基準(zhǔn)頻率：濾波器頻率頻率衰減實(shí)際值/dB誤差/dBB.8電通道標(biāo)稱帶寬的頻率響應(yīng)誤差基準(zhǔn)頻率：100MHz標(biāo)稱帶寬上限頻率頻率響應(yīng)誤差/dBB.9電通道上升時間掃描時間因數(shù)上升時間擴(kuò)展不確定度B.10直流增益誤差擴(kuò)展不確定度JJF1988—2022B.11時間間隔測量誤差掃描時間因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值示值擴(kuò)展不確定度示值誤差通信信號分析儀校準(zhǔn)結(jié)果測量不確定度評定示例C.1平均光功率采用間接測試法對通信信號分析儀平均光功率示值作校準(zhǔn)，測量模型為P?=P?+δP?+δP?+δP?+δP?+δP?P,—被校儀表示值；P。—(標(biāo)準(zhǔn))光功率計示值；δP,——光源功率穩(wěn)定性的影響；?P,—(標(biāo)準(zhǔn))光功率計線性度的影響；δP——被校儀表光譜響應(yīng)度的影響；δP—被校儀表示值分辨力的影響；oP,——不同光纖參數(shù)的影響；?P—被校儀表測量重復(fù)性的影響。本測量模型為線性測量模型，且對應(yīng)于所有輸入量的靈敏系數(shù)的絕對值均等于1。C.1.2測量不確定度分量根據(jù)式(C.1)給出的測量模型，共有7個影響量，包括(標(biāo)準(zhǔn))光功率計測量不準(zhǔn)、光源功率穩(wěn)定性、(標(biāo)準(zhǔn))光功率計線性度、不同光纖參數(shù)、被校儀表光譜響應(yīng)度、示值分辨力，以及測量重復(fù)性。C.1.2.1(標(biāo)準(zhǔn))光功率計測量不準(zhǔn)的影響P。(標(biāo)準(zhǔn))光功率計校準(zhǔn)證書給出的擴(kuò)展不確定度為0.8%,以分貝為單位是0.035dB,C.1.2.2光源功率穩(wěn)定性的影響δP,穩(wěn)定激光源的計量證書給出1310nm光源的功率穩(wěn)定度為士0.005dB(15min),以均勻分布估計，于是C.1.2.3(標(biāo)準(zhǔn))光功率計線性度的影響δP,±0.004dB,以均勻分布估計。于是C.1.2.4被校儀表光譜響應(yīng)度的影響P參照同類型探測器指標(biāo)和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)得到，在(1310±20)nm范圍內(nèi)，光譜響應(yīng)度為±0.04%,以分貝為單位是±0.002dB,以均勻分布估計。于是C.1.2.5被校儀表示值分辨力的影響δP被校儀表示值分辨力為士0.01dB,以均勻分布估計。于是C.1.2.6被校儀表測量重復(fù)性的影響δP,由于(標(biāo)準(zhǔn))光功率計的測量重復(fù)性非常好，約為±0.001dB可以忽略不計，這里主要考慮被校儀表的測量重復(fù)性。當(dāng)(標(biāo)準(zhǔn))光功率計示值為—1.40dBm時，在同等條件下，重復(fù)測量3次，被校儀表的示值分別為—1.44dBm、-1.45dBm、—1.42dBm。采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。使用不同光纖，光纖參數(shù)差異對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這部分影響不超過±0.013dB,以均勻分布估計。于是C.1.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.1給出各不確定度分量的匯總表。表C.1平均光功率不確定度分量匯總表標(biāo)準(zhǔn)不確定度a(x;)C;1均勻1均勻1均勻1均勻11均勻1考慮到被校儀表測量重復(fù)性和示值分辨力引入的不確定度分量重復(fù)貢獻(xiàn)，合成時僅保留較大一個(本例中保留測量重復(fù)性引入的分量)。沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(P?)=√u(P。)+u(δP?)+u3(P)+u(8Pa)+u'(P)+u(P.)=0.026C.1.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為C.2光輸入口回波損耗C.2.1測量模型光輸入回波損耗由光回波損耗測試儀直接測量得到，測量模型為R——被校儀表光輸人口回波損耗；Ra——光回波損耗測試儀示值；8R——示值分辨力的影響；δR,——測量重復(fù)性的影響。本測量模型為線性測量模型，且對應(yīng)于所有輸入量的靈敏系數(shù)的絕對值均等于1。C.2.2測量不確定度分量根據(jù)式(C.2)給出的測量模型，共有3個影響量，包括光回波損耗測試儀測量不準(zhǔn)、測量重復(fù)性、示值分辨力。C.2.2.1光回波損耗測試儀測量不準(zhǔn)的影響R,已知光回波損耗測試儀的最大允許誤差為±0.4dB,以均勻分布估計。于是C.2.2.2光回波損耗測試儀示值分辨力的影響δR光回波損耗測試儀的示值分辨力為0.1dB,以均勻分布估計。于是C.2.2.3光回波損耗測試儀測量重復(fù)性的影響δR,在同等條件下，重復(fù)測量3次，示值分別為30.9dB、31.0dB、31.2dB。采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.2給出各不確定度分量的匯總表。23輸入量X估計值x標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(r)概率分布靈敏系數(shù)C;不確定度分量u:(y)Ra0.23均勻10.230.000.029均勻10.0290.000.18正態(tài)10.18R.30.9dB0.29dB考慮到光回波損耗測試儀的測量重復(fù)性和分辨力引人的不確定度分量重復(fù)貢獻(xiàn)，合成時僅保留較大一個(本例中保留測量重復(fù)性引入的分量)。沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.2.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為C.3消光比C.3.l測量模型采用間接測試法對通信信號分析儀消光比做校準(zhǔn)，由寬帶示波器作為測量標(biāo)準(zhǔn)，其測量結(jié)果為參考值。被校儀表消光比的示值誤差δ可表示為但考慮到測量系統(tǒng)存在的各種影響量，測量模型為δ=ER,—ER。+δE,+δE—6E。+6E?—δE(C.3)式中：ER,——被校儀表的消光比示值；ER,——測量標(biāo)準(zhǔn)的消光比示值；E——被校儀表測量重復(fù)性的影響；E2——被校儀表光功率測量不準(zhǔn)的影響，δE——測量標(biāo)準(zhǔn)測量重復(fù)性的影響；8E光調(diào)制信號發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性對被校儀表示值的影響；oE;——光調(diào)制信號發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性對測量標(biāo)準(zhǔn)示值的影響。本測量模型為線性測量模型，且對應(yīng)于所有輸人量的靈敏系數(shù)的絕對值均等于1。C.3.2測量不確定度分量根據(jù)式(C.3)給出的測量模型，共有6個影響量，包括被校儀表的測量重復(fù)性、光功率測量不準(zhǔn)，測量標(biāo)準(zhǔn)的幅度測量不準(zhǔn)、測量重復(fù)性，以及光調(diào)制信號發(fā)生器的穩(wěn)定性對消光比值的影響。C.3.2.l被校儀表測量重復(fù)性的影響δE1對一被測信號，在同等條件下重復(fù)測量5次，測量數(shù)據(jù)詳見表C.3。序號i測量結(jié)果E。/dB12345平均值E,實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.01由被校儀表測量重復(fù)性引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.3.2.2被校儀表光功率測量不準(zhǔn)的影響δE2被校儀表的消光比示值ER,是由被校儀表通過分別測量符號“1”的平均光功率(P1)和符號“0”的平均光功率(P。),按式(C.4)計算得到。被校儀表光功率測量不準(zhǔn)引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，可按式(C.5)計算得到。um(P1)——符號“1”平均光功率的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度；um(P。)—符號“0”平均光功率的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。被校儀表測量平均光功率的最大允許誤差為±5%,以均勻分布估計。于是，測量符號“1”、符號“0”相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為代人(C.5)計算得到C.3.2.3測量標(biāo)準(zhǔn)測量重復(fù)性的影響6E3由測量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)測量符號“1”電平(E1)、符號“0”電平(E?),按式(C.6)計算得到消光比參考值。對一被測信號，在同等條件下重復(fù)測量5次，測量數(shù)據(jù)詳見表C.4。12345平均值E,將相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度um代入下式，計算得到由測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.3.2.4光調(diào)制信號發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性對消光比示值的影響8E、8E?由于光調(diào)制信號發(fā)生系統(tǒng)不穩(wěn)定，會造成符號“1”、符號“0”的平均光功率不穩(wěn)定，相對于平均值存在一定的偏差±8P?、±δP,對被校儀表消光比示值、測量標(biāo)準(zhǔn)消光比示值造成一定影響。故式(C.4)可改寫為式(C.7)。(C.7)因此，由光調(diào)制信號發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，按式(C.8)計算得到。(C.8)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，光調(diào)制信號發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性引起平均光功率的最大相對偏差為±5%,代入式(C.8)計算得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。對被校儀表而言，該影響量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u?(6E?)=0.31dB對測量標(biāo)準(zhǔn)而言，該影響量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u?(oE?)=0.31dBC.3.2.5測量標(biāo)準(zhǔn)電平測量不準(zhǔn)的影響ER。測量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)消光比示值ER,由測量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)通過分別測量符號“1”的電平(E?)和符號“0”的電平(E。),由式(C.6)計算得到。測量標(biāo)準(zhǔn)(寬帶示波器)電平測量不準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，可由式(C.9)計算得到。um(E1)—符號“l(fā)”電平的相對測量不確定度；um(E。)——符號“0”電平的相對測量不確定度，是，測量符號“1”、符號“0”的相對不確定度為代人(C.9)計算得到C.3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.5給出各不確定度分量的匯總表輸人量X.E111E沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.3.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2.于是擴(kuò)展不確定度為C.4電通道上升時間C.4.1測量模型電通道上升時間由被校儀表測量快前沿脈沖發(fā)生器的信號獲得，測量模型為T,=T。+δT?+δT?+δT?T,——被校儀表上升時間示值；T。——快前沿脈沖發(fā)生器信號的上升時間；δT——上升時間測量方法的影響量；δT,——被校儀表間間隔測量不準(zhǔn)的影響量；8T,——測量重復(fù)性的影響量。本測量模型為線性測量模型，且對應(yīng)于所有輸人量的靈敏系數(shù)的絕對值均等于1。C.4.2測量不確定度分量根據(jù)式〔C.l0〕給出的測量模型，共有4個影響量，包括快前沿脈沖發(fā)生器信號的上升時間、被校儀表上升時間的測量方法、時間間隔測量不準(zhǔn)、測量重復(fù)性。它們所對應(yīng)的靈敏系數(shù)均等于1。C.4.2.l快前沿脈沖發(fā)生器信號上升時間的影響T。由于快前沿脈沖發(fā)生器信號的上升時間不足夠快，若將顯示的上升時間作為被校儀表本身的上升時間，會引入一定的影響量δ1,該影響量可按式(C.ll)計算得到。(C.ll)式中：n——快前沿脈沖發(fā)生器的上升時間和被校儀表電通道上升時間的比值。已知n=3(快前沿發(fā)生器上升時間的估計值為5.55ps),δ1=5.4%,以均勻分布估計。若上升時間示值為16.66ps,于是C.4.2.2被校儀表時間間隔測量不準(zhǔn)的影響δT2已知被校儀表時間間隔測量的最大允許誤差為士(1.0%的讀數(shù)+1ps),以均勻分布估計。若上升時間示值為16.66ps,于是C.4.2.3上升時間測量方法的影響8T測量結(jié)果帶來一定的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，6次判讀對測量結(jié)果影響均相等，即e1=82=63=E4=E5=E6=E=±0.5%,各次帶來的最大測量誤差分別為ε;T,,以均勻分布估計。若上升時間示值為16.66ps,于是由于6個分量之間沒有值得考慮的相關(guān)性，于是u3(8T1)=√6×(0.048lps)2=0.ll8ps在同等條件下，重復(fù)測量3次，示值分別為16.66ps,l6.90ps,l6.98ps,采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.6給出了各不確定度分量的匯總表。輸入量X,C:均勻1均勻111沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.4.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為U=ku(T)=l.8psC.5直流增益誤差C.5.l測量模型直流增益誤差(△G)的測量模型為(C.l2)U,、U,_——分別為示波器校準(zhǔn)儀的正、負(fù)直流電壓設(shè)置值；U.、U_——分別為被校儀表的正、負(fù)電壓示值。測量模型式(C.l2)是一非線性模型，直流增益誤差的方差u2(△G)可表示為式(C.l3)中共有4個不確定度分量，忽略U,+、U,、U+、U_之間的相關(guān)性，各不確定度分量之間的靈敏系數(shù)可簡化為因此，被測量△G的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按式(C.14)計算得到。ue(△G)=√ciu2(U+)+cu2(U-)+c由式(C.14)可知，直流增益誤差△G不確定度的評定可分解為對U,+、U,、U+、U_的不確定度評定。其中U,+、U,影響量來自示波器校準(zhǔn)儀；而對于U+、UL影響量來自被校儀表，包括測量重復(fù)性、垂直分辨力。考慮到測量系統(tǒng)存在的各種影響量，式(C.14)可改寫為(C.15)。LU+——被校儀表垂直分辨力對U.的影響；δU+——被校儀表測量重復(fù)性對U+的影響；U—被校儀表垂直分辨力對的U影響；δU,——被校儀表測量重復(fù)性對U_的影響；U,——示波器校準(zhǔn)儀對U,的影響；δU,_——示波器校準(zhǔn)儀對U,的影響。C.5.2測量不確定度分量C.5.2.1示波器校準(zhǔn)儀的影響U,、U,示波器校準(zhǔn)儀輸出直流電壓的最大允許誤差為±(0.025%設(shè)置值+25μV),以均勻分布估算。設(shè)置值U,、U,分別為300mV,-300mV,于是C.5.2.2被校儀表垂直分辨力的影響U+、U_被校儀表垂直系統(tǒng)為14位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，故相對垂直分辨力為1/142(0.0061%),以均勻分布估算。于是C.5.2.3被校儀表測量重復(fù)性的影響6U?+、δU,在同等條件下，對一穩(wěn)定直流電壓重復(fù)測量3次，U+示值分別為300.1mV,300.3mV,300.4mV,U_的示值分別為-299.5mV,—299.7mV,—299.8mV,采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.5.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.7給出了各不確定度分量的匯總表。輸入量X,估計值x,mV標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(x)mV概率分布靈敏系數(shù)c,不確定度分量8U+0.000.0105均勻1.67×10-31.75×10-50.000.0105均勻-1.67×10_3-1.75×10-5U,0.058均勻-1.67×103-9.69×10_3U,-3000.058均勻1.67×10-39.69×10-U+0.000.18正態(tài)1.67×10-3U0.000.18正態(tài)-1.67×10_3-3.01×10_1.66×104.48×10-4沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性，將數(shù)據(jù)代入式(C.15),計算得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.5.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,于是擴(kuò)展不確定度為C.6時間間隔C.6.1測量模型采用被校儀表的周期自動測量功能測量時間間隔，測量模型為T。—輸人信號時間間隔；δT,——被校儀表水平分辨力的影響量；8T,——測量重復(fù)性的影響量。本測量模型為線性測量模型，且對應(yīng)于所有輸入量的靈敏系數(shù)的絕對值均等于1。C.6.2測量不確定度分量根據(jù)式(C.16)給出的測量模型，共有3個影響量，包括輸入信號的時間間隔不準(zhǔn)，被校儀表水平分辨力、測量重復(fù)性。C.6.2.1輸入信號時間間隔不準(zhǔn)的影響T。已知輸入信號時間間隔的最大允許誤差為±2.5×10_1,以均勻分布估計。若T。=C.6.2.2被校儀表水平分辨力的影響δT已知被校儀表的記錄長度為1350個點(diǎn)，以均勻分布估計。若T,=12ns,水平分辨力為12ns/1350=8.89ps,于是C.6.2.3測量重復(fù)性的影響T.在同等條件下，重復(fù)測量3次.示值分別為12.00ns,11.99ns.11.99ns,采用極差法得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度。C.6.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.8給出了各不確定度分量的匯總表。C均勻1均勻11沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(T,)=√u2(T。)+u(δT?+u2(8T.)=7.83C.6.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2.于是擴(kuò)展不確定度為C.7光參考接收機(jī)頻率衰減C.7.1測量光參考接收機(jī)頻率衰減的測量模型采用微波信號源作為穩(wěn)幅源進(jìn)行校準(zhǔn)，測量模型為式中：δ—被校光參考接收機(jī)頻率衰減；H—上限頻率的幅度示值；H?——為基準(zhǔn)頻率的幅度示值。測量模型式(C.17)是一非線性模型，光參考接收機(jī)頻率衰減的方差u2(8)可表示為u2(8)=c}u2(H)+c}u2(H?)被測量δ的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可表示為JJF1988—2022為簡化不確定度分析過程，忽略H、H。之間的相關(guān)性，各不確定度分量之間的靈敏系數(shù)可簡化為由式(C.18)可知，光參考接收機(jī)頻率衰減的方差由H。、H的合成方差直接推導(dǎo)得出。因此，對被測量δ不確定度評定實(shí)際轉(zhuǎn)換為對H、H不確定度評定。H、H。均存在以下影響量，微波信號源幅度不準(zhǔn)、微波信號源的穩(wěn)定性、阻抗失配、測量重復(fù)性、垂直分辨力，且各影響量相互獨(dú)立。H、H的測量模型為H,——被校儀表示值的估計值；δt——微波信號源幅度穩(wěn)定性的影響；δm—系統(tǒng)阻抗失配的影響；δs—被校儀表測量重復(fù)性的影響；od—被校儀表垂直分辨力的影響。H?、H的方差可表示為C.7.2測量不確定度分量C.7