JJF 1679-2017ZigBee综合测试仪校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 6 7 92 0 1 7Z i g B e e综合测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rZ i g B e eT e s t e r s 2 0 1 7-1 1-2 0发布2 0 1 8-0 2-2 0实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布Z i g B e e综合测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rZ i g B e eT e s t e r sJ J F1 6 7 92 0 1 7 归 口 单 位:全国无线电计量技术委员会 主要起草单位:上海市计量测试技术研究院中国计量科学研究院 参加起草单位:工业和信息化部电子工业标准化研究院上海聚星仪器有限公司 本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释J J F1 6 7 92 0 1 7本规范主要起草人:詹志强(上海市计量测试技术研究院)何 昭(中国计量科学研究院)陆福敏(上海市计量测试技术研究院)参加起草人:王文峰(工业和信息化部电子工业标准化研究院)夏俊雯(上海市计量测试技术研究院)李远朝(上海聚星仪器有限公司)J J F1 6 7 92 0 1 7目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语(1)4 概述(1)5 计量特性(1)5.1 参考晶体振荡器(1)5.2 射频输出信号(1)5.3 输出数字调制信号(1)5.4 功率测量(2)5.5 数字解调分析(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(3)7.1 校准项目(3)7.2 外观及工作正常性检查(3)7.3 参考晶体振荡器频率(4)7.4 射频输出信号频率(4)7.5 射频输出信号功率(4)7.6 输出数字调制信号数字调制质量参数(4)7.7 输出数字调制信号邻道功率(5)7.8 功率测量(5)7.9 数字解调分析(6)8 校准结果(6)9 复校时间间隔(7)附录A 原始记录格式(8)附录B 校准证书内页格式(1 2)附录C 主要项目校准结果测量不确定度评定示例(1 6)J J F1 6 7 92 0 1 7引 言 本校准规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则,J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示。本校准规范参考了I E E E标准8 0 2.1 5.42 0 1 1 局域网和城域网:低速率无线个人区域网(L R-WP AN s)。本规范为首次发布。J J F1 6 7 92 0 1 7Z i g B e e综合测试仪校准规范1 范围本规范适用于2.4GH z频段(2.4 0 2GH z 2.4 8 4GH z)的Z i g B e e综合测试仪的校准,其他频段的Z i g B e e综合测试仪的校准可以参考本规范。2 引用文件I E E E标 准8 0 2.1 5.4-2 0 1 1局 域 网 和 城 域 网:低 速 率 无 线 个 人 区 域 网(L R-WP AN s)。I E E ES t d8 0 2.1 5.4TM-2 0 1 1,I E E ES t a n d a r d f o rL o c a l a n dm e t r o p o l i t a na r e an e t w o r k sP a r t 1 5.4:L o w-R a t eW i r e l e s sP e r s o n a lA r e aN e t w o r k s(L R-WP AN s)。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语3.1 Z i g B e e由I E E ES t d8 0 2.1 5.4定义的经济、高效、低数据速率(低于2 5 0k b i t/s)的无线个域网技术,工作于2.4GH z开放频段,支持异步数据业务为主,也支持同步数据业务,可星型或网状组网通信。4 概述Z i g B e e综合测试仪是由参考晶体振荡器、数字调制信号发生器、功率分析仪和数字调制分析仪等功能模块构成的综合性测试仪器,在Z i g B e e终端生产、研发和测试过程中用于功率、频率、调制等参数的测试。5 计量特性5.1 参考晶体振荡器频率范围及频率偏差:1 0MH z;11 0-6。5.2 射频输出信号5.2.1 输出频率范围和频率偏差:2.4 0 2GH z 2.4 8 4GH z;11 0-6。5.2.2 输出功率范围及最大允许误差:-9 0d B m0d B m;1.0d B。5.3 输出数字调制信号5.3.1 数字调制质量参数均方根误差矢量幅度(E VM):2%。5.3.2 邻道功率频谱发射模板见表1和图1。1J J F1 6 7 92 0 1 7表1 频谱发射模板频率相对值绝对值|f-fc|3.5MH z-2 0d B-3 0d B m 注:24 5 0MH z频段的Z i g B e e信号,其发射信号频谱的相对值和绝对值应该小于表1中的值,测量时频谱分析仪的分辨力带宽应为1 0 0k H z。相对值测量时,参考电平是载波频率1MH z带宽内测量得到的最高平均谱功率。图1 发射频谱模板5.4 功率测量5.4.1 范围:-5 0d B m0d B m。5.4.2 最大允许误差:1.0d B。5.5 数字解调分析均方根误差矢量幅度:2%。注:以上技术指标不作合格性判别,仅提供参考。6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 环境温度:(2 35)。6.1.2 相对湿度:8 0%。6.1.3 电源电压及频率:(2 2 01 1)V、(5 01)H z。6.1.4 周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。6.2 测量标准及其他设备6.2.1 功率计a)频率范围:1 0MH z 3GH z。b)连续波功率测量范围:-6 0d B m2 0d B m。c)参考功率测量最大允许误差:1%。2J J F1 6 7 92 0 1 7d)功率测量线性:3%。6.2.2 频率计a)频率范围:1 0MH z 3GH z。b)频率偏差:11 0-7。6.2.3 矢量信号发生器(Z i g B e e信号输出)a)频率范围:1 0MH z 3GH z,频率偏差:11 0-7。b)输出功率电平范围:-7 0d B m1 0d B m。c)功率电平最大允许误差:1.0d B。6.2.4 频谱分析仪a)频率上限:3GH z。b)电平测量范围:-1 1 0d B m3 0d B m。c)相对电平最大允许误差:0.5d B。6.2.5 矢量信号分析仪(支持Z i g B e e调制信号分析)a)频率范围:1 0MH z 3GH z,频率偏差:11 0-7。b)电平范围:-7 0d B m1 0d B m。c)均方根误差矢量幅度:1%。6.2.6 功率分配器a)频率范围:1 0MH z 3GH z,最大允许输入功率0.5W。b)两臂功率分配比最大允许误差:0.1d B。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目校准项目见表2。表2 校准项目表序号项目名称1参考晶体振荡器频率2射频输出信号频率3射频输出信号功率4输出数字调制信号数字调制质量参数5输出数字调制信号邻道功率6功率测量7数字解调分析7.2 外观及工作正常性检查Z i g B e e综合测试仪应有说明书及全部配套附件;各开关、按键等应安装牢固,调节正常;仪表不应有影响电气性能的机械损伤;校准之前,仪表应按照仪器说明书要求预热。3J J F1 6 7 92 0 1 77.3 参考晶体振荡器频率7.3.1 仪表连接如图2所示。图2 参考晶体振荡器频率7.3.2 按图2连接仪表,设置频率计参数,由频率计读取频率测量值,并记录于附录A表A.1中。7.4 射频输出信号频率7.4.1 仪器连接如图3所示。图3 射频输出信号频率7.4.2 Z i g B e e综合测试仪输出功率设定为0d B m,连续波发射、不加调制,设定Z i g B e e综合测试仪输出频率为被校频率点,打开Z i g B e e综合测试仪的发射信号。7.4.3 设置频率计参数,由频率计读取频率测量值,并记录于附录A表A.2中。7.4.4 改变Z i g B e e综合测试仪的输出频率,重复7.4.3中步骤。7.5 射频输出信号功率7.5.1 仪表连接如图4所示。图4 射频输出信号功率7.5.2 被校Z i g B e e综合测试仪设置为信号发生器连续波输出,按照要求设定Z i g B e e综合测试仪的输出频率、输出功率。7.5.3 从功率计/频谱分析仪中读取功率电平值,将测量值记录于附录A表A.3中。7.5.4 根据附录A表A.3,在不同的电平值重复7.5.27.5.3中步骤。7.5.5 根据附录A表A.3,在不同的频率点重复7.5.27.5.4中步骤。7.6 输出数字调制信号数字调制质量参数7.6.1 仪器连接如图5所示。图5 数字调制质量参数4J J F1 6 7 92 0 1 77.6.2 按照要求设定Z i g B e e综合测试仪的输出频率,设定输出功率为-1 0d B m,加调制,打开Z i g B e e综合测试仪的发射信号。7.6.3 设定矢量信号分析仪的中心频率与Z i g B e e综合测试仪发射频率相同,设定矢量信号分析仪的参考电平为-5d B m。7.6.4 矢量信号分析仪中选择所对应的Z i g B e e标准(Z i g B e e24 5 0MH z)进行解调,如没有对应的标准则按照所对应的调制参数进行解调参数设置。7.6.5 设定矢量信号分析仪的触发(T r i g)方式为I Fm a g n i t u d e,触发电平为5mV,触发延迟为1 0 0s,结果长度选择4 0 0。7.6.6 从矢量信号分析仪中读取E VM值,将测量值记录于附录A表A.4中。7.6.7 根据附录A表A.4,在不同的频率值重复7.6.27.6.6中步骤。7.7 输出数字调制信号邻道功率7.7.1 仪器连接如图5所示。7.7.2 按照要求设定Z i g B e e综合测试仪的输出频率,输出信号功率为0d B m,信号发送方式为连续输出,加调制。7.7.3 矢量信号分析仪中心频率设置为与Z i g B e e综合测试仪输出频率相一致,参考电平量程设置为5d B m,扫描带宽(S p a n)设定为1 6MH z,分辨力带宽(R BW)设定为1 0 0k H z,轨迹设定为最大保持,使用通带功率(B a n dp o w e r)测量功能,带宽设定为2MH z,读取功率值A1(d B m)。再使用峰值功能,将中心频率偏置+3.5MH z,读取此时的功率值A2+(d B m),再将中心频率偏置-3.5 MH z,读取此时的功率值A2-(d B m),A2+和A2-的值应该比A1电平小2 0d B以上,并且A2+和A2-的值应该小于-3 0d B m。将输出数字调制信号邻道功率测量结果填于附录A表A.5中相对应位置。7.7.4 根据附录A表A.5,在不同的频率点重复7.7.27.7.3中步骤。7.8 功率测量7.8.1 仪表连接如图6所示。图6 功率测量7.8.2 功分器的输入端口通过电缆连接至矢量信号发生器输出端,功分器的输出端口1接功率计探头,功分器输出端口2接Z i g B e e综合测试仪的输入端。7.8.3 矢量信号发生器输出连续波信号,按要求设定输出频率,根据测试功率的频率值设定功率计的校准因子,调节矢量信号发生器输出电平使功率计上指示为附录A表A.6中的标准功率值(d B m)。7.8.4 Z i g B e e综合测试仪设定为功率测量,设定输入频率与矢量信号发生器输出频率5J J F1 6 7 92 0 1 7相同,期待电平设置为7.8.3中步骤的标准功率值或自动,在Z i g B e e综合测试仪的功率测量屏幕上读取功率值(d B m),并记录于附录A表A.6中。7.8.5 根据附录A表A.6,在不同的频率点重复7.8.37.8.4中步骤。7.9 数字解调分析7.9.1 仪表连接如图7所示。图7 数字解调分析7.9.2 矢量信号发生器的输出通过功分器分别连接至Z i g B e e综合测试仪的接收端口和矢量信号分析仪的输入端口。7.9.3 按照要求设定矢量信号发生器的输出频率,设定输出功率为-1 0d B m。7.9.4 选择Z i g B e e综合测试仪为调制参数测量,设定矢量信号发生器的调制类型与Z i g B e e综合测试仪的调制类型相一致,即调制类型设定为O-Q P S K,按照要求设定输出信号的速率为2 5 0k b i t/s,滤波器类型为H a l f s i n e。7.9.5 设定矢量信号分析仪的中心频率与矢量信号发生器的输出频率相同,矢量信号分析仪的参考电平为-5d B m。选择矢量信号分析仪的解调类型与矢量信号发生器的调制类型相同。矢量信号分析仪的触发(T r i g)方式为I Fm a g n i t u d e,触发电平为5mV,触发延迟为1 0 0s,结果长度选择4 0 0。从矢量信号分析仪中读取E VM值。7.9.6 打开Z i g B e e综合测试仪的调制测量,读取E VM值。以矢量信号分析仪的读数为标准值,Z i g B e e综合测试仪的读数作为测量值记录于附录A表A.7中。7.9.7 根据附录A表A.7,在不同的频率点重复7.9.37.9.6中步骤。8 校准结果校准后,出具校准证书。校准证书由封面和校准数据组成。封面由校准机构确定统一格式,校准数据按附录B所列数据表格,并可根据被测仪表的情况进行填写。证书至少包括以下信息:a)标题:“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;6J J F1 6 7 92 0 1 7g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;h)如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;i)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识;o)校准结果仅对被校对象有效的说明;p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。9 复校时间间隔复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定。7J J F1 6 7 92 0 1 7附录A原始记录格式表A.1 参考晶体振荡器频率标称值MH z实测值MH z不确定度Uk=21 0表A.2 射频输出信号频率标称值MH z实测值MH z不确定度Uk=2表A.3 射频输出信号功率频率MH z标称值d B m实测值d B m不确定度Uk=2f10-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7 0-8 0-9 0f20-1 0-2 08J J F1 6 7 92 0 1 7表A.3(续)频率MH z标称值d B m实测值d B m不确定度Uk=2f2-3 0-4 0-5 0-6 0-7 0-8 0-9 0f30-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7 0-8 0-9 0表A.4 输出数字调制信号数字调制质量参数频率MH z调制参数实测值不确定度Uk=29J J F1 6 7 92 0 1 7表A.5 输出数字调制信号邻道功率频率MH z功率值d B m不确定度Uk=2A1A2+A2-A1A2+A2-表A.6 功率测量频率MH z标准值d B m指示值d B m不确定度Uk=2f10-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0f20-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0f30-1 0-2 0-3 0-4 0-5 001J J F1 6 7 92 0 1 7表A.7 数字解调分析频率MH z调制参数标准值指示值不确定度Uk=2E VME VME VM11J J F1 6 7 92 0 1 7附录B校准证书内页格式表B.1 参考晶体振荡器频率标称值MH z实测值MH z不确定度Uk=21 0表B.2 射频输出信号频率标称值MH z实测值MH z不确定度Uk=2表B.3 射频输出信号功率频率MH z标称值d B m实测值d B m不确定度Uk=2f10-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7 0-8 0-9 0f20-1 0-2 021J J F1 6 7 92 0 1 7表B.3(续)频率MH z标称值d B m实测值d B m不确定度Uk=2f2-3 0-4 0-5 0-6 0-7 0-8 0-9 0f30-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7 0-8 0-9 0表B.4 输出数字调制信号数字调制质量参数频率MH z调制参数实测值不确定度Uk=231J J F1 6 7 92 0 1 7表B.5 输出数字调制信号邻道功率频率MH z邻道功率不确定度Uk=2相对值绝对值相对值绝对值表B.6 功率测量频率MH z标准值d B m指示值d B m不确定度Uk=2f10-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0f20-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0f30-1 0-2 0-3 0-4 0-5 041J J F1 6 7 92 0 1 7表B.7 数字解调分析频率MH z调制参数标准值指示值不确定度Uk=251J J F1 6 7 92 0 1 7附录C主要项目校准结果测量不确定度评定示例C.1 输出频率C.1.1 测量模型f=f0(C.1)式中:f Z i g B e e综合测试仪输出信号频率示值;f0 频率计频率读数示值。C.1.2 不确定度来源a)频率计频率测量准确度引入的标准不确定度u1;b)频率计显示分辨力引入的标准不确定度u2;c)频率计读数重复性引入的标准不确定度u3。C.1.3 不确定度评定a)频率计频率测量准确度引入的不确定度u1频率计频率测量准确度为11 0-7,即a1=11 0-7,设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k=3。则标准不确定度为u1=a1/k=11 0-7/3=5.81 0-8b)频率计显示分辨力引入的标准不确定度u2由频率计的技术说明书,当测量频率为24 0 5 MH z时,频率计的频率分辨力为0.5H z,则频率计显示分辨力引入的相对误差a2=2.11 0-1 0,设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k=3。则标准不确定度为u2=a2/k=2.11 0-1 0/3=1.21 0-1 0c)频率计读数重复性引入的标准不确定度u3使用频率计对24 0 5 MH z的输出信号频率进行1 0次测量,测量结果如表C.1所示。表C.1 输出信号频率测量结果测量次数测量值/MH z124 0 5.0 0 01 1 1224 0 5.0 0 01 1 1324 0 5.0 0 01 1 2424 0 5.0 0 01 1 2524 0 5.0 0 01 1 261J J F1 6 7 92 0 1 7表C.1(续)测量次数测量值/MH z624 0 5.0 0 01 1 1724 0 5.0 0 01 1 2824 0 5.0 0 01 1 2924 0 5.0 0 01 1 21 024 0 5.0 0 01 1 2 则单次测量结果的实验标准差为s=ni=1(xi-x)2n-1=0.0 0 00 0 04 8MH zu3=s/x=21 0-1 0C.1.4 计算合成标准不确定度a)不确定度分量汇总见表C.2。表C.2 输出频率测量不确定度分量汇总表序号不确定度来源类型符号及数值分布包含因子标准不确定度符号及数值1频率计频率测量准确度Ba1=11 0-7均匀3u1=5.81 0-82频率计显示分辨力Ba2=2.11 0-1 0均匀3u2=1.21 0-1 03频率计读数重复性A21 0-1 0 u3=21 0-1 0 b)合成标准不确定度以上各分量之间不相关,合成标准不确定度uc=u21+u22+u23=5.81 0-8C.1.5 扩展不确定度包含因子k=2,扩展不确定度为Ur e l=kuc=25.81 0-8=1.21 0-7取Ur e l=21 0-7。C.2 输出功率C.2.1 测量模型P=PA(C.2)71J J F1 6 7 92 0 1 7 式中:P Z i g B e e综合测试仪输出功率;PA 功率计测量Z i g B e e综合测试仪输出端口功率示值。C.2.2 不确定度来源a)功率计参考源输出电平最大允许误差a1引入的标准不确定度u1;b)功率计探头线性误差a2引入的标准不确定度u2;c)功率计探头校准因子误差a3引入的标准不确定度u3;d)自校准时功率传感器与参考源的失配误差a4引入的标准不确定度u4;e)功率传感器与Z i g B e e综合测试仪输出端口失配误差a5引入的标准不确定度u5;f)测量重复性引入的标准不确定度u6。C.2.3 不确定度评定a)功率计参考源输出电平最大允许误差a1引入的标准不确定度u1根据功率计的技术指标,参考源输出电平最大允许误差为1%,转化成d B表示为0.0 4d B,假设为均匀分布,k=3。则标准不确定度为u1=0.0 3d B。b)功率计探头线性误差a2引入的标准不确定度u2功率计线性误差为3%,转换为d B表示为0.1 3d B,假设为均匀分布,k=3。则标准不确定度为u2=0.0 8d B。c)功率计探头校准因子误差a3引入的标准不确定度u3。根据校准证书,校准因子的校准不确定度为2.4%,包含因子为2,因此其标准不确定度分量为1.2%,转换为d B表示为u3=0.0 5d B。d)自校准时功率传感器与参考源的失配误差a4引入的标准不确定度u4功率计输入端电压驻波比1.1,功率计内置校准源的输入端口驻波比1.1,失配误差极限用式(C.3)估计1=4.3 42|S|U|(C.3)式中:1 自校准时功率传感器与参考源失配误差极限值;S 被测输出端反射系数;U 功率计输入端反射系数。根据仪表的技术指标得到S=(1.1-1)/(1.1+1)=0.0 5U=(1.1-1)/(1.1+1)=0.0 51=4.3 42|S|U|=0.0 2d B即a4=0.0 2d B,在该区间内的概率分布为反正弦分布,k=2。则标准不确定度为u4=0.0 1d B。e)功率传感器与Z i g B e e综合测试仪输出端口失配误差a5引入的标准不确定度u5功率传感器输入端电压驻波比1.1,Z i g B e e综合测试仪输出端口电压驻波比1.5,失配误差极限用式(C.4)估计:81J J F1 6 7 92 0 1 72=4.3 42|S|U|(C.4)式中:2 功率传感器与Z i g B e e综合测试化输出端口失配误差极限值;S 被测输出端反射系数;U 功率计输入端反射系数。根据仪表的技术指标得到S=(1.1-1)/(1.1+1)=0.0 5U=(1.5-1)/(1.5+1)=0.22=4.3 42|S|U|=0.0 9d B所以a5=0.0 9d B,在该区间内的概率分布为反正弦分布,k=2。则u5=a5/k=0.0 6d B。f)测量重复性引入的标准不确定度u6Z i g B e e综合测试仪输出频率24 0 5 MH z、功率0d B m的信号,使用功率计进行1 0次测量,测量结果见表C.3。表C.3 输出功率测量结果测量次数功率计测量值d B m10.1 220.1 130.1 040.1 550.1 260.1 270.1 180.1 190.1 31 00.0 7 则单次测量结果的实验标准差为s=ni=1(xi-x)2n-1=0.0 2d B标准不确定度用实验标准差表示,则u6=s=0.0 2d B。C.2.4 计算合成标准不确定度a)不确定度分量汇总见表C.4。91J J F1 6 7 92 0 1 7表C.4 输出功率校准不确定度分量汇总表序号不确定度来源类型符号及数值d B分布包含因子标准不确定度符号及数值d B1功率计参考源输出电平最大允许误差Ba1=0.0 4均匀3u1=0.0 32功率计探头线性误差Ba2=0.1 3均匀3u2=0.0 83功率计探头校准因子Ba3=0.1 0上级标准2u3=0.0 54自校准时功率传感器与参考源的失配误差Ba4=0.0 2反正弦2u4=0.0 15功率传感器与Z i g B e e综合测试仪输出端口失配误差Ba5=0.0 9反正弦2u5=0.0 66测量重复性A u6=0.0 2 b)合成标准不确定度各分量不相关,因此uc=6i=1u2i=0.1 2d BC.2.5 扩展不确定度包含因子k=2,扩展不确定度U为U=kuc=20.1 2d B=0.2 4d BC.3 误差矢量幅度(E VM)C.3.1 测量模型A=AT(C.5)式中:A Z i g B e e综合测试仪输出Z i g B e e信号的E VM值;AT 矢量信号分析仪测得Z i g B e e综合测试仪输出Z i g B e e信号E VM。C.3.2 不确定度来源a)矢量信号分析仪测量Z i g B e e信号E VM值的最大允许误差a1引入的标准不确定度u1;b)矢量信号分析仪的分辨力a2引入的标准不确定度u2;c)测量重复性引入的标准不确定度u3。C.3.3 不确定度分析a)矢量信号分析仪测量Z i g B e e信号E VM最大允许误差a1引入的标准不确定02J J F1 6 7 92 0 1 7度u1根据技术说明书,a1=1%,假设为均匀分布,k=3。则u1=0.5 8%。b)矢量信号分析仪分辨力a2引入的标准不确定度u2矢量信号分析仪测量Z i g B e e调制信号均方根E VM的分辨力为0.0 1%,即a2=0.0 0 5%,假设为均匀分布,k=3。则u2=a2k=2.91 0-5。c)测量重复性引入的标准不确定度u3进行1 0次重复测量,由测量结果得到u3=s=0.0 1%C.3.4 计算合成标准不确定度a)不确定度分量汇总见表C.5。表C.5 输出Z i g B e e信号E VM值不确定度分量汇总表序号不确定度来源类型符号及数值分布类型包含因子标准不确定度符号及数值1矢量信号分析仪测量Z i g B e e信号E VM最大允许误差Ba1=1%均匀分布3u1=0.5 8%2矢量信号分析仪分辨力Ba2=0.0 0 5%均匀分布3u2=2.91 0-53测量重复性A0.0 1%u3=0.0 1%b)合成标准不确定度各分量不相关,合成标准不确定度uc=u21+u22+u23=0.5 8%C.3.5 扩展不确定度包含因子k=2,扩展不确定度U为U=kuc=20.5 8%=1.1 6%取整得到U=1.2%C.4 功率测量C.4.1 测量模型P=PA+1(C.6)式中:P Z i g B e e综合测试仪功率读数,d B m;12J J F1 6 7 92 0 1 7PA 功率计测量功分器输出端口1输出功率示值,d B m;1 功分器功率分配比误差。C.4.2 不确定度来源a)功率计参考源输出电平最大允许误差a1引入的标准不确定度u1;b)功率计探头线性误差a2引入的标准不确定度u2;c)功率计探头校准因子误差a3引入的标准不确定度u3;d)自校准时功率传感器与参考源的失配误差a4引入的标准不确定度u4;e)功分器输出端口2与Z i g B e e综合测试仪输入端口失配误差a5引入的标准不确定度u5;f)功分器输出端口1与功率计探头失配误差a6引入的标准不确定度u6;g)功分器功率分配比误差1引入的标准不确定度u7;h)测量重复性引入的标准不确定度u8。C.4.3 不确定度评定a)功率计参考源输出电平最大允许误差a1引入的标准不确定度u1根据功率计的技术指标,参考源输出电平最大允许误差为1%,转化成d B表示为0.0 4d B,假设为均匀分布,k=3。则标准不确定度u1=0.0 3d B。b)功率计探头线性误差a2引入的标准不确定度u2功率计线性误差为3%,转换为d B表示为0.1 3d B,假设为均匀分布,k=3。则标准不确定度u2=0.0 8d B。c)功率计探头校准因子误差a3引入的标准不确定度u3根据校准证书,校准因子的校准不确定度为2.4%,包含因子为2,因此其标准不确定度分量为1.2%,转换为d B表示为u3=0.0 5d B。d)自校准时功率传感器与参考源的失配误差a4引入的标准不确定度u4功率计输入端电压驻波比1.1,功率计内置校准源的输入端口驻波比1.1,失配误差极限用式(C.7)估计1=4.3 42|S|U|(C.7)式中:1 自校准时功率传感器与参考源的失配误差极限值;S 被测输出端反射系数;U 功率计输入端反射系数。根据仪表的技术指标得到S=(1.1-1)/(1.1+1)=0.0 5U=(1.1-1)/(1.1+1)=0.0 51=4.3 42|S|U|=0.0 2d B即a4=0.0 2d B,在该区间内的概率分布为反正弦分布,k=2。则标准不确定度u4=0.0 1d Be)功分器输出端口2与Z i g B e e综合测试仪输入端口的失配误差a5引入的标准不22J J F1 6 7 92 0 1 7确定度u5功分器输出端口电压驻波比1.1,Z i g B e e综合测试仪输入端口电压驻波比1.5,失配误差极限用式(C.8)估计2=4.3 42|S|U|(C.8)式中:2 功分器输出端口2与Z i g B e e综合测试仪输入端口的失配误差极限值;S 被测输出端反射系数;U 功率计输入端反射系数。根据仪表的技术指标得到S=(1.1-1)/(1.1+1)=0.0 5U=(1.5-1)/(1.5+1)=0.22=4.3 42|S|U|=0.0 9d B所以a5=0.0 9d B,在该区间内的概率分布为反正弦分布,k=2。则u5=a5/k=0.0 6d Bf)功分器输出端口1与功率传感器失配误差a6引入的标准不确定度u6功分器输出端口1的电压驻波比1.1,功率传感器输入端口电压驻波比1.1,失配误差极限用式(C.9)估计:3=4.3 42|S|U|(C.9)式中:3 功分器输出端口1与功率传感器失配误差极限值;S 被测输出端反射系数;U 功率计输入端反射系数。根据仪表的技术指标得到S=(1.1-1)/(1.1+1)=0.0 5U=(1.1-1)/(1.1+1)=0.0 53=4.3 42|S|U|=0.0 2d B所以a6=0.0 2d B,在该区间内的概率分布为反正弦分布,k=2。则u6=a6/k=0.0 1d B。g)功分器功率分配比误差1引入的标准不确定度u7根据功率分配器的校准证书,功率分配比的校准不确定度为0.1 0d B,包含因子k=2。因此,其标准不确定度为u7=0.0 5d B。h)测量重复性引入的标准不确定度u8设置信号发生器的输出频率为24 0 5MH z,调整信号发生器输出,使得功率计测得功分器输出端口一的功率为0d B m,读取Z i g B e e综合测试仪指示值,测量1 0次,测量结果见表C.6。32J J F1 6 7 92 0 1 7表C.6 Z i g B e e综合测试仪接收功率测量结果测量次数Z i g B e e综合测试仪指示值d B m10.1 220.1 330.1 040.1 550.1 260.0 770.1 180.1 190.1 21 00.1 1s=ni=1(xi-x)2n-1=0.0 2d B即u8=s=0.0 2d B。C.4.4 不确定度合成a)不确定度分量汇总见表C.7。表C.7 不确定度分量汇总表序号不确定度来源类型符号及数值d B分布包含因子标准不确定度符号及数值d B1参考源输出电平最大允许误差Ba1=0.0 4均匀3u1=0.0 32功率计探头线性误差Ba2=0.1 3均匀3u2=0.0 83功率计探头校准因子Ba3=0.1 0上级标准2u3=0.0 54自校准时功率传感器与参考源的失配误差Ba4=0.0 2反正弦2u4=0.0 15功分器输出端口2与Z i g B e e综合测试仪输入端口失配误差Ba5=0.0 9反正弦2u5=0.0 642J J F1 6 7 92 0 1 7表C.7(续)序号不确定度来源类型符号及数值d B分布包含因子标准不确定度符号及数值d B6功分器输出端口1与功率计探头失配误差Ba6=0.0 2反正弦2u6=0.0 17功分器功率分配比误差B1=0.1 0上级标准2u7=0.0 58测量重复性A u8=0.0 2 各分量不相关,合成标准不确定度为uc=8i=1u2i=0.1 3d B包含因子k=2,扩展不确定度U为U=kuc=0.2 6d BJ J F1 6 7 92 0 1 7