JJF 2123-2024 锁相放大器校准规范.docx

WF中华人民共和国国家计量技术规范JJF21252024锁相放大器校准规范Ca1.ibrationSpecificationfor1.ock-inAmp1.ifiers2024-06T4发布2024-12-1犊施国家市场监督管理总局发布JJF21232024锁相放大器校准规范Ca1.ibrationSpecificationfor1.ock-inAmp1.ifiers归口单位：全国无线电计量技术委员会主要起草单位：中国电子科技集团公司第卜研究所参加起草单位I中国测试技术研究院重庆市计量质量检测研究院本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：张靖悉（中国电子科技集团公司第十研究所）胡勇（中国电子科技集团公司第十研究所）潘柳（中国电子科技集团公司第十研究所）参加起草人：何山（中国测试技术研究院）祝贵军（重庆市计量质量检测研究院）于晨阳（中国电子科技集团公司第十研究所）目录引言(II)I范围(I)2引用文件(I)3概述(1)4计量特性(I)4.1 时基输出频率(I)4.2 内部参考源输出频率(1)4.3 内部参考源输出幅度(2)4.4 共模抑制比(2)4.5 幅度测ffi：(2)4.6 相位测盘(2)4.7 直流输出电压(2)4.8 直潦电压测量(2)4.9 输入噪声(2)5校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 测证标准及其他设符(2)6校准项目和校准方法(3)6.1 外观及工作正常性检查(4)6.2 时基输出频率(4)6.3 内部参考源输出频率(4)6.4 内部参考源输出幅度(4)6.5 共模抑制比(5)6.6 幅度测量(6)6.7 相位测量(8)6.8 直流输出电压(9)6.9 直流电压测量(9)6.10 输入噪声(10)7校准结果表达(10)8史校时间间隔(I1.)附录A原始记录内页格式(12)附录B校准证书内页格式(15)附录C主要项目校准不确定度评定示例(18)引言JJF10712010国家计量校准规范编写规则和JJF1059.12012针则量不确定度评定与表示共同构成支掾本规范编制工作的基础性系列规范。本规范为首次发布“锁相放大器校准规范1范B1.本规范适用于频率范圉在600MHz以下的锁相放大器的校准。1.Q解调放大器也可参考。2弓I用文件本规范无引用文件.3 «£锁相放大器用于检测微弱交流信号，为了避免噪声对测量的影响，采用的核心技术是相敏检测技术，利用与待测信号有相同频率和固定相位关系的参考信号作为基准，港掉与其领率不同的噪声，从而分析检测出有用信号成分。锁相放大胧由信号通道模块、参考通道模块和相敏检测模块组成。参考通道模块为相敏检测器提供作为基准的参考信号，参考信号可采用外部源也可用内部源，一般默认为内部源.锁相放大器一般还具备辅助输入输出通道，用于直流输出和直潦测1.原理图如图I所示。图1锁相放大器构成原理图4 .1时基输出频率最大允许误差：±1.×10-6。4.2 内部参考源输出频率频率范围：1mH-6MHz;最大允许误差：±1.×IOt.4.3 内部参考源输出幅度幅度范围：10IiiV-IOV(有效值)。最大允许误差：+1%(10Hzf500kHz);±2%(5(M)kHz<1.4MHz);±5%(4MHZV£100MHz);÷IO%(1OOMHz<f600MHZ)O4.4 共模抑制比>90dB(1.(X)Hz)o(适用了具备差分输入的锁相放大器)1.5幅度测量频率范围：10Hz600MHz,测量范围：10mV1.V(有效值最大允许误差：±1.%(10Hzi200kHz);±2%(200kHz<t4MHz);±5%(4MHz<f100MHz);±10%(100MHz<f600MHz),4.6 相位测量频率范困：10Hz-I(X)kHz;双微范困：T80°180°最大允许误差：士1，4.7 直流输出电压电压范围：一IOg+10V;最大允许误差：土(0.1%X设置值+0.02V).4.8 直流电压测量测量范南：10V-+10V：最大允许误差：±S.X读数+0.02V)。4.9 输入噪声<10nVHz=,注：以上技术指标不作符合性判别，仅提供参考。5tta<H5.1 环境条件5.1.1 环境温度：(23±5)C°5.1.2 相对湿度:80%t.5.1.3 电源电压及频率：(220±1.1.)V.(5O±1.)Hz,5.1.4 1.1周闱无影响正常校准工作的电磁干扰和机械振动。5.2 测量标准及其他设备5. 2.1交流电压表频率范围：10IIz-4MHz;量程范围：10mV10V;最大允许误差：±(0.3%0.8%),1.1.1 2.2直流电压表量程范围：10mV10V;最大允许误差：土(0.0AX读数+1mV).5.2.3 功率计频率范围：100kHz-6MHz;功率测量范困：30dBm-20dBm:绝对功率测显最大允许误差：±009dB。5.2.4 衰减器频率范围：100kHz6MHz;衰减范围：0dB-40c1.B;不确定度：0.(MdB(k=2).5.2.5 频率计，率与围：ImHZ600MHz;频率测量最大允许误差：±1.×0-8>5.2.6 正弦波发生器(2台)保率范围：10Hz-6(X)MHz;频率最大允许误差：±1.×06；幅度范围：10mV-1V：幅度最大允许误差：土2%。5.2.7多功能校准源交流电压领率范围：10Hz1.MHz;交流电压范用：10mV10V;交流电压最大允许误差：±(0.3%0.8%);直流电压范围：10V-+10V：直流电压最大允许误差：±(0.01%X设置值+0.001V)。5.2.8 标准相位源频率范围：10Hz-100kHz;测量范围：0°'360°最大允许误差：±0.3%5.2.9 功分器频率范闹：DC-6(X)MHz;通道一致性：0.1(1B.5.2.10 50C负载。6校准厩目和校准方法校准项目如表1所示。*1校准瑁目爱序号校在顶日1时基输出频率2内部参考源怆出蝮辜3内部参考源输出帕度4共模抑制比（适用于具务差分输入的锁相放火器）5斯度测量6相位测录7直流输出电压8直流电压测St9输入项声6.1 外观及工作正常性检杳被校锁相放大器的开关、旋钮、按键等应能够正常工作。仪器不应有影响电气性能的机械损伤。将检查结果记录布附录A的A.I中。6.2 时基输出频率6.2.1按图2连接仪器。图2时基输出频率校准连接示意图6. 2.2使用频率计连续测盘频率值3次，取其算术平均值的绝对值作为频率测量值,记录于附录的A.2中。6.3 内部参考源输出频率6.3.1 按图3连接仪器。图3内部参考源输出频率校准连接示意图6.3.2 更位锁相放大器，设置锁相放大器内部参考源输出幅度IV左右，偏置为OV,分别设度锁相放大器内部参考源输出频率为高、中、低3个频点，每个频点用频率计连续测量频率值3次，取其算术平均值的绝对值作为频率测量值，记录于附录A的A3中。6.4 内部参考源输出幅度1.1. 1适用于频率为IOHZ4MHZ的内部参考海输出幅度校准。6.4. 1.1按图I连接仪器,如果内部等考源输出幅度是差分输出，则连接“十”输出端至交流电压费.图IIOI1.z-IMHZ内部参考源输出网度校准连接示虫图6.5. 1.2发位锁和放大器，设置镇相放大器内部参考海输出幅度的偏置为0V“6.6. 1.3设黄锁相放大器内部参考输出的幅度值和频率值，幅度和频率的选点粗盅高、中、低，读取交流电压表测做值，记入附录A的A.4.1中。6.7. 2适用于腕率为4MHz-600NHZ的内部参考源输出幅度校准.64.2.1按图5连接仪器，当被测信号帽度较大时，依据功率计量程范围，接入衰减.图51MHZ-600MHZ内部参考海输出幅度核准连接示面圈6.4.2.2 夏位镇相放大器,设置锁相放大器内部参考源输出幅度的儡程为0V。6.4.2.3 设防.锁相放大器内部参考海输出幡度的幅度值和顺率值，幅度和频率的选点覆盖而、中、低，读取功率计测量值P。.衰减器衰减量为A(不接衰减器测届时A=0),则功率测依伯P=Po+A1再按公式(D换算:为电压有效值y,记入附录A的A.4.2中.y=10P10×0.05(1)式中：y一一输出幅度的电压有效值.V：P输出幅度的功率测累值，dBm,6.5 共模抑制比1. 5.1按图6（八）连接仪器，将内部参考信号的“正”接入“信号输入+”,"地"接入“信号输入一”端，电缆等长。(b>图6共模抑制比校准连接示息图2. 5.2复位锁相放大器，设宜锁相放大器内部参考源输出幅度为1V.频率根据锁相放大器共模抑制比指标进行设置(一般建议100HZ或1kHz).6. 5.3设置锁相放大器的输入耦合为直流耦合，输入为“电压”，参考源为内部参考，输入模式为差分模式，内部参考源输出幅度的直流偏置为0V,显示设置为幅度测量。调整输入员程为1V,使幅度测盘值稳定Tr显示，等待测量值稳定后，读取差模电压测量值Vd,记入附录A的A.5中。7. 5.4按图6(b)连接仪器，连接到“信号输入十”和“信号输入一”端的电缆等长。8. 5.5调整输入量程为适当值，使幅度测量值稳定有显示，等待测量值核定后,读取共模电压测量值V.,按公式(2)计算出共模抑制比CMRR.记入附录A的A.5中。CMRR=20Ig(VaZVc)(2)式中：CMRR共模抑制比，dB:Vc共模电压测量值，V;W差模电压测量值，Ve6.6 幅度测员6.6.1适用T具备波形为正弦波、幅度和频率范围满足要求的内部参考源输出幅度的锁相放大器.6.6.1.1频率小于或等1MHZ幅度测量按图7（八）连接仪器，频率大于4MHZ幅度测量按图7(b)连接仪器。<a)知率小I或等TAMHz(b)%率大r4MHz图7Ms收测M校准连接示点图6.6.1.2%位锁相放大器，设置锁相放大器的输入耦合为直流耦合，参考源为内部参考，内部参考源输出幅度的偏置为0V,显示幅度测量值。6.6.1.3设置锁相放大器的频率和输入量程，设置注波器时间常数为适当值，设置锁相放大器内部参考源输出幅度(建议幅度值等于输入房程，如果不能达到，至少要为输入量程的30%以上)。等待测盘值稳定后，读取锁相放大器幅度测限值Yx,读取交流电压表或功率计的测盘值作为幅度标称值YM按公式(3)计算幅度测量示值误差4,记入网录A的A.6中.=VxVN式中：V 幅度测量示值误差，V;V x幅度测量值，V;V N幅度标称值，V6.6.1.4改变锁相放大器的频率和辘入量程，输入量程和频率选择覆盖高、中、低，重电步骤6.6.1.3。6.6.2适用于内部参考源输出幅度波形不为正弦波或正弦波幅度和频率范用不满足要求的锁相放大器.6.6.2.1频率