Xác định sai số tương đối thiết lập tần số tín hiệu 5.3.1 Xác định độ không ổn định tần số tín hiệu 5.3.2 Xác định mức cực đại vμ giới hạn điều chỉnh tần số tín hiệu ở đầu ra không chuẩn
Trang 1
văn bản kỹ thuật đo lường việt nam ĐLVN 115 : 2003
Máy tạo sóng - Quy trình hiệu chuẩn
Generators - Methods and means of calibration
1 Phạm vi áp dụng
Văn bản kỹ thuật nμy quy định quy trình hiệu chuẩn các máy tạo sóng có dải tần từ 0,03 GHz đến
26,5 GHz
2 Các phép hiệu chuẩn
Phải lần lượt thực hiện các phép hiệu chuẩn ghi trong bảng 1
Xác định sai số tương đối thiết lập tần số tín
hiệu
5.3.1
Xác định độ không ổn định tần số tín hiệu 5.3.2
Xác định mức cực đại vμ giới hạn điều chỉnh
tần số tín hiệu ở đầu ra không chuẩn của máy
tạo sóng cao tần
5.3.3
Xác định sai số thiết lập mức chuẩn của tín
hiệu vμ sai số thiết lập suy giảm đầu ra chuẩn
của máy tạo sóng
5.3.4
Xác định các tham số của máy tạo sóng khi
lμm việc ở chế độ điều chế xung
5.3.5
Xác định các tham số của máy tạo sóng khi
lμm việc ở chế độ điều chế biên độ hình sin
5.3.6
Xác định hệ số méo phi tuyến dạng đường
bao của tín hiệu ra bị điều chế
5.3.7
Trang 2
ĐLVN 115 : 2003
Xác định sai số tần số điều chế ở chế độ điều chế
trong
5.3.8
Xác định sai số cơ bản thiết lập hệ số điều chế
biên độ
5.3.9
Xác định sai số phụ thiết lập hệ số điều chế biên
độ trong dải tần điều chế
5.3.10
Xác định độ di tần ký sinh của tín hiệu điều chế
biên độ
5.3.11
Xác định các tham số của máy tạo sóng khi lμm
việc trong chế độ điều chế tạo sóng hình sin
5.3.12
Xác định hệ số méo phi tuyến dạng đường bao
của tín hiệu ra bị điều chế tần số
5.3.13
Xác định điện áp của tín hiệu điều chế ngoμi 5.3.14
Xác định sai số cơ bản thiết lập độ di tần 5.3.15
Xác định sai số phụ thiết lập độ di tần trong dải
tần điều chế
5.3.16
Xác định điều chế biên độ ký sinh của tín hiệu
điều chế tần số
5.3.17
Xác định độ không ổn định mức tín hiệu 5.3.19
3 Phương tiện hiệu chuẩn
Khi tiến hμnh hiệu chuẩn cần sử dụng các phương tiện phù hợp với chỉ tiêu kỹ thuật cho
trong bảng 2
TT Tên phương tiện hiệu chuẩn Đặc trưng kỹ thuật danh định
1 Tần kế điện tử với các bộ biến đổi vμ
khối biến đổi
Dải tần từ 0 đến 26,5 GHz, độ ổn định tần số của bộ dao động gốc sau 24 giờ lμ 5.10-9
2 Máy đo công suất với các bộ biến đổi Dải tần từ 0,03 GHz đến 26,5 GHz Giới hạn
đo công suất từ (12 ữ 6000) W Sai số tương
đối đo công suất ≤ 7 %
Trang 3
ĐLVN 115 : 2003
Bảng 2
TT Tên phương tiện hiệu chuẩn Đặc trưng kỹ thuật
3 Vôn mét chuẩn Dải tần từ 10 kHz đến 1000 MHz Giới hạn điện
áp từ 10 mV đến 3 V Sai số đo 4 %
4 Thiết bị đo suy giảm Dải tần từ 20 MHz đến 26,5 GHz
5 Máy hiện sóng Dải thông từ (0 ữ 10) MHz Hệ số lệch không
nhỏ hơn 10 mV/cm
6 Máy phát xung Dải tần (1 ữ 1000) MHz
7 Máy phát tín hệu Dải tần từ 20 Hz đến 300 MHz
8 Các bộ suy giảm Dải tần từ (0 ữ 26,5) GHz
9 Các đường dây đo Dải tần từ 0,03 đến 17,5 GHz Sai số 10 %
10 Máy đo hệ số điều chế biên độ Dải tần sóng mang từ (0,01 ữ1500) MHz Dải
tần điều chế từ 0,03 đến 200 kHz
Dải đo hệ số điều chế biên độ từ (0,1 ữ100) %
11 Máy đo điện trở toμn phần Dải tần từ (0,02 ữ 1) GHz Sai số tương đối theo
hệ số sóng đứng 7 %
12 Máy đo điều chế Dải tần số sóng mang từ (0,15 ữ 500) MHz Dải
tần điều chế từ (0,03 ữ 15) kHz Dải đo hệ số
điều chế biên độ 0,1 Β 100 % Dải đo độ di tần
từ (0,3 ữ 3,104)Hz Sai số tương đối đo 3Β 5 %
13 Máy đo méo phi tuyến Dải tần từ (20 ữ 2.105)Hz
4 Điều kiện hiệu chuẩn
Khi tiến hμnh hiệu chuẩn phải đảm bảo các điều kiện sau đây:
- Nhiệt độ môi trường: (20 ± 5) oC ;
- Độ ẩm: (65 ±15) % RH;
- áp suất : (750 ± 30) mmHg;
- Điện áp nguồn nuôi: U = (1 + 0,02) Ud;
(50 + 0,5) Hz
Trang 4
ĐLVN 115 : 2003
Trong đó:
U : điện áp nguồn nuôi;
Ud : điện áp danh định của nguồn nuôi
5 Tiến hμnh hiệu chuẩn
5.1 Kiểm tra bên ngoμi
Phải kiểm tra bên ngoμi theo các yêu cầu sau đây:
5.1.1 Máy tạo sóng cần hiệu chuẩn phải nguyên vẹn, không bị hỏng cơ khí, các núm nút
điều khiển dễ dμng
5.1.2 Cầu chì đèn hiệu đúng trị số vμ không hỏng hóc
5.2 Kiểm tra kỹ thuật
Phải kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây:
5.2.1 Xác định chính xác giá trị điện áp nguồn nuôi của máy tạo sóng Nối cáp nguồn vμo mạng điện có điện áp nguồn nuôi tương ứng, bật công tắc, nguồn đèn chỉ thị phải sáng Sấy máy theo chỉ dẫn của từng loại máy tạo sóng Nếu không có chỉ dẫn thì sấy ít nhất 30 phút
5.2.2 Thiết lập một vμi giá trị tần số vμ mức điện áp Quan sát chỉ thị ghi nhận các giá trị tần
số vμ mức điện vừa đặt Các giá trị đọc được phải tương ứng với các giá trị tần số vμ mức
điện áp vừa thiết lập Máy lμm việc bình thường phải đạt các yêu cầu sau: máy phải có khả năng thiết lập mức tín hiệu theo chỉ thị trên toμn bộ dải tần trong chế độ dao động liên tục
Kiểm tra khả năng điều chế tín hiệu cao tần ở chế độ điều chế trong ở một tần số bất kỳ trong dải tần
5.3 Kiểm tra đo lường
Máy tạo sóng dải tần từ 0,03 GHz đến 26,5 GHz được hiệu chuẩn theo trình tự nội dung, phương pháp vμ các yêu cầu sau:
5.3.1 Xác định sai số tương đối thiết lập tần số tín hiệu
Sai số thiết lập tần số được xác định bằng phương pháp so sánh giá trị tần số danh định được thiết lập trên máy cần kiểm tra với giá trị tần số đo được trên tần kế chuẩn Sơ đồ hiệu chuẩn mắc theo hình 1
Trang 5
ĐLVN 115 : 2003
Hình 1: Sơ đồ hiệu chuẩn sai số thiết lập tần số
Máy tạo sóng cao tần lμm việc trong chế độ dao động liên tục với công suất ra cực đại, hoặc với mức chuẩn đã quy định trong thuyết minh kỹ thuật
Nhờ bộ suy giảm để đưa mức tín hiệu cần thiết đến đầu vμo tần kế chuẩn bảo đảm cho tần
kế hoạt động bình thường
Tiến hμnh đo tại 3 tần số ở tất cả các băng tần của máy tạo sóng ở các máy có một băng tần thì tiến hμnh đo tại 5 tần số
Nếu tần số tín hiệu có liên quan đến việc điều chỉnh bằng tay thì tại mỗi điểm đo cần thực hiện hai lần đo: dịch chuyển tần số từ giá trị lớn hơn vμ từ giá trị nhỏ hơn đến giá trị tần số cần đo Nghĩa lμ dịch chuyển từ trái đến giá trị cần đo ta được f1, dịch chuyển từ phía phải
đến đúng giá trị đo ta được f2
2
f f
do
+
Sai sai số tương đối thiết lập tần số được tính theo công thức:
100 f
f f dn
dn do f
ư
=
Trong đó:
fdn: tần số danh định thiết lập trên máy tạo sóng
Kết quả đo được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn theo bảng 1 của phụ lục 1 Sai số đo được, không được vượt quá giá trị sai số cho phép trong thuyết minh kỹ thuật
5.3.2 Xác định độ không ổn định tần số tín hiệu
Độ không ổn định tần số tín hiệu được xác định bằng phương pháp so sánh hai giá trị đo
được trên tần kế mẫu sau một thời gian t Sơ đồ hiệu chuẩn độ không ổn định tần số được mắc như hình 1
Máy tạo sóng lμm việc trong chế độ phát liên tục Thiết lập giá trị tần số của máy cần kiểm tra theo thang máy tạo sóng Đo tần số của máy tạo sóng bằng tần kế chuẩn với giá trị lμ f01
Qua khoảng thời gian t, giá trị đo được trên tần kế lμ f02 Khoảng thời gian nμy được quy
định trong thuyết minh kỹ thuật của máy tạo sóng
Máy tạo sóng cần
hiệu chuẩn
Suy giảm Tần kế chuẩn
Trang 6
ĐLVN 115 : 2003
Độ không ổn định tần số σ f được xác định bằng % theo công thức:
100 f
f f 01
02 01 f
ư
=
Tiến hμnh đo một lần trên tất cả các băng tần của máy tạo sóng
Kết quả đo được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn theo bảng 2 của phụ lục 1 Độ không ổn định tần số không được vượt quá giá trị cho phép trong thuyết minh kỹ thuật
5.3.3 Xác định mức cực đại vμ giới hạn điều chỉnh mức tín hiệu ở đầu ra không chuẩn của máy tạo sóng cao tần
Mức cực đại của đầu ra chuẩn được đo trực tiếp bằng oát mét hoạc vônmét Sơ đồ hiệu chuẩn được mắc theo hình 2 (a) hoặc 2(b)
(a) (b)
Hình 2 : Sơ đồ hiệu chuẩn mức ra cực đại
Mức ra cực đại được đo ở đầu ra không chuẩn của máy tạo sóng Máy tạo sóng lμm việc tại chế
độ phát liên tục, núm điều chỉnh mức tín hiệu thiết lập mức cực đại ở đầu ra của máy tạo sóng
Mức ra tín hiệu được kiểm tra bằng oátmét hoạc vônmét
Tiến hμnh đo tại tất cả các băng tần Mức cực đại của tín hiệu đầu ra không chuẩn không
được nhỏ hơn giá trị ghi trong thuyết minh kỹ thuật của máy tạo sóng cao tần cần kiểm tra
Để xác định giới hạn điều chỉnh mức tín hiệu của máy tạo sóng cao tần, sơ đồ kiểm tra được mắc theo hình 3
Hình 3: Sơ đồ xác định giới hạn điều chỉnh mức tín hiệu
Máy tạo
sóng cần
hiệu chuẩn
Bộ suy giảm sóng cần Máy tạo
hiệu
Bộ suy giảm
Oát mét hoạc vôn mét
Máy tạo
sóng cần
hiệu chuẩn
Bộ suy giảm
đo lường
Đầu tách sóng
Ganvanomét
Trang 7
ĐLVN 115 : 2003
Máy tạo sóng lμm việc ở chế độ phát liên tục Mức tín hiệu thiết lập ở vị trí tương ứng với mức ra nhỏ nhất Bộ suy giảm đặt ở vị trí suy giảm nhỏ nhất A1dB, đánh dấu mức chỉ thị trên Ganvanomet Sau đó điều chỉnh bộ suy giảm cho độ suy giảm lớn nhất, mức tín hiệu thiết lập ở vị trí công suất lớn nhất Thay đổi suy giảm của bộ suy giảm đo lường Sao cho mức chỉ thị của Ganvanomet về vị trí đánh dấu Ghi giá trị suy giảm của bộ suy giảm A2 dB Giới hạn điều chỉnh mức tín hiệu của máy tạo sóng được xác định bằng hiệu A2- A1 Giới hạn điều chỉnh mức tín hiệu ở đầu ra không chuẩn của máy tạo sóng không được nhỏ hơn giá trị đã cho trong thuyết minh kỹ thuật
Kết quả đo được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn theo bảng 3 của phụ lục kèm theo
5.3.4 Xác đinh sai số thiết lập mức chuẩn của tín hiệu vμ sai số thiết lập độ suy giảm ở đầu
ra chuẩn của máy tạo sóng
Xác định sai số thiết lập mức chuẩn của tín hiệu
Sơ đồ hiệu chuẩn mắc theo hình 4
Hình 4: Sơ đồ hiệu chuẩn sai số mức chuẩn của tín hiệu
Tiến hμnh đo ở tần số lớn nhất của dải tần Oát mét hoạc vôn mét đo trực tiếp mức chuẩn của tín hiệu ở đầu ra chuẩn của máy tạo sóng Sai số thiết lập mức chuẩn của tín hiệu được tính theo công thức:
100 P
P P P
do
do
dn ư
=
Trong đó:
Pdn : giá trị danh định công suất chuẩn hoặc điện áp chuẩn;
Pd : giá trị đo được của công suất chuẩn hoặc điện áp chuẩn
Kết quả đo được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn theo bảng 4 phụ lục, sai số xác thiết lập mức chuẩn không được vượt quá giá trị cho phép ghi trong thuyết minh kỹ thuật
Sai số thiết lập độ suy giảm ở đầu ra chuẩn được xác định nhờ thiết bị đo suy giảm Tiến hμnh đo tại các tần số biên của dải tần máy tạo sóng.sai số thiét lập suy giảm ΔA được xác
định theo công thức:
Δ A = Adn- Ad (5)
Trong đó:
A dn : giá trị suy giảm thiết lập trên máy tao sóng;
A d : giá trị suy giảm đo được trên thiết bị suy giảm chuẩn
Máy tạo sóng Oát mét
hoặc vôn mét
Trang 8
ĐLVN 115 : 2002
Kết quả đo được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn theo bảng 4 ở phụ lục 1 Sai số đo được không được vượt quá giá trị cho phép ghi trong thuyết minh kỹ thuật
5.3.5 Xác định tham số của máy tạo sóng khi lμm việc ở chế độ điều chế xung
Sơ đồ xác định tham số của máy tạo sóng khi lμm việc ở chế độ điều chế xung được mắc theo hình 5
Hình 5: Sơ đồ hiệu chuẩn các tham số của máy tạo sóng
khi lμm việc ở chế độ điều chế xung
Phương pháp xác định lμ quan sát vμ đo trực tiếp bằng máy hiện sóng các tham số:
- Sai số thiết lập độ rộng xung;
- Sự khác biệt của các độ rộng xung ra so với xung điều chế ở chế độ điều chế ngoμi;
- Độ rộng sườn trước vμ sườn sau;
- Độ không đồng đều đỉnh xung
Khi đo các tham số trong chế độ điều chế xung ngoμi nhờ máy hiện sóng thì phải kiểm tra xung điều chế Sau đó đưa đến đầu vμo máy hiện sóng tín hiệu đã qua tách sóng
Độ rộng sườn trước vμ sườn sau xung vμ sự sai lệch của độ rộng xung ra được kiểm tra ở ba tần số đầu, giũa, cuối của dải tần ở mức 0,5 của biên độ xung khi giá trị độ rộng xung lμ lớn nhất vμ bé nhất Sự sai lệch của độ rộng xung ra so với xung điều chế được xác định theo công thức:
Δζu = ζuđc - ζu t.song (6)
Trong đó:
ζuđc : độ rộng xung điều chế;
ζu t.song :độ rộng xung tách sóng
Máy tạo
sóng cần
hiệu chuẩn
Đầu tách
Máy phát
xung chuẩn
Trang 9
ĐLVN 115 : 2003
Độ rộng sườn trước vμ sườn sau xung được xác định giũa mức 0,1vμ 0,9 của biên độ xung khi giá trị độ rộng xung lμ lớn nhất vμ bé nhất tại 1 tần số của dải tần.Độ không đồng đều
đỉnh xung được xác định theo công thức:
100 A A
A A
2 U
min max
min max +
ư
=
Amax vμ Amin lμ giá trị lớn nhất vμ bé nhất của biên độ xung Giá trị đo được ghi vμo bảng 5 của biên bản hiệu chuẩn vμ không được vượt quá giá trị cho phép ghi trong thuyết minh kỹ thuật
5.3.6 Xác định các tham số của máy tạo sóng khi lμm việc trong chế độ điều chế biên độ hình sin (các tham số diễn biến)
5.3.7 Xác định hệ số méo phi tuyến dạng đường bao của tín hiệu ra bị điều chế
Xác định hệ số méo dạng đường bao của tín hiệu điều chế biên độ được xác định theo sơ đồ hình 6
Hình 6: Sơ đồ xác định hệ số méo dạng đường bao của tín hiệu điều chế
Tín hiệu bị điều chế từ đầu ra của máy máy tạo sóng được đưa đến máy đo điều chế Đầu ra thấp tần của máy đo điều chế được nối đến đầu vμo của máy đo méo phi tuyến sẽ chỉ trực tiếp giá trị hệ số méo dạng đường bao của tín hiệu điều chế Tiến hμnh đo khi máy tạo sóng lμm việc trong chế độ điều chế trong vμ điều chế ngoμi với hệ số điều chế biên độ theo yêu cầu của thuyết minh kỹ thuật
Tiến hμnh xác định hệ số méo ở 3 tấn số sóng mang vμ 3 tần số điều chế (đầu, giữa, cuối)
Kết quả đo được ghi vμo bảng 5 ở phụ lục 1 Giá trị đo được không được vượt quá giá trị cho phép ghi trong thuyết minh kỹ thuật
5.3.8 Xác định sai số tần số điều chế ở chế độ điều chế trong
Tần số điều chế được đo bằng tần kế chuẩn qua máy đo hệ số điều chế biên độ Sơ đồ hiệu chuẩn được mắc theo hình 7
Máy tạo
sóng cần
hiệu chuẩn
Máy đo điều chế
Máy đo méo phi tuyến
Trang 10
ĐLVN 115 : 2003
Hình 7: Sơ đồ xác định sai số tần số ở chế độ điều chế xung trong
Tín hiệu điều chế biên độ với hệ số điều chế 30 % được đưa đến đầu vμo máy đo điều chế
ở đầu ra thấp tần của máy đo điều chế được nối đến tần kế chuẩn của máy đo điều chế Sai số tần số điều chế được tính theo công thức:
100 F
F F F
d
d
dn ư
=
Trong đó:
Fdn : giá trị tần số điều chế danh nghĩa;
Fd : giá trị tần số đo được trên tần kế chuẩn
Kết quả đo được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn theo bảng 7 phụ lục 1 Sai số đo được không
được vượt quá giá trị ghi trong thuyết minh kỹ thuật
5.3.9 Xác định sai số cơ bản thiết lập sai số điều chế biên độ
Sai số cơ bản thiết lập hệ số điều chế biên độ được xác định nhờ máy đo hệ số điều chế biên độ
Sơ đồ hiệu chuẩn được mắc theo hình 8
Hình 8: Sơ đồ xác định hệ số cơ bản thiết lập hệ số đIều chế biên độ
Tiến hμnh đo ở tần số điều chế 1000 Hz tại 3 tần số của giải sóng mang (đầu, giữa, cuối thang) Sai số cơ bản thiết lập hệ số điều chế biên độ được tính theo công thức:
2
M M
M
dn o
+
ư
=
Trong đó:
Mdn : giá trị hệ số điều chế biên độ thiết lập trên máy tạo sóng cần hiệu chuẩn;
Mtrên : giá tri hệ số điều chế biên độ đo được trên máy đo chỉ số điều chế biên độ khi
ấn núm “đo trên”;
Mdưới : giá trị hệ số điều chế biên độ đo được trên máy đo hệ só điều chế biên độ khi ấn
Máy tạo sóng
cần hiệu chuẩn
Máy đo điều chế
Tần kế chuẩn
Máy tạo sóng cần hiệu chuẩn
Máy đo hệ số
điều chế biên độ
Trang 11
ĐLVN 115 : 2003
Kết quả đo được ghi vμo biên bản hiệu chuẩn theo bảng 8 ở phụ lục 1 Sai số đo không vượt quá giá trị cho phép ghi trong ghi trong thuyết minh kỹ thuật
5.3.10 Xác định sai số phụ thiết lập hệ số điều chế biên độ trong dải tần điều chế
Sơ đồ hiệu chuẩn được mắc theo hình 8
Sai số phụ được thiết lập hệ số điều chế biên độ trong dải tần điều chế được xác định như sau:
Xác định sai số thiết lập hệ số điều chế biên độ của máy tạo sóng cần hiệu chuẩn ở một tần
số F của dải tần điều chế bằng phương pháp ở điều 5.3.9 Khi giá trị điều chế của máy tạo sóng lμ cực đại
Tiến hμnh đo ở các giá trị đầu vμ cuối của dải tần số sóng mang sai số phụ được xác định theo công thức:
o
f M M
δ (10)
Trong đó:
δ MF: sai số phụ thiết lập hệ số điều chế ở tần số điều chế F
Kết quả đo ghi theo bảng 9 phụ lục 1
Sai số phụ thiết lập hệ số điều chế biên độ không được vượt quá giá trị ghi trong thuyết minh kỹ thuật
5.3.11 Xác định độ di tần ký sinh Δfks của tín hiệu điều chế biên độ
Độ di tần ký sinh của tín hiệu điều chế biên độ được xác định bằng máy đo điều chế sơ đồ hiệu chuẩn mắc theo hình 9
Hình 9: Sơ đồ xác định độ di tần ký sinh của tín hiệu điều chế biên độ
Máy đo điều chế lμm việc trong chế độ di tần Tiến hμnh đo hai giá trị di tần ΔF trên vμ
ΔF dưới Lấy giá trị lớn nhất lμm kết quả của phép đo di tần ký sinh Giá trị ΔFks được xác
định khi hệ số khi hệ số điều chế biên độ của máy tạo sóng bằng 30 % ở các tần số điều chế
được quy định trong thuyết minh kỹ thuật
Kết quả đo được ghi vμo bảng 10 trong phụ lục 1 Giá trị ΔF ks đo được không được vượt quá giá trị ghi trong thuyết minh kỹ thuật Nếu vượt quá các giá trị ghi trong thuyết minh kỹ thuật thì không được hiệu chuẩn các thông số tiếp theo
Máy đo điều chế Máy tạo sóng
cần hiệu chuẩn