Назначение
Анализаторы цепей векторные Р4М-40 предназначены для измерения комплексных коэффициентов передачи и отражения (S-параметров) двухполюсников и четырехполюсников в коаксиальных волноводах с диаметрами поперечных сечений 2,4/1,042 мм.
Описание
Принцип действия анализаторов цепей векторных Р4М-40 основан на принципе рефлектометра - раздельного выделения измерительных сигналов: падающего, прошедшего через измеряемый СВЧ четырехполюсник и отраженных от его входов, преобразования их в опорный и измеряемые сигналы, формирования напряжений, пропорциональных этим сигналам, и дальнейшего дискретного преобразования этих напряжений с целью цифровой обработки и индикации измеряемых величин. Выделение измерительных сигналов производится с помощью направленных ответвителей.
Анализаторы цепей векторные Р4М-40 совмещают в себе синтезированный источник сигнала, измеритель S-параметров и настраиваемый приемник в одном корпусе. В состав анализатора цепей векторного входят: синтезатор частот, две пары направленных ответвителей, два опорных и два измерительных приемника, блок сбора данных и управления, источник питания.
Конструктивно анализаторы цепей векторные Р4М-40 выполнены в металлическом корпусе и работают под управлением персонального компьютера с операционной системой Windows.
В анализаторах цепей векторных Р4М-40 предусмотрены однопортовая, полная двухпортовая, однонаправленная двухпортовая калибровка, нормализация частотной характеристики тракта передачи или отражения и соответствующая векторная коррекция составляющих систематической погрешности измерений. Калибровка (нормирование характеристик) анализатора цепей векторного Р4М-40 выполняется с использованием набора калибровочных мер.
Общий вид анализаторов цепей векторных Р4М-40 и обозначение места нанесения знака утверждения типа приведены на рисунке 1. Схема пломбировки от несанкционированного доступа приведена на рисунке 2.
Место нанесения знака об утверждении
Программное обеспечение
Анализаторы цепей векторные Р4М-40 работают под управлением внешнего персонального компьютера с установленным программным обеспечением Graphit Р4М, который проводит обработку информации, выполняет ряд вычислительных функций и обеспечивает различные варианты отображения результатов измерений. Для связи с персональным компьютером используется интерфейс Ethernet.
Программное обеспечение реализовано без выделения метрологически значимой части. Недокументированные возможности отсутствуют, все функции полностью описаны в руководстве по эксплуатации.
Влияние программного обеспечения не приводит к выходу метрологических характеристик анализатора цепей векторного Р4М-40 за пределы допускаемых значений.
Уровень защиты программного обеспечения «низкий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
Идентификационные данные (признаки) | Значение |
Идентификационное наименование ПО | Graphit Р4М |
Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 2.5 |
Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики анализаторов цепей векторных Р4М-40 приведены в таблицах 2 и 3 соответственно.
Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей измерений коэффициентов передачи и отражения приведены для рабочего диапазона температур окружающей среды и изменении температуры не более ±2 °С после выполнения однопортовой (только для коэффициента отражения) или полной двухпортовой калибровки (включая изоляцию), при уровне мощности выходного сигнала минус 10 дБ (1 мВт), с помощью набора калибровочных мер.
Наименование характеристики | Значение |
1 | 2 |
Диапазон рабочих частот, ГГц | от 0,01 до 40 |
Дискретность установки частоты, Гц | 1 |
Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты при работе от внутреннего опорного генератора | ±2 • 10-6 |
Полосы пропускания фильтров ПЧ, Гц | от 3 до 105 |
Диапазон установки уровня мощности выходного сигнала, дБ (1 мВт): - в диапазоне частот от 0,01 до 18 ГГц включ. - в диапазоне частот св. 18 до 40 ГГц | от -50 до +10 от -50 до +7 |
Дискретность установки мощности выходного сигнала, дБ | 0,1 |
Пределы допускаемой относительной погрешности установки уровня мощности выходного сигнала, дБ, в диапазоне: - от -50 до -20 дБ (1 мВт) включ. - св. -20 до +10 дБ (1 мВт) | ±2,5 ±2,0 |
Диапазон измерений модуля коэффициента передачи1^ в диапазоне частот, дБ - от 50 МГц до 40 ГГ ц | от -80 до +30 |
Диапазон установки ослабления аттенюаторов источника сигнала, дБ | от 0 до 60 |
Шаг установки ослабления аттенюаторов источника сигнала, дБ | 10 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки ослабления аттенюаторов источника сигнала от номинального значения ослабления аттенюатора, дБ | ±2,0 |
Диапазон установки ослабления аттенюаторов приемника сигнала, дБ | от 0 до 30 |
Шаг установки ослабления аттенюаторов приемника сигнала, дБ | 10 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки ослабления аттенюаторов приемника сигнала от номинального значения ослабления аттенюатора, дБ | ±2,0 |
Диапазон измерений модуля коэффициента отражения2-* | от 0 до 1 |
Уровень собственного шума приемников сигнала при полосе фильтра ПЧ 10 Гц, дБ (1 мВт), не более, в диапазоне частот: - от 50 до 125 МГц включ. - св. 125 до 500 МГц включ. - св. 500 МГц до 20 ГГц включ. - св. 20 ГГц до 40 ГГц | -65 -85 -115 -110 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента отражения двухполюсников !SII11, ASV)3) - в диапазоне частот от 10 МГц до 18 ГГц включ. | ±(0,011+0,008• |Sn|+0,018 • |SU|2), ±(0,011+0,008• |S22|+0,018 -^2|2) |
- в диапазоне частот св. 18 до 32 ГГц включ. | ±(0,014+0,011 |Sn|+0,022• |SU|2), ±(0,014+0,011 |S22|+0,022-^2|2) |
1 | 2 |
- в диапазоне частот св. 32 до 40 ГГц | ±(0,021+0,012 • jSnj+0,025- |SU|2), ±(0,021+0,012- |S22|+0,025-|S22|2) |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента отражения четырехполюсников !S11, AS222)3) - в диапазоне частот от 10 МГц до 18 ГГц включ. | ±(0,011+0,008• |Sn|+0,018- |SU|2+ +0,014 • | S211 • | S12D, ±(0,011+0,008• |S22|+0,018- |S22|2+ +0,014- | S211 • |S12|) |
- в диапазоне частот св.18 до 32 ГГц включ. | ±(0,014+0,011 |Sn|+0,022• |SU|2+ +0,016 • | S211 • |S12|), ±(0,014+0,011 |S22|+0,022• |S22|2+ +0,016 • | S211 • | S12D |
- в диапазоне частот св. 32 до 40 ГГц | ±(0,021+0,012 • |S11|+0,025• |SU|2+ +0,018 • | S211 • |S12|), ±(0,021+0,012 • |S22|+0,025^ |S22|2+ +0,018 • | S211 • |S12|) |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазы коэффициента отражения двухполюсников, градус | ±[0,5+(180/") • arcsin(ASII11/|S11|)] ±[0,5+(180/") • arcsin(ASII22/|S22|)] |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазы коэффициента отражения четырехполюсников, градус | ±[0,5+(180/") • arcsin(AS11/|S11|)] ±[0,5+(180/") • arcsin(AS22/|S22|)] |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента передачиAS21, AS12, дБ 2)3)4) - в диапазоне частот от 50 МГц до 18 ГГц включ. | ± 20^ lg(1-(0,02+0,014 • |SU|+ +0,014 • |S22|+(5/2)n • 5^10-6 HS21|-1)), ± 20^ lg(1-(0,02+0,014 • |S22|+ +0,014 • |Sh|+(5/2)n • 540-6^^12|-1)) |
- в диапазоне частот св. 18 до 32 ГГц включ. | ± 20 • lg(1-(0,025+0,016• |Sn|+ +0,016 • |S22|+(5/2)n • 5^10-6 HS21|-1)), ± 20 • lg(1-(0,025+0,016• |S22|+ +0,016^ |Sh|+(5/2)n • 5^10-6 HS12|-1)) |
- в диапазоне частот св. 32 до 40 ГГц | ± 20 • lg(1-(0,035+0,018^ |SU|+ +0,018 • |S22|+(5/2)n • 5^10-6 HS21|-1)), ± 20 • lg(1-(0,035+0,018^ |S22|+ +0,018 • |Sh|+(5/2)n • 540-6 • |S12|-1)) |
1 | 2 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазы коэффициента передачи, градус: - в диапазоне частот от 50 МГц до 18 ГГц включ. - в диапазоне частот св. 18 до 32 ГГц включ. - в диапазоне частот св. 32 до 40 ГГц | ± [1+ (180/") • arcsin(1-10!S21/20)] ± [1+ (180/") • arcsin(1-10!S12/20)] ± [1,5+ (180/") • arcsin(1-10!S21/20)] ± [1,5+ (180/") • arcsin(1-10!S12/20)] ± [3+ (180/") • arcsin(1-10!S21/20)] ± [3+ (180/") • arcsin(1-10!S12/20)] |
Параметры измерительных портов неско | рректированные |
Модуль коэффициента отражения в режиме источника сигнала, в диапазоне частот, дБ, не более: - от 50 МГц до 21 ГГц включ. - св. 21 до 40 ГГц | -10 -7 |
Модуль коэффициента отражения в режиме приемника сигнала в диапазоне частот, дБ, не более: - от 10 МГц до 21 ГГц включ. - св. 21 до 40 ГГц | -10 -7 |
Направленность, дБ, не более | -12 |
Примечания: 1) Диапазон и погрешность измерений модуля коэффициента передачи от плюс 10 до плюс 30 дБ обеспечивается после выполнения полной двухпортовой калибровки и установленном аттенюаторе на входе измерительного приемника 30 дБ. Нижний предел диапазона измерений модуля коэффициента передачи зависит от диапазона частот и установленной полосы пропускания фильтра ПЧ и определяется по формуле: IS12I мин или ^21|мин = Ршум. + 16 - Рвых., дБ; где Ршум. - уровень собственного шума приемников, Рвых - уровень мощности выходного сигнала. 2) Погрешности нормируются в диапазоне модуля коэффициента отражения |S11| или |S22| от 0,012 до 0,998 и полосе пропускания фильтра ПЧ от 10 Гц до 1 кГц. 3) |S11| , |S12|, |S21| и |S22| - модули S-параметров измеряемого устройства, отн. ед. 4) N = 0 при полосе пропускания фильтра ПЧ Afnq =10 Гц; N = 1 при Afn4 = 100 Гц; N = 2 при Afnq = 1000 Гц; N = 3 при Afnq = 10000 Гц. |
Наименование характеристики | Значение |
Количество измерительных портов, шт. | 2 |
Волновое сопротивление измерительных портов, Ом | 50 |
Максимальная мощность входного сигнала на измерительных портах, дБ (1 мВт) | 24 |
Тип коаксиальных соединителей измерительных портов | NMD 2,4 мм, вилка |
Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | 220 ± 22 50 |
Потребляемая мощность, В • А, не более | 350 |
Габаритные размеры измерительного блока (ширинахвысотахглубина), мм, не более | 390 х 205 х 391 |
Масса измерительного блока, кг, не более | 18 |
Степень защиты по ГОСТ 14254-2015 | IP 20 |
Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, при температуре +25 °С, %, не более - атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | от +15 до +35 85 от 70 до 106,7 (от 537 до 800) |
Время установления рабочего режима, ч, не более | 1 |
Показатели надежности: - средний срок службы, лет, не менее - средняя наработка на отказ, ч, не менее | 5 10 000 |
Знак утверждения типа
наносится на лицевую панель анализаторов цепей векторных в левом верхнем углу (рисунок 1) и титульный лист руководства по эксплуатации ЖНКЮ.468166.039 РЭ в правом верхнем углу с применением печатающих и графических устройств вывода ЭВМ.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
1 | 2 | 3 | 4 |
Анализатор цепей векторный Р4М-40 | ЖНКЮ.468151.039 | 1 шт. | |
Компьютер персональный | ЖНКЮ.468382.015 | 1 шт. | |
Кабель КСФ50-05РН-05Н-700 Кабель КСФ50-05РН-05Н-1000 | ЖНКЮ.685671.123 ЖНКЮ.685671.123-01 | 2 шт. 1 (2) шт. | количество и тип определяется при заказе |
Набор калибровочных мер НКММ-05-05Р | ЖНКЮ.468955.012 | - | по отдельному заказу |
Ключ тарированный КТ-3 | ЖНКЮ.296442.001-02 | 1 шт. | размер зева 20 мм |
Ключ поддерживающий КП-3 | ЖНКЮ.764431.011 | 1 шт. | размер зева 19 мм |
Программа управления Graphit Р4М | ЖНКЮ.02052-01 | 1 экз. | поставляется на цифровом носителе |
Кабель Ethernet | ЖНКЮ.685611.077 | 1 шт. | патч-корд Cat.5e или аналог |
1 | 2 | 3 | 4 |
Кабель питания | ЖНКЮ.685631.067 | 1 шт. | вилка стандарт С 2b по ГОСТ 7396.1 (евростандарт с заземляющим проводником) |
Упаковка | ЖНКЮ.468916.016 | 1 шт. | |
Методика поверки | РТ-МП-6421-441-2020 | 1 экз. | |
Формуляр | ЖНКЮ.468166.039 ФО | 1 экз. | |
Руководство по эксплуатации | ЖНКЮ.468166.039 РЭ | 1 экз. | |
Поверка
осуществляется по документу РТ-МП-6421-441-2020 «ГСИ. Анализаторы цепей векторные Р4М-40. Методика поверки», утвержденному ФБУ «Ростест - Москва» 22.04.2020 г.
Основные средства поверки:
- комплект измерителей присоединительных размеров КИПР-05Р-05 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 68805-17),
- анализатор спектра E4448A (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 39229-08);
- ваттметр N1913A с преобразователями 8487D и 8487А (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 44731-10) и преобразователем Е9304А-Н18 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 57387-14);
- набор калибровочных мер НКММ-05-05Р (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 63453-16);
- набор мер Н3М-05 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 70750-18);
-аттенюатор ступенчатый RSC (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 48368-11).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ГОСТ Р 8.813-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения и передачи в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0,01 до 65 ГГц
ЖНКЮ.468166.039 ТУ Анализатор цепей векторный Р4М-40. Технические условия