Назначение
Генераторы сигналов Г4-220А (далее - генератор) предназначены для генерирования смодулированных колебаний и колебаний с частотной, амплитудной, фазовой и импульсной модуляцией.
Описание
Работа генератора Г4-220А основана на принципе преобразования частоты - сдвига спектра модулированного сигнала на частотный интервал, определяемый частотой СВЧ гетеродина. Функцию гетеродина выполняет генератор управляемый напряжением (ГУН) 4,4 - 7,4 ГГц, управляемый цифровым вычислительным синтезатором (ЦВС) в блоке синтезаторов. Преобразование частоты в блоке СВЧ позволяет получить выходной сигнал с требуемыми параметрами.
Тракт модулирующего сигнала построен с использованием сигнального процессора, управляющего ЦВС. Работа ЦВС основана на принципе прямого цифрового синтеза частоты (Direct Digital Synthesis, DDS). Генерируемый сигнал синтезируется со свойственной цифровым системам точностью. Частота, амплитуда и фаза сигнала в любой момент времени точно известны и подконтрольны.
Сигнал с установленными характеристиками воспроизводится на основном выходе с согласованной нагрузкой 50 Ом. Генератор имеет пять режимов работы:
НК - режим смодулированных колебаний;
АМ - режим амплитудной модуляции от внутреннего или внешнего сигнала;
ЧМ - режим частотной модуляции от внутреннего или внешнего сигнала;
ФМ - режим фазовой модуляции от внутреннего или внешнего сигнала;
АИМ - режим амплитудно-импульсной модуляции от внутреннего или внешнего сигнала. Параметры выходного сигнала отображаются на графическом ЖК индикаторе. Г енератор обеспечивает работу с последовательными интерфейсами RS-232C и USB 2.0.
Общий вид генератора представлен на рисунке 1. Места нанесения поверительного клейма указаны на рисунке 2.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) прибора Г4-220А записывается в память программ управляющего микроконтроллера на этапе производства и в процессе эксплуатации генератора изменению не подлежит. Номер версии и значение цифрового идентификатора ПО отображается на индикаторе прибора и контролируются при поверке генератора.
ПО осуществляет установку состояния составных частей генератора в соответствии с параметрами, заданными оператором. Установка состояния генератора производится с учетом констант (поправочных весовых коэффициентов), которые определяются при проведении его калибровки и записываются в энергонезависимую память. Изменение значений калибровочных констант приводит к изменению значения цифрового идентификатора калибровочных данных и ПО, которое также может отображаться на индикаторе прибора и указывается в формуляре для контроля.
Имеющийся внешний интерфейс калибратора позволяет осуществлять управление генератором с помощью ПЭВМ и использовать его в составе различных автоматизированных измерительных систем. Изменение ПО может производиться только через внутренний интерфейс - соответственно специальный разъем и аппаратный ключ, доступ к которым возможен только при вскрытии прибора.
Предусмотрена автоматическая проверка целостности калибровочных данных, хранящихся в энергонезависимой памяти. За счет дублирования данных производится исправление ошибок с сообщением об успешности операции. При обнаружении неустранимых ошибок происходит блокирование работы прибора.
Программные функции и интерфейсы полностью описаны в эксплуатационной документации. Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Наименование программного обеспечения | Generator G4-220A |
| Номер версии ПО | Firmware version: 0.9.6.8 |
| Цифровой идентификатор калибровочных данных и ПО | «CRC: 0xXXXX» |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения Примечание - OxXXXX - уникальные для каждого экземп сумм отображаются на индикаторе и записываются в фор | CRC16 ляра прибора значения контрольных муляр. |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики генератора
| Наименование характеристики | Значение |
| Режим немодулированных колебаний |
| Рабочий диапазон частот генератора, МГц, не менее | от 110-6 до 3200 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки частоты генерации, Гц | ±5 10-6F |
| Дискретность установки частоты, Гц | 0,1 |
| Нестабильность частоты выходного сигнала генератора в нормальных условиях применения за любой произвольно выбранный 15-минутный интервал времени, Гц, не более | ±510-/F |
| Диапазоны установки уровня выходной мощности, дБм, не менее | от -87 до +13 |
| Диапазоны установки уровня выходного напряжения, В, не менее | от 1 10-5 до 1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки уровня выходной мощности: - в диапазоне от 13 дБм до минус 47 дБм включ., дБ - в диапазоне св. минус 47 дБм до минус 87 дБм включ., дБ | ±1 ±2 |
| Нестабильность установленного уровня выходной мощности генератора в нормальных условиях применения за любой произвольно выбранный 15-минутный интервал времени, дБ, не более | 0,1 |
| Дискретность установки уровня выходной мощности, дБ | 0,1 |
| Уровень паразитных, гармонических и комбинационных спектральных составляющих, дБ, не более | -30 |
| Режим амплитудной модуляции (АМ) |
| Виды АМ | синусоидальная прямоугольная внешняя |
| Диапазон установки частоты внутренней синусоидальной и внутренней прямоугольной АМ, Гц, не менее | от 0,1 до 105 |
| Диапазон установки частоты внешней АМ, Гц, не менее | от 10 до 105 |
| Дискретность установки частоты внутренней синусоидальной и внутренней прямоугольной АМ, Гц | 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты внутренней синусоидальной и внутренней прямоугольной АМ, % | ±0,1 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон установки коэффициента внутренней синусоидальной и внутренней прямоугольной АМ, %, не менее | от 0,1 до 99,9 |
| Диапазон установки коэффициента внешней АМ, %, не менее | от 0,1 до 99,9, при Цмод не более 1 В |
| Дискретность установки коэффициента АМ, % | 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки коэффициента АМ, % | ±5 |
| Режим частотной модуляции (ЧМ) |
| Виды ЧМ | синусоидальная треугольная прямоугольная линейно импульсная внешняя |
| Диапазон установки частоты внутренней ЧМ, Гц, не менее | от 0,1 до 105 |
| Диапазон установки частоты внешней ЧМ, Гц, не менее | от 1 до 105 |
| Дискретность установки частоты внутренней ЧМ, Гц | 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты внутренней ЧМ, % | ±0,1 |
| Диапазон установки девиации внутренней ЧМ, Гц, не менее | от 0,1 до 5 106 |
| Диапазон установки девиации внешней ЧМ, Гц, не менее | от 10 до 105 |
| Дискретность установки девиации внутренней ЧМ, Гц | 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки девиации внутренней ЧМ, % | ±0,2 |
| Диапазон установки длительностей фронтов и спадов модулирующих импульсов внутренней треугольной ЧМ, с, не менее | от 110-3 до 600 |
| Дискретность установки длительностей фронтов и спадов модулирующих импульсов внутренней треугольной ЧМ, с | 110-3 |
| Диапазон установки длительностей фронтов, спадов импульсов и пауз между модулирующими импульсами внутренней линейно-импульсной ЧМ, с, не менее | от 110-3 до 600 |
| Дискретность установки длительностей фронтов, спадов импульсов и пауз между модулирующими импульсами внутренней линейноимпульсной ЧМ, с | 110-6 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки приращения несущей частоты за время действия фронта модулирующего импульса внутренней треугольной и внутренней линейно-импульсной ЧМ, % | ±0,5 |
| Диапазон установки частоты внешней ЧМ, Гц, не менее | от 10 до 1 105 |
| Диапазон установки девиации внешней ЧМ, Гц, не менее | от 250 до 1105, при имод не более 1 В |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки девиации внешней ЧМ, % | ±5 |
| Режим амплитудно-импульсной модуляции (АИМ) |
| Диапазон установки длительности прямоугольных импульсов внутренней АИМ и пауз между ними, с, не менее | от 110-6 до 200 |
| Дискретность установки длительности прямоугольных импульсов внутренней АИМ и пауз между ними, с, не менее | от 0,110-6 до 0,01 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки длительности прямоугольных импульсов внутренней АИМ и пауз между ними, с | ±0,5 10-6 |
| Ослабление уровня несущей частоты в паузе между импульсами внутренней АИМ и внешней АИМ, дБ, не менее | 30 |
| Режим фазовой модуляции (ФМ) |
| Виды ФМ | синусоидальная прямоугольная внешняя |
| Диапазон установки частоты внутренней синусоидальной и прямоугольной ФМ, Гц, не менее | от 0,1 до 1105 |
| Диапазон установки частоты внешней ФМ, Гц, не менее | от 10 до 1 105 |
| Дискретность установки частоты внутренней синусоидальной и прямоугольной ФМ, Гц | 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты внутренней синусоидальной и прямоугольной ФМ, % | ±0,1 |
| Диапазон установки девиации внутренней синусоидальной и прямоугольной ФМ, о, не менее | от 0,1 до 720 |
| Диапазон установки девиации внешней ФМ, о, не менее | от 0,1 до 720, при имод не более 1 В |
| Дискретность установки девиации внутренней синусоидальной и прямоугольной ФМ, о | 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки девиации внутренней синусоидальной и прямоугольной ФМ модуляции, % | ±0,2 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность, % - атмосферное давление, мм рт. ст. | от +15 до +25 от 50 до 80 от 630 до 795 |
| Примечания 1 имод - амплитудное значение модулирующего напряжения внешнего источника модуляции. 2 F - значение частоты сигнала, установленного на выходе генератора, выраженное в герцах. |
Таблица 3 - Технические характеристики генератора
| Наименование характеристики | Значение |
| Время непрерывной работы генератора с сохранением метрологических характеристик в пределах установленных норм, ч, не менее | 24 |
| Средняя наработка генератора на отказ, ч | 40000 |
| Г амма - процентный ресурс генератора, при у = 90 %, ч, не менее | 40000 |
| Среднее время восстановления работоспособного состояния генератора, мин | 180 |
| Мощность, потребляемая генератором от сети питания при номинальном напряжении, В А, не более | 60 |
| Масса генератора, кг, не более | 4 |
| Г абаритные размеры генератора (длина х ширина х высота), мм, не более | 317 х 132 х 257 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение питающей сети, В - частота переменного тока, Гц | от 198 до 242, или от 109,25 до 120,75 от 48 до 52, или от 390 до 410 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность, % - атмосферное давление, мм рт. ст. | от 5 до 40 до 90, при температуре +25 °С от 630 до 830 |
Знак утверждения типа
наносится на переднюю панель генератора методом офсетной печати и на титульный лист формуляра типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование, тип | Обозначение | Кол-во |
| Г енератор сигналов Г4-220А | МЕРА.411645.013 | 1 |
| Шнур соединительный (сетевой) | SCZ-ZR | 1 |
| Кабель (К24(СТЫК С2, RS-232) | МЕРА.685061.011 | 1 |
| Кабель соединительный К25 (7,0/3,04-7,0/3,04) | МЕРА.685061.012 | 1 |
| Кабель соединительный К26 (Байонет-байонет) | МЕРА.685061.013 | 1 |
| Вставка плавка ВП2Б-1В 3,15А 250В (Размещены в сетевом фильтре) | ОЮ0.481.005 ТУ | 2 |
| Руководство по эксплуатации | МЕРА.411645.013 РЭ | 1 |
| Формуляр | МЕРА.411645.013 ФО | 1 |
| Футляр | МЕРА.411915.021 | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МЕРА.411645.013 РЭ Руководство по эксплуатации, раздел 13 «Методика поверки», утвержденному ФБУ «Краснодарский ЦСМ» 1 ноября 2017. г.
Основные средства поверки:
- анализатор спектра R&S FSV-40, регистрационный номер 42593-09, измерение спектральных характеристик выходного сигнала генератора;
- измеритель модуляции СК3-45, регистрационный номер 9331-94. Измерение параметров модуляции АМ, в диапазоне от 10 МГц до 500 МГц, и ЧМ в диапазоне от 10 МГц до 1000 МГц;
- частотомер электронно-счетный Ч3-66, регистрационный номер 9273-85, измерение частоты выходного сигнала генератора и частоты модулирующего сигнала генератора в полосе частот от 1 Гц до 3200 МГц;
- генератор сигналов низкочастотный Г3-118, регистрационный номер 8484-81, источник внешнего модулирующего сигнала в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.
Знак поверки в виде наклейки наносится под индикатором в нижней части лицевой панели генератора, а в виде оттиска - на мастичную пломбу, закрывающую доступ к винтам крепления верхней панели генератора и в формуляре.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ГОСТ 12.2.091-2012 Безопасность электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного применения. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты
ГОСТ Р 8.648-2015 Государственная поверочная схема для средств измерений переменного
2 9
электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот Г10" ...2^10 Гц
МЕРА.411645.013 ТУ Генераторы сигналов Г4-220А. Технические условия.
70670-18: Методика поверки МЕРА.411645.013.РЭ-ЛУСкачать6.9 Мб