Назначение
Генераторы сигналов сложной формы со сверхнизким уровнем искажений DS360 (далее - генераторы) предназначены для создания электрических измерительных сигналов различной формы.
Описание
Принцип действия генераторов основан на прямом цифровом синтезе сигналов с применением 24-разрядного сигнального процессора, 20-разрядного цифро-аналогового преобразователя и фильтра низких частот. При генерации синусоидального сигнала используется дополнительный фильтр, перестраиваемый в зависимости от частоты выходного сигнала, для достижения сверхнизкого уровня искажений. Сигналы тактовой частоты синхронизируются от внутреннего кварцевого генератора.
Генераторы позволяют создавать следующие виды сигналов:
- синусоидальный сигнал со сверхнизкими искажениями;
- прямоугольный сигнал;
- белый шум;
- розовый шум;
- равномерный шум в фиксированной полосе частот;
- двухтональный сигнал;
- импульсно-модулированный сигнал с заполнением синусоидальным, прямоугольным или шумовым сигналом;
- свипирующий сигнал синусоидальной и прямоугольной формы.
Управление режимами работы и параметрами сигналов осуществляется с помощью внутреннего микропроцессора. Внешнее управление генераторами может осуществляться через интерфейсы GPIB и RS-232. Конструктивно генераторы выполнены в виде моноблока, общий вид показан на рисунке 1, вид задней панели - на рисунке 2.
По условиям эксплуатации генераторы соответствуют группе 3 ГОСТ 22261-94 с диапазоном рабочих температур от 15 до 40 оС.
Рисунок 1 - Общий вид
место пломбирования (краска под винт)
место для знака утверждения типа и знака поверки
Рисунок 2 - Вид задней панели
Программное обеспечение
Программное обеспечение установлено на внутренний микропроцессор и выполняет функции управления режимами работы, а также взаимодействия с подключаемыми по интерфейсу внешними устройствами.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений «низкий» по Р 50.2.077-2014, класс риска “A” по WELMEC 7.2 Issue 5.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| идентификационное наименование | DS360 Software |
| идентификационный номер версии | 1.05 и выше |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики генераторов представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Основные метрологические и технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| 1 | 2 |
| Диапазон частот | от 0,01 Гц до 200 кГц |
| Разрешение по частоте | |
| в диапазоне частот от 0,01 до 999.999 Гц | 0,001 Гц |
| в диапазоне частот от 1 до 200 кГц | 6 разрядов |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки частоты F, Гц | ± (25-10-6<F + 0,004 Гц) |
| Выходное сопротивление | |
| несимметричные выходы (+) и (-) | |
| “50Q”, согласованная нагрузка | (50 ± 2) Ом |
| “600Q”, согласованная нагрузка | (600 ± 12) Ом |
| “Hi-Z”, высокоомная нагрузка | (25 ± 1,25) Ом |
| симметричный выход | |
| “50Q”, согласованная нагрузка | (50 ± 2) Ом |
| “150Q”, согласованная нагрузка | (150 ± 4,5) Ом |
| “600Q”, согласованная нагрузка | (600 ± 12) Ом |
| “Hi-Z”, высокоомная нагрузка | (50 ± 2) Ом |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 |
| Диапазон установки амплитуды напряжения (размах, п-п) |
| несимметричные выходы (+) и (-) | |
| “50Q”, согласованная нагрузка | от 5 мкВ до 14,4 В |
| “600Q”, согласованная нагрузка | от 5 мкВ до 20,0 В |
| “Hi-Z”, высокоомная нагрузка | от 10 мкВ до 40,0 В |
| симметричный выход “50Q”, согласованная нагрузка “150Q”, согласованная нагрузка | от 10 мкВ до 28,8 В от 10 мкВ до 28,8 В |
| “600Q”, согласованная нагрузка | от 10 мкВ до 40,0 В |
| “Hi-Z”, высокоомная нагрузка | от 20 мкВ до 80,0 В |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки среднеквадратических значений напряжения не менее 1 мВ | ± 1 % |
| Коэффициент гармоник синусоидального сигнала, дБ, не более |
| на частотах от 0,01 Гц до 5 кГц | минус 106 |
| на частотах от 5 до 20 кГц | минус 100 |
| на частотах от 20 до 40 кГц | минус 96 |
| на частотах от 40 до 100 кГц | минус 85 |
| на частотах от 100 до 200 кГц | минус 68 |
| Уровень широкополосного шума синусоидального сигнала частотой 1 кГц (высокоомная нагрузка), типовые значения, нВТц 1/2, не более |
| при амплитуде свыше 1,26 до 40 В | 150 |
| при амплитуде свыше 126 мВ до 1,26 В | 15 |
| при амплитуде свыше 12,6 до 126 мВ | 7,5 |
| при амплитуде менее 12,6 мВ | 15 |
| Время нарастания сигнала прямоугольной формы, не более | 1,3 мкс |
| Неравномерность АЧХ белого шума на частотах от 1 Гц до 100 кГц, типовое значение, не более | ± 1 дБ |
| Неравномерность АЧХ розового шума на частотах от 20 Гц до 20 кГц (1/3 октавный анализ), типовое значение, не более | ± 3 дБ |
| Дискретные значения полосы частот равномерного шумового сигнала, кГц | 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,4; 12,8; 25,6; 51,2; 102,4 |
| Неравномерность АЧХ шумового сигнала в полосе частот, типовое значение, не более | ± 1 дБ |
| Диапазон установки постоянного напряжения смещения (только | на несимметричном выходе) |
| “50Q”, согласованная нагрузка “600Q”, согласованная нагрузка “Hi-Z”, высокоомная нагрузка | ± 7,4 В ± 10 В ± 20 В |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки напряжения смещения U0 (все виды сигналов, кроме розового шума), мкВ (мВ) |
| при суммарной амплитуде сигнала более 630 мВ при суммарной амплитуде сигнала свыше 63 до 630 мВ при суммарной амплитуде сигнала свыше 6,3 до 63 мВ при суммарной амплитуде сигнала менее 6,3 мВ | ± (0,01-Uo + 25 мВ) ± (0,01-U0 + 2,5 мВ) ± (0,01-U0 + 250 мкВ) ± (0,01-Uo + 25 мкВ) |
| Уровни сигнала на выходе синхронизации (сигнал прямоугольной формы с частотой, равной частоте выходного сигнала): TTL |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 |
| Тип выходных соединителей |
| несимметричные выходы (+) и (-) | BNC |
| симметричный выход | “banana” (f) |
| Параметры питания от сети переменного тока |
| напряжение | (220 ± 22) В |
| частота | (50 ± 0,5) Гц |
| Г абаритные размеры, мм, не более | |
| ширина | 430 |
| высота | 88 |
| глубина | 410 |
| Масса, не более | 6,8 кг |
Знак утверждения типа
наносится на заднюю панель корпуса в виде наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность генераторов приведена в таблице 3.
Таблица 3 - Комплектность
| Наименование и обозначение | Кол-во, шт. |
| Генератор сигналов сложной формы со сверхнизким уровнем искажений DS360 | 1 |
| Кабель сетевой | 1 |
| Руководство по эксплуатации и справочник по программированию, ред.1-5 | 1 |
| Методика поверки МП РТ 1469-2010 | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МП РТ 1469-2010 «Генераторы сигналов сложной формы со сверхнизким уровнем искажений DS360. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУ «Ростест-Москва» 14.10.2010 г.
Необходимые средства поверки, требования к их основным метрологическим характеристикам и рекомендуемые средства поверки утвержденного типа даны в таблице 4.
Таблица 4 - Средства поверки
| Средство поверки и требования к его основным техническим характеристикам | Рекомендуемое средство поверки и его основные технические характеристики |
| 1 | 2 |
| Частотомер - разрешение на частоте 100 кГц не хуже 0,01 Гц; - вход внешней синхронизации 10 МГц | Частотомер электронно-счетный Agilent 53131A - разрешение на частоте 100 кГц при времени выборки 100 мс не хуже 0,0001 Гц; - вход внешней синхронизации 10 МГц |
| Стандарт частоты - относительная погрешность частоты 10 МГц не более ± 1 • 10-8; - уровень сигнала от 0 до + 10 дБм | Стандарт частоты рубидиевый Stanford Research Systems FS725 - относительный дрейф частоты 10 МГц за один год при температуре (23 ± 3) °С не более ± 5М0-10; - уровень сигнала + 7 дБм |
| 1 | 2 |
| Вольтметр - относительная погрешность измерения переменного напряжения частотой 1 кГц при уровне от 1 мВ до 14 В и на частотах от 10 Гц до 200 кГц при уровне 1 В не более ± 0,2 %; - относительная погрешность измерения постоянного напряжения от 2 мВ до 20 В не более ± 0,2 % | Мультиметр Agilent 3458A - относительная погрешность измерения переменного напряжения частотой 1 кГц при уровне от 1 мВ до 14 В не более ± 0,13 %, переменного напряжения на частотах от 10 Гц до 200 кГц при уровне 1 В не более ± 0,082 %; - относительная погрешность измерения постоянного напряжения от 2 мВ до 20 В не более ± 0,016 % |
| Осциллограф диапазон частот не менее 10 МГц | Осциллограф цифровой Tektronix TDS3012B диапазон частот 100 МГц |
| Анализатор спектра - входное сопротивление не менее 100 кОм; - диапазон частот от 1 до 50 кГц; - уровень собственных шумов не более 100 нВ; - уровень помех, обусловленных гармоническими искажениями, не более минус 80 дБн; - относительная погрешность измерения уровня не более ± 10 % | Анализатор спектра СК4-56 - входное сопротивление 100 кОм; - диапазон частот от 0,01 до 60 кГц; - уровень собственных шумов не более 30 нВ; - уровень помех, обусловленных гармоническими искажениями, не более минус 90 дБн; - относительная приведенная погрешность измерения уровня не более ± 4 % |
| Фильтр режекторный частоты режекции 2 кГц, 10 кГц; подавление сигнала на частоте режек-ции не менее 45 дБ; подавление сигнала на кратных частотах не более 12 дБ | Фильтр режекторный из комплекта генератора сигналов низкочастотного Г3-118 подавление сигнала на частотах режекции 2 кГц и 10 кГц не менее 48 дБ; подавление сигнала на кратных частотах не более 11 дБ |
Сведения о методах измерений
Методы измерений изложены в разделах 1 - 3 документа «Генераторы сигналов сложной формы со сверхнизким уровнем искажений DS360. Руководство по эксплуатации и справочник по программированию».
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГОСТ Р 8.648-2008. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1 • 10-2 до 2409 Гц.
ГОСТ 8.027-2001. ГСИ. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы.
ГОСТ 8.129-2013. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
ГОСТ Р 8.762-2011. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента гармоник.
