Назначение
Преобразователи измерительные U2021XA, U2022XA (далее - преобразователи измерительные) предназначены для измерений средней и пиковой мощности ВЧ и СВЧ колебаний в коаксиальных трактах совместно с ПЭВМ.
Описание
Принцип действия преобразователя измерительного основан на преобразовании электромагнитных колебаний ВЧ и СВЧ сигналов на диодном детекторе, в напряжение, пропорциональное мощности сигнала, его дальнейшем усилении, аналого-цифровом преобразовании, цифровой обработке во встроенном контроллере и внесении частотных, амплитудных и температурных поправок, хранящихся во встроенном ППЗУ.
Для уменьшения погрешностей связанных с просачиванием сигналов через цепи усилителя и детектора, а также для обеспечения необходимых режимов детектирования сигналов на выходе усилителя установлен фильтр низких частот с полосой пропускания 5, 15, или 30 МГц.
Результаты измерений преобразуются в код интерфейса USB, передаются на внешнюю ПЭВМ и визуализируются на ее экране под управлением специализированного ПО Agilent N1918 Power Analysis Manager.
Преобразователь измерительный позволяет проводить измерения в двух режимах работы. В режиме работы «Усреднение результатов измерений» преобразователь выполняет сглаживание результатов измерений при цифровой обработке, количество отсчетов, по которым производится сглаживание, может быть установлено оператором равным 2N, где N = 1...10. В режиме работы «Нормальный» такого сглаживания не производится.
Встроенный СВЧ ключ позволяет выполнять измерения, синхронизированные с внешним сигналом, а также установку нуля и калибровку преобразователя от встроенного ЦАП без отключения его от источника сигнала. В составе преобразователя имеется опорный генератор сигнала 10 МГц. Встроенный триггер, управляемый сигналами уровня ТТЛ, позволяет проводить измерения в режиме стробирования с возможностью изменения задержки запуска в пределах ± 1 с. Порог срабатывания триггера, устанавливается в пределах от минус 20 до 20 дБ исх. 1 мВт с разрешением 0,1 дБ. Предусмотрена возможность фиксации при помощи внешних устройств момента превышения порога срабатывания триггера.
Конструктивно преобразователи измерительные представляют собой моноблоки прямоугольной формы без органов управления и дисплея. На передней стенке корпуса измерительного преобразователя расположен коаксиальный соединитель, на задней стенке - разъем для подключения кабеля интерфейса мини USB, разъем выхода внутреннего триггера, разъем входа внешнего триггера и светодиодный индикатор работы преобразователя. Внутри корпуса установлен сенсорный модуль с контроллером, управляющим работой преобразователя, ППЗУ, источником сигнала калибровки и вспомогательными электронными устройствами, обеспечивающими обмен измерительной информацией с ПЭВМ по кабелю.
Преобразователи U2021XA, U2022XA имеют одинаковую конструкцию, но отличаются типом коаксиального соединителя и типом сенсорного модуля.
Внешний вид преобразователей измерительных, место нанесения обозначения типа, место пломбировки от несанкционированного доступа и место нанесения знака приведены на рисунках 1 и 2.
При оформлении внешнего вида преобразователей измерительных могут использоваться логотипы компаний «Agilent Technologies» или «Keysight Technologies».
** ***
Рисунок 2 - Вид преобразователя измерительного U2022XA
**
Рисунок 1 - Вид преобразователей измерительных U2021XA
***
- место пломбировки;
- место нанесения знака об утверждении типа;
- место нанесения маркировки.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) преобразователей измерительных представляет собой микропрограммный код, установленный на встроенный контроллер преобразователя.
Встроенное ПО идентифицируется при подключении преобразователя измерительного к ПЭВМ. Производителем не предусмотрен иной способ идентификации программного и микропрограммного обеспечения.
Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные не требуют специальных средств защиты от преднамеренных и непреднамеренных изменений. Метрологически значимая часть встроенного микропрограммного ПО записана на встроенное ППЗУ преобразователя измерительного.
Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| U2020 X-Series Firmware | Программное обеспечение для измерителей мощности серии U2020XA | Версия не ниже A.03.00 | - | - |
Защита ПО преобразователя измерительного от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286 - 2010.
Управление режимами работы преобразователя измерительного, а также отображение измерительной информации на экране внешней ПЭВМ осуществляется при помощи ПО N1918 Power Analysis Manager. ПО находится в свободном доступе на сайте компании - разработчика (http://www.home.agilent.com) и идентифицируется непосредственно, как исполняемый файл, в среде ОС Windows XP при помощи вспомогательных подпрограмм ОС а также при помощи специальных программ-идентификаторов (позволяющих рассчитывать значение контрольной суммы). Производителем не предусмотрен иной способ идентификации программного и микропрограммного обеспечения. Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные не требуют дополнительных средств защиты от преднамеренных и непреднамеренных изменений.
Таблица 2
| Наименование ПО | Идентиф икацион-ное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| N1918 Power Analysis Manager | N1918A Программное обеспечение для анализа мощности | Версия не ниже R03.08.00 | - | - |
Защита ПО преобразователя измерительного от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286 - 2010.
ПО N1918 Power Analysis Manager устанавливается на жесткий диск ПЭВМ. Требования к ПЭВМ приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Процессор: | Стационарная ПЭВМ: не хуже 1.3 GHz Pentium® IV Ноутбук: не хуже 900 MHz Pentium M |
| Оперативная память: | не менее 512 МБ |
| Жесткий диск: | не менее 1 ГБ |
| Операционная система: | Windows XP Professional Service Pack 2 (32 бит); Windows Vista (32 или 64 бит); Windows 7 (32 или 64) бит. |
| Порты ввода/вывода информации: | ПЭВМ должна обеспечивать работу не менее чем по одному из перечисленных интерфейсов: - USB; - LAN; - GPIB. |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики преобразователей измерительных приведены в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование величины | Значение величины |
| Тип преобразователя измерительного | U2021XA | U2022XA |
| Тип коаксиального соединителя по ГОСТ 13317-89 | N-тип | I тип (тракт 2,4 мм) |
| Диапазон рабочих частот, ГГц | от 0,05 до 18 | от 0,05 до 40 |
| Диапазон измеряемых значений мощности в режиме работы «Нормальный», дБ исх. 1 мВт в диапазоне частот от 50 до 500 МГц в диапазоне частот выше 500 МГц | от минус 30 до 20 от минус 35 до 20 |
| Диапазон измеряемых значений мощности в режиме работы «Усреднение результатов измерений», дБ исх. 1 мВт | от минус 45 до 20 |
| Наименование величины | Значение величины |
| Тип преобразователя измерительного | U2021XA | U2022XA |
| КСВН, не более, в диапазоне частот от 0,05 до 10 ГГц от 10 до 18 ГГц от 18 до 26,5 ГГц от 26,5 до 40 ГГц | 1,2 1,26 - - | 1,2 1,26 1,3 1,5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений средней мощности1, %, в диапазоне частот от 50 до 500 МГц от 0,5 до 1 ГГц от 1 до 10 ГГц от 10 до 18 ГГц от 18 до 26,5 ГГц от 26,5 до 40 ГГц | ± 4,2 % ± 4,0 % ± 4,0 % ± 4,5 % -- | ± 4,3 % ± 4,2 % ± 4,5 % ± 4,5 % ± 5,3 % ± 5,8 % |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки нуля, нВт в режиме работы «Нормальный» в режиме работы «Усреднение результатов измерений» | ± 200 ± 10 |
| Длительность нарастания (спада) переходной характеристики по уровню от 10 % до 90 % (от 90 % до 10 %), нс, не более в диапазоне частот настройки преобразователя до 500 МГц в режиме установки полосы видеофильтра 5 МГц 15 МГц 30 МГц «Откл.» в диапазоне частот настройки преобразователя выше 500 МГц 5 МГц 15 МГц 30 МГц «Откл.» | 93 75 72 73 82 27 17 13 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности частоты опорного генератора | ± 2,5 х 10-5 |
| Г еометрические размеры (ширина х высота х глубина), мм | 140 х 45 х 35 |
| Масса, кг | 0,25 |
1 - характеристики действительны при работе в режиме «Усреднение результатов измерений», количество точек усреднения - 32, в пределах диапазона измерений от минус 15 до 20 дБ исх.
1 мВт, запуск автоматический, для U2021XA в частотном диапазоне от 0,5 до 10 ГГц, для U2022XA в частотном диапазоне от 0,5 до 40 ГГц.
Условия эксплуатации преобразователей измерительных:
- температура окружающего воздуха: от 0 до 55 °С;
- относительная влажность воздуха: 95 % при 40 °С.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится в верхнем левом углу Руководства по эксплуатации преобразователей измерительных типографским или компьютерным способом и на корпус преобразователя измерительного в виде наклейки.
Комплектность
Комплект поставки включает:
- преобразователи измерительные U2021XA или преобразователи измерительные U2022XA - 1 шт.;
- руководство по эксплуатации - 1шт.;
- методика поверки - 1 шт.
Поверка
осуществляется в соответствии с документом 651-13-74 МП «Инструкция. Преобразователи измерительные U2021XA, U2022XA. Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИФТРИ» в январе 2014 г.
Основные средства поверки:
- генератор сигналов E8257D (рег. № 36797-08): диапазон частот от 250 кГц до 40 ГГц, пределы допускаемой относительной погрешности частоты опорного генератора (за 1 год): ± 3 • 10-8, шаг установки частоты 0,001 Гц, пределы установки мощности выходного сигнала от минус 135 до 12 дБ исх. 1 мВт, пределы абсолютной погрешности установки мощности выходного сигнала ± 1 дБ при мощностях выходного сигнала более минус 70 дБ исх. 1 мВт;
- генератор импульсов 81130А (рег. № 36972-08): диапазон установки периода следования импульсов от 2,5 нс до 0,999 мс, диапазон установки длительности импульса от 1,25 нс до 5,9 мкс , амплитуда импульсов на нагрузке 50 Ом от 0,1 до 3,8 В;
- анализатор цепей векторный N5225A (рег. № 53567-13): диапазон рабочих частот от 0,01 до 50 ГГц, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента отражения в диапазоне частот до 2 ГГц ± 0,015 дБ, в диапазоне частот до 20 ГГц ± 0,035 дБ, до 40 ГГц ± 0,06 дБ;
- набор мер коэффициентов передачи и отражения 85054B для преобразователей измерительных с типом соединителя N, набор мер 85056А для преобразователей измерительных с типом соединителя I (тракт 2,4 мм) (рег. № 53566-13): пределы допускаемой погрешности определения действительных значений модуля коэффициента отражения от ± 0,8 до ± 1,4 %, пределы допускаемой погрешности определения фазы коэффициента отражения от 0,5° до 1,5°, пределы допускаемой погрешности определения коэффициента передачи от ± 0,03 до ± 0,1 дБ, пределы допускаемой погрешности определения фазы коэффициента передачи от ± 0,3° до ± 2°, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений глубины погружения контакта соединителей вилка и розетка ± 0,00127 мм;
- ваттметр поглощаемой мощности М3-54 (рег. № 7058-79), аттестованный в качестве рабочего эталона при значении поглощаемой мощности 1 -10 мВт в диапазоне частот от 0,05 до 18 ГГц с погрешностью аттестации по коэффициенту калибровки не более 2%;
- ваттметр поглощаемой мощности М3-22А (рег. № 2858-72) с преобразователями измерительными М5-44, М5-45 и М5-49, аттестованными в качестве рабочего эталона в диапазоне частот от 16,7 до 53,6 ГГц с погрешностью коэффициента калибровки не более 2 %;
- частотомер электронно-счетный 53152А (рег. № 26949-10): диапазон измерений частоты от 10 Гц до 46 ГГц; пределы основной допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты при работе от внутреннего генератора ± (F-10’7 + AF), где F - частота сигнала, AF - разрешение по частоте, пределы относительной погрешности измерений частоты ± 10-6;
- комплект аттенюаторов ступенчатых 8494В и 8496В, аттестованный в качестве рабочего эталона коэффициента ослабления на частоте 50 МГц с погрешностью по коэффициенту калибровки не более ± 1,5 %;
Сведения о методах измерений
Преобразователи измерительные U2021XA, U2022XA. Руководство по эксплуатации.
Нормативные документы
ГОСТ 13317 - 89 Элементы соединения СВЧ трактов электронных измерительных приборов. Присоединительные размеры.
Техническая документация фирмы - изготовителя.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям, в том числе для проведения настройки, технического обслуживания, ремонта и контроля ВЧ и СВЧ устройств, коаксиальных линий передачи сигналов и т.д., сетей беспроводной передачи информации, линий спутниковой связи, а также в других сферах, связанных с приемом и передачей радиосигналов.
