1、中华人民共和国国家标准低频信号发生器通用测试方法T est methods for general purpose low frequency signlll ge酣rlltors1 主题内容与适用范围本标准规定的测试方法适用于检验GB12181所规寇的高关性能特性。E 引用标准GB 6592 电于测量仪器误差的一般规定G B 6587.7 电子测量仪器基本安全试验G B 6833.1-6833.10 电子测量仪器电磁兼容性试验规范G B 12181 低频信号发生器通用技术条件S 总则GB 12180一，。3.1 本标准规定的测试方法，其测试条件和要求应符合GB 12181和产品标准的有关规寇
2、。3.2 测试仪器仪表必须经过计量并符合GB 6592中3.5条要求。3.3 被测信号发生器及所高测试仪器均应按各自的产品标准规定进行预热，并在达到规定的预热时间后方可进行测试。3.4 工作特性测试的最小数目和测试点位置的确宫，应按GB 12181和产品标准的有关规定。1.5 除非测试有另外要求，被测信号应始终连接额远负载阻抗。3.6 除非测试有另外要求，被测信号发生器的输出电压应调节到最大额定输出电压。3.7 被测信号发生器与测试设备的连接应正确可靠。3.8 任何预调节都应在每项测试开始之前完成。4 外观、安全及功能检查4.1 外观与结构要求低频信号发生器应处于非工作状态，用目测并配合操作各
3、种控制装置检查仪器及其附件的外观镶垛，图案宇迹，控制件的紧固与传动状况，上述各项均固守合GB 12181巾4.5条规定。经过机械环境试验后;产品结构应无弯曲变形、断裂、松动、脱落等现象。4.2 基本安全试验4.2.1 绝缘电阻试验按GB 6587.7中3.1条方法进行。.2.2 电压试验接GB 6587.7中3.2条方法进行。.2.3 泄漏电流试验接GB 6587.7中3.3条方法进行。.3 功能试验国家技术监督局1990-02-01批准1990-08-01实施GB 12180-90 低颇信号发生器接通电源后，经规定的预热时间，按产品标准中给出的功能进行逐项检查。5 性能特性测试5.1 输出信
4、号频率的性能特性测试在低频段，允许通过测周期再换算到频率。5. 1.1 频率有效范围和频率的误差(固有误差或工作误差5. 1. 1. 1 测试方框图见图10 被测信号发喧嚣 图15.1.1.2 测试方法频率计a. 在被测信号发生器的输出端(电压输出或功率输出分别测出各频率段的有效频率范围。b. 将被测信号发生器的频率调到顶调值，用频率计测出这时实际频率值。频率误差由下式求得2A=咛!.XI00?1. (1) 式中:l(f一一被测信号发生器的频率顶调值g11一一用频率计测出的实际频率值。5.1.2 频率的重调误差(对于度盘刻度指示频率的信号发生器)5. 1. 2.1 测试方框图见图1。5. 1.
5、 2.2 测试方法a. 将频率计接到被测信号发生器的输出端(电压输出或功率输出)。b. 调节颇率控制装置，从顺时针方向至少三次逼近预调值位置，用频率计测出各次频率伯取其平均频率。C. 用同样的万法从反时针方向，求得其平均频率。d. 重调误差由下式求得E(1- 1 =丁fx1时.(2) 式中:10一一被测信号发生器的频来预i周值F11一一从顺时钟方向逼近10的实际乎均频率z12一一从反时针方向逼近10的实际平均频率。5.1.3 频率的稳定度5. 1. 3. 1 频率稳定度测试方框图见图10 5. 1. 3.2 测试方法a. 将被测仪器经预热后，保持在基准条件下进行频率测试。b. 短期频率稳定度的
6、测试z适当选择频率计数器的闸门时间每隔lmin测一次频率(或周期), 连续测试1h给出频率随时间变化曲线，找出任意15min时间间隔内频率变化最大值如图2所示=GB 12180-90 I .-一图2C. 长期频率稳定度的测试z适当选择频率计数器阐门时间每隔10mi n测次频率戎周期).连续测试4h给出频率随时间变化曲线拽出任意3h时间间隔内频率变化的最大量如图3所示:1m. I一一一一二3二1二图3d. 频率稳定度由下式求得z = fmax - 1, =-77-x100%HH-HH-HH-HM-uu-( 3 ) 式中:1，。一一一频率预调值sfmax-fmin一一频率在任何15mi n (短期
7、或3h低期)内的最大变化量。5. 1. 3.3 其他规定预调频率后，面极上所有持制装置不得变动，不允许有瞬时断电现象避免冲击和振动。5.1.4 频率的变动量5. 1. .1 温度引起的频率变动量a. 测试方框图见图40GB 12180-90 一一一一一-一寸被测信号发生器一|频率lI L一一一一一 图4b. 测试方法将被测信号发生器放入情植箱内，在正常条件下经商热后预调信号发生器油频率。将恒温情温度改变一定闹闹(一般100C左右经热平衡后测得这时的频率。频率的温度影响系数为zXM. (5) 式Ijl:/1-/;或ff与10之差较大者。GB 12180一，。第15min后E儿-/0)xl06 d
8、二zJU: V xl0 6 .(6) 10 式中:/2一-/或f!l与10之差较大者。5. 1. 4.3 输出幅度引起的频率变动量a. 测试方框图见图1。b. 测试方楼z在基准条件下，被测信号发生器在最大额定输出状态，测出预置点频率。改变输出幅度10dB.测出此时的顿率。频率变动量由下式求得zL1- (/1-/0) xl06 =V - X 10-6. (7) 10 式中:1(一-被测信号发生器在最大额定输出状态下测j出的预置点频率，11一一改变输出幅度10dB后测出的频率。5. 1. 4.4 负载阻抗引起的频率变动量a. 测试方框图见图6。被测信号发生器b. 测试方法|0), 频率计数器图6在
9、基准条件下被测信号发生器耐热届，置于有效颇率范围内的任意点颇率(至少阿包括布放J灿字范围的最低及最高端用频率计数器分别测出空载和满载(RL为额定负载)时的频率。负载阻抗引起的颇率变动量由下式求得z(12-11) x106 ._ L1 J V 式rt1: 儿一一被测信号发生器与外同步信号同步频率siL一一被测信号发生器从低向10方向移动时的同步频率EIH一-被测信号发生器从高向10方向移动时的同步顿率。e. 在外同步电压额定值和捕捉频率范围条件下，使被测信号发牛-器和参考信号发生器的频率同时向同步的真相)频率的低端移动，并测出满足上述条件下被测信号发生器的最低顿率11。同样两个发生器的颇率向高移
10、动，同样测出满足k述条件下被测信号发生器的最高颇写在120阔步锁相)的颇举范围为11至12。5. 1.6 颇宋转换时间额定值5. 1. 6.1 测试方框图见图80被捕H:;号灰尘器| J 1 阁8存矿J、被器GB 12180-90 5. 1. 6.2 测试方撞ia. 被测信号发生器输出电兰卡置于最大额5E值。b. 调节信号发生器输出频率为11井调整示技器能清晰显示人的波形。C. 将信号发生器输出频率更换到12在示技器上观察，当12披形稳定后，从示技器上读出由人变到12中!闯过渡时间即为信号发生器频率转换时间。t主s为在示波器I二同时看到/1和/，波形，两者频率不宜相差太大。5.1.7 内部基准
11、振荡器频率的误差及茸老化率5. 1. 7.1 测试方框图见图9。基准频率输出被测信号发牛器图95. 1. 7.2 测试方法a. 被测信号发生器预热后，用频率计测量其基准频率输出为/10基准频率的误差由下武求得sL1 =_!_/0-f斗x106-6HH- = _. -, - xl0-0. (10) 式中:f.。一一基准频率的标称值E11-一用频率计测出的实际频率。b. 晶体振荡器经过产品标准规定的预热时间后开始测量日老化率。取样时间大于10s.取样周期T= lZh (即每日测量的次数n二2)。连续测量7天，共15个数据取样数N= 15)。用频率计数器测量倍频后的频率见图10。被iiIj占号发仁器
12、图10日老化率用最小二.乘法计算，真基本公式为2N n男(fi-汇)(/i-1 i ) K = 1 N m fn (1 i - t i) 2 I = 1 GB 12180-90 2 (1; - fi )(t i - Ij ) O: K= m /0 (t j - Tj ) 2 , = 1 式中It i一一取样时序，用自然、数罗Ij表示，Zi-斗tj J 15 i-;-j fi一-ti时刻测得的振荡器的频率值Ffj - _!_主fj事品一-JPH体撮荡器输出的标称频率，m一-f音频器倍频次数。t土:般情况下该测试方法可只对品休振荡器本身进行测试。5.2 输出幅度性能特性的测试5.2.1 输出幅度的
13、有放范围(1/夭).(11) 由测得的最大输出电压和最大输出功率(包括对额定负载阻抗提供的最大电压或最大电榄及其衰减范围得到输出幅度的有效范围。5.2.2 额定输出幅度误差5.2.2.1 额定输出电压误差a. 测试方框图见，图11。被测信号:Ji:I，器b. 测试方怯|电I 图11被测信号发1:器的顿率置于产品标准规定的频率点上，调节输出电压控制装置至额定、值，从电压表t测得其电压值。最大输出电压相对误差由F式求得zVn - V, A二Xl川或用分贝(dB)表示J . (口)式中z们一一被测信号发生器产品标准中规定的额定输出电压面V1一一测得的实际额定输出电压值。C. 对于用自身电压表指示幅度
14、的信号发生器，应按产品标准规定的1.i圭和相应的频率点进行电压表误差测试。5.2.2.2 额定输出功率a. W!J试方框图见图120GB 12180一，。电压表被测信号发生器卜额定负戴RL失真仪图12队测试方法对具有各种不同负载阻扰的被损g信号发生器，在其输出端接相应的额定负载RL把频率置于产品标准规定的频率点上。调节被测信号发生器的功率输出由小逐渐增大，用失真仪监视其被形失真在不超过产品标准规定的范围内从电庄表上测得其电旺。额定输出功率z式中:V一-测得的实际电压值。额定输出电流z式中:V一一测得的实际电压值。5.2.3 衰减器性能特性的测试5.2.3.1 电压衰减器的衰减误差a. 测试方框
15、图见图11。b. 测试方法V2 P=-n-一.(13) Z飞L1 ;:;工.(14) 2、L被测信号发生器，在莫产品标准规定的衰减器工作频率范围内，选取适当密度的颇率点上测试。调节被测信号发生器在近于最大输出电压处测得分贝值。被测信号发生器按面极J度每增固一步衰减，这时从电压表相应量革呈上测得衰减后分贝倍。电压衰减器的衰减误差由下式求得zLI= (Ao-A) -A (dB). . . . . . . (15) 式中:Ao一一被测信号发生器在近于最大输出电压处测得的分贝值，A1-斗破测信号发生器接面板j度每增加一步衰减，从电压表相应量程上测得的衰减后分贝值sA一一-每步衰减量。f仁g测试时，整个
16、系统应保证可靠逢援并有良好屏蔽接地。5.2.3.2 功率衰减器的衰减误差a. 测试方框图见图13。GB 12180一，。被澜信号发生器额1负载电压在图13b. 测试方桂被测信号发生器在其产品标准规定的衰减器工作频率范围内的低频段、中颇段及高频段选取适当密度的频率点上测试。对具有不同额定负载阻抗的被测信号发生器，在其输出端按产品标准规定接相应联翩定负载RL0 调节被测信号发生器输出在近于最大输出功率处测得其分贝值。被测信号发生器.接面极刻度每增加一步衰减，这时从电压表相应量程上测得衰减后分贝值。功率衰戚器的衰减误差由下式求得zL1: (A2-A) -A (dB).(16) 式中:A一-被测信号发
17、生器在近于最大输出功率处测得的分贝值。A一-一被测信号发生器每增加一步衰减后，从电压表相应量程上测得的分贝值。输出电流的衰减误差测试，应从测试电压表中，分别读出未在减时的电压值以及每步章碱后的电压值。输出电流的衰减i呈差由下式求得zV V L1:; 201 g (万7-苦7-A(dB.，.，.，.(17) 式中:A一一每步衰减量，V一一未衰减时的电压值，V_一每步衰减后的电压值。注:测试时整个系统应保证时靠连接，并有良奸屏敝和接地，额在负载符介产品标准规1。5.2.4 输出幅度的稳定度5.2.4.1 输出幅度的稳定度包括输出电压或叫源电动势稳定度和具有功率输出的被测信号发传器的输出功率的稳定度
18、。5.2.4.2 测试方框图见图11。5.2.4.3 测试方捷在基准工作条件下，被测信号发生器在最大额定输出电压(如果测功率的稳定度贝IJF面公式应换算成功率)状态。短期稳立度z每1min测一次幅度，连续测量1h，取fl意15minl词隔内的最大幅度变化。长期稳定度g每15min测一次幅度，连续测量础，取任意3h间隔内的最大幅度变化。输出幅度的姐期稳定度(或长期稳忘度)由下式求得2GB 12180-90 VJ (豆lGVz ) L1 _. :- x 100% (或用dB在IJ). (18) 式中:V一-f页调电压值(式在功率输出端何一额定负载情况下顶调电H二直)。V (或Vz头一一为任意15m
19、i n (或3h)之内测得的电Tf最大变化量。5.2.5 输出阳度的变功量输出幅度的变动量包括输出电压变动量和具有功率输出的被测信号发牛器的输出功率的变动量。5.2.5.1 t匾度引起输出幅度的变动量a. 测试方框图见图14。一一一一干一被刷fJILf:世IL _. 飞叫图14b. 测试;挂交流也1I在在基准111;条iIf，将被测1ti号发生器u乍于最大额定输出电压或加接额负载情况下最大额应输出功2仨)状忐F，测出其电压恼。将恒温柏温度改变(一般为10C)经2h热、i衡后，测得这时的输出电压(或在功率输出端额定负载t测得的电压)。测得温度引起输出幅度的变动量为:V , _ Vn L1=一牛一
20、_u(l!.C). (19) 几.t 式rt1:Vo-一在某准条件下测得的电压幢F(1. t-一一恒温箱温度所改变的值，VJ-一一恒、温箱温度改变(1.t.后所测得的电压值。lf:l旨功率时:y , 2-Vn2 d=v;2A;(川).，.，.(20)式巾:Vo-一在基准条件下测得的电压值pt-一恒温箱温度所改变的值FF气-t亘温箱温度改变(1.1后所测得的电压值。当温度对输出幅度的影响不为线性关系时，应在整个额定使用捏度范罔内接适当温度!同隔测试，以测出输出幅度变动量的最大值。5.2.5.2 电源引起输出幅度的变动量a. 测试方框图见图15。GB 12180-90 用I，:苦被il!1J1，;
21、Y.发1器交流电压表国15b. 测试万法在基准工作条件下，被测信号发生器工作于最大额定输出电压(或加接额定负载情况下最大额定输出功率状态下，测出其电压值。将电源电压从220V分别调到242V(l98V)测出第1m in内及15min后与220V时电压值相差的最大电压值。电1!、电压变化对输出幅度的影响由下式求得g在第1m in内tV, - Vn L一节1时 . 式中:V，一一-在电源电压为242V和198V时在1m in内测得的电压值与220V时所测得电压值相差较大占。Vo一一在基准条件下，电源电压为220V时测得的电压值。在15mi n后zL1 = v; - v( =可.!_x 100 %
22、式申:V2一一在电源电压为242V和198V时，在15min后测得电压值与220V所测得电压值相差较太者。5.2.5.3 频率引起输出幅度的变动量8. 测试方框图见图11。b. 测试方法被测信号发生器工作于中频段的基准频率点(按产品标准规定)，对有额定负载输出要求的被视tlfi言号发生器应接好相应的额定负载，调节莫输出近于最大额定电压值或用分贝表示。在被测信号发生器的高效频率范围内改变频率，测出各频段与基准频率点相比偏差最大的电压值或用分贝表示。因频率变化引起的输出幅度变动量由下式求得g忆-V，二L1=斗7-x1时.式中:V1一一被测信号发生器频率在基准点哇浊。得的电压值。问一一当被测信号发生
23、器频率改变后所测得的电压值。GB 12180-90 或用分贝(dB)&/T-: L1 =A2-Al (dB) . (24) 式中:AI 一一-被测信号发生器频率在基准处捆IJ得的分贝值;A?一-一当被视1信号发生器频率改变后所测得的分贝值。5.3 辅助输出电压5.3.1 )主准颇字输出电压5.3. 1. 1 测试万框罔见图16。)叶1，顿中输出被wW信弓发生器交流电IU生时16 5.3.1.2 测试方法电压岳接在被测信号发生器的各个基准颇来的出端，分别测出各个基准颇丰的输出帕度。5.3.2 其他辅助输出电压5.3.2.1 测试方框图见图170当辅助电II为lE弦信号，呵用交流电压在测试。当为脉
24、冲信号肘，呵用相应顿段的尽波器测试。nfl也辅助输出喘被测信号发生器交流电压表.c示波器罔口5.3.2.2 测试方法交流电压表或示技器，接在被测信号发生器的其他各个辅助输出端分别圳由各个辅助输出电陀的。注，对辅助输11有真他特例雯求时，可相应地参见有关主信号的测试方法或按产品标准规定测试。5.4 LE弦信号总失真系数的测试5.4.1 测试方框图见图l8。被测信号发生器失lt仪戎树!i抖。Ili11.罔18GB 12180-9。5.4.2 测试方法被视1信号发牛器的颇二机另IJ胃于产品标准所规定的各失真指标榈应的频率范围内各点，分别测出这些频率点的总失真系数(包括tJi披分量、噪声、电源纹波及非
25、i皆波相关分量等)。如果某些频率jfo失点仪的测It频率范围不能满足要求时，呵用颇谱分析仪测出或换算出各次i皆搜分量的有效值(所取i皆波分量不低fs次)，这时总i皆被含量的百分比由F式求得zy = ._/Vf +斤+2. +凡2=u x 100% . (25) 式中:V1一一基披分量;川、V3、V4、.、Vn一一各项活搜分量的有效值。J注2对f测试11三笼波输出电正(源电动势)的总失贞系数时，喜剧负载可不撞。当测试矿J二和输出的总失自系数时雯接人与产川机、准11所规Ji二对庇的各个棚心(fJ.载。5.5 方披输出特性5.5.1 测试方框图见图19.被测f:(号发I普宽带小彼J串图195.5.2
26、 测试方法a. 调节被测信号发生器方搜输出的重复频率，从示技器(或用脉冲颇率计数器)七测出方波输出的重复频率范围。b. 调节被视j信号发生器的脉冲输出幅度在最大和最小位置处，分别从示植器k读得脉冲幅度的有放范围。C. 调节被测信号发生器的脉冲宽度，在最大和最小位置处，分别从示波器上读得脉冲的占空系数。d. 在被测信号发生器的有效重复频率范围内的任意频率)，1，;，.t从示搜器k读得脉冲前(后)过搜时间及(前后过冲量。在产品标准规定的频率点七从示披器上测得脉冲倾斜量。5.6 京阻扰和输出阻抗及不需要的输出直流分量测试5.6. t 源阻抗和输出阻抗测试5.6.1.1 测试方框图见罔20。被削f占号
27、!此I.L年|罔205.6.1.2 测试方法交流电11.&8. 被测信号发生器置于存放颇率范围内何一点，至少应在有放颇来范围的最低端及最高端。GB 12180-90 b. 当K置于1 时，视IJ出被测信号发生器的源电动势，当K置于2时，刚出所加额每负载RL时的电压。C. 被测信号发生器的输出阻抗由下式求得gZo二(一1) RL 式中:E一一被测信号发生器的源电动势;V一一被测信号发生器加额定负载RL时所得的电压值。作z由f在低颇范时内输出阻抗巾的电抗i部分可忽略，这!t!t要抓11真Jl(电阳和输出电阻。5.6.2 不需要的直流分量5.6.2.1 测试方罹国见罔210直流电压表被测信号发牛器交
28、流电压表图215.6.2.2 测试方法a. 被测信号发生器T作在最大额定输出状态，用交流电压表测出输出电压用直流电压表测出自流电压。b. 直流分量相对值由下式求得:F先?f?:于扫X叫咐1川酬0式中:V AC一一被测信号发牛器输出的交流电!有V DC一一被抓IJ信号发生器输出端的直流电压。5.7 相位噪声测试相位日噪声日前都采用单边带相il:噪声i普密度表示(SS B) 0 它定义为E偏离载频某-频来处每赫蕴带宽内的功率密度与载颇功率之比，以L(j)表示即=由相位调制引起的单边带功率i普密度dB C L (1) = 载频功率Hz 一般信号发生器的相位噪声分两种类型2一种称为绝对相Tr:噪声，它
29、包括机内晶振在内的总的相位噪声，另一种称为残余相位噪声，它不包括仪器内部参考晶际的噪声，测试方法采用正交鉴相法。5.7.1 测试万框图见图22a、ho被测信号发生嚣参考信号源被测信号发牛器5.7.2 测试方法GB 12180-90 低通滤被1锁相坏a 绝对相位噪声测试j梧阻b 残余相f:呆卢测试方框图图22低阳最声放大器频语分析仪低噪声放大器按上面两种测试方框图获得相位正义的信号z经鉴相器、低噪声放大器(增益为A)后直接由频谱分析仪测量。从频i曾分析仪上读取所需分析频率点的有效值电压Vrms(/)，则捆住噪声由F式得zL f) =201gVrms( j) -20IgA-201gKd - 3 .
30、 (28) 式中:20 1g V rmsf)一一直接由颇i普分析仪上读得的值，并按1Hz带宽归-fbA一-1噪声放大器的电压增益zKd一一在相器鉴相灵敏度z一3一-功率i普密度由双边带转化为单边带的修正数。5.8 电源视在功率的测试5.8.1 测试方框图见图23。GB 12110一，。交流电梳表tj | -220V AC 交流电压在图235.8.2 溃u试方怯8. 被测信号发生器置于最大额定值工作状态。b. 在供电源端用交椅电流表和交流电压表分别测出交流电流值和交流电压值。C. 电原的视在功率由下式求得z1 AC V AC ( V A) . (29) 式中:IAc -溃l得的交流电流值。民c一
31、一测得的交流电压值。忌电池供电电流的测试5.9.1 测试方框图见图240盲流怠压电源5.9.2 测试方法亘梳电流表被测信号发生器、图24利用直流稳压电源提供被测信号发生器所需的电池电压，串接直流电流表后，接到被测信号发生器的电池供电端，接通电源、并使被测信号发生器置于最大额定输出状态，这时从电流表上读得电池供电电流值。5.10 热继电器保护温度和过载保护电流的测试5.10.1 测试方框图见图25。GB 12180-8。万用在L一二十一飞里一可变负载a -器m牛-一制一: -测m被图255.10.2 测试方法 把被测信号发生器置于恒温箱内如图25a)不通电。用万用表鉴视保护装置的状态，逐渐升高恒温箱温度待热平衡后测出保护临介温度即为热继电器保护温度。b. 在基准条件下，被测信号发生器置于最大额定值输出，在它的输出端加接可变负载电罔(如图25 b)，当此电阻由犬至小变化过程中测出被测信号发生器处于1自介保护时的电阻值。则过载保护电流为2ht uo) 式中:V。一一斗歧视t信号发生器置于最大额定值输出时电压值，RL一一当被测信号发生器处于临界保护时的电阻值。附加说明:本标准由天津无线电一厂负责起草。
