衰減測(cè)量技術(shù)-copy

1、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院1 衰減測(cè)量技術(shù)衰減測(cè)量技術(shù) 高秋來高秋來 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院 信息電子所信息電子所 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院2 目錄目錄 第一章第一章 衰減的基本概念衰減的基本概念 第二章第二章 衰減器衰減器 第三章第三章 衰減測(cè)量方法衰減測(cè)量方法 第四章第四章 衰減測(cè)量不確定度分析衰減測(cè)量不確定度分析 第五章第五章 衰減校準(zhǔn)實(shí)用技術(shù)衰減校準(zhǔn)實(shí)用技術(shù) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院3 第一章第一章 衰減的基本概念衰減的基本概念 第一節(jié)第一節(jié) 衰減的定義衰減的定義 第二節(jié)第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語衰減的名詞術(shù)語 第三節(jié)第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外衰減測(cè)量水平國(guó)內(nèi)外衰減測(cè)量水平 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院4 第一節(jié)第一

2、節(jié) 衰減的定義衰減的定義 A=10log10 匹配信號(hào)源與匹配負(fù)載直接連接時(shí)，負(fù)載吸收的凈功率 二端口網(wǎng)絡(luò)插入到匹配信號(hào)源和負(fù)載之間時(shí)，負(fù)載吸收的凈功率 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院5 第一節(jié)第一節(jié) 衰減的定義衰減的定義 2221212 2121111 aSaSb aSaSb S11和和S22分別是二端口網(wǎng)絡(luò)入射端口和輸出端口的反射系數(shù)分別是二端口網(wǎng)絡(luò)入射端口和輸出端口的反射系數(shù) S12、S21分別是二端口網(wǎng)絡(luò)傳輸系數(shù)分別是二端口網(wǎng)絡(luò)傳輸系數(shù)， 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院6 第一節(jié)第一節(jié) 衰減的定義衰減的定義 0 2 1 12 0 2 2 22 0 1 2 21 0 1 1 11 1 1 2 2 a a a a

3、 a b S a b S a b S a b S 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院7 第一節(jié)第一節(jié) 衰減的定義衰減的定義 e gg ba bba aSaSb aSaSb 22 11 2221212 2121111 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院8 第一節(jié)第一節(jié) 衰減的定義衰減的定義 e gg ba bba aSaSb aSaSb 22 11 2221212 2121111 g e b D S a 22 1 1 g ee b D SSSS b 21122222 1 )1 ( g e b D S a 21 2 g b D S b 21 2 egeg SSSSD 21122211 )1)(1 ( 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院9 第一節(jié)

4、第一節(jié) 衰減的定義衰減的定義 A=10log10 匹配信號(hào)源與匹配負(fù)載直接連接時(shí)，負(fù)載吸收的凈功率 二端口網(wǎng)絡(luò)插入到匹配信號(hào)源和負(fù)載之間時(shí)，負(fù)載吸收的凈功率 2 0g bP 02 22 21 )1 ( P D S P e e 21 10 0 1 log20 SP P A e 二端口網(wǎng)絡(luò)插入前 當(dāng)二端口網(wǎng)絡(luò)插入后 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院10 第一節(jié)第一節(jié) 衰減的定義衰減的定義 可以用可以用“Np”（奈培）表示（奈培）表示 衰減是一個(gè)無量綱的比值，單位常用衰減是一個(gè)無量綱的比值，單位常用“dB”（分貝）表示（分貝）表示 21 1 log 2 1 S A e A（dB）=8.6858896A（Np） 中

5、國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院11 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 插入損耗 衰減 增量衰減 替代損耗 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院12 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 02 2 1 1 1 PPPP eg e ri 02 22 21 )1 ( P D S P e e eg LgLg eg i S SSSS S D L 1 )1)(1 ( log20 1 log20 21 21122211 10 21 10 21 10 1 log20 S A 插入損耗插入損耗 二端口網(wǎng)絡(luò)插入前 當(dāng)二端口網(wǎng)絡(luò)插入后 衰減衰減 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院13 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 衰減只表明二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性，插損衰減只表明二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性，插損 包含

6、了測(cè)試系統(tǒng)的失配項(xiàng)。包含了測(cè)試系統(tǒng)的失配項(xiàng)。 衰減與測(cè)量系統(tǒng)無關(guān)，插損與系統(tǒng)有關(guān)。衰減與測(cè)量系統(tǒng)無關(guān)，插損與系統(tǒng)有關(guān)。 衰減有可比性，插損沒有可比性。衰減有可比性，插損沒有可比性。 雖然測(cè)量名義值是衰減，但實(shí)際測(cè)量結(jié)果雖然測(cè)量名義值是衰減，但實(shí)際測(cè)量結(jié)果 是插損，失配作為了一項(xiàng)不確定度。是插損，失配作為了一項(xiàng)不確定度。 為了減小失配不確定度，測(cè)試端口需要調(diào)為了減小失配不確定度，測(cè)試端口需要調(diào) 配。配。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院14 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 替代衰減和增量衰減替代衰減和增量衰減 egb bbLgbLbg ib S SSSS L 1 )1)(1 ( log20 21 21122211 1

7、0 參考位置的插入損耗為參考位置的插入損耗為 測(cè)量位置的插入損耗為測(cè)量位置的插入損耗為 ege ebLgeLeg ie S SSSS L 1 )1)(1 ( log20 21 21122211 10 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院15 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 替代替代損耗損耗和增量衰減和增量衰減 定義替代損耗Ls為 ebLgeLege ebLgeLegb ibies SSSSS SSSSS LLL 2112221121 2112221121 10 )1)(1 ( )1)(1 ( log20 增量衰減 ebe b inc SSS S A 21 10 21 10 21 21 10 1 log20 1 log2

8、0log20 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院16 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 參考位置的“0”dB，實(shí)際不為0 ，總存在一 定的衰減，這個(gè)衰減量叫做剩余衰減 。 日常的衰減檢定中，視客戶要求，可以檢 定或不檢剩余衰減 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院17 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 失配誤差失配誤差 插入衰減的失配誤差 eg LgLg iii SSSS ALM 1 )1)(1 ( log20 21122211 10 增量衰減的失配誤差 bbLgbLbg eeLgeLeg incsinc SSSS SSSS ALM 21122211 21122211 10 )1)(1 ( )1)(1 ( log20 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院18 第二

9、節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 為了減小失配誤差，測(cè)試端口應(yīng)有調(diào)配裝 置，使測(cè)試端口的反射系數(shù)盡可能的小。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院19 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 在替代損耗的失配項(xiàng)中，（1-eS22 ）和 （1-gS11 ）遠(yuǎn)大于 egS21 S12 。因此當(dāng)S11 b = S11 e,S22 b = S22 e時(shí)，可大大減小失配項(xiàng)。 因此，當(dāng)衰減器作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)是，常常在 衰減器兩端各接10dB固定衰減器或隔離器， 實(shí)現(xiàn)S11 b S11 e,S22 b S22 e 。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院20 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 級(jí)聯(lián)二端口級(jí)聯(lián)二端口 1122 1212 12 1122 222112 2222 1122 2

10、121 21 1122 112112 1111 1 1 1 1 nm nm S nm mnn nS nm nm S nm nmm mS 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院21 第二節(jié) 衰減的名詞術(shù)語 從總的入射端看進(jìn)去，第二個(gè)二端口的反 射系數(shù)要減小約1/（m21m12）倍 。也就 是實(shí)現(xiàn)了S11 b S11 e,S22 b S22 e 。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院22 第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外衰減測(cè)量水平 NPL：音頻替代：40GHz，調(diào)制副載波： 110GHz PTB：功率比：40GHz MNIA：中頻替代：18GHz NMIJ：音頻替代：40GHz，二次混頻的音 頻替代：75GHz NIM：音頻替代：40GHz 中國(guó)計(jì)

11、量科學(xué)研究院23 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院24 第一章 小結(jié) 21 10 1 log20 S A eg LgLg i S SSSS L 1 )1)(1 ( log20 21 21122211 10 eb inc SS A 21 10 21 10 1 log20 1 log20 衰減衰減 插入損耗插入損耗 增量衰減增量衰減 替代損耗替代損耗 ebLgeLege ebLgeLegb s SSSSS SSSSS L 2112221121 2112221121 10 )1)(1 ( )1)(1 ( log20 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院25 第一章 小結(jié) eg LgLg i SSSS M 1 )1)(1 ( log

12、20 21122211 10 插入衰減的失配誤差插入衰減的失配誤差 增量衰減的失配誤差增量衰減的失配誤差 bbLgbLbg eeLgeLeg inc SSSS SSSS M 21122211 21122211 10 )1)(1 ( )1)(1 ( log20 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院26 第二章第二章 衰減器衰減器 第一節(jié)第一節(jié) 同軸電阻式衰減器同軸電阻式衰減器 第二節(jié)第二節(jié) 波導(dǎo)極化衰減器波導(dǎo)極化衰減器 第三節(jié)第三節(jié) 波導(dǎo)截止衰減器波導(dǎo)截止衰減器 第四節(jié)第四節(jié) 感應(yīng)分壓器感應(yīng)分壓器 第五節(jié)第五節(jié) 定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn)定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院27 第一節(jié)第一節(jié) 同軸電阻式衰減器同

13、軸電阻式衰減器 R1/2 R2 R1 2 R2 圖 2-1. T 型和 電阻衰減網(wǎng)絡(luò) 2 R2 R1/2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 N N ZR N N ZR c c 1 1 2 2 1 2 2 1 N N ZR N N ZR c c N是衰減網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)的倒數(shù)是衰減網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)的倒數(shù) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院28 第一節(jié)第一節(jié) 同軸電阻式衰減器同軸電阻式衰減器 衰減量 （dB） 電阻衰減網(wǎng)絡(luò)的電 阻值 T型電阻衰減網(wǎng)絡(luò)的 電阻值 R1（） 2 R2（） R1/2（） R2（） 1 5.769188869.54822.875056433.3366 2 11.61493436.21165

14、.731163215.2402 4 23.8484220.971411.31368104.8289 10 71.1512596.2475325.9746935.13642 20 247.561.1111140.9090910.10101 40 2499.7551.010149.00991.0001 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院29 第一節(jié)第一節(jié) 同軸電阻式衰減器同軸電阻式衰減器 10dB以下：用T型電阻衰減網(wǎng)絡(luò) 10dB-30dB：用型電阻衰減網(wǎng)絡(luò) 40dB：用雙型電阻衰減網(wǎng)絡(luò) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院30 第一節(jié)第一節(jié) 同軸電阻式衰減器同軸電阻式衰減器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院31 第一節(jié)第一節(jié) 同軸電阻式衰減器

15、同軸電阻式衰減器 Agilent：8496H， 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院32 第一節(jié)第一節(jié) 同軸電阻式衰減器同軸電阻式衰減器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院33 第二節(jié)第二節(jié) 波導(dǎo)極化衰減器波導(dǎo)極化衰減器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院34 第二節(jié)第二節(jié) 波導(dǎo)極化衰減器波導(dǎo)極化衰減器 cos sin | i i EE EE 2 0 coscos i EEE coslog40 cos 1 log20log20 10 2 10 0 10 E E A i 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院35 第二節(jié)第二節(jié) 波導(dǎo)極化衰減器波導(dǎo)極化衰減器 010 coslog40AA )cos(log40 010 A 當(dāng)三個(gè)衰減片不在同一平面時(shí) 0為自校零位 中

16、國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院36 第二節(jié)第二節(jié) 波導(dǎo)極化衰減器波導(dǎo)極化衰減器 國(guó)產(chǎn)波導(dǎo)極化衰減器：S2-1，S3-1等，進(jìn) 口波導(dǎo)極化衰減器：FLANN公司產(chǎn)品等 國(guó)產(chǎn)：以角度為刻度，進(jìn)口：直接以衰減 為刻度 國(guó)產(chǎn)：校準(zhǔn)衰減量，校準(zhǔn)自校零位，進(jìn)口： 校準(zhǔn)衰減另和起始衰減 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院37 第二節(jié)第二節(jié) 波導(dǎo)極化衰減器波導(dǎo)極化衰減器 自校零位的校準(zhǔn)： 自校零位的校準(zhǔn)方法是：在80位置得到一 個(gè)功率或電壓值，將角度在100附近調(diào)整， 使功率或電壓值讀數(shù)還為在80位置的讀數(shù)， 并記錄下當(dāng)前的角度值1，自校零位0為 2 100 1 0 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院38 第二節(jié)第二節(jié) 波導(dǎo)極化衰減器波導(dǎo)極化衰減器 中國(guó)

17、計(jì)量科學(xué)研究院39 第三節(jié)第三節(jié) 波導(dǎo)截止衰減器波導(dǎo)截止衰減器 波導(dǎo)： 3cm波導(dǎo)：WR，8.2GHz - 12.4GHz 2cm波導(dǎo)：WR，12.4GHz - 18GHz 8mm波導(dǎo)：WR28，25.6GHz - 40GHz 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院40 第三節(jié)第三節(jié) 波導(dǎo)截止衰減器波導(dǎo)截止衰減器 R c 41. 3 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院41 第三節(jié)第三節(jié) 波導(dǎo)截止衰減器波導(dǎo)截止衰減器 )(NpeA z nm 內(nèi)處在截止區(qū)域的電磁場(chǎng)的幅值衰減為 Rk k k k nm nm / ) 2 (1 2 對(duì)于TM11（H11）波，11=1.84118 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院42 第三節(jié)第三節(jié) 波導(dǎo)截止衰減器波導(dǎo)

18、截止衰減器 常見的： 30MHz圓波導(dǎo)截止衰減器 較少的： 60MHz圓波導(dǎo)截止衰減器， 微波圓波導(dǎo)截止衰減器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院43 第四節(jié)第四節(jié) 感應(yīng)分壓器感應(yīng)分壓器 開爾文-華萊士電阻衰減器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院44 第四節(jié)第四節(jié) 感應(yīng)分壓器感應(yīng)分壓器 感應(yīng)分壓器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院45 第四節(jié)第四節(jié) 感應(yīng)分壓器感應(yīng)分壓器 感應(yīng)分壓器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院46 第四節(jié)第四節(jié) 感應(yīng)分壓器感應(yīng)分壓器 可以是十進(jìn)制，也可以是二進(jìn)制 可以用坡莫合金，也可以用微晶或非晶材 料 可以是手動(dòng)（波段開關(guān)），也可以是自動(dòng) 的（繼電器） 有1kHz或10kHz，甚至50kHz感應(yīng)分壓器 感應(yīng)分壓器溯源交流比值標(biāo)

19、準(zhǔn) 用作衰減參考標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，主要影響是零位電 勢(shì) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院47 第五節(jié)第五節(jié) 定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn)定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院48 第五節(jié)第五節(jié) 定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn)定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院49 第五節(jié)第五節(jié) 定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn)定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn) 關(guān)鍵在于開關(guān)的重復(fù)性 溫度的影響較小 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院50 第五節(jié)第五節(jié) 定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn)定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院51 第二章 小結(jié) 同軸電阻式衰減器同軸電阻式衰減器 波導(dǎo)極化衰減器波導(dǎo)極化衰減器 波導(dǎo)截止衰減器波導(dǎo)截止衰減器 感應(yīng)分壓器感應(yīng)分壓器 定向耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn)定向

20、耦合器衰減核查標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院52 第三章第三章 衰減測(cè)量方法衰減測(cè)量方法 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 第二節(jié)第二節(jié) 衰減測(cè)量方法概述衰減測(cè)量方法概述 第三節(jié)第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī) 第五節(jié)第五節(jié)功率比法功率比法 第六節(jié)第六節(jié)中頻并聯(lián)替代法中頻并聯(lián)替代法 第七節(jié)第七節(jié)低中頻串聯(lián)替代法低中頻串聯(lián)替代法 第八節(jié)第八節(jié)調(diào)制副載波法調(diào)制副載波法 第九節(jié)第九節(jié)毫米波衰減測(cè)量的新發(fā)展毫米波衰減測(cè)量的新發(fā)展 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院53 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 信號(hào)源 調(diào)配器 混頻器 檢波器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研

21、究院54 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 倍頻信號(hào)源倍頻信號(hào)源 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院55 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 自動(dòng)調(diào)配器自動(dòng)調(diào)配器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院56 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 螺釘調(diào)配其原理螺釘調(diào)配其原理 調(diào)配的原理是基于利用調(diào)配器自身產(chǎn)生的調(diào)配的原理是基于利用調(diào)配器自身產(chǎn)生的 反射系數(shù)與測(cè)試端口的反射系數(shù)相等，但反射系數(shù)與測(cè)試端口的反射系數(shù)相等，但 是相位相差是相位相差180，使合成的反射系數(shù)接近，使合成的反射系數(shù)接近 于零。調(diào)配方法很多，較普遍的是一種螺于零。調(diào)配方法很多，較普遍的是一種螺 釘調(diào)配

22、器。釘調(diào)配器。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院57 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1122 22 22 1122 222112 2222 1122 11 11 1122 112112 1111 11 11 nm m n nm mnn nS nm n m nm nmm mS 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院58 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 自動(dòng)調(diào)配器自動(dòng)調(diào)配器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院59 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 頻率:0.5GHz-110GHz 范圍：00.9 反射系數(shù)：0.005 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院60 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)

23、通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 雙平衡混頻器雙平衡混頻器 1 00 sin)cos()cos( 2 n iidsssd tUgtntnU n gi 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院61 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 雙平衡混頻器輸出中頻（0-s），還有 （n0s）等項(xiàng)（n為奇數(shù)） 非線性： (dB) 2 1 . 1 rAMIXER 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院62 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 檢波器 平方律檢波器，線性檢波器，相敏檢波器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院63 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 鎖定放大器 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院64 第一節(jié)第一節(jié) 通用衰減

24、測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)通用衰減測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 相敏檢波器 頻帶窄，信噪比高 線性度好 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院65 第二節(jié)第二節(jié) 衰減測(cè)量方法概述衰減測(cè)量方法概述 1、DC 替代 2、音頻替代 3、中頻替代 4、射頻替代（直接替代） 5、沒有衰減參考標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法 6、其它方法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院66 第二節(jié)第二節(jié) 衰減測(cè)量方法概述衰減測(cè)量方法概述 方法方法頻率范圍頻率范圍量程量程不確定度不確定度系統(tǒng)復(fù)雜系統(tǒng)復(fù)雜 功率比功率比寬寬小小大大簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 音頻替代音頻替代寬寬大大小小較簡(jiǎn)單較簡(jiǎn)單 中頻替代中頻替代寬寬大大較小較小較簡(jiǎn)單較簡(jiǎn)單 射頻替代射頻替代寬寬大大大大較簡(jiǎn)單較簡(jiǎn)單 調(diào)制副載波調(diào)制副載波寬寬小小大大復(fù)雜

25、復(fù)雜 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī)寬寬大大較大較大簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀寬寬小小大大簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院67 第三節(jié)第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院68 第三節(jié)第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 14 12 2211 322321 S S S Rc cE acE aSa TcaccSE 21 41 32 S cc cc R T 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院69 第三節(jié)第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 優(yōu)點(diǎn) 不用考慮失配問題 測(cè)量速度快 固定的小衰減測(cè)量不確定度小 缺點(diǎn) 不確定度大（尤其對(duì)于大衰減） 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院70 第三節(jié)第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 其誤差項(xiàng)有六項(xiàng)， 源匹配 負(fù)載匹

26、配 反射掃跡噪聲 傳輸掃跡噪聲 方向性 泄漏 線性度 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院71 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī) FSMR的原理的原理 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院72 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī) 射頻部分的原理 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院73 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī) 中頻濾波器及放大部分中頻濾波器及放大部分 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院74 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī) 信號(hào)處理部分信號(hào)處理部分 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院75 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī) 衰減測(cè)量的操作衰減測(cè)量的操作 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院76 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī) 衰減測(cè)量的操作衰減測(cè)量的操作 FSMR測(cè)量起始電平

27、應(yīng)為-10dBm 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院77 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī) 衰減測(cè)量的操作衰減測(cè)量的操作 )( 86. 3 Hz NT f m w 設(shè)置平均次數(shù)和測(cè)量時(shí)間 由于信號(hào)源頻率與由于信號(hào)源頻率與FSMR接收機(jī)的頻率不可能實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的頻率不可能實(shí)現(xiàn) 相位相關(guān)，在不同頻段，相位相關(guān)，在不同頻段，F(xiàn)SMR的設(shè)置也應(yīng)不同。的設(shè)置也應(yīng)不同。 在較低頻段（在較低頻段（10GHz）FSMR的測(cè)量時(shí)間應(yīng)設(shè)置在的測(cè)量時(shí)間應(yīng)設(shè)置在100ms，并，并 相應(yīng)增加平均次數(shù)，以解決相應(yīng)增加平均次數(shù)，以解決FSMR測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)的測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)的 問題。問題。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院78 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接

28、收機(jī) 優(yōu)點(diǎn) 量程大 測(cè)量速度快 系統(tǒng)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn) 不確定度較大（尤其對(duì)于大衰減） 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院79 第五節(jié)第五節(jié) 功率比法功率比法 單通道功率比法單通道功率比法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院80 第五節(jié)第五節(jié) 功率比法功率比法 雙通道功率比法雙通道功率比法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院81 第五節(jié)第五節(jié) 功率比法功率比法 40.000 dB STD (Attenuation standard) DUT (Step attenuator) Receiving system G L S11 S22 Power splitter Power level control unit 6 dB attenuator AL

29、C RF source Thermistor mount KRISS 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院82 第五節(jié)第五節(jié) 功率比法功率比法 功率比法的主要不確定度來源有，功率計(jì)的線性、 信號(hào)幅度穩(wěn)定度、泄露以及噪聲，功率計(jì)的線性在 小衰減量程范圍，該項(xiàng)不確定度在幾個(gè)mdB范圍； 當(dāng)采用雙通道功率比時(shí)，信號(hào)幅度穩(wěn)定度的影響在 1-2個(gè)mdB范圍；泄露則完全依賴于系統(tǒng)連接的好壞， 連接良好時(shí)，此項(xiàng)不確定度是一個(gè)可忽略的小量； 噪聲也是一個(gè)可忽略的小量。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院83 第六節(jié) 中頻并聯(lián)替代法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院84 第六節(jié) 中頻并聯(lián)替代法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院85 第六節(jié) 中頻并聯(lián)替代法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究

30、院86 不確定度 參考衰減器 線性度 泄露 失配 噪聲 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院87 第七節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法 12 11 10 log10 P P A 021 012 10 log20 UD UD A 單通道低中頻串聯(lián)替代法單通道低中頻串聯(lián)替代法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院88 第七節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法 優(yōu)點(diǎn) 量程大 不確定度最小 系統(tǒng)叫簡(jiǎn)單 缺點(diǎn) 測(cè)量速度慢 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院89 第七節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法 雙通道低中頻串聯(lián)替代法雙通道低中頻串聯(lián)替代法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院90 第八節(jié) 調(diào)制副載波法 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院91 第八節(jié) 調(diào)制副載波法 優(yōu)點(diǎn) 一個(gè)信號(hào)源，適合40GHz頻段 缺點(diǎn) 系統(tǒng)復(fù)雜 測(cè)量速

31、度慢 不確定度大 量程小 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院92 第三章小結(jié)第三章小結(jié) 方法方法頻率范圍頻率范圍量程量程不確定度不確定度系統(tǒng)復(fù)雜系統(tǒng)復(fù)雜 功率比功率比寬寬小小大大簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 音頻替代音頻替代寬寬大大小小較簡(jiǎn)單較簡(jiǎn)單 中頻替代中頻替代寬寬大大較小較小較簡(jiǎn)單較簡(jiǎn)單 射頻替代射頻替代寬寬大大大大較簡(jiǎn)單較簡(jiǎn)單 調(diào)制副載波調(diào)制副載波寬寬小小大大復(fù)雜復(fù)雜 測(cè)量接收機(jī)測(cè)量接收機(jī)寬寬大大較大較大簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀寬寬小小大大簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院93 第四章第四章 衰減測(cè)量不確定度分析衰減測(cè)量不確定度分析 第一節(jié)第一節(jié) 衰減測(cè)量不確定度概述衰減測(cè)量不確定度概述 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)

32、衰減測(cè)量不確定測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量不確定 度評(píng)定度評(píng)定 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量不確定低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量不確定 度評(píng)定度評(píng)定 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院94 第一節(jié)第一節(jié) 衰減測(cè)量不確定度概述衰減測(cè)量不確定度概述 寧大勿小！寧大勿??！ 避免重復(fù)！避免重復(fù)！ 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院95 第一節(jié)第一節(jié) 衰減測(cè)量不確定度概述衰減測(cè)量不確定度概述 -參考標(biāo)準(zhǔn)的不確定度參考標(biāo)準(zhǔn)的不確定度 -失配不確定度失配不確定度 -泄露不確定度泄露不確定度 -非線性不確定度非線性不確定度 -噪聲不確定度噪聲不確定度 -分辨率不確定度分辨率不確定度 -A類統(tǒng)計(jì)不確定度類統(tǒng)計(jì)不確定度 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院96 第二節(jié)

33、第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定 FSMR測(cè)量衰減 不確定度 2 1 2 1 log20log10 U U P P A 2 2 1 1 21 69. 869. 8 U U U U U A U A A 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院97 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定 由于是U1較大的電壓，因此對(duì)測(cè)量U1有影響的因 素有調(diào)諧電平測(cè)量非線性，分辨率不確定度和失 配；由于是U2較小的電壓，因此對(duì)測(cè)量U2有影響 的因素有量程變換（可能），分辨率不確定度， 泄漏，噪聲和失配。 因此綜上所述，測(cè)量接收機(jī)測(cè)量衰減有如下不

34、確 定度來源：調(diào)諧電平測(cè)量非線性不確定度，量程 變換的校準(zhǔn)不確定度，分辨率不確定度，由噪聲 引入的不確定度、失配不確定度，泄漏不確定度 以及A類統(tǒng)計(jì)不確定度。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院98 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-非線性非線性 非線性不確定度評(píng)定非線性不確定度評(píng)定 非線性指標(biāo)為0.01dB0.005dB/10dB 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院99 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-非線性非線性 驗(yàn)證試驗(yàn) 分別在信號(hào)源點(diǎn)評(píng)-10dBm至40dBm測(cè)量 10dB衰減量。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院100 第二

35、節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-非線性非線性 信 號(hào) （ d B m ） 衰減(dB) 30 M H z 500 M H z 2G H z 10G H z 18G H z 40 G H z -109.9 7 6 9.9 7 0 9.9 8 1 10. 0 0 2 9.9 9 0 10. 1 5 2 -209.9 7 6 9.9 7 5 9.9 8 1 9.9 9 8 9.9 9 1 10. 1 4 4 -309.9 7 5 9.9 7 1 9.9 7 8 10. 0 0 1 9.9 9 0 10. 1 4 3 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院101 第二節(jié)第

36、二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-量程變換量程變換 FSMR的量程變換誤差指標(biāo)分頻段給出 0.005dB（100kHz22GHz） 0.015dB（22GHz40GHz） 0.045dB（40GHz50GHz）。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院102 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-量程變換量程變換 量程量程 變換變換 前前 后后 衰減衰減(dB) 30M H z 500M H z 2GHz10GH z 18GH z 40GH z 變換變換 前前 9.9739.9729.98110.00 0 9.99210.

37、15 0 變換變換 后后 9.9709.9759.98110.00 2 9.99010.14 5 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院103 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-分辨率分辨率 FSMR的分辨率誤差小于0.002dB 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院104 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-噪聲噪聲 頻率 (MHz) 噪聲底電平 (dBm) 噪聲普密度 (dBm/Hz) 頻率 (MHz) 噪聲底電平 (dBm) 噪聲普密度 (dBm/Hz) 0.01-135-1103.68-142-152 0.1-135-11

38、0813-141-151 1-142-1401318-140-150 10-140-1531822-139-149 0.022-142-1522226.5-138-148 23.6-140-15026.532-131-141 3240-126-136 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院105 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-噪聲噪聲 噪聲引入的不確定度噪聲引入的不確定度 )(69. 8dB p p A s n n 噪聲功率為噪聲功率為pn=pnf B ， （pnf為噪聲普密度）為噪聲普密度） 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院106 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)

39、量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-噪聲噪聲 信號(hào)源：信號(hào)源：10dBm，衰減器兩端各有，衰減器兩端各有10dB固定衰固定衰 減器作隔離，噪聲帶寬減器作隔離，噪聲帶寬10Hz 衰減衰減 (dB) 標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度(dB) 0.1MHz18GHz26.5GHz40GHz 500.00150.00090.0010.009 600.0050.00270.0030.027 700.0150.0090.010.09 800.050.0270.030.27 900.150.090.10.9 1000.50.270.32.7 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院107 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減

40、測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-噪聲噪聲 信號(hào)源：信號(hào)源：10dBm，衰減器兩端各有，衰減器兩端各有10dB固定衰固定衰 減器作隔離，噪聲帶寬減器作隔離，噪聲帶寬1Hz 衰衰 減減 (dB) 標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度(dB) 0.1MHz 18GHz26.5GH z 40GHz 500.00050.000030.00030.003 600.00150.00090.0010.009 700.0050.00270.0030.027 800.0150.0090.010.09 900.050.0270.030.27 1000.150.090.10.9 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院108 第二節(jié)

41、第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-噪聲噪聲 增加測(cè)量次數(shù)增加測(cè)量次數(shù) 檢波帶寬檢波帶寬fb與測(cè)量時(shí)間與測(cè)量時(shí)間Tm以及平均次數(shù)以及平均次數(shù)N的關(guān)系為的關(guān)系為 )( 86. 3 Hz NT f m b 多次測(cè)量不確定度用式（多次測(cè)量不確定度用式（4）計(jì)算）計(jì)算 ) 1( )( 1 2 nn AA u n i i a 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院109 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-失配失配 2/1 4 21 4 21 222 22 2 22 22 11 2 11 2 )()()( 2 686. 8 ebL

42、GebLebGMIS ssssssu 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院110 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-合成合成 uU uuuuuu misnrdl 2 2222 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院111 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-合成合成 衰減量 程 （dB） ul （dB） ur （dB） ud（dB）un（dB）U（dB） 22GHz40GHz 0.1MH z 18GHz 26.5GH z 40GHz 0.1M H z 18GH z 26.5G Hz 40GH z 100.0050.00100000

43、00.0100.0100.0100.010 200.0070.0010000000.0140.0140.0140.014 300.0090.0010.0020.00500000.0190.0190.0210.021 400.0110.0010.0020.0050000.0010.0220.0220.0240.024 500.0130.0010.0020.005 0.00050.000030.00030.003 0.0260.0260.0280.029 600.0150.0010.0020.005 0.00150.00090.0010.009 0.0300.0300.0320.036 700.0

44、170.0010.0020.005 0.0050.00270.0030.027 0.0360.0350.0360.065 800.0190.0010.0020.005 0.0150.0090.010.09 0.0490.0420.0440.184 900.0210.0010.0020.005 0.050.0270.030.27 0.1090.0690.0740.542 1000.0230.0010.0020.005 0.150.090.10.9 0.3040.1860.2051.801 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院112 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)

45、定-驗(yàn)證驗(yàn)證 2GHz AFSMRPAS-1Berror 109.9259.91540.0096 2019.9919.98180.0082 3029.91429.90840.0056 4040.00240.00080.0012 5049.93149.92720.0038 6059.98759.991-0.004 7069.92169.9216-0.0006 8080.11480.1202-0.0062 9090.05190.0672-0.0162 100100.135100.1858-0.0508 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院113 第二節(jié)第二節(jié) FSMR測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量測(cè)量接收機(jī)衰減測(cè)量 不確定度評(píng)

46、定不確定度評(píng)定-驗(yàn)證驗(yàn)證 20GHz AFSMRPAS-1Berror 1010.0710.0744-0.0044 2019.82419.81930.0047 3030.13830.11880.0192 4040.2140.20860.0014 5049.95349.94160.0114 6060.2960.28160.0084 7070.36670.3772-0.0112 8080.11380.10750.0055 9090.18590.1989-0.0139 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院114 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定 衰減測(cè)量計(jì)算公式

47、衰減測(cè)量計(jì)算公式 不確定度計(jì)算公式不確定度計(jì)算公式 021 012 10 log20 UD UD A )(69.8 22122 2 1 1 2 2 1 1 p p p p m m m m s g g g g k k k k U U U U D D D D A 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院115 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定 D1和和D2是感應(yīng)分壓器的誤差項(xiàng)，主要來源于是感應(yīng)分壓器的誤差項(xiàng)，主要來源于 比值誤差、負(fù)載效應(yīng)誤差和零位電勢(shì)誤差；比值誤差、負(fù)載效應(yīng)誤差和零位電勢(shì)誤差； U1和和U2是電壓測(cè)量誤差項(xiàng)，主要來源于電壓是電壓測(cè)量誤差項(xiàng)，主要來

48、源于電壓 測(cè)量分辨率和噪聲引入的誤差；測(cè)量分辨率和噪聲引入的誤差；km來源于混頻來源于混頻 器的非線性；器的非線性；gp來源于預(yù)放的非線性。由于非來源于預(yù)放的非線性。由于非 線性主要來自大信號(hào)（衰減量程為零），小信號(hào)線性主要來自大信號(hào)（衰減量程為零），小信號(hào) （大衰減）時(shí)，此項(xiàng)誤差為一小量，可忽略。（大衰減）時(shí)，此項(xiàng)誤差為一小量，可忽略。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院116 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定 )(69.8 112 2 1 1 2 2 1 1 p p m m s g g k k U U U U D D D D A 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院1

49、17 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-IVD 分壓比值誤差 負(fù)載效應(yīng)誤差 零位電勢(shì)誤差。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院118 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-IVD 單盤分壓比值誤差一般為小于610-6 組合誤差小于210-5 )(69.8 2 2 1 1 D D D D ADS 標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度uDR為為0.4mdB 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院119 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-IVD 零位電勢(shì)誤差小于 810-8 )cos2

50、(34. 4 2 2 D D D D eA EE Dzero 衰減量程為衰減量程為100 dB時(shí)，時(shí)，D約為約為10-5，計(jì)算可得衰減測(cè)量誤差，計(jì)算可得衰減測(cè)量誤差 0.07dB。 考慮到角度問題，實(shí)際的誤差會(huì)更小些（實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)證考慮到角度問題，實(shí)際的誤差會(huì)更小些（實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)證 明），因此該項(xiàng)誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)小于明），因此該項(xiàng)誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)小于0.04dB，衰減量，衰減量 程每減小程每減小10 dB，該項(xiàng)不確定度就減小，該項(xiàng)不確定度就減小3.16倍。倍。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院120 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-IVD

51、 22 DzeroDRD uuu 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院121 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-IVD 衰減量程衰減量程 （dB） 分壓比值不確定度分壓比值不確定度 uDR（mdB） 零位電勢(shì)不確定度零位電勢(shì)不確定度 uDzero（mdB） 感應(yīng)分壓器不確定度感應(yīng)分壓器不確定度 uD（mdB） 100.400.4 200.400.4 300.400.4 400.400.4 500.40.20.4 600.40.40.6 700.41.41.5 800.444.0 900.41414.0 1000.44040.0 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院122 第

52、三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-IVD 驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn) 通過試驗(yàn)可驗(yàn)證感應(yīng)分壓器不確定度的分析，實(shí)通過試驗(yàn)可驗(yàn)證感應(yīng)分壓器不確定度的分析，實(shí) 驗(yàn)方法為通過在不同的感應(yīng)分壓器位置測(cè)量同一個(gè)衰減驗(yàn)方法為通過在不同的感應(yīng)分壓器位置測(cè)量同一個(gè)衰減 值值 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院123 感應(yīng)分壓器感應(yīng)分壓器測(cè)量結(jié)果（測(cè)量結(jié)果（dB）感應(yīng)分壓器感應(yīng)分壓器測(cè)量結(jié)果（測(cè)量結(jié)果（dB） 900000009.92509000009.924198 800000009.92488000009.92427 700000009.92617000009.924763 60

53、0000009.92576000009.924026 500000009.92525000009.924107 400000009.92484000009.923942 300000009.92463000009.923989 200000009.92572000009.924745 100000009.92541000009.923853 90000009.9248900009.921927 80000009.9248800009.925578 70000009.9248700009.924164 60000009.9246600009.923279 50000009.9254500009.

54、923929 40000009.9249400009.927236 30000009.9252300009.926828 20000009.9256200009.924868 10000009.9259100009.924653 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院124 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-非線性非線性 混頻器非線性和預(yù)放非線性混頻器非線性和預(yù)放非線性 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院125 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-非線性非線性 預(yù)放非線性預(yù)放非線性 預(yù)放非線性的非線性是可忽略的小量預(yù)放非

55、線性的非線性是可忽略的小量 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院126 10kHz，衰減標(biāo)稱值：，衰減標(biāo)稱值：10dB，測(cè)量次數(shù)：，測(cè)量次數(shù)：5次，被測(cè)衰減器的兩端各接次，被測(cè)衰減器的兩端各接10dB固定衰減器固定衰減器 信號(hào)源的輸出功率 (dBm) 平均值（dB）不確定度（dB） +39.92442.33E-04 -79.92448.12E-04 -179.92443.14E-04 -279.92394.90E-04 -379.92415.15E-04 -479.92425.07E-04 -579.92657.33E-04 -679.92142.16E-03 -779.91614.96E-03 -879.90

56、087.46E-03 -979.75295.45E-02 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院127 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-非線性非線性 混頻器非線性混頻器非線性 2 1 . 1 rAMIXER r2是信號(hào)功率與本振功率之比是信號(hào)功率與本振功率之比 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院128 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-非線性非線性 大信號(hào)時(shí)，uN-L為10mdB； 小信號(hào)時(shí)，uN-L為1mdB。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院129 30MHz，衰減標(biāo)稱值：，衰減標(biāo)稱值：10dB，測(cè)量次數(shù)：，測(cè)量次數(shù)：5次，被

57、測(cè)衰減器的兩端各接次，被測(cè)衰減器的兩端各接10dB固定衰減器固定衰減器 信號(hào)源的信號(hào)源的 輸出功率輸出功率 (dBm) 平均值（平均值（dB）不確定度不確定度 （dB） +109.91729.99E-04 09.92202.26E-04 -109.92414.34E-04 -209.92432.13E-04 -309.92511.29E-03 -409.92493.71E-04 -509.92681.89E-03 -609.92016.85E-03 -709.92757.18E-03 -809.97294.48E-02 -909.79211.41E-01 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院130 第三節(jié)第三節(jié)

58、 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-電壓測(cè)量不確定度電壓測(cè)量不確定度 分辨率誤差 整機(jī)穩(wěn)定度誤差 噪聲誤差 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院131 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-電壓測(cè)量不確定度電壓測(cè)量不確定度 分辨率誤差分辨率誤差 鎖定放大器用鎖定放大器用16bit A/D，滿量程時(shí)的分辨，滿量程時(shí)的分辨 率為率為16bit，考慮到實(shí)際情況以，考慮到實(shí)際情況以14bit計(jì)算計(jì)算 )(69.8 2 2 1 1 U U U U AUL 衰減測(cè)量誤差小于衰減測(cè)量誤差小于0.001 dB，該項(xiàng)誤差服從均勻分布，故

59、標(biāo)，該項(xiàng)誤差服從均勻分布，故標(biāo) 準(zhǔn)不確定度準(zhǔn)不確定度uUS小于小于0.6mdB 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院132 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-電壓測(cè)量不確定度電壓測(cè)量不確定度 整機(jī)穩(wěn)定度誤差 當(dāng)衰減測(cè)量接收機(jī)充分預(yù)熱（1小時(shí)）后， 實(shí)驗(yàn)得出該項(xiàng)誤差小于0.001 dB（該實(shí)驗(yàn) 結(jié)果實(shí)際上包含了被測(cè)衰減器的重復(fù)性）。 這項(xiàng)誤差服從正態(tài)分布，故標(biāo)準(zhǔn)不確定度 uSH為0.3mdB。 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院133 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-電壓測(cè)量不確定度電壓測(cè)量不確定度 噪聲誤差噪聲誤差

60、 當(dāng)輸入為信號(hào)和噪聲時(shí)，鎖定放大器輸出當(dāng)輸入為信號(hào)和噪聲時(shí)，鎖定放大器輸出 為為 s n p p Aty1)( 0 A是信號(hào)的幅度是信號(hào)的幅度 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院134 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-電壓測(cè)量不確定度電壓測(cè)量不確定度 噪聲誤差噪聲誤差 衰減器測(cè)量由噪聲引入的誤差為衰減器測(cè)量由噪聲引入的誤差為 s n n p p A69. 8 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院135 第三節(jié)第三節(jié) 低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量低中頻串聯(lián)替代法衰減測(cè)量 不確定度評(píng)定不確定度評(píng)定-電壓測(cè)量不確定度電壓測(cè)量不確定度 噪聲誤差噪聲誤差 50系統(tǒng)的白噪聲功率普密度為