數(shù)字示波器頻帶寬度的測量不確定度評定與分析

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1、2012年10月宇航計測技術(shù)Oct..2012第32卷第5期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01.32.No.5文章編號:1000-7202(2012)05—0027-04中圖分類號:TB973文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A數(shù)字示波器頻帶寬度的測量不確定度評定與分析付永杰1’2(1.北京理工大學(xué)引信動態(tài)特性國防科技重點(diǎn)實驗室,北京100081;2.92493部隊89分隊,遼寧葫蘆島125000)摘要為了實現(xiàn)對數(shù)字示波器頻帶寬度的測量結(jié)果的不確定度評定,根據(jù)數(shù)字存儲示波器校準(zhǔn)

2、規(guī)范提供的方法,對數(shù)字示波器頻帶寬度進(jìn)行測量。分析了示波器頻帶寬度的測量結(jié)果的不確定度來源,討論了數(shù)字示波器頻帶寬度測量結(jié)果的表示方法。以安捷倫公司的DS06052A數(shù)字示波器為例,詳細(xì)介紹了數(shù)字示波器頻帶寬度測量結(jié)果的評定過程,給出了評定結(jié)果表達(dá)形式。經(jīng)實踐證明該方法準(zhǔn)確、有效,可供撰寫示波器檢定裝置建標(biāo)報告和示波器帶寬不確定度評定方面參考。關(guān)鍵詞數(shù)字示波器頻帶寬度不確定度評定EvaluationandAnalysisofUncertaintyofBandwidthMeasurementofDigitalOsc

3、illoscopesFUYong.jiel,2(1.KeyDefenceScienceandTechnologyLaboratoryforFuzeDynamicCharacteristics,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081;2.Unit92493ofPLA,Huludao,Liaoning125000)AbstractInordertorealizetheevaluationofbandwidthmeasurementofdigitaloscilloscope

4、s,ac—cordingtothemethodofdigitaloscilloscopecalibrationstandard,measuresthebandwidthofoseillo—scopes.Inthispaper,analysestheuncertaintysourcesofmeasurementresult.ToAgilentDS06052Adigitaloscilloscopesasanexample,thepaperintroducesthemeasurementresultuncertaint

5、yevaluationprocessofthebandwidthofdigitaloscilloscopes,andgiventheevaluationresults.Practiceprovesthatthemethodiscorrectandeffective,whichcanbereferencedforwritingoscilloscopeverificationdevicestandardreportandevaluationofbandwidthofoscilloscopes.KeywordsDigi

6、taloscilloscopeBandwidthEvaluationofuncertainty1引言頻帶寬度是示波器的一項重要指標(biāo),它是當(dāng)示波器垂直通道輸入不同頻率的等幅正弦波信號時,屏幕上對應(yīng)基準(zhǔn)頻率的顯示幅度隨頻率變化而下跌3dB時的頻率就稱為帶寬。帶寬決定示波器對信號的基本測量能力,如果沒有足夠的帶寬,示波器將無法分辨高頻變化,幅度將出現(xiàn)失真,邊緣將會消失,細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)將被丟失。因此,對數(shù)字示波器校準(zhǔn)時,頻帶寬度是必須校準(zhǔn)的一個項目。宇航計測技術(shù)2數(shù)字示波器頻帶寬度測量方法數(shù)字示波器頻帶寬度的測量按照J(rèn)JF10

7、57—1998《數(shù)字存儲示波器校準(zhǔn)規(guī)范》中的要求,接線如圖1所示,選定數(shù)字示波器的測量通道及量程。示波器設(shè)置通道為直流耦合,設(shè)定直流偏置為零。示波器校準(zhǔn)儀輸出50kHz正弦波波信號,調(diào)節(jié)被校數(shù)字示波器觸發(fā)和時基,使信號穩(wěn)定顯示。調(diào)節(jié)信號幅度使其居中覆蓋80%屏幕范圍,利用數(shù)字示波器的峰一峰值自動測量功能,讀取其幅度乩。保持示波器校準(zhǔn)儀的正弦波輸出幅度不變,僅增加示波器校準(zhǔn)儀輸出信號頻率,,從數(shù)字示波器讀取其幅度U。找出使得ul/Um=0.707的頻率厶,則該通道的頻帶寬度B氓。圖1數(shù)字示波器頻帶寬度校準(zhǔn)連接圖3數(shù)

8、字示波器頻帶寬度測量不確定度來源分析‘1】由數(shù)字示波器頻帶寬度的定義可知,數(shù)字示波器的頻帶寬度與示波器校準(zhǔn)儀穩(wěn)幅正弦波的幅度不準(zhǔn),數(shù)字示波器幅度讀數(shù)分辨力以及測量重復(fù)性均有關(guān)系,因此,不確定度主要來源有以下方面悼“J。1)測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度/.t。,它主要是所用儀器的穩(wěn)定性和隨機(jī)因素造成的;2)示波器校準(zhǔn)儀穩(wěn)幅正弦波幅度不平坦度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度M。。;3)數(shù)字

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