鄒宇 甘文剛 貴州航天電子科技有限公司

1.引言

頻譜分析儀是一種帶有顯示裝置的超外差接收設備。由預選器、本振、混頻、中頻放大、中頻濾波、檢波、視頻放大和顯示等電路組成，具有靈敏度高、頻帶寬、動態(tài)范圍大等特點。可方便地獲得時域測量中不易得到的獨特信息，如頻譜純度、信號失真、寄生、三階交調、相位噪聲等各種參數、頻譜分析儀是科研、生產、試驗、計量等必備的儀表，隨著頻譜分析儀的廣泛應用，開展對頻譜分析儀的檢定是計量部門的重要工作之一，確保在科研、生產中使用的頻譜分析儀是合格的。所以開展頻譜分析儀的頻率測量不確定度的評定，可以準確反映測量結果的可信程度。

2.頻譜參數影響量

很多因素會影響測量結果，由測量得到的結果只能是被測值的近似值或估計值，正確評價測量結果是測試的重要任務之一。因此，在檢定頻譜分析儀時，除了出具檢定結果外，還必須給出測量不確定度。由于頻譜分析儀主要表征的是頻率和功率電平參量，所以在此選擇頻率進行測量不確定度的評定。

3.頻率測量不確定度的評定

3.1 測量方法

選擇E8267D信號源作為被測對象，E4440A頻譜分析儀作為測試儀。將信號源的輸出端與頻譜分析儀的輸入端用射頻電纜連接，信號源的頻率為標稱值，頻譜分析儀的頻率讀數為測量值。

3.2 測量不確定度的評定(以頻譜分析儀的中心頻率10GHz，掃頻寬度10MHz為例)

3.2.1 A類測量不確定度的評定

E8627D信號源和E4440A頻譜分析儀通電開機預熱30分鐘后，E4440A頻譜分析儀的中心頻率設置為10GHz，掃頻寬度為10MHz，打開頻率計數功能。在短時間內重復測試十次，測量結果為：9.999999341、9.999999345、9.999999348、9.999999352、9.999999356、9.999999362、9.999999358、9.999999378、9.999999398、9.999999411。用實驗標準差Sn（x）表征A類不確定度。

3.2.2 頻率測量合成不確定度

不確定度分量主要有：測量重復性、頻率讀數準確度、計數器頻率讀數準確度和頻率顯示的分辯率。

由于各分量之間彼此獨立不相關,所以合成標準不確定度uc為：

3.2.3 頻率測量擴展不確定度

查t分布表，置信概率p=95%時，取k=2 ,則U為：

3.2.4 測量結果報告

頻率為10GHz，掃頻寬度為10MHz，測量結果為：

4.降低頻譜儀測量不確定度的方法

對頻譜分析儀進行校準，一般頻譜儀都具備內部校準信號，在測量前，開機預熱30分鐘后可對儀器內部參數進行校準，提高測量的準確度。E4440A頻譜分析儀具有自校程序，測量一段時間后，可自行對儀器內部各參數進行自校，使儀器處于最佳測量狀態(tài)。自校程序可以確保整個測量過程的準確度，減少某些參數改變（如改變分辨率帶寬）所帶來的不確定性。

5.結束語

頻譜分析儀被廣泛的用于公司的科研和生產中，具有動態(tài)范圍大，頻帶寬，測試精度高，測試速度快等特點。E4440A頻譜分析儀的各項性能指標在同類產品中是比較高的，開展對頻率測量不確定度的評定，掌握了測量結果的可信程度。

[1]電子測試與測量，安捷倫公司，2008/09。

[2]JJF1059-2012 測量不確定度評定與表示，中國標準出版社，2013年2月。

[3]頻譜分析原理，羅德與施瓦茨公司出版，中文版第一版。

[4]JJG501-2000《頻譜分析儀檢定規(guī)程》，國家質量技術監(jiān)督局，2005年8月。