资料介绍
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF 1165—2007
信纳 表校 准规 范
2007-02-28发布 2007-05-28实施
国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布
信纳表 校准 规范 Calibration Specification for
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本规范经国家质量监督检验检疫总局于 2007年 2 月 28 日批准 , 并自2007年 5月 28 日起施行。
归口 单位 : 全国声学计量技术委员会
起草 单位 : 广州市计量检测技术研究院深圳市计量质量检测研究院
广州市锅炉压力容器监检所
本规范由全国声学计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人 :
江泓 (广州市计量检测技术研究院)周伦彬 (广州市计量检测技术研究院)张国庆 (深圳市计量质量检测研究院)
焦践 (深圳市计量质量检测研究院)参加起草人 :
周长华 (广州市计量检测技术研究院)马博群 (广州市锅炉压力容器监检所)李嘉 (深圳市计量质量检测研究院)
目录
1 范围
本规范适用于音频调制信号频率为 1 kHz、信纳测量范围为 0 dB~20 dB 的信纳表的校准。
2 引用文献
本规范引用了下列技术文献 :
GB/T 3102.7—1993 《声学的量和单位》
GB/T 3947—1996 《声学名词术语》
JJF 1001—1998 《通用计量术语及定义》
JJF 1034—2005 《声学计量名词术语及定义》
JJF 1059—1999 《测量不确定度评定与表示》
使用本规范时 , 应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 术语和计量单位
本规范采用了 GB/T 3947—1996 《声学名词术语》、JJF 1034—2005 《声学计量名词术语及定义》 中的有关术语和定义 , 并对信纳 SINAD进行了定义。
本规范采用了 GB/T 3102.7—1993 《声学的量和单位》 中规定的量和单位。
3.1 信纳 (SINAD) signal to noise and distortion ratio
无线通讯装置所接收的音频 信号 与噪 声及 谐波 信号 之和 的比 的常 用对 数乘 以 20,单位为分贝 (dB)。
式中 : SINAD— 信纳 , dB;
S— 基波信号电平 , mV;
N— 噪声信号电平 , mV;
D—谐波信号电平 , mV。
4 概述
信纳表主要用于无线通讯产品的音频信号接收质量的评价以及接收灵敏度的测试 ,它通常由信纳指示与内置参考调制信号源等单元组成。
5 计量特性
5.1 信纳指示单元
5.1.1 输入电平范围
信纳表的输入电平范围一般为 50 mV~20V。
5.1.2 信纳指示误差
信纳表的信纳指示最大允许误差一般应不超过 ±1dB。
5.2 内置参考调制信号单元
5.2.1 调制信号频率
调制信号输出频率一般为 1 kHz, 其最大允许误差一般应不大于 ±2%。
5.2.2 调制信号电平
调制信号输出电平一般应不小于 1 V。
5.2.3 调制信号失真
调制信号谐波失真一般应不大于 0.05%。
注 : 以上参数的技术要求仅供参考 , 制造厂商另有规定的也可按制造厂商给出的技术要求校准。
6 校准条件
6.1 环境条件
温度 : (10~30)℃ ;
相对湿度 : (30~90)%。
6.2 测量标准及其他设备
6.2.1 正弦信号发生器
频率范围 10 Hz~10kHz, 频率误差应不超过 ±0.5% ; 输出信号的谐波失真不超过 0.5% , 校准期间的幅值稳定度应不超过 ±0.1 dB。
6.2.2 交流数字电压表
应具有相对电平测量功能 ; 同时在 10 Hz~ 10 kHz与 (0~20)V测量范围内的最大允许误差为 ±0.5% , 输入阻抗应大于 1 MΩ。
6.2.3 数字频率计
在音频测量范围内 , 频率误差应不超过 ±1× 10-4。
6.2.4 失真度测量仪
在使用频率和测量范围内 , 最大允许误差为满刻度的 ±10%。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
信纳表校准项目见表 1, 实验室可根据客户的要求选择表中适用的校准项目。
表 1 信纳表校准项目一览表
表 1 (续)
7.2 校准方法
7.2.1 外观检查
信纳表外观不应有影响正常工作的机械损伤 ; 所需配件齐全 , 输入/输出端口牢固可靠。
7.2.2 输入电平范围
信纳表的输入电平范围校准方框图如图 1所示 :
图 1 输入电平范围校准方框图
按上图将正弦信号发生器的输出信号接入到信纳表的输入端 , 并将信号发生器的输出调至 1 kHz, 然后由小到大逐渐增加输出信号电平 , 即可通过交流数字电压表读出输入信号电平范围 (在小于信纳表的输入电平范围时 , 信纳表的量程指示灯不亮 ; 在超出信纳表的输入电平范围时 , 信纳表的量程指示灯 (OVER) 将亮为红色)。
注 : 输入信号电平若小于或超出信纳表的输入电平范围 , 信纳表会指示不正确的信纳读数。
7.2.3 信纳指示误差
信纳表的信纳指示误差校准方框图如图 2所示 :
图 2 信纳指示误差校准方框图
按上图将仪器连接好。先调节正弦信号发生器 (1) , 使其输出 1 kHz 的稳定信号 ,然后将信号电平调为零。再将正弦信号发生器 (2) 的输出调至 3.5 kHz, 同时使信纳表的信纳指示为 0 dB。接着通过调节正弦信号发生器 (1) 的输出信号电平 , 使信纳表的信纳指示分别为 1 dB, 2 dB, …20 dB; 与此同时 , 对应记录下交流数字电压表上的dB读数 , 并按下式计算得信纳表的信纳指示误差 :
ΔS=Sc - S (2)
式中 : ΔS— 信纳表的信纳指示误差 , dB;
Sc— 信纳表的信纳指示值 , dB;
S— 交流数字电压表的实测值 , dB。
注 : 正弦信号发生器的输出阻抗应不低于 600 Ω。
7.2.4 调制信号频率
信纳表内置参考调制信号单元的调制信号输出频率校准方框图如图 3所示 :
图 3 调制信号频率校准方框图
按上图将仪器连接好。调节信纳表使其输出 1 kHz的调制信号 , 读出此时数字频率计的频率示值并按下式计算得信纳表的调制信号频率误差 :
式中 : ef— 信纳表的内置调制信号频率相对误差 , % ;
f0— 信纳表的内置调制信号频率示值 , Hz;
fs— 信纳表的内置调制信号频率实测值 , Hz。
7.2.5 调制信号电平
信纳表内置参考调制信号单元的调制信号输出电平校准方框图如图 4所示 :
图 4 调制信号电平与失真校准方框图
按上图将仪器连接好。调节信纳表输出旋钮 , 将调制信号的输出电平调至最大 , 读出此时交流数字电压表的电压示值即得信纳表的调制信号最大输出电平。
7.2.6 调制信号失真
信纳表内置参考调制信号单元的调制信号谐波失真校准方框图如图 4所示。
按图 4将仪器连接好。调节信纳表的输出旋钮 , 将调制信号输出电平调至最大 , 读
出此时失真度测量仪的失真度示值即得信纳表的调制信号失真值。
8 校准结果表达
信纳表经校准后应出具校准证书。 校准证书至少应包括附录 A所含的信息 , 校准证书的推荐内页格式见附录 B。
9 复校时间间隔
信纳表的复校时间间隔由客户根据其使用的实际情况自行确定 , 建议复校时间间隔为 1年。
附录 A
校准证书内容
1. 标题 : 校准证书 ;
2. 实验室名称和地址 ;
3. 进行校准的地点 (如果不在实验室内进行校准) ;
4. 证书或报告编号、页码及总页数 ;
5. 客户的名称及地址 ;
6. 被校准仪器名称、制造厂、型号规格及编号 ;
7. 进行校准的日期 ;
8. 校准所使用的计量标准器名称及有效期、技术参数 ;
9. 校准所依据的本计量规范的编号、名称 ;
10. 校准时的环境温度、湿度 ;
11. 校准结果的测量不确定度 ;
12. 校准项目的校准结果 ;
13. 校准人签名、核验人签名、批准人签名 ;
14. 校准证书签发日期 ;
15. 复校时间间隔的建议 ;
16. 未经校准实验室书面批准 , 不得部分复制校准证书的声明。
附录 B
校准证书内页推荐格式
信纳表校准证书内页推荐格式如图 B.1。
附录 C
测量结果不确定度评定实例
信纳指示是评价信纳表计量特性的最主要技术指标之一 , 故本规范测量结果不确定度评定以信纳指示误差这一校准项目为范例进行分析。
C.1 测量方法
按本规范所列测量方法对信纳表的信纳指示进行校准 : 首先调节正弦信号发生器
(1) , 使其输出 1 kHz 的稳定信号 , 而信号电平为零 ; 再将正弦信号发生器 (2) 的输出频率调至3.5 kHz, 同时使信纳表的 指示 为 0 dB; 接着 通过 调节 正弦 信号 发生 器 (1)的输出电平 , 使交流电 压表 上的 读数 为 12 dB; 同时 记下 信纳 表的 信纳 读数 并进 行比较 , 即得出信纳表的信纳指示误差。
C.2 数学模型
信纳指示误差的测量结果数学模型为 :
ΔS= Sc - S (C.1)
式中 : Sc— 信纳表的信纳指示值 , dB;
C.3 方差和灵敏系数
依据公式 u(y) = ∑ (췍f/췍xi) 2u2 (xi) 可得
u(ΔS) =c2 (Sc)u2 (Sc) + c2 (S)u2 (S)
由于 f(Sc ,S) 中的 Sc 与 S 互不相关 , 故其合成估计方差为
u(ΔS) =u2 (Sc) + u2 (S) (C.2)
式中灵敏系数分别为 c(Sc) = 1, c(S) = - 1 C.4 测量不确定度分量的分析测算
C.4.1 校准过程中引入的不确定度分量 u(Sc)
C.4.1.1 信纳指示重复性引入的测量不确定度分量 u1 (Sc)
在相同的测量条件下 , 对同一信纳表的信纳指示进行了 10次独立测量 , 其测量数据如附表 C所示 :
附表 C
计算得实验标准偏差 :
即 u1 (Sc) = sc (xi) ≈ 0.136(dB)
C.4.1.2 信纳指示分辨力引入的测量不确定度分量 u2 (Sc) :
信纳表的数字指 示分 辨力 为 0.1 dB, 因其 引入 的测 量不 确定 度按 均匀 分布 估计 ,
取包含因子 k= 3 , 所以由信纳指示分辨力引入的标准不确定度为 :
C.4.2 标准装置引入的不确定度分量 u(S)
C.4.2.1 交流数字电压表引入的标准不确定度分量 u1 (S) :
交流数字电压表的电压测量最大允许误差为 ±0.5% , 因其引入的标准不确定度按
均匀分布估计 , 取包含因子 k= 3 , 所以得该表引入的标准不确定度分量 u1 (S) :
u1 (S) = 0.5%/ 3 = 0.29% , 即约 0.025 dB
C.4.2.2 正弦信号发生器 (1) 稳定度引入的标准不确定度分量 u2 (S) :
正弦信号发生器 (1) 在校准期间的稳定度优于 ±0.1 dB, 因其引入的标准不确定
度按均匀分布估计 , 取包含因子 k= 3 , 所以由信号发生器稳定度引入的标准不确定度
u2 (S) = 0.1/ 3 = 0.058(dB)
C.4.2.3 正弦信号发生器 (2) 稳定度引入的标准不确定度分量 u3 (S) :
正弦信号发生器 (2) 在校准期间的稳定度优于 ±0.1 dB, 因其引入的标准不确定
u3 (S) = 0.1/ 3 = 0.058(dB)
C.5 合成不确定度评定 u(Δ) :
因为合成估计方差为
u(ΔS) =u2 (Sc) + u2 (S)
故得合成不确定度为 :
C.6 扩展不确定度评定
即包p,995(:9)98附。录 A得其分布临界值 tp (ν) =t95 (100) ≈1.98,
U95 =k95uc(ΔS) = 1.98× 0.33= 0.65 dB
