校准示波器作业指导书

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校准示波器作业指导书1  采用标准
  JJG 262-96  （模拟示波器检定规程）
  JJF 1057-1998（数字存储示波器校准规范）
2  校准环境条件
2.1  环境温度：(205) C；
2.2  相对湿度： ＜80 %；
2.3  供电电源：220 V2%，(501)Hz。
3   校准用测量设备
脉冲参数测量仪器校准装置

仪器设备名称及编号        型号规格        准确度等级/不确定度        生产厂
示波器校准仪(No:40215)        9500        时标：4×10-5 (k=2)
电压幅度：5×10-4～2×10-3(k=2)
上升时间：30ps        FLUKE
脉冲电压表（No:80402）        SF2145        10mV～±200V: 0.06%～0.5% (k=2)        南通
数字多用表（No：2825A07569）        3458A        ±10mV～±200V： 0.001% (k=2)        HP
通用时间间隔计数器        SR620        1×10-7±0.5ns        美国
数字示波器(No: 2944A2772)        HP54504A        ΔT: 0.5%  (k=2)
ΔV: 1.5%  (k=2)        HP
4 校准项目及方法
4.1        外观及电性能检查
4.1.1 被校仪器外观及标记应完整，不能有影响操作的机械损伤；
接通电源，按说明书要求预热，具有开机自检功能的示波器应自检通过。然后将被校示波器校准信号输出接至垂直输入端，调节前面板各控制旋钮或按钮使其波形显示稳定，同时按说明书的操作程序对前面板各旋钮功能作定性检查。检查其功能正常，方可进行校准。
4.1.2 触发特性的检查
4.1.2.1内触发（同步）检查
a.        将9500的输出通过50Ω通过式负载连接到示波器的垂直输入端。示波器设置如下：
垂直方式：CH1  ON （V/div按需要设置）
触发选择：正常，+极性
触发源：内（CH1）
水平显示：A，s/div置合适。
b.        设置9500示波器校准仪，使其输出稳幅信号。将稳幅信号的输出频率设置为示波器带宽的上限和下限频率，分别调节输出幅度及示波器触发电平，使屏幕上能显示稳定波形，其高度应符合被检示波器说明书中规定的技术要求。
c.        水平显示置“B”，重复b项，检查延迟扫描内触发电平。
d.        重复b、c项，对其它各通道分别进行检查。
4.1.2.2外触发（同步）检查
a.        功分器的输入端接9500的输出端，功分器的其余两端分别通过衰减器和50Ω通过式负载连接到示波器的CH1输入端和“A”外触发输入端。示波器设置如下：
垂直方式：CH1  ON （V/div按需要设置）
触发源：外触发，正常
水平显示：A，s/div置合适。
b.          设置9500示波器校准仪，使其输出稳幅信号。将稳幅信号的输出频率设置为示波器带宽的上限和下限频率，分别调节输出幅度及示波器触发电平，使屏幕上能显示稳定波形，其电压幅度应符合被校示波器说明书中规定的技术要求。
c.          触发方式置“自动”，延迟出发源置“外”。 功分器的输入端接9500的输出端，功分器的其余两端分别通过衰减器和50Ω通过式负载连接到示波器的CH1输入端和“B”外触发输入端。重复b项，检查“B”延迟外触发同步电压应符合说明书技术要求。
d.          触发特性应取示波器的频带宽度范围内上限和下限频率点进行检查。应在各通道和示波器规定的触发方式分别进行检查。
4.2        水平偏转系统的校准
4.2.1水平扫描因数的校准：
a.        将9500的输出通过50Ω通过式负载连接到示波器的垂直输入端。示波器设置如下：
垂直方式：CH1  ON （V/div按需要设置）
水平显示：A（s/div置合适档）。
扫描微调：校准
触发源：内（CH1）
b.        置时标周期与Ａ扫描时间因数相一致，调节Ａ触发电平，使示波器屏幕上显示十个稳定的时标波形。调整校准仪的“Ｔ误差”，使时标波形的第二个波峰和第十个波峰分别与对应10％和90％的水平刻度线相重合，此时误差显示读数即为扫描因数的档级误差。
c.        置示波器水平显示“Ｂ”，触发方式置“延迟”，Ｂ扫描时间因数置最小档，Ａ扫描时间因数比Ｂ慢两档级，调节Ｂ触发电平旋钮，按b项的方法校准延迟扫描时间因数误差。
4.2.2        △t时间测量　　
a.        将9500的输出通过50Ω通过式负载连接到示波器的垂直输入端。示波器设置如下：
垂直方式：CH1  ON （V/div按需要设置）
水平显示：A（s/div置合适档）。
扫描微调：校准
触发源：内（CH1）
b.        示波器置△t测量状态，将两光标线调到水平检验工作面的80%范围，并使屏幕显示△t值为１、２、５步进的整数。
c.        输入相应的时标信号，调节校准仪“Ｔ误差”，使两侧时标信号分别与两光标线重合，读出校准仪上显示的误差δt ，即为“△t时间测量”该档的误差。
d.        △t时间测量校准应在水平刻度的80%检验工作面内进行；应在扫描时间因数各档级分别进行校准。
4.3        垂直偏转系统的校准
4.3.1  垂直偏转系数校准
a. 将9500的输出连接到示波器的CH1垂直输入端，9500的输出阻抗和CH1的输入阻抗均设置为1MΩ。示波器其它设置如下：
垂直方式：CH1  ON （V/div置最小档）
水平方式：A（500μs/div左右）。
垂直微调：校准
输入耦合：DC
触发源：内（CH1）
b.        置校准仪输出脉冲１kHz，改变其输出幅度和电压倍率，使显示波形高度为屏幕检验工作面的80%左右（通常为6div）。此时，调节校准仪的“Ｖ误差”，直到脉冲的上下基线与示波器水平刻度完全重合，校准仪显示的误差值为该档偏转系数误差δv　。
c.        重复b项方法，对其它各通道的各偏转系数档级进行校准
d.  当示波器有50Ω输入阻抗时，应将9500的输出阻抗和CH1的输入阻抗均设置为50Ω，重复b项方法，对各通道在输入阻抗为50Ω时的各偏转系数进行校准。
4.3.2        （△V）幅度测量
a.  将9500的输出连接到示波器的CH1垂直输入端，9500的输出阻抗和CH1的输入阻抗均设置为1MΩ。
b.  示波器置△Ｖ测量状态，将两光标线调到垂直检验工作面的80%范围，并使屏幕显示△Ｖ值为１、２、５步进的整数。
c.  输入相应的脉冲幅度，并调节校准仪“Ｖ误差”，使脉冲幅度分别与上下两光标线完全重合，读出校准仪上显示的误差δv ，即为△V测量”误差。应满足说明书内的技术要求。
d.        重复上述步骤，对各通道的各垂直偏转系数档级分别进行校准。
e.        当示波器有50Ω输入阻抗时，应将9500的输出阻抗和CH1的输入阻抗均设置为50Ω，重复b项方法，对各通道在输入阻抗为50Ω时的各偏转系数进行校准。
4.4        频带宽度
a.        将9500的输出连接到示波器的CH1垂直输入端，9500的输出阻抗和CH1的输入阻抗均设置为50Ω。(当示波器没有50Ω输入阻抗时，应在示波器的输入端加上50Ω通过式负载。示波器设置如下：
垂直方式：CH1  ON （V/div置基准档）
水平方式：A（s/div置合适档）
输入耦合：DC
b.        设置9500示波器校准仪，使其输出稳幅正弦信号。将稳幅信号的输出频率设置为50kHz，调节输出幅度，使屏幕上显示幅度为Ｈo=6div。
c.        保持稳幅正弦信号幅度不变，然后均匀地改变稳幅正弦信号的频率，记下各频率点的波形高度ＨI，则频带宽度内下降的dＢ数由下式计算：
式中：Ｈi---- 各频率点显示的幅度高度；
　　　        Ｈo----基准频率点显示的幅度高度
d.        当稳幅正弦信号的频率向示波器的上限频率升高时，显示高度降为0.707Ho（即4.2div）时对应的频率即为示波器频带宽度实测值。
e.        重复a～d项，对其它通道进行校准。
4.5        脉冲瞬态响应的校准
a.        将9500的输出连接到示波器的CH1垂直输入端，9500的输出阻抗和CH1的输入阻抗均设置为50Ω。(当示波器没有50Ω输入阻抗时，应在示波器的输入端加上50Ω通过式负载。
示波器设置如下：
垂直方式：CH1  ON （V/div置基准档）
水平方式：A（s/div置最小档）
触发源：内
输入耦合：DC
b.        设置9500示波器校准仪，使其输出合适的快沿脉冲信号。
c.        调节快沿脉冲输出幅度，使波形占检验工作面高度的80%左右，使波形幅度Ａ的0％和100%分别与上下两水平刻度线对齐，将扫描时间系数进行扩展（如果有的话）使扫描因数最小，调节水平位移使波形的前沿中点位于屏幕中央，并使波形幅度的10%和90%点分别与坐标的10%和90%刻度线相交，如下页图(1)所示。被检示波器的上升时间tr由下式计算：
        tr=扩展后的实测扫描时间系数×L
        式中：L---- 从基本幅度的10%到90%在水平方向所占长度；
　　　        A----取示波器上升时间25倍处的波形高度平坦部分。
4.6        校准信号的校准

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4.6.1 校准信号幅度
因为校准信号幅度一般是小于10V，在用SF1245脉冲信号幅度测量仪进行校准时，对应的连接端、各功能开关、电压调节旋钮均在SF2145脉冲幅度测量仪前面板上两根竖线分隔线的左侧。将“平衡输出”插座接HP54504数字示波器的Y轴输入端，“直流监视”接数字多用表的电压输入端，“≤10V输入”接被校示波器的校准信号输出端。   
  “极性选择”开关锨进测“顶”，“同步选择”锨进“内同步”键，电压选择开关根据待测方波幅度选择10V档或1V档（或0.1V档），调节SF2145的电压粗细调旋钮，观察示波器上的平

                       100%
                        90%




                        10%
                        0
                                 tr

                         图（1）     脉 冲 瞬 态 响 应
衡信号，当调节平衡信号为一条直线时，则提高示波器的Y轴灵敏度，不断调节细调电压旋钮，使平衡信号成为一条直线。如此反复多次调整调节，直到Y轴灵敏度最高时为止，使平衡信号仍成为一条直线。此时，馈入到数字表的数值就是被测方波的幅度（数字表处于直流电压测试状态）。
按下式计算校准信号幅度的相对误差：
      
      式中：Vs ----校准信号幅度标称值
Vm ----数字表的测量值
---校准信号幅度的相对误差
4.6.2        校准信号频率
将校准信号的输出经电缆直接馈至SR620计数器的输入端，置SR620于频率测量状态，设置合适的闸门时间及触发电平，读出计数器的显示值，
则按下式计算校准信号幅度的相对误差：
         

          式中：fi----校准信号频率标称值
               f ----SR620计数器的测量值
              δf----校准信号频率的相对误差
5   校准结果记录
    将校准结果填入附录表格中

风亦无涯

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