檢查信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率是否準(zhǔn)確，需結(jié)合直接測(cè)量法、間接驗(yàn)證法、系統(tǒng)校準(zhǔn)法三類(lèi)技術(shù)手段，通過(guò)頻率計(jì)數(shù)器、頻譜分析儀、示波器等儀器，從時(shí)域和頻域兩個(gè)維度進(jìn)行綜合驗(yàn)證。以下是具體步驟及技術(shù)要點(diǎn)：
一、直接測(cè)量法：使用頻率計(jì)數(shù)器
原理：通過(guò)高精度頻率計(jì)數(shù)器直接測(cè)量信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，對(duì)比設(shè)定值與實(shí)測(cè)值的偏差。
適用場(chǎng)景：快速驗(yàn)證中低頻信號(hào)（如≤1GHz）的頻率準(zhǔn)確度，或需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頻率穩(wěn)定性的場(chǎng)景。
操作步驟：
- 儀器連接：
- 使用同軸電纜（如RG-58）將信號(hào)發(fā)生器的輸出端口與頻率計(jì)數(shù)器的輸入端口連接，確保阻抗匹配（通常為50Ω）。
- 若信號(hào)幅度超出計(jì)數(shù)器輸入范圍（如>+10dBm），需在連接線上加裝衰減器（如20dB衰減器）。
- 參數(shù)設(shè)置：
- 閘門(mén)時(shí)間：根據(jù)頻率穩(wěn)定度要求選擇閘門(mén)時(shí)間（如1s、10s）。閘門(mén)時(shí)間越長(zhǎng)，測(cè)量分辨率越高（如1s閘門(mén)時(shí)間下分辨率達(dá)1Hz），但響應(yīng)速度越慢。
- 觸發(fā)模式：設(shè)置為“自動(dòng)觸發(fā)”或“外部觸發(fā)”（若需與信號(hào)發(fā)生器同步）。
- 數(shù)據(jù)記錄與分析：
- 記錄3次以上測(cè)量結(jié)果，計(jì)算平均值與標(biāo)準(zhǔn)差。
- 判定標(biāo)準(zhǔn)：若實(shí)測(cè)值與設(shè)定值的偏差≤信號(hào)發(fā)生器規(guī)格書(shū)中的頻率準(zhǔn)確度指標(biāo)（如±0.1ppm@1GHz），則認(rèn)為頻率準(zhǔn)確。
- 示例：測(cè)試1GHz信號(hào)時(shí)，若規(guī)格書(shū)要求準(zhǔn)確度為±0.1ppm，則允許偏差范圍為1GHz×0.1ppm=±100Hz。若實(shí)測(cè)值為1,000,000,050Hz，則超出允許范圍，需校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器。
二、間接驗(yàn)證法：通過(guò)頻譜分析儀觀察頻譜
原理：利用頻譜分析儀觀察信號(hào)頻譜的純凈度，間接驗(yàn)證頻率準(zhǔn)確度（如諧波、雜散信號(hào)的位置是否符合理論預(yù)期）。
適用場(chǎng)景：高頻信號(hào)（如>1GHz）或需要分析信號(hào)質(zhì)量的場(chǎng)景（如相位噪聲、諧波抑制）。
操作步驟：
- 儀器連接與設(shè)置：
- 使用低損耗同軸電纜（如RG-402）連接信號(hào)發(fā)生器與頻譜分析儀，避免電纜損耗導(dǎo)致信號(hào)衰減。
- 中心頻率：設(shè)置為信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率（如10GHz）。
- 掃寬（Span）：設(shè)置為信號(hào)頻率的10%（如1GHz），以觀察主信號(hào)及其附近雜散。
- 分辨率帶寬（RBW）：根據(jù)信號(hào)帶寬選擇（如1kHz），RBW越小，頻譜分辨率越高，但掃描時(shí)間越長(zhǎng)。
- 頻譜觀察與分析：
- 主信號(hào)位置：檢查主信號(hào)峰值是否位于設(shè)定頻率（如10GHz）處，偏差應(yīng)≤頻譜分析儀的頻率讀數(shù)精度（如±100Hz@10GHz）。
- 諧波與雜散：觀察諧波（如2次諧波@20GHz）和雜散信號(hào)（如≥7GHz雜散≤-70dBc）的位置是否符合理論預(yù)期。若諧波頻率偏離理論值（如2次諧波應(yīng)為20GHz，但實(shí)測(cè)為20.001GHz），可能表明信號(hào)發(fā)生器頻率合成器存在誤差。
三、系統(tǒng)校準(zhǔn)法：使用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源比對(duì)
原理：通過(guò)與已知準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源（如Fluke 9500B）進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證信號(hào)發(fā)生器的頻率準(zhǔn)確度。
適用場(chǎng)景：高精度計(jì)量、實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)或需要溯源至國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)景。
操作步驟：
- 標(biāo)準(zhǔn)源選擇：
- 選擇頻率穩(wěn)定度優(yōu)于被測(cè)信號(hào)發(fā)生器1-2個(gè)數(shù)量級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)源（如標(biāo)準(zhǔn)源穩(wěn)定度為0.00001ppm，被測(cè)源為0.0001ppm）。
- 確保標(biāo)準(zhǔn)源的頻率范圍覆蓋被測(cè)信號(hào)（如被測(cè)信號(hào)為10GHz，標(biāo)準(zhǔn)源需支持≥10GHz輸出）。
- 比對(duì)連接與設(shè)置：
- 使用功率分配器（如Mini-Circuits ZX10D-183-S+）將標(biāo)準(zhǔn)源和被測(cè)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)合并，輸入至頻率計(jì)數(shù)器或頻譜分析儀。
- 頻率計(jì)數(shù)器設(shè)置：交替測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)源和被測(cè)信號(hào)的頻率（如每1秒切換一次），記錄10組以上數(shù)據(jù)。
- 頻譜分析儀設(shè)置：觀察兩信號(hào)的頻譜重疊情況，若主信號(hào)峰值完全重合，則頻率一致；若存在偏差，可通過(guò)游標(biāo)測(cè)量偏差值。
- 數(shù)據(jù)處理與校準(zhǔn)：
- 計(jì)算被測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)源的頻率偏差平均值。
- 校準(zhǔn)方法：
- 若信號(hào)發(fā)生器支持頻率校準(zhǔn)功能（如通過(guò)前面板或軟件界面），輸入偏差值進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。
- 若不支持自動(dòng)校準(zhǔn)，需根據(jù)規(guī)格書(shū)提供的校準(zhǔn)公式（如頻率修正值=設(shè)定值×偏差系數(shù)）手動(dòng)調(diào)整輸出頻率。
四、關(guān)鍵注意事項(xiàng)
- 預(yù)熱與穩(wěn)定：
- 信號(hào)發(fā)生器需預(yù)熱30分鐘以上，待頻率和功率穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)試。例如，OCXO（恒溫晶體振蕩器）在預(yù)熱不足時(shí)可能導(dǎo)致頻率漂移≥1ppm。
- 環(huán)境溫度需穩(wěn)定在23℃±5℃，避免溫度波動(dòng)導(dǎo)致頻率誤差（如≥±1ppm/℃）。
- 儀器校準(zhǔn)狀態(tài)：
- 確保頻率計(jì)數(shù)器、頻譜分析儀等測(cè)量?jī)x器在校準(zhǔn)有效期內(nèi)（通常1年），并記錄校準(zhǔn)證書(shū)編號(hào)。
- 若儀器未校準(zhǔn)，需根據(jù)其規(guī)格書(shū)中的不確定度指標(biāo)（如頻率測(cè)量不確定度≤0.01ppm）評(píng)估測(cè)試結(jié)果的可靠性。
- 連接損耗與匹配：
- 使用低損耗同軸電纜和適配器，避免連接損耗導(dǎo)致信號(hào)幅度下降（如>3dB衰減可能影響頻譜分析儀的動(dòng)態(tài)范圍）。
- 確保所有連接端口阻抗匹配（50Ω），避免反射引起頻率測(cè)量誤差（如VSWR>1.5:1可能導(dǎo)致頻率偏差≥0.1ppm）。
