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電平測(cè)量準(zhǔn)確度(準(zhǔn)確度)和測(cè)量不確定度是選擇頻譜分析儀的一個(gè)重要指標(biāo)。這些指標(biāo)在儀器自帶的指標(biāo)手冊(cè)中都會(huì)有詳細(xì)的描述,但是大家真的都能讀懂嗎?下面安泰頻譜儀維修中心分享關(guān)于電平準(zhǔn)確度指標(biāo)的正確描述方法和限定條件。
【指標(biāo)手冊(cè)常用術(shù)語(yǔ)符號(hào) 】
限值符號(hào):誤差或不確定度數(shù)值之前的符號(hào),正負(fù)號(hào)(±)等價(jià)于誤差值取值后小于等于號(hào)(≤),基本等價(jià)于小于號(hào)(<),例如: x:±1dB 基本等價(jià)于 |x|<1dB |
標(biāo)準(zhǔn)偏差:是計(jì)算不確定度時(shí)的輸入誤差項(xiàng),通常用字母σ代表 |
指標(biāo)值(specification):置信度99%以上,>3σ |
不確定度(Uncertainty):置信度95%,1.96σ |
典型值(typical):置信度約為80% |
標(biāo)稱值(Nominal):不是統(tǒng)計(jì)值,不適用置信度 |
測(cè)量值(measured):少量樣本的測(cè)試值 |
【電平測(cè)量總不確定度-GUM法】
數(shù)據(jù)手冊(cè)中各項(xiàng)電平誤差: 頻響誤差σ1 參考頻點(diǎn)功率誤差σ2 衰減器切換誤差σ3 帶寬切換誤差σ4 |
標(biāo)準(zhǔn)不確定度: u = SQRT(σ1^2+σ2^2+σ3^2+σ4^2) |
擴(kuò)展不確定度(95%置信度,k=1.96) U95 = 1.96*u |
【電平測(cè)量總不確定度-頻響定義法】
數(shù)據(jù)手冊(cè)中電平測(cè)量誤差項(xiàng): 頻響誤差95%不確定度2s 頻響誤差指標(biāo)限值FR 功率誤差指標(biāo)限值A(chǔ)0 |
總不確定度(95%置信度) U95 = 2s |
電平精度指標(biāo)值 L = ±(A0+FR) |
【指標(biāo)值vs不確定度】
指標(biāo)值(spec.)是評(píng)價(jià)頻譜儀是否合格的法律上的判據(jù),而95%置信度的總不確定度,通常僅作參考,不作為判據(jù)。 |
各廠家頻譜儀指標(biāo)手冊(cè)中的95%置信度的總不確定度,定義方法*不同,采用的限定測(cè)試條件差異很大,按照算法和實(shí)際量值分析,采用頻響定義法的電平精度指標(biāo)值,與GUM法的95%置信度總不確定度近似。 |
無(wú)論GUM法還是頻響法,頻響指標(biāo)是電平測(cè)量總不確定度的主要誤差項(xiàng)來(lái)源,因此,采用頻響指標(biāo)作為衡量頻譜儀電平測(cè)量準(zhǔn)確度的依據(jù)是非常合適的。 |
如果標(biāo)書按照頻響法定義總不確定度指標(biāo),那么原本*指標(biāo)手冊(cè)中GUM法定義的SA1,需要經(jīng)過(guò)計(jì)算獲取頻響定義法的指標(biāo)數(shù)據(jù)。
例如,SA1,3.6GHz以下頻響法不確定度:
1、查表獲得頻響誤差σ1=0.1dB
2、95%不確定度U95=1.96*σ1=0.196dB
3、指標(biāo)值spec = 3*σ1 +0.2= 0.5dB
SA1,40GHz頻響法不確定度:
1、查表獲得頻響誤差σ1=0.83dB
2、95%不確定度U95=1.96*σ1=1.63dB
指標(biāo)值spec = 3*σ1 +0.2= 2.7dB
此時(shí)頻響法的指標(biāo)值與GUM法的U95近似
【總結(jié)】
根據(jù)以上分析,頻譜儀頻響的指標(biāo)值基本上是接近的,不同廠家不同型號(hào)頻譜儀的“不確定度”指標(biāo)定義差異巨大,測(cè)試條件和算法不存在一致性。因此,為保證標(biāo)書中規(guī)定的指標(biāo)限值普遍適用,頻響指標(biāo)值作為電平準(zhǔn)確度評(píng)估限值是合適的,否則廠家應(yīng)標(biāo)時(shí)會(huì)進(jìn)行諸多非*計(jì)算和解釋。
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