【电子行业标准(SJ)】 函数信号发生器测试方法

中华人民共和国电子行业标准
函数信号发生器测试方法
Test method forfunctiongenerators1主题内容与适用范围
1.1主题内容
SJ/T1047394
本标准规定了函数信号发生器（以下简称函数发生器）外观、功能正常性的检查方法、安全、主要性能的测试方法。
1.2适用范围
本标准适用于SJ/T10472《函数信号发生器技术条件》所规定范围内的函数信号发生器。2引用标准
GB4793
GB6592
SJ/T10472
3测试的一般要求
电子测量仪器安全要求
电子测量仪器误差的一般规定
函数信号发生器技术条件
3.1本标准中所用的术语和定义符合SJ/T10472中第3章的规定。3.2本测试方法中的各项性能特性测试，应遵照本标准中各相应章条的规定，并符合产品标准中的有关要求。
3.3本标准仅规定了主要性能特性的基本测试方法，鼓励采用先进方法测试，但当产生异议时，必须采用本标准规定的测试方法进行仲裁。3.4本标准未作规定的性能特性，若产品标准中有要求时，应规定其相应的测试方法。3.5被测函数发生器及测试使用的设备均应按各自的产品标准（或产品技术条件）的要求进行预热，并在达到规定的预热时间后，方可进行测试。3.6测试所用传输线或电缆应尽量短，除非另有规定，终端应接有匹配电阻。3.7除非另有规定，在测试中所用的电压值或电流值均指峰-峰值（Vp-p,Ipp）。3.8除非另有规定，被测函数发生器工作方式为“连续”，波形对称度置“校准”，直流偏置应为“OV”，输出幅度应调节到最大额定输出电平。测试仪器设备的要求
测试仪器设备必须经过计量，并符合GB6592中第3.5条的规定。4.1测试仪器设备
中华人民共和国电子工业部1994-04-11批准1994-10-01实施
示波器；
数字频率计：
SJ/T10473-94
数字多用表（具有交流真有效值电压表）：脉冲幅度测量仪；
高速外触发数字电压表（具有可延迟触发和瞬时取样与保持功能）；直流稳压电源；
失真度测量仪；
频谱分析仪；
调幅因数测量仪：
频偏测量仪；
调制信号源；
功率计。
4.2测试附件
具有额定特性阻抗的连接线、三通连接器、衰减器、匹配电阻、可调式电阻器等，其性能特性应满足测试要求。
5外观、安全及功能检测
5.1外观及结构
被测函数发生器处于非工作状态，用目测并配合操作各种控制装置。检查被测函数发生器及其附件的外观镀涂、图案字迹、控制件的紧固与传动状况等均应符合产品标准规定。经机械环境试验后，产品结构应无弯曲、变形、断裂、松动、脱落等现象。5.2安全测试
5.2.1绝缘电阻测试
按GB4793中第9.7.1条进行检测。5.2.2电压测试
按GB4793中第9.7.4条进行检测。5.2.3泄漏电流测试
按GB4793中第9.8条进行检测。
5.3功能正常性检查
被测函数发生器接通电源后，经规定的预热时间，按产品标准中给出的功能逐项进行检查。
6性能特性测试
6.1函数波形
6.1.1测试方框图
测试方框见图1。
被测函数发生器
6.1.2测试步骤
示波器
SJ/T10473—94
a，在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波，被测函数发生器输出端接到示波器Y轴输入端；
b。将示波器置“DC”耦合，选择合适的垂直偏转因数和扫描时间因数档级，使示波器屏幕稳定显示约占屏幕检验工作面高度80%，3～5个周期的被测波形，观察波形显示应正常；c．调节被测函数发生器，使输出信号频率由低端到高端变化，波形应符合b条要求；d。将被测函数发生器输出分别置其它函数波形时，重复b、c条。6.2工作方式
6.2.1测试方框图
测试方框图见图2。
信号源
6.2.2测试步骤
被测函数发生器
示波器
在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”，输出端接到示波器Y轴输入端，并将示波器置“自动”触发状态，选择合适的垂直偏转因数和扫描时间因数档级，使示波器显示波形的幅度、周期适中。
6.2.2.1连续方式
被测函数发生器工作方式置“连续”，调节示波器触发电平，示波器应显示连续的正弦波形。
6.2.2.2触发方式
6.2.2.2.1外(内)触发
被测函数发生器工作方式置“触发”，示波器Y轴工作方式置“交替”，外触发信号源通过匹配器分别接到被测函数发生器“外触发输入”端和示波器Y轴另一输入端（应以此信号作为示波器“交替”工作方式时的触发同步信号）。调节外触发信号源幅度和示波器触发电平，示波器应双踪显示外触发脉冲信号和由外触发脉冲信号启动被测函数发生器输出的单个完整周期的正弦波形。
6.2.2.2.2手动触发
被测函数发生器工作方式置“触发”，示波器置“单次”触发状态，并处准备状态，操作被测函数发生器手动触发装置一次，示波器应显示单个完整周期的正弦波形。6.2.2.3门控方式
被测函数发生器工作方式置门控”，其余测试步骤与6.2.2.2.1条同，若门控信号持续时间和被测函数发生器输出信号周期之比为整数N，示波器应双踪显示“门控”工作方式控制信号和被测函数发生器输出的N个连续完整周期的正弦波形。若门控信号持续时间和被测函数发生器输出信号周期之比的整数部分为N的非整数，示波器应双踪显示“门控”工作方式控制信号和被测函数发生器输出的（N+1)个连续完整周期的正弦波形。
6.2.2.4波形群方式
被测函数发生器工作方式置波形群”，并预置波形个数为N，其余测试步骤与6.2.2.2.1条（外触发）或6.2.2.2.2条（手动触发）同，示波器应双踪显示出“波形群”工作方式控制信号和连续N个完整周期的正弦波形。-3—
6.3频率特性
6.3.1频率范围、频段及误差
6.3.1.1测试方框图
测试方框见图3。
SJ/T10473-94
被测函数发生器
6.3.1.2测试步骤
按产品标准中的规定选取测试频率。频率计
a。在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”，输出端接到频率计输入端；b.由频率计测量信号最高端频率fmx和最低端频率fmin，fmin～fm即为被测函数发生器的频率范围；
c。若产品有频段装置，重复b条，并按下式计算频率重叠值：=f(n-1)max\fmin
频率重登值，Hz；
式中：4
f(-1)mar——第（n-1)个频段的高端频率值,Hz;fnmin
一第n个频段的低端频率值，Hz。(1)
调节被测函数发生器输出信号频率标称值为fh，读取频率计测量值为f.，则频率误d.
差为：
式中.E频率误差，%
fb——频率标称值，Hz;
f、——频率实测值,Hz
fe-f×100%
e，将被测函数发生器分别置其它函数波形时,重复b、c、d条。6.3.2频率微调
6.3.2.1测试方框图
测试方框图同图3。
6.3.2.2测试步骤
按产品标准中的规定选取测试频率。(2)
在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”，输出端接到频率计输入端，函数发生器频率微调装置分别处最大和最小位置时，读取频率计测量值为f.x和fmin，则输出频率微调比为：
式中：R频率微调比；
max—高端频率值,Hz;
一低端频率值,Hz。
6.4输出特性
6.4.1幅度范围及幅度误差
6.4.1.1电压真有效值测量法
6.4.1.1.1测试方框图
测试方框图见图4。
函数发生器
6.4.1.1.2测试步骤
SJ/T10473—94
按产品标准中的规定选取测试频率和输出幅度。数字电压表
(真有效值）
在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”，输出端接到数字电压表输入端；a.
b.读取被测函数发生器输出端开路时数字电压表测量值Vs（真有效值）,则输出电压幅度误差为：
式中：E-
E =×100%
输出电压幅度误差，%：
V.—输出电压标称值，V；
V.—输出电压实测值,V。
E=201g
式中：E-—输出电压幅度误度，dB；Vh
一输出电压标称值，V；
V。输出电压实测值，V。
c。读取被测函数发生器输出端接匹配电阻时数字电压表测量值V,(真有效值),并按式(4)或式(5)计算输出电压幅度误差；d。将被测函数发生器输出分别置“三角波”、“锯齿波”等函数时，重复b、c条。6.4.1.2电压峰-峰值测量法
6.4.1.2.1测试方框图
测试方框图见图5。
数字电压表
（直流）
被测函数发生器
6.4.1.2.2测试步骤
脉冲幅度测量仪
按产品标准中的规定选取测试频率和输出幅度。示波器
在额定工作条件下，将被测函数发生器置“方波”，输出端开路与脉冲幅度测量仪“脉a.
冲输入“端相接，脉冲幅度测量仪“平衡输出”端接到示波器Y轴输入端。并使脉冲幅度测量5
仪与数字电压表相接；
SJ/T10473—94
b，置脉冲幅度测量仪“极性选择”为“顶”位置，并选择合适的垂直偏转因数和扫描时间因数档级，使示波器显示波形稳定。调节脉冲幅度测量仪“直流电平”粗、细调电位器，同时逐渐减小示波器垂直偏转因数，使示波器显示一平衡波形，此时数字电压表的测量值V，即为被测函数发生器输出端开路时方波幅度的高电平；c，置脉冲幅度测量仪“极性选择”为“底”位置时，测量被测函数发生器输出端开路时方波幅度的低电平VL；
d.则被测函数发生器输出端开路时方波幅度峰-峰值为：V, = Vh-Vi
式中：V.输出电压蜂-峰值实测值，V；Vh
输出电压高电平实测值，V；
V.-—输出电压低电平实值，V。并按式(4)或式(5)计算输出电压幅度误差。（6)
e.重复b、c、d条读取被测函数发生器输出端接匹配电阻时数字电压表测量值V.和计算输出电压幅度误差；
f.被测函数发生器置“脉冲”函数时,重复b、c、d、e条。以上两种电压幅度测量方法，由于适用对象不同，具有同等效力。6.4.2幅度衰减量及误差
6.4.2.1测试方框图
测试方框图同图4。
6.4.2.2测试步骤
按产品标准中的规定选取测试频率和输出幅度。a。额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”，输出端接到数字电压表输入端；b，被测函数发生器置“零”衰减位置时，读取数字电压表测量值V.（真有效值），然后衰减量按产品标准中规定逐步增大，分别读取数字电压表测量值V，（真有效值），则相应的衰减量为：
S=201g
式中：S，幅度衰减量实测值，dB；Va—“零\衰减时输出电压幅度值，V；V.衰减后输出电压幅度值，V。
则衰减误差为：
衰减误差，dB；
式中：E一
S—幅度衰减量标称值，dB：
Sx—幅度衰减量实测值,dB。
6.4.3最大输出功率
6.4.3.1测试方框图
测试方框图见图6。
（8）
6.4.3.2测试步骤
函数发生器
按产品标准中规定选取测试频率。SJ/T10473—94
失真度
测量仪
数字电压表
（有效值）
负载电阻
，额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波和“零\衰减位置，函数发生器功率输出端接到额定负载电阻两端，失真度测量仪和数字电压表并接在额定负载电阻两端；b。调节被测函数发生器输出功率，在失真度测量仪监测的波形失真不超过产品标准规定值时，读取额定负载电阻两端最大电压测量值Vm（有效值），则最大输出功率为：P
式中：Pmx
最大输出功率，W；
—额定负载上最大电压测量值，V；RL—额定负载电阻值，a。
6.4.4输出阻抗及误差
6.4.4.1测试方框图
测试方框图同图4。
6.4.4.2测试步骤
按产品标准中的规定选取测试频率，若无规定，可在1kHz频率测试。（9)
在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”和“零”衰减位置，函数发生器输出a.
端接到数字电压表输入端；
b，读取被测函数发生器输出端开路时，数字电压表测量值Vo将被测函数发生器输出端接可调式电阻负载，并使数字电压表测量值为c.
Vo,然后
用数字多用表测量可调式电阻负载的电阻值Rs，即为被测函数发生器输出电阻，其误差由下式计算：
式中：E——输出电阻误差，%；R.输出电阻标称值，a;
R.输出电阻实测值，2。
6.4.5正弦波失真度
6.4.5.1测试方框图
E=R-R×10%
（10)
测试方框图见图7。
6.4.5.2测试步骤
函数发生器
SJ/T10473—94
额谱分析仪
(失真度测量仪）
按产品标准中的规定选取测试频率和输出幅度。a。在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”和“零”衰减位置，函数发生器输出端接到频谱分析仪输入端：
b.从频谱分析仪上读取基波和2次、3次、4次等谐波电压有效值V1、V2、V3、V。等，则失真度按下式计算：
D-++00%
式中：D—一失真度，%；
V-基波电压有效值，V
V.、V3、V....V.-为各次谐波分量电压有效值，V。若频谱分析仪用对数显示，且基波分量幅值为“零分贝时，则失真度按下式计算：D=V10+108+10%+.+10%×100%
式中D—失真度，%；
A2、A、A...A,—为各次谐波分量分贝值，dB。(11)
（12）
注：①在被测函数发生器全部频率范围内进行测量时，频谱分析仪的频率范围下限应是被测频事范函最低频率的三分之一，上限是被测频率范围最高频率的三倍。一般在50～200kHz可采用失真度测量仪测量。6.4.6幅度平坦度误差
6.4.6.1测试方框图
测试方框图同图1。
6.4.6.2测试步骤
a.在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”，输出端接到示波器Y轴输入端；b，按产品标准中规定的测试基准额率调节函数发生器的频率（若产品标准中无规定，对被测函数发生器上限频率低于或等于10MHz的，基准频率可采用1kHz，对上限频率10MHz以上的，基准频率可采用10kHz)；c选择合适的垂直偏转因数和扫描时间因数档级，使示波器显示约占屏幕检验工作面高度80%的正弦波形，并读取幅度V（Ha）；倍关系逐点依次测试,读取相应的幅值V.（H),则幅度平坦d.将输出频率按10倍和
度误差按下式计算，并取绝对值较大者，E
?×100%
式中：E—一幅度平坦度误差，%；SJ/T10473—94
V.测试频率点电压幅值，V；
Va基准频率点电压幅值，V；
H测试频率点显示高度，cm；
H.—一基准频率点显示高度，cmHa-H×100%
将被测函数发生器分别置其它函数波形，重复c、d条。e.
注：产品频率低于100Hz时，可采用数字电压表测量。6.4.7方波对称度误差
6.4.7.1测试方框图
测试方框图同图3。
6.4.7.2测试步骤
按产品标准中的规定选取测试频率。(14)
a。在额定工作条件下，将被测函数发生器置“方波”，对称度调节置“校准”，函数发生器输出端接到频率计输入端，并置频率计为测时间间隔功能b。调节被测函数发生器输出幅度和频率计触发电平，分别读取极性为“+“-”的脉宽th和t值，则方波对称度误差为：式中：E方波对称度误差，%；
t-高电平持续时间，s;
t低电平持续时间，s。
h=×100%
6.4.8前（后）过渡持续时间（上升、下降时间）6.4.8.1测试方框图
测试方框图同图1。
6.4.8.2测试步骤
按产品标准中的规定选取测试频率和输出幅度。(15)
在额定工作条件下，将被测函数发生器置“方波”，输出端接到示波器Y轴输入端，选择示波器合适的垂直偏转因数和扫描时间因数档级，从示波器屏幕上读取波形上升（或下降）沿10%～90%部分所对应的扫描时间，即为方波的前（后）过渡持续时间。6.4.9方波畸变
6.4.9.1测试方框图
测试方框图同图1。
6.4.9.2测试步骤
按产品标准中的规定选取测试频率和输出幅度。a，在额定工作条件下，将被测函数发生器置“方波”，输出端接到示波器Y轴输入端；b。选择合适的垂直偏转因数和扫描时间因数档级，使示波器稳定显示约占屏幕检验工作面高度80%的个周期的被测波形，分别读取方波顶部失真的峰-峰值V和方波底部失真9
SJ/T10473—-94
的峰-峰值V与方波幅度Vp值，则方波畸变按下式计算，并取绝对值较大者，Vb
式中：A一方波畸变，%；
Vab——方波顶部失真值，
Vb—方波底部失真值，V：
Vpp方波幅值,V。
6.4.10三角波线性误差
6.4.10.1测试方框图
测试方柜图见图8。
函数发生器
6.4.10.2测试步骤
按产品标准中的规定选取测试频率。×100%
V×100%
高速外触发
数字电压表
a。在额定工作条件下，将被测函数发生器置“三角波”，频率为测试频率（周期为T），波形对称度置“校准”，衰减量为“零”，输出幅度为最大（Vp），若产品标准中无规定，一般可取10V，输出端接高速外触发数字电压表输入端，同步信号输出端接高速外触发数字电压表触发输入端，并置高速外触发数字电压表为外触发方式和合适的量程；b。调节高速外触发数字电压表由被测函数发生器输出的同步方波下降沿触发，然后调节延时时间，分别读取三角波上升边10%、20%…90%处的电压值Y.、Y.Y。和三角波下降边90%、80%….…10%处的电压值Y。、Y.…Y.，并记入三角波线性记录表中，见表1、表2；
c.根据三角波线性记录表数据分别计算三角波上升边和下降边各点的X值与Y值的乘积值（XY），Y值之和值（ZY），XY值之和值（ZXY），X值之和与Y值之和的乘积值（ZXZY),并填入表中相应的位置：
d。利用最小二乘法分别计算三角波上升边和下降边最佳拟合曲线公式Y，=aX。+b中的常数a、b；
一最佳拟合曲线公式中系数项：式中.
zx2=285
（18)
(ZX)2=2025;
SJ/T10473-—94
三角波上升（或下降）边XY值之和，V；ZXY三角波上升(或下降)边X值之和与Y值之和的乘积，V。EY-EX
一最佳拟合曲线公式中系数项；一最佳拟合曲线公式中常数项；n=9;
EX=45;
三角波上升（或下降）边Y值之和。注：常数4、6计算时应保留5位小数。n
e.对应每个X值，按下式分别计算三角波上升边和下降边最佳拟合值Y并填入三角波线性记录表相应位置；
Y',=ax,+b
式中：Y\.最佳拟合值，V；
a——常数；
6常数；
X,—取1~9。
(20）
f分别计算三角波上升边和下降边对应于每个X值的Y。和Y的差值并使△Vm为最大电压差值绝对值；
g：按下式计算三角波线性误差：E=
式中：E-
一三角波线性误差，%；
△Vmx—最大电压差值，V;Www.bzxZ.net
Vpp—三角波幅度峰-峰值，V。
AVmx×100%
表1三角波线性误差记录表
上升边测量值
Y.(10%）
Y2(20%)
Y,(30%)
Y(40%)
Ys(50%)
Ye(60%)
Y(70%)
Yg(90%)
Y(90%)
最佳拟合值
（21)
误差(E)
2x2=285
Ex2=285
SJ/T10473-94
(ZX)2=2025
三角波线性误差记录表
下升边测量值
Y，(90%)
Yg（80%）
Y-(70%)
Ys(50%）
Y（40%）
Y,(30%）
Y(20%）
Y,(10%)
(ZX)3=2025
6.5直流偏移电平范围
6.5.1测试方框图
测试方框图见图9。
被测函数发生器
6.5.2测试步骤
最佳拟合值
失真度测量仪
数字电压表
误差(E)
在额定工作条件下，将被测函数发生器置“正弦波”，频率置“1kHz”，衰减量为“零”，输出幅度置“1V”，函数发生器输出端终端开路同时接到失真度测量仪和数字电压表输入端，
b．在失真度测量仪监测的波形失真不超过产品标准规定值时，调节被测函数发生器直流偏移电平至直流偏移电平范围正电平（或负电平）极端处，然后使被测函数发生器输出交流电平为零，读取数字电压表测量值Vs，取二个测量值Vs绝对值较小者，-Vs～Vs即为直流电平偏移范围。
6.6调幅特性
6.6.1调幅因数及误差（正弦调制）6.6.1.1测试方框图
测试方框图见图10
调制信号源
6.6.1.2测试步骤
被测函数发生器
调幅因数测量仪
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。