如何看懂頻譜分析儀電平測量精度指標？

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電平測量精確度（準確度）和測量不確定度是選擇頻譜分析儀的一個重要指標。這些指標在儀器自帶的指標手冊中都會有詳細的描述，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于電平準確度指標的正確描述方法和限定條件。

【指標手冊常用術語符號 】

限值符號：誤差或不確定度數值之前的符號，正負號(±)等價于誤差值取絕對值后小于等于號(≤)，基本等價于小于號(<)，例如： x：±1dB 基本等價于 |x|<1dB

標準偏差：是計算不確定度時的輸入誤差項，通常用字母σ代表

指標值(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%

標稱值(Nominal)：不是統計值，不適用置信度

測量值(measured)：少量樣本的測試值

【電平測量總不確定度-GUM法】

數據手冊中各項電平誤差： 頻響誤差σ1 參考頻點絕對功率誤差σ2 衰減器切換誤差σ3 帶寬切換誤差σ4

標準不確定度： u = SQRT(σ1^2+σ2^2+σ3^2+σ4^2)

擴展不確定度(95%置信度，k=1.96) U95 = 1.96*u

【電平測量總不確定度-頻響定義法】

數據手冊中電平測量誤差項： 頻響誤差95%不確定度2s 頻響誤差指標限值FR 絕對功率誤差指標限值A0

總不確定度(95%置信度) U95 = 2s

電平精度指標值 L = ±(A0+FR)

【指標值vs不確定度】

指標值(spec.)是評價頻譜儀是否合格的法律上的判據，而95%置信度的總不確定度，通常僅作參考，不作為判據。

各廠家頻譜儀指標手冊中的95%置信度的總不確定度，定義方法完全不同，采用的限定測試條件差異很大，按照算法和實際量值分析，采用頻響定義法的電平精度指標值，與GUM法的95%置信度總不確定度近似。

無論GUM法還是頻響法，頻響指標是電平測量總不確定度的主要誤差項來源，因此，采用頻響指標作為衡量頻譜儀電平測量精確度的依據是非常合適的。

如果標書按照頻響法定義總不確定度指標，那么原本官方指標手冊中GUM法定義的SA1，需要經過計算獲取頻響定義法的指標數據。

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

指標值spec = 3*σ1 +0.2= 2.7dB

此時頻響法的指標值與GUM法的U95近似

【總結】

根據以上分析，頻譜儀頻響的指標值基本上是接近的，不同廠家不同型號頻譜儀的“不確定度”指標定義差異巨大，測試條件和算法不存在一致性。因此，為保證標書中規定的指標限值普遍適用，頻響指標值作為電平準確度評估限值是合適的，否則廠家應標時會進行諸多非官方計算和解釋。

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