JJF(闽) 1061-2014
基本信息
标准号： JJF(闽) 1061-2014
中文名称：示波记录仪校准规范
标准类别：国家计量标准(JJ)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
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出版信息
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标准简介
JJF(闽) 1061-2014 示波记录仪校准规范
JJF(闽)1061-2014
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标准内容
福建省地方计量技术规范
JJF（闽）1061-2014
示波记录仪校准规范
Calibration standards onOscilloscopes Recorder2014-07-15发布
2014一10-15实施
福建省质量技术监督局发布
JJF（闽）1061-2014
示波记录仪校准规范
CalibrationstandardsonOscilloscopesRecorder
JJF（闽）1061-2014
本规范经福建省质量技术监督局2014年07月15日批准，并自2014年10月15日起施行。
归口单位：福建省质量技术监督局起草单位：福建省计量科学研究院本规范由起草单位负责解释
本规范主要起草人：
卓晓丹
杨爱军
参加起草人：
JJF（闽）1061-2014
（福建省计量科学研究所）
（福建省计量科学研究院）
（福建省计量科学研究院）
（福建省计量科学研究院）
1范围
2引用文献·
3术语和定义
4概述
5计量特性
6校准条件·
6.1环境条件
6.2校准用仪器设备
7校准项目和校准方法·
7.1工作正常性检查
7.2输入阻抗·
7.3瞬态响应
7.4时基误差
7.5时间测量
7.6直流增益
7.7△V(幅度)测量
7.8频带宽度
7.9校准信号
8校准结果表达
9复校时间
附录A
附录B
JJF（闽）1061—2014
测量结果不确定度评定实例
示波记录仪校准原始记录格式
·(12)
1范围
JJF（闽）1061—2014
示波记录仪校准规范
本规范适用于新制造、使用中和修理后的，采用模拟量离散采样、量化及数字存储技术，并能将所测量的数据以数字形式输出的各种示波记录仪（含无实时显示功能）的校准。2引用文献
GB/T15289
JJG262-1996
JJF1048-1995
JJF1001-2011
JJF1059.1-2012
JJF1071-2010
数字存储示波器通用技术条件和测试方法模拟示波器检定规程
数据采集系统校准规范
通用计量术语及定义
测量不确定度评定与表示
国家计量校准规范编写规则
IEEEStd1057-1994,IEEEStandardforDigitizingWaveformRecorders,Dec.1994使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本3术语和定义
GB/T15289界定的术语和定义适用于本规范。3.1示波记录仪（OscilloscopesRecorder）示波记录仪是可将被测模拟信号进行离散采样、模数转换、存储，再以数字或模拟信号方式进行显示的一种测量仪器。
3.2瞬态响应（InstantaneousResponse）指系统在某一典型信号输入作用下，其系统输出量从初始状态到稳定状态的变化过程。采用阶跃响应的几个参数来描述和评价其瞬态特性。3.3存储深度（StorageDepth）
存储深度的含义是示波器一次采集显示可以处理的波形点数，存储深度又叫记录长度或采集长度，存储深度是采样率与采样时间的乘积。4概述
JJF（闽）1061—2014
示波记录仪主要用于观察、分析、测量非重复信号、重复信号、单次信号和单次触发信号等。这类仪器使用微处理器，利用模数转换器和数字式存储器采集和存储波形。其工作原理是：对输入信号，由时基电路控制，按一定时间间隔采样，通过模数转换器量化后，以二进制码的形式，将波形数据在快速存储器中存储，经触发功能电路进行条件判定、触发，结束采集过程：再以数字或模拟方式进行显示，重现波形。用于示波记录仪主要技术性能指标校准的典型波形有：直流信号、正弦波、方波等波形。5计量特性
按本规范执行校准的示波记录仪的校准及检查项目为：工作正常性检查、频带宽度、瞬态响应、、扫描时间因数、直流增益、输入电阻、垂直偏转系数。使用本规范执行校准时，所能覆盖的各参数测量范围及指标，仅受校准结果的不确定度要求和所用标准仪器设备性能指标的限制，而规范本身对它们并无特别限制。示波记录仪有以下主要计量特性计量特性
幅度测量误差
频带宽度
上升时间
时基误差
时间测量误差（时标）
输入阻抗
6校准条件
6.1环境条件
6.1.1常规条件
供电电源：
环境温度：
相对湿度：
大气压强：
技术参数
(1mV/div~10V/div)
3GHz(-3dB)
0.35(ns)/(频带宽度GHz)
±1×10-6
(0.5ns/div~5s/div)
(50±0.5)2，1M2
电压：(220±11)V，频率：（50±1)Hz(23±5)℃
≤80%
(86~106)kPa
校准过程中，周围无任何影响示波记录仪及其校准系统性能的振动、冲击及电磁辐射等。6.1.2非常规条件
JJF（闽）1061—2014
由用户提出，或按示波记录仪使用说明书规定的特殊要求选取。6.2校准用仪器设备
校准用主要仪器设备见表1：
计量特性
频率（频带宽度）
脉冲幅度
上升时间
时基/时标
校准设备名称
直流电压源
正弦信号发生器
快前沿脉冲信号发生
方波信号发生器
数字多用表
频率计
交流标准源
测量范围
5mV200V
30mV~100V
1kHz~6GHz
（5~200）mV
(100~800）ps
5mV-60V
2ns~5s
5mV~200V
102-1G2
10Hz~46GHz
5mV~1000V
校准用标准器的准确度指标应优于被校仪器准确度指标的3倍。2.校准中使用502同轴电缆，长度按说明书规定选取。7校准项目和校准方法
7.1工作正常性检查
外观检查
最大允许误差
±1×10-7
±1×10-7
±1×10-9
被校准的示波记录仪，应配有使用说明书和相应的编程软件资料：应具有产品合格证书、以及全部必备附件。
示波记录仪的外形结构应完好。开关、按键、旋钮等，操作灵活可靠，标志清晰明确外露件不应有松动和机械损伤。其铭牌或外壳上应标明其名称、生产厂家、型号、编号和出厂日期。供电电源的标志及电压和频率范围指示明确。7.1.2
通电检查
外观检查后，按使用说明书给示波记录仪通电、预热。让其执行自检及自校准。按使用说明书要求作内、外触发同步特性检查。将任意非零恒定信号（一般在通道测量范围上限或下限的50%~90%以内）输入示波记录4
仪，检查其测量和存储工作状况，JJF（闽）1061-2014
按使用说明书要求及随机提供的软件，作示波记录仪与通用电子计算机通信功能的检查，应能准确无误地将数据传入计算机。必要时，对示波记录仪说明书中列出的其它功能进行检查。以上各项检查均应正常。
7.2输入阻抗
7.2.1方法一：示波器校准仪测量法设置示波记录仪的输入为直流耦合方式，其输入阻抗为502（或高阻1M2）状态，如图1所示接线。
被校示波记录仪处于开机状态，将示波记录仪输入端接到示波器校准仪的阻抗测量端上，读取示波器校准仪的电阻测量值R，即为示波记录仪输入电阻。读取示波器校准仪的电容测量值Co，即为示波记录仪输入电容值。示波器校准仪
示波记录仪
图1输入阻抗校准连线图
7.2.2方法二：数字多用表测量法设置示波记录仪的输入为直流耦合方式，其输入阻抗为502（或高阻1M2）状态，然后关电源，如图2所示接线。
在被校示波记录仪处于关机状态，将示波记录仪输入端接到数字多用表的电阻测量端上，读取数字多用表的电阻测量值Ro，即为示波记录仪输入电阻。数字多用表
示波记录仪
图2输入电阻校准连线图
7.3瞬态响应
接线如图3所示，选定示波记录仪的测量通道和量程，置非自动量程测量模式。设置通道为直流耦合。
设置通道采集数据个数n≥1000。S
JJF（闽）1061—2014
使信号稳定显示。
调整被校示波记录仪的时基和触发，快沿脉冲信号发生器
示波记录仪
图3瞬态特性校准连线图
匹配器
图4示波记录仪阶跃响应特性示意图调节直流偏置和信号幅度，使输入阶跃脉冲信号的底值和顶值之间的部分居中覆盖约80%屏幕。
调节通道采集速率（时基），直到脉冲前沿上升时间t能准确读取。读取图4所示tr、A、b、c各值。示波记录仪的瞬态响应参数按式(3)、(4)分别计算：过冲：
Sb=b/AX100%.
式中：
Sb示波记录仪的过冲
b上冲量
A-取示波记录仪上升时间25倍处的波形高度平坦部分顶部不平度：
=c/A×100%.
式中：
&-顶部不平度
c顶部不平坦量
A取示波记录仪上升时间25倍处的波形高度平坦部分6
JJF（闽）1061—2014
当快沿脉冲信号发生器的上升时间to<1/31时，测量结果t即为被校示波记录仪的上升时当快沿脉冲信号发生器的上升时间t≥1/3t时，被校示波记录仪的上升时间为t,：t,=t-ta
式中：
t，二示波记录仪的上升时间（to≥1/3t.时）t_示波记录仪的上升时间（to<1/3t时）to--标准器脉冲前沿上升时间
7.4时基误差
正弦信号发生器
示波记录仪
匹配器
图5示波记录仪时基误差校准连线图7.4.1方法一（速率测量法）
计算机
接线如图5所示，将示波记录仪调到被校时基档(s/div)，执行7.4时基误差获得标称值vo的采集速率测量值v，按式(6)计算时基相对误差：, =-×100%
..... 6)此内容来自标准下载网
式中：
8f_时基相对误差
Vo_时基误差标称值
V_采集速率测量值
7.4.2方法二（频率测量法）
a）接线如图5所示，设置测量通道的量程，置非自动量程测量模式。b）设定通道采集速率vo（时基）为最高。c）设置通道采集数据个数n≥10000。d）选取输入信号频率fo；
JJF（闽）1061—2014
e）信号源是标准周期信号源。选取输入正弦信号峰值E为覆盖量程50%以上的幅度值。f）调整被校示波记录仪触发，使信号稳定显示。调节直流偏置，使输入信号居中覆盖通道测量范围。
g）用示波记录仪的频率周期测量功能测量获得信号频率值，按式(7)计算出通道时基相对误差：
, ==×100%
式中：
S，_时基相对误差
o_输入信号频率
f二信号频率值
7.4.3方法三（频率计直测法）
a）接线如图6，用频率计直接测量示波记录仪的时间晶振的频率值fb）按式(7)计算出通道时基相对误差：频率计
示波记录仪
匹配器
图6示波记录仪时基测量校准连线图7.5时间测量
a）接线如图7。选定示波记录仪的测量通道、量程和时基，相应的采集速率为V。b）输入适当幅度和频率的方波脉冲信号，调节直流偏置和触发，使M≥2)个周期的信号稳定居中显示，水平方向覆盖80%屏幕。移动测量光标，读出M个信号周期的时间间隔tm。若输入信号的周期为T，则时间测量相对误差按式(8)计算：8. mMT×100%
式中：
8，时间测量相对误差
mM个信号周期的时间间隔
M_信号周期的个数
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示波记录仪校准规范
Calibration standards onOscilloscopes Recorder2014-07-15发布
2014一10-15实施
福建省质量技术监督局发布
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示波记录仪校准规范
CalibrationstandardsonOscilloscopesRecorder
JJF（闽）1061-2014
本规范经福建省质量技术监督局2014年07月15日批准，并自2014年10月15日起施行。
归口单位：福建省质量技术监督局起草单位：福建省计量科学研究院本规范由起草单位负责解释
本规范主要起草人：
卓晓丹
杨爱军
参加起草人：
JJF（闽）1061-2014
（福建省计量科学研究所）
（福建省计量科学研究院）
（福建省计量科学研究院）
（福建省计量科学研究院）
1范围
2引用文献·
3术语和定义
4概述
5计量特性
6校准条件·
6.1环境条件
6.2校准用仪器设备
7校准项目和校准方法·
7.1工作正常性检查
7.2输入阻抗·
7.3瞬态响应
7.4时基误差
7.5时间测量
7.6直流增益
7.7△V(幅度)测量
7.8频带宽度
7.9校准信号
8校准结果表达
9复校时间
附录A
附录B
JJF（闽）1061—2014
测量结果不确定度评定实例
示波记录仪校准原始记录格式
·(12)
1范围
JJF（闽）1061—2014
示波记录仪校准规范
本规范适用于新制造、使用中和修理后的，采用模拟量离散采样、量化及数字存储技术，并能将所测量的数据以数字形式输出的各种示波记录仪（含无实时显示功能）的校准。2引用文献
GB/T15289
JJG262-1996
JJF1048-1995
JJF1001-2011
JJF1059.1-2012
JJF1071-2010
数字存储示波器通用技术条件和测试方法模拟示波器检定规程
数据采集系统校准规范
通用计量术语及定义
测量不确定度评定与表示
国家计量校准规范编写规则
IEEEStd1057-1994,IEEEStandardforDigitizingWaveformRecorders,Dec.1994使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本3术语和定义
GB/T15289界定的术语和定义适用于本规范。3.1示波记录仪（OscilloscopesRecorder）示波记录仪是可将被测模拟信号进行离散采样、模数转换、存储，再以数字或模拟信号方式进行显示的一种测量仪器。
3.2瞬态响应（InstantaneousResponse）指系统在某一典型信号输入作用下，其系统输出量从初始状态到稳定状态的变化过程。采用阶跃响应的几个参数来描述和评价其瞬态特性。3.3存储深度（StorageDepth）
存储深度的含义是示波器一次采集显示可以处理的波形点数，存储深度又叫记录长度或采集长度，存储深度是采样率与采样时间的乘积。4概述
JJF（闽）1061—2014
示波记录仪主要用于观察、分析、测量非重复信号、重复信号、单次信号和单次触发信号等。这类仪器使用微处理器，利用模数转换器和数字式存储器采集和存储波形。其工作原理是：对输入信号，由时基电路控制，按一定时间间隔采样，通过模数转换器量化后，以二进制码的形式，将波形数据在快速存储器中存储，经触发功能电路进行条件判定、触发，结束采集过程：再以数字或模拟方式进行显示，重现波形。用于示波记录仪主要技术性能指标校准的典型波形有：直流信号、正弦波、方波等波形。5计量特性
按本规范执行校准的示波记录仪的校准及检查项目为：工作正常性检查、频带宽度、瞬态响应、、扫描时间因数、直流增益、输入电阻、垂直偏转系数。使用本规范执行校准时，所能覆盖的各参数测量范围及指标，仅受校准结果的不确定度要求和所用标准仪器设备性能指标的限制，而规范本身对它们并无特别限制。示波记录仪有以下主要计量特性计量特性
幅度测量误差
频带宽度
上升时间
时基误差
时间测量误差（时标）
输入阻抗
6校准条件
6.1环境条件
6.1.1常规条件
供电电源：
环境温度：
相对湿度：
大气压强：
技术参数
(1mV/div~10V/div)
3GHz(-3dB)
0.35(ns)/(频带宽度GHz)
±1×10-6
(0.5ns/div~5s/div)
(50±0.5)2，1M2
电压：(220±11)V，频率：（50±1)Hz(23±5)℃
≤80%
(86~106)kPa
校准过程中，周围无任何影响示波记录仪及其校准系统性能的振动、冲击及电磁辐射等。6.1.2非常规条件
JJF（闽）1061—2014
由用户提出，或按示波记录仪使用说明书规定的特殊要求选取。6.2校准用仪器设备
校准用主要仪器设备见表1：
计量特性
频率（频带宽度）
脉冲幅度
上升时间
时基/时标
校准设备名称
直流电压源
正弦信号发生器
快前沿脉冲信号发生
方波信号发生器
数字多用表
频率计
交流标准源
测量范围
5mV200V
30mV~100V
1kHz~6GHz
（5~200）mV
(100~800）ps
5mV-60V
2ns~5s
5mV~200V
102-1G2
10Hz~46GHz
5mV~1000V
校准用标准器的准确度指标应优于被校仪器准确度指标的3倍。2.校准中使用502同轴电缆，长度按说明书规定选取。7校准项目和校准方法
7.1工作正常性检查
外观检查
最大允许误差
±1×10-7
±1×10-7
±1×10-9
被校准的示波记录仪，应配有使用说明书和相应的编程软件资料：应具有产品合格证书、以及全部必备附件。
示波记录仪的外形结构应完好。开关、按键、旋钮等，操作灵活可靠，标志清晰明确外露件不应有松动和机械损伤。其铭牌或外壳上应标明其名称、生产厂家、型号、编号和出厂日期。供电电源的标志及电压和频率范围指示明确。7.1.2
通电检查
外观检查后，按使用说明书给示波记录仪通电、预热。让其执行自检及自校准。按使用说明书要求作内、外触发同步特性检查。将任意非零恒定信号（一般在通道测量范围上限或下限的50%~90%以内）输入示波记录4
仪，检查其测量和存储工作状况，JJF（闽）1061-2014
按使用说明书要求及随机提供的软件，作示波记录仪与通用电子计算机通信功能的检查，应能准确无误地将数据传入计算机。必要时，对示波记录仪说明书中列出的其它功能进行检查。以上各项检查均应正常。
7.2输入阻抗
7.2.1方法一：示波器校准仪测量法设置示波记录仪的输入为直流耦合方式，其输入阻抗为502（或高阻1M2）状态，如图1所示接线。
被校示波记录仪处于开机状态，将示波记录仪输入端接到示波器校准仪的阻抗测量端上，读取示波器校准仪的电阻测量值R，即为示波记录仪输入电阻。读取示波器校准仪的电容测量值Co，即为示波记录仪输入电容值。示波器校准仪
示波记录仪
图1输入阻抗校准连线图
7.2.2方法二：数字多用表测量法设置示波记录仪的输入为直流耦合方式，其输入阻抗为502（或高阻1M2）状态，然后关电源，如图2所示接线。
在被校示波记录仪处于关机状态，将示波记录仪输入端接到数字多用表的电阻测量端上，读取数字多用表的电阻测量值Ro，即为示波记录仪输入电阻。数字多用表
示波记录仪
图2输入电阻校准连线图
7.3瞬态响应
接线如图3所示，选定示波记录仪的测量通道和量程，置非自动量程测量模式。设置通道为直流耦合。
设置通道采集数据个数n≥1000。S
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使信号稳定显示。
调整被校示波记录仪的时基和触发，快沿脉冲信号发生器
示波记录仪
图3瞬态特性校准连线图
匹配器
图4示波记录仪阶跃响应特性示意图调节直流偏置和信号幅度，使输入阶跃脉冲信号的底值和顶值之间的部分居中覆盖约80%屏幕。
调节通道采集速率（时基），直到脉冲前沿上升时间t能准确读取。读取图4所示tr、A、b、c各值。示波记录仪的瞬态响应参数按式(3)、(4)分别计算：过冲：
Sb=b/AX100%.
式中：
Sb示波记录仪的过冲
b上冲量
A-取示波记录仪上升时间25倍处的波形高度平坦部分顶部不平度：
=c/A×100%.
式中：
&-顶部不平度
c顶部不平坦量
A取示波记录仪上升时间25倍处的波形高度平坦部分6
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当快沿脉冲信号发生器的上升时间to<1/31时，测量结果t即为被校示波记录仪的上升时当快沿脉冲信号发生器的上升时间t≥1/3t时，被校示波记录仪的上升时间为t,：t,=t-ta
式中：
t，二示波记录仪的上升时间（to≥1/3t.时）t_示波记录仪的上升时间（to<1/3t时）to--标准器脉冲前沿上升时间
7.4时基误差
正弦信号发生器
示波记录仪
匹配器
图5示波记录仪时基误差校准连线图7.4.1方法一（速率测量法）
计算机
接线如图5所示，将示波记录仪调到被校时基档(s/div)，执行7.4时基误差获得标称值vo的采集速率测量值v，按式(6)计算时基相对误差：, =-×100%
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式中：
8f_时基相对误差
Vo_时基误差标称值
V_采集速率测量值
7.4.2方法二（频率测量法）
a）接线如图5所示，设置测量通道的量程，置非自动量程测量模式。b）设定通道采集速率vo（时基）为最高。c）设置通道采集数据个数n≥10000。d）选取输入信号频率fo；
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e）信号源是标准周期信号源。选取输入正弦信号峰值E为覆盖量程50%以上的幅度值。f）调整被校示波记录仪触发，使信号稳定显示。调节直流偏置，使输入信号居中覆盖通道测量范围。
g）用示波记录仪的频率周期测量功能测量获得信号频率值，按式(7)计算出通道时基相对误差：
, ==×100%
式中：
S，_时基相对误差
o_输入信号频率
f二信号频率值
7.4.3方法三（频率计直测法）
a）接线如图6，用频率计直接测量示波记录仪的时间晶振的频率值fb）按式(7)计算出通道时基相对误差：频率计
示波记录仪
匹配器
图6示波记录仪时基测量校准连线图7.5时间测量
a）接线如图7。选定示波记录仪的测量通道、量程和时基，相应的采集速率为V。b）输入适当幅度和频率的方波脉冲信号，调节直流偏置和触发，使M≥2)个周期的信号稳定居中显示，水平方向覆盖80%屏幕。移动测量光标，读出M个信号周期的时间间隔tm。若输入信号的周期为T，则时间测量相对误差按式(8)计算：8. mMT×100%
式中：
8，时间测量相对误差
mM个信号周期的时间间隔
M_信号周期的个数
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