---

У

Группа Э29

ДК 4.621,383.292.083 : 006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

У

ГОСТ
11612.6—83

Взамен
ГОСТ 11612.6—75

МНОЖИТЕЛИ ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ

Методы измерения светового эквивалента шума
темнового тока анода

Photomultipliers. Methods of measuring light
equivalent of anode dark current noise

ОКП 63 6722

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 января 1983 г. № 417 срок действия установлен

с 01.07.84

до 01.07.89

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на фотоэлектронные умножители (далее — ФЭУ) с числом каскадов умножения более одного и устанавливает два метода косвенного измерения свето­вого эквивалента шума темнового тока анода:

метод I — измерение светового эквивалента шума темнового тока анода при освещении фотокатода модулированным световым потоком;

метод II — измерение светового эквивалента шума темнового тока анода при освещении фотокатода немодулированным свето­вым потоком.

Общие требования при измерении и требования безопаснос­ти — по ГОСТ 11612.0—81.

Измерения электрических параметров следует проводить в нормальных климатических условиях по ГОСТ 20.57.406—81.

Стандарт полностью соответствует Публикации МЭК 306—4 и рекомендации СЭВ по стандартизации PC 285—73.

1. МЕТОД I

   1. Принцип измерения

Метод основан на сравнении среднего квадратического значе­ния напряжения шума темнового тока анода, приведенного к по-

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

Переиздание. Июль 1986 г.

лосе частот 1 Гц, со средним квадратическим значением напря­жения первой гармоники сигнала ФЭУ при освещении фотокато­да модулированным световым потоком от источника света А.

1—источник света А с ослабителями светового потока, ис­точником питания и вольтметром контроля режима иаботы; 2—модулятор светового потока; 3—светонепроницаемая камера с ФЭУ; 4—источник питания ФЭУ с делителем напряжения (или отдельные источники питания электродов) и вольтмет­ром контроля режима; 5—узкополосный усилитель перемен­ного напряжения; 6—вольтметр переменного тока

Черт. 1

Среднее квадратическое отклонение погрешности установления светового потока, падающего на фотокатод, не должно превы­шать:

5. % — в диапазоне от 10~² доЮ^-5 лм;

6. % » » » 10^-5 до 10~⁸ лм;

7. % » » » 10~⁸ до 10~¹¹ лм.

Закон распределения погрешности — нормальный.

При измерениях освещают рабочую поверхность фотокатода или ее участок, размеры которого должны быть указаны в стан­дартах или технических условиях на ФЭУ конкретных типов.

Модулятор должен обеспечивать стопроцентную модуляцию светового потока.

Метод измерения коэффициента формы модулированного сиг­нала приведен в обязательном приложении 1.

Отношение максимального входного сигнала к его номиналь­ному значению при измерении среднего квадратического значения напряжения синусоидальной формы должно быть не менее 5 при отклонении от линейности не более ±5 %.

Средняя частота полосы пропускания усилителя должна быть равна частоте модуляции светового потока.

Метод измерения эквивалентной полосы частот усилителя при­веден в обязательном приложении 2.

Вольтметр должен обеспечивать измерение напряжения шума с учетом усреднения показаний за время измерения с погреш­ностью ±15 %, а напряжение сигнала ±10 %.

Рабочий диапазон частот вольтметра должен соответствовать частотному спектру шума на выходе усилителя.

Вольтметр должен обеспечивать измерение среднего квадра­тического значения напряжения шума, имеющего коэффициент амплитуды¹ не менее 4.

Световой эквивалент шума темнового тока анода F_n, лм/Гц^и следует рассчитывать по формуле

F — ^^ш-^т Ф

^п~ U_c-M- Д/Х²_В ’

где и_ш.т — среднее квадратическое значение напряжения шума, темнового тока анода, В;

Ф — световой поток от источника света А, лм;

U_c— среднее квадратическое значение напряжения первой гармоники сигнала ФЭУ при освещении фотокатода модулированным световым потоком, В;

М — коэффициент формы модулированного сигнала;

Д/эив— эквивалентная полоса частот, Гц.

Среднее квадратическое отклонение результата измерения све­тового эквивалента шума темнового тока анода при освещении фотокатода модулированным световым потоком не должно пре­вышать 10 %.

Закон распределения погрешности — нормальный.

2. МЕТОД 11

Метод основан на сравнении среднего квадратического значе­ния шума темнового тока анода, приведенного к полосе частот 1 Гц, с анодным фототоком ФЭУ при освещении фотокатода не- модулированным световым потоком.

/—источник света А с ослабителями светового потока, источником питания и вольтметоом конт­роля режима работы; 2—амперметр; 3—светоне­проницаемая камера с ФЭУ и резистором анод­ной нагрузки; 4—источник питания ФЭУ с дели­телем напряжения (или отдельные источники питания электродов) и вольтметром контроля ре­жима работы; 5—широкополосный или узкопо­лосный усилитель напряжения; 6—вольтметр пе­ременного тока.

Черт. 2

Измерения должны быть проведены в последних ²/з шкалы.

Значение эквивалентного сопротивления следует определять параллельно включенными сопротивлением резистора анодной нагрузки и активной составляющей входного сопротивления уси­лителя напряжения.

Относительная погрешность коэффициента усиления, указыва­емого в технической документации на установку, утвержденной в установленном порядке, должна быть в пределах ±5 %.

Полоса пропускания измерительного тракта, включающего широкополосный усилитель и фильтр нижних частот, образован­ный анодной нагрузкой и емкостью цепи анода ФЭУ, не должна превышать 1 кГц.

Вольтметр должен обеспечивать измерение напряжения шума с учетом усреднения показаний за время измерения с относитель­ной погрешностью ±15 % на выходе узкополосного усилителя, и ±10 % на выходе широкополосного усилителя.

Рабочий диапазон частот вольтметра должен соответствовать частотному спектру шума на выходе усилителя. Вольтметр дол­жен обеспечивать измерение среднего квадратического значения напряжения шума, имеющего коэффициент амплитуды не менее 4.

Световой эквивалент шума темнового тока анода F _п, , лм/Гц¹^ следует рассчитывать по формуле

F ^и^^Ф

^П (Л-/„)^экв-Д/¹_э^/_к^г_в¹/_а^ ’

где Ф — световой поток от источника света А, лм;

/_а—ток анода ФЭУ при освещении фотокатода, А;/ат — ток анода ФЭУ при отсутствии освещения фотокатода, А;

/?_экв— эквивалентное сопротивление анодной нагрузки, Ом;

Уш.т — среднее квадратическое значение напряжения шума темнового тока анода на выходе усилителя, В;

К — коэффициент усиления усилителя;

А/экв — эквивалентная полоса частот, Гц.

Среднее квадратическое отклонение результата измерения све­тового эквивалента шума темнового тока анода при освещении фотокатода немодулированным световым потоком при использо­вании широкополосного усилителя не должно превышать 9 %, а узкополосного усилителя — 10 %.

Закон распределения погрешности — нормальный.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ФОРМЫ МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА

Коэффициент формы модулированного сигнала — отношение немодулиро- ванного светового потока к среднему квадратическому значению первой* гар­моники модулированного светового потока.

1. АППАРАТУРА

   1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на чертеже.

1—источник света А с ослабителями светового потока, источником питания и вольтметром контроля режима работы; 2—модулятор светового потока; 3—светонепро­ницаемая камера с ФЭУ и резистором анодной нагруз­ки; 4—источник питания с делителем напряжения (или отдельные источники питания электродов) и вольтмет­ром контроля режима работы; 5—генератор синусо­

идального напряжения; 6, 7, 8—переключатели: 9—ам­перметр; 10—узкополосный усилитель переменного на­пряжения; //—вольтметр переменного тока.

1. 2. Требования к аппаратуре — по пп. 1.2.2—1.2.6, 2.2.4.

   3. Коэффициент гармоник выходного напряжения генератора должен быть не более 2 %.

   4. Амперметр должен обеспечивать измерения тока аноду ФЭУ с относи­тельной погрешностью в пределах ±1 %.

   5. Вольтметр должен обеспечивать измерение напряжения на выходе ге­нератора с относительной погрешностью ±2 %.

2. Подготовка и проведение измерений

   1. Измеряют ток анода при отсутствии светового потока (переключатель 7 в положении III, переключатель 6 в положении I).

   2. Фотокатод ФЭУ освещают таким световым потоком, при котором зна­чение тока анода ФЭУ превышает значение тока, измеренного по п. 2.1 более чем в 20 раз.

   3. Включают модулятор и измеряют напряжение сигнала ФЭУ на выходе усилителя (переключатель 7, 8 в положении II, переключатель 6 в положе­нии II).

   4. Выключают источник света.

   5. От генератора на вход усилителя подают сигнал, частота которого дол­жна совпадать со средней частотой полосы пропускания усилителя (переклю­чатель 7 в положении 1). Регулировкой выходного сигнала генератора устанав­ливают напряжение на выходе усилителя, равное значению, измеренному по п. 2.3.

   6. Переключают вольтметр на вход усилителя и измеряют напряжение на выходе генератора (переключатель 8 в положении I, переключатель 7 в поло­жении III).

3. Обработка результатов

   1. Коэффициент формы модулированного сигнала М следует рассчиты­вать по формуле

(^а ат) ' ^экв

—й_г— •

где /_а —ток анода ФЭУ при освещении фотокатода немодулированным све­товым потоком, А;