УДК 621.382.2.083.8 : 006.354 Группа Э29


ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Д

ГОСТ
19656.4—74*

ICT СЭВ 3408—81)

ИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ
СМЕСИТЕЛЬНЫЕ

Методы измерения потерь преобразования

Semiconductor UHF mixer diodes-. Measurement
methods of conversion losses

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 марта 1974 г. № 753 срок введения установлен

с 01.07.75

Проверен в 1982 г. Постановлением Госстандарта от 25.01.83 № 387 срок действия продлен

до 01.07.87

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые диоды СВЧ смесительные и устанавливает в диапазоне частот от 0,3 до 78,3 ГГц методы измерения потерь преобразования Тпрб:

дифференциальный метод;

метод амплитудной модуляции.

Методы измерений ГПрб в диапазоне частот от 78,3 до 300 ГГц следует устанавливать в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3408—81 (см. справочное при­ложение 1) и Публикации МЭК 147—2К в части принципа изме­рения.

Общие требования при измерении должны соответствовать ГОСТ 19656.0—74 и настоящего стандарта.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

  1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД

Потери преобразования дифференциальным методом определя­ют измерением приращения выпрямленного среднего тока диода при соответствующем приращении СВЧ мощности сигнала на его входе.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

  1. Переиздание (октябрь 1984 г.) с Изменениями № 1, № 2, утвержденными
    в июле 1976 г., январе 1983 г.; Пост. № 387 от 25.01.83 (ИУС М 7—1976 г.,
    ИУС № 5—1983 г.)Условия и режим измерения

    1. Условия и режим измерения — по ГОСТ 19656.0—74.

  1. 1.1.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).

    1. (Исключен, Изм. № 2).

  2. Аппаратура

    1. Измерение потерь преобразования проводят на установ­ке, структурная схема которой приведена на черт. 1.

GW—генератор СВЧ; PF—частотомер; ITS—ферритовый вен­тиль; V7U1—переменный аттенюатор; WU2—переменный пре­цизионный аттенюатор; PWизмеритель мощности; XW— измерительная диодная камера; Р2—резисторы нагрузки;

6—генератор постоянного тока; 5—переключатель; РА1— микроамперметр; РА2—миллиамперметр.



Черт. 1

  1. Основные элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям.

  1. 1.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).

    1. Переменный прецизионный аттенюатор WU2 должен иметь начальный участок шкалы от 0 до 10 дБ с ценой деления не более 0,1 дБ. Абсолютная погрешность установки ослабления должна находиться в пределах ± (0,01 + 0,005 А), где А — уста­навливаемое ослабление.

Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

  1. Значения сопротивлений резисторов R1 и R2 выбирают из условия

R1 Г^?2 I ' Рвн ~ Б)ЫХ, ср>

где 7?вн — внутреннее сопротивление микроамперметра РА1;

Гвых. ср — среднее значение выходного сопротивления измеряе­мых диодов, при этом /?1=7?поо;

Rnoc нагрузка диода по постоянному току.

Значение суммы сопротивлений должно быть установлено с относительной погрешностью в пределах ±1%.

Генератор постоянного тока G должен обеспечивать компенсацию выпрямленного тока диода.Выходное сопротивление генератора тока должно удовлетво­рять неравенству

/?гт>50 (/?2+/?вн).

Относительная нестабильность тока компенсации за 15 мин не должна выходить за пределы ±0,1%.

  1. Измерительные приборы РА1 и РА2 должны иметь класс точности не хуже 1 и внутреннее сопротивление /?вн=С10Ом.

1.2.2.2—1.2.2.4. (Измененная редакция, Изм. № 2).

1.2.2.5. (Исключен, Изм. № 2).

  1. Проведение измерения и обработка ре­зультатов

    1. Устанавливают заданный по частоте режим измерения.

Прецизионный аттенюатор IF772 устанавливают на начальном участке шкалы на целое число делений в пределах 0,14-0,3.

С помощью аттенюатора TS/t/l устанавливают на входе диодной камеры заданный режим измерения по мощности Ро.

  1. Переключатель S ставят в положение 1.

Измеряемый диод вставляют в измерительную диодную каме- РУ-

Компенсируют выпрямленный ток диода до нулевого показания миллиамперметра РА2. Затем переводят переключатель S в по­ложение 2 и доводят компенсацию до нуля по микроамперметру РАЇ.

  1. Увеличивают на ЛР0 уровень СВЧ мощности при помо­щи аттенюатора UW2 в пределах от 0,2 до 0,3 дБ и измеряют зна­чение соответствующего выпрямленного тока Д7ВП.

  1. 1.3.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).

    1. Определяют потери преобразования ЛПрб в дБ по фор­муле

£пр6= 10 1g г—:J ,

2/Ч ЧуЧ (^і+^+^вп)

> -1 го !

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

  1. Показатели точности измерений

    1. Погрешность измерения потерь преобразования в диапа­зоне частот от 0,3 до 37,5 ГГц должна быть в пределах ±9% с доверительной вероятностью 0,997. В диапазоне частот от 37,5 до 300 ГГц показатели точности измерения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.

  1. 1.4.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).

    1. Расчет погрешности измерения потерь преобразования (приведен в справочном приложении 2.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

2. МЕТОД АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ

Потери преобразования методом амплитудной модуляции опре­деляют измерением напряжения промежуточной частоты (частоты модуляции) на нагрузке диода и среднего значения падающей на диод СВЧ мощности при известном значении коэффициента моду­ляции.

  1. Условия и режим измерения

    1. Условия и режим измерения—по ГОСТ 19656.0—74.

    2. (Исключен, Изм. № 2).

  2. Аппаратура

    1. Измерение потерь преобразования проводят на установ­ке, структурная схема которой приведена на черт. 2.

61Г— генератор СВЧ; PF—частотомер; ITS—вентили; UB—мо­дулятор; И/СЧ—аттенюатор; PW— измеритель мощности; Л’ W—измерительная диодная камера; Z—блок нагрузок;

Р £/—милливольтметр.



Чорт. 2

  1. 2.2.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).

  1. Основные элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям.

    1. Модулятор UB, модулирующий падающую СВЧ волну по амплитуде, должен иметь следующие характеристики:

значение коэффициента модуляции по напряжению m модуля­тора не должно выходить за пределы 0,044-0,12, относительная по­грешность измерения коэффициента модуляции не должна выхо­дить за пределы ±4%;

частота модуляции должна находиться в диапазоне от 10 " до 20 кГц;

относительная нестабильность частоты модуляции не должна выходить за пределы :±2%;

форма модуляционной кривой — синусоида.

Блок нагрузок Z должен обеспечивать нагрузки диода по переменному (на частоте модуляции) току Л?м и постоянному току Rmc, при ЭТОМ /?м = Гвых, ср, где г вых, ср—среднее значение вы­ходного сопротивления измеряемых диодов.Выбранные значения сопротивлений должны быть известны с относительной погрешностью в пределах ±1%.

  1. Милливольтметр переменного тока PU должен изме­рять действующее напряжение на частоте модуляции при сопро­тивлении нагрузки диода R,4. Класс точности милливольтметра — не хуже 1,5.

  1. 2.2.2.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).

    1. (Исключен, Изм. № 2).

  1. Проведение измерения

    1. Устанавливают заданный по частоте режим измерения. На входе измерительной диодной камеры при помощи аттенюато­ра UW1 при работающем модуляторе устанавливают заданное значение мощности Р0-

    2. В измерительную диодную камеру вставляют измеряемый диод и по милливольтметру отмечают значение напряжения U.

    3. Определяют потери преобразования в дБ по фор­муле

£пр6=Ю 1g


т-Р(Ры
СР



(Введен дополнительно, Изм. № 2).

  1. Показатели точности измерений

    1. Погрешность измерения потерь преобразования в диапа­зоне частот от 0,3 до 37,5 ГГц должна быть в пределах ±12% с доверительной вероятностью 0,997. В диапазоне частот от 37,5 до 300 ГГц пределы погрешности должны соответствовать установ­ленным в стандартах или технических условиях на диоды конкрет­ных типов.

2.4, 2.4.1. (Измененная редакция, Изм. Ла 2).

  1. Расчет погрешности измерения потерь преобразования приведен в справочном приложении 2.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).


ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 19656.4—74
СТ СЭВ 3408—81

ГОСТ 19656.4—74 соответствует разд. 5 и 6 СТ СЭВ 3408—81.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

При расчете погрешности принят нормальный закон распределения составля­ющих погрешности и суммарной погрешности.

  1. Дифференциальный метод

    1. Потери преобразования в относительных единицах (см. настоящий стан­дарт) рассчитывают по формуле

1

Лпрб- / Д/вп V ' (1)

^^0 /

Е

где Р1 = Ро+


ДРо

2


сли принять, что Д-Ро=-РоДА, где ДА—устанавливаемое при помощи аттенюатора калиброванное изменение уровня мощности (в относительных еди­ницах), и установить /?і + 2?2+7?вн=7?пч, то формула (1) принимает вид

,

(2)

Ро.

П₽б^ ( Д4п V

(2+Д4)- —f- -/?пч

Логарифмируем формулу (2) и после почленного дифференцирования с заменой дифференциалов приращениями получаем

Д^прб Д^о Д(Д4п) Д7?пч

(3)

= _2 - _
^прб Ро Д^ВП Нпч

При дифференцировании формулы (2) считаем ДА постоянной величиной, так как погрешность установки калиброванного приращения ДА ничтожно мала- 1.2. Из формулы (3) следует, что искомая погрешность б£Прб равна 81прб=±К SPg+4(U/Bn)2 + В/?2 , (4)

где ЬР0 погрешность измерения уровня СВЧ мощности;

6Д/ВП—погрешность измерения приращения выпрямленного тока;

bRa4погрешность установления значения суммы сопротивлений

.7?пч — ^і+^+^Ві-

  1. Погрешность 6РО (ом. ГОСТ 19656.0—74) для уровней мощности 10~3—5 ‘ 10~3 Вт (что соответствует режимам измерений смесительных диодов) равна ±7%.

  2. Погрешность 6Д/ВП вычисляют по формуле

8Д/ВП=± > (5)

где 6/1 — погрешность измерения первого значения тока, в середине шкалы прибора класса 1,0, равная ±2%;

6/2 —• погрешность намерения второго значения тока на конце шкалы при­бора класса 1,0, равная ±1%.

Подставив -в формулу (5) значения 6Л и б/2, получаем 6Д/ВП=±2,2%.

    1. Погрешность 6/?пч в соответствии с требованиями -стандарта равна ±1%.

    2. Подставив -в формулу (4) значения дР0, 6Д/ВП и б/?пч, получаем 6ДПрб = ±8,4%. Принимаем бДпре равной ±9%:.

  1. Метод амплитудной модуляции

  1. Потери преобразования в -относительных единицах (см. настоящий стан­дарт) рассчитывают по формуле

Логарифмируем формулу (6) и после почленного дифференцирования с за­меной дифференциалов приращениями получаем

А^прб . Д/% 2 r-j

Lai6 т ' /?м+ /% U ’ < ’

  1. Из формулы (7) следует, что искомая погрешность б/,Прб равна

аДпрб = ± V 4 (S/«)H8^+8/%Ч-4( W , (8)

где дт — погрешность определения коэффициента- модуляции;

б/?м — погрешность определения нагрузки диода -по переменному току;

О — погрешность измерения -уровня СВЧ мощности;

6U —-погрешность показания милливольтметра.

  1. Погрешность дт для механического модулятора поляризационного ти­па принимаем (см. справочное приложение 3) равной ±4%i.

  2. Расчет погрешности определения коэффициента модуляции поляриза­ционного модулятора приведен в справочном -приложении 3.

  3. Погрешность dRM в соответствии с требованиями настоящего стандарта равна ±1%.

  4. Погрешность дР0 (см. ГОСТ 19656.0—74) равна ±7%.

  5. Погрешность dU милливольтметра класса 1,5 при измерении напряже­ния в середине шкалы прибора равна ±3%.

Подставляя в формулу (8) значения dm, dR„, дР0 и dU, получаем б/.пРб = ±12%

.

    ПРИЛОЖЕНИЕ 3

    Справочное

    РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОДУЛЯЦИИ
    ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО МОДУЛЯТОРА

    1. Кривую модуляции СВЧ мощности, создаваемой поляризационным моду­лятором, можно считать синусоидой. Поэтому модуляции т можно определять по двум точкам модуляционной кривой (максимальному и минимальному значе­нии:. СВЧ мощности на выходе модулятора).

    2. Для повышения точности измерения т рекомендуется к выходу аттенюато­ра WU (см. черт. 2 настоящего стандарта) присоединить измерительную линию, нагруженную на согласованную нагрузку (с Кст и ==71,05). Детектор зонда Изме­рит,.'..ьяг,: л;;;:ия должен работать в квадратичном режиме.