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 СВЧМетоды 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).
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
★
” 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
Условия и режим измерения — по ГОСТ 19656.0—74.
1.1.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).
(Исключен, Изм. № 2).
Аппаратура
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; PW—измеритель мощности; XW— измерительная диодная камера; Р2—резисторы нагрузки;
6—генератор постоянного тока; 5—переключатель; РА1— микроамперметр; РА2—миллиамперметр.
Черт. 1
Основные элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям.
1.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).
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).
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%.
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).
Проведение измерения и обработка результатов
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.
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.
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.
1.3.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).
Определяют потери преобразования ЛПрб в дБ по формуле
£пр6= 10 1g г—:J ,
2/Ч ЧуЧ (^і+^+^вп)
> -1 го !
(Введен дополнительно, Изм. № 2).
Показатели точности измерений
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.
1.4.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).
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.
Условия и режим измерения
Условия и режим измерения—по ГОСТ 19656.0—74.
(Исключен, Изм. № 2).
Аппаратура
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
2.2.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).
Основные элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям.
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%.
Милливольтметр переменного тока PU должен измерять действующее напряжение на частоте модуляции при сопротивлении нагрузки диода R,4. Класс точности милливольтметра — не хуже 1,5.
2.2.2.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).
(Исключен, Изм. № 2).
Проведение измерения
Устанавливают заданный по частоте режим измерения. На входе измерительной диодной камеры при помощи аттенюатора UW1 при работающем модуляторе устанавливают заданное значение мощности Р0-
В измерительную диодную камеру вставляют измеряемый диод и по милливольтметру отмечают значение напряжения U.
Определяют потери преобразования в дБ по формуле
£пр6=Ю 1g
т-Р(Ры
СР
(Введен дополнительно, Изм. № 2).
Показатели точности измерений
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).
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.
Дифференциальный метод
Потери преобразования в относительных единицах (см. настоящий стандарт) рассчитывают по формуле
1
Лпрб- / Д/вп V ' (1)
^^0 /
Е
где Р1 = Ро+
ДРо
2
,
(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 - _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]Ч , (4)
где ЬР0— погрешность измерения уровня СВЧ мощности;
6Д/ВП—погрешность измерения приращения выпрямленного тока;
bRa4—погрешность установления значения суммы сопротивлений
.7?пч — ^і+^+^Ві-
Погрешность 6РО (ом. ГОСТ 19656.0—74) для уровней мощности 10~3—5 ‘ 10~3 Вт (что соответствует режимам измерений смесительных диодов) равна ±7%.
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%.
Погрешность 6/?пч в соответствии с требованиями -стандарта равна ±1%.
Подставив -в формулу (4) значения дР0, 6Д/ВП и б/?пч, получаем 6ДПрб = ±8,4%. Принимаем бДпре равной ±9%:.
Метод амплитудной модуляции
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 ’ < ’
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;
6РО — погрешность измерения -уровня СВЧ мощности;
6U —-погрешность показания милливольтметра.
Погрешность дт для механического модулятора поляризационного типа принимаем (см. справочное приложение 3) равной ±4%i.
Расчет погрешности определения коэффициента модуляции поляризационного модулятора приведен в справочном -приложении 3.
Погрешность dRM в соответствии с требованиями настоящего стандарта равна ±1%.
Погрешность дР0 (см. ГОСТ 19656.0—74) равна ±7%.
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
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).
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.