«онтура; PV—селективный вольтметр; PQ—измерительный прибор; VD—измеряемый вари-
кап; XI, Х2—вызовы
Черт. 1
Пункт 2.2.4. Формулу (3) изложить в новой редакции:
Сі>2ЮОС.
Стандарт дополнить разделом — 4:
«4. Показатели точности измерений
Погрешность измерения добротности должна быть в пределах ±15% ■с доверительной вероятностью /’=0,997».
(ИУС № 9 1982 г.)Группа Э29 Изменение Л&З ГОСТ 18986.19—73 Варикапы. Метод измерения добротности Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 06.02.91 № 115
Дата введения 01.87.91
Исключить слова: «Несоблюдение стандарта преследуется по закону».
Вводная часть. Первый абзац изложить в новой редакции: «Настоящий стандарт распространяется на варикапы с емкостью более 4 пф в диапазоне частот! 0,25—1000 МГц и устанавливает два метода измерения добротности варикапов.
Второй метод допускается применять при аттестации контрольных образцов варикапов или мер емкостной добротности»;
второй абзац исключить.
Последний абзац дополнить словами: «Требования настоящего стандарта являются обязательными».
Раздел 1. Наименование изложить в новой редакции:
«1. Общие требования».
Пункт 1.3 исключить.
Пункт 1.4. Заменить слова: «в соответствии с п. 1.2» на «установленное в ТУ».
(Продолжение см. с. 224)Пункт 1.6 изложить в новой редакции: «1.6. Добротность ненагруженного контура Qo (резонансной системы), к которому подключаются измеряемый ва- рикаи, должна быть, по возможности, близка к значению добротности измеряемого варикапа Qo или больше ее, при этом допускается применение схем компенсации потерь в контуре».
Пункты 1.7, 1.8 исключить.
0,25пф
Пункт 1.10. Заменить формулу: (0,03± -~с )-100 % на 3 %.
'-‘В
Пункты 1.11, 1.12 изложить в новой редакции; «1.11. Относительная погрешность отчета частоты ирм измерении добротности методом, изложенным в разд. 3, должно быть не более 10~’ за время измерения.
1.12. Нестабильность частоты генератора измерителя добротности должна быть не более 10~в за время измерения. Погрешность установления частоты измерения должна быть в жределах ± 1 % ».
Раздел 2. Наименование изложить в новой редакции: «2. Метод 1»;
доволнить пунктом — 2.1а (перед п. 2.1):
«2.1а. Принцип измерения
Метод основан на определении добротностей контура с варикапом и без него ври настройке контура в резонанс путем изменения емкости контура или ва- рикаиа. Измерения проводят на фиксированной частоте, значение которой должно быть указано в стандартах или ТУ на варикапы конкретных типов».
(Продолжение см. с. 225)Чертеж 1. Подрисуночная подпись. Заменить слова: «селективный вольтметр» на «селективный усилитель», «выводы» на «контакты подключения варикапа, воздушного конденсатора или меры емкостной добротности».
Пункт 2.2.2. Заменить слова: «контуром LC» на «контуром L, С2, С1».
Пункты 2.2.3, 2.2.9, 2.2.10. Заменить слова: «контур LC-» на «контур» (3 раза).
Пункт 2.2.3. Заменить слова: «контуром LC и селективным вольтметром Р» на «контуром и селективным усилителем РУ».
Пункт 2.2.4. Заменить формулу: О >200 С на «СТ >200 С2, где С2 — знаг чение резонансной емкости контура при отключенном варикапе».
Пункты 2.2.8 — 2.2.10 изложить в новой редакции: «2.2.8. Нелинейность амплитудной характеристики системы селективный усилитель — измерительный прибор должна быть в пределах ±2 %.
Параметры контура: добротность Qe его полная резонансная и емкость Сс должны быть определены с погрешностью, соответствующей требованиям разд. 4.
Отношение Qc/Cc определяют по формуле
О- а,—а,
=2л/Я ,
Сс1
где f — частота измерения, Гц;
R — резистор, подключаемый к клеммам XI и Х2. Сопротивление резистора должно быть измерено на частоте f с погрешностью в пределах ±5%;
a,i и а2 — максимальное показание прибора PQ при настройке контура в резонанс без резистора и с резистором соответственно.
Сопротивление резистора R подбирают таким образом, чтобы соблюдалось условие <Х2~0,5 a,t.
Допускаются другие способы определения параметров Q с и Сс например, при помощи мер емкостной добротности, подключаемой к контактам XI и Х2 вместо резистора R. При этом должна обеспечиваться погрешность' результата измерения, удовлетворяющая требованиям разд. 4».
Раздел 2 дополнить пунктами — 2.2.11—2.2.13: «2.2.11. Погрешность измерительного прибора PQ должна находиться в пределах ±1 % •
Напряжение смещения на диоде должно быть установлено с погрешностью в пределах ±3 %.
Допускается иметь иные требования к погрешности элементов схемы, если погрешность результата измерения удовлетворяет требованиям разд. 4».
Пункт 2.3.1. Заменить слова: «селективный вольтметр» на «усилитель».
Пункт 2.3.2. Заменить ссылку: п. 2.2.1 на п. 2.3.1.
Пункт 2.3.3 дополнить абзацем: «Допускается проводить вычисление добротности при помощи номограммы или других вычислительных средств измерений».
Раздел 3 изложить в новой редакции:
«3. Метод II
Принцип измерения
Метод основан на определении добротностей контура с варикапом и с высокодобротным конденсатором, емкость которого равна емкости варикапа, по резонансной частоте и полосе пропускания контура, путем измерения расстройки частоты сигнала, при которой ток в контуре (или напряжение на нем) уменьшается до уровня 0,707 своего резонансного значения. Измерение добротности варикапа осуществляется при фиксированном значении емкости варикапа, указанной в стандартах или ТУ на варикапы конкретных типов.
Требования к аппаратуре
Аппаратура — в соответствии с требованиями разд. 1.
Подготовка к измерению
Принципиальная электрическая схема измерения добротности должна •соответс вовать указанной на черт. 2.
(ПподоnVTPNIlP PV г
G. — генератор с перестраиваемой частотой; Е, Е2— элементы связи по высокой частоте; Pf — частотомер; G2 — источник постоянного напряжения; L — индуктивность контура; XI, Х2 — контакты для подключения варикапа VD, воздушных конденсаторов
Св03д ■ Св03д или меры емкостной добротности См ; PV — высокочастотный вольтметр; Р — резонатор
Черт. 2
Измерительный контур образуется индуктивностью L, емкостью варикапа Св или емкостью воздушного конденсатора Св03д или емкостью меры См, Контур может быть выполнен в виде резонатора и его резонансная частота fp совместно с варикапом или подключаемыми конденсаторами СВ03д должна соответствовать частоте, при которой измеряют добротность варикапов, указанной в НТД на варикапы, с погрешностью ±1 %.
При измерении добротности меры источник напряжения G2, элемент ЕЗ и конденсатор С1 могут отсутствовать.
Требования к параметрам элементов связи Е1 и Е2 аналогичны требованиям пп. 2.2.2, 2.2.3 и 2.2.7.
Емкость конденсатора С1 должна быть такой, чтобы выполнялось условие
С/>200С(.,
где Сс — полная емкость контура, с которой индуктивность образует резонанс на заданной частоте при подключении варикапа.
Модуль полного сопротивления элемента развязки ЕЗ на резонансной частоте контура должен удовлетворять требованию;
100
|Z|>2nfCl •
Элемент развязки ЕЗ должен пропускать обратный ток варикапа так, чтобы падение напряжения на сопротивлении элемента ЕЗ составляло не более 20 % напряжения смещения на варикапе.
Нелинейность амплитудной характеристики усилителя в диапазоне измерений от 1 до уровня 0,707 должна быть не более 1 %. Допускается использование цепей фиксации уровня 0,707 и компаратора для отсчета полосы частот с повышенной точностью.
Емкость воздушного конденсатора С возд и меры См не должна отличаться от заданной емкости варикапа Св, при которой измеряется его добротность, более чем на 1 %. Емкостная добротность воздушного конденсатора должна быть существенно выше добротности варикапа.Конденсатор Св03д должен иметь емкость, отличающуюся от емкости конденсатора Свозд на 20 — 25 %. Емкость конденсатора Свозд должна быть предварительно измерена с погрешностью в пределах ±1 %.
Частотомер Pf должен обеспечивать возможность измерения частоты генератора G1 с относительной погрешностью не более 10~6.
Измерение параметров контура Qc и Сс должно быть выполнено следующим образом.
Для определения добротности контура между контактами XI и Х2 устанавливают конденсатор Св03д , настраивают изменением частоты генератора G1 контур в резонанс по максимуму показаний прибора PV и отсчитывают это показание аь которое (для стрелочного прибора) должно быть, по возможности, ближе к концу шкалы. Изменением частоты генератора G1 определяют нижнее и верхнее значения частот f, и f2, при которых показания прибора PV соответствует значению 0,707 at, значения -fi и f2 отсчитывают по частотомеру Pf.
Добротность контура Qc определяют по формуле
О
(5)
!?—h~fi •
Для определения емкости контура Сс между контактами XI и Х2 включается конденсатор Свозд (при отключенном конденсаторе Свозд ) и изменением частоты генератора G1 контур настраивают в резонанс. Резонансная частота f3 отсчитывается по частотомеру Pf.
- Емкость контура Сс на резонансной частоте fp определяют по формуле
С
(6)
' -С"Емкость контура можно определять и другим способом. Между контактами XI и Х2 включают варикап VD, для которого известны два значения емкости с соответствующими значениями напряжения смещения. На варикапе устанавливают сначала первое значение емкости Св и изменением частоты генератора настраивают контур в резонанс на частоту ft, а затем устанавливают второе зна- _ П - '
чение емкости варикапа Св и настраивают контур в резонанс на частоту /g.
Е
С'в -с"
Сс=
(7)
Проведение измерений и обработка результатов
К контактам XI и Х2 подключают измеряемый варикап или меру добротности. На выходе генератора G1 по частотомеру Pf устанавливают частоту / Изменением напряжения источника смещения G2 контур настраивают в резонанс по максимуму показаний прибора PV а2. Изменением частоты генератора G1 определяют по частотомеру Pf значения нижней и верхней частот f J f 2 при которых показание прибора PV соответствует значению 0,707 а2.
Добротность варикапа или меры добротности определяют по формуле
Qb=Qc ■ олИ) • (8)
fp и
Раздел 4 изложить в новой редакции:
«4. Показатели точности измерений
Погрешность измерения добротности варикапов по методу 1 должна быть в пределах ±15 % с установленной вероятностью /’=0,95.
Погрешность измерения добротности варикапов по методу 2 должна быть в пределах ±10 % с установленной вероятностью Р=0,95.
Погрешность измерения контрольных образцов варикапов и мер емкостной добротности оценивается индивидуально при их метрологической аттестации.
Пример расчета погрешности измерения приведен в справочном приложении».
Стандарт дополнить приложением:
«ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
РАСЧЕТ
погрешности измерения добротности
по методу 1
г
Интервал, в котором с установленной вероятностью находится погрешность измерений, определяют по формуле:
де 6QC — составляющая погрешности определения добротности контура;6СВ — составляющая погрешности определения емкости варикапа;
бСс — составляющая погрешности определения емкости контура;
бЛ — составляющая погрешности определения отношения эквивалентной добротности контура с варикапом к добротности измерительного контура;
п — коэффициент влияния напряжения смещения на определение емкости варикапа.
Так как суммарная погрешность измерения складывается из большого числа составляющих, а доминирующая составляющая погрешности 6QC распределена по нормальному закону, принимаем распределение суммарной погрешности нормальным.
Подставляем в формулу значения 6Qc=70/o, 6Л = 2,5°/о, бСс =3 %, 6СВ = = 3% для условий Qb/Qc = 1,2, Сс/Св=2,5, /<„=3, .АГр —1,73, Х=1,96 получаем:
/~ I 7 2 / 2 5 2 3 ( 3 Г2Ї 2
6QB=±l,96j/ ) +(1+1,2^+2,52) ( +2- jh)+ I Т,’ =
=±Н %.
РАСЧЕТ
погрешности измерения добротности
по методу II
Интервал, в котором с установленной вероятностью находится погрешность измерений, определяют по формуле
Cf+C| (Ci-Q)2
(Продолжение изменения к ГОСТ 18986.19—73) где б/р — составляющая погрешности определения резонансной частоты;
