УДК 621.382.2.083.8: 006.354 Группа Э29


ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Д

ГОСТ
19656.6—74*

(СТ СЭВ 3997—83]

ИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ
СМЕСИТЕЛЬНЫЕ

Методы измерения нормированного
коэффициента шума

Semiconductor UHF mixer diodes. Measurement
methods of standard overall noise figure

ОКП 62 1810

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

с 01.07,75

Проверен в 1983 г. Постановлением Госстандарта от 30.05.83 № 2391 срок действия продлен

до 01.07,88

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые смесительные диоды СВЧ и устанавливает в диапазоне частот от 0,3 до 78,3 ГГц 2-го метода измерения нормированного коэффи­циента шума Гнорм:

метод шумового генератора;

метод определения Гнорм по измеренным значениям потерь пре­образования и шумового отношения.

Стандарт соответствует полностью СТ СЭВ 3997—83 и Публи­кации МЭК 147—2К в части принципа измерения.

Общие требования при измерении и требования 'безопасно­сти — по ГОСТ 19656.0—74.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

  1. МЕТОД ШУМОВОГО ГЕНЕРАТОРА

    1. Принцип и режим измерения

      1. Принцип измерения основан на определении нормирован­ного коэффициента шума при включении смесительного диода в качестве преобразователя на входе супергетеродинного приемни­ка, коэффициент шума усилителя промежуточной частоты кото­рого, а также мощность генератора шума, подаваемая на вход приемника, известны.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

* Переиздание (октябрь 1984 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными
в июне 1976 г.; в июне 1984 г., Пост. № 1946 по 15.06.84 (ИУС 7—76, 9—84).

    1. Режим измерения (уровень СВЧ мощности, длина вол­ны или частота, на которой проводят измерения, сопротивление нагрузки диода по постоянному току, промежуточная частота и требования к измерительной камере) должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.

  1. Аппаратура

    1. Нормированный коэффициент шума следует измерять на установке, схема которой приведена на чертеже.

GW1—генератор СВЧ мощности; PF—частотомер; WS—вентиль; ZW—фильтр СВЧ или другое устрой­ство, обеспечивающее подавление шумов генерато­ра GW1; WV1—переменный аттенюатор; GW2гене­ратор шума; WV2—прецизионный аттенюатор; Е—на­правленный ответвитель; S—переключатель СВЧ; PWизмеритель мощности; XWизмерительная ди­одная камера с диодом; А—усилитель промежуточ­ной частоты



  1. Фильтр СВЧ ZW, обеспечивающий подавление шумов генератора GW 1 на частотах измерения до 17,78 ГГц, должен удовлетворять следующим требованиям:

рабочая частота должна быть равна частоте измерения f0;

полоса пропускания 2Afi на уровне 25 дБ от вершины его час­тотной характеристики должна 'быть не более 2fm(fm промежу­точная частота);

полоса пропускания 2Af2 на уровне 0,5 дБ от вершины его частной характеристики должна удовлетворять условию

2Д/2 >0,4(24/,).

При использовании других устройств, обеспечивающих подав­ление шумов генератора GW1 на частотах измерения свыше 1У,78 до 78,3 ГГц, погрешность измерения нормированного коэффи­циента шума должна быть в пределах, указанных в п. 1.5.

  1. Генератор шума GW2 должен удовлетворять следующим требованиям:

спектральная плотность /мощности шума G должна быть не менее 40 кТо (где «= 1,38 • 10~23 Дж/К, 7'0=293 К) или не менее 40 единиц для относительной спектральной плотности шума;погрешность определения спектральной ПЛОТНОСТИ 'МОЩНОСТИ шума должна быть в пределах ±0,3 дБ;

рабочая полоса частот должна перекрывать диапазон частот от fo—^Іпч до fo+fm, где fo — значение частоты генератора GF/, на которой проводят измерения;

неравномерность спектральной плотности .мощности шума в рабочей полосе частот должна быть в пределах >±0,1 дБ.

Коэффициент стоячей волны по напряжению выхода генерато­ра как в включенном, так и в выключенном состоянии должен быть не более 1,25.

  1. Прецизионный аттенюатор WU2 в диапазоне частот от 0,3 до 37,5 ГГц должен удовлетворять следующим требованиям:

КСВН входа и выхода должен ’быть не более 1, 2;

максимальное ослабление должно быть не менее 30 дБ;

погрешность отсчета вносимого ослабления должна быть в пределах ± (0,01 ±0,005Л), где А — устанавливаемое значение ослабления.

В диапазоне частот свыше 37,5 до 300 ГГц пределы погреш­ности отсчета вносимого ослабления должны соответствовать ус­тановленным в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.

  1. Направленный ответвитель Е должен удовлетворять сле­дующим требованиям:

направленность должна быть не менее 20 дБ;

переходное ослабление должно обеспечивать подачу номи­нального уровня СВЧ мощности Ро от генератора GW1 и уровня мощности шума от генератора шума GW2 на вход измерительной диодной камеры XW.

  1. СВЧ тракт от генератора шума GW2 до измерительной диодной камеры XW должен быть прокалиброван по ослаблению на частотах fo + fnn и f0 fn4. Значения ослаблений на этих час­тотах ri и г2 (в относительных единицах) должны быть установ* лены с погрешностью в пределах ±0,2 дБ. При калибровке трак­та аттенюатор WU2 должен иметь показание, соответствующее минимальному ослаблению.

  2. Усилитель промежуточной частоты А должен удовлет­ворять следующим требованиям:

рабочая частота должна соответствовать промежуточной час­тоте їпчі

полоса пропускания должна быть не более 0,1 fn4;

входное сопротивление по постоянному току должно быть равно нагрузке диода по постоянному току и установлено с по­грешностью в пределах ±1 %;

схема трансформации на входе должна обеспечивать согласо­вание выходных сопротивлений проверяемых диодов гвых со вхо­дом усилителя;

коэффициент шума во всем диапазоне гВЫх проверяемых дио­дов должен быть равен 1,5 дБ и определен с погрешностью в пределах ±0,3 дБ;

■коэффициент усиления должен быть не менее 50 дБ с плавной регулировкой не менее 6 дБ;

относительная нестабильность коэффициента усиления долж­на быть в пределах ±2%;

выходной каскад должен иметь детектор с квадратичной ха­рактеристикой, отклонение от квадратичности которой в дина­мическом диапазоне 15 дБ должно быть в пределах ±2%;

индикаторный прибор на выходе должен иметь класс точности не ниже 1,0.

  1. Проведение измерения

    1. Измерение проводят двумя способами: способом удваи­вания выходной мощности и способом двух отсчетов.

    2. Способ удваивания выходной мощности

      1. При выключенном генераторе шума GW2 устанавлива­ют заданный режим измерения: рабочую частоту и СВЧ мощ­ность на входе измерительной диодной камеры XW.

      2. В измерительную диодную камеру XW устанавливают проверяемый диод и при включенном генераторе шума GW2 с по­мощью трансформатора на входе усилителя А получают макси­мальное показание его индикаторного прибора.

Выключают генератор шума и регулировкой усилителя А устанавливают показание его индикаторного прибора на участке от трети до половины его шкалы.

  1. Включают генератор шума GW2 и аттенюаторам WU2 устанавливают при этом же усилении усилителя А удвоенное по­казание его индикаторного прибора.

Примечание. Допускается использование прецизионного аттенюатора с ослаблением 3 дБ в тракте усилителя А. При этом включают GW2, вводят ос­лабление 3 дБ в тракте усилителя А, аттенюатором WU2 добиваются перво­начального показания индикаторного прибора усилителя.

    1. Определяют значение ослабления dWu2, вносимого ат­тенюатором WU2 в СВЧ тракт.

  1. Способ двух отсчетов

    1. При использовании этого способа аттенюатор WU2 ис­ключают из функциональной схемы или его наличие учитывают при калибровке участка СВЧ тракта от GW2 до XW.

    2. При выключенном генераторе шума GW2 устанавли­вают заданный режим измерения: рабочую частоту и СВЧ мощ­ность на входе XW.

В измерительную диодную камеру XW устанавлива­ют проверяемый диод и при включенном генераторе шума GW2 с помощью трансформатора на входе усилителя А получают мак­симальное значение его индикаторного прибора

.

    Выключают генератор шума и регулировкой усиления усили­теля А устанавливают показание его индикаторного прибора Оь равное одной трети шкалы.

    1. Включают генератор шума GW2 и при том же усиле­нии усилителя А отмечают показание а2 по индикаторному при­бору усилителя.

    Примечания:

      1. Допускается использование прецизионного аттенюатора в тракте усилите­ля А. При этом включают генератор шума GW2, при помощи аттенюатора в тракте усилителя А получают первоначальное показание ау и измеряют измене­ние его ослабления а в относительных единицах.

      2. Допускается измерение по методу шумового генератора общего (ненор­мированного) и коэффициента шума Добщ приемного устройства при использо­вании усилителя А с коэффициентом шума Fyn4, не равным 1,5 дБ с последую­щим пересчетом его значения в значение нормированного коэффициента шума диода Рнорм.

    1. Обработка результатов

      1. П

        ' 2(0—1)

        норм Г •

        G—1 г

        ри измерении способом удваивания выходной мощно­сти вычисляют нормированный коэффициент шума Гнорм в отно­сительных единицах по формуле (1) при rlt не равном г2, или по формуле (2) при г{= г2= г

    (1)

    (2)

    где G относительная спектральная плотность мощности шума генератора GW2 в относительных единицах;

    aW2 — показание аттенюатора WU2, переведенное в относи­тельные единицы;

    ri — значение ослабления СВЧ тракта на частоте /о+/пч в относительных единицах;

    г2 — значение ослабления СВЧ тракта на частоте /о — fm в относительных единицах.

    1. При измерении способом двух отсчеіов вычисляют нор­мированный коэффициент шума FHoPm в относительных единицах по формуле (3)

    Л,орм= (1 + —1 G~J — > (3)

    а2/

    где Ці и а2 (показания индикаторного прибора усилителя А в относительных единицах.При использовании прецизионного аттенюатора в тракте уси­лителя промежуточной частоты вычисляют нормированный коэф­фициент шума FHopM по формуле (4) где а—'Показание аттенюатора в тракте усилителя А в относи­

    тельных единицах.

    1. При измерении по методу шумового генератора общего коэффициента шума вычисляют нормированный коэффициент шу­ма по формуле (5)

    ^НОрМ^^общ (^упч 1 >41 ) ■/-прв> (о)

    где /-’общ — общий коэффициент шума в относительных едини­цах;

    Гупч—коэффициент шума используемого усилителя, опре­деленный с погрешностью в пределах ±0,3 дБ, в от­носительных единицах;

    БПрб — потери преобразования проверяемого диода, опре­деленные по ГОСТ 19656.4—74 и переведенные в относительные единицы.

    П

    (6)


    ^НОрМ ■^=СмН-0>41 £прб>


    ри использовании компенсации шумов усилителя (Гупч=1) в результате измерений и последующих вычислений в соответствии с пи. 1.4.1 и 1.4.2 получают коэффициент шума смесителя Гсм
    = ЛПрб Nm и нормированный коэффициент шума Гнорм вычис­ляют по формуле (6)

    где Гем —коэффициент шума смесителя в относительных едини­цах.

    1. Показатели точности измерений

      1. Погрешность измерения нормированного коэффициента шума в диапазоне частот от 0,3 до 37,5 ГГц не должна выходить за пределы ±20% с доверительной вероятностью 0,997.

    В диапазоне частот выше 37,5 до 78,3 ГГц показатели точ­ности измерения должны соответствовать установленным в стан­дартах или технических условиях на диоды конкретных типов.

      1. Расчет показателей точности измерения нормированно­го коэффициента шума приведен в обязательном приложении 2.

    1. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМИРОВАННОГО КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА
      ПО ИЗМЕРЕННЫМ ЗНАЧЕНИЯМ ПОТЕРЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

    И ШУМОВОГО ОТНОШЕНИЯ

    1. Принцип и режим измерения

      1. Принцип измерения основан на определении коэффи­циента шума Г'норм путем измерения потерь преобразования £Прб по ГОСТ 19656.4—74 и шумового отношения Nm или Аші по ГОСТ 49656.5—74.

      2. Режим измерения Гпрб и ЛГш(Мпі)— по ГОСТ 19656.4—74 и ГОСТ 19656.5—74.

    2. Аппаратура—по ГОСТ 19656.4—74 и ГОСТ 19656.5—74.

    3. Проведение измерения—по ГОСТ 19656.4—74 и ГОСТ 19656.5—74.

    4. Обработка результатов

      1. Нормированный коэффициент шума Гнорм в относитель­ных единицах вычисляют по формуле (7) или в децибелах по формуле (8)

    ^,=^•(^+0,41), (')