УДК 621.382.3.001.4:006.354 Группа Э29
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Т
ГОСТ
18604.20-78*
(СТ СЭВ 3996—83)
РАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕМетоды измерения коэффициента шума на низкой
частоте
Transistors bipolar. Methods for measuring noise
figure at low frecuencies
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 3 мая 1978 г. № 1198 срок введения установлен
с 01.01.80
Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 29.04.84 № 1554 срок действия продлен
до 01.01.90
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на биполярные транзисторы и устанавливает методы измерения коэффициента шума /Сш : сравнением с опорным усилителем на частотах от 2 до 100000 Гц; способом удвоения выходной мощности шума на частоте 1 кГц.
Общие условия при измерении коэффициента шума транзисторов должны соответствовать требованиям ГОСТ 18604.0—83.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3996—83 в части измерения коэффициента шума на низкой частоте (справочное приложение).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА СРАВНЕНИЕМ С ОПОРНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ НА ЧАСТОТАХ ОТ 2 ДО 100000 Гц
Принцип и условия измерения
Коэффициент шуьЙІ транзистора определяют сравнением шумов усилителя с измеряемым транзистором и опорного усилителя, коэффициент шума которого известен и равен единице, а коэффициент усиления усилителей одинаковы. При этом опорный усилитель выполняет функцию генератора шума.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
* Переиздание (декабрь 1985 г.) с Изменением № 1,
утвержденным в апреле 1984 г. (ИУС 8—84).
Режим и условия измерения коэффициента шума: ток эмиттера, напряжение коллектора, сопротивление источника тепловых шумов на входе измеряемого транзистора (или резистора, подключенного к входу измеряемого транзистора) указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.
Температура окружающей среды при измерении должна быть в пределах (25±10)°С.
(Измененная редакция, Изм. Ks 1).
Апп ар ату р а
Структурная схема измерения коэффициента шума транзистора должна соответствовать указанной на черт. 1.
Л/—опорный усилитель; А2, АЗ—усилители; Р—индикаторный блок; S—переключатель; GB—блок питания транзистора; VT—измеряемый транзистор, входящий в состав усилителя А2
Черт. 1
Основные элементы, входящие в структурную схему измерения, должны соответствовать следующим требованиям.
В качестве опорного усилителя А1 используют малошумящий усилитель, в котором входное сопротивление должно быть в 100 раз больше, чем эквивалентное шумовое сопротивление усилителя А2 с измеряемым транзистором. При этом коэффициент шума опорного усилителя равен единице.
Коэффициент усиления опорного усилителя должен быть равен коэффициенту усиления усилителя с измеряемым транзистором с погрешностью в пределах ±3 %. Это равенство достигается применением в усилителях А1 и А2 глубокой отрицательной обратной связи, цепи действия которой показаны на схеме пунктиром. Рекомендуется выбирать коэффициенты усиления усилителя А1 и А2, равными 100.
Постоянство усиления в измерительном и опорном канале при измерении транзисторов с различным усилением допускается устанавливать любым способом (например, при помощи автоматической или ручной регулировки по пилот-сигналу).
Блок питания транзистора GB должен обеспечивать режим измеряемого транзистора по постоянному току. Рекомендуется применять стабилизированные источники питания.
Усилитель АЗ должен определять ширину эффективной шумовой полосы, которая не должна превышать 20 % частоты измерения, если иное не указано в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов. Усилитель АЗ должен быть линейным и иметь регулируемый коэффициент усиления.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Индикаторный блок Р должен реагировать на среднее квадратическое значение подаваемого сигнала.
Шкалу индикатора рекомендуется градуировать непосредственно в единицах коэффициента шума.
Собственный уровень шумов усилителя АЗ с индикаторным блоком Р и динамический диапазон индикатора должны быть такими, чтобы обеспечить заданные показатели точности, указанные в п. 1.4.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Подготовка и проведение измерения
Перед измерением следует проводить калибровку. Для этого переключатель S установить в положение 1. Регулируя коэффициент усиления усилителя АЗ, следует установить показание индикатора Р на единицу.
Затем переключатель S установить в положение 2. В этом положении подключить измерительный тракт с измеряемым транзистором на входе, и индикатором Р следует измерить коэффициент шума Кш.
Показатели точности
Основная погрешность измерительных установок должна находиться в пределах ± 1 дБ. Основная погрешность автоматических классификаторов в классификационной точке должна находиться в пределах ±1,5 дБ.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА СПОСОБОМ УДВОЕНИЯ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ ШУМА НА ЧАСТОТЕ 1 кГц
Принцип и условия измерения
Принцип измерения заключается в удвоении выходной мощности шума.
Режим и условия измерения коэффициента шума: ток эмиттера, напряжение коллектора, выходное сопротивление генератора шума, пересчитанное ко входу транзистора, и др. указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Аппаратура
Структурная схема измерения коэффициента шума транзистора должна соответствовать указанной на черт. 2.
Основные элементы, входящие в структурную схему измерения, должны соответствовать следующим требованиям.
В качестве генератора шума используют любой источник шумового сигнала, причем
Rg =/?ї4"/?8»
/?1>Ю0/?2,
где Rg —выходное сопротивление источника сигнала, 'пере-
считанное ко входу транзистора, указанное в
стандартах на конкретный тип транзистора;
Лі, R2, R3 — сопротивления резисторов делителя.
Генератор шума должен быть откалиброван в единицах коэффициента шума. Допускается калибровка генератора шума в единицах мощности шума, напряжения шума или относительной шумовой температуры.
G—генератор шума; S—переключатель; КГ—измеряемый транзистор; GB—блок питания транзистора; Р—индикаторный блок; Е—трехдецибельный аттенюатор; Л—усилитель;
‘ RI, R2, R3—резисторы делителя
Черт. 2
Требования к блоку питания транзистора GB — в соответствии с п. 1.2.2.2.
Индикаторный блок Р должен реагировать на среднее квадратическое значение подаваемого сигнала.
Собственный уровень шумов усилителя совместно с индикатором должен быть таким, чтобы обеспечить показатели точности, указанные в п. 2.5.1.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Трехдецибельный ослабитель Е позволяет осуществлять отсчет первоначальной и удвоенной мощности на выходе в одной и той же точке отсчета по шкале индикатора.
Требования к усилителю А — в соответствии с п. 1.2.2.3.
Подготовка и проведение измерения
Транзистор следует включить в схему измерения и установить режим по постоянному току.
Переключатель S установить в положение 1 и по показанию индикатора зафиксировать мощность шума транзистора.
Переключатель S установить в положение 2 и, постепенно увеличивая напряжение шума от генератора шума, довести мощность шумов до такого значения, при котором показания индикатора те же, что и при положении 1 переключателя S.
По отсчетному устройству уровня выходного сигнала генератора шума следует провести отсчет коэффициента шума транзистора.
Допускается отсутствие аттенюатора Е. Тогда в положении 2 переключателя S напряжение шумов от генератора шума следует увеличить до такого значения, при котором показания индикатора в 2 раза превышают показания индикатора, зафиксированные при положении 1 переключателя S.
О б р а б о тк а результатов
Коэффициент шума транзистора Кш отсчитывают по отсчетному устройству уровня выходного сигнала генератора шума в соответствии с соотношением
К =и°ш U° P°^kT° Т~Т<>
где £/Ощ — среднее квадратическое значение напряжения шума генератора шума на 1 Гц полосы;
Uq — значение напряжения генератора шума;
Рсш— мощность шумов генератора шума на 1 Гц полосы;
Eg — выходное сопротивление источника сигнала, пересчитанное ко входу транзистора;
Д/— ширина эффективной шумовой полосы пропускания;
k— постоянная Больцмана, k= 1,38-10“23 Дж/к, То=
= 293 К;
Т — шумовая температура генератора шума.
Показатели точности
Основная погрешность измерительных установок должна находиться в пределах ± 1,5 дБ.
2.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
Информационные данные о соответтствии ГОСТ 18604.20—78
СТ СЭВ 3996—83
Раздел или пункт ГОСТ 18604.20—78
Раздел или пункт СТ СЭВ 3995—8
3
Разд 3
П. 4.1
П. 4.2, 4-ГО
П. 4.9
Пп. 4.5, 4.7
Разд. 5
Разд. 6
Пп. 1.11, '1.4, 2.6 Пп. 1.2.1, 2.2.1 Пи. 1.2.2.4, 2.2.2.3
П. 1.2.2.2
Пп. 1.2.2.3, 1.2.2.4
Пп. 1.3, 2.3 П. 2.4
(Введено дополнительно, Изм. № 1).
1