УДК 621.382.2.083.8 : 006.354 Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Д

ГОСТ
19656.5—74*

(СТ СЭВ 3997—83)

ИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ
СМЕСИТЕЛЬНЫЕ И ДЕТЕКТОРНЫЕ

Методы измерения шумового отношения

Semiconductor UHF mixer and detector diodes
Measurement methods of output noise ratio

ОКП 62 1800

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 диоды СВЧ смесительные и детекторные и устанавливает 2 мето­да измерения шумового отношения при возбуждении диода:

СВЧ мощностью (в диапазоне частот от 0,3 до 78,3 ГГц) Nm;

постоянным током Nmi-

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. № 1).

  1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ NmПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ДИОДА СВЧ
    МОЩНОСТЬЮ

    1. Принцип и режим измерения

Принцип измерения основан на сравнении мощности шума проверяемого диода, находящегося в рабочем режиме, с мощностью теплового шума резистора, сопротивление которого равно выходному сопротивлению диода гвых, значение которого определяют по ГОСТ 19656.3—74.

Издание официальное

Перепечатка воспрещен

    1. аРежим 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) должен соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на дио­ды конкретных типов.

  1. Ann ар ату р а

    1. Шумовое отношение следует измерять на установке, схе­ма которой приведена на черт. 1.

GW—генератор СВЧ мощности; PF—часто­томер; WS—вентиль; ZWфильтр СВЧ или другое устройство, обеспечивающее подав­ление шумов генератора GW WU—пере­менный аттенюатор; S—переключатель СВЧ; PWизмеритель мощности; XWиз­мерительная диодная камера с диодом; А—усилитель промежуточной частоты; R набор калибровочных резисторов

Черт. 1



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

рабочая частота должна быть равна частоте измерения;

полоса пропускания 2fi на уровне 25 дБ от вершины его час­тотной характеристики должна быть не более 2fn4(fn4промежу­точная частота);

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

2ДЛ >0,4 (2ДД),

коэффициент стоячей волны по напряжению /Сети в полосе про­пускания должен быть не'более 1,2.

При использовании других устройств, обеспечивающих подав­ление шумов генератора GW на частотах измерения свыше 17,78 до 78,3 ГГц, погрешность измерения шумового отношения долж­на быть в пределах, указанных в п. 1.5.

  1. Усилитель промежуточной частоты А должен удовлет­ворять следующим требованиям:

рабочая частота должна соответствовать промежуточной час­тоте fn4;

полоса пропускания должна быть не более 0,1 /пч;

эквивалентное шумовое сопротивление Ra, приведенное ко вхо­ду усилителя, должно быть не более 600 О.м;

входное сопротивление на промежуточной частоте RBX должно удовлетворять условию

Rbx max

где гВых шах — максимальное возможное значение выходного со­противления проверяемых диодов.

Входное сопротивление по постоянному току должно быть равно сопротивлению нагрузки диода по постоянному току и уста­новлено с погрешностью в пределах ±1%;

параметры регулируемого входного контура должны обеспе­чивать настройку в резонанс с включенным диодом на часто­те в дислазоие значений реактивной составляющей выходного сопротивления проверяемого диода;

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 должно быть в пределах ±2%;

индикаторный прибор на входе должен иметь класс точности не ниже 1,0;

переключатель на выходе усилителя должен обеспечивать по­стоянное короткое замыкание входной цепи, за исключением мо­ментов калибровки и измерения.

  1. Калибровочные резисторы, входящие в набор R, долж­ны удовлетворять следующим требованиям:

номинальные значения сопротивлений резисторов должны пе­рекрывать через 50—100 Ом весь диапазон значений от Г вых min ' mln ДО Гвых шахтах, ГДЄ Гвыхтіп И ГВыхтах МИНИ- мальное и максимальное значения выходных сопротивлений про­веряемых диодов в партии, Wmmin и Мп max — минимальное и мак­симальное значения их шумового отношения;

погрешность определения значений активных сопротивлений 7?кал резисторов должна быть в пределах ±1%;

значение индуктивного сопротивления на промежуточной час­тоте должно быть не более 0,01 Rk?

геометрические размеры резисторов должны обеспечивать их включение в измерительную диодную камеру XW вместо прове­ряемых диодов.

  1. Проведение измерений

Замыкают накоротко вход усилителя А и отмечают по­казание его индикаторного прибора «кз. Изменяя усиление усили-теля, рекомендуется устанавливать по индикаторному прибору целое число делений акз на одной трети шкалы прибора. Значе­ние необходимо поддерживать плавной регулировкой усиления в течение всего периода измерений.

    1. В измерительную диодную камеру XW вставляют калиб­ровочный резистор из набора R, номинальное значение сопротив­ления которого близко К значению Гвых max • Л'ш max И ОТКрЫВаЮТ вход усилителя. Регулировкой входного контура усилителя доби­ваются максимального показания его индикаторного прибора. Поочередно вставляя в камеру XW остальные резисторы из набо­ра, фиксируют показания си, аг, аз.. . ап Для каждого значе­ния #кал.

    2. Строят график зависимости а = ф(/?Кал)-

    3. Режим измерения устанавливают в соответствии с п. 1.1.2.

    4. В измерительную диодную камеру XW вставляют про­веряемый диод, открывают вход усилителя и фиксируют показа­ния ад. По графику а=ф(^Клг ) находят значение эквивалентно­го шумового сопротивления диода 7?шд, соответствующее показа­нию ад.

  1. Обработка результатов

    1. Шумовое отношение Nm в относительных единицах оп­ределяют по формуле

Г = 2^ЦД..

  1. *Ш 7

Г вых

где /?шд —'Эквивалентное шумовое сопротивление диода, Ом;

гвых — выходное сопротивление диода, Ом.

На частотах свыше 17,78 ГГц допускается измерение дру­гими методами, при этом погрешность измерения не должна пре­вышать указанную в п. 1.5.

  1. Показатели точности измерений

    1. Погрешность измерения шумового отношения в диапазо­не частот от 0,3 до 37,5 ГГц не должна выходить за пределы ±20% с доверительной вероятностью 0,997; в диапазоне частот свыше 37,5 до 300 ГГц показатели точности измерения шумового отношения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.

    2. Расчет показателей точности измерения шумового отно­шения приведен в обязательном приложении 2.

1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Д'1:11 ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ДИОДА ПОСТОЯННЫМ
ТОКОМ

  1. Принцип и режим измерения

Принцип измерения основан на сравнении мощности шу­ма проверяемого диода, находящегося в заданном режиме с мощ-ностью теплового шума резистора, сопротивление которого равно дифференциальному сопротивлению диода гДИф, значение которого определяют по ГОСТ 18986.1'4—75.

    1. Режим измерения (значение постоянного прямого тока смещения, частота fmys и полоса частот Afw, в которой регистри­руют уровень шума) должен соответствовать установленному в стандартах или технических условиях на диоды конкретных ти­пов.

  1. Аппаратура

    1. Шумовое отношение следует измерять на установке, схема которой приведена на черт. 2.



X—контактное устройство с проверяемым диодом; R
набор калибровочных резисторов; PRизмеритель со-
противления; £—распределительный блок; G—источник
постоянного тока смещения; А—усилитель

Черт. 2

  1. Контактное устройство X, обеспечивающее подключение проверяемого диода, должно удовлетворять следующим требо­ваниям:

/переходное сопротивление контактов должно быть не более 0,05 Ом;

экран контактного устройства должен обеспечивать отсутствие помех на выходном приборе усилителя А при его калибровке и проведении измерений.

  1. Калибровочные резисторы, входящие в набор R, долж­ны удовлетворять следующим требованиям:

номинальные значения сопротивлений резисторов должны перекрывать через 50—100 Ом весь диапазон значений от Гдиф mln ‘ Мд! min ДО ^диф max ' max, ГДЄ Гдиф min И Гдифтах — МИНИ- мальное и максимальное значения дифференциальных сопротив­лений проверяемых ДИОДОВ в партии, Мп! min И Мп 1 max— мини- мальное и максимальное значения их шумового отношения;

погрешность определения значений активных сопротивле­ний 7?кла резисторов должна быть в пределах ±1%;значение индуктивного сопротивления на частоте измерения /изм должно быть не 'более 0,01 /?кл8;

геометрические размеры резисторов должны обеспечивать их включение В контактное устройство X вместо (Проверяемых ДИО- ДОВ.

  1. Схема PR измерения гДИф должна соответствовать тре­бованиям ГОСТ 19656.8—74.

  2. Распределительный блок Е, предназначенный для по­очередного подключения проверяемого диода к усилителю Айк схеме измерения Гдиф, должен в любом подключении обеспечивать подачу прямого тока смещения на проверяемый диод от источ­ника G.

  3. Источник постоянного тока смещения G должен удов­летворять следующим требованиям:

должна (быть обеспечена плавная регулировка тока смещения от нулевого до заданного значения;

погрешность установления и поддержания тока смещения должна 'быть в пределах (±<10%;

стабильность тока смещения должна обеспечивать отсутствие помех на выходном приборе усилителя А при его калибровке и проведении измерений; при измерении Лпі в низкочастотном диа­пазоне рекомендуется использование гальванических элементов.

  1. Усилитель должен удовлетворять следующим требова­ниям:

рабочая частота и полоса пропускания должны соответство­вать значениям по п. 2.1.2;

эквивалентное шумовое сопротивление Ra, приведенное ко входу усилителя, должно быть не более 600 Ом;

входное сопротивление Rbx на частоте fll3M должно удовлетво­рять условию

^20 Гдиф П:ах , (1)

где Гдиф max — максимальное значение дифференциального сопро­тивления проверяемых диодов;

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

относительная нестабильность коэффициента усиления долж­на быть в пределах (±2% у

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

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

переключатель на входе усилителя должен обеспечивать по­стоянное короткое замыкание входной цепи, за исключением мо­ментов калибровки и измерения.

. Примечание. Допускается использование усилителя с линейной ампли­тудной характеристикой. В этом случае при построении графика по п. 2.3.4 зна­чение а возводят в квадрат и используют зависимость а1=ф (/? кла).

  1. Проведение измерений

    1. Замыкают накоротко вход усилителя А и отмечают по­казание его индикаторного прибора аІІ3. Рекомендуется, изменяя усиление усилителя, устанавливать ою индикаторному прибору целое число делений акз на одной трети шкалы прибора. Значе­ние акз необходимо поддерживать плавной регулировкой усиле­ния в течение всего периода измерений.

    2. С помощью распределительного блока Е подключают контактное устройство X ко входу усилителя А.

    3. В контактное устройство X поочередно устанавливают калибровочные резисторы из набора R и, открывая вход усилите­ля, по его выходному прибору отмечают показания аь аг, аз • • • ап для каждого значения RKXt.

    4. Строят график зависимости а=ф(7?клг ).

    5. В контактное устройство X помещают проверяемый диод и, плавно увеличивая значение прямого тока смещения, уста­навливают заданный режим по постоянному току в соответствии с п. 2.1.2.

    6. Открывают вход усилителя и фиксируют показание ад.

    7. Замыкают накоротко вход усилителя и с помощью рас­пределительного блока Е, подключают проверяемый диод к схеме PR для измерения Гдиф. Проводят измерение Гдиф в соответствии с ГОСТ 19656.8—74.

    8. По графику а=ф(/?кла) находят значение эквивалент­ного шумового сопротивления диода Ршд, соответствующее пока­занию ад.

  2. Обработка результатов

    1. Вычисляют шумовое отношение 2УШ1 в относительных единицах по формуле