---

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

СТАБИЛИТРОНЫ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ШУМА

ГОСТ 18986.23—80

Издание официально

е

Цена 5 коп.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москв

аУ

Группа Э29

ДК 621.382.072.2 : 621.391.822.08 : 006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

С

ГОСТ
18986.23-80

ТАБИЛИТРОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

Методы измерения спектральной плотности шума

Zener diodes. Methods for measuring
spectral noise density

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 12 декабря 1980 г. № 5804 срок действия установлен

с 01.01 1982 г.

до 01.01 1987 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые стабилитроны и устанавливает два метода измерения спектраль­ной плотности шума 5_ш.ст^

метод 1 применяют при измерении спектральной плотности шума стабилитронов с установленной полосой частот измерения в диапазоне 5 Гц—30 МГц;

метод 2 применяют при измерении спектральной плотности шума прецизионных стабилитронов с установленной полосой час­тот измерения в диапазоне 0,01—5 Гц.

Общие требования при измерениях должны соответствовать ГОСТ 18986.0—74 и требованиям, изложенным в соответствующих разделах настоящего стандарта.

1. МЕТОД 1

   1. Принцип и условия измерения

      1. Спектральную плотность шума определяют по результа­там измерения среднего квадратического значения напряжения шума стабилитрона в установленной полосе частот.

      2. И

         Издание официальное

         
         

         Перепечатка воспрещена

         
         змерения производят на одной частоте при выполнении условия полосности фильтра

/-/_н<0,5//_в./_н, (1)

где f_B— верхняя граничная частота полосы пропускания вольт* метра PV1 на уровне 0,7, Гц;

f„ — нижняя граничная частота полосы пропускания вольт* метра PV1 на уровне 0,7, Гц.

Если не выполняется условие 1, то измерение производят в по* лосе частот.

Q1— генератор постоянного тока; VD1—из­

меряемый стабилитрон; PV1—вольтметр среднего квадратического значения

Черт. 1

Электрические параметры квадратичных вольтметров приве* дены в справочном приложении 3.

Для измерения собственных шумов установки стабилщ трон заменяют цепью, состоящей из параллельно включенных ре-^ зистора R и конденсатора С.Сопротивление резистора R должно соответствовать соотноше­нию

/

(2)

?=г_ст(1±0,2),

где Гст — дифференциальное сопротивление стабилитрона в режи­ме измерения спектральной плотности шума, установ­ленное в стандартах или технических условиях на ста­билитроны конкретных типов, Ом,

Емкость конденсатора С должна соответствовать условию

С

(3)

=С_ст(1±0,2),

где Сет — полная емкость стабилитрона, установленная в стан­дартах или технических условиях на стабилитроны кон­кретных типов, Ф.

Конденсатор С не устанавливают при выполнении условия где f — частота измерения, Гц (f=f_B при измерении в полосе час­

тот) .

а

ш. ст —

Ui- uj

V Мы

(5)

при выполнении условия

по формуле

$ш. СТ= —^=, (7)

А/ш

где Д/_ш— ширина эффективной полосы шума измерительной ус- . тановки, Гц;

при выполнении условия

U₂>3U_t. (8)

Метод определения Д^ш приведен в рекомендуемом приложе­нии 1.

. 1.5. Показатели точности измерения

1. Общая погрешность измерения спектральной плотности шума должна находиться в пределах ±20% с доверительной ве­роятностью Р = 0,95.

2. Общую погрешность измерения спектральной плотности •шума определяют по формуле

8 = (9)

■где di — погрешность, учитывающая погрешность измерения вольт­метра среднего квадратического значения, %.

При определении спектральной плотности шума по форму­ле (5)

8₁=8ри1/' 1+-2— > 0°)

¹У 5²_ш. _ст+ У?/Д/_ш’ *

где бруі — погрешность измерения вольтметра среднего квадра­тического значения PV1, %.

При определении спектральной плотности шума по форму­ле (7)

8j=8pvi; (И)

б₂ — погрешность определения ширины эффективной полосы шума измерительной установки, %, определяется по ме­тодике, изложенной в рекомендуемом приложении 1;

бз — погрешность, учитывающая длительность времени изме­рения, %.

-При выполнении условия (6)

8₃= 1⁰⁰ • lA + (12)

/2Ду_ш.т ' 5^_ст+^/Д/шПри выполнении условия (8)

1

(13)

00

/2Д/_ШТ

— погрешность неточности задания тока стабилизации, %.

Для стабилитронов конкретного типа погрешность определяют с использованием зависимости 5пі.ст^=<5ш.ст (/ст). которая должна- указываться в стандартах или технических условиях на стабили­троны конкретных типов, при отсутствии этой зависимости неточ­ность задания тока должна быть в пределах ± 1 % /ст;

6s — погрешность влияния входного сопротивления измеритель­ной установки, %, определяемая по формулам:

при выполнении условия

ст^ст-




уст^уст»





3₅ Ді 100, (15>

Г стЧ^-^ уст

где Густ — входное сопротивление измерительной установки, Ом; Сует — входная емкость измерительной установки, Ф.

если условие (14) не выполняется, то g Сіуст' Гст2^/- 100 (16)*

1 -|-4я²/²С’^у_ст/' СТ

/■> ^ГСТ Сет . /І'ТЇ

Іуст ^уст » V '

Густ

f — частота измерения, Гц (f = f_B при измерении в полосе частот);

дб — погрешность влияния собственных шумов и электромаг­нитных наводок измерительной установки, %.

При определении спектральной плотности шума по формуле (5) 8₆=0; (18)

при определении спектральной плотности шума по формуле (7)

_Se=l₀₀('₁/]$4^L^₁Y (19)

X * ст /

67 — погрешность, учитывающая коэффициент амплитуды вольт­метра К_А, %.Значение погрешности й₇ приведено на черт. 2.

Черт. 2





2. МЕТОД 2

   1. Принцип и условия измерения

      1. Спектральную плотность шума определяют по результа­там измерения мгновенных значений напряжения шума в уста­новленной полосе частот и вычисления среднего квадратического значения.

      2. Условия и режим измерения — по п. 1.1.3.

   2. Аппаратура

      1. Измерение следует проводить на установке, электричес­кая структурная схема которой приведена на черт. 3.

G1 —генератор постоянного тока; VD1—измеряемый стабилитрон; Е1—термостат; PV1— измеритель напря­жения; £2—регистрирующее устройство

Черт. 3





1. 2. Генератор постоянного тока G1 должен обеспечивать ток с погрешностью в пределах ± 1 %.

   3. Полоса пропускания вольтметра PV1 на уровне 0,7 дол­жна находиться в диапазоне частот измерения от f_H до f_B (f_H и f_B указывают в стандартах или технических условиях на стабили­троны конкретных типов).

   4. Спад амплитудно-частотной характеристики вольтметра за пределами полосы пропускания должен быть не менее 12 дБ/окт.

   5. Интервалы времени между двумя последовательными из­мерениями мгновенных значений должны быть не более 1/6 /_в.

   6. Термостат должен обеспечивать поддержание темпера­туры с погрешностью в пределах ±0,2°С.

2. Подготовка и проведение измерения

   1. Генератором постоянного тока G1 устанавливают ток стабилизации /_Ст-

   2. Стабилитрон выдерживают под током в термостатируе­мом объеме в течение времени, указанного в стандартах или тех­нических условиях на стабилитроны конкретных типов.

   3. Измерителем напряжения PV1 измеряют напряжение шума стабилитрона Uc

при измерении на частоте — в течение времени, равного или более 4 т;

при измерении в полосе частот — в течение времени t.

Метод определения времени t приведен в обязательном при­ложении 2.

4. Обработка результатов

Спектральную плотность шума 5_Ш._СТ вычисляют по формуле





где Uj — мгновенное значение напряжения стабилизации (при измерении вольтметром постоянного тока);

т — число измерений в серии.

2.4.1. Размах напряжения шума определяют по формуле

Um. CT⁼£7_roax Гпіп, (21)

где t/max — максимальное значение напряжения стабилизации за

’ время измерения в указанном диапазоне частот, В;

Г/min — минимальное значение напряжения стабилизации за время измерения в указанном диапазоне частот, В.

5. Показатели точности измерения

   1. Общая погрешность измерения спектральной плотности шума в инфранизкочастотной области должна находиться в пре­делах ±30% с доверительной вероятностью Р = 0,95.

   2. Общую погрешность измерения спектральной плотности напряжения шума в инфранизкочастотной области определяют па формуле

8 = ~f 8]+8гН—— 8з-|- &4 —|—В₅ —8₆ В₇, (22)

Г 4

где di — погрешность измерения вольтметра PV1, %;

бг — погрешность изменения температуры в термостатируемом объеме, вычисляемая в процентах по формуле

S t7_CT-g_eT /лок

где А@ — погрешность поддержания температуры в термостати­руемом объеме Е1, °С;

U_Ct — номинальное значение напряжения стабилизации изме­ряемого стабилитрона, В;

а_ст — значение температурного коэффициента напряжения стабилизации, указанное в стандартах или технических условиях на стабилитроны конкретных типов, %/°С;

63. — погрешность определения ширины эффективной полосы шума измерительной установки, %, определяемой по методу, изложенному в рекомендуемом приложении 1;

64. — погрешность длительности времени измерения, %, опре­деляют по методу, указанному в обязательном прило­жении 2;

65. — погрешность входного сопротивления измерителя PV1, вычисляемая в процентах по формуле

8₅ = , (24)

, ^rPVl'^rOl
^гст + .

^ГРИ1+^ГО1 где rpvi — входное сопротивление измерителя напряжения PV1, Ом;

гді — входное сопротивление генератора G1, Ом;

бб — погрешность влияния собственных шумов и электро­магнитных помех измерительной установки, %. Погрешность бе определяют при замене стабилитрона в изме­рительной установке проволочным резистором с сопротивлением •₽ = Гст (1 ±0,2) и измерением собственных шумов и электромаг­нитных помех измерительной установки;

67 — относительная погрешность влияния коэффициента ампли-“ туды вольтметра PV1, %.

Значения относительной погрешности 67 приведены на черт. 2, при КА^Ъ-, б? = 0.

3. Погрешность измерения размаха напряжения шума б_л должна находиться в пределах ±30% с доверительной вероятно­стью Р = 0,95.

4. Общую относительную погрешность измерения размаха напряжения шума определяют по формуле

8/? = V 81 + 8г-|-84+8бН-8₅4-8₇.ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШИРИНЫ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОЛОСЫ ШУМА
ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Скачать бесплатно