СССР
Государственный стандарт от 05 июня 1984 года № ГОСТ 19656.5-74

ГОСТ 19656.5-74 (СТ СЭВ 3997-83) Диоды полупроводниковые СВЧ смесительные и детекторные. Методы измерения шумового отношения (с Изменением N 1)

Принят
Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР
29 марта 1974 года
    ГОСТ 19656.5-74*
    (СТ СЭВ 3997-83)
    Группа Э29
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ СМЕСИТЕЛЬНЫЕ И ДЕТЕКТОРНЫЕ
    Методы измерения шумового отношения
    Semiconductor microwave mixer and detector diodes.
    Methods of measuring output noise ratio
    ОКП 62 1800
    Дата введения 1975-07-01
    Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 марта 1974 г. N 753 срок введения установлен с 01.07.75
    Проверен в 1987 г. Постановлением Госстандарта СССР от 17.12.87 N 4595 срок действия продлен до 01.07.93**

    ________________
    ** Ограничение срока действия снято по протоколу Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 2, 1993 год). - Примечание изготовителя базы данных.


    * ПЕРЕИЗДАНИЕ (апрель 1988 г.) с Изменением N 1, утвержденным в июне 1984 г.; Пост. N 1946 от 15.06.84 (ИУС 9-84)
    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) ;
    постоянным током .
    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. N 1).
    якорь
    1.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ N(ш) ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ДИОДА СВЧ МОЩНОСТЬЮ
    1.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ДИОДА СВЧ МОЩНОСТЬЮ
    1.1.Принцип и режим измерения
    1.1.1.Принцип измерения основан на сравнении мощности шума проверяемого диода, находящегося в рабочем режиме, с мощностью теплового шума резистора, сопротивление которого равно выходному сопротивлению диода , значение которого определяют по ГОСТ 19656.3-74.
    1.1.2.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) должен соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.
    1.2.Аппаратура
    1.2.1.Шумовое отношение следует измерять на установке, схема которой приведена на черт.1.

    - генератор СВЧ мощности: - частотомер; - вентиль; - фильтр СВЧ
    или другое устройство, обеспечивающее подавление шумов генератора ; - переменный аттенюатор;
    - переключатель СВЧ; - измеритель мощности; - измерительная диодная камера с диодом;
    - усилитель промежуточной частоты; - набор калибровочных резисторов
    Черт.1
    1.2.2.Фильтр СВЧ , обеспечивающий подавление шумов генератора на частотах измерения до 17,78 ГГц, должен удовлетворять следующим требованиям:
    рабочая частота должна быть равна частоте измерения;
    полоса пропускания на уровне 25 дБ от вершины его частотной характеристики должна быть не более ( - промежуточная частота);
    полоса пропускания на уровне 0,5 дБ от вершины его частотной характеристики должна удовлетворять условию
    ,
    коэффициент стоячей волны по напряжению в полосе пропускания должен быть не более 1,2.
    При использовании других устройств, обеспечивающих подавление шумов генератора на частотах измерения свыше 17,78 до 78,3 ГГц, погрешность измерения шумового отношения должна быть в пределах, указанных в п.1.5.
    1.2.3.Усилитель промежуточной частоты должен удовлетворять следующим требованиям:
    рабочая частота должна соответствовать промежуточной частоте ;
    полоса пропускания должна быть не более не более ;
    эквивалентное шумовое сопротивление , приведенное ко входу усилителя, должно быть не более 600 Ом;
    входное сопротивление на промежуточной частоте должно удовлетворять условию
    ,
    где - 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 диапазоне 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.
    1.2.4.Калибровочные резисторы, входящие в набор , должны удовлетворять следующим требованиям:
    номинальные значения сопротивлений резисторов должны перекрывать через 50-100 Ом весь диапазон значений от до , где и - минимальное и максимальное значения выходных сопротивлений проверяемых диодов в партии, и - минимальное и максимальное значения их шумового отношения;
    погрешность определения значений активных сопротивлений резисторов должна быть в пределах ±1%;
    значение индуктивного сопротивления на промежуточной частоте должно быть не более 0,01 ;
    геометрические размеры резисторов должны обеспечивать их включение в измерительную диодную камеру вместо проверяемых диодов.
    1.3.Проведение измерений
    1.3.1.Замыкают накоротко вход усилителя и отмечают показание его индикаторного прибора . Изменяя усиление усилителя, рекомендуется устанавливать по индикаторному прибору целое число делений на одной трети шкалы прибора. Значение необходимо поддерживать плавной регулировкой усиления в течение всего периода измерений.
    1.3.2.В измерительную диодную камеру вставляют калибровочный резистор из набора , номинальное значение сопротивления которого близко к значению , и открывают вход усилителя. Регулировкой входного контура усилителя добиваются максимального показания его индикаторного прибора. Поочередно вставляя в камеру остальные резисторы из набора, фиксируют показания , , … для каждого значения .
    1.3.3.Строят график зависимости .
    1.3.4.Режим измерения устанавливают в соответствии с п.1.1.2.
    1.3.5.В измерительную диодную камеру вставляют проверяемый диод, открывают вход усилителя и фиксируют показания . По графику находят значение эквивалентного шумового сопротивления диода , соответствующее показанию .
    1.4.Обработка результатов
    1.4.1.Шумовое отношение в относительных единицах определяют по формуле
    ,
    где - эквивалентное шумовое сопротивление диода, Ом;
    - 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.
    1.5.Показатели точности измерений
    1.5.1.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.
    1.5.2.Расчет показателей точности измерения шумового отношения приведен в обязательном приложения 2.
    якорь
    2.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ N(ш1) ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ДИОДА ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ
    2.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ДИОДА ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ
    2.1.Принцип и режим измерения
    2.1.1.Принцип измерения основан на сравнении мощности шума проверяемого диода, находящегося в заданном режиме с мощностью теплового шума резистора, сопротивление которого равно дифференциальному сопротивлению диода , значение которого определяют по ГОСТ 18986.14-85.
    2.1.2.Режим измерения (значение постоянного прямого тока смещения, частота и полоса частот , в которой регистрируют уровень шума) должен соответствовать установленному в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.
    2.2.Аппаратура
    2.2.1.Шумовое отношение следует измерять на установке, схема которой приведена на черт.2.

    - контактное устройство с проверяемым диодом; - набор калибровочных резисторов;
    - измеритель сопротивления; - распределительный блок;
    - источник постоянного тока смещения; - усилитель
    Черт.2
    2.2.2.Контактное устройство , 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 при его калибровке и проведении измерений.
    2.2.3.Калибровочные резисторы, входящие в набор R, должны удовлетворять следующим требованиям:
    номинальные значения сопротивлений резисторов должны перекрывать через 50-100 Ом весь диапазон значений от до , где и - минимальное и максимальное значения дифференциальных сопротивлений проверяемых диодов в партии, и - минимальное и максимальное значения их шумового отношения;
    погрешность определения значений активных сопротивлений резисторов должна быть в пределах ±1%;
    значение индуктивного сопротивления на частоте измерения должно быть не более 0,01 ;
    геометрические размеры резисторов должны обеспечивать их включение в контактное устройство вместо проверяемых диодов.
    2.2.4.Схема измерения должна соответствовать требованиям ГОСТ 19656.8-74.
    2.2.5.Распределительный блок , предназначенный для поочередного подключения проверяемого диода к усилителю и к схеме измерения , должен в любом подключении обеспечивать подачу прямого тока смещения на проверяемый диод от источника .
    2.2.6.Источник постоянного тока смещения 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 при его калибровке и проведении измерений; при измерении в низкочастотном диапазоне рекомендуется использование гальванических элементов.
    2.2.7.Усилитель должен удовлетворять следующим требованиям:
    рабочая частота и полоса пропускания должны соответствовать значениям по п.2.1.2;
    эквивалентное шумовое сопротивление , приведенное ко входу усилителя, должно быть не более 600 Ом;
    входное сопротивление на частоте должно удовлетворять условию
    , (1)
    где - 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%;
    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 возводят в квадрат и используют зависимость .
    2.3.Проведение измерений
    2.3.1.Замыкают накоротко вход усилителя и отмечают показание его индикаторного прибора . Рекомендуется, изменяя усиление усилителя, устанавливать по индикаторному прибору целое число делений на одной трети шкалы прибора. Значение необходимо поддерживать плавной регулировкой усиления в течение всего периода измерений.
    2.3.2.С помощью распределительного блока подключают контактное устройство ко входу усилителя .
    2.3.3.В контактное устройство поочередно устанавливают калибровочные резисторы из набора и, открывая вход усилителя, по его выходному прибору отмечают показания , , … для каждого значения .
    2.3.4.Строят график зависимости .
    2.3.5.В контактное устройство помещают проверяемый диод и, плавно увеличивая значение прямого тока смещения, устанавливают заданный режим по постоянному току в соответствии с п.2.1.2.
    2.3.6.Открывают вход усилителя и фиксируют показание .
    2.3.7.Замыкают накоротко вход усилителя и с помощью распределительного блока подключают проверяемый диод к схеме для измерения . Проводят измерение в соответствии с ГОСТ 19656.8-74.
    2.3.8.По графику находят значение эквивалентного шумового сопротивления диода , соответствующее показанию .
    2.4.Обработка результатов
    2.4.1.Вычисляют шумовое отношение в относительных единицах по формуле
    , (2)
    где - дифференциальное сопротивление диода, Ом;
    - эквивалентное шумовое сопротивление диода, Ом.
    2.5.Показатели точности измерений
    2.5.1.Погрешность измерения шумового отношения не должна выходить за пределы ±20% с доверительной вероятностью 0,997.
    2.5.2.Расчет показателей точности измерения шумового отношения приведен в обязательном приложении 2.
    якорь