СССР
Государственный стандарт от 01 мая 1987 года № ГОСТ 19656.13-76

ГОСТ 19656.13-76 Диоды полупроводниковые СВЧ детекторные. Методы измерения тангенциальной чувствительности (с Изменением N 1)

Принят
Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР
13 мая 1976 года
    ГОСТ 19656.13-76
    Группа Э29
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ ДЕТЕКТОРНЫЕ
    Методы измерения тангенциальной чувствительности
    Semiconductor UHF detektor diodes. Measurement method of tangential sensitivity*
    ________________
    * Наименование стандарта. Измененная редакция, Изм. N 1.
    Дата введения 1979-01-01
    Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 13 мая 1976 г. N 1177 срок действия установлен с 01.01.1979 г. до 01.01.1984 г.
    _________________
    * Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта СССР от 02.09.91 N 1413 (ИУС N 12, 1991 год). - Примечание изготовителя базы данных.
    ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие с 01.05.87 постановлением Госстандарта СССР от 30.10.86 N 3354 с 01.05.87
    Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 1, 1987 год
    Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые СВЧ детекторные диоды (далее - диоды) и устанавливает два метода измерения тангенциальной чувствительности : прямой и косвенный.
    Общие требования и требования безопасности - по ГОСТ 19656.0-74.
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    якорь
    1.ПРЯМОЙ МЕТОД
    1.1.Принцип и режим измерения
    1.1.1.Тангенциальную чувствительность определяют по значению импульсной мощности СВЧ сигнала, при котором на экране осциллографа, включенного на выходе системы детекторное устройство - усилитель, наблюдают совпадение верхней границы полосы шумов при отсутствии СВЧ сигнала с нижней границей полосы шумов при его наличии.
    1.1.2.Режим измерения (частоту СВЧ сигнала, ток смещения) устанавливают в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.
    1.2.Аппаратура
    1.2.1.Измерения проводят на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт.1.

    - генератор прямоугольных импульсов; - генератор СВЧ.; - ферритовый вентиль; - переменный прецизионный аттенюатор; - измерительная диодная камера; - нагрузка диода на видеочастоте; - усилитель; - осциллограф; - частотомер; - измеритель мощности; - источник смещения
    Черт.1
    1.2.2.Генератор прямоугольных импульсов должен удовлетворять следующим требованиям:
    длительность импульса должна быть равна 10 мкс ±10%;
    частота повторения должна быть равна 10 кГц ±10%;
    нестабильность амплитуды импульса должна быть в пределах ±5%.
    1.2.3.Погрешность установления начального уровня мощности от генератора должна быть в пределах ±10%.
    1.2.4.Переменный прецизионный аттенюатор должен удовлетворять следующим требованиям:
    максимальное ослабление должно быть не менее 50 дБ;
    погрешность установления значения ослабления по шкале аттенюатора должна быть в пределах , где - устанавливаемое значение ослабления, дБ;
    погрешность определения начального ослабления должна быть в пределах ±0,2 дБ.
    1.2.5.Сопротивление нагрузки диода на видеочастоте 100 кГц должно быть в пределах 5 кОм ±10%.
    1.2.6.Усилитель должен удовлетворять следующим требованиям:
    полоса пропускания усилителя (на уровне 3 дБ) должна составлять 1,5 МГц ±10%;
    нижняя граничная частота полосы пропускания должна быть в пределах от 1 до 50 кГц;
    неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания должна быть в пределах ±2 дБ;
    эквивалентное шумовое сопротивление усилителя должно быть не более 1,5 кОм и установлено с погрешностью в пределах ±20%;
    входное сопротивление усилителя должно быть более или равно .
    1.2.7.Осциллограф должен удовлетворять следующим требованиям:
    полоса пропускания усилителя вертикального отклонения должна быть шире полосы пропускания усилителя не менее, чем в 1,5 раза;
    чувствительность усилителя с осциллографом должна быть такой, чтобы ширина полосы суммарных шумов усилителя и диода (шумы в отсутствии сигнала) на экране осциллографа составляла не менее 10 мм.
    Примечание. При применении усилителя с полосой пропускания , не равной 1,5 МГц, в измеренное значение при обработке результатов вносят поправку .
    1.2.8.Погрешность установления и поддержания тока смещения от источника смещения должна быть в пределах ±3%.
    1.3.Подготовка и проведение измерений
    1.3.1.Переменный прецизионный аттенюатор устанавливают в положение максимального ослабления.
    1.3.2.Проверяемый диод вставляют в измерительную диодную камеру .
    1.3.3.Генератор настраивают на заданную частоту СВЧ сигнала.
    1.3.4.От генератора подают на генератор модулирующие импульсы длительностью =10 мкс ±10% частотной* повторения =10 кГц ±10% и амплитудой, обеспечивающей устойчивую работу генератора .

    _______________
    * Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


    1.3.5.Выходным аттенюатором генератора устанавливают по измерителю мощности среднюю мощность =10 мкВт.
    1.3.6.От источника смещения подают на проверяемый диод ток смещения заданного уровня.
    1.3.7.На усилителе и осциллографе регулируют усиление так, чтобы ширина полосы суммарных шумов усилителя и диода на экране осциллографа (шумы в отсутствии сигнала, черт.2а) была равна 10-15 мм.
    Схематическое изображение полосы шумов на экране осциллографа при измерении тангенциальной чувствительности

    a - шумы в отсутствии сигнала; б - шумы при наличии сигнала в положении, при котором производят отсчет по шкале аттенюатора
    Черт.2
    1.3.8.Уменьшают ослабление, вносимое аттенюатором , пока появляющийся сигнал с наложенными на него шумами (шумы при наличии сигнала, черт.2б) не займет положение, при котором нижняя граница этих шумов совмещается с верхней границей шумов в отсутствии сигнала. Совмещение производят по яркой границе шумов.
    По шкале аттенюатора отмечают значение ослабления, дБ, соответствующее полученному на экране осциллографа изображению.
    1.4.Обработка результатов
    1.4.1.Значение тангенциальной чувствительности , дБмВт, (число децибелл относительно мВт) вычисляют по формуле
    , (1)
    где - показание аттенюатора (п.1.3.8);
    - начальное ослабление аттенюатора .
    При использовании усилителя с полосой пропускания , не равной полосе пропускания , к измеренному значению добавляют поправку , рассчитываемую по формуле
    . (2)
    1.5.Показатели точности измерений
    1.5.1.Погрешность измерения тангенциальной чувствительности не должна выходить за пределы ±1,3 дБ с доверительной вероятностью 0,997.
    1.5.2.Расчет погрешности измерения тангенциальной чувствительности приведен в справочном приложении.

  1. Раздел 1.(измененная редакция, изм. № 1).

    2. якорь
    2.КОСВЕННЫЙ МЕТОД
    2.1.Значение тангенциальной чувствительности определяют по формуле
    , (3)
    где Дж/К;
    =293 К;
    - значение чувствительности по току в рабочей точке, определенное по ГОСТ 19656.7-74;
    - значение шумового отношения в рабочей точке, определенное по ГОСТ 19656.5-74;
    - дифференциальное сопротивление диода, определенное в рабочей точке по ГОСТ 18986.14-85.

  2. Раздел 2.(измененная редакция, изм. № 1).

    3. Рзадел 3. (Исключен, Изм. N 1).
    якорь
    ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
    ПРИЛОЖЕНИЕ
    Справочное
    При расчете погрешности измерения тангенциальной чувствительности принят нормальный закон распределения составляющих погрешностей и суммарной погрешности.
    1.Прямой метод
    1.1.Интервал погрешности измерения с установленной вероятностью 0,997 определяют по формуле
    , (1)
    где - погрешность измерения начального уровня мощности;
    - погрешность определения ослабления прецизионным аттенюатором ;
    - погрешность за счет неточности выдачи генератором параметров импульса;
    - погрешность, обусловленная рассогласованием детекторной камеры с проверяемым диодом и трактом СВЧ;
    - погрешность определения значения сопротивления нагрузки диода на видеочастоте, которая должна быть в пределах ±10%;
    - погрешность определения полосы пропускания усилителя (по уровню 3 дБ), которая должна быть в пределах ±10%;
    - погрешность установления оператором на экране осциллографа изображения, соответствующего черт.2б.
    1.2.Погрешность должна быть в пределах ±15% (ГОСТ 19656.0-74) для уровня мощности 10 Вт.
    1.3.Интервал погрешности с установленной вероятностью 0,997 определяют по формуле
    , (2)
    где - погрешность определения начального ослабления аттенюатора , равная ±0,2 дБ или ±5%;
    - погрешность отсчета ослабления по шкале аттенюатора , равная ±0,26 дБ (максимальное значение погрешности при ослаблении 50 дБ) или ±6%.
    Из формы (2) =±7,8%.
    1.4.Интервал погрешности измерения с установленной вероятностью 0,997 определяют по формуле
    , (3)
    где - погрешность установления длительности импульса, равная ±10%;
    - погрешность установления частоты повторения, равная ±10%;
    - погрешность за счет нестабильности амплитуды импульса, равная ±5%.
    Из формулы (3) =±15%.
    1.5.Интервал погрешности измерения с установленной вероятностью 0,997 определяют по формуле
    , (4)
    где и - коэффициенты отражения детекторной камеры с измеряемым диодом и СВЧ тракта.
    Коэффициент отражения определяют по значению коэффициента стоячей волны по напряжению по формуле
    . (5)
    Для значений равных: 1,3 - по ГОСТ 19656.0-74 и 1,6 - принятого как наихудший случай рассогласования диодной камеры с трактом - =0,13 и =0,23.
    Из формулы (4) =±6%.
    1.6.Погрешность для случая совмещения ярких границ шумов должна быть в пределах ±0,5 дБ или ±12%.
    1.7.Подставляя значения , , , , , и в формулу (1), получаем =±1,2 дБ или ±30%.
    2.Косвенный метод
    2.1.Тангенциальную чувствительность в относительных единицах рассчитывают по формуле
    . (6)
    Логарифмируем формулу (6) и после почленного дифференцирования с заменой дифференциалов приращениями получаем алгебраическую сумму частных составляющих погрешности измерения
    , (7)
    где - погрешность измерения чувствительности по току, которая должна быть в пределах ±16% (ГОСТ 19656.7-74);
    - погрешность измерения шумового отношения, которая должна быть в пределах ±20% (ГОСТ 19656.5-74);
    - погрешность измерения дифференциального сопротивления, которая должна быть в пределах ±7% (ГОСТ 18986.14-85).
    Коэффициент может иметь максимальное значение, не превышающее 1.
    Коэффициент может иметь максимальное значение, не превышающее 2.
    При максимальных значениях коэффициентов выражение для примет вид:
    . (8)
    2.2.Подставляя значения , и в формулу (8), получаем =±0,8 дБ или ±20%.
    ПРИЛОЖЕНИЕ. (Измененная редакция, Изм. N 1).