ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ СОЮЗА ССР

ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

ГОСТ 18604.0-83 (СТ СЭВ 1622—79J_f ГОСТ 18604.1-80 (СТ СЭВ 3993—83)_г ГОСТ 18604.2-80(СТ СЭВ 4288—83), ГОСТ 18604.3-80'(СТ СЭВ 3999—83), ГОСТ 18604.4-74 (СТ СЭВ 3998—83), ГОСТ 18604.5-74 (СТ СЭВ 3998—83), ГОСТ 18604.6-74 (СТ СЭВ 3998—83), ГОСТ 18604.7-74, ГОСТ 18604.8-74, ГОСТ 18604.9-82, ГОСТ 18604.10-76, ГОСТ 18604.11-76 (СТ СЭВ 3996—83), ГОСТ 18604.13-77, ГОСТ 18604.14-77, ГОСТ 18604.15-77, ГОСТ 18604.16-78-ГОСТ 18604.19-78, ГОСТ 18604.20-78 (СТ СЭВ 3996—83), ГОСТ 18604.22-78 (СТ СЭВ 4289—83),

ГОСТ 18604.23-80, ГОСТ 18604.24-81

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ СОЮЗА ССР

ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСТ 18604.0-83 (СТ СЭВ 1622—79), ГОСТ 18604.1-80 (СТ СЭВ 3993—83), ГОСТ 18604.2-80(СТ СЭВ 4288—83), ГОСТ 18604.3-80 (СТ СЭВ 3999—83), ГОСТ 18604.4-74 (СТ СЭВ 3998—83), ГОСТ 18604.5-74 (СТ СЭВ 3998—83), ГОСТ 18604.6-74 (СТ СЭВ 3998—83), ГОСТ 18604.7-74, ГОСТ 18604.8-74, ГОСТ 18604.9-82, ГОСТ 18604.10-76, ГОСТ 18604.11-76 (СТ СЭВ 3996—83), ГОСТ 18604.13-77, ГОСТ 18604.14-77, ГОСТ 18604.15-77, ГОСТ 18604.16-78-ГОСТ 18604.19-78, ГОСТ 18604.20-78 (СТ СЭВ 3996—83), ГОСТ 18604.22-78 (СТ СЭВ 4289—83),

ГОСТ 18604.23-80, ГОСТ 18604.24-81

Издание официальное

Москва — 1 986

© Издательство стандартов, 1986

УДК 621.382.3:621.391.822.08:006.354    Группа    Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ

Метод измерения коэффициента шума на высоких и сверхвысоких частотах

Transistors bipolar.

Noise figure measurement technique at high and ultra high frequencies

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 2 июня 1976 г. № 1363 срок введения установлен

с 01.01.78

Проверен в 1982 г. Постановлением Госстандарта от 27.04.82 № 1682 срок действия продлен

до 01.01.88

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на биполярные транзисторы и устанавливает метод измерения коэффициента шума на высоких и сверхвысоких частотах в диапазоне 100 кГц—12 ГГц.

Общие условия при измерении коэффициента шума должны соответствовать требованиям ГОСТ 18604.0-83.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3996—83 в части измерения коэффициента шума на высоких и сверхвысоких частотах (справочное приложение 3).

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. АППАРАТУРА

1.1.    Измерительные установки, предназначенные для измерения коэффициента шума транзистора, должны обеспечивать основную погрешность в пределах ± 1 дБ, на частотах измерения ниже 180 МГц и в пределах ±0,6 дБ, на частотах измерения со 180 МГц и выше.

1.2.    Измерение коэффициента шума производят на фиксированной частоте.

1.3. Конкретная схема, режим и условия измерения коэффициента шума (частота измерения, тока эмиттера, напряжение коллектора, входное сопротивление генератора шума и пр.) указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.

В справочных приложениях 1 и 2 приведены методы измерения коэффициента шума.

Температура окружающей среды при измерении должна быть в пределах (25± 10) °С.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ

2.1. Структурная схема измерения коэффициента шума должна соответствовать указанной на чертеже.

2.2. Элементы, входящие в электрическую схему, должны удовлетворять следующим требованиям.

2.2.1. В качестве генератора шума применяют источники шумового сигнала. В случае использования вакуумного шумового диода значение мощности шума на 1 Гц полосы Р_гш в ваттах определяют по формуле

Prm=0,5qI,R_r,

где /_а — ток анода шумового диода. А;

R_r —сопротивление генератора шума, Ом; q — заряд электрона, Кл.

При использовании других генераторов шума (например полупроводникового или газоразрядного) выходной уровень значения спектральной плотности шума приводят в градуировочном графике паспортных данных генератора шума.

98

ГОСТ 18604.11-76 Стр. 3

Генератор шума должен быть откалиброван в единицах шумовой мощности, напряжения шума или относительной шумовой температуры.

Допускается калибровка генератора шума в единицах избыточной шумовой температуры или в единицах коэффициента шума.

Допускается измерение коэффициента шума при работе генератора шума как в непрерывном режиме, так и в режиме импульсной модуляции.

Выходное сопротивление генератора шума должно быть равно 50 или 75 Ом.

2.2.2.    Развязку Р применяют для снижения спектральной плотности мощности шума генератора шума. В качестве развязки генератора шума используют резистивный аттенюатор или ферритовый вентиль, либо направленный ответвитель.

При применении развязки градуировку генератора шума рекомендуется проводить совместно с развязкой.

2.2.3.    Входной трансформатор полных сопротивлений Тр1 предназначен для преобразования выходного сопротивления генератора шума в комплексно-сопряженное значение входному полному сопротивлению измеряемого транзистора или в оптимальное полное сопротивление, 'обеспечивающее минимальное значение коэффициента шума.

Рекомендуется применять регулируемые трансформаторы полных сопротивлений Тр1.

При определенных условиях измерения коэффициента шума, указанных в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов, трансформатор полных сопротивлений Тр1 в схеме может отсутствовать.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.2.4.    Выходной трансформатор полных сопротивлений Тр2 применяют для согласования полного выходного сопротивления измеряемого транзистора с полным входным сопротивлением индикатора И. Рекомендуется применять регулируемые трансформаторы Тр2.

Выходная цепь измеряемого транзистора может быть нагружена элементом с фиксированным полным сопротивлением, значение которого устанавливается в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов. В этом случае выходной трансформатор полных сопротивлений Тр2 в схеме может отсутствовать.

2.2.5.    Индикатор И должен реагировать на среднее квадратическое значение подаваемого сигнала. Шкалу индикатора рекомендуется градуировать непосредственно в единицах коэффициента шума или в децибелах.

При отсчете измеряемого коэффициента шума по шкале калибровочного генератора шума допускается шкалу индикатора

99

градуировать в единицах напряжения, мощности или относительной шумовой температуры в зависимости от калибровочного параметра генератора шума.

Собственный уровень шумов индикатора должен быть таким, чтобы обеспечивать требуемую погрешность измерения. Должна быть предусмотрена возможность компенсации собственных шумов индикатора, либо должен производиться их учет.

2.2.4, 2.2.5. (Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

3.1.    Транзистор включают в схему и устанавливают режим по постоянному току.

3.2.    Измерение проводят следующим образом.

3.2.1.    Перед измерением проводят калибровку. При выключенном генераторе шума устанавливают определенное показание а индикатора И, регулируя его коэффициент усиления.

3.2.2.    Включают генератор шума.

Если уровень мощности на выходе генератора шума регулируется, изменяют уровень выходного сигнала генератора шума до-тех пор, пока уровень шумов на выходе транзистора не увеличится в п раз.

Если уровень мощности на выходе генератора шума не регулируется, измеряют показания на выходе индикатора а' и вычисляют отношение показаний

а

Допускается до включения генератора шума снизить коэффициент усиления по мощности индикатора в п раз и затем, включив генератор, изменить уровень его выходного сигнала до тех пор, пока не будет достигнуто прежнее показание а индикатора И.

3.2.3. Если в стандарте на конкретный тип транзистора задан оптимальный коэффициент шума, то трансформатор Тр2 настраивают на максимальное усиление, а трансформатор Тр1 — на минимальный коэффициент шума.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Значение коэффициента шума /С_ш отсчитывают по шкале генератора шума и определяют в относительных единицах или в децибелах (К_ш (дБ)=10 1 gK_ut (ед)) по формуле

^w Г1И

4/СГ₀К_г(п-1)

ГОСТ 18604.11-76 Стр. 5

где U_Tm — среднее квадратическое значение напряжения шума генератора шума ГШ на 1 Гц полосы;

U_r —значение напряжения генератора шума;

Ргш—мощность шума генератора шума на 1 Гц полосы;

R_r —выходное сопротивление источника сигнала (генератора шума ГШ или значение резистора);

Т₀ — температура, К, Г₀=293 К;

Т_тш — шумовая температура генератора шума;

А/ — ширина эффективной шумовой полосы пропускания;

К — постоянная Больцмана, К= 1,38-Ю”²³ Дж/'К.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

101

Стр. 6 ГОСТ 18604.11-76

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

МЕТОД УДВОЕНИЯ

1.    Аппаратура

1.1.    Аппаратура — в соответствии с требованиями раэд. 1 настоящего стандарта.

2.    Подготовка к измерению

2.1'. Структурная схема измерения коэффициента шума должна соответствовать указанной на чертеже настоящего стандарта.

2.2.    Требования к основным элементам, входящим в схему, должны соответствовать установленным в п. 2.2 настоящего стандарта.

2.3.    Для уменьшения погрешности отсчета рекомендуется в измерительный тракт включать трехдецибельный ослабитель, который позволяет осуществлять отсчет первоначальной и удвоенной мощности на выходе в одной и той же точке шкалы.

3.    Проведение измерения и обработка результатов

3.1.    Измерение коэффициента шума /С_ш проводят в соответствии с требованиями, изложенными в пл. 3.1—3.2.2 настоящего стандарта при п=2.

3.2.    Значение коэффициента шума /С_ш отсчитывают по шкале генератора шума в соответствии с соотношением:

V _ ^и\ш _    _    Ргш-КТо    _ 7-Го

^ш 4KT₀R_r 4KT₀R_rN~    КТ„    Т₀    ’

102

ГОСТ 18604.11-76 Стр. 7

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

МОДУЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА

Принцип метода основан на отделении измеряемого шумового сигнала от прочих шумовых сигналов посредством его модуляции. Применение модуляции шумового сигнала позволяет в течение одного полупериода модуляции проводить отсчет одного из измеряемых уровней шумовой мощности, а в течение другого полупериода — отсчет другого измеряемого уровня шумовой мощности.

Рекомендуется применять электронную обработку сигнала, обеспечивающую непосредственный отсчет коэффициента шума.

Модуляционный метод измерения коэффициента шума по принципу модуляции генератора шума делится на:

метод измерения коэффициента шума с модуляцией генератора шума между двумя фиксированными уровнями «мощности, один из которых соответствует шумовой температуре Т\, а другой — шумовой температуре 7*₂;

метод измерения коэффициента шума с модуляцией генератора шума между фиксированным и переменным уровнем.

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА С МОДУЛЯЦИЕЙ ГЕНЕРАТОРА ШУМА МЕЖДУ ДВУМЯ ФИКСИРОВАННЫМИ УРОВНЯМИ

1.    Аппаратура

1.1.    Аппаратура — в соответствии с разд. 1 настоящего стандарта.

2.    Подготовка к измерению

2.1.    Структурная схема измерения коэффициента шума К_ш соответствует указанной на чертеже настоящего стандарта.

2.2.    Требования к основным элементам, входящим в схему измерения, должны удовлетворять установленным в п. 2.2 настоящего стандарта.

3.    Проведение измерения «и обработка результатов

3.1>. Генератор шума градуируется в значениях избыточной шумовой температуры, которая в относительных единицах выражается в виде

Tt-Tx 2j_

7\    “    7\

Обычно Г| = Г₀=293 К. При измерении малых значений коэффициента шума (менее 2 ед.) рекомендуется использовать генератор шума с охлажденной нагрузкой (7*,<7₀)-

В случае охлаждения генератора жидким азотом эффективная температура на его выходе лежит в пределах 80—«100 К.

График изменения шумовой мощности от времени на выходе генератора шума и* на входе измеряемого транзистора представлен на чертеже настоящего приложения.

3.2.    Индикатор И настраивают на частоту модуляции сигнала.

3.3.    Чтобы обеспечить постоянство калибровки при настройке входного трансформатора Тр1 на минимальный коэффициент шума, а также при изменении режима «питания транзистора, рекомендуется применение системы автоматической регулировки уонления (АРУ), которая должна обеспечивать постоянство усиления тракта между генератором шума и индикатором.

103

1

Издание официальное    Перепечатка    воспрещена

2

Переиздание (декабрь /985 г.) с Изменениями № I, 2. утвержденными в июле 1979 г., апреле 1984 г.

(ИУС 9-79, 8-84).

4 Зак. 256