МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ИЗДЕЛИЯ АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЕ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ

ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2006

УДК 534.8.08:621.38:006.354    Группа    Э09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ИЗДЕЛИЯ АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЕ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ

Типы, основные параметры и методы измерений

Surface acoustic wave devices.

Types, main parameters and methods of measurements

МКС 33.160 ОКСТУ 6336, 6337

Дата введения 01.01.91

Настоящий стандарт распространяется на пассивные акустоэлсктронные изделия (далее — изделия): линии задержки, фильтры, фазовращатели, резонаторы, конвольвсры с акустической нелинейностью на поверхностных акустических волнах (ПАВ), а также на других типах акустических волн, распространяющихся вблизи поверхности подложки (также обозначаемые ПАВ).

Стандарт устанавливает типы, основные параметры и методы измерений параметров изделий.

1. ТИПЫ

1.1. Типы изделий — в соответствии с табл. 1.

Изделие, выполняющее одновременно несколько функций, классифицируют и обозначают в соответствии с основным функциональным назначением.

Таблица I

Место расположения параметра в обозначении изделия Наименование изделия Тип Средняя частота полосы пропус кания Паюса пропус кания Время задержки Сдвиг фаз Длитель ность импульс ного отклика Доброт ность резона тора Время интегри рования Линия задержки ЛЗА 2 — 1 - - - - Линия задержки многоотводная ЛМА 2 _ 1 — — — — Линия задержки дисперсионная ЛДА _ 2 — — — , — Линия задержки регулируемая Л РА 1 — 2 — — — — Линия задержки рециркуляционная Л ПА 1 _ 2 — — — — Фазовращатель многоотводный ВМА 1 _ _ 2 _ _ _ Фазовращатель регулируемый ВРА 1 _ — 2 — — —

Издание официальное    Перепечатка воспрещена

★

© Издательство стандартов, 1989 © Стандартинформ, 2006

Продолжение таб.1. I

Место расположения параметра в обозначении изделия Наименование изделия Тип Средняя частота паюсы пропус кания Полоса пропус кания Время задержки Сдвиг фаз Длитель ность импульс ного отклика Доброт ность резона тора Время интегри рования Фильтр поюсовой ФПА 1 2 — — — — Фильтр режекторный ФРА 1 2 — — — — — Фильтр многоканальный ФМА 1 2 _ _ _ _ _ Резонатор двухпатюс-ный РДА 1 _ _ _ 2 — Резонатор четырехполюсный РЧА 2 _ _ 2 _ Резонатор регулируемый РРА 1 2 — Фильтр согласованный ФСА 2 тяш 1 _ Фильтр гребенчатый ФГА — 2 1 — — — — Конвольвер с акустической нелинейностью КВА 2 _ — — — 1

Примечание. Среднюю частоту паюсы пропускании и паюсу пропускания указывают в мегагерцах; время задержки, длительность импульсного отклика и время интегрирования указывают в микросекундах; сдвиг фаз — в градусах.

Изделие классифицируют по одной из выполняемых функций, если в одном корпусе или на одной подложке объединены несколько акустоэлсктронных устройств различного функционального назначения.

Изделия, которые по функциональному назначению можно отнести к двум или нсскатьким типам (например: ВМА или ЛМА, ФСА или ЛДА, ФМА или ФПА и др.), целесообразно классифицировать одним типом, исходя из выполняемой функции.

Примечание. Изделие с кнадратичной фазочастотной характеристикой, предназначенное для сжатия или формировании сшнала с линейной частотной манипуляцией заданной длительности и ширины спектра, более целесообразно относить к ФСА, а нс к ЛДА.

1.2. По конструктивному исполнению изделия подразделяют на виды по табл. 2.

Таблица 2

Характеристика вида конструктивного исполнения Обозначение вида Корпусные: в герметичном корпусе (в герметичном исполнении) 1 в пылсбрызгозаиштном корпусе 2 Ьсскорпусныс: с гибкими выводами 3 с контактными площадками без выводов 4 с контактными площадками без выводов на общей пластине (неразделенные) 5

1.3. Условное обозначение изделий должно состоять из: трех букв, определяющих изделие по функциональному назначению (табл. 1); цифры, обозначающей вид изделия по конструктивному исполнению (табл. 2); значений двух основных параметров, следующих через дефис (в последовательности, указанной в табл. 1).

ГОСТ 28276-89 С. 3

Если точное значение параметра характеризуется десятичным числом, то следует его округлить до целого числа. Точные значения параметров устанавливают в технических условиях (ТУ). Каждое значение должно состоять не более чем из трех цифр.

При необходимости разработчик имеет право после параметров изделия дополнительно ввести буквенное обозначение от Л до Я (кроме букв 3, М, О, П, Т, Ч, III, Ы, Ъ), характеризующее отличие изделия данного типа от подобных изделий по другим признакам.

Условное обозначение изделия при заказе и в конструкторской документации с примером обозначения расшифровывается и указывается в ТУ на изделие.

Примеры условного обозначения изделий:

линии задержки акустоэлсктронной в герметичном корпусе со временем задержки 8 мкс, на частоте 70 МГц:

Л ЗА 1-8-70

фильтра согласованного акустоэлектронного в бескорпусном исполнении с гибкими выводами, на длительность сигнала 128 мкс и полосой частот 16 МГц для обработки фазоманипулирован-ного сигнала:

ФСАЗ—128— 16ф.

Допускается в условном обозначении изделия указывать значение только одного из двух основных параметров. При этом условное обозначение изделия будет записано, например, так: ЛЗА-8, ФСА-128Ф.

Отличительные признаки изделия: материал подложки, наличие согласующих цепей, тип распространяющейся акустической волны и по желанию разработчика можно обозначить последней буквой в условном обозначении.

2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

2.1. Параметры изделия, определяющие его функциональное назначение, могут быть выражены в частотной или временной областях. Не допускается задавать параметры изделия одновременно в этих двух областях. В исключительных случаях для параметра, заданного в одной области, допускается зафиксировать его значение, как справочное, в другой области.

Ряд основных параметров изделий приведен в табл. 3.

Пояснения терминов, применяемых в стандарте, приведены в приложении. В технически обоснованных случаях максимальное и минимальное значения параметров могут выходить за пределы, указанные в табл. 3.

Таблица 3

Наимснокание параметра Тип изделия Значение параметра Макс. Мин. Средняя частота полосы пропускания (рс- Все изделия, кроме КВА 2500 5 жекции), МГц Паюса пропускания (рсжскции) относи- Все изделия 100 0,01 тельная, % Коэффициент прямоугольности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) Л ЗА. Л МЛ. ФПА, ФРА. ФМА, ФСЛ 4 1.1 Неравномерность АЧХ (в диапазоне частот), дБ ЛЦА, ФПА. ФМА, ФСА, ФГА 3 0.1 Уровень сигнала тройного прохождения, дБ Л ЗА, ФПА, ФМА. ФСА 50 12 Уровень подавления сигнала (в диапазоне ФПА, ФРА, ФМА. ФСА 70 13 частот), дБ Уровень боковых лепестков АЧХ, дБ ФСА -13 -60 Вносимое затухание (по напряжению), дБ Л ЗА, ЛЦА, ФПА, РДА, РЧА 30 2 Остальные изделия 60 10

Продолжение табл. 3

Наименование параметра Тип изделия Значение параметра Макс. Мин. Отклонение фазочастотной характеристики (ФЧХ) от линейной зависимости в диапазоне частот Л ЗА, ВМА, ВРА, ФПА, ФМА 15* Г Неравномерность группового времени задержки (ГВЗ) в диапазоне частот, нс Л ЗА, ВМА, ВРА, ФПА, ФМА 300 1 Время фазовой задержки, мкс ВРА, ВМА, Л МЛ, Л ЗА, Л МЛ, ЛДА, ЛРД, ЛЦА, ФПА 500 0,05 Температурный коэффициент времени задержки (ТКЗ), 1/*С ЛЗА, ЛМА, ЛДА, Л РА, ЛЦА, ФСА, ФГА, ВМА, ВРА МО-4 110-* Температурный коэффициент частоты (ТКЧ), |/*с ФПА, ФРА, ФМА, РДЛ, РЧА, РРА, ФСА. ФГА МО-4 МО-4 Разность фаз между отводами ВМА. ВРА 360* 0.5* Длительность импульсного отклика, мкс ЛДА, ФСА, ФГА 200 0,085 Неравномерность амплитуды импульсного отклика, дБ ЛДА, ФСА, ФГА 6 0,5 Ширина пика сжатою сигнала, мкс ЛДА, ФСА, ФГА, КВА 0,2 0,01 Уровень боковых лепестков сжатого сигнала, дБ ЛДА. ФСА. ФГА, КВА -45 -6 Дискрет расстановки пиков гребенчатой АЧХ, МГц ФГА, ЛМА 50 0,05 Добротность резонатора РДА, РЧА. РРА 50000 1000 Внешний билинейный коэффициент кон-вольвсра, дБм КВА ПО 30 Время интегрирования, мкс КВА 30 0,5 Емкость входа (выхода) в параллельной схеме замещения, Ф Все изделия 500 0,5 Активное сопротивление входа (выхода) в параллельной схеме замещения на средней частоте, кОм Все изделия 100 0,01 Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВн) с согласующими устройствами, входящими в изделие ФПА 3 1 Максимально допустимое напряжение на входе (выходе) изделия, В Все изделия 100 0,1

Перечень параметров изделия, контролируемых по ТУ, должен быть минимальным, но достаточным для гарантии соответствия его характеристик требуемой норме.

Допускается ряд параметров приводить в ТУ для справок.

2.2. В табл. 4 приведены основные характеристики изделий. Характеристики могут определяться в виде графиков или алгебраических выражений или в виде значений параметров этих характеристик в заданных точках.

Таблица 4

Наименование Тип изделия Варианты представления характеристики характеристики Прямое Косвенное АЧХ Все изделия, кроме РДАи КВА Частотная зависимость относительною уровня сигнала по напряжению на выходе изделия Амплитудный спектр импульсного отклика изделия ФЧХ Все изделия, кроме РДА и КВА Частотная зависимость набега фазы на выходе изделия Фазовый спектр импульсного отклика изделия Частотная зависимость гвз ФПА, ФРА, ФМА, ФСА Зависимость времени распространения фронта огибающей сигнала от частоты запал нения Первая производная от ФЧХ в функции частоты Дисперсионная характеристика ЛДА, ФСА Частотная зависимость времени фазовой задержки ФЧХ, пересчитанная на время задержки Регулировочная характеристика Л РА, ФРА, РРА Зависимость регулируемого параметра (времени задержки, фазового сдвига, частоты резонатора и др.) от значения управляющего параметра Импульсный отклик (ИО) Л ЗА, ЛЦА. ФСА. ФГА Временная развертка сигнала на выходе изделия при подаче на его вход импульса с плоским широким спектром, охватывающим АЧХ изделия Преобразование Фурье от коэффициента передачи изделия с его амплитудной и фазовой компонентами Сигнал свертки ЛДА, ФСА. ФГА Временная развертка импульсного сигнала на выходе изделия при подаче на его нход сигнала специальной формы Функция свертки ИО изделия с обращенным по времени его ОИ Температурная характеристика времени задержки (частоты, фазового сдвига и др.) Все изделия Зависимость времени задержки (частоты, фазового сдвига и др.) от температуры Частотная зависимость сопротивления входа и выхода Все изделия Частотная зависимость активной и реактивной составляющих сопротивления в параллельной и последовательной схемах замещения Выходной сигнал конвольвера КВА Временная развертка импульсного сигнала на выходе конвальвера при палаче на входы сигналов определенной структуры

Требования к характеристикам излети я устанавливают в технических условиях либо в виде предельных кривых на графике, либо в виде допуска на значение функции алгебраического выражения, либо в виде пределов допустимого значения параметра.

2.3.    Включение в ТУ всех основных параметров и характеристик, относящихся к изделию данного типа, не обязательно. В технически обоснованных случаях допускается введение параметров и характеристик, не указанных в табл. 3 и 4.

2.4.    Активная и реактивная составляющие входных, выходных, а также управляющих отводов изделия имеют частотосую зависимость. Поэтому для значений этих параметров изделия, приводимых в ТУ, рекомендуется указать способ включения изделия в измерительный тракт.

2.5.    Допускается в ряде случаев проводить контроль изделия измерением соответствующих параметров узла или блока, в который входит изделие, что указывают в ТУ.

Например, измерением частоты генератора с линией задержки на ПЛВ контролировать время задержки изделия на ПЛВ.

При определении перечня характеристик, которые должны входить в ТУ на изделие, необходимо отдавать предпочтение характеристикам, наиболее полно определяющим работоспособность изделия.

2.6.    Допуск на справочные параметры изделия должен устанавливаться таким, чтобы значение справочного параметра не выходило за поле допуска, если основные параметры находятся в пределах норм, установленных в ТУ.

2.7.    В случае, когда контроль параметров каждого изделия затруднен, как например при поставке продукции в виде полуфабрикатов без корпусов или пластин без выводов, допускается измерение параметров проводить на выборке из партии, прошедшей контроль на соответствие изделий конструкторской документации и контроль входных и выходных сопротивлений. Размеры выборки указывают в ТУ.

В технически обоснованных случаях допускается контроль параметров изделия проводить по изменению отклонения их от эталонного образца. Например, не Кондратировать время задержки изделия, а оценивать разницу фаз, которая должна быть минимальной при ее измерении у контрольного и эталонного образцов.

3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЯ

3.1.    Условия и режим измерения

3.1.1.    Перечень измеряемых параметров и режимов измерения указывают в ТУ.

3.1.2.    При наличии нескатьких методов измерения параметра используемый метод выбирают, исходя из требований к параметрам, указанным в ТУ. При выборе методов измерения параметров одного изделия целесообразно ориентироваться на сокращение числа измерительных стендов, схем измерения и измерительных приборов, а также на применение автоматизированных приборов с микропроцессорами и универсальных измерительных стендов с ЭВМ, уменьшающих время измерения, регистрации и анализа данных.

3.1.3.    Все измерения параметров изделия проводят в нормальных климатических условиях (НКУ) по ГОСТ 20.57.406, если иные условия нс установлены в ТУ на конкретное изделие. Если перед началом измерений электрических параметров изделие находилось в климатических условиях, отличающихся от нормальных, то следует выдержать его в НКУ в течение трех часов после кратковременного и нс более шести часов после длительного воздействия.

Измерение параметров изделия проводят в коаксиальных трактах с волновым сопротивлением 50 и 75 Ом с согласующими элементами и без них. Согласующие элементы указывают в НТД на конкретное изделие.

3.1.4.    Технические требования к выпускаемым серийно радиоизмерительным приборам, применяемым для измерения параметров изделий, должны соответствовать ГОСТ 22261. Допускается использовать средства измерений, прошедшие периодическую проверку в соответствии с ГОСТ 8.002¹, а также нсстандартизованныс средства измерений, прошедшие метрологическую аттестацию в соответствии с ГОСТ 8.326².

3.1.5.    Средства измерений, применяемые для измерения параметров изделий, должны соответствовать 2 группе ГОСТ 22261 в части механических и климатических воздействий.

3.1.6.    Электропитание средств измерений должно осуществляться от сети переменного тока напряжением (220 122) В, частотой 50 Гн. Предельные отклонения частоты и содержание гармоник по ГОСТ 13109.

3.1.7.    Погрешность средств измерений, применяемых для измерения параметров изделий, не должна превышать 1/3 предела допустимого отклонения на измеряемый параметр.

3.1.8.    В ряде случаев, оговоренных в ТУ, допускается:

измерять различные параметры изделия в различных режимах включения и согласования;

нс измерять и нс вычислять определенный параметр изделия, а ограничиваться визуальным осмотром и с помощью приборов контралсм расположения заданной точки или области его характеристики в рамках установленного допуска.

ГОСТ 28276-89 С. 7

3.1.9. При определении времени фазовой задержки импульсные методы можно применять только для измерения дискрета расстановки идентичных отводов, поскольку при измерении «вход-выход» формы импульсов на входе и выходе изделия отличаются и однозначно установить точки отсчета времени задержки по таким импульсам невозможно. Этот метод измерения можно использовать для сравнительной или ориентировочной опенки времени задержки.

3.2. Методы измерений

3.2.1.    Структурная схема измерения частотных параметров изделия приведена на черт. 1. Контроль основных параметров изделия проводят на приборе для панорамного измерения

частотных зависимостей параметров коаксиальных многополюсников (например Р4—37 для диапазона частот 1 — 1250 МГц).

Прибор (черт. 1) позволяет определять все частотные характеристики изделия и вычислять следующие параметры:

среднюю частоту полосы пропускания: полосу пропускания по заданному уровню; коэффициент прямоутольности; неравномерность ЛЧХ в диапазоне частот; уровень сигнала тройного прохождения; уровень подавления сигнала в диапазоне частот; уровень боковых лепестков АЧХ; вносимое затухание (по напряжению); отклонение ФЧХ от линейной -зависимое™; неравномерность ГВЗ; время задержки;

температурный коэффициент времени задержки; температурный коэффициент частоты; разность фаз между отводами; дискрет расстановки пиков гребенчатой ЛЧХ; добротность резонатора; коэффициент стоячей волны по напряжению; емкость и активное сопротивление входа и выхода изделия (в параллельной схеме замещения); другие параметры.

На черт. I прибор / объединяет свип-генератор (или программируемый синтезатор), частотомер, усилитель, панорамный индикатор с разверткой в декартовых и полярных координатах и микропроцессорное устройство, которое управляет работой прибора и вычисляет заданные параметры по известным алгоритмам.

3.2.2.    Используя возможность запоминания изображения эталонной характеристики на приборе /, можно в автоматачсском режиме определить отклонение характеристики измеряемого изделия от эталонной.

При включении измеряемого образца по схеме черт. I необходимо соблюдать требуемую степень согласования изделия с прибором / и коаксиального включения в измерительный тракт.

В ТУ должны быть приведены схемы согласования, конструкция крепления изделия, разъемов, согласующих элементов и методика их настройки, необходимые для организации измерений.

3.2.3.    Контроль ряда параметров изделия в конструктивном исполнении 3 или 4, когда высокий уровень сигнала прямого прохождения и акустачсских ложных сигналов сильно

искажает панорамное изображение ЛЧХ, ФЧХ и других характеристик, можно проводить по структурной схеме, приведенной на черт. 2, в которой импульсный отклик измеряемого изделия стробируется от ложных сигналов, отделенных от основного на временной оси.

3.2.4. Анализатор спектра 4 в схеме черт. 2 позволяет котролировать АЧХ изделия и определять ее параметры как

после стробирования ложных сигналов (точка К), так и результирующую с ложными сигналами (точка Л).

3.2.5.    Измеритель структуры импульсного отклика 5 (им может быть осциллограф или измеритель временных интервалов), подключенный к точкам А и Б, позволяет определить следующие характеристики:

длительность импульсного отклика;

неравномерность амплитуды импульсного отклика (или другие параметры его структуры);

уровень сигнала тройного прохождения и др. (в точке А)\

время задержки между отводами ФГЛ;

время задержки в J1ЦА;

другие характеристики.

3.2.6.    Структура импульсного отклика является интегральной характеристикой и сравнение ее с эталоном, выполненное программируемым прибором 5 (например с цифровой обработкой импульсного отклика), может заменить суммарный контроль ЛЧХ и ФЧХ или частотную зависимость ГВЗ.

Этот метод позволяет автоматизировать процесс контроля годности изделия на основе применения компьютеризированного измерителя.

3.2.7.    Для контроля большого уровня подавления сигнала (более 70 дБ) в заданных частотных точках можно использовать схему черт. I, в которой прибор / содержит синтезатор частот и селективный вольтметр. В этом случае конструктивное исполнение изделия целесообразно выполнять с симметричным входом и выходом, а в измерительном стенде предусмотреть трансформацию коаксиального включения в симметричное на входе прибора и обратную трансформацию — на выходе.

3.2.8.    Измерение таких параметров согласованных фильтров, как ширина пика сжатого сигнала, уровень боковых лепестков сжатого сигнала и других, проводят по схеме, приведенной на черт. 3.

Чсрт.З

3.2.9.    Сложный сигнал формируется не только с помощью приборов / и 2, но и другими методами, однако схема на черт. 3 позволяет измерять параметры сжатого сигнала в режиме «Ключ—Замок*. когда в приборах 2 и 4 используются фильтры с зеркальным И О, которые и в аппаратуре выполняют те же функции (один формирует сигнал в передатчике, другой сжимает в приемнике), причем формирующую сигнал структуру обоих фильтров с возможным отличием в функциях апо-дизации изготовляют с одного фотошаблона в прямом и зеркальном изображениях. Режим «Ключ—Замок* позволяет достигать предельных значений параметров сжатого сигнала.

3.2.10.    По схеме черт. 3 возможен контроль не только сжатого сигнала (автокорреляционный режим), но и сигнала «разваленного* (кросскорреляционный режим), когда фильтр 4 обрабатывает несогласованный с ним сигнал, полученный в формирователе 2.

Такой контроль позволяет давать интегральную оценку сложной структуры изделия в том случае, когда отклонения се от расчетной взаимно компенсируются в режиме «Ключ—Замок*.

3.2.11.    Прибор 5, подключенный к выходу прибора 2, в котором установлен согласованный фильтр, воспроизводит ИО этого изделия, параметры которого можно контролировать.

3.2.12.    Структурная схема измерения параметров конвольвера приведена на черт. 4.

ГОСТ 28276-89 С. 9

3.2.13. В стандарте приведены схемы и методы измерения основных параметров изделий. Параметры, не входящие в перечень основных, следует измерять по специальным методикам, приводимым в ТУ на конкретное изделие.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

Таблица S

Термин Пояснение Полоса рсжскции относительная Разность частот между точками АЧХ в области рсжскции рсжск-торного фильтра на заданном уровне от максимального значения АЧХ в области пропускания сигнала, вычисленная в процентах относительно средней частоты полосы рсжскции Максимально допустимое напряжение на входе (выходе) изделия Амплитуда сигнала (по напряжению) на входе (выходе) изделия, превышение которой нарушит его работоспособность Уровень боковых лепестков сжатого сигналя Разность уровней в логарифмическом выражении (по напряжению) между максимумом огибаюшей бокового лепестка и максимумом центрального пика сжатого сигнала на выходе изделия Дискрет расстановки инков гребенчатой АЧХ Разность между средними частотами двух соседних пиков АЧХ гребенчатого фильтра Уровень подавления сигнала в диапазоне частот Разность уровней в логарифмическом выражении (по напряжению) между сигналами на средней частоте полосы пропускания и в заданном диапазоне частот (в точке с максимальным сигналом в этом диапазоне) Уровень боковых лепестков АЧХ Разность уровней в логарифмическом выражении (по напряжению) между сигналом на выходе изделия и в максимуме бокового лепестка, и в максимуме центрального пика Неравномерность амплитуды импульсного отклика Разность уровней в логарифмическом выражении (по напряжению) между максимальным и минимальным значениями огибающей импульсного отклика на плоском его участке Ширина пика сжатого сигнала Интерваз во временном масштабе между точками на огибаюшей центрального пика сжатого сингаза по заданному от максимума уровню

1

На территории Российской Федерации действуют IIP 50.2.002- 94.

2

На территории Российской Федерации действуют ИР 50.2.009 94.