Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

18 страниц

396.00 ₽

Купить ГОСТ 18604.11-88 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на биполярные транзисторы и устанавливает метод измерения коэффициента шума Кш на высоких и сверхвысоких частотах в диапазоне частот 1х10 в ст. минус 4 до 12,0 ГГц

 Скачать PDF

Ограничение срока действия снято: Постановление Госстандарта № 1454 от 17.09.91

Оглавление

1 Принцип, условия и режим измерений

2 Аппаратура

3 Подготовка и проведение измерений

4 Обработка результатов измерений

5 Показатели точности измерений

Приложение 1 Термины и пояснения к ним

Приложение 2 Рекомендации по снижению погрешности измерения коэффициента шума транзистора

 
Дата введения01.01.1990
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.02.2020

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

27.07.1988УтвержденГосударственный комитет СССР по стандартам2775
ИзданИздательство стандартов1988 г.

Transistors bipolar. Noise figure measurement technique at high and ultra high frequencies

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА НА ВЫСОКИХ И СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ

ГОСТ 18604.11-88 (СТ СЭВ 3996-83)

Цена 5 коп. БЗ 7—88/479


Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва

УДК 621.382.33:006.354    Группа    Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГОСТ

18604.11—88

(CT СЭВ 3996—83)

ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ

Метод измерения коэффициента шума на высоких и сверхвысоких частотах

Bipolar transistors. Method of measuring noise figure at high and ultra-high frequencies

ОКП 62 2312

Срок действия с 01.01.90 до 01.01.95

Настоящий стандарт распространяется на биполярные транзисторы и устанавливает метод измерения коэффициента шума Кщ на высоких и сверхвысоких частотах в диапазоне частот 1 • 10-4 до 12,0 ГГц.

Общие требования при измерении и требования безопасности — по ГОСТ 18604.0-83.

Термины и пояснения к ним приведены в приложении 1.

1. ПРИНЦИП, УСЛОВИЯ И РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЙ

1.1.    Коэффициент шума транзистора /Сштр представляет собой параметр, показывающий во сколько раз ухудшается соотношение сигнал/шум на определенной частоте за счет собственных шумов транзистора.

1.2.    Значение (/Сштр) транзистора в общем случае определяется формулой

is    ^ш тр    .« V

где Рш — мощность шума источника сигнала, Вт;

Рщ тр — мощность шума транзистора, Вт.

Для диапазона частот, в котором мощность шума (Ли) источника сигнала определяют по формуле

Издание официальное

Яц1=/С7'иД/,    (2)

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1988

2-2713


где


К — постоянная Больцмана, равная 1,38- 10-23 Дж/К;

Т„ — эквивалентная эффективная шумовая температура (ЭШТ) источника сигнала, К; д/ — эквивалентная полоса частот измерителя шумовой мощности, Гц, отношение мощности шума в правой части формулы (1) можно заменить отношением эквивалентных шумовых температур. Тогда значение (/СШтр) рассчитывают по формуле


Кш тр —



(3)


где


Тетр —ЭШТ, приведенная к входу транзистора (ЭШТВ).

Лш гр транзистора, работающего в линейном режиме зависит не только от свойств самого транзистора, но и от коэффициента отражения источника сигнала. Эту зависимость определяют по формуле


Km TD — Кш min;


I Г„ Гор, |2 1-|Г„|2


(4)


где Km mm —минимальный коэффициент шума;

S — коэффициент, характеризующий степень зависимости Km транзистора от условий согласования на его входе;

Ги — комплексный коэффициент отражения источника сигнала;

Гор< — комплексный коэффициент отражения источника сигнала, при котором Кш минимален.

Таким образом Кштр характеризует шумовые свойства транзистора при его работе с источником сигнала, имеющим определенные ЭШТ и коэффициент отражения.

1.3. Для единообразия измерений (ЛГштр) используют стандартный Кш, который определяют по формуле

(5)


где То — стандартная температура источника сигнала, равная 293 К (20°С).

В качестве источника сигнала с ЭШТ, равной То, используют резистивную или поглощающую нагрузку, которая согласована в линии передачи и имеет температуру Т0. Номинальную мощность шума (Рщо) такого источника сигнала определяют по формуле

РШ*=КТ,.\/.    (6)


В процессе измерения Кш осуществляют контроль суммарной мощности шума на выходе измеряемого транзистора. Информация


ГОСТ 18604.11-88 С. 3

о шумовых свойствах транзистора содержится только во втором слагаемом (см. формулы 1 и 3).

1.4.    При измерении малошумящих транзисторов /Сш<2дБ для повышения информативности и снижения погрешности измерения рекомендуется снижать мощность шума источника сигнала за счет уменьшения Тп и проводить измерение с использованием низкотемпературного генератора шума (НГШ) вместо источника сигнала со стандартной эквивалентной температурой Т0. При этом номинальную мощность шумов от НГШ на входе транзистора Рш тол определяют по формуле

^шгм — КТходД/,    (7)

где Тхол — эквивалентная шумовая температура на выходе НГШ.

1.5.    При использовании НГШ измеритель шумовой мощности измеряет суммарную мощность шума (Ршх), пересчитанную ко входу

Рш*=Рт Х0»+Рш тР=АГД/(7’Х0Л+7; тр).    (8)

Т'холЧ" TQ тр То

7хол~Ь Те Тр


1jr    Рш хол+Рш тр

А ш раб=    Z

Лио

jy _ Ли холЧ"^ш тр

Л Ш ХОЛ--

* ш ХОЛ


(9)

(Ю)


Б соответствии с формулой (8) при использовании НГШ в процессе измерения Кш в результате первоначальной обработки сигнала определяют рабочий коэффициент шума (Кш раб) или реальный коэффициент шума (Кшхол)

Значение стандартного /Cm, заданного в технических условиях на транзистор конкретного типа, определяют в процессе дальнейшей обработки результатов измерений по формулам (19) и (23).

1.6.    Для определения Кш необходимо проводить измерения при подаче на вход измеряемого транзистора нескольких уровней шумовой мощности, например KT„Af и К(Ти+АТгт) Af. В соответствии с этим источник сигнала ГШ или НГШ на входе измеряемого транзистора может иметь ЭШТ, равную Т„, когда ГШ выключен, или ЭШТ, равную Т„+Тгш, когда ГШ включен.

1.7.    Режим питания по постоянному току, условия согласования на входе и выходе измеряемого транзистора и, при необходимости, конкретную схему измерения указывают в технических условиях на транзистор конкретного типа.

Рекомендуется задавать минимальный коэффициент шума (Лштш), при этом полное сопротивление источника сигнала на входе измеряемого транзистора должно соответствовать настройке на минимальное значение Кш-2*

С. 4 ГОСТ J 8604.11-88

Следует учитывать потери в элементах настройки на /Сштш» а также других элементах передающей линии на входе транзистора. В отдельных случаях, в зависимости от свойств и назначения транзистора, допускается задавать /Сштр при сопротивлении источника сигнала, равном волновому сопротивлению линии передачи, например 50 Ом.

1.8.    При наличии помех на частоте измерения рекомендуется принимать меры к снижению помех в месте их возникновения или путем проведения измерений в экранированных помещениях. Допускается снижать уровень помех путем перестройки измерительной установки в пределах ±2,5% значения частоты измерения.

1.9.    Температура окружающей среды при измерении должна быть в пределах (25±Ю)°С, если иное не указано в технических условиях на транзистор конкретного типа.

1.10.    Измерение /Сш проводят на фиксированной частоте, которую указывают в технических условиях на транзистор конкретного типа.

2. АППАРАТУРА

2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая схема которой приведена на чертеже.

Источник сигнала модулируется между двумя уровнями ЭШТ. В зависимости от характера модуляции и алгоритма обработки результатов измерений данный метод позволяет реализовать различные способы определения значения /Сш (двух отсчетов, удвоения, модуляционный и др.). В эксплуатационной документации на измерительную установку приводят конкретную схему измерения и используемый способ обработки результатов измерения для определения Кш.

ГОСТ 18604.11-88 С. 5

2.2. Источником сигнала является ГШ. В выключенном состоянии от источника сигнала на вход измеряемого транзистора поступает номинальная мощность шума в соответствии с соотношением (2). Во включенном состоянии от источника сигнала на вход измеряемого транзистора дополнительно поступает избыточная мощность шума.

При использовании в качестве ГШ вакуумного шумового диода значение мощности шума (Ргш) в ваттах на 1 Гц полосы частот определяют но формуле

Рг ш=0,5?/,/?ГИ|>    (11)

где Rrm — сопротивление ГШ, Ом; q — заряд электрона, 1,6» 10 16 Кл; /а — ток анода шумового диода, А.

При использовании других ГШ, например полупроводникового или газоразрядного, выходной уровень значения спектральной плотности мощности шума (СПМШ) приводят в паспортных данных ГШ. ГШ должен быть отградуирован в единицах избыточной СПМШ или избыточной относительной шумовой температуры.

При измерении транзисторов с Кт<2 дБ рекомендуется использовать образцовые и низкотемпературные генераторы шума НГШ. При использовании НГШ для получения второго уровня шумового сигнала рекомендуется использовать мощность шума от включенного на некоторое время газоразрядного или твердотельного ГШ. При этом НГШ должен быть отградуирован по обоим уровням шумового сигнала: низкотемпературному и высокотемпературному. Низкотемпературный уровень должен быть отградуирован в абсолютных значениях ЭШТ на выходе НГШ — 7хол* а высокотемпературный уровень — в единицах относительной избыточной СПМШ, выраженной либо в единицах Г0, либо в единицах Гхол •

И Охо., = 4^ =0—4    (12)

''1    'ХОЛ    ‘    хол

где G —- значение СПМШ, приведенное в паспорте ГШ или полученное в результате градуировки (относительные единицы);

G\oi —значение СПМШ на выходе НГШ, выраженное в относительных единицах по отношению к ЭШТ на выходе выключенного НГШ;

ДТГШ —приращение ЭШТ на выходе НГШ, К.

Допускается градуировка ГШ в единицах избыточной шумовой температуры или в единицах Кт-

При необходимости в техническом описании на измерительную установку приводят методики градуировки ГШ.

Допускается измерять Кт при работе ГШ в непрерывном режиме и в режиме импульсной модуляции.

Выходное сопротивление ГШ должно быть равно 50 или 750м.

2.3.    При необходимости уменьшить влияние изменения коэффициента отражения ГШ при переключении из выключенного состояния во включенное, а также для снижения СПМШ применяют развязку (WU), в качестве которой используют либо резистивный аттенюатор, либо ферритовый вентиль, либо направленный ответвитель. В ряде случаев она может отсутствовать.

При применении WU градуировку ГШ рекомендуется проводить совместно с ней. Допускается проводить градуировку ГШ на той же установке, на которой измеряют ГШ.

2.4.    Входной трансформатор полных сопротивлений (77) предназначен для преобразования выходного сопротивления ГШ в комплексно-сопряженное значение входному полному сопротивлению измеряемого транзистора или в оптимальное полное сопротивление, обеспечивающее минимальное значение /Сш-

Рекомендуется применять регулируемые трансформаторы полных сопротивлений.

При определенных условиях измерения Кт, указанных в технических условиях на транзистор конкретного типа, трансформатор полных сопротивлений может быть фиксированным или может отсутствовать.

2.5.    Выходной трансформатор полных сопротивлений Т2 применяют для согласования полного выходного сопротивления измеряемого транзистора с полным входным сопротивлением измерителя шумовой мощности и индикатора PW, рекомендуется применять регулируемые трансформаторы.

Выходная цепь измеряемого транзистора может быть нагружена элементом с фиксированным полным сопротивлением, значение которого указывают в технических условиях на транзистор конкретного типа. При этом выходной трансформатор полных сопротивлений может отсутствовать.

2 6. Измеритель мощности шума и индикатор PW должен измерять среднее квадратическое значение подаваемого сигнала. Индикацию результатов измерения рекомендуется осуществлять в относительных единицах или в децибелах.

При измерении транзисторов с Кш<2 дБ рекомендуется между вентилем (W\S) и измерителем шумовой мощности PW включать малошумящий усилитель.

В генераторе шума, измерителе мощности шума и индикаторе должна быть предусмотрена синхронная модуляция шумовых сигналов либо иные способы их обработки, обеспечивающие возможность настройки трансформаторов полных сопротивлений на заданные условия и индикацию измеряемых параметров.

При отсчете измеряемого Кш по шкале отградуированного ГШ допускается градуировать шкалу индикатора в единицах напря-

ГОСТ 18604.11-88 С. 7

жения, мощности или относительной шумовой температуры в зависимости от градуированного параметра ГШ.

Собственный уровень шумов PW должен быть таким, чтобы обеспечивать требуемую погрешность измерения. Должна быть предусмотрена возможность компенсации собственных шумов измерителя мощности шума либо следует проводить их учет.

2 7. Значение потерь мощности сигнала в элементах схемы на входе измеряемого транзистора рекомендуется измерять на той же установке, на которой измеряют Кш Коэффициент (а), который отражает потери мощности сигнала, рассеиваемой в данном элементе, определяют в относительных единицах по формуле

где /Сш1 — значение минимального коэффициента шума, определяемое при отсутствии в схеме измеряемого элемента;

Кт2—значение минимального коэффициента шума, определяемое при включенном измеряемом элементе в схему между ГШ и остальной ее частью

Методику измерения потерь в элементах схемы, приведенной на чертеже между выходом ГШ и измеряемым транзистором, приводят в техническом описании на измеритель Кш-

Коэффициент потерь в элементах схемы (а,) должен соответствовать условию

<*,«1.    (14)

Так как на результат измерения влияют потери во всех элементах схемы на входе измеряемого транзистора, то определяют суммарный коэффициент потерь (as)

a£=£a,.    (15)

i

Значения as могут быть различными при измерении собственного Кш измерительного тракта и при измерении Кш транзисторов в зависимости от настройки трансформаторов полных сопротивлений.

2.8.    Аппаратура для измерения Кш должна одновременно измерять коэффициент усиления по мощности Кур в тех же режимах и условиях согласования, в которых измеряют Кш

2.9.    Измерительные установки, предназначенные для измерения Кш транзисторов, должны обеспечивать измерение Кш до 20 дБ и должны иметь при этом основную погрешность при использовании рабочего ГШ, у которого ЭШТ в выключенном состоянии равно То, в пределах ±1 дБ на частотах ниже 180 МГц и ±0,6 дБ на частотах от 180 МГц и выше Рекомендации по снижению погрешности даны в приложении 2


3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1.    Перед измерением следует включить аппаратуру и обеспечить ее прогрев в течение времени, предусмотренного в эксплуатационной документации на измеритель Кш-

3.2.    При использовании НГ111 следует до начала измерений обеспечить выдержку, необходимую для установления заданной температуры, в течение времени, указанного в эксплуатационной документации на НГШ.

3.3.    Перед измерением проводят калибровку, в процессе которой измеряют собственный коэффициент и!ума Л’тсоб измерителя шумовой мощности и индикатора. Калибровку проводят при помощи специальной согласованной перемычки, замыкающей накоротко выводы базы и коллектора контактного устройства. При этом измерительный тракт согласуют на минимум Кш при помощи трансформатора полных сопротивлений Т2. Измерение собственного Кш измерителя проводят с учетом поправок на потери.

3.4.    Измеряемый транзистор включают в контактное устройство .и устанавливают режим по постоянному току.

3.5.    Для определения Кш производят отсчет на индикаторе измерителя мощности шумов при выключенном ГШ — pi и при включенном ГШ — Рг, а также производят настройку трансформаторов полных сопротивлений: трансформатора Т2 на максимальное значение усиления, трансформатора Т1—на минимальное значение Кш, если иное условие не установлено в технических условиях на транзистор конкретного типа.


4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ


4.1. Значение Кш определяют по результатам измерения в относительных единицах или в децибелах (К шдб =10 ^КШед) по формуле


Кш


J±1l

p2-?i


К ш с of* 1

Кур


(16)


где G' — значение СПМШ в относительных единицах, пересчитанное ко входу измеряемого транзистора, с учетом поправки на потери в элементах схемы между выходом ГШ и входом измеряемого транзистора определяют по формуле

G'—G( \ —av),    (17)


где G — значение СПМШ, приведенное в паспорте ГШ или полученное в результате градуировки;

Pi — результат измерения мощности шума на выходе транзистора при выключенном ГШ, pi пропорционально

(Го + Гетр);



02 — результат измерения при включенном ГШ, (02—00 пропорционально АТгт\

Кщ СОб - собственный стандартный коэффициент шума измери

тельного тракта в сечении, где подключен измеряемый транзистор;

Кур — коэффициент усиления по мощности измеряемого транзистора.

При компенсации Кшсов до значения, равного единице, второе слагаемое в формуле (16) равно нулю.

4 2. При использовании в измерениях НГШ значение 0| пропорционально (7\оЛ4-7еТр), поэтому обработка результатов измерения в соответствии с алгоритмом, приведенным в п. 4.1, дает либо рабочий коэффициент шума Кт раб, либо реальный коэффициент шума Кш \ол-

Если СПМШ выражено в единицах Г0, то получают


j£    __ /Си) —1


‘ ш раб —


—Pi


(18)


\ур


ют по формуле

Кш—К ш „.«+ -    ,    (19)

Jo

где Т\ол—значение ЭШТ, на выходе НГШ, пересчитанное ко входу измеряемого транзистора, с учетом поправки на потери мощности в элементах схемы между выходом НГШ и входом измеряемою транзистора, определяют по формуле

Т'холх,М~°*)+чГ0.    (20)

Если СПМШ выражена в единицах 7\ол, то получают

IS ___ ^хол Pi Кш соб-!    /914

^ 111 XI) 1-- -     •

?. Pi    А    ур

где G'xол—значение СПМШ, выраженное в относительных единицах относительно температуры Тхол, пересчитанное ко входу измеряемого транзистора, с учетом поправки на потери мощности в элементах схемы между выходом НГШ Ц входом измеряемого транзистора G\0,, определяют по формуле



(22)