УДК 621.382.3.001.4:006.354    Группа    Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Transistors bipolar. Methods for measuring noise figure at low frecuencics

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 3 мая 1978 г. № 1198 срок введения установлен

с 01.01.80

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 29.04.84 № 1554 срок действия продлен

до 01.01.90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на биполярные транзисторы и устанавливает методы измерения коэффициента шума Кш: сравнением с опорным усилителем на частотах от 2 до 100000 Гц; способом удвоения выходной мощности шума на частоте 1 кГц.

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

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3996—83 в части измерения коэффициента шума на низкой частоте (справочное приложение).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА СРАВНЕНИЕМ С ОПОРНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ НА ЧАСТОТАХ ОТ 2 ДО 100000 Гц

1.1.    Принцип и условия измерения

1.1.1.    Коэффициент шума транзистора определяют сравнением шумов усилителя с измеряемым транзистором и опорного усилителя, коэффициент шума которого известен и равен единице, а коэффициент усиления усилителей одинаковы. При этом опорный усилитель выполняет функцию генератора шума.

ГОСТ 18604.20-78 Стр. 2

1.1.2.    Режим и условия измерения коэффициента шума:    ток

эмиттера, напряжение коллектора, сопротивление источника тепловых шумов на входе измеряемого транзистора (или резистора, подключенного к входу измеряемого транзистора) указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.

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

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2.    Аппаратура

1.2.1. Структурная схема измерения коэффициента шума транзистора должна соответствовать указанной на черт. 1.

ЕВ А1—опорный усилитель; А2, А3—усилители, Я—индикаторный блок; S—переключатель; G£—блок питания транзистора, VT—измеряемый транзистор, входящий в состав усилителя А2 Черт. 1

1.2.2. Основные элементы, входящие в структурную схему измерения, должны соответствовать следующим требованиям.

1.2.2.1. В качестве опорного усилителя А1 используют мало-шумящий усилитель, в котором входное сопротивление должно быть в 100 раз больше, чем эквивалентное шумовое сопротивление усилителя А2 с измеряемым транзистором. При этом коэффициент шума опорного усилителя равен единице.

Коэффициент усиления опорного усилителя должен быть равен коэффициенту усиления усилителя с измеряемым транзистором с погрешностью в пределах ±3 %■ Это равенство достигается применением в усилителях At и А2 глубокой отрицательной обратной связи, цепи действия которой показаны на схеме пунктиром. Рекомендуется выбирать коэффициенты усиления усилителя А1 и А2, равными 100.

Постоянство усиления в измерительном и опорном канале при измерении транзисторов с различным усилением допускается устанавливать любым способом (например, при помощи автоматической или ручной регулировки по пилот-сигналу).

137

Стр. 3 ГОСТ 18604.20-78

1.2.2.2.    Блок питания транзистора GB должен обеспечивать режим измеряемого транзистора по постоянному току. Рекомендуется применять стабилизированные источники питания.

1.2.2.3.    Усилитель АЗ должен определять ширину эффективной шумовой полосы, которая нс должна превышать 20 % частоты измерения, если иное не указано в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов. Усилитель АЗ должен быть линейным и иметь регулируемый коэффициент усиления.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2.2.4.    Индикаторный блок Р должен реагировать на среднее ква атическое значение подаваемого сигнала.

калу индикатора рекомендуется градуировать непосредственно в единицах коэффициента шума.

Собственный уровень шумов усилителя АЗ с индикаторным блоком Р и динамический диапазон индикатора должны быть такими, чтобы обеспечить заданные показатели точности, указанные в п. 1.4.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.3.    Подготовка и проведение измерения

1.3.1.    Перед измерением следует проводить калибровку. Для этого переключатель 5 установить в положение L Регулируя коэффициент усиления усилителя АЗ, следует установить показание индикатора Р на единицу.

1.3.2.    Затем переключатель S установить в положение 2. В этом положении подключить измерительный тракт с измеряемым транзистором на входе, и индикатором Р следует измерить коэффициент шума Кш.

1.4.    Показатели точности

Основная погрешность измерительных установок должна находиться в пределах ± 1 дБ. Основная погрешность автоматических классификаторов в классификационной точке должна находиться в пределах ±1,5 дБ.

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА СПОСОБОМ УДВОЕНИЯ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ ШУМА НА ЧАСТОТЕ 1 кГц

2.1.    Принцип и условия измерения

2.1.1.    Принцип измерения заключается в удвоении выходной мощности шума.

2.1.2.    Режим и условия измерения коэффициента шума: ток эмиттера, напряжение коллектора, выходное сопротивление генератора шума, пересчитанное ко входу транзистора, и др. указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ГОСТ 18604.20-78 Стр. 4

2.2. Аппаратура

2.2.1.    Структурная схема измерения коэффициента шума транзистора должна соответствовать указанной на черт. 2.

2.2.2.    Основные элементы, входящие в структурную схему измерения, должны соответствовать следующим требованиям.

2.2.2.1. В качестве генератора шума используют любой источник шумового сигнала, причем

Rg ⁼⁼^?аЧ-Лз»

^>тя_г,

где Ro — выходное сопротивление источника сигнала, пересчитанное ко входу транзистора, указанное в стандартах на конкретный тип транзистора;

Ri, R2, R₃ — сопротивления резисторов делителя.

Генератор шума должен быть откалиброван в единицах коэффициента шума. Допускается калибровка генератора шума в единицах мощности шума, напряжения шума или относительной шумовой температуры.

Черт. 2

2.2.2.2.    Требования к блоку питания транзистора GB — в соответствии с п. 1.2.2.2.

2.2.2.3.    Индикаторный блок Р должен реагировать на среднее квадратическое значение подаваемого сигнала.

Собственный уровень шумов усилителя совместно с индикатором должен быть таким, чтобы обеспечить показатели точности, указанные в п. 2.5.1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

139

Стр. 5 ГОСТ 18604.20-78

2.2.2Л. Трехдецибельный ослабитель Е позволяет осуществлять отсчет первоначальной и удвоенной мощности на выходе в одной и той же точке отсчета по шкале индикатора,

2.2.2.5. Требования к усилителю А — в соответствии с п. 1.2.2.3.

2.3. Подготовка и проведение измерения

2.3.1.    Транзистор следует включить в схему измерения и установить режим по постоянному току.

2.3.2.    Переключатель S установить в положение / и по показанию индикатора зафиксировать мощность шума транзистора.

2.3.3.    Переключатель 5 установить в положение 2 и, постепенно увеличивая напряжение шума от генератора шума, довести мощность шумов до такого значения, при котором показания индикатора те же, что и при положении 1 переключателя S.

По отсчетному устройству уровня выходного сигнала генератора шума следует провести отсчет коэффициента шума транзистора.

2.3.4.    Допускается отсутствие аттенюатора £. Тогда в положении 2 переключателя 5 напряжение шумов от генератора шума следует увеличить до такого значения, при котором показания индикатора в 2 раза превышают показания индикатора, зафиксированные при положении 1 переключателя S.

2.4.    Обработка результатов

Коэффициент шума транзистора Кт отсчитывают по отсчетному устройству уровня выходного сигнала генератора шума в соответствии с соотношением

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

Uq —значение напряжения генератора шума;

Ра_ш — мощность шумов генератора шума на 1 Гц полосы; R о — выходное сопротивление источника сигнала, пересчитанное ко входу транзистора;

Д/ — ширина эффективной шумовой полосы пропускания; k — постоянная Больцмана,    k~ 1,38-10~²³ Дж/к, 7₀ =

= 293 К;

Т — шумовая температура генератора шума.

2.5. Показатели точности

Основная погрешность измерительных установок должна находиться в пределах ± 1,5 дБ.

2.4, 2.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

ГОСТ 18604.20-78 Crp. 6

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

Информационные данные о соответтствии ГОСТ 18604.20-78 СТ СЭВ 3996—83

Раздел или пункт ГОСТ 18604.20-78 Раздел или пункт СТ СЭВ 3995—83 Пл. 1.1, 1.4, 2 5 Разд 3 Пп. 12 1, 22 1 П. 4 1 Пп 1 2.2 1, 2223 П 4 2, 4Л0 П 12.2.2 П 4.9 Пп 1 223, 1 224 Пп 4 5, 4 7 Пп 1 3, 2 3 Разд 5 П. 2 4 Разд 6

(Введено дополнительно, Изм. № 1).

1

Издание официальное    Перепечатка    воспрещена

★

2

Переиздание (декабрь 1985 г.) с Изменением № 1, утвержденным в апреле 1984 г. (МУС 8—84).