ГОСТ 18986.19-73

ВАРИКАПЫ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ

Млланис официальное

ИНК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫ Й СТАНДАРТ

ВАРИКАПЫ Метод измерения добротности

Variable capacitance diodes. Method Гог measuring the quality factor.

МКС 31.(№0.10

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 июля 1973 г. № 1693 лата введения установлена

01.01.75

Ограничение срока действия снято но протоколу № 2—92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2—93)

Настоящим стандарт распространяется на варикапы емкостью более 4 пФ в диапазоне частот 0.25—1000 МГн и устанавливает два метола измерения добротности варикапов.

Второй метод допускается применять при аттестации контрольных образцов варикапов или мер емкостной добротности.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3199—81 в части метода измерения добротности.

Общие условия при измерении должны соответствовать требованиям ГОСТ 18986.0-74 и настоящего стандарта. Требования настоящего стандарта являются обязательными.

(Измененная редакция. Изм. .\ё 2. 3).

I. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1.    (Исключен, Изм. № 2).

1.2.    Измерение добротности варикапов проводится при фиксированной емкости либо при фиксированном напряжении смещения, значения которых указывают в технических условиях на варикапы конкретных видов.

(Измененная редакция. Изм. .\ё I. 2).

1.3.    (Исключен, Изм. № 3).

1.4.    Измерение добротности проводят в режиме малого сигнала, если при измерении добротности постоянное напряжение на варикапе нс более 4 В, переменное напряжение высокой частоты на варикапе не должно превышать 100 мВ^; если при измерении добротности постоянное напряжение на варикапе более 4В. переменное напряжение высокой частоты на варикапе (/_м в мВ^

U₄ - (70 мВ+ 0.015 (/_с).    (I)

где U_c — напряжение смешения при и змерении добротности варикапов измеряемого типа, установленное в ТУ.

(Измененная редакция. Изм. .V? 3).

1.5.    При измерении добротности варикапов при фиксированном смешении напряжение смешения должно устанавливаться с погрешностью в пределах ± 3 %. ^{1 2}

С. 2 ГОСТ 18986.19-73

При измерении добротности варикапов при фиксированной емкости требования к погрешности установки напряжения смещения нс нормируются. Нестабильность напряжения смешения за время измерения добротности варикапа и пульсация напряжения смешения нс должны превышать 10 % амплитуды напряжения высокой частоты на варикапе.

(Измененная редакция. Изч. .V² I).

1.6.    Добротность ненагруженного конгура Q_c (резонансной системы), к которому подключаются измеряемый варикап, должна быть, по возможности, близка к значению добротности измеряемого варикапа Q_< или больше ее. при этом допускается применение схем компенсации потерь в контуре.

(Измененная редакция. Изм. .V? 3).

1.7.    1.8. (Исключены, Изм. .V» 3).

1.9. Значение индуктивности Д/. выводов держателя варикапов до потенциальных контактов переменного конденсатора при измерении добротности метолом, изложенным в разд. 2. должна удовлетвори гь условию

где С„ — емкость варикапа.

(Измененная редакция. И гм. .V? 2).

1.10.    Погрешность градуировки шкалы отсчета емкости измерителя при измерении добротности методом, изложенным в рахз. 2. должна быть не более 3 %.

1.11.    Относительная погрешность отчета частоты при измерении добротное™ методом, изложенным в разд. 3. должно быть не более 10 ⁶ за время измерения.

1.12.    Нестабильность частоты генератора измерителя добротности должна быть не более 10 ⁶ за время измерения. Погрешность установления частоты измерения должна быть в пределах ± 1 %.

1.10—1.12. (Измененная редакция, Изм. № 3).

1.13.    Нестабильность амплитуды генератора высокой частоты должна быть не более 1 % между калибровками по пп. 2.3.1 или 2.3.2.

(Измененная редакция. Him. .V? I).

2. МЕТОД I

2.1а. Принцип измерения

Метод основан на определении добротностей контур;! с варикапом и без него при настройке контура в резонанс путем изменения емкости контура или варикапа. Измерения проводят на фиксированной частоте, значение которой должно быть указано в стандартах или ГУ на варикапы конкретных типов.

(Введен дополнительно, И»м. .V? 3).

2.1.    (Исключен. Изм. № 1).

2.2.    Подготовка к измерению

2.2.1. Принципиальная электрическая схема измерения добротности должна соответствовать указанной на черт. I.

Черт. 1

ГОСТ 18986.19-73 С. 3

2.2.2.    Параметры элемента святи £7 между генератором высокой частоты (7/ и контуром L. С2. CI должны быть такими, чтобы при уменьшении добротности контура в три раза напряжение на элементе связи изменялось нс более 2 %.

2.2.3.    Параметры элемента связи Е2 между контуром и селективным усилителем РУ должны быть такими, чтобы при отключения элементов L и С2 стрелка прибора PQ отклонилась не более чем на I % шкалы, а при удалении элемента связи Е2 напряжение на контуре не должно изменяться более чем на 2 %.

2.2.1—2.2.3. (Измененная редакция. Изм. № 2, 3).

2.2.4.    Емкость конденсатора С/ должна быть такой, чтобы выполнялось условие

С/ > 200 С2.

где С2— значение резонансной емкости контура при отключенном варикапе.

(Измененная редакция. Изм. .М» 3).

2.2.5. Параметры элемента развязки ЕЗ по высокой частоте должны быть такими, чтобы выполнялось условие

(4)

где | У. \ — модуль выходного полного сопротивления со стороны контура /.. С2, СЕ

2.2.6.    Элемент развязки ЕЗ должен пропускать обратный ток варикапа так. чтобы паление напряжения смешения на внутреннем сопротивлении ЕЗсоставляло нс более 0,5 % фиксированного напряжен ия смешен ия.

2.2.7.    Параметры элементов связи ЕЕ Е2 по постоянному току должны быть такими, чтобы при изъятии варикапа из клемм А7. Х2 напряжение смешения изменялось нс более чем на I %.

2.2.5—2.2.7. (Измененная редакция. Изм. Л* 2).

2.2.8.    Нелинейность амплитудной характеристики системы селективный усилитель — измерительный прибор должна быть в пределах ± 2 %.

2.2.9.    Параметры контура: добротность Q_c. ^сго полная резонансная и емкость С_с должны быть определены с погрешностью, соответствующей требованиям разд. 4.

2.2.10.    Отношение QJC_c определяют по формуле

(5)

где/— частота измерения. Гн;

R — резистор, подключаемый к клеммам XI и Х2. Сопротивление резистор;! должно быть измерено на частоте/с погрешностью в пределах ± 5 %: а, и а₂ — максимальное показание прибора PQ при настройке контура в резонанс без резистора и с резистором соответственно.

Сопротивление резистора R подбирают так. чтобы соблюдалось условие и₂ = 0.5

Допускаются другие способы определения параметров Q_c и С_с, например, при помощи мер емкостной добротности, подключаемой к контактам XI и Х2 вместо резистора R. При этом должна обеспечиваться погрешность результата измерения, удовлетворяющая требованиям разд. 4.

2.2.8—2.2.10. (Измененная редакция. Изм. № 3).

2.2.11.    Погрешность измерительного прибора PQ должна находиться в пределах ± I %.

2.2.12.    Напряжение смешения на диоде должно быть установлено с погрешностью в пределах ±3%.

2.2.13.    Допускается иметь иные требования к погрешности элементов схемы, если погрешность результата измерения удовлетворяет требованиям разд. 4.

2.2.11—2.2.13. (Введены дополнительно, Изм. .V 3).

2.3. Проведение измерения и обработка результатов

2.3.1. Перед измерением проводят калибровку прибора PQ. Для этого настраивают контур переменным конденсатором С2 в резонанс по максимальному отклонению стрелки прибора PQ. Регулируя усиление усилителя, устанавливают стрелку прибор;! PQ на конец шкалы. К клеммам XI. Х2 подключают варикап и подают на него заданное напряжение смешения. Конденсатором С2 вновь настраивают контур L. С2. VD в резонанс, при этом 'записывают показание прибор;! PQ — «. выраженное в долях от максимального значения, принимаемого за единицу.

(Измененная редакция. Изм. .V* 2. 3).

С. 4 ГОСТ 18986.19-73

2.3.2.    В случае измерения добротности варикапа при фиксированной емкости калибровку прибора PQ проводят следующим образом: настраивают переменным конденсатором С2 контур в резонанс по максимальному показанию прибора PQ. Регулируя усиление селективного вольтметра, устанавливают показание прибор;» PQ на максимальное значение его шкалы. Устанавливают по шкале переменного конденсатора заданное значение емкости варикапа. Изменяя напряжение смешения на варикапе, настраивают контур /.. С2. УР в резонанс, при этом отсчитывают показания прибор;» PQ — а. выраженное в долях от максимального показания шкалы прибора PQ. принимаемого за единицу.

(11<мсиенная редакция. Изч. .N? I. 2).

2.3.3.    Добротность варикапа Q вычисляют по формуле

где С„ — емкость варикапа.

Допускается проводить вычисление добротности при помоши номограммы или других вычислительных средств измерений.

(И »меиенная редакция. Him. S° I. 2. 3).

3. МЕТОД 2

3.1.    Принцип измерения

Метод основан на определении добротностей контура с варикапом и с высокодобротным конденсатором, емкость которого равна емкости варикапа, по резонансной частоте и полосе пропускания контура, путем измерения расстройки частоты сигнала, при которой ток в контуре (или напряжение на нем) уменьшается до уровня 0.707 своего резонансного значения. Измерение добротности варикапа осуществляется при фиксированном значении емкости варикапа, указанной в стандартах или ГУ на варикапы конкретных типов.

3.2.    Требования к аппаратуре

Аппаратура — в соответствии с требованиями разл. I.

3.3.    Подготовка к измерению

3.3.1. Принципиальная электрическая схема измерения добротности должна соответствовать указанной на черт. 2.

3.3.2. Измерительный конту р образуется индуктивностью /.. емкостью варикапа С„ или емкостью воздушного конденсатора C_MIU, или емкостью меры С\,. Контур может быть выполнен в виде резонатора и его резонансная частота/_р совместно с варикапом или подключаемыми конденсаторами C_IM>U должна соответствовать частоте, при которой измеряют добротность варикапов, указанной в НТД на варикапы, с погрешностью ± I %.

ГОСТ 18986.19—73 С. 5

При измерении добротности меры источник напряжения G2. элемент ЕЗ и конденсатор С/ могут отсутствовать.

3.3.3.    Требования к параметрам элементов связи F.I и Е2 аналогичны требованиям пп. 2.2.2. 2.2.3 и 2.2.7.

3.3.4.    Емкость конденсатора С/ должна быть такой, чтобы выполнялось условие

С/ > 200 С_с.    (7)

где С_с — полная емкость контура, с которой индуктивность образует резонанс на заданной частоте при подключении варикапа.

3.3.5.    Модуль полного сопротивления элемента развязки ЕЗ на резонансной частоте контура должен удовлетворять требованию:

■    <⁸>

Элемент развязки Одолжен пропускать обратный ток варикапа так. чтобы падение напряжения на сопротивлении элемента ЕЗ составляло нс более 20 % напряжения смешения на варикапе.

3.3.6.    Нелинейность амплитудной характеристики усилителя в диапазоне измерений от I до уровня 0.707 должна быть нс более I %. Допускается использование пепси фиксации уровня 0.707 и компаратора для отсчета полосы частот с повышенной точностью.

3.3.7.    Емкость воздушного конденсатора и меры С_ч не должна отличаться ог заданной емкости варикапа С», при которой измеряется его добротность, более чем на 1 %. Емкостная добротность воздушного конденсатора должна быть существенно выше добротности варикапа.

3.3.8.    Конденсатор С|_юи должен иметь емкость, отличающуюся от емкости конденсатора С_ти на 20 %—25 %. Емкость конденсатора С должна быть предварительно измерена с погрешностью в пределах ± 1 %.

3.3.9.    Частотомер //должен обеспечивать возможность измерения частоты генератора 67 с относительной погрешностью нс более 10 ⁶.

3.3.10.    Измерение параметров контура Q_c и С_с должно быть выполнено следующим образом.

3.3.10.1. Для определения добротности контура между контактами XI и Х2 устанавливают

конденсатор f _w,_u. настраивают изменением частоты генератора 6/ контур в резонанс по максимуму показаний прибора РУ и отсчитывают это показание а,, которое (для стрелочного прибора) должно быть, по возможности, ближе к концу шкалы. Изменением частоты генератора 67 определяют нижнее и верхнее значения частот/ и/, при которых показания прибор;! /^соответствуютзначению 0.707а,. значения /, и /, отсчитывают по частотомеру Pf.

Добротность контура Q_c определяют по формуле

(9)

3.3.10.2. Для определения емкости контура С_с между контактами XI и Х2 включается конденсатор С’^_и (при отключенном конденсаторе С'^) и изменением частоты генератора 6/ контур настраивают в резонанс. Резонансная частота/* отсчитывается по частотомеру Pf.

Емкость контура С_с на резонансной частоте/, определяют по формуле

Емкость контура можно определять и другим способом. Между контактами XI и Л7 включают варикап VD. для которого известны два значения емкости с соответствующими значениями напряжения смешения. На варикапе устанавливают сначала первое значение емкости С,,' и изменением частоты генератора настраивают контур в резонанс на частоту а затем устанавливают второе значение емкости варикапа С~ и настраивают контур в резонанс на частоту/'.

Емкость контура С_с на резонансной частоте /, определяют по формуле

(II)

3.4. Проведение измерений и обработка результатов

3.4.1.    К контактам XI и Х2 подключают измеряемый варикап или меру добротности. На выходе генератора 67 по частотомеру Pf устанавливают частоту/,. Изменением напряжения источника смешения G2 контур настраивают в резонанс по максимуму показаний прибора РУ «₂. Изменением частоты генератора GI определяют по частотомеру l*f значения нижней и верхней частот/j./'j. при которых показание прибора РУ соответствует значению 0.707 а₂.

3.4.2.    Добротность варикапа или меры добротности определяют по формуле

I

а

/р

Разя. 3. (Введен дополнительно, Изм. .V» 3).

4. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1.    Погрешность измерения добротности варикапов по методу I должна быть в пределах ± 15 % с установленной вероятностью Р = 0.95.

4.2.    Погрешность измерения добротности варикапов по метолу 2 должна быть в пределах ± 10 % с установленной вероятностью Р = 0.95.

4.3.    Погрешность измерения контрольных образцов варикапов и мер емкостной добротности оценивается индивидуально при их метрологической аттестации.

Пример расчета погрешности измерения приведен в приложении.

Раза. 4. (Введен дополнительно. Изм. .V» 3).

С. 8 ГОСТ 18986.19-73

РАСЧЕТ

погрешности намерения добротности по методу 2

глс б/J, — составляющая погрешности определения рсюнансной частоты;

бо₂ — погрешность отсчета уровня 0.707 от максиматыюго напряжения на контуре при его настройке в ре юнанс.

Так как суммарная погрешность и гмерения складывается и»большого числа составляющих, то принимаем распределение суммарной погрешности нормальным.

Подставляем в формулу значения 6/_р = I 6а₂ =2%. 6С„ = 1 %. 5С_с = I %. QJQ_C = 1.2. С_с/С, =

■ 2.5. а ^ш . получаем:

V =*⁷-⁸*

ПРИЛОЖЕН И И. (Введено дополнительно. И хм. .Ns 3).

Редактор В. II. Копысов Технический редактор Н.С. Гришанеяш Корректор В.С. Черная Компьютерная верстка Л И. Заютарсвой

Им. лиц. >402354от 14.07.2000. Сдано в набор07.06.2004. Подписано а печать08.07.2004. Усл.псчл. 1,40. Уч.-пил. 0.75.

Тираж 152 .к. ( 2М*5. {..к 626.

ИПК И иатсльспю стандартов, 107076 Москва, Колодешый пер., 14. hup: //www.siandards.ru e-mail: info99tandards.ru Набрано в Иштсдьстве на ПЭВМ Отпечатано в филиале ПИК И иатсльство стандартов — ran. “Московский печатник". 105062 Москва, Лялин пер.. 6.

Плр № 0S0102

1

Издание официальное

2

Никите (май 200-i г.) с И течениями № /. 2. 3, утвержденными в феврале 1979 г., июне 1982., февраге 1991 г.

(ИУС 4-79. 9-S2. 5-91).

© Издательство стандартов. 1973 © И П К И злате л ьство ста»пар гов. 2004