ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ ДЕТЕКТОРНЫЕ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

ГОСТ 19656.13-76

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

Москва

(Продолжение изменения к ГОСТ 19656.13-76)

1.3Л. Переменный прецизионный аттенюатор WU устанавливают в положение максимального ослабления.

1.3.2.    Проверяемый диод вставляют в измерительную диодную камеру XW.

1.3.3.    Генератор WG2 настраивают на заданную частоту СВЧ сигнала.

1.3.4.    От генератора G1 подают на генератор WG2 модулирующие импульсы длительностью т=10 <мкс ±10% частотной повторения /повт = Ю кГц ±10 % и амплитудой, обеспечивающей устойчивую работу генератора WG2.

1.3.5.    Выходным аттенюатором генератора WG2 устанавливают по измерителю мощности PW среднюю мощность Р₀ = Ю мкВт.

1.3j6. От источника смещения G3 подают на проверяемый диод ток смещения заданного уровня.

1.3.7.    На усилителе Д и осциллографе Р регулируют усиление так, чтобы ширина полосы суммарных шумов усилителя и диода на экране осциллографа (шумы в отсутствии сигнала, черт. 2а) была равна 10—15 мм.

1.3.8.    Уменьшают ослабление, вносимое аттенюатором WU, пока появляющийся сигнал с наложенными на него шумами (шумы при наличии сигнала, черт. 26) не займет положение, при котором нижняя граница этих шумов совмещается с верхней границей шумов в отсутствии сигнала. Совмещение производят по яркой границе шумов.

По шкале аттенюатора WU отмечают значение ослабления, дБ, соответствующее полученному на экране осциллографа изображению.

Схематическое изображение полосы шумов на экране осциллографа при измерении тангенциальной чувствительности

а    &

Черт. 2

1.4.    О б р а б о тк а результатов

1.4.1.    Значение тангенциальной чувствительности Ptg , дБмВт, (число де-цибелл относительно imBt) вычисляют по формуле

PU--(⁹+Ь+Ьо).    (1)

где Ь — показание аттенюатора (п. 1.3.8);

Ьа — начальное ослабление аттенюатора WU.

При использовании усилителя с полосой пропускания Af_yc , не равной полосе пропускания Af_n, к измеренному значению Ptg добавляют поправку APtg, рассчитываемую по формуле

&Ptg—51g 4т²- *    (2)

^af П

1.5.    Показатели точности измерений

1.5.1.    Погрешность измерения тангенциальной чувствительности не должна выходить за пределы ± 1,3 йБ с доверительной вероятностью 0,997.

1.5.2; Расчет погрешности измерения тангенциальной чувствительности приведен в справочном приложении.

(Продолжение см. с, 313)

312

(Продолжение изменения к ГОСТ 19656.13—76)

2. КОСВЕННЫЙ МЕТОД

2.1.    Значение тангенциальной чувствительности Ptg определяют по формуле

5-ю».улт,-д/п • ]/лгш, +-5а_

p_tg=ioi_g-=-,    О)

Р] * V ^гдиф

где £—1,38* 10'⁶ Дж/К;

Го=293 К;

РI — значение чувствительности по току в рабочей точке, определенное по ГОСТ 19656.7-74;

N™.    —    значение шумового отношения в рабочей точке, определенное по ГОСТ

19656.5—74;

Гдиф — дифференциальное сопротивление диода, определенное в рабочей точке по ГОСТ 18986.14-85».

Раздел 3 исключить.

Приложение изложить в новой редакции:

«ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

При расчете погрешности измерения тангенциальной чувствительности принят нормальный закон распределения составляющих погрешностей и суммарной погрешности.

1. Прямой метод

1.1.    Интервал погрешности измерения 6Ptg с установленной вероятностью 0,997 определяют по формуле

ЬР(г=±^^Р0+⁸АП+⁵имп+^Ьрас+^н+⁸п+^Ьуст ,    (1)

где бР₀ — погрешность измерения начального уровня мощности; б_Ап — погрешность определения ослабления прецизионным аттенюатором WU;

5_ИМП — погрешность за счет неточности выда,чи генератором G1 параметров импульса;

Ьр_ЗС — погрешность, обусловленная рассогласованием детекторной камеры с проверяемым диодом и трактом СВЧ; бйн — погрешность определения значения сопротивления нагрузки диода на видеочастоте, которая должна быть в пределах ±10 %; б_п — погрешность определения полосы пропускания усилителя (по уровню 3 дБ), которая должна быть в пределах ±10 %;

8у_СТ— погрешность установления оператором на экране осцилографа Р изображения, соответствующего черт. 26.

1.2.    Погрешность ЬРо должна быть в пределах ±15% (ГОСТ 19656.0-74) для уровня мощности 10“⁴ Вт.

1.3.    Интервал погрешности б_АП с установленной вероятностью 0,997 определяют по формуле

»_АП=±]/ * (²)

где бо — погрешность определения начального ослабления аттенюатора WU, равная ±0,2 дБ или ±5 %;

(Продолжение см. с. 314) 313

(Продолжение изменения к ГОСТ 19656Л3—76}

б, погрешность отсчета ослабления по шкале аттенюатора WU, равная ±0,26 дБ (максимальное значение погрешности при ослаблении 50 дБ) или ±6 %.

Из формы (2) 5 ап =±7,8 %.

1.4. Интервал погрешности измерения бимп с установленной вероятностью 0,997 определяют по формуле

&имп=±|/"W

^г    'ПОВТ

где б_х — погрешность установления длительности импульса, равная ±10%; Vhobt*"" погрешность установления частоты повторения, равная ±10 %; б_а — погрешность за счет нестабильности амплитуды импульса, равная ±5%.

Из формулы (3) б_ИМп =±15 %•

1*5, Интервал погрешности измерения брас с установленной вероятностью 0£97 определяют по формуле

^рас** i2 • Гд_к• Г_Тр • 100 % ,    (4)

где Гдк и Г_тр — коэффициенты отражения детекторной камеры с измеряемым диодом и СЙЧ тракта.

Коэффициент отражения определяют по значению коэффициента стоячей водны по напряжению К_сту по формуле

(Продолжение изменения к ГОСТ 19656.13^76) где — погрешность измерения чувствительности по току, которая должна быть в пределах ±16 % (ГОСТ 19656,7—74);

6#_Ш1 — погрешность измерения шумового отношения, которая должна быть в пределах ±20 % (ГОСТ 19656.5-74);

Ъгдиф— погрешность измерения дифференциального сопротивления, которая должна быть в пределах ±7 % (ГОСТ 18986.14-85).

Коэффициент -—    может иметь максимальное значение, не врв-

вышающее 1.

(Продолжение см. с. 316)

(Продолжение изменения к ГОСТ 19656.13-76)

Яш

Коэффициент 14* -Гт—ТБ— может иметь максимальное

^Т    ТДиф * ™ Ш₄    ТАш

превышающее 2.

При максимальных значениях коэффициентов выражение для

вид:

»A_tg=±Ks?f+0,256^+Ьг*_нф .

2.2. Подставляя значения 6Pj , ЬЫ_Ш и &г_диф в формулу (8)» dPt_g = ±:0_t8 дБ или ±20 %*.

(ИУС № 1 1987 г.)

УДК 621,382.2.029.6.019(083.74)    Группа    Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ ДЕТЕКТОРНЫЕ

Метод измерения тангенциальной чувствительности

Semiconductor UHF detektor diodes. Measurement method of tangential sensitivity.

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 мая 1976 г. № 1177 срок действия установлен

с 01.01. 1979 г. до 01.01. 1Ш г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на детекторные СВЧ полупроводников! те диоды и устанавливает метод измерения тангенциальной чувствительности — Ptg, дБмВт (число децибел относительно милливатта).

1. АППАРАТУРА

1.1.    Аппаратура должна соответствовать требованиям ГОСТ 19656.0—74.

1.2.    Погрешность измерения тангенциальной чувствительности для значений до 60 дБмВт не должна выходить за пределы ±1,3 дБ.

Для значений тангенциальной чувствительности более 60 дБмВт погрешность измерения рассчитывается по обязательному приложению.

1.3.    Структурная электрическая схема установки для измерения тангенциальной чувствительности должна соответствовать ука-анной на черт. 1.

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1976

Г-генератор СВЧ; В-ферритовый вентиль; ЛЯ—переменный прецизионный аттенюатор; ДК,—измерительная диодная камера; ВУ—вШгео’усйлитедь; О-осциллограф; Ч'—частотомер; ЯЛ—измеритель мощности; ГИ—генератор прямоугольных импульсов; ИС—источник смещения

Черт. 1

1.4. Переменный прецизионный аттенюатор АП должен удовлетворять следующим требованиям:

максимальное ослабление должно быть не менее 50 дБ; погрешность установления значения ослабления по шкале аттенюатора должна быть в пределах ± (0,01+0,005 Л), где А — устанавливаемое значение ослабления, дБ;

погрешность определения начального ослабления должна быть в пределах ±0,2 дБ.

1.5. Видеоусилитель ВУ должен удовлетворять следующим требованиям:

верхняя граничная частота полосы пропускания (по уровню 3 дБ) должна быть не менее 1,5 МГц;

нижняя граничная частота полосы пропускания должна быть не более 1 кГ ц;

неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания должна быть в пределах ±2 дБ;

относительное отклонение амплитудной характеристики от линейности должна быть в пределах ±2%;

эквивалентное шумовое сопротивление должно быть не более 1,5 кОм;

входное сопротивление должно быть равно 1 кОм± 10%.

1.6. Осциллограф О должен удовлетворять следующим требованиям:

полоса пропускания усилителя вертикального отклонения должна быть шире полосы пропускания видеоусилителя не менее чем в 1,5 раза;

чувствительность видеоусилителя с осциллографом должна быть такой, чтобы ширина полоски суммарных шумов усилителя и диода (шумы в отсутствии сигнала) на экране осциллографа была не менее 10 мм.

ГОСТ «9656.13—76 Стр. 3

1.7.    Генератор прямоугольных импульсов Г И должен удовлетворять следующим требованиям:

длительность импульсат должна быть равна 10 мкс ±10%;

частота повторения f_n0BT должна быть равна 10 кГц±10%, нестабильность амплитуды импульса должна быть в пределах ±5%.

1.8.    Погрешность установления начального уровня мощности должна быть в пределах ±10%.

1.9.    Погрешность установления и поддержания тока смещения (от источника смещения И С) должна быть в пределах ±1%.

2. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1.    Режим измерения (частота СВЧ сигнала, ток смещения) устанавливается в стандартах или другой технической документации, утвержденной в установленном порядке, на детекторные СВЧ диоды конкретных типов.

2.2.    Принцип измерения тангенциальной чувствительности следует из определения ее в ГОСТ 20331-74.

2.3.    Прецизионный аттенюатор АП устанавливают в положение максимального ослабления.

2.4.    Измеряемый диод вставляют в измерительную диодную камеру ДК.

2.5.    На генераторе прямоугольных импульсов ГИ устанавливают значения т = 10 мкс и f _повт =10 кГц и подбирают величину амплитуды модуляции, обеспечивающую устойчивую работу генератора Г.

2.6.    Выходным аттенюатором генератора Г устанавливают по измерителю мощности ИМ, среднюю мощность 10 мкВт.

Примечание. Средняя мощность 10 мкВт соответствует (при т = 10 мкс и / повт—М кГц) импульсной мощности 100 мкВт, то есть ослабление импульсной мощности относительно 1 мВт, при этих условиях, равно 10 дБ.

2.7.    С источника смещения ИС подают на измеряемый диод ток смещения заданного значения.

2.8.    На видеоусилителе ВУ и осциллографе О регулируют усиление так, чтобы ширина полоски суммарных шумов усилителя и диода на экране осциллографа (шумы в отсутствии сигнала, черт. 2а) была равна 10—15 мм.

2.9.    Уменьшают ослабление, вносимое аттенюатором АП до тех пор, пока появляющийся при этом из полоски шумов (черт. 2а) сигнал с наложенными на него шумами (шумы при наличии сигнала, черт. 26) не займет положение, при котором нижняя граница этих шумов совмещается с верхней границей шумов в отсутствии сигнала.

По шкале аттенюатора АП отмечают значение ослабления в (дБ), соответствующее полученному на экране осциллографа изображению.

Схематическое изображение полоски шумов на экране осциллографа при измерении тангенциальной чувствительности; д-шумы в отсутствии сигнала, б—шумы при наличии сигнала в положении, при котором производится отсчет по шкале аттенюатора АП

Черт. 2

3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Значение тангенциальной чувствительности Ptg в дБ-мВт вычисляют по формуле

Ptg = 10 + в + /?₀,

где в — показание аттенюатора АП (п. 2.9); в₀—начальное ослабление аттенюатора АП.

ГОСТ 19656.13-76 Стр. 5

ПРИЛОЖЕНИЕ

Обязательное

РАСЧЕТ ОСНОВНОЙ ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

I. Искомая погрешность bPtg равна bPtg= d=K(SPo)^a + (?Рал)* + (^ЬРГиУ* + (^5Ропр)³ ,    (1>

где & Р₀—погрешность измерения начального уровня мощности Р₀;

ЬРап    —погрешность прецизионного аттенюатора /4/7;

ЪР_ги    —погрешность за счет неточности выдачи генератором ГИ параметров

импульса;

ЬРопр —погрешность определения оператором установления на экране осциллографа картины, изображенной на черт. 26,

2, Погрешность Ь Р₀ равна

⁵^о = ± "[/" ^ВЙД1 +    +    ⁶расс ’

где &пм— погрешность отсчитывания по прибору измерителя мощности М4—3; 5_ТГ — погрешность аттестации термисторной головки по коэффициенту преобразования;

Ьр_ас_С — погрешность за счет рассогласования термисторной головки с генерал тером Г (выходом ферритового вентиля В в соответствии с черт. 1).

2.1.    Погрешность Ь_им в процентах равна (см. техническую документацию-на измеритель мощности М4—3):

*    /1    0»6А4* 30 )    , _п    ч

°//л1=±(1+    р“ )»    (3)

где А — верхнее значение шкалы прибора М4—3,

Роте— отсчитываемое по шкале А значение мощности.

Если А = 15 мкВт и P_orQ —10 м«Вт, то Ь_ИМ—±А,?Ъ%.

Примем °ИМ ~    ь%    ₉    (4)

2.2.    Погрешность &_тг (как это следует из паспортов термисторных головок н ГОСТ 1,5129—69), не превышает

В_Тг =    5 % .    (5)

2.3.    Погрешность 8_расс (см. ГОСТ 15Г29—69) равна

врасс^^тг) •(/;),    (6>

где Г _тг и Г _в — коэффициенты отражения термисторной головки и ферритового вентиля (в сторону генератора) соответственно.

Значения коэффициентов стоячей волны термисторной головки и ферритового вентиля (в сторону генератора) примем равными:

(Кст_ц )тг -1,6 (см. ГОСТ 15129-69) и

(^Сст^)в —1,3 (см. техническую документацию на конкретные типы вентилей). Тогда Г_тг =0,23 и Г_в—0,13 и, следовательно,

^Spacc = zt 6 % .

2.4. Подставляя (4), (б) и (7) в (2), получаем

8Ро = ± V25 + 25 + 36% =±9,3%.    (8)

Примем ЬР₀ = ± 10 % .

3.    Погрешность    равна

^8РЛ/7=±К⁸0 + ⁸Г.    О)

где Б₀ — погрешность определения начального ослабления аттенюатора;

Ь_в — погрешность установления ослабления, отсчитываемого по шкале аттенюатора (п. 2.9).

3.1.    Погрешность 5₀ в соответствии с п. 1.4 равна

&о = ± 5 % .    (10)

3.2.    Погрешность Ь₀ в дБ для ослабления до 50 дБ равна (в соответствии с технической документацией на аттенюаторы)

Б_в = ±= (0,01 + 0,005Л) ,    (11)

где А — устанавливаемое значение ослабления.

Следовательно, максимальное значение Б_в (при ослаблении 50 дБ) равно ±0,26 дБ или

7%.    (12)

3.3.    Подставляя (10) и (12) в (9), получаем ЬР_АП = ± /25 + 49% =±8,6%.

Примем ЪР_АП = ±    9% .    (13)

4.    Погрешность Ь р _ри равна

^Ьрги = ^\^/Г ^? + &£,овт + ⁶а ,    (14)

где 8_Т — погрешность установления длительности импульса;

Vhobt — погрешность установления частоты повторения;

Б_а — погрешность за счет нестабильности амплитуды импульса.

4.1.    В соответствии с п. 1.7

(15)

ПОВТ “    10 % .    (16)

— zt.5%.    (17)

4.2.    Подставляя (15) — (17) в (14), получаем

8P_r//-±/iOJ+100 + 25% = ± УШГ% ;

8Р_/7/=±15%.    (18)

5.    Погрешность 5Р_0пр    колеблется    (по    литературным    данным)    в    довольно

широких пределах от 0,5 дБ до 1,3 дБ).

Примем БР₀рр=±:1»0 ДБ или

8Р_опр = ±26%.    (19)

6.    Подставляя (8),    (13),    (18)    и    (19)    в    (1),    получаем    искомую    погрешность

8Plg = ± V100+225 + 81 + 676% = ± 1^1082%= ±33%

или bPtg = =fc 1 »2 дБ.

Группа Э29

Изменение № 1 ГОСТ 19656.13-76 Диоды полупроводниковые СВЧ детекторные. Метод измерения тангенциальной чувствительности

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.10 86 № 3354 срок введения установлен

с 01.05.87

Наименование стандарта. Заменить слово: «Метод* на «Методы».

Вводную часть изложить в новой редакции: «Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые СВЧ детекторные диоды (далее — диоды) и устанавливает два метода измерения тангенциальной чувствительности Ptg*. прямой и косвенный.

Общие требования и требования безопасности — по ГОСТ 39656.0-74».

Разделы 1, 2 изложить в новой редакции;

(Продолжение см. с. 3J0)

зоэ

(Продолжение изменения к ГОСТ 19656.13—tu

«!. ПРЯМОЙ МЕТОД

1.1.Принцип и режим измерения

1ЛЛ. тангенциальную чувствительность определяют по значению импулы> ной мощности СВЧ сигнала, при котором на экране осциллографа, включение на выходе системы детекторное устройство — усилитель, наблюдают совпадет** верхней границы полосы шумов при отсутствии СВЧ сигнала с нижней границе* полосы шумов при его наличии.

1Л.2« Режим измерения (частоту СВЧ сигнала, ток смещения) устанавлир? ют в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.

IJ2. Аппаратура

1«2Л, Измерения проводят на установке, электрическая структурная схе которой приведена на черт. 1.

(Продолжение см. с. 81 /J

BIO