Диоды полупроводниковые СВЧ смесительные. Методы измерения потерь преобразования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЧ

СМЕСИТЕЛЬНЫЕ

Методы измерения потерь преобразования
Semiconductor UHF mixer diodes-. Measurement
methods of conversion losses
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 марта 1974 г. № 753 срок введения установлен
с 01.07.75
Проверен в 1982 г. Постановлением Госстандарта от 25.01.83 № 387 срок действия продлен
до 01.07.87
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые диоды СВЧ смесительные и устанавливает в диапазоне частот от 0,3 до 78,3 ГГц методы измерения потерь преобразования Тпрб:
дифференциальный метод;
метод амплитудной модуляции.
Методы измерений ГПрб в диапазоне частот от 78,3 до 300 ГГц следует устанавливать в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3408—81 (см. справочное при­ложение 1) и Публикации МЭК 147—2К в части принципа изме­рения.
Общие требования при измерении должны соответствовать ГОСТ 19656.0—74 и настоящего стандарта.
(Измененная редакция, Изм. № 2).

1.1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД

Потери преобразования дифференциальным методом определя­ют измерением приращения выпрямленного среднего тока диода при соответствующем приращении СВЧ мощности сигнала на его входе.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
” Переиздание (октябрь 1984 г.) с Изменениями № 1, № 2, утвержденными
в июле 1976 г., январе 1983 г.; Пост. № 387 от 25.01.83 (ИУС М 7—1976 г.,
ИУС № 5—1983 г.)
1.1. Условия и режим измерения
1.1.1. Условия и режим измерения — по ГОСТ 19656.0—74.
1.1, 1.1.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).
1.1.2. (Исключен, Изм. № 2).
1.2, Аппаратура
1.2.2. Измерение потерь преобразования проводят на установ­ке, структурная схема которой приведена на черт. 1.

GW—генератор СВЧ; PF—частотомер; ITS—ферритовый вен­тиль; V7U1—переменный аттенюатор; WU2—переменный пре­цизионный аттенюатор; PW—измеритель мощности; XW— измерительная диодная камера; Р2—резисторы нагрузки;
6—генератор постоянного тока; 5—переключатель; РА1— микроамперметр; РА2—миллиамперметр.

Черт. 1
1.2.3. Основные элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям.
1.2— 1.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).
1.2.1.1. Переменный прецизионный аттенюатор WU2 должен иметь начальный участок шкалы от 0 до 10 дБ с ценой деления не более 0,1 дБ. Абсолютная погрешность установки ослабления должна находиться в пределах ± (0,01 + 0,005 А), где А — уста­навливаемое ослабление.
Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
1.2.1.2. Значения сопротивлений резисторов R1 и R2 выбирают из условия
R1 Г^?2 I ' Рвн ~ Б)ЫХ, ср>
где 7?вн — внутреннее сопротивление микроамперметра РА1;
Гвых. ср — среднее значение выходного сопротивления измеряе­мых диодов, при этом /?1=7?поо;
Rnoc — нагрузка диода по постоянному току.
Значение суммы сопротивлений должно быть установлено с относительной погрешностью в пределах ±1%.
1.2.1.3. Генератор постоянного тока G должен обеспечивать компенсацию выпрямленного тока диода.
Выходное сопротивление генератора тока должно удовлетво­рять неравенству
/?гт>50 (/?2+/?вн).
Относительная нестабильность тока компенсации за 15 мин не должна выходить за пределы ±0,1%.
1.2.1.4. Измерительные приборы РА1 и РА2 должны иметь класс точности не хуже 1 и внутреннее сопротивление /?вн=С10Ом.
1.2.2.2—1.2.2.4. (Измененная редакция, Изм. № 2).
1.2.2.5. (Исключен, Изм. № 2).
1.3. Проведение измерения и обработка ре­зультатов
1.3.1. Устанавливают заданный по частоте режим измерения.
Прецизионный аттенюатор IF772 устанавливают на начальном участке шкалы на целое число делений в пределах 0,14-0,3.
С помощью аттенюатора TS/t/l устанавливают на входе диодной камеры заданный режим измерения по мощности Ро.
1.3.2. Переключатель S ставят в положение 1.
Измеряемый диод вставляют в измерительную диодную каме- РУ-
Компенсируют выпрямленный ток диода до нулевого показания миллиамперметра РА2. Затем переводят переключатель S в по­ложение 2 и доводят компенсацию до нуля по микроамперметру РАЇ.
1.3.3. Увеличивают на ЛР0 уровень СВЧ мощности при помо­щи аттенюатора UW2 в пределах от 0,2 до 0,3 дБ и измеряют зна­чение соответствующего выпрямленного тока Д7ВП.
1.3— 1.3.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).
1.3.4. Определяют потери преобразования ЛПрб в дБ по фор­муле
£пр6= 10 1g г—:J ,
2/Ч ЧуЧ (^і+^+^вп)
> -1 го !
(Введен дополнительно, Изм. № 2).
1.4. Показатели точности измерений
1.4.1. Погрешность измерения потерь преобразования в диапа­зоне частот от 0,3 до 37,5 ГГц должна быть в пределах ±9% с доверительной вероятностью 0,997. В диапазоне частот от 37,5 до 300 ГГц показатели точности измерения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на диоды конкретных типов.
1.4, 1.4.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).
1.4.2. Расчет погрешности измерения потерь преобразования (приведен в справочном приложении 2.
(Введен дополнительно, Изм. № 2).

2. МЕТОД АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ

Потери преобразования методом амплитудной модуляции опре­деляют измерением напряжения промежуточной частоты (частоты модуляции) на нагрузке диода и среднего значения падающей на диод СВЧ мощности при известном значении коэффициента моду­ляции.
2.1. Условия и режим измерения
2.1.1. Условия и режим измерения—по ГОСТ 19656.0—74.
2.1.2. (Исключен, Изм. № 2).
2.2. Аппаратура
2.2.1. Измерение потерь преобразования проводят на установ­ке, структурная схема которой приведена на черт. 2.

61Г— генератор СВЧ; PF—частотомер; ITS—вентили; UB—мо­дулятор; И/СЧ—аттенюатор; PW— измеритель мощности; Л’ W—измерительная диодная камера; Z—блок нагрузок;
Р £/—милливольтметр.

Чорт. 2
2.2, 2.2.1. (Измененная редакция, Изм. № 2).
2.2.2. Основные элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям.
2.2.2.1. Модулятор UB, модулирующий падающую СВЧ волну по амплитуде, должен иметь следующие характеристики:
значение коэффициента модуляции по напряжению m модуля­тора не должно выходить за пределы 0,044-0,12, относительная по­грешность измерения коэффициента модуляции не должна выхо­дить за пределы ±4%;
частота модуляции должна находиться в диапазоне от 10 " до 20 кГц;
относительная нестабильность частоты модуляции не должна выходить за пределы :±2%;
форма модуляционной кривой — синусоида.
2.2.2.2. Блок нагрузок Z должен обеспечивать нагрузки диода по переменному (на частоте модуляции) току Л?м и постоянному току Rmc, при ЭТОМ /?м = Гвых, ср, где г вых, ср—среднее значение вы­ходного сопротивления измеряемых диодов.
Выбранные значения сопротивлений должны быть известны с относительной погрешностью в пределах ±1%.
2.2.2.3. Милливольтметр переменного тока PU должен изме­рять действующее напряжение на частоте модуляции при сопро­тивлении нагрузки диода R,4. Класс точности милливольтметра — не хуже 1,5.
2.2.2.1— 2.2.2.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).
2.2.2.4. (Исключен, Изм. № 2).
2.3. Проведение измерения
2.3.1. Устанавливают заданный по частоте режим измерения. На входе измерительной диодной камеры при помощи аттенюато­ра UW1 при работающем модуляторе устанавливают заданное значение мощности Р0-
2.3.2. В измерительную диодную камеру вставляют измеряемый диод и по милливольтметру отмечают значение напряжения U.
2.3.3. Определяют потери преобразования в дБ по фор­муле

(Введен дополнительно, Изм. № 2).
2.4. Показатели точности измерений
2.4.1. Погрешность измерения потерь преобразования в диапа­зоне частот от 0,3 до 37,5 ГГц должна быть в пределах ±12% с доверительной вероятностью 0,997. В диапазоне частот от 37,5 до 300 ГГц пределы погрешности должны соответствовать установ­ленным в стандартах или технических условиях на диоды конкрет­ных типов.
2.4, 2.4.1. (Измененная редакция, Изм. Ла 2).
2.4.2. Расчет погрешности измерения потерь преобразования приведен в справочном приложении 2.
(Введен дополнительно, Изм. № 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 19656.4—74

СТ СЭВ 3408—81

ГОСТ 19656.4—74 соответствует разд. 5 и 6 СТ СЭВ 3408—81.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

При расчете погрешности принят нормальный закон распределения составля­ющих погрешности и суммарной погрешности.
1. Дифференциальный метод
1.1. Потери преобразования в относительных единицах (см. настоящий стан­дарт) рассчитывают по формуле
1
Лпрб- / Д/вп V ' (1)
\ ^^0 /
Если принять, что Д-Ро=-РоДА, где ДА—устанавливаемое при помощи аттенюатора калиброванное изменение уровня мощности (в относительных еди­ницах), и установить /?і + 2?2+7?вн=7?пч, то формула (1) принимает вид
, Ро.
П₽б^ ( Д4п V
(2+Д4)- —f- -/?пч
Логарифмируем формулу (2) и после почленного дифференцирования с заменой дифференциалов приращениями получаем
Д^прб Д^о Д(Д4п) Д7?пч
= _2 - _
^прб Ро Д^ВП Нпч
При дифференцировании формулы (2) считаем ДА постоянной величиной, так как погрешность установки калиброванного приращения ДА ничтожно мала- 1.2. Из формулы (3) следует, что искомая погрешность б£Прб равна 81прб=±К SPg+4(U/Bn)2 + В/?2]Ч , (4)
где ЬР0 — погрешность измерения уровня СВЧ мощности;
6Д/ВП—погрешность измерения приращения выпрямленного тока;
bRa4 —погрешность установления значения суммы сопротивлений.
7?пч — ^і+^+^Ві-
1.3. Погрешность 6РО (ом. ГОСТ 19656.0—74) для уровней мощности 10~3—5 ‘ 10~3 Вт (что соответствует режимам измерений смесительных диодов) равна ±7%.
1.4. Погрешность 6Д/ВП вычисляют по формуле
8Д/ВП=± > (5)
где 6/1 — погрешность измерения первого значения тока, в середине шкалы прибора класса 1,0, равная ±2%;
6/2 —• погрешность намерения второго значения тока на конце шкалы при­бора класса 1,0, равная ±1%.
Подставив -в формулу (5) значения 6Л и б/2, получаем 6Д/ВП=±2,2%.
1.5. Погрешность 6/?пч в соответствии с требованиями -стандарта равна ±1%.
1.6. Подставив -в формулу (4) значения дР0, 6Д/ВП и б/?пч, получаем 6ДПрб = ±8,4%. Принимаем бДпре равной ±9%:.
2. Метод амплитудной модуляции
2.1. Потери преобразования в -относительных единицах (см. настоящий стан­дарт) рассчитывают