ГОСТ 19656.10-88 Диоды полупроводниковые сверхвысокочастотные переключательные и ограничительные. Методы измерения сопротивлений потерь

ГОСТ 19656.10-88

Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЕ И ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ

Методы измерения сопротивлений потерь

Semiconductor microwave switching and limiter diodes. Methods of measuring loss resistances

ОКП 621000

Срок действия с 01.07.89
до 01.07.94*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 5/6, 1993 год). - .

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.09.88 N 3291

2. Срок первой проверки 1994 г., периодичность проверки 5 лет

3. ВЗАМЕН ГОСТ 19656.10-75 и ГОСТ 19656.11-75

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые переключательные и ограничительные сверхвысокочастотные (далее - СВЧ) диоды и устанавливает следующие методы измерения сопротивлений потерь в диапазоне частот 0,3-10 ГГц:

1) сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности () ограничительных СВЧ диодов;

2) прямого сопротивления потерь () переключательных и ограничительных СВЧ диодов и обратного сопротивления потерь (, )* переключательных СВЧ диодов:

_______________

* Обратное сопротивление потерь приводится для последовательной () и параллельной () эквивалентной схемы диода.

а) метод измерительной линии с подвижным зондом;

б) метод измерительной линии с фиксированным зондом;

в) резонаторный метод.

Общие требования при измерениях - по ГОСТ 19656.0-74.

1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

1.1. Принцип, условия и режим измерения

1.1.1. Сопротивление потерь определяют, исходя из измерения входного сопротивления коаксиальной диодной камеры с диодом, включенным в качестве оконечной нагрузки и учета потерь в камере, определяемых с помощью эквивалентов холостого хода (далее - XX).

1.1.2. Значения частоты измерения, уровня СВЧ мощности, при которых проводят измерения, следует приводить в ТУ на диоды конкретных типов.

1.2. Аппаратура

1.2.1. Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт.1.

- генератор СВЧ мощности; - вентиль ферритовый; - линия измерительная; - камера диодная; - усилитель измерительный; - частотомер; - измеритель мощности

Черт.1

1.2.2. Элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям:

1) вентиль ферритовый , генератор СВЧ мощности , линия измерительная , частотомер , измеритель мощности - по ГОСТ 19656.0-74;

2) измерительный усилитель должен иметь чувствительность в пределах 1-10 мкВ;

3) диодная камера должна иметь волновое сопротивление, равное волновому сопротивлению измерительной линии, и обеспечивать значение коэффициента стоячей волны по напряжению холостого хода с эквивалентом XX ( ) не менее 50.

Эквивалент XX должен представлять собой корпус диода (без контактирующих проволочек) или деталь, по форме и размерам соответствующую проверяемому диоду со значением емкости, равной минимальному значению емкости конкретного типа диода.

Чертежи на эквиваленты и значения емкостей эквивалентов указывают в ТУ на диоды конкретных типов.

1.3. Подготовка к проведению измерений

1.3.1. Режим измерения устанавливают заданным по частоте и мощности.

1.3.2. Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.

1.3.3. Определяют положение минимума стоячей волны напряжения () в миллиметрах, ближайшего к выходному концу измерительной линии.

1.3.4. Определяют значение () в миллиметрах - разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума ), где напряженность электрического поля в измерительной линии вдвое больше его значения в точке минимума.

1.3.5. Определяют значение коэффициента стоячей волны по напряжению (далее - КСВН) холостого хода ( ) по формуле

, (1)

где - длина волны в измерительной линии, мм.

1.3.6. Положение плоскости отсчета в миллиметрах рассчитывают по формуле

, (2)

где - емкость корпуса диода, определяемая по ГОСТ 18986.4-73, Ф;

- волновое сопротивление измерительной линии, Ом;

- частота измерения, Гц.

1.4. Проведение измерений

1.4.1. Измеряемый диод вставляют в диодную камеру.

1.4.2. Определяют положение минимума стоячей волны напряжения в измерительной линии () в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета ().

1.4.3. Определяют значение в миллиметрах - разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума ), где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.

1.5. Обработка результатов

1.5.1. Значение сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности () рассчитывают по формуле

, (3)

где - значение, определяемое в соответствии с п.1.3.4, мм;

- значение, определяемое в соответствии с п.1.4.3, мм;

, (4)

где - значение, определяемое в соответствии с п.1.3.3, мм;

- значение, определяемое в соответствии с п.1.3.6, мм;

, (5)

где - значение, определяемое в соответствии с п.1.4.2, мм.

1.6. Показатели точности измерений

1.6.1. Погрешность измерения сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности должна находиться в интервале ±20% с установленной вероятностью 0,95 в диапазоне частот 0,3-10 ГГц для значений - в пределах 2-30 Ом.

1.6.2. Погрешность измерения значений , не установленных настоящим стандартом, должна быть приведена в ТУ на диоды конкретных типов.

Пример расчета погрешности измерения сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности приведен в приложении 1.

2. МЕТОД ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ПОДВИЖНЫМ ЗОНДОМ (, , )

2.1. Принцип, условия и режим измерения

2.1.1. Прямое () и обратное (, ) сопротивления потерь определяют исходя из измерений входного сопротивления диодной камеры с диодом, включенным в качестве оконечной нагрузки, с учетом потерь в камере, определяемых с помощью эквивалентов короткого замыкания (КЗ) и XX.

2.1.2. Значения частоты измерения, уровня СВЧ мощности и напряжения смещения, при которых проводят измерения, следует приводить в ТУ на диоды конкретных типов.

2.2. Аппаратура

2.2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт.2.

- генератор СВЧ мощности;, - вентили; - тройник ввода смещения; - линия измерительная; - камера диодная; - источник смещения; - измерительный усилитель; - частотомер; - измеритель мощности

Черт.2

2.2.2. Генератор СВЧ мощности , вентили , , линия измерительная , частотомер , измеритель мощности - по ГОСТ 19656.0-74.

2.2.3. Тройник ввода смещения должен обеспечивать подачу напряжения (или тока) смещения на проверяемый диод и удовлетворять следующим требованиям:

1) коэффициент стоячей волны по напряжению входа и выхода - не более 1,3;

2) развязка цепи постоянного тока и тракта СВЧ - не менее 20 дБ;

3) сопротивление цепи постоянного тока - не более 0,1 Ом;

4) собственное ослабление - не более 1 дБ.

2.2.4. Источник смещения должен обеспечивать задание и поддержание постоянного тока прямого смещения и постоянного напряжения обратного смещения с погрешностью в пределах ±5%.

2.2.5. Измерительный усилитель должен иметь чувствительность в пределах 1-10 мкВ.

2.2.6. Диодная камера должна иметь волновое сопротивление, равное волновому сопротивлению измерительной линии, и обеспечивать значения коэффициентов стоячей волны по напряжению с эквивалентом КЗ () и XX () в соответствии с табл.1.

Таблица 1

Эквивалент КЗ должен представлять собой металлическую деталь, соответствующую по форме и размерам измеряемому диоду.

2.3. Подготовка к проведению измерений

2.3.1. Режим измерения устанавливают заданным по частоте и мощности.

2.3.2. Эквивалент КЗ вставляют в диодную камеру.

2.3.3. Определяют положение минимума стоячей волны напряжений (плоскость отсчета) в миллиметрах, ближайшего к выходному концу измерительной линии .

2.3.4. Определяют значение - разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума ) в миллиметрах, где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.

2.3.5. Рассчитывают значение и по формуле

, (6)

где - длина волны в измерительной линии, мм.

2.3.6. Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.

2.3.7. Определяют положение минимума стоячей волны напряжения в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.

2.3.8. Определяют значение - разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума ) в миллиметрах, где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.

2.3.9. Определяют значение по формуле

. (7)

2.4. Проведение измерений

2.4.1. Измерение прямого сопротивления потерь

2.4.1.1. Проверяемый диод вставляют в диодную камеру и устанавливают заданное значение прямого тока смещения.

2.4.1.2. Определяют положение минимума стоячей волны напряжения в измерительной линии в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.

2.4.1.3. Определяют значение - разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума ) в миллиметрах, где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.

2.4.2. Измерение обратного сопротивления потерь

2.4.2.1. На проверяемом диоде устанавливают заданное значение обратного напряжения.

2.4.2.2. Определяют положение минимума стоячей волны напряжения в измерительной линии в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.

2.4.2.3. Определяют значение - разность показаний индикатора измерительной линии (справа и слева от точки минимума ) в миллиметрах, где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Значение прямого сопротивления потерь () в омах рассчитывают по формуле

, (8)

где - волновое сопротивление линии, Ом;

- значение, определяемое по п.2.4.1.3, мм;

- значение, определяемое по п.2.3.4, мм;

- длина волны в измерительной линии, мм.

, (9)

где - значение, определяемое по п.2.4.1.2, мм;

- значение, определяемое по п.2.3.3, мм;

, (10)

где - значение, определяемое по п.2.3.7, мм.

При выполнении условия

(11)

значение рассчитывают по формуле

. (12)

2.5.2. Значение обратного сопротивления потерь () рассчитывают по формуле

, (13)

где - круговая частота, рассчитываемая по формуле

,

где - частота измерения, Гц;

- индуктивность диода, нГн, рассчитываемая по формуле

;

- значение, определяемое по п.2.4.2.3, мм;

- значение, определяемое по п.2.3.8, мм;

- емкость структуры, Ф, рассчитываемая по формуле

,

где - общая емкость диода, Ф, определяемая по ГОСТ 18986.4-73;

- емкость корпуса диода, Ф, определяемая по ГОСТ 18986.4-73;

, (14)

где - значение, определяемое по п.2.4.2.2, мм;

. (15)

При выполнении условия

(16)

значение рассчитывают по формуле

. (17)

Для корпусных диодов со значением общей емкости и для бескорпусных диодов значение рассчитывают по формуле

. (18)

При выполнении условия

(19)

значение рассчитывают по формуле

. (20)

2.5.3. Значение рассчитывают по формуле

. (21)

2.6. Показатели точности измерений

2.6.1. Погрешность измерения прямого сопротивления потерь с установленной вероятностью 0,95 приведена в табл.2.

Таблица 2

2.6.2. Погрешность измерения обратного сопротивления потерь () с установленной вероятностью 0,95 приведена в табл.3.

Таблица 3

2.6.3. Погрешность измерения () находится в интервале ±35% с установленной вероятностью 0,95 в диапазоне частот 0,3-10 ГГц, для значений 5 кОм.

Требования к погрешности измерения , , для значений измеряемых параметров, не установленных в настоящем стандарте, должны быть приведены в ТУ на диоды конкретных типов.

2.6.4. Пример расчета погрешности приведен в приложении 2.

3. МЕТОД ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ФИКСИРОВАННЫМ ЗОНДОМ

3.1. Принцип, условия и режим измерения

3.1.1. Принцип измерения , , соответствует требованиям п.2.1 и эквивалентности между частотой и линейной зависимостью фазы отраженного сигнала при измерении в режимах качания частоты и фиксированной частоты соответственно.

3.1.2. Значения частоты измерения и напряжения смещения, при которых проводят измерения, должны быть приведены в ТУ на диоды конкретных типов.

Диапазон качания частоты определяется шириной полосы частот, необходимой для измерения заданных значений сопротивлений и , и наблюдения смещения минимума в режиме обратного смещения и XX относительно плоскости отсчета.

3.1.3. Уровень СВЧ мощности, при котором проводят измерения, определяется панорамным измерителем коэффициента стоячей волны по напряжению и ослаблений.

3.2. Аппаратура

3.2.1. Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт.3.

- генератор качающейся частоты; - ответвитель направленный; , - вентили ферритовые; - тройник ввода смещения; - камера диодная; - источник смещения; - индикатор КСВН и ослаблений; - линия измерительная

Черт.3

3.2.2. Ответвитель направлений должен иметь переходное ослабление и направленность не менее 20 дБ.

3.2.3. В индикаторе КСВН и ослаблений диапазон входных напряжений канала падающей волны 0,03-10 мВ. При этом уровень напряжения в канале отраженной волны должен быть не менее 1 мкВ.

3.2.4. Полоса пропускания измерительной линии должна соответствовать диапазону качания частоты, отвечающему требованиям п.3.1.2, требуемую величину полосы пропускания зонда определяют экспериментально по смещению минимума стоячей волны напряжения в режиме XX относительно плоскости отсчета или из соотношения

, (22)

где - порядок, наблюдаемого минимума стоячей волны напряжения.

Метод измерения полосы пропускания зонда измерительной линии приведен в приложении 5.

При полосе пропускания зонда измерительной линии, не достаточной для наблюдения минимума стоячей волны напряжения в режиме XX, допускается перемещать зонд измерительной линии от плоскости отсчета в сторону генератора на расстояние четверти длины волны или применять двухзондовую измерительную линию, зонды которой разнесены на то же расстояние.

3.2.5. Требования к тройнику ввода смещения , источнику смещения , диодной камере и эквивалентам КЗ и XX должны соответствовать пп.2.2.3-2.2.6.

3.2.6. Генератор качающейся частоты , вентили ферритовые , - по ГОСТ 19656.0-74.

3.3. Подготовка к проведению измерений

3.3.1. Эквивалент КЗ вставляют в диодную камеру.

3.3.2. Зонд измерительной линии устанавливают в точку наблюдаемого на экране индикатора минимума стоячей волны напряжения (плоскость КЗ), ближайшего к выходному концу измерительной линии.

3.3.3. Определяют значение частоты в герцах наблюдаемого на экране индикатора минимума стоячей волны напряжения, ближайшего к выходному концу линии. Частота равна частоте измерения.

3.3.4. Определяют значение частот и в герцах на уровне по 3 дБ справа и слева от минимума стоячей волны.

3.3.5. Рассчитывают значение разности частот в герцах, по формуле

. (23)

3.3.6. Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.

3.3.7. Определяют частоту наблюдаемого минимума стоячей волны напряжения () в герцах.

Если для наблюдения минимума стоячей волны напряжения в режиме XX и обратного смещения применяется двухзондовая измерительная линия или зонд линии перемещается в сторону генератора на расстояние четверти длины волны от плоскости отсчета, то частота равна частоте измерения.

3.3.8. Определяют частоты и в герцах на уровне по 3 дБ справа и слева от минимума стоячей волны.

3.3.9. Рассчитывают разность частот в герцах по формуле

. (24)

3.4. Проведение измерений

3.4.1. Измерение прямого сопротивления потерь

3.4.1.1. Проверяемый диод вставляют в диодную камеру и устанавливают заданное значение прямого тока смещения.

3.4.1.2. Определяют частоту наблюдаемого минимума стоячей волны напряжения () в герцах.

3.4.1.3. Определяют значения частот и в герцах на уровне по 3 дБ справа и слева от минимума стоячей волны соответственно.

3.4.1.4. Рассчитывают разность частот в герцах по формуле

. (25)

3.4.2. Измерение обратного сопротивления потерь

3.4.2.1. На проверяемом диоде устанавливают заданное значение обратного напряжения смещения.

3.4.2.2. Определяют частоту минимума стоячей волны напряжения в герцах.

3.4.2.3. Определяют значения частот и в герцах на уровне по 3 дБ справа и слева от минимума стоячей волны соответственно.

3.4.2.4. Рассчитывают разность частот в герцах по формуле

. (26)

3.5. Обработка результатов

3.5.1. Разность показаний индикатора измерительной линии в точках справа и слева от точки минимума, в которых напряженность электрического поля в линии вдвое больше минимального значения () в миллиметрах, рассчитывают по формуле

, (27)

где 1 при нагрузке диодной камеры на эквивалент КЗ;

2 при нагрузке диодной камеры на эквивалент XX;

3 при подаче на диод прямого смещения;

4 при подаче на диод обратного смещения;

- значение, определяемое по пп.3.3.5, 3.3.9, 3.4.1.4, 3.4.2.4;

, - значения частот, определяемых по пп.3.3.4, 3.3.8, 3.4.1.3; 3.4.2.3;

- порядок наблюдаемого минимума, рассчитываемый по формуле

, (28)

где - расстояние от плоскости включения эквивалента КЗ до наблюдаемого минимума стоячей волны в режиме КЗ, мм. Порядок наблюдаемого минимума стоячей волны в режимах XX, прямого и обратного смещения принимают тот же;

- частота измерения, определяемая по п.3.3.3;

- скорость света, равная 3·10 мм/с.

3.5.2. Значения смещений минимума стоячей волны по напряжению относительно плоскости отсчета (), (), () рассчитывают по формуле

, (29)

где 2 при нагрузке диодной камеры на эквивалент XX;

4 при подаче на диод обратного смещения;

- смещение минимума стоячей волны по напряжению относительно плоскости отсчета при подаче на диод прямого смещения;

- значение частоты, определяемое по пп.3.3.3, 3.3.7, 3.4.1.2, 3.4.2.2.

При недостаточной широкополосности линии зонд измерительной линии устанавливают в положение, указанное в п.3.2.4, значение при этом рассчитывают по формуле

. (30)

3.5.3. Значения прямого и обратного сопротивлений потерь рассчитывают по формулам (8-21) при подстановке в них значений и , определяемых по формулам (27-30).

3.6. Показатели точности измерений

3.6.1. Погрешность измерения прямого сопротивления потерь с установленной вероятностью 0,95 приведена в табл.4.

Таблица 4

3.6.2. Погрешность измерения обратного сопротивления потерь с установленной вероятностью 0,95 приведена в табл.5.

Таблица 5

3.6.3. Погрешность измерения находится в интервале ±35% с установленной вероятностью 0,95 в диапазоне частот 0,3-10 ГГц для значений 5 кОм.

Требования к погрешности измерения , , для значений измеряемых параметров, не установленных настоящим стандартом, должны быть приведены в ТУ на диоды конкретных типов.

3.6.4. Пример расчета погрешности приведен в приложении 3.

4. РЕЗОНАТОРНЫЙ МЕТОД (,,)

4.1. Принцип, условия и режим измерения

4.1.1. Прямое () и обратное (,) сопротивления потерь определяют исходя из измерения добротности резонаторного устройства с включенным в него измеряемым диодом и учета потерь в резонаторе, определяемых с помощью эквивалентов КЗ и XX.

4.1.2. Значения частоты измерения и напряжения (тока) смещения следует приводить в ТУ на диоды конкретных типов.

4.2. Аппаратура

4.2.1. Измерения проводят на установке, структурная схема которой приведена на черт.4.

- генератор качающейся частоты; - аттенюатор; , - ответвители направленные; , - вентили; - резонатор с проверяемым диодом; - нагрузка согласованная; - источник смещения; - индикатор КСВН и ослаблений

Черт.4

4.2.2. Элементы, входящие в структурную схему, должны удовлетворять следующим требованиям:

1) ответвители направленные и должны иметь переходное ослабление и направленность не менее 20 дБ;

2) нагрузка согласованная должна иметь коэффициент стоячей волны не более 1,2;

3) резонатор должен иметь добротность с эквивалентом КЗ и XX не менее 500;

4) индикатор КСВН и ослаблений должен удовлетворять требованиям п.3.2.3;

5) эквиваленты КЗ и XX должны удовлетворять требованиям пп.1.2.2 и 2.2.6;

6) генератор качающейся частоты , вентили, , аттенюатор - по ГОСТ 19656.0-74;

7) калибровочный резистор должен представлять собой деталь из кремния с металлизацией;

8) значение сопротивления калибровочного резистора не должно отличаться от номинального значения более чем на 10% и находиться в пределах 0,2-2,5 Ом;

9) калибровочный конденсатор должен представлять собой деталь из кварца с металлизацией;

10) значение емкости калибровочного конденсатора не должно отличаться от номинального значения более чем на 10% и лежать в пределах 0,05-1,0 пФ;

11) чертежи на калибровочные резисторы и конденсаторы и значения сопротивлений и емкостей калибровочных резисторов и конденсаторов должны быть приведены в ТУ на диоды конкретных типов.

4.3. Подготовка к проведению измерений

4.3.1. Эквивалент КЗ вставляют в резонатор.

4.3.2. Измеряют резонансную частоту () в мегагерцах, характеристики и частоты , в мегагерцах, на уровне по 3 дБ справа и слева от уровня характеристики на частоте резонанса.

4.3.3. Рассчитывают значение добротности резонатора с эквивалентом КЗ () по формуле

. (31)

4.3.4. Эквивалент XX вставляют в резонатор.

4.3.5. Измеряют резонансную частоту () в мегагерцах, характеристики и частоты , в мегагерцах на уровне по 3 дБ справа и слева от уровня характеристики на частоте резонанса.

4.3.6. Рассчитывают значение добротности резонатора с эквивалентом XX () по формуле

. (32)

4.3.7. Калибровочный резистор с установленным значением сопротивления вставляют в резонатор.

4.3.8. Определяют резонансную частоту () в мегагерцах, характеристики и частоты , в мегагерцах, на уровне по 3 дБ справа и слева от уровня характеристики на частоте резонанса.

4.3.9. Рассчитывают значение добротности резонатора с калибровочным резистором по формуле

. (33)

4.3.10. Рассчитывают значение коэффициента связи () в омах по формуле

, (34)

где - установленное значение сопротивления калибровочного резистора, в Ом.

4.3.11. Калибровочный конденсатор с установленным значением емкости в пикофарадах вставляют в резонатор.

4.3.12. Определяют значение резонансной частоты характеристики () в мегагерцах.

4.3.13. Калибровочный конденсатор с установленным значением емкости в пикофарадах вставляют в резонатор.

4.3.14. Определяют значение резонансной частоты характеристики () в мегагерцах.

4.3.15. Рассчитывают значение эквивалентной емкости резонатора в пикофарадах по формуле

. (35)

4.4. Проведение измерений

4.4.1. Измеряемый диод вставляют в резонатор.

4.4.2. Заданное значение прямого тока смещения подают на проверяемый диод.

4.4.3. Определяют резонансную частоту характеристики в мегагерцах и частоты , в мегагерцах на уровне по 3 дБ справа и слева от уровня характеристики на частоте резонанса.

4.4.4. Заданное значение обратного напряжения смещения подают на проверяемый диод.

4.4.5. Определяют резонансную частоту характеристики в мегагерцах и частоты , в мегагерцах на уровне по 3 дБ справа и слева от уровня характеристики на частоте резонанса.

4.5. Обработка результатов

4.5.1. Значение прямого сопротивления потерь рассчитывают по формуле

, (36)

где - коэффициент связи, Ом, определяемый по п.4.3.10;

- значение добротности резонатора с эквивалентом КЗ, определяемое по п.4.3.3;

- значение добротности при прямом смещении на диоде;

- значение резонансной частоты характеристики резонатора с диодом в режиме прямого смещения, МГц, определяемое по п.4.4.3;

, - значения частот на уровне по 3 дБ от уровня характеристики на частоте резонанса, МГц, определяемые по п.4.4.3.

4.5.2. Значение обратного сопротивления потерь () в омах рассчитывают по формуле

, (37)

где - значение эквивалентной емкости резонатора, Ф, определяемое по п.4.3.15;

- значение добротности резонатора с эквивалентом XX, определяемое по п.4.3.6;

- значение емкости структуры диода, Ф, определяемое по ГОСТ 18986.4-73;

- значение резонансной частоты характеристики резонатора с диодом, Гц, в режиме обратного смещения, определяемое по п.4.4.5;

- значение добротности при подаче на проверяемый диод обратного смещения, рассчитываемое по формуле

, (38)

где , - значения частот, определяемые по п.4.4.5.

4.5.3. Значение в омах рассчитывают по формуле

. (39)

4.6. Показатели точности измерения

4.6.1. Погрешность измерения прямого сопротивления потерь находится в интервале ±20% с установленной вероятностью 0,95 в диапазоне частот 0,5-10 ГГц для значений в пределах 0,2-10,0 Ом.

4.6.2. Погрешность измерения обратного сопротивления потерь находится в интервале ±25% с установленной вероятностью 0,95 в диапазоне частот 0,5-10 ГГц для значений в пределах 0,5-10 Ом.

4.6.3. Погрешность измерения находится в интервале ±25% с установленной вероятностью 0,95 в диапазоне частот 0,3-10 ГГц для значений в пределах до 100 кОм.

4.6.4. Погрешность измерения , , для значений, не установленных настоящим стандартом, должна быть приведена в технических условиях на диоды конкретных типов.

4.6.5. Пример расчета погрешности приведен в приложении 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОТЕРЬ ПРИ НИЗКОМ УРОВНЕ СВЧ МОЩНОСТИ

Прологарифмировав и продифференцировав формулу (3), получаем выражение для расчета погрешности

(40)

где - относительное отклонение значения от номинального значения;

- погрешность установления длины волны в измерительной линии;

- погрешность определения значения ширины минимума коэффициента стоячей волны по напряжению при нагрузке диодной камеры на эквивалент XX;

%;

- абсолютная погрешность отсчета индикатора часового типа измерительной линии;

- погрешность определения значения ширины минимума коэффициента стоячей волны по напряжению при нагрузке камеры на проверяемый диод;

%; (41)

;

; (42)

; (43)

; (44)

; (45)

- коэффициент, зависящий от закона распределения суммарной погрешности измерения и установленной вероятности . Для нормального закона распределения и вероятности 0,95 1,96;

- коэффициенты, зависящие от законов распределения составляющих погрешности:

(равномерный закон);

(треугольный закон);

(нормальный закон);

; (46)

; (47)

где - погрешность отсчета по линейке измерительной линии для определения ;

; (48)

- абсолютная погрешность отсчета по линейке измерительной линии;

- погрешность отсчета по линейке измерительной линии для определения ;

; (49)

- абсолютная погрешность отсчета по линейке измерительной линии.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЯМОГО И ОБРАТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОТЕРЬ (МЕТОД ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ПОДВИЖНЫМ ЗОНДОМ)

1. Расчет погрешности измерения прямого сопротивления

Прологарифмировав и продифференцировав формулы (8, 9, 10), получаем выражение для расчета погрешности измерения

, (50)

где

, (51)

, (52)

(53)

; (54)

; (55)

; (56)

- коэффициент, зависящий от закона распределения суммарной погрешности измерения и установленной вероятности . Для нормального закона распределения и вероятности 0,95 1,96;

- коэффициенты, зависящие от законов распределения составляющих погрешностей.

- (равномерный закон).

2. Расчет погрешности измерения обратного сопротивления

Прологарифмировав и продифференцировав формулы (13, 14 и 15), получаем выражение для расчета погрешности измерения

(57)

где

; ; (58)

; (59)

; (60)

; (61)

; (62)

; (63)

; (64)

; (65)

; (66)

- коэффициенты, зависящие от законов распределения составляющих погрешностей, при этом:

(равномерный закон);

(треугольный закон);

(нормальный закон);

(нормальный закон).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЯМОГО И ОБРАТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ ПОТЕРЬ (МЕТОД ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ФИКСИРОВАННЫМ ЗОНДОМ)

Значение погрешности измерения и рассчитывают по формулам (36-66) с учетом значений погрешностей , , , , рассчитываемых по формулам:

, (67)

где - погрешность определения значения ширины минимума коэффициента стоячей волны по напряжению: при нагрузке диодной камеры на эквивалент КЗ (1); при нагрузке камеры на эквивалент XX (2); при нагрузке камеры на диод в режиме прямого смещения (3); при нагрузке камеры на диод в режиме обратного смещения (4);

, - погрешность измерения частот в точках на уровне по 3 дБ от минимума стоячей волны напряжения в режимах КЗ (1), XX (2) прямого (3) и обратного (4) смещений, определяемая погрешностью измерения частот панорамным измерителем;

, (68)

где 2, 4;

- погрешность определения смещения минимума стоячей волны по напряжению относительно плоскости отсчета при нагрузке диодной камеры на эквивалент XX (2); при подаче на диод обратного напряжения смещения (4);

- погрешность определения смещения минимума стоячей волны по напряжению относительно плоскости отсчета при подаче на диод прямого тока смещения;

- погрешность измерения частот минимумов стоячей волны в режимах КЗ (1), XX (2), прямого (3) и обратного (4) смещений.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Справочное

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЯМОГО И ОБРАТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ ПОТЕРЬ (РЕЗОНАТОРНЫЙ МЕТОД)

1. Прологарифмировав и продифференцировав формулы (36, 37, 38), получаем выражения для расчета погрешности.

1.1. Погрешность измерения рассчитывают по формуле

, (69)

где

;

; (70)

; (71)

; (72)

; (73)

- погрешность измерения сопротивления калибровочного резистора;

- погрешность измерения частот точек резонансных характеристик резонатора в режиме прямого смещения на диоде для (3); при эквиваленте КЗ, включенном в резонатор для (1), при калибровочном резисторе, включенном в резонатор (), определяемая погрешностью панорамного измерителя;

- коэффициент, зависящий от закона распределения суммарной погрешности измерения и установленной вероятности . Для нормального закона распределения и вероятности 0,95 1,96;

- коэффициенты, зависящие от законов распределения составляющих погрешности.

(равномерный закон).

1.2. Погрешность измерения рассчитывают по формуле

(74)

где

; (75)

; (76)

; ;

; (77)

; (78)

; (79)

; (80)

- погрешность измерения емкости структуры диода, определяемая в соответствии с ГОСТ 18986.4-73;

, - погрешности измерения емкостей калибровочных конденсаторов, определяемые в соответствии с ГОСТ 18986.4-73;

- коэффициенты, зависящие от законов распределения составляющих погрешности.

(равномерный закон);

(нормальный закон).

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Рекомендуемое

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ ЗОНДА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (МЕТОД ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ФИКСИРОВАННЫМ ЗОНДОМ)

1. Для определения полосы пропускания зонда может быть использован метод измерения амплитудно-частотной характеристики зонда измерительной линии в требуемом диапазоне качания частоты.

2. Измерение производят на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт.5.

- генератор СВЧ мощности; - вентиль ферритовый; - аттенюатор; - линия измерительная; - нагрузка согласованная; - индикаторный прибор

Черт.5

3. На генераторе устанавливают частоту () требуемого диапазона качания.

4. Определяют величину сигнала по шкале индикатора.

5. Перестраивают частоту генератора в пределах требуемого диапазона качания частоты, измеряя при этом величину сигнала по шкале индикатора.

6. Строят график зависимости.

7. Определяют ширину полосы частот, в которой величина сигнала превышает значение 0,75 .

При недостаточной полосе пропускания зонда расширение полосы пропускания зонда достигается перемещением выступов диэлектрического плунжера зонда в верхнее и нижнее положения и вращением ручки перемещения поршня контура детектора головки измерительной линии.

Электронный текст документа

и сверен по:

М.: Издательство стандартов, 1988