ГОСТ Р 71366-2024
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФИЛЬТРЫ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ
Методы измерения частотных характеристик фазовых сдвигов
Piezoelectric and electromechanical filters. Method for frequency response measurement
ОКС 31.140
Дата введения 2025-03-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Российский научно-исследовательский институт "Электронстандарт" (АО "РНИИ "Электронстандарт")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 303 "Электронная компонентная база, материалы и оборудование"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 мая 2024 г. № 575-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на пьезоэлектрические и электромеханические фильтры (далее - фильтры) и устанавливает методы измерения следующих параметров:
- вносимого фазового сдвига;
- крутизны частотной характеристики фазовых сдвигов (ЧХФС);
- неравномерности ЧХФС;
- фазовой задержки.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения
ГОСТ Р 57438 Приборы пьезоэлектрические. Термины и определения
ГОСТ Р 71286 Приборы пьезоэлектрические и фильтры электромеханические. Общие требования при измерении параметров
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 57438.
4 Общие положения
4.1 Методы измерения ЧХФС основаны на измерении фазового сдвига в зависимости от частоты синусоидального сигнала.
4.2 Измерение фазового сдвига проводят на фиксированных частотах, установленных в технических условиях (ТУ) на фильтры конкретных типов.
4.3 Общие требования при измерениях и требования безопасности - по ГОСТ Р 71286.
5 Требования к средствам измерений и оборудованию
5.1 Применяемые средства измерений должны быть поверены или откалиброваны в соответствии с нормативными документами, устанавливающими порядок и методы поверки конкретных средств измерений.
Испытательное оборудование должно быть аттестовано в соответствии с ГОСТ Р 8.568. Диапазон измерений, типы и точность средств измерений, а также характеристики испытательного оборудования и состав вспомогательных устройств устанавливают в ТУ.
5.2 При измерении ЧХФС фильтров применяют следующие средства измерения и вспомогательные устройства:
- генератор синусоидального сигнала;
- частотомер;
- устройство согласующее;
- измеритель разности фаз.
Структурная схема измерения ЧХФС фильтров приведена на рисунке 1.
G - генератор синусоидального сигнала; PF - частотомер; Z - фильтр; E - согласующее устройство; A - измеритель разности фаз
Примечание - Допускается исключать из структурной схемы отдельные элементы или дополнять схему отдельными элементами.
Рисунок 1 - Структурная схема измерения ЧХФС фильтров
5.3 Генератор синусоидального сигнала должен удовлетворять следующим требованиям:
- напряжение выходного сигнала - не менее 0,5 В;
5.4 Частотомер должен удовлетворять следующим требованиям:
- нижний предел диапазона входных напряжений - не более 0,1 В;
5.5 Согласующее устройство должно удовлетворять следующим требованиям:
- активная и реактивная составляющие входного и выходного нагрузочных импедансов должны соответствовать значениям, указанным в ТУ на фильтры конкретных типов;
- входное и выходные сопротивления, высокочастотные переходы, соединители и кабели должны быть согласованы с выходным сопротивлением генератора синусоидальных сигналов и входным сопротивлением измерителя разности фаз.
Структурная схема согласующего устройства приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Структурная схема согласующего устройства
5.6 Измеритель разности фаз должен удовлетворять следующим требованиям:
- пределы измерения разности фаз - 0-360° или ±180°;
- погрешность измерения разности фаз - в пределах ±3°;
- разрешающая способность - не хуже 0,2°;
- входное сопротивление - не менее 1 МОм на частотах до 5 МГц включительно и не менее 50 кОм на частотах свыше 5 МГц;
- входная емкость - не более 30 пФ на частотах до 5 МГц включительно и не более 3,5 пФ на частотах свыше 5 МГц.
6 Метод измерения частотных характеристик фазовых сдвигов
6.1 Структурная схема ЧХФС приведена на рисунке 1.
6.2 Требования к приборам установлены в 5.3-5.6.
6.3 Подготавливают средства измерения и вспомогательные устройства к работе в соответствии с эксплуатационной документацией.
6.4 Устанавливают на генераторе заданное напряжение и подключают измеряемый фильтр к согласующему устройству.
6.5 Устанавливают на генераторе номинальную частоту и регистрируют показание измерителя разности фаз.
6.6 Устанавливают на генераторе последовательно, в убывающем порядке, заданные фиксированные частоты и регистрируют показания измерителя разности фаз и количества смен периодов, равных 360°.
6.7 Устанавливают на генераторе последовательно, в возрастающем порядке, фиксированные частоты выше номинальной и регистрируют показания измерителя разности фаз и количества смен периодов, равных 360°.
7 Обработка результатов измерений
7.4 Формулы для определения крутизны и неравномерности ЧХФС по методу наименьших квадратов приведены в приложении А.
7.6 Примеры обработки результатов и пример построения ЧХФС приведены в приложении Б.
8 Погрешность измерений
8.1 Показатели точности измерений параметров должны соответствовать установленным в ТУ на фильтры конкретных типов.
8.6 Примеры расчетов погрешностей измерений приведены в приложении Б.
Приложение А
(справочное)
Формулы для обработки результатов определения крутизны и неравномерности ЧХФС по методу наименьших квадратов
где
Приложение Б
(справочное)
Примеры обработки результатов измерений и расчетов показателей точности измерений
Б.1 Примеры обработки результатов измерений
Б.1.5 Крутизну ЧХФС вычисляют по формуле (5), используя данные таблицы Б.1:
Б.1.8 Фазовую задержку вычисляют по формуле (7):
Таблица Б.1
i | , Гц | , ° | , ° | , ° | , Гц | , ° | , °· Гц | , Гц | ||
1 | -1750 | 172,97 | -2 | -547,03 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 | -1500 | 263,36 | -2 | -436,54 | 110,39 | 31,07 | 250 | 79,32 | 27597,5 | 62500 |
3 | -1250 | 322,68 | -2 | -397,32 | 149,71 | -8,93 | 500 | 158,64 | 74855 | 250000 |
4 | -1000 | 31,08 | -1 | -328,92 | 218,11 | -19,84 | 750 | 273,95 | 163582,5 | 562500 |
5 | -750 | 176,74 | -1 | -183,26 | 363,77 | 46,50 | 1000 | 317,27 | 363770 | 1000000 |
6 | -500 | 233,27 | -1 | -126,73 | 420,30 | 23,71 | 1250 | 369,59 | 525375 | 1562500 |
7 | -250 | 273,81 | -1 | -86,19 | 460,84 | -15,07 | 1500 | 475,91 | 691260 | 2250000 |
8 | 0 | 37,46 | 0 | 37,46 | 584,51 | 29,28 | 1750 | 555,23 | 1022892,5 | 3062500 |
9 | 250 | 82,63 | 0 | 82,63 | 629,66 | -4,89 | 2000 | 634,55 | 1259320 | 4000000 |
10 | 500 | 143,86 | 0 | 143,86 | 690,89 | -22,98 | 2250 | 713,87 | 1554502,5 | 5062500 |
11 | 750 | 274,23 | 0 | 274,23 | 821,26 | 28,07 | 2500 | 793,18 | 2053150 | 6250000 |
12 | 1000 | 349,37 | 0 | 349,37 | 896,40 | 23,90 | 2750 | 872,50 | 2465100 | 7562500 |
13 | 1250 | 23,62 | 1 | 383,62 | 930,65 | -21,17 | 3000 | 951,82 | 2791950 | 9000000 |
14 | 1500 | 79,41 | 1 | 439,41 | 986,44 | -44,70 | 3250 | 1031,14 | 3205930 | 10662500 |
15 | 1750 | 203,43 | 1 | 563,43 | 1110,46 | 0 | 3500 | 1110,46 | 3886610 | 12250000 |
- | - | - | - | 8373,39 | - | 26250 | - | 20086 ·10 | 63437 ·10 |
Рисунок Б.1 - Пример построения ЧХФС
Б.2 Примеры расчетов погрешностей измерений параметров ЧХФС
Б.2.1 Границы интервала, в котором с установленной вероятностью 0,95 находится абсолютная погрешность измерения вносимого фазового сдвига, вычисляют по формуле (8).
Пример - Измеритель разности фаз ФК2-29. Генератор синусоидальных сигналов - синтезатор частот Ч6-72.
При этом
Б.2.2 Границы интервала, в котором с установленной вероятностью 0,95 находится относительная погрешность измерения крутизны ЧХФС, вычисляют по формуле (9).
Пример
Б.2.3 Границы интервала, в котором с установленной вероятностью 0,95 находится абсолютная погрешность измерения неравномерности ЧХФС, вычисляют по формуле (14):
Б.2.4 Границы интервала, в котором с установленной вероятностью 0,95 находится абсолютная погрешность измерения фазовой задержки, вычисляют по формуле (15).
Пример
При этом
УДК 621.372.542:006.354 | ОКС 31.140 | |
Ключевые слова: фильтры пьезоэлектрические, фильтры электромеханические, частотные характеристики, фазовый сдвиг, ЧХФС |