ГОСТ 18604.20-78 Транзисторы биполярные. Методы измерения коэффициента шума на низкой частоте

ГОСТ 18604.20-78*
(СТ СЭВ 3996-83)

Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ТРАНЗИСТОРЫ БИПОЛЯРНЫЕ

Методы измерения коэффициента шума на низкой частоте

Transistors bipolar. Methods for measuring noise
figure at low frecuencies

Дата введения 1980-01-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 3 мая 1978 г. N 1198 срок введения установлен с 01.01.80

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 29.04.84 N 1554 срок действия продлен до 01.01.90**

________________

** Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта СССР от 17.09.91 N 1455 (ИУС N 12, 1991 год). - .

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1985 г.) с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1984 г. (ИУС 8-84).

Настоящий стандарт распространяется на биполярные транзисторы и устанавливает методы измерения коэффициента шума : сравнением с опорным усилителем на частотах от 2 до 100000 Гц; способом удвоения выходной мощности шума на частоте 1 кГц.

Общие условия при измерении коэффициента шума транзисторов должны соответствовать требованиям ГОСТ 18604.0-83.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3996-83 в части измерения коэффициента шума на низкой частоте (справочное приложение).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА СРАВНЕНИЕМ
С ОПОРНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ НА ЧАСТОТАХ ОТ 2 ДО 100000 Гц

1.1. Принцип и условия измерения

1.1.1. Коэффициент шума транзистора определяют сравнением шумов усилителя с измеряемым транзистором и опорного усилителя, коэффициент шума которого известен и равен единице, а коэффициент усиления усилителей одинаковы. При этом опорный усилитель выполняет функцию генератора шума.

1.1.2. Режим и условия измерения коэффициента шума: ток эмиттера, напряжение коллектора, сопротивление источника тепловых шумов на входе измеряемого транзистора (или резистора, подключенного к входу измеряемого транзистора) указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.

Температура окружающей среды при измерении должна быть в пределах (25±10) °С.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Аппаратура

1.2.1. Структурная схема измерения коэффициента шума транзистора должна соответствовать указанной на черт.1.

- опорный усилитель; , - усилители; - индикаторный блок; - переключатель;
- блок питания транзистора; - измеряемый транзистор, входящий в состав усилителя

Черт.1

1.2.2. Основные элементы, входящие в структурную схему измерения, должны соответствовать следующим требованиям.

1.2.2.1. В качестве опорного усилителя используют малошумящий усилитель, в котором входное сопротивление должно быть в 100 раз больше, чем эквивалентное шумовое сопротивление усилителя с измеряемым транзистором. При этом коэффициент шума опорного усилителя равен единице.

Коэффициент усиления опорного усилителя должен быть равен коэффициенту усиления усилителя с измеряемым транзистором с погрешностью в пределах ±3%. Это равенство достигается применением в усилителях и глубокой отрицательной обратной связи, цепи действия которой показаны на схеме пунктиром. Рекомендуется выбирать коэффициенты усиления усилителя и , равными 100.

Постоянство усиления в измерительном и опорном канале при измерении транзисторов с различным усилением допускается устанавливать любым способом (например, при помощи автоматической или ручной регулировки по пилот-сигналу).

1.2.2.2. Блок питания транзистора должен обеспечивать режим измеряемого транзистора по постоянному току. Рекомендуется применять стабилизированные источники питания.

1.2.2.3. Усилитель должен определять ширину эффективной шумовой полосы, которая не должна превышать 20% частоты измерения, если иное не указано в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов. Усилитель должен быть линейным и иметь регулируемый коэффициент усиления.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2.2.4. Индикаторный блок должен реагировать на среднее квадратическое значение подаваемого сигнала.

Шкалу индикатора рекомендуется градуировать непосредственно в единицах коэффициента шума.

Собственный уровень шумов усилителя с индикаторным блоком и динамический диапазон индикатора должны быть такими, чтобы обеспечить заданные показатели точности, указанные в п.1.4.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3. Подготовка и проведение измерения

1.3.1. Перед измерением следует проводить калибровку. Для этого переключатель установить в положение 1. Регулируя коэффициент усиления усилителя , следует установить показание индикатора на единицу.

1.3.2. Затем переключатель установить в положение 2. В этом положении подключить измерительный тракт с измеряемым транзистором на входе, и индикатором следует измерить коэффициент шума .

1.4. Показатели точности

Основная погрешность измерительных установок должна находиться в пределах ±1 дБ. Основная погрешность автоматических классификаторов в классификационной точке должна находиться в пределах ±1,5 дБ.

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА СПОСОБОМ УДВОЕНИЯ
ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ ШУМА НА ЧАСТОТЕ 1 кГц

2.1. Принцип и условия измерения

2.1.1. Принцип измерения заключается в удвоении выходной мощности шума.

2.1.2. Режим и условия измерения коэффициента шума: ток эмиттера, напряжение коллектора, выходное сопротивление генератора шума, пересчитанное ко входу транзистора, и др. указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2. Аппаратура

2.2.1. Структурная схема измерения коэффициента шума транзистора должна соответствовать указанной на черт.2.

- генератор шума; - переключатель; - измеряемый транзистор; - блок питания транзистора;
- индикаторный блок; - трехдецибельный аттенюатор; - усилитель;
, , - резисторы делителя

Черт.2

2.2.2. Основные элементы, входящие в структурную схему измерения, должны соответствовать следующим требованиям.

2.2.2.1. В качестве генератора шума используют любой источник шумового сигнала, причем

;

,

где - выходное сопротивление источника сигнала, пересчитанное ко входу транзистора, указанное в стандартах на конкретный тип транзистора;

, , - сопротивления резисторов делителя.

Генератор шума должен быть откалиброван в единицах коэффициента шума. Допускается калибровка генератора шума в единицах мощности шума, напряжения шума или относительной шумовой температуры.

2.2.2.2. Требования к блоку питания транзистора - в соответствии с п.1.2.2.2.

2.2.2.3. Индикаторный блок должен реагировать на среднее квадратическое значение подаваемого сигнала.

Собственный уровень шумов усилителя совместно с индикатором должен быть таким, чтобы обеспечить показатели точности, указанные в п.2.5.1.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.2.4. Трехдецибельный ослабитель позволяет осуществлять отсчет первоначальной и удвоенной мощности на выходе в одной и той же точке отсчета по шкале индикатора.

2.2.2.5. Требования к усилителю - в соответствии с п.1.2.2.3.

2.3. Подготовка и проведение измерения

2.3.1. Транзистор следует включить в схему измерения и установить режим по постоянному току.

2.3.2. Переключатель установить в положение 1 и по показанию индикатора зафиксировать мощность шума транзистора.

2.3.3. Переключатель установить в положение 2 и, постепенно увеличивая напряжение шума от генератора шума, довести мощность шумов до такого значения, при котором показания индикатора те же, что и при положении 1 переключателя .

По отсчетному устройству уровня выходного сигнала генератора шума следует провести отсчет коэффициента шума транзистора.

2.3.4. Допускается отсутствие аттенюатора . Тогда в положении 2 переключателя напряжение шумов от генератора шума следует увеличить до такого значения, при котором показания индикатора в 2 раза превышают показания индикатора, зафиксированные при положении 1 переключателя .

2.4. Обработка результатов

Коэффициент шума транзистора отсчитывают по отсчетному устройству уровня выходного сигнала генератора шума в соответствии с соотношением

,

где - среднее квадратическое значение напряжения шума генератора шума на 1 Гц полосы;

- значение напряжения генератора шума;

- мощность шумов генератора шума на 1 Гц полосы;

- выходное сопротивление источника сигнала, пересчитанное ко входу транзистора;

- ширина эффективной шумовой полосы пропускания;

- постоянная Больцмана, 1,38·10 Дж/к, 293 К;

- шумовая температура генератора шума.

2.5. Показатели точности

Основная погрешность измерительных установок должна находиться в пределах ±1,5 дБ.

2.4, 2.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

Информационные данные о соответствии ГОСТ 18604.20-78 СТ СЭВ 3996-83

(Введено дополнительно, Изм. N 1).

Электронный текст документа
и сверен по:

Транзисторы биполярные.
Методы измерений: Сб. ГОСТов. -
М.: Издательство стандартов, 1986