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
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения |
ГОСТ 18986.4-73 | 1.3.6; 2.5.2; 4.5.2; приложение 4 |
ГОСТ 19656.0-74 | Вводная часть; 1.2.2, перечисление 1; пп.2.2.2; 3.2.6; 4.2.2, перечисление 6 |
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 (
2) прямого сопротивления потерь (
_______________
* Обратное сопротивление потерь приводится для последовательной (
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
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.
Черт.1
1.2.2. Элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям:
1) вентиль ферритовый
2) измерительный усилитель
3) диодная камера
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 (
1.3.4. Определяют значение (
1.3.5. Определяют значение коэффициента стоячей волны по напряжению (далее - КСВН) холостого хода (
где
1.3.6. Положение плоскости отсчета
где
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 (
1.4.3. Определяют значение
1.5. Обработка результатов
1.5.1. Значение сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности (
где
где
где
1.6. Показатели точности измерений
1.6.1. Погрешность измерения сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности
1.6.2. Погрешность измерения значений
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 (
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.
Черт.2
2.2.2. Генератор СВЧ мощности
2.2.3. Тройник ввода смещения
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
2.2.5. Измерительный усилитель
2.2.6. Диодная камера
Таблица 1
Диапазон частот, ГГц | Сечение коаксиального тракта, мм | ||
0,3-1,0 | 16/7, 7/3,04 | 100 | 100 |
1,0-2,5 | 16/7, 7/3,04 | 70 | 70 |
2,5-10,0 | 10/4,34 | 70 | 70 |
2,5-10,0 | 7/3,04 | 50 | 50 |
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
2.3.5. Рассчитывают значение
где
2.3.6. Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.
2.3.7. Определяют положение минимума стоячей волны напряжения
2.3.8. Определяют значение
2.3.9. Определяют значение
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
2.4.1.3. Определяют значение
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
2.4.2.3. Определяют значение
2.5. Обработка результатов
2.5.1. Значение прямого сопротивления потерь (
где
где
где
При выполнении условия
значение
2.5.2. Значение обратного сопротивления потерь (
где
где
где
где
При выполнении условия
значение
Для корпусных диодов со значением общей емкости
При выполнении условия
значение
2.5.3. Значение
2.6. Показатели точности измерений
2.6.1. Погрешность измерения прямого сопротивления потерь
Таблица 2
Пределы измерения значений | Диапазон частот измерения, ГГц | Погрешность измерения, % | ||||||||
0,2-10,0 | От | 0,3 | до | 1,0 | включ. | ±25 | ||||
0,2-10,0 | Св. | 1,0 | " | 5,0 | " | ±35 | ||||
От | 0,2 | до | 0,5 | включ. | 5,0-10 | ±45 | ||||
Св. | 0,5 | " | 10,0 | " | 5,0-10 | ±30 |
2.6.2. Погрешность измерения обратного сопротивления потерь (
Таблица 3
Пределы измерения значений | Значение емкости диода, пФ | Диапазон частот измерения, ГГц | Погрешность измерения, % | ||||||||
0,5-10 | От | 3,0 | до | 1,2 | включ. | От | 0,3 | до | 1,0 | включ. | ±15,0 |
0,5-10 | Менее | 1,2 | до | 0,5 | " | Св. | 1,0 | " | 5,0 | " | ±25,0 |
0,5-10 | " | 0,5 | " | 0,05 | " | " | 5,0 | " | 10,0 | " | ±35,0 |
2.6.3. Погрешность измерения (
Требования к погрешности измерения
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
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
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.
Черт.3
3.2.2. Ответвитель направлений
3.2.3. В индикаторе КСВН и ослаблений
3.2.4. Полоса пропускания измерительной линии
где
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
3.2.6. Генератор качающейся частоты
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
3.3.4. Определяют значение частот
3.3.5. Рассчитывают значение разности частот
3.3.6. Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.
3.3.7. Определяют частоту наблюдаемого минимума стоячей волны напряжения (
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
3.3.8. Определяют частоты
3.3.9. Рассчитывают разность частот
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 (
3.4.1.3. Определяют значения частот
3.4.1.4. Рассчитывают разность частот
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
3.4.2.3. Определяют значения частот
3.4.2.4. Рассчитывают разность частот
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
где
где
3.5.2. Значения смещений минимума стоячей волны по напряжению относительно плоскости отсчета (
где
При недостаточной широкополосности линии зонд измерительной линии устанавливают в положение, указанное в п.3.2.4, значение
3.5.3. Значения прямого и обратного сопротивлений потерь рассчитывают по формулам (8-21) при подстановке в них значений
3.6. Показатели точности измерений
3.6.1. Погрешность измерения прямого сопротивления потерь
Таблица 4
Пределы измерения значений | Диапазон частот измерения, ГГц | Погрешность измерения, % | ||||||||
0,2-10,0 | От | 0,3 | до | 1,0 | включ. | ±25 | ||||
0,2-10,0 | Св. | 1,0 | " | 5,0 | " | ±35 | ||||
От | 0,2 | до | 0,5 | включ. | От | 5,0 | " | 10,0 | " | ±45 |
Св. | 0,5 | " | 10,0 | " | Св. | 5,0 | " | 10,0 | " | ±30 |
3.6.2. Погрешность измерения обратного сопротивления потерь
Таблица 5
Пределы измерения значений | Значение емкости диода, пФ | Диапазон частот измерения, ГГц | Погрешность измерения, % | ||||||||
0,5-10 | От | 3,0 | до | 1,2 | включ. | От | 0,3 | до | 1,0 | включ. | ±15 |
0,5-10 | Менее | 1,2 | до | 0,5 | включ. | Св. | 1,0 | " | 5,0 | " | ±25 |
0,5-10 | " | 0,5 | " | 0,05 | " | Св. | 5,0 | " | 10,0 | " | ±35 |
3.6.3. Погрешность измерения
Требования к погрешности измерения
3.6.4. Пример расчета погрешности приведен в приложении 3.
4. РЕЗОНАТОРНЫЙ МЕТОД ( , , )
4.1. Принцип, условия и режим измерения
4.1.1. Прямое (
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.
Черт.4
4.2.2. Элементы, входящие в структурную схему, должны удовлетворять следующим требованиям:
1) ответвители направленные
2) нагрузка согласованная
3) резонатор
4) индикатор КСВН и ослаблений
5) эквиваленты КЗ и XX должны удовлетворять требованиям пп.1.2.2 и 2.2.6;
6) генератор качающейся частоты
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 (
4.3.3. Рассчитывают значение добротности резонатора с эквивалентом КЗ (
4.3.4. Эквивалент XX вставляют в резонатор.
4.3.5. Измеряют резонансную частоту (
4.3.6. Рассчитывают значение добротности резонатора с эквивалентом XX (
4.3.7. Калибровочный резистор с установленным значением сопротивления вставляют в резонатор.
4.3.8. Определяют резонансную частоту (
4.3.9. Рассчитывают значение добротности резонатора с калибровочным резистором
4.3.10. Рассчитывают значение коэффициента связи (
где
4.3.11. Калибровочный конденсатор с установленным значением емкости
4.3.12. Определяют значение резонансной частоты характеристики (
4.3.13. Калибровочный конденсатор с установленным значением емкости
4.3.14. Определяют значение резонансной частоты характеристики (
4.3.15. Рассчитывают значение эквивалентной емкости резонатора
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
4.4.4. Заданное значение обратного напряжения смещения подают на проверяемый диод.
4.4.5. Определяют резонансную частоту характеристики
4.5. Обработка результатов
4.5.1. Значение прямого сопротивления потерь
где
4.5.2. Значение обратного сопротивления потерь (
где
где
4.5.3. Значение
4.6. Показатели точности измерения
4.6.1. Погрешность измерения прямого сопротивления потерь
4.6.2. Погрешность измерения обратного сопротивления потерь
4.6.3. Погрешность измерения
4.6.4. Погрешность измерения
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
где
где
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
где
2. Расчет погрешности измерения обратного сопротивления
Прологарифмировав и продифференцировав формулы (13, 14 и 15), получаем выражение для расчета погрешности измерения
где
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЯМОГО И ОБРАТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ ПОТЕРЬ (МЕТОД ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ФИКСИРОВАННЫМ ЗОНДОМ)
Значение погрешности измерения
где
где
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
где
1.2. Погрешность измерения
где
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.
Черт.5
3. На генераторе устанавливают частоту (
4. Определяют величину сигнала
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