ГОСТ 18986.19-73 Варикапы. Метод измерения добротности

Текст ГОСТ 18986.19-73 Варикапы. Метод измерения добротности

ВАРИКАПЫ

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

Метод измерения добротности

Variable capacitance diodes. Method for measuring the quality factor.

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 июля 1973 г. № 1693 дата введения установлена

Ограничение срока действия снято по протоколу № 2—92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2—93)

Настоящий стандарт распространяется на варикапы емкостью более 4 пФ в диапазоне частот 0,25—1000 МГц и устанавливает два метода измерения добротности варикапов.

Второй метод допускается применять при аттестации контрольных образцов варикапов или мер емкостной добротности.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3199—81 в части метода измерения добротности.

Общие условия при измерении должны соответствовать требованиям ГОСТ 18986.0—74 и настоящего стандарта. Требования настоящего стандарта являются обязательными.

(Измененная редакция, Изм. N° 2, 3).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. (Исключен, Изм. № 2).

1.2. Измерение добротности варикапов проводится при фиксированной емкости либо при фиксированном напряжении смещения, значения которых указывают в технических условиях на варикапы конкретных видов.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1.3. (Исключен, Изм. № 3).

1.4. Измерение добротности проводят в режиме малого сигнала, если при измерении добротности постоянное напряжение на варикапе не более 4 В, переменное напряжение высокой частоты на варикапе не должно превышать 100 mB3Cj,; если при измерении добротности постоянное напряжение на варикапе более 4В, переменное напряжение высокой частоты на варикапе (JM в мВэф

где Uc — напряжение смещения при измерении добротности варикапов измеряемого типа, установленное в ТУ.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

1.5. При измерении добротности варикапов при фиксированном смещении напряжение смещения должно устанавливаться с погрешностью в пределах + 3 %.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

Издание (май 2004 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в феврале 1979 г., июне 1982., феврале 1991 г.

(ИУС 4-79, 9-82, 5-91).

© Издательство стандартов, 1973 © ИПК Издательство стандартов, 2004

При измерении добротности варикапов при фиксированной емкости требования к погрешности установки напряжения смещения не нормируются. Нестабильность напряжения смещения за время измерения добротности варикапа и пульсация напряжения смещения не должны превышать 10 % амплитуды напряжения высокой частоты на варикапе.

(Измененная редакция, Изм. JV° 1).

1.6. Добротность ненагруженного контура Qc (резонансной системы), к которому подключаются измеряемый варикап, должна быть, по возможности, близка к значению добротности измеряемого варикапа Qc или больше ее, при этом допускается применение схем компенсации потерь в контуре.

(Измененная редакция, Изм. N° 3).

1.7, 1.8. (Исключены, Изм. № 3).

1.9. Значение индуктивности AL выводов держателя варикапов до потенциальных контактов переменного конденсатора при измерении добротности методом, изложенным в разд. 2, должна удовлетворять условию

где Св — емкость варикапа.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1.10. Погрешность градуировки шкалы отсчета емкости измерителя при измерении добротности методом, изложенным в разд. 2, должна быть не более 3 %.

1.11. Относительная погрешность отчета частоты при измерении добротности методом, изложенным в разд. 3, должно быть не более 1СН 6 за время измерения.

1.12. Нестабильность частоты генератора измерителя добротности должна быть не более 1СН 6 за время измерения. Погрешность установления частоты измерения должна быть в пределах + 1 %.

1.10—1.12. (Измененная редакция, Изм. № 3).

1.13. Нестабильность амплитуды генератора высокой частоты должна быть не более 1 % между калибровками по пи. 2.3.1 или 2.3.2.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1а. Принцип измерения

Метод основан на определении добротностей контура с варикапом и без него при настройке контура в резонанс путем изменения емкости контура или варикапа. Измерения проводят на фиксированной частоте, значение которой должно быть указано в стандартах или ТУ на варикапы конкретных типов.

(Введен дополнительно, Изм. № 3).

2.1. (Исключен, Изм. № 1).

2.2. Подготовка к измерению

2.2.1. Принципиальная электрическая схема измерения добротности должна соответствовать указанной на черт. 1.

67 — генератор высокой частоты; G2— источник напряжения смещения; El, Е2— элементы связи; ЕЗ — элемент развязки; С1 — конденсатор; L — индуктивность контура; С2 — емкость контура; PV— селективный усилитель; PQ — измерительный прибор; VD — измеряемый варикап; XI, Х2— контакты подключения варикапа, воздушного конденсатора или меры

2.2.2. Параметры элемента связи Е1 между генератором высокой частоты G1 и контуром L, G2, С1 должны быть такими, чтобы при уменьшении добротности контура в три раза напряжение на элементе связи изменялось не более 2 %.

2.2.3. Параметры элемента связи Е2 между контуром и селективным усилителем PV должны быть такими, чтобы при отключения элементов L и С2 стрелка прибора PQ отклонилась не более чем на 1 % шкалы, а при удалении элемента связи Е2 напряжение на контуре не должно изменяться более чем на 2 %.

2.2.1—2.2.3. (Измененная редакция, Изм. N° 2, 3).

2.2.4. Емкость конденсатора С1 должна быть такой, чтобы выполнялось условие

где С2 — значение резонансной емкости контура при отключенном варикапе.

(Измененная редакция, Изм. N° 3).

2.2.5. Параметры элемента развязки ЕЗ по высокой частоте должны быть такими, чтобы выполнялось условие

где | Z\ — модуль выходного полного сопротивления со стороны контура L, С2, С1.

2.2.6. Элемент развязки ЕЗ должен пропускать обратный ток варикапа так, чтобы падение напряжения смещения на внутреннем сопротивлении ЕЗ составляло не более 0,5 % фиксированного напряжения смещения.

2.2.7. Параметры элементов связи El, Е2 по постоянному току должны быть такими, чтобы при изъятии варикапа из клемм XI, Х2 напряжение смещения изменялось не более чем на 1 %.

2.2.5—2.2.7. (Измененная редакция, Изм. N° 2).

2.2.8. Нелинейность амплитудной характеристики системы селективный усилитель — измерительный прибор должна быть в пределах ±2%.

2.2.9. Параметры контура: добротность Qc, его полная резонансная и емкость Сс должны быть определены с погрешностью, соответствующей требованиям разд. 4.

2.2.10. Отношение Qc/Cc определяют по формуле

где /— частота измерения, Гц;

R — резистор, подключаемый к клеммам XI и Х2. Сопротивление резистора должно быть измерено на частоте/с погрешностью в пределах + 5 %;

ОС] и а2 — максимальное показание прибора PQ при настройке контура в резонанс без резистора и с резистором соответственно.

Сопротивление резистора R подбирают так, чтобы соблюдалось условие а2 = 0,5 ocj.

Допускаются другие способы определения параметров Qc и Сс, например, при помощи мер емкостной добротности, подключаемой к контактам XI и Х2 вместо резистора R. При этом должна обеспечиваться погрешность результата измерения, удовлетворяющая требованиям разд. 4.

2.2.8—2.2.10. (Измененная редакция, Изм. N° 3).

2.2.11. Погрешность измерительного прибора PQ должна находиться в пределах + 1 %.

2.2.12. Напряжение смещения на диоде должно быть установлено с погрешностью в пределах + 3 %.

2.2.13. Допускается иметь иные требования к погрешности элементов схемы, если погрешность результата измерения удовлетворяет требованиям разд. 4.

2.2.11—2.2.13. (Введены дополнительно, Изм. № 3).

2.3. Проведение измерения и обработка результатов

2.3.1. Перед измерением проводят калибровку прибора PQ. Для этого настраивают контур переменным конденсатором С2 в резонанс по максимальному отклонению стрелки прибора PQ. Регулируя усиление усилителя, устанавливают стрелку прибора PQ на конец шкалы. К клеммам XI, Х2 подключают варикап и подают на него заданное напряжение смещения. Конденсатором С2 вновь настраивают контур L, С2, VD в резонанс, при этом записывают показание прибора PQ — а, выраженное в долях от максимального значения, принимаемого за единицу.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

2.3.2. В случае измерения добротности варикапа при фиксированной емкости калибровку прибора PQ проводят следующим образом: настраивают переменным конденсатором С2 контур в резонанс по максимальному показанию прибора PQ. Регулируя усиление селективного вольтметра, устанавливают показание прибора PQ на максимальное значение его шкалы. Устанавливают по шкале переменного конденсатора заданное значение емкости варикапа. Изменяя напряжение смещения на варикапе, настраивают контур L, С2, VD в резонанс, при этом отсчитывают показания прибора PQ — а, выраженное в долях от максимального показания шкалы прибора PQ, принимаемого за единицу.

(Измененная редакция, Изм. JV° 1, 2).

2.3.3. Добротность варикапа Q вычисляют по формуле

где Св — емкость варикапа.

Допускается проводить вычисление добротности при помощи номограммы или других вычислительных средств измерений.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).

3.1. Принцип измерения

Метод основан на определении добротностей контура с варикапом и с высокодобротным конденсатором, емкость которого равна емкости варикапа, по резонансной частоте и полосе пропускания контура, путем измерения расстройки частоты сигнала, при которой ток в контуре (или напряжение на нем) уменьшается до уровня 0,707 своего резонансного значения. Измерение добротности варикапа осуществляется при фиксированном значении емкости варикапа, указанной в стандартах или ТУ на варикапы конкретных типов.

3.2. Требования к аппаратуре

Аппаратура — в соответствии с требованиями разд. 1.

3.3. Подготовка к измерению

3.3.1. Принципиальная электрическая схема измерения добротности должна соответствовать указанной на черт. 2.

G] — генератор с перестраиваемой частотой; Е\, Ег — элементы связи по высокой частоте; Pf— частотомер; G2— источник постоянного напряжения; L — индуктивность контура; XI, Х2 — контакты для подключения варикапа VD, воздушных конденсаторов Свозд, С возд или меры емкостной добротности См; PV — высокочастотный вольтметр; Р— резонатор

3.3.2. Измерительный контур образуется индуктивностью L, емкостью варикапа Св или емкостью воздушного конденсатора Свозд, или емкостью меры См. Контур может быть выполнен в виде резонатора и его резонансная частотаfp совместно с варикапом или подключаемыми конденсаторами Свозд должна соответствовать частоте, при которой измеряют добротность варикапов, указанной в НТД на варикапы, с погрешностью + 1 %.

При измерении добротности меры источник напряжения G2, элемент ЕЗ и конденсатор С/ могут отсутствовать.

3.3.3. Требования к параметрам элементов связи Е1 и Е2 аналогичны требованиям пи. 2.2.2, 2.2.3 и 2.2.7.

3.3.4. Емкость конденсатора С1 должна быть такой, чтобы выполнялось условие

где Сс — полная емкость контура, с которой индуктивность образует резонанс на заданной частоте при подключении варикапа.

3.3.5. Модуль полного сопротивления элемента развязки ЕЗ на резонансной частоте контура должен удовлетворять требованию:

Элемент развязки ЕЗ должен пропускать обратный ток варикапа так, чтобы падение напряжения на сопротивлении элемента ЕЗ составляло не более 20 % напряжения смещения на варикапе.

3.3.6. Нелинейность амплитудной характеристики усилителя в диапазоне измерений от 1 до уровня 0,707 должна быть не более 1 %. Допускается использование цепей фиксации уровня 0,707 и компаратора для отсчета полосы частот с повышенной точностью.

3.3.7. Емкость воздушного конденсатора Свозд и меры См не должна отличаться от заданной емкости варикапа Св, при которой измеряется его добротность, более чем на 1 %. Емкостная добротность воздушного конденсатора должна быть существенно выше добротности варикапа.

3.3.8. Конденсатор С'возд должен иметь емкость, отличающуюся от емкости конденсатора Свозд на 20 %—25 %. Емкость конденсатора Свозд должна быть предварительно измерена с погрешностью в пределах + 1 %.

3.3.9. Частотомер Pf должен обеспечивать возможность измерения частоты генератора G1 с относительной погрешностью не более 10 -6 .

3.3.10. Измерение параметров контура Qc и Сс должно быть выполнено следующим образом.

3.3.10.1. Для определения добротности контура между контактами XI и Х2 устанавливают

конденсатор Свозд, настраивают изменением частоты генератора G1 контур в резонанс по максимуму показаний прибора PVи отсчитывают это показание al5 которое (для стрелочного прибора) должно быть, по возможности, ближе к концу шкалы. Изменением частоты генератора G1 определяют нижнее и верхнее значения частот/j и/2, при которых показания прибора РИсоответствуют значению 0,707а], значения f и /2 отсчитывают по частотомеру Pf.

Добротность контура Qc определяют по формуле

3.3.10.2. Для определения емкости контура Сс между контактами XI и Х2 включается конденсатор Свозд (при отключенном конденсаторе Свозд) и изменением частоты генератора G1 контур настраивают в резонанс. Резонансная частота /3 отсчитывается по частотомеру Pf.

Емкость контура Сс на резонансной частоте fp определяют по формуле

Емкость контура можно определять и другим способом. Между контактами XI и Х2 включают варикап VD, для которого известны два значения емкости с соответствующими значениями напряжения смещения. На варикапе устанавливают сначала первое значение емкости Св' и изменением частоты генератора настраивают контур в резонанс на частоту f