УДК 621.382.3.083:006.354 Группа Э29
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ТРАНЗИСТОРЫ ПОЛЕВЫЕ
Метод измерения коэффициента шума
Field-effect transistors Noise figure measurement technique
ГОСТ
20398.2-74* *
(СТ СЭВ 3413—81)
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 31 декабря 1974 г. № 2852 срок введения установлен
с 01.07.76
Проверен в 1979 г. Срок действия продлен
до 01.07.86
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на маломощные полевые транзисторы и устанавливает метод измерения коэффициента шума Кш.
Общие условия при измерении коэффициента шума должны соответствовать требованиям ГОСТ 20398.0—74.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3413—81 в части метода измерения коэффициента шума (см. справочное приложение).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1. АППАРАТУРА
1.1. Измерительные установки, предназначенные для измерения коэффициента шума, должны обеспечивать основную погрешность измерения в пределах ± 1 дБ.
2. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ
2.1. Блок-схема измерения коэффициента шума /Сш должна соответствовать указанной на чертеже. На приведенной схеме измеряемый транзистор включен по схеме с общим истоком по ле-
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
* Переиздание март 1984 г. с Изменением М 1, утвержденным в июле 1983 г. (ИУС 11—83).
ременному току. Допускается проводить измерения К ш в схеме с общим затвором по переменному току.
2.2. Основные элементы, входящие в схему, должны удовлетворять требованиям, указанным ниже.
2.2.1. Г — генератор шумового или синусоидального сигнала.
В области частот выше 1 МГц рекомендуется применять в качестве генератора Г источник шумового сигнала. Шумовой генератор должен быть откалиброван в единицах напряжения шума, шумовой мощности или относительной шумовой температуры. Допускается калибровка генератора в единицах коэффициента шума. В области частот до 1 МГц допускается использование синусоидального сигнала. Синусоидальный генератор должен быть откалиброван в единицах напряжения. Допускается калибровка сину-
Е» Ее
Г—-генератор; Тр1—входной трансформатор полного сопротивления;
Тр2—выходной трансформатор полного сопротивления; 7М—схема нейтрализации; У—усилитель; РУ—регистрирующее устройство.
соидальных генераторов в единицах коэффициента шума. Точность калибровки генераторов должна обеспечивать установленную погрешность измерения коэффициента шума. В области частот выше 1 МГц выходное сопротивление генератора должно быть 50 или 75 Ом. В области частот до 1 МГц выходное сопротивление генератора (Rr ) должно непосредственно включаться в цепь затвора измеряемого транзистора;
Тр1 — входной трансформатор полного сопротивления. Трансформатор предназначен для преобразования выходного сопротивления генератора Г в величину, комплексно-сопряженную входному полному сопротивлению измеряемого транзистора или в оптимальное сопротивление, обеспечивающее минимальное значение коэффициента шума или в нормированное значение сопротивления. В области частот выше 1 МГц рекомендуется применять регулируемые трансформаторы полного сопротивления.
В области частот до 1 МГц вместо Тр1 может быть использован резистивный делитель напряжения;
Тр2 — выходной трансформатор полного сопротивления.
В области частот выше 1 МГц рекомендуется применять регулируемые трансформаторы полного сопротивления для обеспечения согласования выходного полного сопротивления измеряемого транзистора с входным полным сопротивлением усилителя У. В области частот до 1 МГц вместо Тр2 может использоваться резистор нагрузки стока измеряемого транзистора;
ТЗ — схема нейтрализации, используется в случае необходимости при измерении на частотах выше 1 МГц для обеспечения стабильности;
У — усилитель. Усилитель должен определять ширину эффективной шумовой полосы, которая не должна превышать 30 % от частоты измерения, если иное не оговорено в стандартах или другой технической документации на конкретные типы полевых транзисторов, должен иметь регулируемый коэффициент усиления и быть линейным. В усилителе должна быть предусмотрена возможность компенсации собственных шумов усилителя, либо производиться их учет.
На частотах выше 1 МГц рекомендуется использовать гетеродинный усилитель;
РУ — регистрирующее устройство. Регистрирующее устройство должно реагировать на среднее квадратическое значение приложенного сигнала. Шкалу регистрирующего устройства рекомендуется градуировать непосредственно в единицах коэффициента шума.
При отсчете измеряемого коэффициента шума по шкале калиброванного генератора Г допускается шкалу РУ градуировать в относительных единицах напряжения, мощности или относительной шумовой температуры в зависимости от калибровочного параметра генератора Г.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Транзистор включают в схему и устанавливают режим по постоянному току.
3.2. При отсчете Кш по шкале генератора Г измерения проводят в следующем порядке.
3.2.1. При выключенном генераторе устанавливают определенное показание (оц) регистрирующего устройства РУ, регулируя усиление усилителя *У.
3.2.2. Включают генератор и изменяют уровень его выходного сигнала до тех пор, пока показания РУ не увеличатся в п раз (например, в 2 раза).
Допускается до включения генератора снизить коэффициент усиления по мощности усилителя У в п раз и затем, включив генератор, изменить уровень его выходного сигнала до тех пор, no
il
ка не будет достигнуто прежнее показание (ai) регистрирующего устройства.
3.2.3. Значение Кш отсчитывают по шкале генератора в соответствии с соотношением
и\
ш
4а;ТЯг (л—1)
U2Г –кТ ТГ “т
Г ш ш
4~/cTRr (n-l)-Af ” кГ(п— 1) ^ Г(л—1) *
где С/гш —среднее квадратическое значение напряжения шума генератора Г на 1 Гд полосы;
U г —значение синусоидального напряжения генератора;
Rrш — мощность шума генератора Г на 1 Гц полосы;
Р г — выходное сопротивление источника сигнала (выходное сопротивление генератора Г или значение сопротивления резистора Rr );
Т —температура в К;
Д/ —ширина эффективной шумовой полосы;
Тгш —шумовая температура генератора; к —постоянная Больцмана = 1,38*10~23 Дж/К).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.3. При отсчете Кш по шкале регистрирующего устройства РУ измерения производят в следующем порядке.
3.3.1. При включенном генераторе по шкале РУ устанавливают определенное показание (ai), соответствующее выходному уровню сигнала генератора /\
При этом либо значение сигнала генератора должно не менее чем на 10 дБ превышать приведенный к входу шум измеряемого транзистора, либо должен быть использован модуляционный способ разделения сигнала генератора и собственных шумов транзистора.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.3.2. Генератор включают и отсчитывают значение Кщ (аг) по шкале РУ в соответствии с соотношением
at.
СЕ,
Ul a2‘ У г “з(РГ —кТ)
гш _2 г__ ш
4fcTRr (ocjl—a2)4tcTRr * Af (04—a2)fcT
CEg Ту — T
_ _ t Ш_
ax—at 2 T
3.4. Допускается производить измерения Кш методом сравнения с использованием калибровочного усилителя с известным коэффициентом шума Кш . Порядок измерения в этом случае должен быть следующим:
3.4.1. При включенном в измерительную схему калибровочном усилителе, регулируя усиление усилителя У по шкале РУ, устанавливают определенное показание (сп), соответствующее Кшо*
3.4.2. Вместо калибровочного усилителя подключают в измерительную схему усилитель с измеряемым транзистором и отсчитывают значение Кш (аг) по шкале РУ в соответствии с соотноше-
нием Кш=~–Кш0–
а1
При этом коэффициенты усиления измерительной схемы с калибровочным усилителем и с усилителем на измеряемом транзисторе не должны отличаться более чем на 0,5 дБ.
3.5. Значение коэффициента шума выражают в децибелах или в относительных единицах, причем
/Сш(дБ)= 10 Ig АГШ.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
Информационные данные о соответствии ГОСТ 20398.2—74 СТ СЭВ 3413—81
ГОСТ 20098.2— 74 полностью соответствует ра?д 8 СТ СЭВ 3413—81. (Введено дополнительно, Изм. № 1),