Варикапы. Метод измерения добротности

УДК 621.382.28.001.4:006.354 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГОСТ

18986.19-731 2

(СТ СЭВ 3199—81)

Взамен

ГОСТ >4094—68

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12 июля 1973 г. № 1693 срок введения установлен
с 0141 1975 г.
Проверен в 1982 г. Пост. Госстандарта от 03.06.82 № 2264 срок действия продлен
до 0141 1988 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на варикапы с емко­стью более 4 пФ и устанавливает резонансные методы измере­ния добротности (отношения реактивного сопротивления варикапа к полному сопротивлению потерь) в диапазоне частот 0,25—1000 МГц.
В стандарте учтены требования публикации МЭК № 147—2В.
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.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. АППАРАТУРА

1.1. (Исключен, Изм. № 1).
1.2. Измерение добротности варикапов, значение которой не более 300 ед., производится при фиксированной емкости либо при фиксированном напряжении смещения, значения которых (доб­ротности, емкости и напряжения) указываются в стандартах или технических условиях на конкретные типы варикапов. Измерение добротности варикапов, значение которой более 300 ед., произво-
дится при фиксированной емкости, значения которых (добротно­сти и емкости) указываются в стандартах или технических усло­виях на конкретные типы варикапов.
(Измененная редакция, Изм. Яг 1).
1.3. Основная погрешность измерительных установок должна быть в пределах ±15 %.
1.4. Измерение добротности производят 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 мВЭф; если при изме­рении добротности постоянное напряжение на варикапе более 4 В, переменное напряжение высокой частоты на варикапе U и в мВэ1,.
f/M=(70 мВ + 0,015t/c), (1)
где U,. — напряжение смещения при измерении добротности ва­рикапов измеряемого типа в соответствии с п. 1.2.
1.5. Коэффициент пульсации напряжения смещения не должен превышать 10 % амплитуды напряжения высокой частоты на ва­рикапе.
1.6. Добротность ненагруженного контура LC должна быть такой, чтобы обеспечивалось выполнение условий п. 1.3, при этом допускается применение схем компенсации потерь в контуре.
1.7. Измерения производят на фиксированной частоте f на диапазоне от 0,25 до 1000 МГц, значение которой должно быть указано в стандартах или технических условиях на конкретные типы варикапов.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.8. Погрешность определения частоты измерения f должна быть не более 1 % .
1.9. Значение индуктивности AL выводов держателя варика­пов до потенциальных контактов переменного конденсатора при измерении добротности методом, изложенным в разд. 2, должна удовлетворять условию
(2л/)2С3 ’
где Св — емкость варикапа.
1.10. Погрешность градуировки шкалы отсчета емкости изме­рителя при измерении добротности методом, изложенным в
( 0,25пФ\
разд. 2, должна быть не болееI 0,03 + — 1-100 %.
1.11. Погрешность градуировки шкалы отсчета емкости при измерении добротности методом, изложенным в разд. 3, должна / св \
быть не более I 0,03+ 1000 пф 1-100% .
1.12. .11. (Измененная редакция, Изм. № 1).
•'J Зак. 752
1.13. Нестабильность частоты генератора измерителя доброт­ности должна быть не более 5- 10-6.
1.14. Нестабильность амплитуды генератора высокой частоты должна быть не более 1 %.

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ ВАРИКАПОВ

ПРИ Q<300 ед.
2.1. Аппаратура
Аппаратура — в соответствии с требованиями разд. 1.
2.2. Подготовка к измерению
2.2.1. Принципиальная электрическая схема измерения доб­ротности должна соответствовать указанной на черт. 1.

G1—генератор высокой частоты; G2—ис­точник напряжения смещения; El, Е2— элементы связи; ЕЗ—элемент развязки; С1—конденсатор; L—индуктивность кон­тура; С2—емкость контура; PV—селек­тивный вольтметр; PQ—измерительный прибор; VD—измеряемый варикап; XI,
Х2—выводы

Черт. 1
2.2.2. Параметры элемента связи Е1 между генератором вы­сокой частоты G1 и контуром LC 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 ЕС и селективным вольтметром Р должны быть такими, чтобы при отключении элементов L и С2 стрелка прибора PQ отклонилась не более чем на 1 % шкалы, а при удалении элемента связи Е2 напряжение на контуре LC не должно изменяться более чем на 2 % .
2.2.4. Емкость конденсатора С1 должна быть такой, чтобы вы­полнялось условие
С1>200С. . (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, СЕ
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 % от фиксирован­ного напряжения смещения.
2.2.7. Параметры элементов связи El, Е2 по постоянному току должны быть такими, чтобы при изъятии варикапа из клемм Х1Х2 напряжение смещения изменялось не более чем на 1 %,
2.2.1— 2.2.7. (Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2.8. Нелинейность амплитудной характеристики системы се­лективный вольтметр — измерительный прибор должен удовлет­ворять требованиям п. 1.3.
2.2.9. Измерение параметров контура LC — добротности Qc и емкости С2 должно быть проведено с точностью, не ухудшающей основную погрешность, указанную в п. 1.3.
2.2.10. Один из возможных способов измерения позволяет определить отношение Qc /С2, входящее в качестве коэффициента в формулу (6):
2.2.11. настраивают контур LC в резонанс по максимуму показа­ний прибора PQ — аь .
2.2.12. подключают к клеммам Х1Х2 резистор R, сопротивление ко­торого измерено на частоте f. Вновь добиваются максимального показания прибора PQ — аг;
2.2.13. значение отношения Qc /С2 определяют по формуле (5)
, (5)
где <o = 2/7f; f — частота измерения.
Примечание. Сопротивление резистора R подбирают таким образом, чтобы показание прибора PQ составляло примерно 0,5 aj.
2.2.14. 2.2.10. (Измененная редакция, Изм. № 1).
2.3. Проведение измерения и обработка ре­зультатов
2.3.1. Пёред измерением производят калибровку прибора PQ. Для этого настраивают контур переменным конденсатором С2 в резонанс по максимальному отклонению стрелки прибора PQ. Регулируя усиление селективного вольтметра, устанавливают стрелку прибора PQ на конец шкалы. К клеммам Х1Х2 подклю­чают варикап и подают на него заданное напряжение смещения. Конденсатором С2 вновь настраивают контур Е, С2, VD в резо­нанс, при этом записывают показание прибора PQ — а, выра­женное в долях от максимального значения, принимаемого за единицу.
2.3.2.
2.3.3. При фиксированной емкости варикапа калибровку про­водят по п. 2.2.1. После этого подключают варикап к клеммам Х1Х2 и устанавливают по шкале переменного конденсатора задан* ное значение емкости варикапа. Изменяя напряжение смещения, вновь настраивают контур L, С2, VD в резонанс, при этом запи­сывают показание прибора PQ—а, выраженное в долях от мак­симального значения, принимаемого за единицу.
2.3.4. Добротность варикапа Q вычисляют по формуле
0= - —. ■ —с- • С (6>
4 1-а С2 '
где Св—емкость варикапа;
Q — добротность варикапа.
2.3.5. 2.3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ ВАРИКАПОВ

ПРИ Q>300 ед.
3.1. Аппаратура
Аппаратура — в соответствии с требованиями разд. 1.
3.2. Подготовка к измерению »
3.2.1. Принципиальная электрическая схема измерения доброт­ности должна соответствовать указанной на черт. 2.

3.2.2. Требования к параметрам элементов связи Е1 и Е2 аналогичны требованиям пп. 2.2.2 и 2.2.3.
3.2.3. Параметры элемента развязки ЕЗ по высокой частоте должны быть такими, чтобы выполнялось условие
100
°* СпНп
где \Z\—модуль входного полного сопротивления со стороны контура L, С2, VD-,
Стіп — минимальная емкость переменного конденсатора С2.
3.2.4. Элемент развязки ЕЗ должен пропускать обратный ток варикапа так, чтобы падение напряжения смещения на внутрен­нем сопротивлении ЕЗ составляло не более 20 % напряжения сме­щения на варикапе.
3.2.5. При подключении элемента развязки ЕЗ к контуру L, С2, КЗ добротность его не должна уменьшаться более чем на 20%.
3.2.1— 3.2.5. (Измененная редакция, Изм. Ка 1).
3.2.6. Нелинейность амплитудной характеристики системы се; лективный вольтметр — измерительный прибор должна удовлетво­рять требованиям п. 1.3.
3.2.7. Измерение параметров контура L, С2, КЗ — добротности Q с и емкости С2 должно быть проведено с точностью, не ухудша­ющей основную погрешность, указанную в п. 1.3.
3.2.8. Один из возможных способов измерения позволяет опре­делить произведение Q с-02= 1/сдГс , входящее в качестве коэф­фициента в формулу (9):
3.2.9. подключают к клеммам Х1Х2 короткозамыкатель КЗ, про­изводят настройку конденсатором С2 на максимум показаний при­бора PQ — ои;
3.2.10. подключают к клеммам Х1Х2 резистор R, сопротивление ко­торого измерено на частоте f, и вновь добиваются максимального показания прибора PQ — а2;
3.2.11. значение сопротивления потерь гс контура L, С2, КЗ опре­деляют по формуле
Сопротивление резистора R следует подобрать таким образом, чтобы показание прибора PQ составляло примерно 0,5 а2.
3.2.12. 3.2.8. (Измененная редакция, Изм. № 1).
3.3. Проведение измерения и обработка ре­зультатов"
3.3.1. Перед измерением производят калибровку прибора PQ. Для этого закорачивают клеммы Х1Х2 настраивают контур L, С2, КЗ переменным конденсатором С2 в резонанс по максимальному отклонению стрелки прибора PQ. Регулируя усиление селектив­ного вольтметра СЕ, устанавливают стрелку прибора PQ на ко­нец шкалы. К клеммам Х1Х2 вместо короткозамыкателя КЗ под­ключают варикап VD. Устанавливают по шкале переменного кон­денсатора заданное значение емкости варикапа. Изменяя напря­жение смещения, вновь настраивают контур L, С2, VD в резонанс, при этом записывают показание прибора PQ — а