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). - Примечание изготовителя базы данных.
     
     * 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).