ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ (ВНИИФТРИ|
МЕТОДИКАПОВЕРКИ ГЕНЕРАТОРОВ ШУМА ДЛЯ ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ 0,5-12,42 ГГц МИ 168-78
М о с к в а ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ 1979
ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ (ВНИИФТРИ)
МЕТОДИКАПОВЕРКИ ГЕНЕРАТОРОВ ШУМА ДЛЯ ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ 0,5-12,42 ГГцМИ 168-78
MOCK В А—1979
РАЗРАБОТАНА Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ)
Директор В. К. Коробов Исполнители Г. Г. Петросян, Р. И. Уздин
ПОДГОТОВЛЕНА К УТВЕРЖДЕНИЮ Сектором госиспытаний и стандартизации ВНИИФТРИ
Руководитель сектора И. И. Турунцова Исполнитель И. Ш. Гснфон
УТВЕРЖДЕНА Научно -техническим советом ВНИИФТРИ 28 июня 1978 г. (протокол № 3(
УДК 621.373.5:389.1
МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ГЕНЕРАТОРОВ ШУМА ДЛЯ ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ 0,5—12,42 ГГц
МИ 168—78
Настоящая методика распространяется на СВЧ измерительные генераторы шума (ГШ) газоразрядные и полупроводниковые для диапазона частот 0,5—12,42 ГГц (нормативно-технические характеристики их указаны в приложении 1) и устанавливает методы и средства их поверки в лабораториях государственной и ведомственной метрологической службы.
1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ
1.1. В зависимости от конструкции и требуемой точности поверки необходимо проводить следующие виды поверки: а) полную поверку (для ГШ любой конструкции); б) сокращенный вариант поверки (только для простых конструкций ГШ с газоразрядной лампой типа ГШ-10 или ГШ-11) и с СВЧ-патроном проходного типа; в) поэлементную поверку (допускается для составных ГШ).
Примечание. По конструкции различают неразборные и разборные Г1Н. Последние, допускающие разборку при поверке, могут быть: а) простои конструкции и состоять из СВЧ-патрона проходного типа (отрезка линии передачи с газоразрядной лампой) и согласованной нагрузки; б) составные, которые кроме собстпенпо генератора шума содержат дополнительные СВЧ-устройства — аттенюаторы, направленные ответвители и др.
1.2. При проведении полной поверки необходимо выполнять следующие операции:
внешний осмотр (п. 4.1);
опробование (п. 4.2);
измерение КСВ (Каих и /Сет*/. ) в «холодном» и «горячем» режимах источника шума (пп. 4.3.1, 4.3.2);
измерение ослабления Ах и разности ослаблений (Лг —у4х) (пп. 4.31, 4.3.2) — только для газоразрядных ГШ с СВЧ-патроном проходного типа;
определение нестабильности спектральной плотности мощности шума (СПМШ) (пп. 4.3.3, 4.3.4);
© Издательство стандартов, 1979
1
измерение действительного значения СПМШ (п. 4.3.5); определение погрешности генератора шума (п. 4.3.8).
1.3. При проведении сокращенного варианта поверки необходимо выполнять следующие операции:
внешний осмотр (п. 4.1); опробование (п. 4.2);
измерение КСВ и Ксюг) (пп. 4.3.1, 4.3.2);
измерение ослабления А х и разности ослаблений (Аг—Ах)
(пп. 4.3.1. 4.3.2);
определение действительного значения СПМШ и погрешности ГШ (п. 4.3.6).
1.4. При поэлементной поверке составного ГШ необходимо выполнять следующие операции:
поверку собственно ГШ (в зависимости от вида поверки выполняют операции по п. 1.2 либо по п. 1.3);
измерение ослабления, вносимого дополнительными СВЧ-уст-ройствами (пп. 4.3.1, 4.3.2) ;
измерение КСВ составного ГШ (и. 4.3.2);
определение действительного значения СПМШ (п. 4.3.7);
определение погрешности составного ГШ (п. 4.3.8).
2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ
2.1. При проведении поверки допускается применять образцовые и вспомогательные средства, перечисленные в табл. 1.
2.2. Разрешается применять другие измерительные приборы (с погрешностями не более, чем у приборов, указанных в табл. 1).
3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ
3.1. При проведении поверки должны соблюдаться нормальные условия по ГОСТ 22261-76 (при температуре окружающей среды 293±5 К).
3.2 . При наличии сильных электромагнитных помех аппаратуру для измерений уровня СПМШ рекомендуется размещать в экранированной! помещении со степенью экранирования 40—60 дБ в диапазоне частот от 2 МГц до верхней рабочей частоты поверяемых ГШ. Перед началом работы необходимо проверить степень экранирования аппаратуры по промежуточной частоте и частоте модуляции; экранирование при этом должно быть не менее 50 дБ.
Контактные соединения в цепях питания аппаратуры и осветительной сети не должны создавать искрения.
Допустимые искажения результатов измерений электромагнитными помехами не должны превышать 0,5% при выполнении операций по пп. 4.3.4 и 4.3.5, что проверяют сравнением результатов в присутствии помех и при их отсутствии.
3.3. Рекомендуется при выполнении операций по пп. 4.3.4 и 4.3.5 питать аппаратуру от сети через стабилизатор.
2
|
СРЕДСТВА ПОВЕРКИ |
|
Ншменоэание средства поверки |
Основные характеристики |
Примечите |
|
Генераторы сигналов |
|
|
|
Г4-76А |
0,5—1,2 ГГц; 0,1 дБ/JO мин |
|
|
Г4-78 |
1,16—1,76 ГГц, 0,1 дБ/10 мин |
|
|
Л4-79 |
1,78—2,56 ГГц; 0,1 дБ/15 мин |
|
|
Г4-80 |
2,56—1,0 ГГц; 0,1 дБ/15 мин |
|
|
Г4-81 |
4,0—5,6 ГГц; 0,1 дБ/15 мин |
|
|
Г4-82 |
5,6—7,5 ГГц; 0.1 дБ/15 мин |
|
|
Г4-83 |
7,5—10,5 ГГц; 0,1 дБ/15 мин |
|
|
Г4-109 |
8,15—12,42 ГГц; 0,1 дБ/15мин |
|
|
Измерители КСВ и ослаблений |
|
|
РК2-47 |
0,5—1,25 ГГц |
|
б#— погрешность |
|
Р2-37
Р2-50 |
1,07-2,14 ГГц 2—4 ГГц |
«д=±1,5 дБ |
измерения КСВ; |
|
Р2-42 |
3,66—5,96 ГГц |
«*=±5% |
дА — погрешность |
|
Р2-43 |
5,55—6,3 ГГц |
измерения ослаб- |
|
Р2-45 |
8,16—12,42 ГГц |
|
ления (Аг~Ах ) |
|
Установки для градуировки ГШ |
|
|
П-й |
0,4—4 ГГц |
«■=3,4% |
|
|
Г1-5 |
3,86—5,96 ГГц |
« =3,6% |
|
|
Г1-6 |
5,35—8,15 ГГц |
«=3,6% |
|
|
Г1-7 |
8,15—12,42 ГГц |
«“3,6% |
|
|
Измерители параметров антенн модуляционные* |
|
|
ПК7-9 |
1,07—2,14 ГГц |
|
Частично заме- |
|
ПК7-10 |
2,0—4,0 ГГц |
|
няют П-2 |
|
ПК7-11 |
3,86—7,15 ГГц |
|
Заменяют Г1-5 |
|
ПК7-8 |
8,24—12,42 ГГц |
|
Г1-6, Г1-7 |
|
Измерители коэффициента шума* |
|
|
Х5-10 |
0,4—3 ГГц |
|
Частично заменяет Г1-2 |
|
Х5-12 |
0,4—4 ГГц |
|
Заменяет Г1*2 |
|
Образцовые генераторы шума |
• В |
|
|
Г2-5Б
Г2-6Б
Г2-25А
Г2-8В
Г2-9В
Г2-10В |
|
|
|
|
S
|
Продолжение табл. 1 |
|
Наименование средства поверки |
Основные характеристики |
Примечание |
|
Вольтметр М243 |
0,2%, /*=10 мкА, £/=1,5 В |
|
|
Измеритель песта- |
U-min <0,1 В |
|
|
бильности напряжения В8-1. |
|
|
|
Вольтамперметр М 2007 |
0,5% |
|
|
|
* Погрешности приборов, используемых в качестве компараторов, определяют в процессе их аттестации.
** Характеристики даны в табл. 3. |
3.4. Средства поверки должны быть подготовлены к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на них.
3.5. Полную поверку проводят с помощью поверочных установок, собранных по одной из схем, приведенных на рис. 1—3. Состав поверочных установок указан в табл. 2.
Рис. 1. Структурная схема установки для поверки ГШ с использованием приборов вида Г1: ОГШ — образцовый ГШ; ПГШ — поверяемый ГШ
3.6. Метрологические характеристики образцовых ГШ, входящих в состав поверочных установок, приведены в табл. 3.
3.7. Генераторы шума, входящие в состав поверочных установок, должны быть аттестованы в качестве образцовых при помощи вторичных эталонов СПМШ.
4
|
Состав поверочных установок
Таблица 2 |
|
Диапазон частот, ГГц |
Образцовый ГШ |
Компаратор шума |
Вспомогательные
средства |
|
ОД—2,0
1X8—1,0 2,59—3,94 |
П2-5Б
Г2-6Б
Г2-2ЙЛ |
Г1-2, В8-1, или ПК7-9, ПК7-Ю, М243, или Х5-10 (Х5-12), М243 |
Г4-76А, Г4 -78, Г4-П9, Г4-80, Я7|1'-*29, Л12007 |
|
3,94-5,64 |
ЯВХ—268 или Г2-ЯВ |
Г1-5, В8*1 или ПК7-10, ПК7-11, Л1|243 |
Г4-80. Г4-81, Г4-82, Я71Г-29, Л12007\ |
|
5,64—8,24 |
Я8Хч269 или Г2-9В |
Г1-6, В8-1 или ПК7-11, М243 |
Г4-82, Г4-83, Я7Г-29, М2007 |
|
^24—12,42 |
Я8Х-270 или D2-l0iB |
Г1-7, B8-I. или 11К7-8, М243 |
Г4-83, Г4-109, ЯПГ-29, .W2007 |
|
|
Метрологические характеристики образцовых ГШ
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
|
Тип образцового |
Диапазон |
|
Погрешность |
Примечание |
|
ГШ |
частот, ГГи |
С =
и о |
ГШ. * |
|
|
Г2-5Б
0,5—2,0
3,2—3,5
Необходима аттестация в комплекте с 5—10 лампами ГШ-И в органах Госстандарта; при поверке используется только одна лампа из комплекта То же
То же, но с лампами ГШ-10 То же То же |
Г2-6Б Г2-25Л Г2-8В или Я8Х-268 Г2-9В или Я8Х-269 Г2-10В или Я8Х-270
О,8-4,0
2,59—3,94
3,94—5,64
5,64—8,24
8,24—12,42
3.8. Компараторы шума, входящие в состав поверочных установок, должны быть аттестованы в качестве образцовых по п. б табл. 4 — при помощи вторичных эталонов СПМШ, по пп. 1—5 табл. 4 — при помощи приборов, перечисленных в табл. I, на предприятиях, которые в дальнейшем будут эксплуатировать поверочные установки.
3.9. Генератор шума признают годным, если измеренные при поверке значения его параметров удовлетворяют требованиям, указанным в паспорте (или в формуляре, либо в свидетельстве о предыдущей поверке) и соответствуют значениям, приведенным в .приложении 1.
|
Метрологические характеристики компараторов шума |
|
*
п/п
1
2
3
4
5
6 |
|
Характеристика, единица измерения |
Допустимое
значение |
Примечание |
|
КС В входа |
1.3
1,06 |
При измерении СПМШ на 10 частотах При измерении СПМШ на фиксированных частотах (см. п. 4.3.1) |
|
Коэффициент шума |
20-60 |
Нижний предел — для частот 0,5—1,0 ГГц, верхний — для остальных частот |
|
Нестабильность отсчета показаний относительно .Vi (при t =1 с); |
|
М — уровень СПМШ образцового ГШ; х — постоянная времени индикатора |
|
кратковременная из-за флук-туационного характера сигналов |
±(1,2—1,8)% |
Определяют при подсоединенном образцовом ГШ как среднее по пяти наблюдениям значение половины размаха колебаний стрелки индикатора за 30 с |
|
за 5 мин при подсоединенном образцовом ГШ (дрейф) |
±1% |
Определяют по наибольшей разности в серии из пяти отсчетов (отсчет выполняют после усреднения показаний в течение 3—5 с. интервал между отсчетами 1 мин) |
|
то же, при подсоединенной ко входу согласованной нагрузке
при повторных подсоединениях образцового ГШ |
±1%
±0.5% |
То же
Определяют наблюдением
разности двух отсчетов после однократного пересоединения ГШ; усредняют по пяти сериям наблюдений; интервал между отсчетами пе более 1 мин |
|
Разбаланс компаратора при изменениях КСВ нагрузки на входе компаратора от 1 до 2 (относительно Nx)
Среднее квадратическое отклонение результата однократного компарйрования |
±1%
±2% |
Определяют при работе без ферритовых развязок (0,5— 1.0 ГГц)
Оценивают в соответствии с разд. 1 ГОСТ 11.004-74 при обработке не менее 20 серий по 4 наблюдения |
|
Суммарная погрешность поверки ГШ на данном компараторе |
4—10% |
Оценивают путем взаимного сличения с вторичным эталоном СПМШ при аттестации образцового компаратора |
|
6
4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ
4.1. Внешний осмотр.
При внешнем осмотре проверяют:
комплектность (допускается поверка ГШ без блока питания); отсутствие видимых внешних повреждений ламл, СВЧ-соедини-телей, кабелей и разъемов питания;
отсутствие видимых внешних повреждений пайки клиньев Н-волновода и патрубков, через которые газоразрядная лампа введена в СВЧ-латрон (для волноводных ГШ);
отсутствие люфтов в коаксиальных разъемах и видимых деформаций спирали (для коаксиальных газоразрядных ГШ);
отсутствие недопустимых механических нагрузок на баллон лампы, установленной в СВЧ-патрон;
соответствие размеров СВЧ-соединителей требованиям ГОСТ 13317-73.
При проведении поверки необходимо соблюдать меры безопасности, указанные в технической документации на поверяемый ГШ и средства измерений, используемые при поверке. К поверке ГШ допускаются лица, специально обученные правилам 'работы с высокими напряжениями и СВЧ.
4.2. Опробование.
4.2.1. Для опробования поверяемый ГШ подключают к соединительному кабелю из комплекта и контролируют омметром наличие контактов в накальной цепи газоразрядного ГШ либо в цепи диода полупроводникового ГШ при изгибах кабеля (необходимо защитить диод от повреждения статическим электричеством).
4.2.2. Включают генератор шума в соответствии с его описанием; контролируя ток источника шума, проверяют:
возможность установки рабочего тока /рао ±1%; устойчивость рабочего тока к перемещениям ГШ и изгибам соединительного кабеля, имитирующим механические воздействия при реальных пересоединениях ГШ;
стабильность рабочего тока при повторных включениях ГШ; если рабочий ток изменяется более чем на 1,5% при описанных воздействиях на ГШ, прибор бракуют.
Примечания. 1. Контроль тока ведут ото внешнему или встроенному в блок питания прибору, имеющему класс точности не более 1,0.
2. При поверке ГШ, конструкция которых исключает возможность контроля рабочего тока, вместо операций по п. 4;2.2 выполняют на верхней рабочей частоте операции по пп. 4.3.2 и 4.3.4.
4.3. Определение метрологических параметров.
4.3.1. Значения КСВ КСги » /Сети » ослаблений Ах , (Ат—Ах )
X г
и СГТМШ N измеряют на десяти рабочих частотах, равномерно расположенных по частотному диапазону ГШ, включая верхнюю и нижнюю граничные частоты и /н при l,4<fB/fH с5. При других значениях fB/fH количество рабочих частот уточняют в соответствии с нормативно-технической документацией на поверяемый
7
