(高清版)GBT 42744-2023 微波電路 電調衰減器測試方法

微波電路電調衰減器測試方法2023-08-06發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I前言 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14一般要求 34.1測試環(huán)境 34.2測試儀器 34.3注意事項 45詳細要求 45.1插入損耗(Lins) 4 55.3衰減量(Am) 55.4衰減平坦度(△A) 65.5衰減范圍(Am) 75.6衰減溫度穩(wěn)定性(Aem)、衰減溫度系數(aa) 7 85.8幅度一致性(△A) 95.9相位一致性(△qo) 5.12交調失真(雙頻)(P,/P1) 5.13n階交調點輸入功率(IP。) 5.14附加相移(Ph) 5.15開啟時間(tm)、關斷時間(tof)、上升時間(t)、下降時間(tm) 5.16最大承受功率(Pmx) Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。本文件由全國半導體器件標準化技術委員會(SAC/TC78)歸口。本文件起草單位：成都亞光電子股份有限公司、安徽明洋電子有限公司、安徽省中智科標準化研究院有限公司、空軍裝備部駐成都地區(qū)軍事代表局、中國電子技術標準化研究院。侯林。1微波電路電調衰減器測試方法本文件描述了微波電路類的電調衰減器主要電參數的測試方法。本文件適用于單片和混合集成的微波電調衰減器(以下簡稱衰減器)的相關電參數測試。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T17573—1998半導體器件分立器件和集成電路第1部分：總則3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。Lins在衰減器線性工作區(qū)，參考狀態(tài)下入射功率與輸出功率之比。帶內波動passbandripple在不同頻點下，參考狀態(tài)插入損耗以分貝(dB)為單位的最大變化量。在衰減器線性工作區(qū)，指定控制電壓下的衰減狀態(tài)插入損耗與參考狀態(tài)插入損耗以分貝(dB)為單位的差值。衰減平坦度attenuationflatness在不同頻點下，指定控制電壓下的衰減量以分貝(dB)為單位的最大變化量。Aran可提供的衰減控制最大衰減量。2衰減溫度穩(wěn)定性attenuationtemperaturestabilityA|cm在規(guī)定溫度點或溫度間隔的衰減量最大變化量。A指定衰減量與測試衰減量之間的最大差值。衰減溫度系數attenuationtemperaturecoefficientαA指定控制電壓下的衰減量隨著溫度變化而變化的速率。指定狀態(tài)下不同被測衰減器的衰減量與衰減量標稱值的偏差。相位一致性phaseconsistency指定狀態(tài)下不同被測衰減器相位值與相位標稱值的偏差。輸入駐波比inputvoltagestandingwaveratio輸入端的最大信號電壓與輸入端的最小信號電壓之比。輸出駐波比outputvoltagestandingwaveratioVSWRou輸出端的最大信號電壓與輸出端的最小信號電壓之比。ndB壓縮輸入功率inputpowerforndBcompressionPi(ndB)插入損耗比線性區(qū)插入損耗增加ndB時的輸入功率。交調失真intermodulationdistortionP,/P?在規(guī)定的輸入功率下，n階交調功率與輸出信號基頻功率之比。n階交調點輸入功率inputpowerattheinterceptpointforn-orderintermodulationproductsIIP,在描點圖上對作為輸入功率函數的輸出功率進行外推時，基頻的輸出功率與n階交調信號的輸出功率的延伸線交點處的對應輸入功率。注：輸入功率和輸出功率單位為分貝毫瓦(dBm)。3在指定衰減控制下，衰減后輸出相位與參考狀態(tài)輸出相位之間的差。3.17.1ton在衰減器線性工作區(qū)，控制電壓上升沿參考點和輸出電壓對應的翻轉沿參考點之間的時間間隔。toff在衰減器線性工作區(qū)，控制電壓下降沿參考點和輸出電壓對應的翻轉沿參考點之間的時間間隔。trise在衰減器線性工作區(qū)，輸出電壓上升沿低參考點和輸出電壓上升沿高參考點之間的時間間隔。在衰減器線性工作區(qū)，輸出電壓下降沿低參考點和輸出電壓下降沿高參考點之間的時間間隔。最大承受功率maximuminputpower在規(guī)定條件下，能保證正常工作的連續(xù)波輸入功率或脈沖輸入功率。4一般要求4.1測試環(huán)境除另有規(guī)定外，所有的測試應在15℃~35℃、相對濕度20%～80%、氣壓86kPa～106kPa下進行。測試環(huán)境應無影響結果準確性的機械振動和電磁干擾。仲裁試驗的標準大氣條件為：25℃±1℃、相對濕度48%～52%、氣壓86kPa～106kPa。4.2測試儀器測試儀器要求如下：a)測試儀器應經過檢定、校準合格，并在計量有效期內；b)測試儀器的量程和精度應滿足測試要求；c)測試設備應良好接地；d)測試儀器的頻率范圍應滿足衰減器的工作帶寬。44.3注意事項測試時注意事項如下：a)GB/T17573—1998第Ⅲ篇第1節(jié)列出的一般注意事項；b)應按衰減器要求進行加電，并按照測試儀器說明書規(guī)定的預熱時間充分預熱，若說明書未規(guī)定c)除另有規(guī)定外，系統(tǒng)的輸入、輸出阻抗應為50Ω;d)應使用合適的測試夾具進行測試；e)測試人員應經過專業(yè)技術培訓，并嚴格按照相關操作規(guī)程進行操作；f)當操作靜電敏感器件時，應遵守GB/T17573—1998第IX篇中的注意事項。5詳細要求測試在衰減器線性工作區(qū)△P。(dBm)=△P;(dBm),參考狀態(tài)下入射功率與輸出功率之比。測試框圖見圖1。矢量網絡分析儀矢量網絡分析儀被測件偏置電源控制電壓圖1插入損耗測試框圖應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于參考狀態(tài)，從矢量網絡分析儀上直接讀出此狀態(tài)下輸出端口比輸入端口的幅度S參數，即為插入損耗Lins。應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；5e)掃描頻率點數。測試在不同頻點下，參考狀態(tài)插入損耗最大變化量。測試框圖見圖1。應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于參考狀態(tài)，測量同一衰減器在不同頻點下參考狀態(tài)插入損耗最大值Lm與參考狀態(tài)的插入損耗最小值Lm;d)根據公式(1)計算帶內波動： (1)式中：△L?！粶y衰減器的帶內波動，單位為分貝(dB);Lmaxo——被測衰減器帶內參考狀態(tài)下插入損耗的最大值，單位為分貝(dB);Lming——被測衰減器帶內參考狀態(tài)下插入損耗的最小值，單位為分貝(dB)。5.2.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。測試在衰減器線性工作區(qū)△P。(dBm)=△P;(dBm),指定控制電壓下的衰減狀態(tài)插入損耗與參考狀態(tài)插入損耗的差值。5.3.2測試框圖測試框圖見圖1。應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；6GB/T42744—2023c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于參考狀態(tài)，記錄插入損耗Lims;改變控制電壓，使衰減器處于指定的衰減狀態(tài)，記錄插入損耗La;d)根據公式(2)計算衰減量：Aau=|Lat-Linsl………(2)式中：An——衰減器的衰減量，單位為分貝(dB);Lat——指定狀態(tài)下的插入損耗，單位為分貝(dB);Lims——參考狀態(tài)下的插入損耗，單位為分貝(dB)。5.3.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。5.4衰減平坦度(△A)5.4.1目的測試在不同頻點下，指定控制電壓下的衰減量的最大變化量。5.4.2測試框圖測試框圖見圖1。5.4.3測試步驟應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)；d)記錄指定狀態(tài)下，被測件在不同頻率點下衰減量最大值Aa(mx)與衰減量最小值Aa(min);e)根據公式(3)計算衰減平坦度：△A=Aat(max)—Aat(min)…………(3)式中：△A——衰減器的衰減平坦度，單位為分貝(dB);Aa(指定衰減狀態(tài)下的衰減量最大值，單位為分貝(dB);Aat(min)——指定衰減狀態(tài)下的衰減量最小值，單位為分貝(dB)5.4.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；7GB/T42744—2023d)輸入功率；e)掃描頻率點數。5.5衰減范圍(Arm)測試衰減控制可提供的最大衰減量。5.5.2測試框圖測試框圖見圖1。5.5.3測試步驟應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于參考狀態(tài)，記錄插入損耗Lim;改變控制電壓，使衰減器處于最大衰減狀態(tài)，記錄最大衰減狀態(tài)插入損耗La(m;d)根據公式(4)計算衰減范圍：Aran=Lat(max)—Lins…………(4)式中：An——衰減器的衰減范圍，單位為分貝(dB);Lat(max——最大衰減狀態(tài)下的插入損耗，單位為分貝(dB);Lins——參考狀態(tài)下的插入損耗，單位為分貝(dB)。5.5.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。5.6衰減溫度穩(wěn)定性(Am)、衰減溫度系數(α?)測試衰減器在規(guī)定溫度點或溫度間隔的衰減量最大變化量以及在指定控制電壓下的衰減量隨著溫度變化而變化的速率。5.6.2測試框圖測試框圖見圖1。5.6.3測試步驟應按以下步驟進行測試：8GB/T42744—2023a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)，從網絡分析儀中讀取常溫規(guī)定頻率的衰減量為基準；d)根據規(guī)定溫度點或溫度間隔測量衰減器的衰減量Aatm和A;e)根據公式(5)計算衰減溫度穩(wěn)定性，根據公式(6)計算衰減溫度系數：Am=|Aan(H)—Aat(L)l (5) (6)Am——衰減器的衰減溫度穩(wěn)定性，單位為分貝(dB);Aa(H)——高溫值下讀出的衰減值，單位為分貝(dB);AanL)——低溫值下讀出的衰減值，單位為分貝(dB);aA——衰減器的衰減溫度系數，單位為分貝每攝氏度(dB/℃);Tn——規(guī)定高溫值，單位為攝氏度(℃);T?——規(guī)定低溫值，單位為攝氏度(℃)。5.6.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境溫度或溫度間隔；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。5.7衰減精度(Aa)測試指定衰減量與測試衰減量之間的最大差值。5.7.2測試框圖測試框圖見圖1。5.7.3測試步驟應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；c)按圖1連接好測試系統(tǒng)，加上規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)，測試衰減量Aan;d)根據公式(7)計算衰減精度：Aaur=Aan-Ai……(7)式中：Aaur——衰減器的衰減精度，單位為分貝(dB);9GB/T42744—2023Aatt——衰減器的衰減量，由公式(1)計算出，單位為分貝(dB);Aa——指定衰減狀態(tài)下的目標衰減量，單位為分貝(dB)。5.7.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。5.8幅度一致性(△Ano)測試在指定狀態(tài)下不同被測衰減器的衰減量與衰減量中心值的偏差。5.8.2測試框圖測試框圖見圖1。5.8.3測試步驟應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)，從矢量網絡分析儀中讀取衰減量最大值A(m和最小值Aamim);d)根據公式(8)計算幅度一致性： (8)式中：△A,o——n個衰減器的幅度一致性，單位為分貝(dB);A)——第i個被測衰減器同一頻率點參考狀態(tài)下衰減量，單位為分貝(dB);Aat(max)——Aat(max=max[Aat,Aa?,…,Aat(n-D,Aautw)],n個衰減器同一頻率點參考狀態(tài)下衰減量最大值，單位為分貝(dB);Aan(min)——Aat(min)=max[Aa,Aane,…,Aau(g-D,Aat(n)],n個衰減器同一頻率點參考狀態(tài)下衰減量最小值，單位為分貝(dB)。5.8.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。GB/T42744—20235.9.1目的測試在指定狀態(tài)下不同被測衰減器相位值與相位中心值的偏差。5.9.2測試框圖測試框圖見圖1。5.9.3測試步驟應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準或歸一化校準；c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)，從矢量網絡分析儀中讀取相位的最大值PHmx和最小值PHmin;d)根據公式(9)計算幅度一致性：式中：△qao——n個衰減器的相位一致性，單位為度(°);PH;——第i個被測衰減器同一頻率點指定狀態(tài)下相位值，單位為度(°);PHmx——PHx=max[PH?,PH?,…,PH,-1,PH,],n個衰減器同一頻率點指定狀態(tài)下相PHmn——PHmin=min[PH?,PH?,…,PH,-1,PH,],n個衰減器同一頻率點指定狀態(tài)下相位5.9.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。測試輸入端的最大信號電壓與輸入端的最小信號電壓之比以及輸出端的最大信號電壓與輸出端的最小信號電壓之比。5.10.2測試框圖測試框圖見圖1。5.10.3測試步驟應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行S參數校準；c)按圖1連接好測試系統(tǒng)，加上規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)，從矢量網絡分析儀上直接讀出此狀態(tài)下輸入、輸出端口的駐波比VSWRm、VSWRou。應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。測試插入損耗比線性區(qū)插入損耗增加ndB時的輸入功率。以下給出兩種測試方法：——方法1,矢量網絡分析儀測試法；——方法2,信號功率測試法。測試框圖見圖2。矢量網絡分析儀矢量網絡分析儀7衰減器偏置電源控制電壓放大器被測件LL圖2ndB壓縮輸入功率測試框圖(方法1)應按以下步驟進行測試：a)測試儀器開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行功率校準和S參數校準；c)按圖2連接被測件，加上規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)；d)按規(guī)定條件調節(jié)矢量網絡分析儀的輸出功率，使被測件的輸入功率為P,記錄被測件的插入損耗Lims;增加矢量網絡分析儀的輸出功率，直到插入損耗增加ndB時，記錄此時被測件的輸入功率即為ndB壓縮輸入功率P;(ndB)。應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率。注意事項如下：a)當矢量網絡分析儀輸出功率不能滿足被測件要求時，應在被測件輸入端口增加放大器；b)當被測件輸出功率超過矢量分析儀輸入功率承受能力時，應在被測件輸出端口增加合適的衰減器以保護矢量網絡分析儀的接收端。測試框圖見圖3。77衰減器L控制電壓偏置電源信號源放大器功率計廠廠7圖3ndB壓縮輸入功率測試框圖(方法2)應按以下步驟進行測試：a)測試儀器開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)功率計自校準并設置測試線纜損耗補償，連接衰減器、信號源和功率計，校準測試系統(tǒng)；c)按圖3連接被測件，加上規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)；d)按規(guī)定條件調節(jié)信號源的輸出功率，使被測件的輸入功率為P,記錄被測件的輸出功率P。,計算該狀態(tài)下插入損耗Lims;增加被測件輸入功率，直到插入損耗增加ndB時，記錄此時的輸入功率即為ndB壓縮輸入功率P(dB)。應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率。注意事項如下：a)當信號源輸出功率不能滿足被測件要求時，P;應在被測件輸入端口增加放大器；b)當被測件輸出功率超過功率計輸入功率承受能力時，應在被測件輸出端口增加合適的衰減器以保護功率計的接收端。5.12交調失真(雙頻)(P,/P?)測試在規(guī)定的輸入功率下，n階交調功率與輸出信號基頻功率之比。5.12.2測試框圖測試框圖見圖4。信號源1信號源1頻譜儀偏置電源控制電壓合路器被測件圖4交調失真(雙頻)(P。/P?)測試框圖5.12.3測試步驟應按以下步驟進行測試：a)測試開機預熱，頻率、輸入功率設置為規(guī)定值；b)測試系統(tǒng)校準；c)按圖4連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)，調節(jié)信號源1和信號源2,按規(guī)定條件向被測件輸入相同功率、不同頻率的信號；d)在頻譜儀上讀出被測件輸出的基頻信號輸出功率P?。,讀出n階交調信號輸出信號功率Pm。;e)根據公式(10)計算交調失真：式中：P?/P?——衰減器的交調失真，單位為分貝(dBc);P?；l信號輸出功率，單位為分貝毫瓦(dBm);Pno——n階交調信號輸出信號功率，單位為分貝毫瓦(dBm)。5.12.4規(guī)定條件應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率范圍。5.13n階交調點輸入功率(IP)測試基頻的輸出功率與n階交調信號的輸出功率的延伸線交點處的對應輸入功率。5.13.2測試框圖測試框圖見圖4。應按以下步驟進行測試：a)測試開機預熱，頻率、輸入功率設置為規(guī)定值；b)測試系統(tǒng)校準；c)按圖4連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)，調節(jié)信號源1和信號源2,按規(guī)定條件向被測件輸入相同功率、不同頻率的信號；d)在頻譜儀上讀出被測件輸出的基頻信號輸出功率和n階交調信號輸出信號功率；e)改變輸入信號功率，在指定范圍內重復上述d)步驟，將得到的數據繪成曲線；f)將基頻信號和n階交調信號的線性區(qū)延伸，兩延伸線的交點對應的輸入功率即是n階交調點輸入功率IP。。應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率范圍。5.14附加相移(Ph)測試在指定衰減控制下，衰減后輸出與參考狀態(tài)輸出之間的相位差。測試框圖見圖1。5.14.3測試步驟應按以下步驟進行測試：a)矢量網絡分析儀開機預熱，工作頻率、輸入功率、掃描頻率點數設置為規(guī)定值；b)系統(tǒng)進行校準；c)按圖1連接被測件，加規(guī)定的偏置條件，設置控制電壓使衰減器處于指定狀態(tài)；d)測量被測件在規(guī)定頻率點或規(guī)定頻率范圍內所有衰減狀態(tài)的相位與參考狀態(tài)的相位之差即為附加相移Ph?v。應規(guī)定以下條件：a)環(huán)境或參考點溫度；b)偏置條件；c)工作頻率；d)輸入功率；e)掃描頻率點數。測試在衰減器線性工作區(qū)△P。(dBm)=△P(dBm),控制電壓上升沿的50%和輸出電壓對應的翻轉沿的50%之間的時間間隔為ton,控制電壓下降沿的50%和輸出電壓對應的翻轉沿的50%之間的時間間隔為to,輸出電壓