(高清版)GBT 42744-2023 微波电路 电调衰减器测试方法

微波电路电调衰减器测试方法2023-08-06发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14一般要求 34.1测试环境 34.2测试仪器 34.3注意事项 45详细要求 45.1插入损耗(Lins) 4 55.3衰减量(Am) 55.4衰减平坦度(△A) 65.5衰减范围(Am) 75.6衰减温度稳定性(Aem)、衰减温度系数(aa) 7 85.8幅度一致性(△A) 95.9相位一致性(△qo) 5.12交调失真(双频)(P,/P1) 5.13n阶交调点输入功率(IP。) 5.14附加相移(Ph) 5.15开启时间(tm)、关断时间(tof)、上升时间(t)、下降时间(tm) 5.16最大承受功率(Pmx) Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。本文件起草单位：成都亚光电子股份有限公司、安徽明洋电子有限公司、安徽省中智科标准化研究院有限公司、空军装备部驻成都地区军事代表局、中国电子技术标准化研究院。侯林。1微波电路电调衰减器测试方法本文件描述了微波电路类的电调衰减器主要电参数的测试方法。本文件适用于单片和混合集成的微波电调衰减器(以下简称衰减器)的相关电参数测试。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T17573—1998半导体器件分立器件和集成电路第1部分：总则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。Lins在衰减器线性工作区，参考状态下入射功率与输出功率之比。带内波动passbandripple在不同频点下，参考状态插入损耗以分贝(dB)为单位的最大变化量。在衰减器线性工作区，指定控制电压下的衰减状态插入损耗与参考状态插入损耗以分贝(dB)为单位的差值。衰减平坦度attenuationflatness在不同频点下，指定控制电压下的衰减量以分贝(dB)为单位的最大变化量。Aran可提供的衰减控制最大衰减量。2衰减温度稳定性attenuationtemperaturestabilityA|cm在规定温度点或温度间隔的衰减量最大变化量。A指定衰减量与测试衰减量之间的最大差值。衰减温度系数attenuationtemperaturecoefficientαA指定控制电压下的衰减量随着温度变化而变化的速率。指定状态下不同被测衰减器的衰减量与衰减量标称值的偏差。相位一致性phaseconsistency指定状态下不同被测衰减器相位值与相位标称值的偏差。输入驻波比inputvoltagestandingwaveratio输入端的最大信号电压与输入端的最小信号电压之比。输出驻波比outputvoltagestandingwaveratioVSWRou输出端的最大信号电压与输出端的最小信号电压之比。ndB压缩输入功率inputpowerforndBcompressionPi(ndB)插入损耗比线性区插入损耗增加ndB时的输入功率。交调失真intermodulationdistortionP,/P₁在规定的输入功率下，n阶交调功率与输出信号基频功率之比。n阶交调点输入功率inputpowerattheinterceptpointforn-orderintermodulationproductsIIP,在描点图上对作为输入功率函数的输出功率进行外推时，基频的输出功率与n阶交调信号的输出功率的延伸线交点处的对应输入功率。注：输入功率和输出功率单位为分贝毫瓦(dBm)。3在指定衰减控制下，衰减后输出相位与参考状态输出相位之间的差。3.17.1ton在衰减器线性工作区，控制电压上升沿参考点和输出电压对应的翻转沿参考点之间的时间间隔。toff在衰减器线性工作区，控制电压下降沿参考点和输出电压对应的翻转沿参考点之间的时间间隔。trise在衰减器线性工作区，输出电压上升沿低参考点和输出电压上升沿高参考点之间的时间间隔。在衰减器线性工作区，输出电压下降沿低参考点和输出电压下降沿高参考点之间的时间间隔。最大承受功率maximuminputpower在规定条件下，能保证正常工作的连续波输入功率或脉冲输入功率。4一般要求4.1测试环境除另有规定外，所有的测试应在15℃~35℃、相对湿度20%～80%、气压86kPa～106kPa下进行。测试环境应无影响结果准确性的机械振动和电磁干扰。仲裁试验的标准大气条件为：25℃±1℃、相对湿度48%～52%、气压86kPa～106kPa。4.2测试仪器测试仪器要求如下：a)测试仪器应经过检定、校准合格，并在计量有效期内；b)测试仪器的量程和精度应满足测试要求；c)测试设备应良好接地；d)测试仪器的频率范围应满足衰减器的工作带宽。44.3注意事项测试时注意事项如下：a)GB/T17573—1998第Ⅲ篇第1节列出的一般注意事项；b)应按衰减器要求进行加电，并按照测试仪器说明书规定的预热时间充分预热，若说明书未规定c)除另有规定外，系统的输入、输出阻抗应为50Ω;d)应使用合适的测试夹具进行测试；e)测试人员应经过专业技术培训，并严格按照相关操作规程进行操作；f)当操作静电敏感器件时，应遵守GB/T17573—1998第IX篇中的注意事项。5详细要求测试在衰减器线性工作区△P。(dBm)=△P;(dBm),参考状态下入射功率与输出功率之比。测试框图见图1。矢量网络分析仪矢量网络分析仪被测件偏置电源控制电压图1插入损耗测试框图应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于参考状态，从矢量网络分析仪上直接读出此状态下输出端口比输入端口的幅度S参数，即为插入损耗Lins。应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；5e)扫描频率点数。测试在不同频点下，参考状态插入损耗最大变化量。测试框图见图1。应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于参考状态，测量同一衰减器在不同频点下参考状态插入损耗最大值Lm与参考状态的插入损耗最小值Lm;d)根据公式(1)计算带内波动： (1)式中：△L。——被测衰减器的带内波动，单位为分贝(dB);Lmaxo——被测衰减器带内参考状态下插入损耗的最大值，单位为分贝(dB);Lming——被测衰减器带内参考状态下插入损耗的最小值，单位为分贝(dB)。5.2.4规定条件应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；d)输入功率；e)扫描频率点数。测试在衰减器线性工作区△P。(dBm)=△P;(dBm),指定控制电压下的衰减状态插入损耗与参考状态插入损耗的差值。5.3.2测试框图测试框图见图1。应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；6GB/T42744—2023c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于参考状态，记录插入损耗Lims;改变控制电压，使衰减器处于指定的衰减状态，记录插入损耗La;d)根据公式(2)计算衰减量：Aau=|Lat-Linsl………(2)式中：An——衰减器的衰减量，单位为分贝(dB);Lat——指定状态下的插入损耗，单位为分贝(dB);Lims——参考状态下的插入损耗，单位为分贝(dB)。5.3.4规定条件应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；e)扫描频率点数。5.4衰减平坦度(△A)5.4.1目的测试在不同频点下，指定控制电压下的衰减量的最大变化量。5.4.2测试框图测试框图见图1。5.4.3测试步骤应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态；d)记录指定状态下，被测件在不同频率点下衰减量最大值Aa(mx)与衰减量最小值Aa(min);e)根据公式(3)计算衰减平坦度：△A=Aat(max)—Aat(min)…………(3)式中：△A——衰减器的衰减平坦度，单位为分贝(dB);Aa(指定衰减状态下的衰减量最大值，单位为分贝(dB);Aat(min)——指定衰减状态下的衰减量最小值，单位为分贝(dB)5.4.4规定条件应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；7GB/T42744—2023d)输入功率；e)扫描频率点数。5.5衰减范围(Arm)测试衰减控制可提供的最大衰减量。5.5.2测试框图测试框图见图1。5.5.3测试步骤应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于参考状态，记录插入损耗Lim;改变控制电压，使衰减器处于最大衰减状态，记录最大衰减状态插入损耗La(m;d)根据公式(4)计算衰减范围：Aran=Lat(max)—Lins…………(4)式中：An——衰减器的衰减范围，单位为分贝(dB);Lat(max——最大衰减状态下的插入损耗，单位为分贝(dB);Lins——参考状态下的插入损耗，单位为分贝(dB)。5.5.4规定条件应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；e)扫描频率点数。5.6衰减温度稳定性(Am)、衰减温度系数(α₄)测试衰减器在规定温度点或温度间隔的衰减量最大变化量以及在指定控制电压下的衰减量随着温度变化而变化的速率。5.6.2测试框图测试框图见图1。5.6.3测试步骤应按以下步骤进行测试：8GB/T42744—2023a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态，从网络分析仪中读取常温规定频率的衰减量为基准；d)根据规定温度点或温度间隔测量衰减器的衰减量Aatm和A;e)根据公式(5)计算衰减温度稳定性，根据公式(6)计算衰减温度系数：Am=|Aan(H)—Aat(L)l (5) (6)Am——衰减器的衰减温度稳定性，单位为分贝(dB);Aa(H)——高温值下读出的衰减值，单位为分贝(dB);AanL)——低温值下读出的衰减值，单位为分贝(dB);aA——衰减器的衰减温度系数，单位为分贝每摄氏度(dB/℃);Tn——规定高温值，单位为摄氏度(℃);T₁——规定低温值，单位为摄氏度(℃)。5.6.4规定条件应规定以下条件：a)环境温度或温度间隔；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；e)扫描频率点数。5.7衰减精度(Aa)测试指定衰减量与测试衰减量之间的最大差值。5.7.2测试框图测试框图见图1。5.7.3测试步骤应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；c)按图1连接好测试系统，加上规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态，测试衰减量Aan;d)根据公式(7)计算衰减精度：Aaur=Aan-Ai……(7)式中：Aaur——衰减器的衰减精度，单位为分贝(dB);9GB/T42744—2023Aatt——衰减器的衰减量，由公式(1)计算出，单位为分贝(dB);Aa——指定衰减状态下的目标衰减量，单位为分贝(dB)。5.7.4规定条件应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；e)扫描频率点数。5.8幅度一致性(△Ano)测试在指定状态下不同被测衰减器的衰减量与衰减量中心值的偏差。5.8.2测试框图测试框图见图1。5.8.3测试步骤应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态，从矢量网络分析仪中读取衰减量最大值A(m和最小值Aamim);d)根据公式(8)计算幅度一致性： (8)式中：△A,o——n个衰减器的幅度一致性，单位为分贝(dB);A)——第i个被测衰减器同一频率点参考状态下衰减量，单位为分贝(dB);Aat(max)——Aat(max=max[Aat,Aa₂,…,Aat(n-D,Aautw)],n个衰减器同一频率点参考状态下衰减量最大值，单位为分贝(dB);Aan(min)——Aat(min)=max[Aa,Aane,…,Aau(g-D,Aat(n)],n个衰减器同一频率点参考状态下衰减量最小值，单位为分贝(dB)。5.8.4规定条件应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；e)扫描频率点数。GB/T42744—20235.9.1目的测试在指定状态下不同被测衰减器相位值与相位中心值的偏差。5.9.2测试框图测试框图见图1。5.9.3测试步骤应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准或归一化校准；c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态，从矢量网络分析仪中读取相位的最大值PHmx和最小值PHmin;d)根据公式(9)计算幅度一致性：式中：△qao——n个衰减器的相位一致性，单位为度(°);PH;——第i个被测衰减器同一频率点指定状态下相位值，单位为度(°);PHmx——PHx=max[PH₁,PH₂,…,PH,-1,PH,],n个衰减器同一频率点指定状态下相PHmn——PHmin=min[PH₁,PH₂,…,PH,-1,PH,],n个衰减器同一频率点指定状态下相位5.9.4规定条件应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；e)扫描频率点数。测试输入端的最大信号电压与输入端的最小信号电压之比以及输出端的最大信号电压与输出端的最小信号电压之比。5.10.2测试框图测试框图见图1。5.10.3测试步骤应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行S参数校准；c)按图1连接好测试系统，加上规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态，从矢量网络分析仪上直接读出此状态下输入、输出端口的驻波比VSWRm、VSWRou。应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；e)扫描频率点数。测试插入损耗比线性区插入损耗增加ndB时的输入功率。以下给出两种测试方法：——方法1,矢量网络分析仪测试法；——方法2,信号功率测试法。测试框图见图2。矢量网络分析仪矢量网络分析仪7衰减器偏置电源控制电压放大器被测件LL图2ndB压缩输入功率测试框图(方法1)应按以下步骤进行测试：a)测试仪器开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行功率校准和S参数校准；c)按图2连接被测件，加上规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态；d)按规定条件调节矢量网络分析仪的输出功率，使被测件的输入功率为P,记录被测件的插入损耗Lims;增加矢量网络分析仪的输出功率，直到插入损耗增加ndB时，记录此时被测件的输入功率即为ndB压缩输入功率P;(ndB)。应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率。注意事项如下：a)当矢量网络分析仪输出功率不能满足被测件要求时，应在被测件输入端口增加放大器；b)当被测件输出功率超过矢量分析仪输入功率承受能力时，应在被测件输出端口增加合适的衰减器以保护矢量网络分析仪的接收端。测试框图见图3。77衰减器L控制电压偏置电源信号源放大器功率计厂厂7图3ndB压缩输入功率测试框图(方法2)应按以下步骤进行测试：a)测试仪器开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)功率计自校准并设置测试线缆损耗补偿，连接衰减器、信号源和功率计，校准测试系统；c)按图3连接被测件，加上规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态；d)按规定条件调节信号源的输出功率，使被测件的输入功率为P,记录被测件的输出功率P。,计算该状态下插入损耗Lims;增加被测件输入功率，直到插入损耗增加ndB时，记录此时的输入功率即为ndB压缩输入功率P(dB)。应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率。注意事项如下：a)当信号源输出功率不能满足被测件要求时，P;应在被测件输入端口增加放大器；b)当被测件输出功率超过功率计输入功率承受能力时，应在被测件输出端口增加合适的衰减器以保护功率计的接收端。5.12交调失真(双频)(P,/P₁)测试在规定的输入功率下，n阶交调功率与输出信号基频功率之比。5.12.2测试框图测试框图见图4。信号源1信号源1频谱仪偏置电源控制电压合路器被测件图4交调失真(双频)(P。/P₁)测试框图5.12.3测试步骤应按以下步骤进行测试：a)测试开机预热，频率、输入功率设置为规定值；b)测试系统校准；c)按图4连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态，调节信号源1和信号源2,按规定条件向被测件输入相同功率、不同频率的信号；d)在频谱仪上读出被测件输出的基频信号输出功率P₁。,读出n阶交调信号输出信号功率Pm。;e)根据公式(10)计算交调失真：式中：P₄/P₁——衰减器的交调失真，单位为分贝(dBc);P。基频信号输出功率，单位为分贝毫瓦(dBm);Pno——n阶交调信号输出信号功率，单位为分贝毫瓦(dBm)。5.12.4规定条件应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率范围。5.13n阶交调点输入功率(IP)测试基频的输出功率与n阶交调信号的输出功率的延伸线交点处的对应输入功率。5.13.2测试框图测试框图见图4。应按以下步骤进行测试：a)测试开机预热，频率、输入功率设置为规定值；b)测试系统校准；c)按图4连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态，调节信号源1和信号源2,按规定条件向被测件输入相同功率、不同频率的信号；d)在频谱仪上读出被测件输出的基频信号输出功率和n阶交调信号输出信号功率；e)改变输入信号功率，在指定范围内重复上述d)步骤，将得到的数据绘成曲线；f)将基频信号和n阶交调信号的线性区延伸，两延伸线的交点对应的输入功率即是n阶交调点输入功率IP。。应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率范围。5.14附加相移(Ph)测试在指定衰减控制下，衰减后输出与参考状态输出之间的相位差。测试框图见图1。5.14.3测试步骤应按以下步骤进行测试：a)矢量网络分析仪开机预热，工作频率、输入功率、扫描频率点数设置为规定值；b)系统进行校准；c)按图1连接被测件，加规定的偏置条件，设置控制电压使衰减器处于指定状态；d)测量被测件在规定频率点或规定频率范围内所有衰减状态的相位与参考状态的相位之差即为附加相移Ph₁v。应规定以下条件：a)环境或参考点温度；b)偏置条件；c)工作频率；d)输入功率；e)扫描频率点数。测试在衰减器线性工作区△P。(dBm)=△P(dBm),控制电压上升沿的50%和输出电压对应的翻转沿的50%之间的时间间隔为ton,控制电压下降沿的50%和输出电压对应的翻转沿的50%之间的时间间隔为to,输出电压