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【电子行业标准(SJ)】 微波电子管电性能的测试 第2部分:一般测试
本网站 发布时间:
2024-07-14 10:17:57
- SJ/Z9008.2-1987
- 现行
标准号:
SJ/Z 9008.2-1987
标准名称:
微波电子管电性能的测试 第2部分:一般测试
标准类别:
电子行业标准(SJ)
标准状态:
现行-
发布日期:
1987-09-14 -
实施日期:
1987-09-14 出版语种:
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标准简介:
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为了在要求的频带及功率电平适当匹配,应对测试装置定向耦合器,频率测量仪、驻波检测器及负载进行测试。 SJ/Z 9008.2-1987 微波电子管电性能的测试 第2部分:一般测试 SJ/Z9008.2-1987

部分标准内容:
中华人民共和国电子工业推荐性部标准微波电子管电性能的测试
第2部分:一般测试
Measurement of the electricalproperties
of microwave tubes
measurements
Part2.General
SJ/Z9008.2-87
IEC235-2Q976)
第1章一般要求与注意事项
1测试设备
为了在要求的频带及功率电平适当匹配,应对测试装置定向耦合器,频率测量仪、驻波检测器及负载进行测试。当任何可调的测试装或波长计在其适当范围内调节时,需要对整个测试设备在要求频带内对驻波进行检查。采用波导时,其内壁应是清洁的且无阻塞,波导应尽可能既平又直地与测试设备接在一起。当采用同轴线时,亦应进行上述测试,以保证内外导体的阻抗连续性。在有关的整个频带内,负载应具有要求的匹配值。例如;在波导耦合时,或是采用要求的波导尺寸,或是采用从要求的尺寸到能覆盖要求频带的邻近尺寸的渐变耦合。耦合电路及显示电路的低频输出都应具有不影响进行测试的时间常数或脉冲响应特性。
所采用的任何测试装置都应加以保护,以使杂散电磁场对其性能的影响可以忽略不计
2温度条件
一般都应规定测试期间所要求的温度条件。作为一般的注意事项,当未规定工作温度时,最好保证管体的温度或管子参考面的温度不超过125C
当婴求翘工作条件的温度或温度系数时,最好是测出管子规定部分的温度,这比测出环境温度好。这是因为冷却效率随着冷却介质的流速及瑞流有较大的变化。为了保证管子的各分都能达到温度平衡,维持足够时间的意定条件也是必要的。中华人民共和国电子工业部1987-09-14批准*1+
2.1强迫冷却
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要求强迫冷却时,应规定下列各条:(a)
冷却剂的类型,
3.充压
应用方法
规定环境条件下的流速或人口及出口间的压力差:人口或出口的温度极限,
规定点上最大允许的温度
要求充压时,在管子工作之前及工作过程中,应注意下述事项,(a)
充压系统应是清洁的且无冷凝液,并能适当的密封以保持气体的纯度。不致使微波元件损坏或发生机械变形的最小或最大气体压力的极限。气体的性质、纯度、干噪度及温度都应在规定的极限以内。注意事项,出现严重打火时,所用某些气体在充压作用下分解并放出一定最的毒气,因此必须适当的通风。
4辐射危害
4.1射频辐射
射频功率不仅从正常的输出耦合发射出去而且还可能从其他孔隙(例如:泄漏)发射出去。这种射频功率可能有足够的强度,对人身,特别是对人的眼睛会造成危险。如果管子是在不正常的情况下工作,这种辐射就会增强。在需婴对电于管的内部进行观察时,例如:观察阴极的温度或可能的打火时,就可能严重的危及视觉。如果必须进行该项观察,就必须采用适当的射频屏鼓。可以采用网孔比波长小的铜丝网来屏蔽。另外,也可通过小孔或在输出波导内壁装有的衰减管(例如适当的弯曲)来进行观察。总之,人体组织对辐射的吸收是波长的函数,对于可比较的辐射功率,危害随波长有显著的变化。
在一定工作条件下,当波长小于固有工作模时,可能有不需的辐射。4,1。A包装式电子管微波泄漏的测试本条规定了微波电路完全闭合的电子管中的微波泄漏的测试方法。这样的泄漏可能在有隙缝的射频连接器上产生,也可能因为屏蔽不好或屏蔽罩的移动部份泄漏等等。
另外,如果要进行精确的测量,就必须对仅表特性作适当的规定。本条规定了这些特性。测试仪器的校准方法也包括在内。注,因为早期的测试仪表引起泄漏场的严重畸变和产生严重的测试误差,所以必须对改试方法进行说明。这个问题之所以重要是因为很多微波管是阳极接地工作的,而且允许操作人员直接进入危险的微波滤漏区域内。
4.1.A,1定义
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4.1A,1.1外壳(如图1.2.8)
可靠近的电子管外表面,它包括微波连接电路的规定部份或任何部份,但应规定表面作为测试的参考面。
注:外壳是由电子管广推荐的任何高压封闭部分或X射线的屏蔽部分。当外壳不作为管子的一部份讨,它由电磁能通过的材料制成。4.1.A.1.2有效孔径
使功率通量耦合到功率通量密度计的传感器上的有效区域。4。1.A,1。3近似距离
在远离校准源的场里,两个传感器中心到中心之间的距离(等于与电源的距离)在这段距离内,其中一个仪器的读数变化土2dB,另一个测试仪器的读数为零。注:这是有效孔径主要尺寸的近似测试方法。4.1.A.1.4隔离头
在传感器和被测外壳表面之间保持恒定距离的一种匹配器。4.1.A.2原理
包装式电子管的微波泄漏与管子电极端头的微波绝缘是不恰当,微波电路本身闭合是否恰当、输入及输出电路的微波连接器的连接是否良好有关。当管子阳极接地工作从而减小了高压危险时,操作人员可以靠近管子而且不冒因管子和系统微波泄漏所引起的风险,因此,现了包装式电子管泄漏功率的测试方法。电路不是全部包括在管壳内(例如平面三极管、外腔速调管和外腔同轴磁控管)的电子管都可以按照这些方法进行测试,而上面规定的外壳(包括外部电路和相互作用区的连接处)例外。
对多数普通电子管,当电路与管子分开时,就不可能单独测试与电子管有关联的场,在这里,辐射泄漏问题实际上是设备设计问题。寄生振荡能造成特别高的泄漏现象。因此,应在宽频带内进行泄漏测试。只要适当考虑下列各条,就可准确地进行微波泄漏功率密度的测试。1.电源特性:
2.仪表对电源阻抗的影响,
3,除了前一种影响外,还有因仪表对泄漏场引起的干扰。4。传感器对电源泄漏辐射的各种分的有关灵敏度。泄漏源通常不是简单的单一电源,它通常是线电源或点电源或这些元件的排列。参考从短的偶级天线发出的场,就给出了非常带重要的两个区域。一般把重要区叫做《远区》,在该区内,场基本上成平面波。接近偶极天线的是附加E场,在偶极天入
线的一
一内通常认为是重要的,它与主E场在时间相差1/4周期,并且非常接近偶2
极天线。这个区叫做《无作用区》,因为该区的最大的场分量与辐射场的相位不同。*8*
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当泄漏源比用一个简单的偶极天线所代表的泄漏源复杂时,经带采用称作《菲耳区》(Fresnelregion)的第三个重要区。本标准不用《近场区》这个述语,因为该术语经常错误地、不加区别的用于菲滔耳区和无作用区,这个区的外部边界位置是泄漏源孔径的函数,一般按下式求出,2Ds
式中,
Rs到泄漏源的距离
入=辐射波长
Ds=泄漏源孔径的主要尺寸
当把测量仪安装在靠近泄漏源时,它就可以把功率反射回到泄漏源上,反射程度大体上取决于仪器在泄漏源上所对的主体角。该反射功率干扰电源阻抗,从而增大或减小电源的辐射功率,增大还是减小视相位关系而定。
当电源和仪器之间的距离大于下式中的R,时,这个效应可忽略不计2D1
式中,
Di一一仪器孔径的主要尺寸或不知道时的近似距离当使用的仪器离电源的距离大于R工时,安装在场中的仪器。如果其阻抗与波阻抗是同数量级时,它就不干扰磁场。实际上。如果使用了检波器偶极天线,检波器偶极天线应短于约入/8并且是小直径的。
这样波长的偶极天线的第二个优点是场的曲线无误差。另一方面,使用非常短的偶极天线或采用能达到高传感器阻抗的其它手段,都会在无作用场区中引起误差。但是,在这种情况下,误差导致仪表读数总是大于实际值。
由于上述困难,最好在远场内校准测试仪,使该测仪实际上可在无作用区作用。因此,不管传感器的具体性能怎样,测试仪将按功率密度的单位来刻度,通常是以(mW/m*)为单位。
4。1,A,3测试仪器的技术说明因为构成危险的电平已在其它标准中规定了,所以应按照那些要求制订出测试仪表的规范。
当期望规定上述传感器阻抗时,只按上述规定做是不够的,目前还不能制订菲号4*
常严密的规范。
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实际的和有意义的技术规范至少应包含下列参数:4,1。A。3.1孔径最大尺寸(cm)4。1A3。2有效孔径(cm)或近似距离(cm)注,当有可能用校准的方法检验有效孔径时、成该对它作出规定,当不能检验有效孔径时,应规定近似距离,近似距离与有效孔径关系并不密切、但是至少给出了其近似值。4.1.A.3.3线性
4。1.A。3。4测试范围。单位为MW/cm注,为了避免偶然损坏采用转换开关或其它校准方法,使测试仪器必须能够承受几倍于规定电平的泄漏密度,并能够测量低到10%左右的电平,且达到下面规定的情度。4.1.A,3.5频率响应
注,尤其要校准测量仪以便在规定频率上使用,在该频率上泄漏是可能的或者应是已知校准的频率特性,从而可按规定的测量单位统一观副到的值,隔离头不应校准变化大于1/4dB或应特久地固定在传感器上。
4.1,A。3.6手工操作测试仪的误差4.1.A.3.7精度(用dB表示)
注:从满刻度指示的25%到满度指示之间的全部读数,误差应小干规定值(一般为0.5dB)。
4。1.A,3。8射频测试仪器杂散泄引起的误差4。1.A。3.9响应时间
注:为了寻找高泄翻区域,传感器固有响应时间足够长(例如0,5秒)从而适当地平均半脉冲波形。此外,对较长的响应时间(通常为8秒)可采用有秒表的仪器测量平均估4.1.A.3.10方向性
4,1.A。4仪器的校准
4。1校准源
4。1.A.4.1.1单极系统
应在已知场内校准测试仪,在该场内因放置测试仪或观测器而稍有干扰的可能为了保证校准的准确性,固定装置中的反射最好不干扰有源场。适合于该校准程序的理想辐射源是会的单极天线,该单极天线从大面积的(8入到5入×8入到入)的金属地面中露出。单极天线架在任一方向在距离100入的空间内没有任何建筑物,单极天线由地面下的同轴线馈电。应调节单极天线的直径和长度,使它在有关频率下谐振和匹配。用定向耦合器和功率计测试辐射元件的功率。校准系统如图4的方框图所示。电源必须在规定范围内变化,以便能进行线性测试。如在整个规定频带内确定校准的精度,频率应是可变的。5
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通常是用合适的聚苯乙烯泡沫或介质常数低的其它合适的非金属材料制成换向安装台或夹子来固定传感器。当保持传感器电源区不变时,传感器在两根垂直的轴线上移动的抑角为180°。
注,采用一个校准的骤叭天线替换也是允许的,4.1.A,4。2近似距离的校准
要校准的传感器应安装在规定处,该处与单极天线的距离大于入并小于地面的最小尺寸。
传感器和指示器之间的连接应在远离单极辐射器的适当位置上成一条直线,以便通过测试仪和其引线把场干扰减到最小。应确定好传感器的方位来获得功率的最大读数。4.1A.4。2.1双试仪系统
调节方向支架使传感器在地面之上保持80左右的仰角时,调节输入到单极天线的功率,从而在仪表上获得约3/、4满度指示。安装第二只相同的并且方向也相同的传感器,当保持相同距离时,从任一侧的上面、下面接近第一只传感器。使两只传感器靠近直到它们互相接触或第一个测试仪的指示变化2dB当具备此项条件时,应在每个象限中测量传感器之间的距离。在两个传感器之间的中心间获得的最大值即为近似距离。注,引证4,1,A。1,8的定义,这里应注意的是当大于产生土2dB变化的距离讨,最大距离即为近似距离。
4.1.A。4.2.2单测试仪系统
因为在离谐搬单极天线的地面上的场,在第一个80°的仰角上几乎是接近恒定的(与2dB相比),就可以把地面用作反射器来确定近似距离。在这种情况下,当把固定传感器的方向保持在球面的中心直至读数变化么dB并记下为止,使传感器沿着球形表面接近地面。不管灵敏度起始变化如何,在变化了2dB之后,测量传感器相对于地面的所有可能方向。
从传感器的中心线到地面的最大测得值的两倍即为近似距离。4.1.A.4.3线性
按4.1:A。4。2的规定安装测试时、慢慢地增大天线的输入功率从而记录辐射功率的几个规定值上的指示功率密度。用升高和降低功率的方法在整个功率范圈内重复偏移,直至清楚地指示出每个规定功率电平相应的功率密度,该功率密度值不包括由仪表问题(粘着、滞后等)引起的误差,而且还获得了在每个规定功率电平下的功率密度的精确值。然后在适当的坐标上标出数据,如果数据是线线的则为一直线,应画出两条曲线:
连接相邻点的一系列直线段构成的一条曲线SJ/Z9008.2-87
(b)拟合最佳直线。
两条曲线之间的最大偏差在线性极限内。4。1.A。4.4灵敏度的校准(见4。1。A。5中的注1)按4。1。A。4。2的规定安装测试仪时,为获得最大功率定出传感器的方向并调节抑角,使测试仪的轴线在地面上是一个近似距离,把传感器的作用距离调到入和8入之间的给定值。把频率调到中间频率并调节输入功率获得满刻度指示,随后两个参数保持不变,通过相对于天线轴线的几个规定值(通常是:75°、60°45°、30°、0、-80°、=45°、-60°、-75°)增大抑角并记录相应的仪表读数,然后在垂直抑角轴线的方向上,按上述相同的角度重复。因此,对于地面上的每个仰角来讲,得到了四个数据点,取这四个数的平均值并采用4,1.A.4。8(a)非平滑校准曲线进行线性矫正,采用矫正值用数学方法在规定半球面内积分功率密度、用积分法获得功率值卫C与仪器的矫正系数K有关。
K=P辐射/Pc
因此,实际功率密度为指示的密度乘以该系数。4。1.A。4.5各种频率下的校准(见4.1.A.5中的注1)对于已校准的任一频带的两端的频率,完全按4。1。A,4。4的步骤,重复校准。
4。1.A。4.6手工操作测试仪时的校准误差测试仪安装在稳定的远场内的固定位置时,能在仪表上产生近似满刻度指示,当在下述情况下指示之差小于1dB,(·)仪器保持正常状态(手工操作或其它方法)和仪器安装在比较大的聚苯乙烯泡沫板上(b)
4。1.A。4.7传感器有效孔径的测定应按4。1.A。4,4安装测试仪,调节辐射源从而在传感器上产生规定的已知功率密度。从传感器(传感器保持在同样的位置时)中移出检测器(见注)。然后用功率计测盘传感器所吸收的实际功率,功率计的输入阻抗与检测器的输人阻抗相同。测定的功率除以规定的功率密度,即得到传感器的有效孔径以C为单位。注,某些测试仪直接连接传感器和检测器。在这种清况下,不测量有效孔径。4。1.A。4、8传感器孔径最大尺寸直接量天线最长元件的物理长度或用传感器的×射线照片来确定。传感器介质负载材料应包括在内,但不包括没有任何作用的材料。4.1.A。4.9校准精度
校准误差是线性误差绝对值总和的最大值,用dB表示(见4.1.A。4。8)及在最坏情况下的够正系数K,用dB.表示(见4。1.A,4,4和4。1。A.4。5)。
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41.A。4。10由射频杂散干扰引起的校准不准确的测试注,指示器和专感器分开的检测泄凝功率的测试仪比指示器与传感器组合在一个装置中的测试仪互相干扰一般要小些。在任一种情况下,指示值中都有可能包含来自测试仪或电缆的不应有的耦合,因为这样稠合效应随被测场的空间分布而改变,所以由这样的不应有的耦合引起的误差就不能进行校准。因此,对不应有的泄漏的测试是重要的。当指示器与传感器分开时,必须用有损耗的材料履盖连接电缝并保证屏蔽所有的孔。在聚苯乙烯泡沫(或介质极化率接近零的等效材料)的宽大表面上探测场,并在这个表面上标出恒定的功率密度分布图。随后,在传感器的一端标出处于正常状态的传感器的位置。
然后,依次给仪表箱定位使其各个表面的位置依次平行于恒定功率分布图,并离传感器至少30Cm。同样,按相同距离暴露全部电缆和正常使用中必须的软线等等。在任何条件下指示值的变化都大于1dB。值得注意的是,过份接近单极天线或者来自指示箱的反射会影响传感器上的场就不能进行此项测试。
4。1。A。4。11响应时间的测定按4.1.A。4。4的规定安置传感器。调节电源从而在测试仪上产生满刻度指示并用量热法测量辐射功率。然后把电源转换成占空系数通常为10%的殊冲工作。这样大大地增加脉冲的持续时间,当用水负载量热.法测量时平均功率保持不变。当脉冲宽度增加时(在某些脉冲宽度)指示的功率密度也增加,直至指示值是真值的规定部分(用量热计测定的)。以秒为单位的脉冲宽度即是响应时间。4.1。A。5微波泄漏的测试
要测试泄漏的电子管在规定条件下,在规定的外壳内进行工作。已校准的传感器应在离电子管的规定的距离上(见注1)探测外壳的全部面。当观测微波功率读数时,传感器应在整个平面内旋转。在规定的仪表常数时,得到最大的指示值。测试结果是所获得的全部测试值中的最大值(见注2)注意事项
操作人员或仪器的存在可能会影响泄漏,从而影响测盘。注:1,为了保持与外充距离的一致性并便于检查,传感器或酬试仪可以装备一个其中心具有传感器的隔离头,其半径为规定的测量距离。如乘采用这样定位的球体。对该位置中的球体可按4.1,A4。4和4.1.A,4,5的规定进行校准。2。当工作条件包括某些形式的调制(例如使仪表指示的慢漂或波动)应采用平灼值。通带用最小值和最大值的平均值。4.2X一辐射免费标准bzxz.net
工作电压大约高于5KV时,管子就可能放射强度极危险的X射线。故有必要对工作人员进行适当的防护(×一射线)。应经常提供有关×射线强度的资料。通过小孔进行视觉观察时,对眼睛的保护是非常重要的,例如:插入片合适的铅玻璃。
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业已证明,相应于所加电压的X一射线放射强度远高于加在阴极上的实际电压值所预期的强度。
第2章各种器件的一般测试
5功率
5.1平均射频输出功率
在规定工作条件下测量电子管的平均输出功率。可用下述一种方法测试功率:
方法1直接法一一量热计法
此方法是想把全部输出功率作为热摄耗散在一量热计的负载中。测耗散的速度应保证避免其射频损耗及热损耗。例如,当液体作为负载或是以液体冷却负载时,可应用下述公式,
P=c(t2-t,)m
式中,
P-输出功率(W)
t——入口液体温度(℃),
t,出口液体温度(C)
C液体的热容比(J/KgC),
m液体的流速(Kg/S)。
方法2间接法一一测辐射计法(热电阻、镇流电阻等等)为了测试输出功率,最好是采用有温度敏感元件(例如镇流电阻或热敏电阻)的功率计。
元件及其测试装置应用相应的已知标准功率测量仪来校准。由于镇流电阻易于过载而损坏,故对脉冲功率的测试,建议不要使用之。使用电桥平衡时测试座应是匹配的,以便在要求的带宽内保证精确的溯试。如果测辐射热计最佳匹配的条件与测辐射热计最大输出的条件不一致,若能采取措施保证不发生不需要的失配效应时,可采取测辐射热计的最大输出条件。注意事项,
()如果功率测量仪或指示仪是可调的,应在测最仪表及管子之间插人一隔离器、定向耦合器或衰减器,以免因调谐造成的频率牵引或负载电路的反射系数变化。(b)
最好是采用自平衡电桥以免因电阻变化而造成的驻波影响其它测试。*9*
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()在频率较高时,可能使测试结果发生很大的误差,这是由于测试座的损耗,(包括来自测辐射热计的热损耗)的效应,以及用来与微波功率比较的替代功率,在测辐射热计的温度分布中所出现的差值。只有对照标准来校准才可能消除这些误差。
(d)不仅必须在测辐射热计匹配的情况下,而且应在同样的测试环境条件下,对定向耦合器及其它衰减元件进行校准。(。)功率测试装置应有足够的惯性,也就是说。它对快速的功率波动应是不灵敏的。这对脉冲工作及用交流电源的管子是特别重要的。5。2脉冲输出功率
测试如下,
按5。1的方法测出平均输出功率,和(b)
测出占空系数:
脉冲输出功率=
平均输出功率
占空系数
5。3蜂值输出功率(峰值包络功率)此项测试是用峰值读数二极管电压表通过适当的定向合器弱耦合到输出线上,电压表读出了相当于输出功率的电压峰值。电压表应在要求的范围内用连续波功率(未调制的)来校准。
如果足够功率的等幅波功率源不能校准到所的峰值时。那公,可采用适当的校准过的定向耦合器,以便在低电平下得到的电压表读数与测得功率的校准曲线扩大到所需要的电平。在这种情况下,对于测试频率应保证峰值读数电压表幅度响应的线性达到所要求的范围。
注意事项,
(a)峰值功率计的时间带数应足够长,以便消除尖峰信号。(b)
输出电路(出现整流电乐)的时间常数应比调制信号中所发生的相邻峰值之间的时间要长得多,以保证再增加时间常数时不会改变指示值。5.4功率稳定度
输出功率(P1)按5。1测得。高压电源按规定断开一段时间.然后不需进一步调节又重新加上高压电源,当达到温度平衡后,再测出输出功率(卫,)。功率稳定性为,
J×100%
5。5放射稳定性
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使电子管在规定条件下工作并测出输出功率,阴极电流或频率。然后按规定降低热丝或灯丝的电压,在规定的时间间隔后,重新测出输出功率、阴极电流或频率。测得的变化录即是放射稳定性。5。6幅度对电极电压变化的灵敏度(AM/4V,或4V一AM系数,或幅度灵敏度)5。6。1输出功率对电极电压变化的灵敏度电子管在规定条件下工作,在达到热平衡后测出输出功率,然后按规定的数值改变规定电极的电压,并在热平衡后测量输出功率。测试的结果以W/V、或dB/V即以功率变化与引起该变化的电极电压变化的比值表示。
5.6。2输出功率对电极电压调制的灵敏度电子管在规定条件下工作。在热平衡后按规定的量来调制规定电极上的电压,测出随之而引起的输出功率的变化。电压变化的速度应足够高以便消除热效应。测试结果以W/V、或dB/V即以功率变化与引起该变化的电极电压变化的比值表示。
57频率对电极电压变化的灵缴度(连续波工作)(FM/4V、或4VFM系数,或频率灵敏度)电子管应在规定条件下工作。规定的电极电压应周期性的变化着,其速度应能使热效应可以忽略不计。用鉴频器及校准的示波器来显示以电极电压为函数的频率。然后,根据示波器上观察到的曲线斜率得到频率电压系数。6脉冲性特
各测试装置应安排得使其本身所引起的脉冲失真可忽略不计。在测量脉冲调制管的性能时,必须给出所加电压脉冲特性,电子管的电流脉冲波形的特性及输出脉冲包络的特性。由于电流、电压及输出脉冲的相对幅度取决于电子相互作用的性质,故应采用适用于不同管型的脉冲定义。
6。1电压脉冲特性(已采用的)量电压脉冲特性可用下列任何适当的方法:(·)锋值二极管电压计法,或(b)示波器显示法
采用这两种方法都可使仪器直接跨接在被测电路。如果因高压不能这样做时,则可采用电阻或电容的分压网路。方法的选择取决于被测的峰值电压及脉冲的特性以及作为负载部分的仪器对电源的效应。*11*
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方法1峰值二极管电压计法
为了测出重复脉冲的幅度,建议采用峰值二极管电压计的电路如图5所示。在脉冲条件下二极管的反峰电压额定值应超过出现的最大脉冲电压加上任何反向的电压。通常,这种方法限于用在脉冲电压85V以下的情况。所选的二极管,当在其标称的灯丝电压时应具有适当的电流负载容量。脉冲发生器上的电容性负载是二极管的电容加上灯丝变压器的电容,二者都应适当地绝缘以便承受在脉冲电压。
时间带数RC至少应比脉冲间的时间大两个数量级。所选的电阻器R应能使脉冲发生器上的负载轻,通常为儿百兆欧。电容器的电压额定值应大于被测脉冲的幅值,且为了降低严重的电感性效应,用射频电容器(一般只用小值)与主电容器并:联。
电路可用直流电压表来校准,或用已知值的电阻器及精确校准的电流表来校准。还可以用示波器法来检查可能造成不良影响的脉冲畸变。电压大于85kV时采用此法,如图6所示。采用电阻分压网络。电阻Ra及Rb应是无感的并应使二极管能在其额定电压值以内工作。为了使分压器两部分的时间常数相等接人电容器Ca及Cb是必要的。当考虑到脉冲及其效应时,二极管电路的有效阻抗应与Rb及Cb并联。为了使脉冲的失真最小,整个峰值电压计电路的输入电容及其输人电阻的时间常数应比脉冲宽度小得多。如在电压脉冲上出现尖峰,就应用电阻与峰值电压计串联(见图7)。该电阻Rc的修正值可在增加阻值时观察电表读数变化来准确确定(见图8)。如将所用电路元件及分路元件密封在一防尘的温度调节箱内,即可改进精确度,如适当的固定安装或油浸就可避免电晕。方法2示波器显示法
用带适当分压器的示波器即能测出脉冲波形的特性,例如,脉冲宽度,上升时间,下降时间及幅度。
分压器详述如下,
(:)电阻分压电路(见图9)
为了避免因示被器的输人电容而造成的误差,故总的阻值应保持足够低,实际上在10000一400000的范围内是满意的。分压网路内的耗散能力高于采用平顶式脉冲时预计的损耗,建议应为预计损耗的2,5倍。应注意减小使用适当的电阻器造成的感抗效应(例如炭膜电阻),需要时可采用适当的固定安装或油浸以减少电晕。
为了避免显示中的失真,连接示波器的电缆两端必须匹配。当不能做到匹配时。则应用电阻与电缆的发送端串联。应有一适当的火花隙。如果分压网路开路,以便保证工作人员和示波器避开高压。(b)电容分压电路(见图10)
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第2部分:一般测试
Measurement of the electricalproperties
of microwave tubes
measurements
Part2.General
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IEC235-2Q976)
第1章一般要求与注意事项
1测试设备
为了在要求的频带及功率电平适当匹配,应对测试装置定向耦合器,频率测量仪、驻波检测器及负载进行测试。当任何可调的测试装或波长计在其适当范围内调节时,需要对整个测试设备在要求频带内对驻波进行检查。采用波导时,其内壁应是清洁的且无阻塞,波导应尽可能既平又直地与测试设备接在一起。当采用同轴线时,亦应进行上述测试,以保证内外导体的阻抗连续性。在有关的整个频带内,负载应具有要求的匹配值。例如;在波导耦合时,或是采用要求的波导尺寸,或是采用从要求的尺寸到能覆盖要求频带的邻近尺寸的渐变耦合。耦合电路及显示电路的低频输出都应具有不影响进行测试的时间常数或脉冲响应特性。
所采用的任何测试装置都应加以保护,以使杂散电磁场对其性能的影响可以忽略不计
2温度条件
一般都应规定测试期间所要求的温度条件。作为一般的注意事项,当未规定工作温度时,最好保证管体的温度或管子参考面的温度不超过125C
当婴求翘工作条件的温度或温度系数时,最好是测出管子规定部分的温度,这比测出环境温度好。这是因为冷却效率随着冷却介质的流速及瑞流有较大的变化。为了保证管子的各分都能达到温度平衡,维持足够时间的意定条件也是必要的。中华人民共和国电子工业部1987-09-14批准*1+
2.1强迫冷却
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要求强迫冷却时,应规定下列各条:(a)
冷却剂的类型,
3.充压
应用方法
规定环境条件下的流速或人口及出口间的压力差:人口或出口的温度极限,
规定点上最大允许的温度
要求充压时,在管子工作之前及工作过程中,应注意下述事项,(a)
充压系统应是清洁的且无冷凝液,并能适当的密封以保持气体的纯度。不致使微波元件损坏或发生机械变形的最小或最大气体压力的极限。气体的性质、纯度、干噪度及温度都应在规定的极限以内。注意事项,出现严重打火时,所用某些气体在充压作用下分解并放出一定最的毒气,因此必须适当的通风。
4辐射危害
4.1射频辐射
射频功率不仅从正常的输出耦合发射出去而且还可能从其他孔隙(例如:泄漏)发射出去。这种射频功率可能有足够的强度,对人身,特别是对人的眼睛会造成危险。如果管子是在不正常的情况下工作,这种辐射就会增强。在需婴对电于管的内部进行观察时,例如:观察阴极的温度或可能的打火时,就可能严重的危及视觉。如果必须进行该项观察,就必须采用适当的射频屏鼓。可以采用网孔比波长小的铜丝网来屏蔽。另外,也可通过小孔或在输出波导内壁装有的衰减管(例如适当的弯曲)来进行观察。总之,人体组织对辐射的吸收是波长的函数,对于可比较的辐射功率,危害随波长有显著的变化。
在一定工作条件下,当波长小于固有工作模时,可能有不需的辐射。4,1。A包装式电子管微波泄漏的测试本条规定了微波电路完全闭合的电子管中的微波泄漏的测试方法。这样的泄漏可能在有隙缝的射频连接器上产生,也可能因为屏蔽不好或屏蔽罩的移动部份泄漏等等。
另外,如果要进行精确的测量,就必须对仅表特性作适当的规定。本条规定了这些特性。测试仪器的校准方法也包括在内。注,因为早期的测试仪表引起泄漏场的严重畸变和产生严重的测试误差,所以必须对改试方法进行说明。这个问题之所以重要是因为很多微波管是阳极接地工作的,而且允许操作人员直接进入危险的微波滤漏区域内。
4.1.A,1定义
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4.1A,1.1外壳(如图1.2.8)
可靠近的电子管外表面,它包括微波连接电路的规定部份或任何部份,但应规定表面作为测试的参考面。
注:外壳是由电子管广推荐的任何高压封闭部分或X射线的屏蔽部分。当外壳不作为管子的一部份讨,它由电磁能通过的材料制成。4.1.A.1.2有效孔径
使功率通量耦合到功率通量密度计的传感器上的有效区域。4。1.A,1。3近似距离
在远离校准源的场里,两个传感器中心到中心之间的距离(等于与电源的距离)在这段距离内,其中一个仪器的读数变化土2dB,另一个测试仪器的读数为零。注:这是有效孔径主要尺寸的近似测试方法。4.1.A.1.4隔离头
在传感器和被测外壳表面之间保持恒定距离的一种匹配器。4.1.A.2原理
包装式电子管的微波泄漏与管子电极端头的微波绝缘是不恰当,微波电路本身闭合是否恰当、输入及输出电路的微波连接器的连接是否良好有关。当管子阳极接地工作从而减小了高压危险时,操作人员可以靠近管子而且不冒因管子和系统微波泄漏所引起的风险,因此,现了包装式电子管泄漏功率的测试方法。电路不是全部包括在管壳内(例如平面三极管、外腔速调管和外腔同轴磁控管)的电子管都可以按照这些方法进行测试,而上面规定的外壳(包括外部电路和相互作用区的连接处)例外。
对多数普通电子管,当电路与管子分开时,就不可能单独测试与电子管有关联的场,在这里,辐射泄漏问题实际上是设备设计问题。寄生振荡能造成特别高的泄漏现象。因此,应在宽频带内进行泄漏测试。只要适当考虑下列各条,就可准确地进行微波泄漏功率密度的测试。1.电源特性:
2.仪表对电源阻抗的影响,
3,除了前一种影响外,还有因仪表对泄漏场引起的干扰。4。传感器对电源泄漏辐射的各种分的有关灵敏度。泄漏源通常不是简单的单一电源,它通常是线电源或点电源或这些元件的排列。参考从短的偶级天线发出的场,就给出了非常带重要的两个区域。一般把重要区叫做《远区》,在该区内,场基本上成平面波。接近偶极天线的是附加E场,在偶极天入
线的一
一内通常认为是重要的,它与主E场在时间相差1/4周期,并且非常接近偶2
极天线。这个区叫做《无作用区》,因为该区的最大的场分量与辐射场的相位不同。*8*
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当泄漏源比用一个简单的偶极天线所代表的泄漏源复杂时,经带采用称作《菲耳区》(Fresnelregion)的第三个重要区。本标准不用《近场区》这个述语,因为该术语经常错误地、不加区别的用于菲滔耳区和无作用区,这个区的外部边界位置是泄漏源孔径的函数,一般按下式求出,2Ds
式中,
Rs到泄漏源的距离
入=辐射波长
Ds=泄漏源孔径的主要尺寸
当把测量仪安装在靠近泄漏源时,它就可以把功率反射回到泄漏源上,反射程度大体上取决于仪器在泄漏源上所对的主体角。该反射功率干扰电源阻抗,从而增大或减小电源的辐射功率,增大还是减小视相位关系而定。
当电源和仪器之间的距离大于下式中的R,时,这个效应可忽略不计2D1
式中,
Di一一仪器孔径的主要尺寸或不知道时的近似距离当使用的仪器离电源的距离大于R工时,安装在场中的仪器。如果其阻抗与波阻抗是同数量级时,它就不干扰磁场。实际上。如果使用了检波器偶极天线,检波器偶极天线应短于约入/8并且是小直径的。
这样波长的偶极天线的第二个优点是场的曲线无误差。另一方面,使用非常短的偶极天线或采用能达到高传感器阻抗的其它手段,都会在无作用场区中引起误差。但是,在这种情况下,误差导致仪表读数总是大于实际值。
由于上述困难,最好在远场内校准测试仪,使该测仪实际上可在无作用区作用。因此,不管传感器的具体性能怎样,测试仪将按功率密度的单位来刻度,通常是以(mW/m*)为单位。
4。1,A,3测试仪器的技术说明因为构成危险的电平已在其它标准中规定了,所以应按照那些要求制订出测试仪表的规范。
当期望规定上述传感器阻抗时,只按上述规定做是不够的,目前还不能制订菲号4*
常严密的规范。
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实际的和有意义的技术规范至少应包含下列参数:4,1。A。3.1孔径最大尺寸(cm)4。1A3。2有效孔径(cm)或近似距离(cm)注,当有可能用校准的方法检验有效孔径时、成该对它作出规定,当不能检验有效孔径时,应规定近似距离,近似距离与有效孔径关系并不密切、但是至少给出了其近似值。4.1.A.3.3线性
4。1.A。3。4测试范围。单位为MW/cm注,为了避免偶然损坏采用转换开关或其它校准方法,使测试仪器必须能够承受几倍于规定电平的泄漏密度,并能够测量低到10%左右的电平,且达到下面规定的情度。4.1.A,3.5频率响应
注,尤其要校准测量仪以便在规定频率上使用,在该频率上泄漏是可能的或者应是已知校准的频率特性,从而可按规定的测量单位统一观副到的值,隔离头不应校准变化大于1/4dB或应特久地固定在传感器上。
4.1,A。3.6手工操作测试仪的误差4.1.A.3.7精度(用dB表示)
注:从满刻度指示的25%到满度指示之间的全部读数,误差应小干规定值(一般为0.5dB)。
4。1.A,3。8射频测试仪器杂散泄引起的误差4。1.A。3.9响应时间
注:为了寻找高泄翻区域,传感器固有响应时间足够长(例如0,5秒)从而适当地平均半脉冲波形。此外,对较长的响应时间(通常为8秒)可采用有秒表的仪器测量平均估4.1.A.3.10方向性
4,1.A。4仪器的校准
4。1校准源
4。1.A.4.1.1单极系统
应在已知场内校准测试仪,在该场内因放置测试仪或观测器而稍有干扰的可能为了保证校准的准确性,固定装置中的反射最好不干扰有源场。适合于该校准程序的理想辐射源是会的单极天线,该单极天线从大面积的(8入到5入×8入到入)的金属地面中露出。单极天线架在任一方向在距离100入的空间内没有任何建筑物,单极天线由地面下的同轴线馈电。应调节单极天线的直径和长度,使它在有关频率下谐振和匹配。用定向耦合器和功率计测试辐射元件的功率。校准系统如图4的方框图所示。电源必须在规定范围内变化,以便能进行线性测试。如在整个规定频带内确定校准的精度,频率应是可变的。5
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通常是用合适的聚苯乙烯泡沫或介质常数低的其它合适的非金属材料制成换向安装台或夹子来固定传感器。当保持传感器电源区不变时,传感器在两根垂直的轴线上移动的抑角为180°。
注,采用一个校准的骤叭天线替换也是允许的,4.1.A,4。2近似距离的校准
要校准的传感器应安装在规定处,该处与单极天线的距离大于入并小于地面的最小尺寸。
传感器和指示器之间的连接应在远离单极辐射器的适当位置上成一条直线,以便通过测试仪和其引线把场干扰减到最小。应确定好传感器的方位来获得功率的最大读数。4.1A.4。2.1双试仪系统
调节方向支架使传感器在地面之上保持80左右的仰角时,调节输入到单极天线的功率,从而在仪表上获得约3/、4满度指示。安装第二只相同的并且方向也相同的传感器,当保持相同距离时,从任一侧的上面、下面接近第一只传感器。使两只传感器靠近直到它们互相接触或第一个测试仪的指示变化2dB当具备此项条件时,应在每个象限中测量传感器之间的距离。在两个传感器之间的中心间获得的最大值即为近似距离。注,引证4,1,A。1,8的定义,这里应注意的是当大于产生土2dB变化的距离讨,最大距离即为近似距离。
4.1.A。4.2.2单测试仪系统
因为在离谐搬单极天线的地面上的场,在第一个80°的仰角上几乎是接近恒定的(与2dB相比),就可以把地面用作反射器来确定近似距离。在这种情况下,当把固定传感器的方向保持在球面的中心直至读数变化么dB并记下为止,使传感器沿着球形表面接近地面。不管灵敏度起始变化如何,在变化了2dB之后,测量传感器相对于地面的所有可能方向。
从传感器的中心线到地面的最大测得值的两倍即为近似距离。4.1.A.4.3线性
按4.1:A。4。2的规定安装测试时、慢慢地增大天线的输入功率从而记录辐射功率的几个规定值上的指示功率密度。用升高和降低功率的方法在整个功率范圈内重复偏移,直至清楚地指示出每个规定功率电平相应的功率密度,该功率密度值不包括由仪表问题(粘着、滞后等)引起的误差,而且还获得了在每个规定功率电平下的功率密度的精确值。然后在适当的坐标上标出数据,如果数据是线线的则为一直线,应画出两条曲线:
连接相邻点的一系列直线段构成的一条曲线SJ/Z9008.2-87
(b)拟合最佳直线。
两条曲线之间的最大偏差在线性极限内。4。1.A。4.4灵敏度的校准(见4。1。A。5中的注1)按4。1。A。4。2的规定安装测试仪时,为获得最大功率定出传感器的方向并调节抑角,使测试仪的轴线在地面上是一个近似距离,把传感器的作用距离调到入和8入之间的给定值。把频率调到中间频率并调节输入功率获得满刻度指示,随后两个参数保持不变,通过相对于天线轴线的几个规定值(通常是:75°、60°45°、30°、0、-80°、=45°、-60°、-75°)增大抑角并记录相应的仪表读数,然后在垂直抑角轴线的方向上,按上述相同的角度重复。因此,对于地面上的每个仰角来讲,得到了四个数据点,取这四个数的平均值并采用4,1.A.4。8(a)非平滑校准曲线进行线性矫正,采用矫正值用数学方法在规定半球面内积分功率密度、用积分法获得功率值卫C与仪器的矫正系数K有关。
K=P辐射/Pc
因此,实际功率密度为指示的密度乘以该系数。4。1.A。4.5各种频率下的校准(见4.1.A.5中的注1)对于已校准的任一频带的两端的频率,完全按4。1。A,4。4的步骤,重复校准。
4。1.A。4.6手工操作测试仪时的校准误差测试仪安装在稳定的远场内的固定位置时,能在仪表上产生近似满刻度指示,当在下述情况下指示之差小于1dB,(·)仪器保持正常状态(手工操作或其它方法)和仪器安装在比较大的聚苯乙烯泡沫板上(b)
4。1.A。4.7传感器有效孔径的测定应按4。1.A。4,4安装测试仪,调节辐射源从而在传感器上产生规定的已知功率密度。从传感器(传感器保持在同样的位置时)中移出检测器(见注)。然后用功率计测盘传感器所吸收的实际功率,功率计的输入阻抗与检测器的输人阻抗相同。测定的功率除以规定的功率密度,即得到传感器的有效孔径以C为单位。注,某些测试仪直接连接传感器和检测器。在这种清况下,不测量有效孔径。4。1.A。4、8传感器孔径最大尺寸直接量天线最长元件的物理长度或用传感器的×射线照片来确定。传感器介质负载材料应包括在内,但不包括没有任何作用的材料。4.1.A。4.9校准精度
校准误差是线性误差绝对值总和的最大值,用dB表示(见4.1.A。4。8)及在最坏情况下的够正系数K,用dB.表示(见4。1.A,4,4和4。1。A.4。5)。
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41.A。4。10由射频杂散干扰引起的校准不准确的测试注,指示器和专感器分开的检测泄凝功率的测试仪比指示器与传感器组合在一个装置中的测试仪互相干扰一般要小些。在任一种情况下,指示值中都有可能包含来自测试仪或电缆的不应有的耦合,因为这样稠合效应随被测场的空间分布而改变,所以由这样的不应有的耦合引起的误差就不能进行校准。因此,对不应有的泄漏的测试是重要的。当指示器与传感器分开时,必须用有损耗的材料履盖连接电缝并保证屏蔽所有的孔。在聚苯乙烯泡沫(或介质极化率接近零的等效材料)的宽大表面上探测场,并在这个表面上标出恒定的功率密度分布图。随后,在传感器的一端标出处于正常状态的传感器的位置。
然后,依次给仪表箱定位使其各个表面的位置依次平行于恒定功率分布图,并离传感器至少30Cm。同样,按相同距离暴露全部电缆和正常使用中必须的软线等等。在任何条件下指示值的变化都大于1dB。值得注意的是,过份接近单极天线或者来自指示箱的反射会影响传感器上的场就不能进行此项测试。
4。1。A。4。11响应时间的测定按4.1.A。4。4的规定安置传感器。调节电源从而在测试仪上产生满刻度指示并用量热法测量辐射功率。然后把电源转换成占空系数通常为10%的殊冲工作。这样大大地增加脉冲的持续时间,当用水负载量热.法测量时平均功率保持不变。当脉冲宽度增加时(在某些脉冲宽度)指示的功率密度也增加,直至指示值是真值的规定部分(用量热计测定的)。以秒为单位的脉冲宽度即是响应时间。4.1。A。5微波泄漏的测试
要测试泄漏的电子管在规定条件下,在规定的外壳内进行工作。已校准的传感器应在离电子管的规定的距离上(见注1)探测外壳的全部面。当观测微波功率读数时,传感器应在整个平面内旋转。在规定的仪表常数时,得到最大的指示值。测试结果是所获得的全部测试值中的最大值(见注2)注意事项
操作人员或仪器的存在可能会影响泄漏,从而影响测盘。注:1,为了保持与外充距离的一致性并便于检查,传感器或酬试仪可以装备一个其中心具有传感器的隔离头,其半径为规定的测量距离。如乘采用这样定位的球体。对该位置中的球体可按4.1,A4。4和4.1.A,4,5的规定进行校准。2。当工作条件包括某些形式的调制(例如使仪表指示的慢漂或波动)应采用平灼值。通带用最小值和最大值的平均值。4.2X一辐射免费标准bzxz.net
工作电压大约高于5KV时,管子就可能放射强度极危险的X射线。故有必要对工作人员进行适当的防护(×一射线)。应经常提供有关×射线强度的资料。通过小孔进行视觉观察时,对眼睛的保护是非常重要的,例如:插入片合适的铅玻璃。
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业已证明,相应于所加电压的X一射线放射强度远高于加在阴极上的实际电压值所预期的强度。
第2章各种器件的一般测试
5功率
5.1平均射频输出功率
在规定工作条件下测量电子管的平均输出功率。可用下述一种方法测试功率:
方法1直接法一一量热计法
此方法是想把全部输出功率作为热摄耗散在一量热计的负载中。测耗散的速度应保证避免其射频损耗及热损耗。例如,当液体作为负载或是以液体冷却负载时,可应用下述公式,
P=c(t2-t,)m
式中,
P-输出功率(W)
t——入口液体温度(℃),
t,出口液体温度(C)
C液体的热容比(J/KgC),
m液体的流速(Kg/S)。
方法2间接法一一测辐射计法(热电阻、镇流电阻等等)为了测试输出功率,最好是采用有温度敏感元件(例如镇流电阻或热敏电阻)的功率计。
元件及其测试装置应用相应的已知标准功率测量仪来校准。由于镇流电阻易于过载而损坏,故对脉冲功率的测试,建议不要使用之。使用电桥平衡时测试座应是匹配的,以便在要求的带宽内保证精确的溯试。如果测辐射热计最佳匹配的条件与测辐射热计最大输出的条件不一致,若能采取措施保证不发生不需要的失配效应时,可采取测辐射热计的最大输出条件。注意事项,
()如果功率测量仪或指示仪是可调的,应在测最仪表及管子之间插人一隔离器、定向耦合器或衰减器,以免因调谐造成的频率牵引或负载电路的反射系数变化。(b)
最好是采用自平衡电桥以免因电阻变化而造成的驻波影响其它测试。*9*
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()在频率较高时,可能使测试结果发生很大的误差,这是由于测试座的损耗,(包括来自测辐射热计的热损耗)的效应,以及用来与微波功率比较的替代功率,在测辐射热计的温度分布中所出现的差值。只有对照标准来校准才可能消除这些误差。
(d)不仅必须在测辐射热计匹配的情况下,而且应在同样的测试环境条件下,对定向耦合器及其它衰减元件进行校准。(。)功率测试装置应有足够的惯性,也就是说。它对快速的功率波动应是不灵敏的。这对脉冲工作及用交流电源的管子是特别重要的。5。2脉冲输出功率
测试如下,
按5。1的方法测出平均输出功率,和(b)
测出占空系数:
脉冲输出功率=
平均输出功率
占空系数
5。3蜂值输出功率(峰值包络功率)此项测试是用峰值读数二极管电压表通过适当的定向合器弱耦合到输出线上,电压表读出了相当于输出功率的电压峰值。电压表应在要求的范围内用连续波功率(未调制的)来校准。
如果足够功率的等幅波功率源不能校准到所的峰值时。那公,可采用适当的校准过的定向耦合器,以便在低电平下得到的电压表读数与测得功率的校准曲线扩大到所需要的电平。在这种情况下,对于测试频率应保证峰值读数电压表幅度响应的线性达到所要求的范围。
注意事项,
(a)峰值功率计的时间带数应足够长,以便消除尖峰信号。(b)
输出电路(出现整流电乐)的时间常数应比调制信号中所发生的相邻峰值之间的时间要长得多,以保证再增加时间常数时不会改变指示值。5.4功率稳定度
输出功率(P1)按5。1测得。高压电源按规定断开一段时间.然后不需进一步调节又重新加上高压电源,当达到温度平衡后,再测出输出功率(卫,)。功率稳定性为,
J×100%
5。5放射稳定性
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使电子管在规定条件下工作并测出输出功率,阴极电流或频率。然后按规定降低热丝或灯丝的电压,在规定的时间间隔后,重新测出输出功率、阴极电流或频率。测得的变化录即是放射稳定性。5。6幅度对电极电压变化的灵敏度(AM/4V,或4V一AM系数,或幅度灵敏度)5。6。1输出功率对电极电压变化的灵敏度电子管在规定条件下工作,在达到热平衡后测出输出功率,然后按规定的数值改变规定电极的电压,并在热平衡后测量输出功率。测试的结果以W/V、或dB/V即以功率变化与引起该变化的电极电压变化的比值表示。
5.6。2输出功率对电极电压调制的灵敏度电子管在规定条件下工作。在热平衡后按规定的量来调制规定电极上的电压,测出随之而引起的输出功率的变化。电压变化的速度应足够高以便消除热效应。测试结果以W/V、或dB/V即以功率变化与引起该变化的电极电压变化的比值表示。
57频率对电极电压变化的灵缴度(连续波工作)(FM/4V、或4VFM系数,或频率灵敏度)电子管应在规定条件下工作。规定的电极电压应周期性的变化着,其速度应能使热效应可以忽略不计。用鉴频器及校准的示波器来显示以电极电压为函数的频率。然后,根据示波器上观察到的曲线斜率得到频率电压系数。6脉冲性特
各测试装置应安排得使其本身所引起的脉冲失真可忽略不计。在测量脉冲调制管的性能时,必须给出所加电压脉冲特性,电子管的电流脉冲波形的特性及输出脉冲包络的特性。由于电流、电压及输出脉冲的相对幅度取决于电子相互作用的性质,故应采用适用于不同管型的脉冲定义。
6。1电压脉冲特性(已采用的)量电压脉冲特性可用下列任何适当的方法:(·)锋值二极管电压计法,或(b)示波器显示法
采用这两种方法都可使仪器直接跨接在被测电路。如果因高压不能这样做时,则可采用电阻或电容的分压网路。方法的选择取决于被测的峰值电压及脉冲的特性以及作为负载部分的仪器对电源的效应。*11*
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方法1峰值二极管电压计法
为了测出重复脉冲的幅度,建议采用峰值二极管电压计的电路如图5所示。在脉冲条件下二极管的反峰电压额定值应超过出现的最大脉冲电压加上任何反向的电压。通常,这种方法限于用在脉冲电压85V以下的情况。所选的二极管,当在其标称的灯丝电压时应具有适当的电流负载容量。脉冲发生器上的电容性负载是二极管的电容加上灯丝变压器的电容,二者都应适当地绝缘以便承受在脉冲电压。
时间带数RC至少应比脉冲间的时间大两个数量级。所选的电阻器R应能使脉冲发生器上的负载轻,通常为儿百兆欧。电容器的电压额定值应大于被测脉冲的幅值,且为了降低严重的电感性效应,用射频电容器(一般只用小值)与主电容器并:联。
电路可用直流电压表来校准,或用已知值的电阻器及精确校准的电流表来校准。还可以用示波器法来检查可能造成不良影响的脉冲畸变。电压大于85kV时采用此法,如图6所示。采用电阻分压网络。电阻Ra及Rb应是无感的并应使二极管能在其额定电压值以内工作。为了使分压器两部分的时间常数相等接人电容器Ca及Cb是必要的。当考虑到脉冲及其效应时,二极管电路的有效阻抗应与Rb及Cb并联。为了使脉冲的失真最小,整个峰值电压计电路的输入电容及其输人电阻的时间常数应比脉冲宽度小得多。如在电压脉冲上出现尖峰,就应用电阻与峰值电压计串联(见图7)。该电阻Rc的修正值可在增加阻值时观察电表读数变化来准确确定(见图8)。如将所用电路元件及分路元件密封在一防尘的温度调节箱内,即可改进精确度,如适当的固定安装或油浸就可避免电晕。方法2示波器显示法
用带适当分压器的示波器即能测出脉冲波形的特性,例如,脉冲宽度,上升时间,下降时间及幅度。
分压器详述如下,
(:)电阻分压电路(见图9)
为了避免因示被器的输人电容而造成的误差,故总的阻值应保持足够低,实际上在10000一400000的范围内是满意的。分压网路内的耗散能力高于采用平顶式脉冲时预计的损耗,建议应为预计损耗的2,5倍。应注意减小使用适当的电阻器造成的感抗效应(例如炭膜电阻),需要时可采用适当的固定安装或油浸以减少电晕。
为了避免显示中的失真,连接示波器的电缆两端必须匹配。当不能做到匹配时。则应用电阻与电缆的发送端串联。应有一适当的火花隙。如果分压网路开路,以便保证工作人员和示波器避开高压。(b)电容分压电路(见图10)
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