GB T 11487-1989 捷变频脉冲磁控管电性能测试方法.pdf
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1、中华人民共和国国家标准捷变频掠;中磁控管电性能测试方法Measuring methods of electrical properties of frequency agility pulsed magnetron 1 主题内容与适南范围GB 11487-89 本标准规定了捷变赖掠冲磁控管以下简称磁控管电佳能的测试条件及普普试方法。本标准适用于挠转调谐捷变频脉冲磁控管,也适用于其他方式调谐的捷变旗陈冲磁控管。2 引用标准GB 2987 电子管参数符号GB 3102 量和单位GB 4597 电子营名琵术语GB 4728 电气望用医形符号3 谢读条件3. 1 阴极和灯热)丝3.1.1 葫极预热辑控
2、管工作前,阴极应按规定的加热电压或如熬电流预热。颈热时间不得少于规定值,以便获得稳定的电特性。预热时,好(热丝电压的变化不应超过额定值的士5%,或好(热)丝电摸不应超过额定值的士3%。窟动灯(热丝,应保证通过灯(热)丝的浪涌电流不大于详细规范中规定的最大值。3.1.2 工作状态灯(热丝电压或电流)石撞控管在工作状态时,应按详细规范规定的如热班范调整灯热)丝电压(或屯在),好(热丝电压的变化不应超过规定筐的士5%,或灯(热丝电流的变化不应超过规定值的士3%。为前止灯(熬丝n火,应在输入端直接并联规定的电容器。3.2 H幸冲特性如到磕控管上的南极电压脏冲,应符合详细规革中所规定的要求。要求的民容包
3、括:踪冲宽度、菇冲重复频率、上升时间或上升速率、下降时间、波尖、I卖部降落、2幸冲波纹、反冲幅值及正冲幅值等。无诠任何原因引起磁控管打火时,-i离制器的过载保护器及快速泄放高压装置,道能保护磁控管不被损坏。测试鲸冲特性用的示波器的分辨率应高于陈冲宽度前5%,雨且扫描应该是线性的。扫描电路的时间跳动也应小于踪冲宽度的5%。如搜j试时采用晶体二极管,则寇在工作电平上校准。3.3工作比测量脏冲重复频率应使用精度不提于士2%的仪器。测量臆昨宽度应使用分辨率高于(或等于踪冲宽度的5%的示波器。中华人罢共和国扭械电子工业部巧的-03-21批准1990-03-01实施GB 11487一的3.4 平均阳极电流
4、在测试过程中,平均黯摄电斑值及其变他量都应符合详细规范的要求。3.5 微波负载a. 在配负载电压在波比为1的负载。实际上采用电压驻波比稍大于1,但又不超过规定值的失配负载。b. 失重E负载电压驻波比大于1的负载。除另有规定井,一般从礁挂管输出参考平面向负载方!每看去的电压驻捷比应符合规定值。如果磁控管输出端和标准传输线闰必续都接非均匀过夜段时,在测试中应当担过渡建看成磁控管输出结梅的一部分。3.6 调谐机构的电源如果调谐机构使用交流电机,供电视用的交流电源的电压搜形应是正弦捷。电摞频率的变化应小于2%。对两相电源,移相角应为900。3. 7 冷却磁控管的冷却应符合产品详结规莲规定的要求。温度的
5、测量应在规定点或在阳摄块和谓谱机构上最高温度处分别费j量,茹亘在当在达到热平衡后进行c3.8 加压力如有要求,期必须在磁控管的输出端与传输线的指定部分充入规定的气击。同样如有要求,噩控管的输入端也在密封后充入规定的气压。充入气体的住震、纯度、干燥度及温度都应在规定的范雷内。3.9 磁场3.9.1 包装式磁控管为避免包装式磁控管磁场暗变和退磁或磁场影响割量仪器精度,磕撞管的安装和放量都应符合详细规蓓的规定。3.9.2 非包装式磁控管磕铁摄乾坷的磁场应是均匀的。磁控管安装对应费留极块与磁铁极靴同轴,磁控管阴极灯热丝公共端庄与北极(N极)罔销或按规定方向安装。磁通密度应在两极陪极辑中心娃测量,礁通密
6、度的波动应符合详细规范娃定的要求。3.10 其他3. 10. 1 黯另有规定外,谢试电性能时,都在在磁控管工作稳定后进行。3.10.2 电源电压波形及频率的稳定性应符合详细规范的要求。3.10.3 测量侠表和设备除特别指明外,均道满足详摇规范规定的要求。3.10.4 正常测试的大气条件为:温度1535它相对温度45%75%气压86106kPa当存在外界电磁场干挠和影响时,应有勇蔽措施。4 电主能的;因试方法电佳能的测试条件应符合本标准第3章的规定。4. 1 踪冲特性的黯试方法4.1.1 定义4. 1. 1. 1 陈冲幅度z脉冲波形顶部平滑曲线的最大值。GB 11487-89 a. 电压脉冲z电
7、压器冲的幅度zb. 电流踪冲z电流5幸?中的幅度。注:平滑曲线是指脉冲顶部波动平均量所作的曲线。4.1.1.2 H录冲宽度a. 电流掠冲宽.1t:电流陈冲幅度50%娃的宽度,以计Fb. 电压掠中宽.1t:电压脉冲幅度90%处的宽度,以计FC. 徽波包络宽度z微被包络半功率电平处的宽度,以s计。(当检波器为线性撞波律时,在包络幅度70%处测量。4. 1. 1. 3 电ffH幸冲上升时间在脉冲前括主人掠冲幅度的10%上升至90%的时间间隔,以计。4. 1. 1.4 电ffH幸冲下辞时间在脉冲后沿主人掠冲幅度的90%下降至10%的时间问悟,以计。4.1.1.5 电压掠冲上升率电压脉冲特性曲线上高于某
8、一巍定点(一般定为高于50%辐度点)掠冲前沿的最大斜率,以kV!p.sit。4.1. ,. 6 臆冲顶部降落从脉冲宽度20%娃的顶窜到脉冲宽度80%处顶部的降落,kV计或以脉冲顶部捧落(kV)!黠?中幅度也V)100%计。4. ,. ,. 7 脉冲撞尖脉冲前沿上部显著富于脉冲顶部的短时向上冲。4. ,. 1. 8 ij幸冲波鼓e脉冲量值的磷时璧相对于遥过脉冲页部变化的平均值班画平常曲线的偏离。4. ,. ,. 9 反冲蝠璧紧随主掠冲后出现的与主脉冲方向相反的踪冲幅度的最大值。4.1.10 正冲辐童紧随反冲蝠锺之后出现的与主陈冲方向相同的盖章:中幅度的最大值。,. ,. l 掠冲重复频率在规定的
9、单位时间(通常为1s)内,陈冲波影的重复次数,以Hz计。4.12 H幸冲重复雳期脉冲重复频率的健j数,以计。4. ,. 1. 13 工作比占空系数在给定的对间内,脉冲持续时间的总和对该时间的花值。对于重复旦幸冲,取林冲重复黯黯作为给定时间。4.1.1.14 踪冲特性图臆j中特性圈如图1所示。GB 11487-89 4.1.2 电压鲸:中特性的穗试方法4.1.2.1 蜂童二极管电压计法脉冲上升对阅此方法可测量包捂波尖在内的脉冲、幅度。-幸冲领度90%盟主4. 1.2. ,. , 测量35kV以下踪冲锢度的电压脉冲撞形的方法4. 1. 2. 1. 1. 1 测试原理图如图2捞示。D 广1图2脉冲幅
10、度l%-D 一二极管;T一灯丝变压器,初次级闰电容不超过20茹苦C能量存贮电容;R一无感电阻4. 1. 2. 1. 1. 2 注意事项a. RC的时间常数应比脉冲周期大两个数量级pb. 二摄管好丝电压的被动应在士10%以内pC. 选定R的数值尽量减轻被捕,陈冲摞(即调制器的负荷,一般为JL百兆欧Fd. 电容器C的额定电压量应大于被调掠冲的幅度,而且应当选用感性效应尽可能小的射频式电容器(一般只用小容量与主电容并联组成电路中的电容C;e. 选择二极管的原剧是在濡量线路中二极管引入的并联电容应尽量小z二极管等效阻挠与线路中的电容C的时间常数理小于被割脉冲宽度的1/404.2.1.2 割量35kV以
11、上脉冲幅度的脉冲波形的方法4. ,. 2. ,. 2. , 测试原理器如图3所示。GB 11487-89 003 RRb一组成分压器;c.、Cb一电容4. 1. 2. 1. 2. 2 注意事项a. R.,Rb应为无感电眶,选择凡、凡的理值应保证二极管D在其额定电墨莲围内工作Fb, 选用C.、Cb应使RaC.=Rb,Cb;C. 电路的输入电容和输入电阻的时间常数应远小于脉冲宽度。4. 1. 2. 1. 3 电压陈冲上有尖蜂信号时的方法4. ,. 2. ,. 3. , 黯试原理圈主口图4厅示。4. ,. 2. ,. 3. 2 注意事项a. 对T、D、R、C的要求同4.1. 2. 1. 1. 2;
12、因4b. R。为消峰电阻,其值在测试中确定,其原则如图5所示。4. ,. 2. 2 示波器显示法E分压电路不同,可分为三种电路。4. 1. 2. 2. , 电阻分压电路4. ,. 2. 2. ,. 1 耀试原理图量C 电阻分压电路如图6.适用于1幸?中宽度为O.510间,王作比为0.001数量级的踪冲幅度的:测量,担不适用于保功率磁控管的踪:中幅度的费量。GB 11487-89 电袭渎.岛的歪魏范攫Ro值圈5A R, -B 围64. 1. 2. 2. 1. 2注意事项8. RhR2、儿应选用无感电臣,AB之间的总电阻不应超过40kO,最好在10-25kO之间sb. 所用电盟的额定功率应不小子实
13、际耗散功率的2.5倍FC. 在黯试高电压的脉冲幅度如35kV以上时,应该采敢措施避免电晕放电。4.1.2.2.2 电容分压电路4. 1-. 2. 2. 2. 1 费1试原理图电容分压电路如雷7,最适用于拥i量堪嫁坤的电压踪持特性e图7C1 离压电容器;C2一低压电容器¥C.一商直流电容器4.1.2.2.2.2 注意事项a. 示波器的输入电理应高于R2-3个数量级Fb. 电容器应有足够高的穰定电压,并且应接地屏蔽以避免杂散干扰。C1常选为2-10pF ,C2应选用低电感结构的电容器zGB 11487一的C. 脉冲宽度假至0.05p.s对,同轴电缆的双向渡越时间不应超过脉冲宽度的1/10,脉冲宽度
14、假于0.05s时,可将分压器直接接在示波器上。4.1.2.2.3 平衡式分压电路4. 1. 2. 2. 3. 1 攫试原理图如匮8所示,需精确重现被测5章:中波形时,最宣采屠平衡式分压电路。围8R1和C1组成分压器的高压段,Rz和Cz组成分压糠的低压段4. 1. 2. 2. 3. 2 注意事项a. 高压段(包括寄生效应在内的时间常数应等于低压嚣包括寄生效应在内的时间常数pb. 遥常R2等于分压网络和示波器间同轴电缆的特性阻挠,即R2等于Zo。在没有凡的情况下R2和凡的距值相等。这时的分压比为2R1/R2=CZ/C1。对闰常数分黯为C1R1和C2R2/2;C. 当要求分压比大于2R1/儿时,R2
15、应小于分压网络和示波器闰同轴电缆的特性阻抗Zo.为了满足同轴电缆的匹配条件才使理电盟凡。费以儿=Z。一儿,R.=Z。这时的分压比为2R 2R4 ( 1 ) R1(R2十R3+ R.) + R2(R3 + R.) 时间常数分期为R1C1和R、C2其中zR= 2(R3 + R.) Rz十R3+ R. d. 当R2超过所用同辑电缆的特性阻挠时,不宜采屠此种电路。4.1.3 电压掠冲上升率的瓣试方法. ( 2 ) 本方法适用于检查和评定在工作电压脉冲幅度或在规定的电平条件下,调制器接有非导通磁控管作负草案的调制器掠冲特性。测试结果与被测磁控管的导通电流程射频起援特性无关。4.1.3.1 测试原理图如图
16、9所示。4.1.3.2 注意事项GB 11487一的电压分压器微分器围9一-a. 只有在Cout和Cin(包捂散分器杂散电容足够小并且可以忽略不计时,由C1R1组成的教分器输出电压为z式中:C11pF计pR以O十FdU Tt以kV/p.s 十。令:k=在;表示每微秒干伏的微分常数。mti: dU Y O = C1R1 d dU kUn =寸dt ( 3 ) . ( 4 ) b. 应该选用具有代表性的磁挂管作负载。为了获得基准电平,磁控管先应工作在规定的条件并显示和记录脉冲幅度。如图10中的实结所示Fc. 通常敬控管只在捷变带宽的两个边界频率点上定额工作并分别作出基准电平的踪冲特性曲线的呈示和记
17、录:d. 显示和记录陈冲前沿和dU/dt时,所用的非寻逼噩控管必须是校准电平所用的司一个磁挂管,商且在同一电压幅度上进行;GB 11487一的基准线CTIt-而一山分徽遇等非电压被准线-一-震寇的测试耀度工作电庄泳湾dU 在A点的=kUB一一二一一. . ( 5 ) l Rl +Ri 扎ZER1+R2). . . . . . . . . . ( 6 ) - 式中:Tc一一路冲周期:一一脉冲宽度。g. J为珉电容变ffi器Fh. 必要时可以用国3所示带有分压电路的二极管埠植电ffit十法的电路。4.3 输出功率的测试方法4.3. 1 定义a. 定频平均输出功率磁控管按规定工作在某一定频点时,输击
18、微波功率的平均值事b. 定频峰值输出功率疆控管按规定工作在某一定频点时输出微波功率的峰值;C. 捷变状态子均输出功率磁控管在捷变状态下捷变带宽内各个频率上平均输出功率的平均值;d. 捷变状态的峰值输出功率磁控管在捷变状态下捷变带宽内各个颇率点上峰值输出功率的平均值c4.3.2 平均输出功率的酒试方法应调节藕合和衰减。使取出的功率电乎在功率溃Ii式器的测量范匿内。磁控管的平均输出功率接下式计算zPo=K十A十Pm. ( 7 ) GB 11487-89 式中:P。一一平均输出功率,dBm;K 取样器的藕合系数,dB;A一一衰减器的衰藏量,dB;Pm -由功率测量器掘出的功率电平,dBm。功率湖量有
19、下列JL手中=4.3.2.1 量热计法4.3.2. 1. 1 测试原理国如图16所示。待测功率电平4.3.2. 1. 2 测试方法望16冷却纳入口1,冷却剂出口12a. 攒试系统应尽量避免射频损耗及热摄麓,使待捷功率电平全部作为热量耗散在量热计的匹茸负载中。b. 当以霞体作为负载或以掖体冷却负载时,可用下述公式计算平均输出功率z式中:Po一一平均输出功率,W;qm一一冷却剂的贡量流量,kg/s;C一一冷却剂的比热容,J/kg它Fl:.t-冷却ff!j上升的温度。P 0 = qm X C X l:.t . . ( 8 ) C. 当热损耗不可忽略时可接下述方法修正先谓冷却剂的质量流量qml(kg/
20、s),按上式计算出视在功率Pl然后渭冷却剂的贡量流量qm2(kg/s)(最好取qml的一半或两倍),计算出视在功率已,若P1=P2则无显著误差F若P1芋凡,待摆tl功率按下式计算z(qml - qm2) IgP m = qml1gP 1 - qm21g P 2 ( 9 ) F在量热计作为功率割量器时,还可理下述方法简化测试,即用己知功率直流或交蔬先代替微波功率,确定出温升和耗散功率之间的关系,现自试微搜功率时可直接由温升读出被捕功率。4.3.2.2 辐射热量计算法4.3.2.2.1 醋试方框图如图17所示。GB 11487-89 图174.3.2.2.2 注意事项a. 辐射热量诗及费j试崖,应
21、在捷变带宽内良好地匹配;b. 定向藕合器应是宽带的,在捷变带宽内过搜衰减量在尽可能一致zC. 测试点额功率百才功率指示是稳定的,在捷变状态尤其在较链的捷变速率下,功率指示可能在小草围内摆动;d. 入为的降低捷变速度,费如直接用手旋转调频杭梅,该方法可方便地草草试捷变带宽内的功率落差,旦精度较差pe. 根据热辐射计原理制造的功率槌量仪可以直接替代热辐射计、翻试座和平衡式电桥。4.3.3 峰值输出功率的测试方法4.3.3.1 用占空系数计算法蹦出平均输出功率,再接下式计算一凡-D一一P . ( 10 ) 式中:P叩一一峰童输出功率,W;Po ._平均输出功率,W;D一一占空系数。4. 3. 3.2
22、 脉冲功率计法4.3.3.2. 1 测试方法用一峰值读数的二极管电压表,通过合适的定向藕合器藕合到被羁管辖出线上,电压表的读数相当于峰值输出功率。4.3.3.2.2 注意事项a. 峰值电压表须用司等功率电子的连续波功率校准。无此校准条件时,可用已校准的定向藕合器在较假的电平上对电压表校准,然后把校准曲线廷伸到街需量程;b. 二极管电压表和走向藕合器在捷变带宽内要有良好的线性;C. 在较低的捷变速率下指示摆动更为明显。4.4 功率波动或落差的测试方法4.4.1 定义在捷变带宽内最大输出功率与最小输出功率的比值。4.4.2 手谓法4.4.2.1 测试方法使用输出功率撰i试方法中的任一方法,慢速转萄
23、酒潜在梅,转过所有的词谱周期印幻,找出最大和最小的输出功率,按下式计算功率波动z式中z一一功率波动,dB;Pomax -最大输出功率zPomn 最小输出功率。4.4.2.2 注意事项GB 11487-89 a川g争主. omtn ( 11 ) a. 摆试前磁控管应工作在捷变状态下,并在保证额定输出功率的条件下确定阳极电流读数。糖试过程中一般不再谓整阳摄电压和电流zb. 谓谱速度应尽可能地漫,以便消除功率计指示达到平衡所需时!可带来的影响。也允许在捷变带宽内若干定频点分别测试各点输出功率。找出最大如最小输出功率来计算功率波动。4.4.3 衰减器法4.4.3.1 漠M试方框图如图18所示。4.4.
24、3.2 测试方法围18在于调或捷变状态下,示波器显示的脉冲幅度顶部在一定电平范雷内被动,利用衰减器捏最高电平衰减到梧当于最珉电平上(此时最低电平也梧应下降。衰减器前增量(dB)为功率波动。4.4.3.3 注意事项a. 定向棋合器,衰减器,拴波器在捷变带宽内要有良好的旗率线性zb. 栓波器应工作在线性范围,至少在馆和点以下。4.5 融控管工作时灯热丝电流或电压的测试方法4.5.1 测试原理图如图19所示。灯(热丝电源国19GB 114在7-894.5.2 测试方法礁控管在规定条件下稳定工作后,翻试灯(热)丝电流或电压。4.5.3 注意事项a. 使F苦的仪表应能读出包括谐波分量在内的有效值,撞荐使
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