style="width:7.90069in;height:1.85347in" /> 本文是学习GB-T 35011-2018 微波电路 压控振荡器测试方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了压控振荡器(以下简称"振荡器")主要电参数的测试方法。
本标准适用于双极晶体管(BJT) 和场效应管(FET)
制造的压控振荡器，其他电压控制输出频率的
振荡器可以参照使用。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是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/T 17573—1998 半导体器件 分立器件和集成电路 第1部分：总则
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
频率范围 frequency range
fk
振荡器所能输出的频率区间。
注：频率范围通常用最低工作频率fu与最高工作频率fμ来表示。
3.2
长期频率稳定度 long-term frequency stability
t
在一定时间内，频率的相对变化量。
3.3
输出功率 output power
。
振荡器输出信号的功率值。
3.4
输出功率平坦度 output power flatness
△ P。
振荡器在控制电压范围内，振荡器最大与最小输出功率之差。
3.5
输出功率温度系数 output power temperature
coefficient
αp
规定的温度范围内，由于环境温度的变化引起振荡器输出功率的变化率。
3.6
电调灵敏度 tuning sensitivity
Kiv
GB/T 35011—2018
振荡器输出频率随电调电压变化的斜率。
3.7
电调线性度 tuning linearity
L
在振荡器频率范围内，最大电调灵敏度与最小电调灵敏度的比值。
3.8
推频系数 frequency pushing
△f/ △V
振荡器的工作电压变化引起输出频率的变化量。
3.9
频率牵引 frequency pulling
△fa
振荡器在指定失配的情况下，负载全相位变化时输出频率变化量。
3.10
频率温度系数 frequency temperature coefficient
αf
在规定的温度范围内，由于环境温度的变化引起振荡器输出频率的变化率。
3.11
N 次谐波抑制度 n-th order harmonic distortion
ratio
Rm
基波功率和与输出频率相干的 N 次谐波功率之比。
3.12
杂波抑制度 spurious rejection
Ris
基波功率和与基波频率成非谐波关系的最大杂散频谱功率之比。
3.13
相位噪声 phase noise
f(fm)
在偏离基波频率f 处，1 Hz 带宽内噪声功率与基波功率的比值。
3.14
调 制 带 宽 modulation bandwidth
Bmod
输出频率范围较直流减少3 dB 时的调制频率。
3.15
功率耗散 power dissipation
Ps
在输出端接50Ω负载的情况下，振荡器工作时消耗的功率。
除另有规定外，所有测试应在温度为25℃±3℃、相对湿度为20%～80%和气压为86
kPa～106 kPa
GB/T 35011—2018
条件下进行。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：温度25℃±1℃,相对湿度48%～52%,气压86 kPa～106
kPa。
测试仪器和设备应满足下列要求：
a) 测试仪器应经检定、校准合格，并在计量有效期内；
b) 测试仪器和设备的量程、准确度应满足测试要求；
c) 测试时仪器和设备应良好接地；
d) 测试采用的电源其电压、纹波及电源噪声电平等应满足测试要求。
测试时注意事项如下：
a) GB/T 17573—1998第VⅢ 篇第1章列出的一般注意事项；
b)
应按振荡器要求进行加电，并按照测试仪器说明书规定额预热时间充分预热，若说明书未规定
预热时间， 一般预热不小于30 min;
c) 保证系统接地良好；
d) 若工作电压为多路时，应注意加电顺序；
e) 若振荡器为多路输出，除测试端口外，其他端口应接负载；
f) 除另有规定外，系统的输入、输出阻抗应为50Ω,输入、输出驻波比应小于2;
g) 当操作静电敏感器件时，应遵循 GB/T 17573—1998 第IX篇中的注意事项；
h) 应使用合适的测试夹具进行测试。
在规定条件下，测试振荡器输出的频率区间。
测试框图见图1。
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图 1 频率范围测试框图
从频率计或频谱仪上直接读取最高电压与最低电压对应的频率。
应按以下程序进行测试：
GB/T 35011—2018
a) 按图1连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压；
c) 从频率计/频谱仪中读取输出频率；
d) 按照要求调整电调电压，从最低电压(UTMn)
开始，按照步进值(UrsrEp)逐步提高到最高电压 (UTMAx),
最高电压与最低电压对应的频率即为频率范围fR。
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压Ur;
c) 步进电压UTSTEP。
5.2 输出功率(Po)、 输出功率平坦度(△P。)
在规定条件下，测试振荡器的输出功率、最大与最小输出功率之差。
测试框图见图2。
style="width:7.94028in;height:1.79375in" />
图 2 输出功率、输出功率平坦度测试框图
输出功率P。通过功率计读取(需要对系统损耗进行校准)。
在电调电压范围内，输出功率最大值(PMAx) 与输出功率最小值(PMN)
之差即为输出功率平坦度。
△P 。=PMAx PMIN (1)
式中：
△P。 — 输出功率平坦度，单位为分贝(dB);
PMAx—— 最大输出功率，单位为分贝毫瓦(dBm);
PMiv— 最小输出功率，单位为分贝毫瓦(dBm)。
应按以下程序进行测试：
a) 按图2连接好测试系统，并对系统损耗进行校准；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压；
c) 从功率计中读取的数值即为输出功率；
d) 按照要求调整电调电压，从最低电压(UTMin)
开始，按照步进值(Ursrep)逐步提高到最高电压 (UIMAx),
并记录指定的频率带宽范围内的输出功率；
GB/T 35011—2018
e) 按式(1)计算输出功率平坦度。
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压Ur;
c) 步进电压UISTEP。
5.3 电调灵敏度(Kn)、 电调线性度(Ln)
在规定条件下，测试振荡器每单位电调电压产生的频率变化量、最大电调灵敏度与最小电调灵敏度
的比值，电调线性度反映了振荡器电调灵敏度随电压变化的线性程度。
5.3.2.1 测试框图
测试框图见图1。
5.3.2.2 参数计算
电调灵敏度由式(2)计算而得，电调线性度由式(3)计算而得。
K,=(F₂ F₁)/UTSTEP (2)
Lv=K～MAx/KwMIN (3)
式中：
K、 — 电调灵敏度，单位为兆赫兹每伏(MHz/V);
F, 电调电压为U₁ 时输出频率，单位为兆赫兹(MHz);
F₁ — 电调电压Ur—Ursrep时输出频率，单位为兆赫兹(MHz);
L — 电调线性度；
KvMAX—— 最大电调灵敏度，单位为兆赫兹每伏(MHz/V);
KwMIN— 最小电调灵敏度，单位为兆赫兹每伏(MHz/V)。
UTsrEp——步进电压，单位为伏(V)。
5.3.2.3 测试程序
应按以下程序进行测试：
a) 按图1连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压；
c) 按照要求调整电调电压，从最低电压(UMn)
开始，按照步进值(UTsrEp)逐步提高到最高电压
(UTMAx),并记录对应电调电压点的输出频率；
d) 按照式(2)计算电调灵敏度；
e) 按照式(3)计算电调线性度。
5.3.2.4 规定条件
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
GB/T 35011—2018
b) 电调电压Ur;
c) 步进电压UsTEP。
5.3.2.5 说明事项
该测试方法为测试点数较少时使用，当测试点数较多时，使用方法(二)进行测试，同时由于测试点
数的限制，在实际测试中测试结果会较方法(二)有一定偏差，测试结果以方法(二)为准。
5.3.3.1 测试框图
测试框图见图3。
style="width:7.38664in;height:1.60666in" />偏置电源
被测振
荡器
信号源分析仪
电调电压
图 3 电调灵敏度测试框图
5.3.3.2 数据采集
使用信号源分析仪可直接从电调灵敏度窗口读取对应电调电压的电调灵敏度。
5.3.3.3 测试程序
应按以下程序进行测试：
a) 按图3连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压；
c) 将信号源分析仪设置为频率/功率模式；
d) 按照要求设置最低电压(UTMN)、 最高电压(UrMAx)
及测试点数[(UrMAx-UMv)/Ursrep+1],
从电调灵敏度窗口直接读出对应电压的电调灵敏度；
e) 按照式(3)计算电调线性度。
5.3.3.4 规定条件
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压Ur;
c) 步进电压UISTEP。
在规定条件下，测试一定时间内振荡器频率的相对变化量。
测试框图见图4。
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style="width:6.87342in;height:1.70676in" />偏置电源
被测振
荡器
频谱仪
电调电压也源
图 4 长期频率稳定度测试框图
长期频率稳定度指在规定的工作时间内振荡器输出频率的变化，由式(4)计算而得：
On =FMAx FMIN (4)
式 中 ：
oπ — 长期频率稳定度，单位为兆赫兹(MHz);
FMAx— 最大工作频率，单位为兆赫兹(MHz);
Fmin—— 最小工作频率，单位为兆赫兹(MHz)。
应按以下程序进行测试：
a) 按图4连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压，将频谱仪设为最大保持模式；
c)
将振荡器置于要求的环境内或工作状态下规定时间后，从频谱仪上可观测到最大与最小输出
频率，两者之差即为长期频率稳定度。
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压Ur;
c) 工作时间 T。
5.5 输出功率温度系数(αp)、频率温度系数(α)
在规定的条件下，测试振荡器由于环境温度变化引起的输出功率变化率和输出频率变化率。
测试框图见图1、图2。
输出功率温度系数和频率温度系数反应了在温度变化时，振荡器工作的稳定性，由式(5)和式(6)
计算。
αp=(PTMAx-PTMiN)/(TMAX-TMIN) (5)
α;=(FTMAX—FTMiN)/(TMAX—TMiN) (6)
GB/T 35011—2018
式中：
ap —— 输出功率温度系数，单位为分贝每摄氏度(dB/℃);
PTMAx— 最高工作温度下输出功率，单位为分贝毫瓦(dBm);
PTMiN — 最低工作温度下输出功率，单位为分贝毫瓦(dBm);
α; — 频率温度系数，单位为兆赫兹每摄氏度(MHz/℃);
FTMAx—— 最高工作温度下输出频率，单位为兆赫兹(MHz);
FTMN — 最低工作温度下输出频率，单位为兆赫兹(MHz);
TMAx — 最高工作温度，单位为摄氏度(℃);
TMiN — 最低工作温度，单位为摄氏度(℃)。
应按以下程序进行测试：
a) 将振荡器置于高低温箱内，偏置电压、电调电压及输出用导线或电缆引出；
b)
将高低温箱设置到最低工作温度后开机，达到温度后，按照要求恒温相应时间；
c)
按图1连接好测试系统，并对系统损耗进行校准，对被测振荡器施加规定的工作电压，测试对
应电调电压点的输出频率；
d)
按图2连接好测试系统，并对系统损耗进行校准，对被测振荡器施加规定的工作电压，测试输
出功率；
e)
将高低温箱设置到最高工作温度后开机，达到温度后，按照要求恒温相应时间；
f) 重复步骤c)、d);
g) 按照式(5)计算对应电调电压的输出功率温度系数；
h) 按照式(6)计算对应电调电压的频率温度系数。
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压UT;
c) 步 进 电 压 UISTEP。
在规定的条件下，测试当负载相位在0°~360°范围变化时振荡器输出频率变化量。
测试框图见图5。
style="width:9.68681in;height:1.90694in" />
图 5 频率牵引测试框图
GB/T 35011—2018
调整移相器值，从频谱仪上读取输出频率之差。
应按以下程序进行测试：
a) 按图5连接好测试系统；
b) 根据要求的电压驻波比查表1调整图5衰减器值；
c)
对被测振荡器施加规定的工作电压及电调电压，将频谱仪设为最大保持状态；
d)
在0°~360°范围内调整移相器的移相值，从频谱仪上读出最大输出频率与最小输出频率，二者
之差即为频率牵引
表 1 电压驻波比与衰减量对照表
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应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压UT。
在规定条件下，测试振荡器由工作电压变化引起的输出频率的变化量。
测试框图见图4。
改变工作电压，从频谱仪上读取输出频率之差。
应按以下程序进行测试：
a) 按图4连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压及电调电压；
c) 从频谱仪中读取输出频率；
d) 按规定改变工作电压，从频谱仪中读取输出频率；
GB/T 35011—2018
e) 二者之差即为推频系数。
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压UT。
在规定条件下，测试振荡器基波功率与n 次谐波功率之比。
测试框图见图4。
通过频谱仪测试被测振荡器输出基波功率P。,二次谐波功率Pzh,
三次谐波功率Pah.…n 次谐波
功率Pmh, 由式(7)计算n 次谐波抑制度为：
Rm=P 。 Pm ………………………… (7)
式中：
R。 — 谐波抑制度，单位为分贝(dB);
P。 — 基波的输出功率，单位为分贝毫瓦(dBm);
Pmh—n 次谐波的输出功率，单位为分贝毫瓦(dBm)。
应按以下程序进行测试：
a) 按图4连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压及电调电压；
c) 从频谱仪中读取基波功率、谐波功率，并根据式(7)计算 n 次谐波抑制度。
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压Ur;
c) 步进电压UISTEP。
在规定条件下，测试振荡器基波功率和与基波频率成非谐波关系的最大离散频谱功率之比。
测试框图见图4。
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通过频谱仪测试被测振荡器输出基波功率P。,频带内与谐波无关最大功率
P、:由式(8)计算杂波
抑制度：
Rs=P 。 Ps …………… …… … (8)
式中：
Rs— 杂波抑制度，单位为分贝(dB);
P。 — 基波功率，单位为分贝毫瓦(dBm);
P、 — 杂波功率，单位为分贝毫瓦(dBm)。
应按以下程序进行测试：
a) 按图4连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压及电调电压；
c) 从频谱仪中读取基波功率、杂波功率，并根据式(8)计算杂波抑制度。
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压Ur。
5.10 相位噪声[f( fm)]
5.10.1 目的
在规定条件下，测试在偏离输出频率处，1 Hz
带宽内振荡器噪声功率与输出功率的比值。
5.10.2 测试方法(一)
5.10.2.1 测试框图
测试框图见图3。
5.10.2.2 数据采集
在信号源分析仪相位噪声模式下直接读取相应频偏处相位噪声。
5.10.2.3 测试程序
应按以下程序进行测试：
a) 按图3连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压及电调电压；
c) 将信号源分析仪设为相位噪声模式，从信号源分析仪上读取相应频率偏移fm
时相位噪声。
5.10.2.4 规定条件
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压UT。
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5.10.3 测试方法(二)
5.10.3.1 测试框图
测试框图见图6。
style="width:7.43403in;height:2.42708in" />
图 6 相位噪声测试框图
5.10.3.2 参数计算
相位噪声由式(9)计算而得：
f(m)=Pp-P 。- 10×lg(BWRes/10) ………………………… (9)
式中：
f(m) — 相位噪声，单位为分贝每赫兹(dBc/Hz);
Pp - 相应频偏处功率，单位为分贝毫瓦(dBm);
P。 — 输出功率，单位为分贝毫瓦(dBm);
BWRes—— 分辨率带宽，单位为赫兹(Hz)。
5.10.3.3 测试程序
应按以下程序进行测试：
a) 按图6连接好测试系统，图5中R 的阻值为2 kΩ~5kΩ,滤波电容值一般为10μF
钽电容(一 端接入电路，另一端接地);
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压及电调电压；
c) 将频谱仪带宽设为需要测试频率偏移fm 的十倍，按照式(9)计算相位噪声。
5.10.3.4 规定条件
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压UT。
5.10.3.5 说明事项
该测试方法由于频谱仪底部噪声限制，在实际测试中测试结果会较方法(一)有一定偏差，测试结果
以方法(一)为准。
5.11.1 目的
在规定条件下，测试振荡器的调制带宽。当电调电压以直流或者较低频率变化时，输出频率将随之
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变化，当电调电压变化频率过高时，对于同样幅度的电调电压的改变，输出频率的变化量变小。当频率
的改变量只有 DC 或缓慢变化时的1/ √
2时，电调电压的变化频率即为振荡器的调制带宽。
5.11.2 测试框图
测试原理图见图7。
style="width:7.86736in;height:2.25347in" />
图 7 调制带宽测试框图
5.11.3 参数计算
首先，定义β为调制系数，其计算公式如下：
β=(K,×Vmod)/fmad …… ………………… (10)
调制电压Vmol计算公式如下：
Vmod =(β×fmod)/Kjv ………………………… (11)
式中：
K 、— 电调灵敏度，单位为兆赫兹每伏(MHz/V);
Vmod——调制电压，单位为伏(V);
fmad 调制频率，单位为兆赫兹(MHz)。
5.11.4 测试程序
应按以下程序进行测试：
a) 按图7连接好测试系统，图7中电容 C 的值为0.01μF～1μF, 电 阻R
的值为10 kΩ;
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压；
c) 设调制电压 Vmod为0,并记录此时频谱仪上的输出功率P 。;
d) 将调制频率 fmod设为预计调制带宽 Bmod
的1/10左右，并根据式(11)计算所需的调制电压
Vmou值，式(11)中调制系数β设为2.4,此时输出功率应较P 。(Vmd=0) 小30 dB
以上；
e) 逐渐提高调制频率fmou 和调制电压Vmod,并保持 Vmod/fmd
的比值不变，当输出功率增长为 P。 (Vmou=0) 的 - 8dB
时，此时调制系数β等于1.697(=2.4×0.707);
f) 从信号源上读取此时调制频率fmot, 即为调制带宽 Bmod。
5.11.5 规定条件
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压 UT。
5.12.1 目的
测试振荡器在规定条件下工作时消耗的功率。
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5.12.2 测试框图
测试框图见图8。
style="width:9.75325in;height:2.21342in" />电压表
被测报
偏置电源 电流表 荡器 负载(50{2)
电调电压电源
图 8 功率耗散测试框图
5.12.3 参数计算
功率耗散由下式计算而得：
Ps=U₁×I₁+U₂×I₂+ +U 。×I ………………………… (12)
式中：
Ps— 功率耗散，单位为瓦(W);
U。 — 工作电压，单位为伏(V);
I。 — 工作电流，单位为安(A)。
5.12.4 测试程序
应按以下程序进行测试：
a) 按图8连接好测试系统；
b) 对被测振荡器施加规定的工作电压；
c) 用电压表测试被测振荡器各个工作电压Ui、U₂…U,
用电流表测试被测振荡器工作电流 I、 I2 …I;
d) 按照式(12)计算振荡器功率耗散。
5.12.5 规定条件
应规定下列测试条件：
a) 工作电压U;
b) 电调电压Ur。
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