阻抗分析仪的工作原理与测试方法

2019-12-14来源: elecfans关键字:阻抗分析仪  LCR表  测试方法

阻抗分析仪和LCR表是非常通用的测量器件的电子仪器。根据阻抗范围和频率范围的不同,有一系列不同原理的仪器来满足测试要求,图1是不同阻抗范围和不同频率范围的阻抗测量方法。

阻抗分析仪工作原理

图1 阻抗测量方法

图2是自动平衡电桥法的原理框图。通过精确测量加载到被测件DUT的电压和电流,从而精确测量出DUT阻抗值。从图2中可以看出,通过DUT的电流等于通过电阻Rr的电流,而通过Rr的电流可以通过测量V2计算出来。


通常,在低频(《100KHz)的LCR表里,使用一个简单的运算放大器作为I-V转换器,缺点是运算放大器的频响在高频段较差。对于频率高于1MHz的LCR表或阻抗分析仪,I-V转换器由精密的零位检测器,相位检测器和积分器(环路滤波)组成。这种仪器可以测量高达110MHz的频率范围。

阻抗分析仪工作原理

图2 自动平衡电桥法原理框图


图3是RF I-V法原理框图。RF I-V法是I-V技术在高频范围的扩展,可以紧密测量高达3GHz频率范围的阻抗值。RF I-V电路和路径必须仔细设计,以确保能够以50ohm阻抗与被测件DUT相连。如果连接路径的阻抗不是50ohm,不想要的反射将发生,将导致电流和电压的测量误差增大。RF I-V法细分为高阻和低阻两种测量模式。实际上,测量仪器保持不变,只是改变测试头,达到两种测量模式的要求。高阻测量模式,测试电流很小,为了正确的探测电流,电流探头要尽量靠近DUT;低阻测量模式,为了灵敏的得到电压值,电压探头要尽量靠近DUT。

阻抗分析仪工作原理

图3 RF I-V法原理框图

网络反射法即是网络分析仪方法,在此不着介绍。

各种方法的优缺点如下。

1、自动平衡电桥法优缺点:

1)最准确,基本测试精度0.05%;

2)最宽的阻抗测量范围:C,L,D,Q,R,X,G,B,Z,Y,O.。.;

3)最宽的电学测量条件范围;

4)简单易用;

5)低频:f《110MHz。

2、RF I-V法优缺点:

1)宽的频率范围:1MHz

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