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阻抗分析仪 /LCR 表的原理

时间:2020-10-21      阅读:783

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。
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jing确测量加载到被测件DUT的电压和电流,从而jing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(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。
 
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)准确,基本测试精度0.05%;
 
  2)宽的阻抗测量范围: C,L,D,Q,R,X,G,B,Z,Y,O... ;
 
  3)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
  2)好的测试精度,基本测试精度:0.8%;
 
  3)宽的阻抗测量范围:100m~50K@10%精度
 
  4)>100MHz的准确测试方法;
 
  5)接地器件测试。
 
  3、网络分析仪法优缺点:
 
  1)高频
 
  适用: f>100KHz
 
  *佳: f>3GHz
 
  2)适中的精度;
 
  3)有限的阻抗测试范围。
 
  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。
 
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jing确测量加载到被测件DUT的电压和电流,从而jing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(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。
 
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)准确,基本测试精度0.05%;
 
  2)宽的阻抗测量范围: C,L,D,Q,R,X,G,B,Z,Y,O... ;
 
  3)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
  2)好的测试精度,基本测试精度:0.8%;
 
  3)宽的阻抗测量范围:100m~50K@10%精度
 
  4)>100MHz的准确测试方法;
 
  5)接地器件测试。
 
  3、网络分析仪法优缺点:
 
  1)高频
 
  适用: f>100KHz
 
  *佳:f>3GHz
 
  2)适中的精度;
 
  3)有限的阻抗测试范围。
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