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阻抗测试基础(下)

时间:04-06 来源:电子工程专辑 作者:孙灯亮 点击:

能量的比值。D 是 Q 的倒数。D 还等于"tan ä",其中 ä 是介质损耗角 (ä 是相位角è 的余角 )。D和 Q 均属于无量纲的量。

提示 2.选择正确的测量条件:

   

器件制造商给出的器件阻抗值所代表的是在规定的测量条件下器件所能达到的性能,以及在生产这些器件时所允许出现的器件性能的偏差。如果在设计电路时需要很精确地知道所使用器件的性能的话,就有必要专门对器件进行测量来验证其实际值与标称值之间的偏差,或在不同于制造商测试条件的实际工作条件下测量器件的阻抗参数。

   

由于寄生电感、电容和电阻的存在,所有器件的特性会随着测量频率的变化而变化的现象是非常常见的。

   

器件阻抗的测量结果还会受到在测量时所选择的测量信号的大小的影响:

   ● 电容值 (或材料的介电常数,即 K值 ) 的测量结果会依赖于交流测量信号电压值的大小。

   ● 电感值 (或材料的磁滞特性 ) 的测量结果会依赖于交流测量信号电流值的大小。

   

使用仪表的自动电平控制 (ALC)功能可使被测器件 (DUT) 两侧的电压保持在一个恒定的值上。如果仪表内部没有 ALC功能但是有监测信号大小的功能,可以利用这个功能给这种仪表编写一个相当于 ALC 功能的控制程序来保证被测器件两端上的电压稳定。

   

通过控制测量积分时间 ( 相当于数据采集时间 )可以去除测量中不需要的信号的影响。利用平均值功能可以降低测量结果中的随机噪声。延长积分时间或增加平均计算的次数可以提高测量精度,但也会降低测量速度。在仪表的操作手册中对这部分内容都有详细的解释。

   

其它有可能影响测量结果的物理和电气因素还包括直流偏置、温度、湿度、磁场强度、光强度、振动和时间等。

提示 3.选择适当的仪器显示参数:

   

现在有很多阻抗测量仪器都能够测量阻抗矢量的实部和虚部,然后再把它们转换为其它所需要的参数。如果一个测量结果显示为阻抗(Z) 和相位(è),那么被测器件的主要参数 (R、C、L) 和其它所有寄生参数所表现出来的综合特性就体现在 |Z| 和 è的数值的大小上。

   

如果要想显示一个被测器件除阻抗和相角以外的其它参数,可以使用它的二元模型等效电路。在区分这些基于串联或并联电路模式的二元模型时,我们用脚注"p"代表并联模型,用"s"代表串联模型,例如Rp、Rs、Cp、Cs、Lp 或 Ls。

   

在现实世界中没有器件是纯粹的的电阻、纯粹的电容、纯粹的电感。任何常用的器件通常都会有一些寄生参数 (例如由器件的引脚、材料等引起的寄生电阻、寄生电感和寄生电

容 ) 存在,表现器件主要特性的部分和寄生参数部分结合在一起会使一个简单的器件在实际工作中表现得就像一个复杂的电路一样。

   

近年来新推出的阻抗分析仪都带有等效电路分析的高级功能,可以用三元或四元电路模型的形式对测量结果进行进一步的分析。使用这种等效电路分析功能可对器件更为复杂的寄生效应进行全面分析。

提示 4.测量技术具有局限性:

在产品设计和生产制造的测量中,我们经常被问到的问题恐怕就是 :"测量结果的精度有多高?"仪器的测量精度实际上取决于被测器件的阻抗值和所采用的测量技术。

   

在确定测量结果的精度时,需要把测量到的被测器件的阻抗值和所使用仪表在所适用的测量条件下的精度进行比较才可以知道。

   

仪表关于D 值和 Q 值的测量精度的指标通常不同于仪表关于其它阻抗参数测量精度的技术指标。对于低损耗 (D 值很低,Q 值很高 ) 器件,R值相对于 X 值而言是非常小的。R 值的细小变化将会引起 Q值的很大变化。

   

如果测量结果的误差跟所测到得的R 的值相近似的话,就会导致 D或 Q值的测量结果是负数的现象。需要时刻注意的是,测量结果的误差包括仪表自身的测量误差和测量夹具引起的误差。

提示 5.进行校准:

   

进行校准的目的是给仪表定义一个能够保证测量精度的基准面。通常都是在仪表的测量端口上进行校准,在测量时用校准数据对原始数据进行修正。

   

安捷伦科技采用自动平衡电桥技术的仪表在出厂时或是在维修中心都做过基础的校准,可以在一定时期内 ( 通常为 12 个月),不论在测量中对仪表进行何种设置,测量结果都可以达到仪表指标规定的测量精度,操作人员使用这种仪表时是不需

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