t第六章阻抗的测量课件.ppt
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- 关 键 词:
- 第六 阻抗 测量 课件
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1、第第6 6章章 阻抗测量阻抗测量 26.1 6.1 引言引言 6.2 6.2 阻抗标准阻抗标准 6.3 6.3 阻抗的模拟测量法阻抗的模拟测量法6.4 6.4 阻抗的数字测量法阻抗的数字测量法-元件的工业趋势VHS3214567890*#6.1慨述6.1.1集总参数元件特性表征 1.阻抗定义及表示方法 IUZ阻抗定义图阻抗定义图IUZsinZXcosZRRXarctgXRZ22阻抗两种坐标形式的转换关系为:阻抗两种坐标形式的转换关系为:DUTDUTZ,RZ实轴+j-j电阻电感电容虚轴(1)真值,有效值和指示值真值,有效值和指示值(2)元件的影响因素元件的影响因素 测试信号频率测试信号频率测试信
2、号电频测试信号电频直流偏置直流偏置 电压和电流电压和电流温度温度其它影响因素其它影响因素(环境,湿度,老化等)(环境,湿度,老化等)理想电阻理想电阻考虑引线电感考虑引线电感考虑引线电感考虑引线电感和分布电容和分布电容RRRC0L0L0理想电容考虑泄漏、引考虑泄漏、引线电阻和电感线电阻和电感考虑泄漏、介考虑泄漏、介质损耗等质损耗等CCCR0R0L0R,0理想电感理想电感考虑导线损耗考虑导线损耗考虑导线损耗考虑导线损耗和分布电容和分布电容LR0LC0LR0测量器件的寄生参数影响测量器件的寄生参数影响电阻器的频率响应电阻器的频率响应寄生电容C0R低阻值电阻理想RR|z|高阻值电阻理想RR|z|引线电
3、感 RL0电感器的频率响应电感器的频率响应C0 LR0LC0R0C0的影响|z|理想 LR0理想 LC0的影响|z|R0电容器的频率响应电容器的频率响应L0的影响|z|R0理想 CR0CL0测试信号(测试信号(ACAC)电频对电容器和铁芯电感器的影响)电频对电容器和铁芯电感器的影响与与ACAC有关的磁芯电感器有关的磁芯电感器与与ACAC电压有关的陶瓷电容器电压有关的陶瓷电容器(a)测试电压(AC)测试信号电频:测试信号电频:高K值中K值低K值CoV(b)测试电流(AC)LoI与直流偏置电压有与直流偏置电压有关的电容器关的电容器直流偏置电压与直流偏置电流有与直流偏置电流有关的磁芯电感器关的磁芯电
4、感器陶瓷电容器与铁芯电感器的直流偏置影响陶瓷电容器与铁芯电感器的直流偏置影响直流偏置直流偏置 高K值低K值CoV0直流偏置电流oLI0温度温度时间温度中K值高K值陶瓷电容器的温度相关性陶瓷电容器的温度相关性陶瓷电容器的老化相关性陶瓷电容器的老化相关性oCCo1 10 102 103 10 4256.1.2元件参数测量的基本技术电桥法电桥法321ZZZZxxZ2Z3Z1ZD电桥法的优缺点和频率范围电桥法的优缺点和频率范围高精度(高精度(0.1%0.1%典型值)典型值)使用不同电桥可得到宽频率范围使用不同电桥可得到宽频率范围 价格低价格低 需要手动平衡需要手动平衡 单台仪器的频率覆盖范围较窄单台仪
5、器的频率覆盖范围较窄 频率范围频率范围:DCDC 300MHz300MHz 谐振法 改变电容改变电容C C直到电路谐振直到电路谐振谐振时谐振时XL=XC 仅有仅有RX存在存在VRXLXEZEI CVEVRXRXQEVRIVXXCXLXCOSC谐振法的优缺点和频率范围谐振法的优缺点和频率范围可测很高的可测很高的Q Q值值 需要调谐到谐振需要调谐到谐振 阻抗测量精度低阻抗测量精度低 频率范围频率范围:10KHz 10KHz 70MHz70MHz 电压电流法 由测量的电压值和电流值计算被测阻抗由测量的电压值和电流值计算被测阻抗ZX电流通过它所流经的电流通过它所流经的RS上的电压计算上的电压计算sxR
6、VVIVZ211V1V2RSZXIOSC电压电流法的优缺点和频率范围电压电流法的优缺点和频率范围可测量接地器件可测量接地器件 适合于探头类测试需要适合于探头类测试需要使用简单使用简单 工作频率范围受使用探头的变压器的限制工作频率范围受使用探头的变压器的限制 频率范围频率范围:10KHz10KHz 100 MHz100 MHz RF电压电流法(a)(a)低阻抗类型低阻抗类型 射频电压电流法与低频电压电流法的原射频电压电流法与低频电压电流法的原理相同理相同有两种连接电压表和电流表的方法有两种连接电压表和电流表的方法 122212121121VVRRVRVVIIVIVZxRV1VV2RI1ZXIOS
7、CRI2(b)(b)高阻抗类型高阻抗类型 RVV2V1ZXIOSCRR2122/21221VVRRVVVIVZx射频电压电流法的优缺点和频率范围射频电压电流法的优缺点和频率范围高精度(高精度(0.1%0.1%典型值)典型值)高频下的宽阻抗范围高频下的宽阻抗范围 工作频率范围受使用探头的变压器的限制工作频率范围受使用探头的变压器的限制 频率范围频率范围:1MHz1MHz 3GHz3GHz 自动平衡电桥法-+DUTDUTHLR虚地V1II2I=I2V2=I2RZ=V1I=V1RV2V1I2=V2通过通过DUTDUT的电流也通过电阻的电流也通过电阻R“L”点的电位保持为点的电位保持为0 0V(称为虚
8、地)(称为虚地)自动平衡电桥法的优缺点和频率范围自动平衡电桥法的优缺点和频率范围高精度(高精度(0.05%0.05%典型值)典型值)很宽的测量范围很宽的测量范围 使用简单使用简单不能适应更高的频率范围不能适应更高的频率范围频率范围频率范围:20Hz20Hz 110MHz110MHz 网络分析法 通过测量输入信号与反射信号之比得到反射系数通过测量输入信号与反射信号之比得到反射系数用定向耦合器或电桥检测反射信号用定向耦合器或电桥检测反射信号 用网络分析仪提供激励并测量响应用网络分析仪提供激励并测量响应 DUTVINCVR输入信号反射信号定向偶合器或电桥OSCZXV1V2网络分析法的优缺点和频率范围
9、网络分析法的优缺点和频率范围高频率范围高频率范围 当被测阻抗接近特征阻抗时得到高精度当被测阻抗接近特征阻抗时得到高精度 改变测量频率需要重新校准改变测量频率需要重新校准 阻抗测量范围窄阻抗测量范围窄 频率范围频率范围:300KHz 300KHz 3GHz3GHz-哪个值正确哪个值正确?Z AnalyzerQ:165Q:120LCR meterQ:165Q=120?D U TL:5.231uH?D U TL:5.310uHLCR meter5.310uHLCR meter5.231uHuH网络分析法300KHz1101001K10K100K1M10M100M 1G10G10KHz70MHz10K
10、Hz110MHz1 MHz3GHzRF电压电流法电压-电流法法谐振法0HZ300MHz电桥法20HZ110MHz自动平电桥法频率和测量方法频率和测量方法选择正确的测量方法选择正确的测量方法每种方法都有其各自的优缺点每种方法都有其各自的优缺点必须首先考虑测量的要求和条件,然后选择最合必须首先考虑测量的要求和条件,然后选择最合适的方法适的方法需要考虑的因素包括频率覆盖范围、测量量程、需要考虑的因素包括频率覆盖范围、测量量程、测量精度和操作的方便性测量精度和操作的方便性 没有一种方法能包括所有的测量能力,因而在选没有一种方法能包括所有的测量能力,因而在选择测量方法时需折衷考虑择测量方法时需折衷考虑
11、2.仪器分类另另3.测试连接头 所有阻抗测试都涉及连接头的问题所有阻抗测试都涉及连接头的问题.常用的连接常用的连接方法有:方法有:u两端接线柱式(或香蕉插头)适用于两端接线柱式(或香蕉插头)适用于Q Q表等低表等低准确度谐振式阻抗仪器准确度谐振式阻抗仪器u有极性的同轴的连接头有极性的同轴的连接头u中性精密同轴连接头中性精密同轴连接头u三端连接头、四端连接头三端连接头、四端连接头、五端连接头五端连接头 u四端对接头四端对接头 阻抗的连接图、示意图和测量范围 两端连接头两端连接头HpLCDUTLPHCHC 为为电流高端电流高端Hp 为为电位高端电位高端LP 为为电位低端电位低端LC 为为电流低端电
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