第5章阻抗测量ppt课件.ppt

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1、第5章阻抗测量25.1引言5.2阻抗标准5.3阻抗的模拟测量法§5.1概述一、集总参数元件特性表征1.阻抗定义及表示方法阻抗：对流经器件或电路电流的总抵抗能力。阻抗定义图实际上，阻抗元件不会是纯电阻、纯电容或纯电感。测量条件对阻抗特性的影响较大。如：电流大小、工作频率、温度、湿度等。阻抗两种坐标形式的转换关系为：DUT实轴+j-j电阻电感电容虚轴阻抗矢量包括实部（电阻）和虚部（电抗）直角坐标下：极坐标下：导纳电导电纳导纳幅度导纳角2.阻抗器件的电路模型理想电阻考虑引线电感考虑引线电感和分布电容电阻器RRL0RC0L0

2、理想电容考虑泄漏、引线电阻和电感考虑泄漏、介质损耗等电容器CCR0CR0L0R,0电感器理想电感考虑导线损耗考虑导线损耗和分布电容LR0LC0LR0（1）几个概念区分★真值：排除了寄生参数缺陷的电器元件量值。只有学术意义，无法得到。★有效值：考虑了元件寄生参数的影响。需要得到的值，和频率有关。★指示值：测量得到的值。存在误差，受多种因素影响。（2）影响元件阻抗值测量结果的因素①频率电阻器的频率响应寄生电容C0R低阻值电阻理想RƒR

3、z

4、高阻值电阻理想RƒR

5、z

6、引线电感RL0电感器的频率响应C0LR0LC0R0C0的

7、影响

8、z

9、理想LƒR0理想LC0的影响

10、z

11、ƒR0L0的影响

12、z

13、R0理想CƒR0CL0电容器的频率响应测试信号（AC）电平对电容器和铁芯电感器的影响与AC电平有关的磁芯电感器与AC电压有关的陶瓷电容器(a)测试电压(AC)②测试信号电平：高K值中K值低K值ΔCoV(b)测试电流(AC)ΔLoIK：陶瓷电容材料的介电常数与直流偏置电压有关的电容器直流偏置电压与直流偏置电流有关的磁芯电感器陶瓷电容器与铁芯电感器的直流偏置影响③直流偏置高K值低K值ΔCoV0直流偏置电流oΔLI0④温度时间温度中K值高K值陶瓷电容器的温度

14、相关性陶瓷电容器的老化相关性oΔCΔCo11010210310425二、元件参数测量的基本技术电桥法D1.测量方法概述电桥法的优缺点和频率范围高精度（0.1%典型值）使用不同电桥可得到宽频率范围价格低需要手动平衡单台仪器的频率覆盖范围较窄频率范围：DC~300MHz谐振法改变电容C直到电路谐振谐振时XL=XC仅有RX存在RXDUTLXECVOSCV谐振法的优缺点和频率范围可测很高的Q值需要调谐到谐振阻抗测量精度低频率范围：10KHz~70MHz电压电流法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RS上的

15、电压计算V2RSZXIOSCV1电压电流法的优缺点和频率范围可测量接地器件适合于探头类测试需要使用简单工作频率范围受使用探头的变压器的限制频率范围：10KHz~100MHzRF电压电流法(a)低阻抗类型射频电压电流法与低频电压电流法的原理相同有两种连接电压表和电流表的方法RV1VV2RI1ZXIOSCRI2R(b)高阻抗类型RVV2V1ZXIOSCRR——2射频电压电流法的优缺点和频率范围高精度（0.1%典型值）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频率范围：1MHz~3GHz自动平衡电桥法通过DUT

16、的电流也通过电阻R“L”点的电位保持为0V（称为虚地）-+DUTHLR虚地V1II2V2I=I2V2=I2RZ=V1I=V1RV2V1I2=───自动平衡电桥法的优缺点和频率范围高精度（0.05%典型值）很宽的测量范围使用简单不能适应更高的频率范围频率范围：20Hz~110MHz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高频率范围当被测阻抗接近特征阻抗时

17、得到高精度改变测量频率需要重新校准阻抗测量范围窄频率范围：300KHz~3GHz网络分析法300KHz1101001K10K100K1M10M100M1G10G10KHz70MHz10KHz110MHz1MHz3GHzRF电压电流法电压-电流法谐振法0HZ300MHz电桥法20HZ110MHz自动平衡电桥法频率和测量方法选择选择正确的测量方法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，然后选择最合适的方法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没有一种方法能包括所有的测量能力，因而

18、在选择测量方法时需折衷考虑2.仪器分类模拟阻抗测量的仪器采用电桥法的：万用电桥；惠斯登电桥等各种电桥仪器采用谐振法的：Q表采用电压-电流法的：多用表；可变电阻器；参数测量仪数字式阻抗测量仪器采用RF电压电流法的：射频阻抗分析仪采用自动平衡电桥法的：LF阻抗测量仪采用网络分析法的：网络分析仪3.测试连接头所有阻抗测试都涉及连接头的问题.常用的连接