電子測(cè)量原理課程課件

第6章阻抗測(cè)量

26.1引言6.2阻抗標(biāo)準(zhǔn)6.3阻抗的模擬測(cè)量法6.4阻抗的數(shù)字測(cè)量法-元件的工業(yè)趨勢(shì)VHS3214567890*#6.1慨述集總參數(shù)元件特性表征1.阻抗定義及表示方法

阻抗定義圖阻抗兩種坐標(biāo)形式的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：DUT實(shí)軸+j-j電阻電感電容虛軸2.電阻器、電容器、電感器的電路模型(1)真值，有效值和指示值(2)元件的影響因素測(cè)試信號(hào)頻率測(cè)試信號(hào)電頻直流偏置電壓和電流溫度其它影響因素

（環(huán)境，濕度，老化等）理想電阻考慮引線(xiàn)電感考慮引線(xiàn)電感和分布電容電阻器RRRC0L0L0理想電容考慮泄漏、引線(xiàn)電阻和電感考慮泄漏、介質(zhì)損耗等電容器CCCR0R0L0R,0電感器理想電感考慮導(dǎo)線(xiàn)損耗考慮導(dǎo)線(xiàn)損耗和分布電容LR0LC0LR0測(cè)量器件的寄生參數(shù)影響DUT電阻器的頻率響應(yīng)寄生電容C0R低阻值電阻理想R?R|z|高阻值電阻理想R?R|z|引線(xiàn)電感

RL0電感器的頻率響應(yīng)C0

LR0LC0R0C0的影響|z|理想L?R0理想LC0的影響|z|?R0電容器的頻率響應(yīng)L0的影響|z|R0理想C?R0CL0測(cè)試信號(hào)（AC）電頻對(duì)電容器和鐵芯電感器的影響與AC有關(guān)的磁芯電感器與AC電壓有關(guān)的陶瓷電容器(a)測(cè)試電壓(AC)②測(cè)試信號(hào)電頻：

高K值中K值低K值ΔCoV(b)測(cè)試電流(AC)ΔLoI與直流偏置電壓有關(guān)的電容器直流偏置電壓與直流偏置電流有關(guān)的磁芯電感器陶瓷電容器與鐵芯電感器的直流偏置影響③直流偏置高K值低K值ΔCoV0直流偏置電流oΔLI0④溫度時(shí)間溫度中K值高K值陶瓷電容器的溫度相關(guān)性陶瓷電容器的老化相關(guān)性oΔCΔCo11010210310425元件參數(shù)測(cè)量的基本技術(shù)電橋法D1.測(cè)量方法概述

電橋法的優(yōu)缺點(diǎn)和頻率范圍高精度（0.1%典型值）

使用不同電橋可得到寬頻率范圍

價(jià)格低

需要手動(dòng)平衡

單臺(tái)儀器的頻率覆蓋范圍較窄

頻率范圍：DC~300MHz

諧振法

改變電容C直到電路諧振諧振時(shí)XL=XC僅有RX存在VRXDUTLXECVOSC諧振法的優(yōu)缺點(diǎn)和頻率范圍可測(cè)很高的Q值需要調(diào)諧到諧振阻抗測(cè)量精度低頻率范圍：10KHz~70MHz

電壓電流法

由測(cè)量的電壓值和電流值計(jì)算被測(cè)阻抗ZX電流通過(guò)它所流經(jīng)的RS上的電壓計(jì)算V1V2RSZXIOSC電壓三電流三法的三優(yōu)缺三點(diǎn)和三頻率三范圍可測(cè)三量接三地器三件適合三于探三頭類(lèi)三測(cè)試三需要使用三簡(jiǎn)單工作三頻率三范圍三受使三用探三頭的三變壓三器的三限制頻率三范圍：10三KH三z~10三0三MH三zRF電壓三電流三法(a三)低三阻抗三類(lèi)型射頻三電壓三電流三法與三低頻三電壓三電流三法的三原理相三同有兩三種連三接電三壓表三和電三流表三的方三法RV1VV2RI1ZXIOSCRI2(b三)高三阻抗三類(lèi)型RVV2V1ZXIOSCRR——2射頻三電壓三電流三法的三優(yōu)缺三點(diǎn)和三頻率三范圍高精三度（0.三1%典型三值）高頻三下的三寬阻三抗范三圍工作三頻率三范圍三受使三用探三頭的三變壓三器的三限制頻率三范圍：1M三Hz~3G三Hz自動(dòng)三平衡三電橋三法-+DU三THLR虛地V1II2I=三I2V2=三I2RZ=V1I=V1RV2V1I2=V2通過(guò)DU三T的電三流也三通過(guò)三電阻R“L”點(diǎn)的三電位三保持三為0V（稱(chēng)三為虛三地）───自動(dòng)三平衡三電橋三法的三優(yōu)缺三點(diǎn)和三頻率三范圍高精三度（0.三05三%典型三值）很寬三的測(cè)三量范三圍使用三簡(jiǎn)單不能三適應(yīng)三更高三的頻三率范三圍頻率三范圍：20三Hz~11三0M三Hz網(wǎng)絡(luò)三分析三法通過(guò)三測(cè)量三輸入三信號(hào)三與反三射信三號(hào)之三比得三到反三射系三數(shù)用定三向耦三合器三或電三橋檢三測(cè)反三射信三號(hào)用網(wǎng)三絡(luò)分三析儀三提供三激勵(lì)三并測(cè)三量響三應(yīng)DUTVIN三CVR輸入三信號(hào)反射三信號(hào)定向三偶合三器或三電橋OSCZXV1V2網(wǎng)絡(luò)三分析三法的三優(yōu)缺三點(diǎn)和三頻率三范圍高頻三率范三圍當(dāng)被三測(cè)阻三抗接三近特三征阻三抗時(shí)三得到三高精三度改變?nèi)郎y(cè)量三頻率三需要三重新三校準(zhǔn)阻抗三測(cè)量三范圍三窄頻率三范圍：30三0K三Hz~3G三Hz-哪個(gè)三值正三確?ZAnalyzerQ:165Q:120LCRmeterQ:165Q=120?DUTL:5.231uH?DUTL:5.310uHLCRmeter5.310uHLCRmeter5.231uHuH網(wǎng)絡(luò)分析法300KHz1101001K10K100K1M10M100M1G10G10KHz70MHz10KHz110MHz1MHz3GHzRF電壓電流法電壓-電流法法諧振法0HZ300MHz電橋法20HZ110MHz自動(dòng)平電橋法頻率三和測(cè)三量方三法選擇三正確三的測(cè)三量方三法每種三方法三都有三其各三自的三優(yōu)缺三點(diǎn)必須三首先三考慮三測(cè)量三的要三求和三條件三，然三后選三擇最三合適三的方三法需要三考慮三的因三素包三括頻三率覆三蓋范三圍、三測(cè)量三量程三、測(cè)三量精三度和三操作三的方三便性沒(méi)有三一種三方法三能包三括所三有的三測(cè)量三能力三，因三而在三選擇三測(cè)量三方法三時(shí)需三折衷三考慮2.三儀器三分類(lèi)阻抗三測(cè)量三儀器三分為三兩種一種三是利三用模三擬阻三抗測(cè)三量的三儀器采用三電橋三法的三：萬(wàn)三用電三橋；三惠斯三登電三橋等三各種三電橋三儀器采用三諧振三法的三：Q表采用三電壓-電流三法的三：多三用表三；可三變電三阻器三；參三數(shù)測(cè)三測(cè)儀另一種三是數(shù)三字式三阻抗三測(cè)量三儀器采用RF電壓三電流三法的三：射三頻阻三抗分三析儀采用三自動(dòng)三平衡三電橋三法的三：LF阻抗三測(cè)量三儀采用三網(wǎng)絡(luò)三分析三法的三：網(wǎng)三絡(luò)分三析儀3.三測(cè)三試連三接頭所有三阻抗三測(cè)試三都涉三及連三接頭三的問(wèn)三題.三常用三的連三接方三法有三：兩端三接線(xiàn)三柱式三（或三香蕉三插頭三）適三用于Q表等三低準(zhǔn)三確度三諧振三式阻三抗儀三器有極三性的三同軸三的連三接頭中性三精密三同軸三連接三頭三端三連接三頭、三四端三連接三頭、五端三連接三頭四端三對(duì)接三頭阻抗三的連三接圖三、示三意圖三和測(cè)三量范三圍兩端三連接三頭HpLCDU三TLPHCHC為電流三高端Hp為電位三高端LP為電位三低端LC為電流三低端(a三)連三接圖R0L0DU三TVAR0L0(b三)示三意圖1m10m100m1101001K10K100K1M10M100M2T(c)阻抗測(cè)量范圍C0三端三連接三頭HpLCDU三TLPHC(a三)連三接圖(b)示意圖R0L0DUTVAR0L0C0(d三)具三有屏三蔽的三兩端三連接三頭1m10m100m1101001K10K100K1M10M100M3T(c)阻抗測(cè)量范圍DUTVA四端三連接三頭HpLCDU三TLPHCDUTVA1m10m100m1101001K10K100K1M10M100M4T(a三)連三接圖(b三)示三意圖(c)阻抗測(cè)量范圍五端三連接三頭HpLCDU三TLPHCDU三TVA(a三)連三接圖(b三)示三意圖1m三10三m三10三0m三1三1三0三1三00三1三K三1三0K三1三00三K三1M三10三M三10三0M5TDU三TVA(d三)具三有屏三蔽的三四端三連接三頭(c)阻抗測(cè)量范圍四端三對(duì)連三接頭HpLCDU三TLPHC(a三)連接三圖(b三)示意三圖DUTVA1m三10三m三10三0m三1三1三0三1三00三1三K三1三0K三1三00三K三1M三10三M三10三0M4T三(c)阻抗測(cè)量范圍實(shí)際三的阻三抗測(cè)三量范三圍不三僅取三決于三測(cè)量三儀器三，而三且也三取決三于四三端對(duì)三連接三頭與三DU三T的三正確三連接三。否三則也三會(huì)限三制測(cè)三量范三圍。每種三連接三方法三各有三優(yōu)缺三點(diǎn)，三必須三根據(jù)三DU三T的三阻抗三和要三求的三測(cè)量三精度三，選三擇最三適合三的連三接方三法。6.三2三阻抗三標(biāo)準(zhǔn)電阻三標(biāo)準(zhǔn)1）三標(biāo)準(zhǔn)三概況2）三標(biāo)準(zhǔn)三電阻三器電容三標(biāo)準(zhǔn)1）三標(biāo)準(zhǔn)三概況2）三標(biāo)準(zhǔn)三電容三器電感三標(biāo)準(zhǔn)1）三標(biāo)準(zhǔn)三概況2)三標(biāo)準(zhǔn)三電感三器電阻三標(biāo)準(zhǔn)1）三標(biāo)準(zhǔn)三概況電阻三計(jì)量三標(biāo)準(zhǔn)三器具三分為三一等三和二三等兩三個(gè)等三級(jí)一等三電阻三標(biāo)準(zhǔn)三包括三10-3Ω，三10-2Ω，三10-1Ω，三1Ω三，1三0Ω三，1三02Ω，三103Ω，三104Ω，三105Ω9三個(gè)標(biāo)三稱(chēng)值三及一三等電三阻標(biāo)三準(zhǔn)裝三置。三二等三電阻三標(biāo)準(zhǔn)三除上三述9三個(gè)標(biāo)三稱(chēng)值三及電三阻標(biāo)三準(zhǔn)裝三置外三，還三有1三06三Ω和三10三7Ω三及其三相應(yīng)三裝置三。電阻三工作三計(jì)量三器具三有1三3個(gè)三標(biāo)稱(chēng)三值,三從1三0-4Ω到三108Ω.三每個(gè)三標(biāo)稱(chēng)三值又三有0三.0三00三05三級(jí)到三0.三2級(jí)三不等三的7三到9三個(gè)準(zhǔn)三確度三等級(jí)三。電壓三端子2）三標(biāo)準(zhǔn)三電阻三器水銀三罩電流三端子插入三溫度三表無(wú)感三線(xiàn)圈三的錳三銅電三阻線(xiàn)(a三)構(gòu)三造電流三端子電流三端子電壓三端子(b三)三外觀(guān)圖6三-8三標(biāo)三準(zhǔn)電三阻器電容三標(biāo)準(zhǔn)1）三標(biāo)準(zhǔn)三概況標(biāo)準(zhǔn)三電容三器分三為三三等。三一等三和二三等標(biāo)三準(zhǔn)電三容量三具采三用標(biāo)三稱(chēng)值三分別三為1三PF三，1三0P三F，三10三0p三F和三10三00三PF三的標(biāo)三準(zhǔn)電三容器三。它三們的三差別三在不三確定三度和三年穩(wěn)三定度三。三等三標(biāo)準(zhǔn)三電容三量具三采用三標(biāo)稱(chēng)三值為三10-4PF三-1三F的三標(biāo)準(zhǔn)三電容三器。2）三標(biāo)準(zhǔn)三電容三器端子1端子2接地端(b)外觀(guān)水晶極板蔽罩端子1端子2接地端(a)構(gòu)造電感三標(biāo)準(zhǔn)1）三標(biāo)準(zhǔn)三概況采用三標(biāo)稱(chēng)三值為三1μ三H-三10三00三0H三的標(biāo)三準(zhǔn)電三感器三作為三標(biāo)準(zhǔn)三電感三量具三。標(biāo)三準(zhǔn)電三感量三具分三成0三.0三1級(jí)三、0三.0三2級(jí)三、0三.0三5級(jí)三、三0.三1級(jí)三、0三.2三級(jí)、三0.三5級(jí)三和1三.0三級(jí)，三對(duì)應(yīng)三的級(jí)三別指三數(shù)a三為0三.0三1，三0.三02三，0三.0三5，三0.三1，三0.三2，三0.三5和三1.三0，三對(duì)應(yīng)三的最三大允三許誤三差δ三和年三穩(wěn)定三度γ三為a三%。2)三標(biāo)準(zhǔn)三電感三器1.511線(xiàn)圈大理石(a三)構(gòu)三造面三（剖三面圖三）RLC(b三)等三效電三路圖6.三3阻三抗的三模擬三測(cè)量三法6.三3.三1三電三壓電三流法6.三3.三2三電三橋法6.三3.三3三諧三振法三測(cè)量三元件三參數(shù)6.三3.三4三Q三值測(cè)三量6.三3.三1三電三壓電三流法電壓三-電三流法三又叫三伏安三法，三即利三用歐三姆定三律，三用測(cè)三量的三電壓三值和三電流三值計(jì)三算被三測(cè)阻三抗值三：被測(cè)三器件三的導(dǎo)三納為三：6.三3.三2三電三橋法1)三電橋三的平三衡條三件用指三數(shù)形三式表三示上式三必須三同時(shí)三滿(mǎn)足D交流電橋2)三交流三四臂三電橋精密三萬(wàn)用三電橋三方框三圖平衡三調(diào)節(jié)三機(jī)構(gòu)測(cè)量三橋路平衡三指示三電路顯示三電路電源測(cè)量三信號(hào)三源3）三變?nèi)龎浩魅詈先垭娙龢騼呻娙龢虻娜胶馊龡l件三都為電壓三比例三臂構(gòu)三成的三橋路電流三比例三臂構(gòu)三成的三橋路DD4）三電橋三法測(cè)三量集三總參三數(shù)元三件的三誤差①標(biāo)準(zhǔn)三元件三值的三誤差②電橋三指示三器的三誤差③屏蔽三不良三引起三誤差寄生三耦合三和外三界電三磁場(chǎng)三的干三擾也三會(huì)引三起誤三差。諧振三法測(cè)三量元三件參三數(shù)諧振三法測(cè)三量原三理圖當(dāng)回三路達(dá)三到諧三振時(shí)三:（1三）直三接測(cè)三量諧振法直接測(cè)電容振蕩器當(dāng)CX較小三時(shí)選擇三適當(dāng)三電感三L三(不三必為三標(biāo)準(zhǔn)三電感三)，三接入三標(biāo)準(zhǔn)三可變?nèi)娙萑鼵S（如三虛線(xiàn)三所示三），三調(diào)回三路至三諧振三，然三后接三入被三測(cè)電三容CX當(dāng)CX較大三時(shí)CX應(yīng)和三CS串聯(lián)三接入（2三）替三代法三：①并三聯(lián)替三代法并聯(lián)三替代三法測(cè)三量電三感的三原理三圖信號(hào)三源串聯(lián)三替代三法測(cè)三電感②串三聯(lián)替三代法1.Q三表組三成原三理及三測(cè)量三原理Q表三是根三據(jù)諧三振原三理制三成的三，又三稱(chēng)為三品質(zhì)三因素三測(cè)量三儀。三它由三高頻三振蕩三器、三測(cè)量三電路三和輸三入、三輸出三指示三器等三組成三。2．三Q三表測(cè)三量中三產(chǎn)生三測(cè)量三誤差三的因三素Q三表的三基本三組成三框圖高頻振蕩器6.三3.三4三Q三值測(cè)三量6.三4三阻抗三的數(shù)三字測(cè)三