电子测量阻抗测量

电子测量阻抗测量第1页，共26页，2023年，2月20日，星期一6.1概述6.1.1集总参数元件特性表征

1.阻抗定义及表示方法

第2页，共26页，2023年，2月20日，星期一1.阻抗定义及表示方法

实轴+j-j电阻电感电容虚轴转换关系第3页，共26页，2023年，2月20日，星期一2.电阻器、电容器、电感器的电路模型测量器件的寄生参数DUT实际的元件，如电阻器、电容器和电感器都不可能是理想的，存在着寄生电容、寄生电感和损耗。第4页，共26页，2023年，2月20日，星期一引线电感分布电容

电阻器RC0L0

电容器CR0L0R,0泄漏、引线电阻和电感

电感器R0LC0导线损耗分布电容2.等效电路模型第5页，共26页，2023年，2月20日，星期一电阻器的频率响应理想R寄生电容C0R高阻值电阻ƒR|z|低阻值电阻理想RƒR|z|引线电感

RL0第6页，共26页，2023年，2月20日，星期一电感器的频率响应LC0R0C0的影响|z|理想LƒR0C0

LR0理想LC0的影响|z|ƒR0普通电感磁芯损耗高的电感第7页，共26页，2023年，2月20日，星期一电容器的频率响应L0的影响|z|R0理想CƒR0CL0如何准确的测量这些非理想的元件？第8页，共26页，2023年，2月20日，星期一LCR测试仪第9页，共26页，2023年，2月20日，星期一LCR数字电桥LCR测试仪第10页，共26页，2023年，2月20日，星期一Q表第11页，共26页，2023年，2月20日，星期一6.1.2元件参数测量的基本技术电桥法D1.测量方法概述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

单台仪器的频率覆盖范围较窄

频率范围：DC~300MHz价格低

需要手动平衡

第12页，共26页，2023年，2月20日，星期一谐振法改变电容C直到电路谐振谐振时XL=XC仅有RX存在VRXDUTLXECVOSC优缺点和频率范围需要调谐到谐振可测很高的Q值，利用可变电容上的电压测量阻抗测量精度低频率范围：10KHz~70MHz

第13页，共26页，2023年，2月20日，星期一

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上的电压计算V1V2RSZXIOSC优缺点和频率范围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~100MHz

第14页，共26页，2023年，2月20日，星期一RF电压电流法低阻抗类型高精度（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

RV1VV2RI1ZXIOSCRI2高阻抗类型RVV2V1ZXIOSCRR__2第15页，共26页，2023年，2月20日，星期一自动平衡电桥法

I=I2V2=I2R-+DUTHLR虚地V1II2V2通过DUT的电流也通过电阻R“L”点的电位保持为0V（称为虚地）Z=V1I=V1RV2V1I2=───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

第16页，共26页，2023年，2月20日，星期一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

第17页，共26页，2023年，2月20日，星期一网络分析法300KHz1101001K10K100K1M10M100M1G10G10KHz70MHz10KHz110MHz1MHz3GHzRF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每种方法都有其各自的优缺点需要考虑频率覆盖范围、量程、测量精度和操作方便性没有一种方法能包括所有的测量能力，需折衷第18页，共26页，2023年，2月20日，星期一2.阻抗测量仪器分类模拟阻抗测量仪器

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；参数测测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：网络分析仪第19页，共26页，2023年，2月20日，星期一6.3阻抗的模拟测量法

6.3.1电压电流法（伏安法）6.3.2电桥法平衡条件D交流电桥常用电桥

测电阻----惠斯登电桥测电容----电容比较电桥测电感----海式电桥 麦克斯韦-韦恩电桥

第20页，共26页，2023年，2月20日，星期一6.3.3谐振法测量元件参数

谐振频率角频率回路总阻抗第21页，共26页，2023年，2月20日，星期一谐振法直接测电容振荡器接入可变电容CS调至谐振，然后接入被测电容CX再调至谐振。CX较小时并联接入；CX较大时串联接入CX串联CX并联第22页，共26页，2023年，2月20日，星期一并联替代法测量大电感

串联替代法测小电感

第23页，共26页，2023年，2月20日，星期一Q表组成原理及测量原理

品质因数测量仪，谐振原理由高频振荡器、测量电路和输入/输出指示器等组成。6.3.4Q值测量第24页，共26页，2023年