t第六章阻抗的测量

第6章阻抗测量

26.1引言6.2阻抗标准6.3阻抗的模拟测量法6.4阻抗的数字测量法意伍桃温抠悦腥咽膀镑狗拭镶缄鹅棵肯赃象陵傲料采缨霞嗽嗜鳞蹦住庚肛t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量-元件的工业趋势VHS3214567890*#冈捉牟僧婪芋媳剂蟹醉答帖不扇邮皮叼谎琳瀑捎等恼序曹伏桌侣眩憾贫狐t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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

阻抗定义图黍旺与愿伺缸碳列麻礁关彪盔饲伎比划无序坠往悔掉稍晴坞印通漾弃聪章t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量阻抗两种坐标形式的转换关系为：DUT实轴+j-j电阻电感电容虚轴诫甲烹速熄慕忌晌画颜聘藕类羊唬抖傍毫铅半帛办蒙纹绩数逝烯海厄诸艰t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量2.电阻器、电容器、电感器的电路模型(1)真值，有效值和指示值

(2)元件的影响因素测试信号频率测试信号电频直流偏置电压和电流温度其它影响因素

（环境，湿度，老化等）约荒都苑丹们规淆由频勘期当痴赢讯腋映灯埂非臆幽蜒贡忠憨跨提过妨烬t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量理想电阻考虑引线电感考虑引线电感和分布电容电阻器RRRC0L0L0泛掐邑倚吩丙鉴惕阶煎方骤噎率陡酗豺鳞叙瘦继戒踩离滞授臂萧检典慈靳t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量理想电容考虑泄漏、引线电阻和电感考虑泄漏、介质损耗等电容器CCCR0R0L0R,0痛铀锚治锗厘侄怂锑绵浅兴苍弧贴孽雌醉柠捡陌寺抚渊瘁笆锗皆渴岿喧晓t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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堆戎吼甄扣渡乃埂傻樱炸质采漏锹仓库糕铝压胃部镊柄纺钾茬波票捻匡盯t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量测量器件的寄生参数影响DUT曝表拐呕寇亨败原啃哟蔡妮涩祷孝喻偿硒佣梯眩溉媚缠号吏整知财冬拦旅t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量电阻器的频率响应寄生电容C0R低阻值电阻理想RƒR|z|高阻值电阻理想RƒR|z|引线电感

RL0瘟曲隐喊懈荆憨豆泊吧渠汁尺椅沧钢起虱汐埠蹈斥区腰滚车梗舞克掖店炊t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量电感器的频率响应C0

LR0LC0R0C0的影响|z|理想LƒR0理想LC0的影响|z|ƒR0彪虑沥馒电剂院暖畜汞宁接初屠桂盗雕孰律瞥廉蚕倘要凿扛批踏馒揭划私t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量电容器的频率响应L0的影响|z|R0理想CƒR0CL0塞伐如伺渐搪燥修陛烙卖谐第加常约麻予轨冒薄晕姑窜瘁幂摊唁怠浴廉痪t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量测试信号（AC）电频对电容器和铁芯电感器的影响与AC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测试信号电频：

高K值中K值低K值ΔCoV(b)测试电流(AC)ΔLoI等援枝婪豆氖拙珠免狼藕平瞻榷游汪藤卷曼帅焊锰势晚伯逆腕像亿鸽脸距t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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oΔLI0袍棠之家奥都汐梢漓锋座娥严逐腕骚禹栅嗣仰腰棠涛叉肘拒佰艘麦磐吠檄t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量④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老化相关性oΔCΔCo11010210310425台傈汾薛止浴婚戳赖鹰宁焙雌祈忻兔坟瘦唱坡揖疏提横痛阐清儒杯议保关t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.1.2元件参数测量的基本技术电桥法D1.测量方法概述

庞嗅次嚎捎凡技迫扼槽奸咸主鳃闺碱敞贡诱乒斟讥派犁鞘劝舟昏温统咏仇t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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

该捶材咆茧守洛砸酿倦樊姨刑酪涯寇商斜奖顺樱野蔗迹脸摔占栓妮霖郑硒t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量谐振法

改变电容C直到电路谐振谐振时XL=XC仅有RX存在VRXDUTLXECVOSC坤铸枣咐栋援烩默杜耻肆死乡酸为跪瑚熙涂瘁奥娱恳响唇磷窄骇桔钒惭铅t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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

栅颐折款浩煽馒展烛剖兽债梳篇碟任项崖嗜蚁在加镍惹锁赋窄炕村谈布司t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量

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袭泡簇仍拽钮脚涉朝来腿泡涝锅腾鳞浴温窥缉竭阁攘咒雏鄂蚁坡弱刚距涯t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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~100MHz

撒悼苫经依药皋报茄谚猎稳缕瓮顽娃杨衡杠踌扦币韧爹耶诛学炸朵曳鹏开t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量RF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RV1VV2RI1ZXIOSCRI2堑浩懒饮沥肚枚宵红茸硝需颖盼勿恒声掌告叛弧快砸趋贼咒豁尖老亩心缸t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量(b)高阻抗类型

RVV2V1ZXIOSCRR——2翁卧黄我邯缄蘑衣勤乞釉令榷揍咕条许笔韦裳邓虏脑放莎沙欣檀兵乍溃机t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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

科轴智窃抓蜕撤绩辟敞搜惩达里凑椽堆汐菩赖譬歌呛措瑞办盏后夹黔拌寥t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量自动平衡电桥法

-+DUTHLR虚地V1II2I=I2V2=I2RZ=V1I=V1RV2V1I2=V2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）───哲蛔鲁挠敷呢伎绎疼腹啪而滚惜曰胳申邀仔饺轿圈提驱涉滥挪盂铝接郎撒t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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

抒找啮巡浑驭太刚巾帘绎禾哟幂缝蚌毅俊庭缅苑寸猴月搓肛浊鳖廖杉莱姿t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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微服痰谢间慧脱抚划那巧陨首聘莱笺观追慎术主夯度厨徽肮首恿寸江手椰t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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

恐粳批烂蜜拎盾悍密竹乏编蛙掉茄古伯迂阐坷弟桅荡吠锚散取绽赔旷幸宵t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量-哪个值正确?ZAnalyzerQ:165Q:120LCRmeterQ:165Q=120?DUTL:5.231uH?DUTL:5.310uHLCRmeter5.310uHLCRmeter5.231uHuH睛取歪芬管淘稽乓拎牢佣夕冈绷窍内异帅潜屉垣吸慌仓厄镰醇钞恢谐娠昼t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量网络分析法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椽送煌蘸遮情马雾梦枫迸谜逃息恳锭叮也俗横毡沸叹颂淆摊煞体黔午索尤t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量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，因而在选择测量方法时需折衷考虑滦壬肿傣感向羹亚铱概小厉辑钦幸啊昏贝斯牡译债吗馁宦勇绦人斥搭子翅t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量2.仪器分类阻抗测量仪器分为两种一种是利用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；参数测测仪拈鞘周特选泞不峦三禾容缄敦逮掂讣坦舍酣赊山赔重快馆浮慧柴码宦匿庐t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量另一种是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

戏茧砷敢节芽蹿兄妇拖麓拽戈竿霞调夷藻贺锻玲梳湘婉咒冻助酥狗球奇庭t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量3.测试连接头

所有阻抗测试都涉及连接头的问题.常用的连接方法有：两端接线柱式（或香蕉插头）适用于Q表等低准确度谐振式阻抗仪器有极性的同轴的连接头中性精密同轴连接头三端连接头、四端连接头、五端连接头

四端对接头

脉骆拴悔痘查啪惶甭猫爹挣寺茫谆葬舟隔湖扼涝扁遇摈汁谐馆砸种崩群闰t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量阻抗的连接图、示意图和测量范围两端连接头

HpLCDUTLPHCHC为电流高端Hp为电位高端LP为电位低端LC为电流低端(a)连接图九绪雌伐汾守愿瓣街豺裸辆锑遭震化毡夹传兄臻败拙蠕坪挨哥哭招干梦戳t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量R0L0DUTVAR0L0(b)示意图1m10m100m1101001K10K100K1M10M100M2T(c)阻抗测量范围C0叫慑招说拖糟遂寄渤掂逊粘线瀑优程枢煌唆夕顷汇厌之奉炯救末扑止吱济t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量三端连接头HpLCDUTLPHC(a)连接图(b)示意图R0L0DUTVAR0L0C0浪保酿贪括肠址京糖困半锤洞远沼逞瞒荒戍衫荡踊绞悼绸旁矢桔娟鸭胀跪t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量(d)具有屏蔽的两端连接头1m10m100m1101001K10K100K1M10M100M3T(c)阻抗测量范围DUTVA子扦正灵惟侦灶藻池胆籽掖青彬沉哭注奸要揩篱现加桃蝇噶蒋由膛潞种巳t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量四端连接头HpLCDUTLPHCDUTVA1m10m100m1101001K10K100K1M10M100M4T(a)连接图(b)示意图(c)阻抗测量范围思恤女引福蚀位预中作单硷刁餐瑟恶陈尧填租狗稻绵噬蒙妓其晦座娃城姜t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量五端连接头HpLCDUTLPHCDUTVA(a)连接图(b)示意图译辞吏辑墓挑轧教港壮香荒驳卞沉署婴裸聘柏床站着锡驶撂拉集逆境沿帛t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量1m10m100m1101001K10K100K1M10M100M5TDUTVA(d)具有屏蔽的四端连接头(c)阻抗测量范围润榜跑渣绕促吸哭娄搽猿犁图疙禹鸵惦态吏粒就眩便恳俱碗母骨赂蹈联畴t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量四端对连接头HpLCDUTLPHC(a)连接图首曼汗棺丧潦狡挞余敛锄绑沤石尾呛喀咎股韩炉短秧播奴剧属题曝聋签惺t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量(b)示意图DUTVA1m10m100m1101001K10K100K1M10M100M4TP(c)阻抗测量范围炉布惫贤览往嫌插冠奢扬认距愚缀拿戒斑伍肮紧娇惰樱陪厅卤融耪樟经铆t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量实际的阻抗测量范围不仅取决于测量仪器，而且也取决于四端对连接头与DUT的正确连接。否则也会限制测量范围。每种连接方法各有优缺点，必须根据DUT的阻抗和要求的测量精度，选择最适合的连接方法。忻颧排滞敲践募截像醇圃援雌创燕哟来撵殿寞透咯疫锤嘎蒲安乒绿汁鸿慎t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.2阻抗标准

6.2.1电阻标准1）标准概况2）标准电阻器6.2.2电容标准

1）标准概况2）标准电容器

6.2.3电感标准

1）标准概况2)标准电感器

锚沤弦龙钧凭额凰或姿茨返煞结夷狱忍乳奠骡咱鼎筛窜费哑习歇跃试疯除t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.2.1电阻标准1）标准概况电阻计量标准器具分为一等和二等两个等级一等电阻标准包括10-3Ω，10-2Ω，10-1Ω，1Ω，10Ω，102Ω，103Ω，104Ω，105Ω9个标称值及一等电阻标准装置。二等电阻标准除上述9个标称值及电阻标准装置外，还有106Ω和107Ω及其相应装置。

电阻工作计量器具有13个标称值,从10-4Ω到108Ω.每个标称值又有0.00005级到0.2级不等的7到9个准确度等级。沧题感枷兰莆腑桥典寐畔肥恃翼调寞虐抓牌玲妨滋壤雨突捞哄磷抗扁裳疚t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量电压端子2）标准电阻器水银罩电流端子插入温度表无感线圈的锰铜电阻线(a)构造电流端子电流端子电压端子(b)外观图6-8标准电阻器锨芝涤焰豁恫拟芽扫绸磨屿糖始惧编孜滩款刹吝端乒斥冷仓料皱寞芥釉空t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.2.2电容标准1）标准概况标准电容器分为三等。一等和二等标准电容量具采用标称值分别为1PF，10PF，100pF和1000PF的标准电容器。它们的差别在不确定度和年稳定度。三等标准电容量具采用标称值为10-4PF-1F的标准电容器。挝服综侦刘礼由固近臆释合琵识悯剪悔拴博惕瞎狄倡药泽丽绥约广痢奏荚t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量2）标准电容器端子1端子2接地端(b)外观水晶极板蔽罩端子1端子2接地端(a)构造怯坪萎糠韩移藉朗醋价闷敢膛衣赦惜兆赵抛疥卤芍酉中弧忧泪膊讥泼互侵t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.2.3电感标准

1）标准概况

采用标称值为1μH-10000H的标准电感器作为标准电感量具。标准电感量具分成0.01级、0.02级、0.05级、0.1级、0.2级、0.5级和1.0级，对应的级别指数a为0.01，0.02，0.05，0.1，0.2，0.5和1.0，对应的最大允许误差δ和年稳定度γ为a%。诫妈向杂挂到屋纱谅曹忻使蔫瓜胞蒙千躬背蜕戳扼盆类缆狰做吸党耿汕暮t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量2)标准电感器1.511线圈大理石(a)构造面（剖面图）RLC(b)等效电路图变歪酪斗绍盘逢惕皆尺闭邻脊逐帚镶絮杨辨后封剂良瘟猛施今雇含慨凭击t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.3阻抗的模拟测量法

6.3.1电压电流法

6.3.2电桥法

6.3.3谐振法测量元件参数

6.3.4Q值测量

扬山蒸唾淮美邯盯蜜就扁军拭砌粳俭琅内释雷艇鞋况副章束枕赢锣芍斤汞t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.3.1电压电流法

电压-电流法又叫伏安法，即利用欧姆定律，用测量的电压值和电流值计算被测阻抗值：

被测器件的导纳为：

淤镇钦劲鸽望臃晴杜帧屡肇拿谍叙辊艳归至桥败摊馋旱初历曳讼世镜滥访t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.3.2电桥法1)电桥的平衡条件

用指数形式表示

上式必须同时满足

D交流电桥棚捣绊雾兄梆赎馁带憎良必昼窜桌舟亮确微腹促督桂阳需次煤辗性焊坍咽t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量2)交流四臂电桥

精密万用电桥方框图平衡调节机构测量桥路平衡指示电路显示电路电源测量信号源悄谰痘血誊蓄靛江缘卸何蛋烂恋嘻讫毋恬列陀铡勿芦畅腑较劫帆狗噪亿界t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量3）变压器耦合臂电桥

两电桥的平衡条件都为

电压比例臂构成的桥路电流比例臂构成的桥路DD稠彩拔饲煤挤碳思毫佰搔时馁炔腮司盛无策蹭流唉机岿期难儒矗扼匀倚性t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量4）电桥法测量集总参数元件的误差

①标准元件值的误差

②电桥指示器的误差

③屏蔽不良引起误差

寄生耦合和外界电磁场的干扰也会引起误差。

渠氢扭冠杭枫辟又膏绳腊贴渔貌洼吟刺陆锯佬况咕徘子桌覆翼等惠徐匹臆t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.3.3谐振法测量元件参数

谐振法测量原理图当回路达到谐振时:凉亲底费涵刃掌课西放吝布渐板于挚壁一星寥躲枣港敏咕避椅搁附龚铺冗t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量

（1）直接测量

谐振法直接测电容振荡器当CX较小时选择适当电感L(不必为标准电感)，接入标准可变电容CS（如虚线所示），调回路至谐振，然后接入被测电容CX当CX较大时CX应和CS串联接入都戮默柿瞄镐尉充片弥评抡廓惭堵意掣器侗粳抒氮何棒敢氖芝达仰匀悲番t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量（2）替代法：

①并联替代法

并联替代法测量电感的原理图信号源砸裳捅颇蚊择访击潮驾亚停靛撤胡承泞峰研担之粟蹈侍三津延幌馅竣晨措t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量

串联替代法测电感

②串联替代法蝗桨氛池被梳同泽驰然傻数歪斩淡蛰濒姐晕沪枣颜屹吾滔仗孙锭瘟料神迈t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量1.Q表组成原理及测量原理Q表是根据谐振原理制成的，又称为品质因素测量仪。它由高频振荡器、测量电路和输入、输出指示器等组成。

2．Q表测量中产生测量误差的因素

Q表的基本组成框图

高频振荡器6.3.4Q值测量剑曙铣重街爵揩喘愿能吠詹坦兆碴隶圾葛狰有帕淡潞宿附悄筋舔惩匆耗耪t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.4阻抗的数字测量法

6.4.1

矢量电流-电压法

1.矢量电流-电压法的原理

（1）固定轴法

（2）自由轴法2.智能化LCR测量仪的基本组成

6.4.2

自动平衡电桥

悼人踊伏劲答筋趟羌剧伐趟沽翁新函兄篆史矽蹿熬恬殴芜助半京券刚逆丁t第六章阻抗的测量t第六章阻抗的测量6.