阻抗分析儀
阻抗分析儀是一種電子測試儀器。它可以測量復數電阻隨測試頻率的變化。阻抗是表征電子元器件,電子電路和元件材料的一個很重要的參數。另外,阻抗分析可以還被應用到介電材料,比如生物組織,食品和地質樣本中。
原理
阻抗分析儀是一種能夠測量復數電阻抗隨頻率變化的儀器。它的原理是通過相敏檢測,同時測量器件在掃頻測試過程中的電流和電壓。阻抗分析儀的主要參數分別是頻率范圍,阻抗范圍,阻抗幅值的精度和相位精度。更進一步的還包括測量速度,以及在測試中施加電壓或者電流偏置的功能 。
阻抗分析儀測得的阻抗包含阻抗幅值,實部,虛部,以及由電壓和電流造成的相位(差)。根據等效電路模型,一些阻抗參數包括電導,電感和電容,即可被輕松的計算并顯示出來。
阻抗分析儀一般能夠提供高精度的阻抗測量,比如0.05%的基本精度,從μHz到GHz的頻率范圍,從μΩ 到 TΩ的幅值范圍, 同時還有10 mdeg 的相位精度。
與阻抗分析儀相比,LCR測試儀也提供了阻抗測量的功能。一般來說,它的精度比較接近阻抗分析儀,但是頻率范圍較低。同時,LCR測試儀只能測量固定頻率下的阻抗,不能掃頻,也不能圖形化顯示測量結果。
特性
(注:不同廠家相關特性數據會存在差異)
1、基本精確度:0.05 %
2、頻率精確度:1 mHz
3、量測參數:Z, L, C, R, Q, D, Y, G, B, X
4、輸出:0 到 10 V
5、測試帶寬:276 μHz – 206 kHz
6、顯示格式:數字或圖形化
7、掃描參數:交流電壓頻率,幅值,直流電壓偏置等
8、電表模式:可當標準LCR電表,在固定頻率下使用
9、阻抗測試夾具:可選,與器件接頭和頻率要求相匹配
10、消耗因素:0.00001 到 100000
11、質量因素: 0.00001 到 100000
電抗圖
大部分的阻抗分析儀出廠的時候都包含電抗圖(如圖1所示),用來顯示固定頻率下對應的容抗Xc以及感抗XL。只需要把對應的儀器精度圖疊加在這上面,就可以幫助用戶快速的檢索到某頻率和電抗下可以期待達到的測試精度。
比如,對于1 kΩ的電阻,我們可以看到該阻抗分析儀在1 mHz到 100 kHz范圍內對應的測量精度為0.05%。
測試硬件配置
阻抗分析儀一般有三種典型的硬件配置,如下表格所示:
除此之外,網絡分析儀(VNA)也能被用來測試阻抗。與阻抗分析儀不同,VNA一般可以測量到更高的頻段,但是精度卻很低。
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