电子测量技术基础-第8章.ppt

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1、电子测量技术基础第八章1第8章阻抗测量8.1引言8.2阻抗标准8.3阻抗的模拟测量法28.1引言8.1.1集总参数元件特性表征1.阻抗定义及表示方法3阻抗定义图阻抗两种坐标形式的转换关系为：4DUT实轴+j-j电阻电感电容虚轴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平直流偏置电压和电流温度其它影响因素（环境，湿度，老化等）5电阻器理想电阻考虑引线电感考虑引线电感和分布电容6RRL0RC0L0电容器理想电容考虑泄漏、介质损耗等考虑泄漏、引线电阻和电感7CCR0CR0L0R,0电感器理

2、想电感考虑导线损耗考虑导线损耗和分布电容8LR0LC0LR0测量器件的寄生参数影响9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测量器件的寄生参数影响10电感器的频率响应LC0R0C0的影响

7、z

8、理想LƒR0C0LR0理想LC0的影响

9、z

10、ƒR0测量器件的寄生参数影响11电容器的频率响应L0的影响

11、z

12、R0理想CƒR0CL0测试信号电频：12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)高K值中K值低K值ΔCoV(b)测试电

13、流(AC)ΔLoI直流偏置13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高K值低K值ΔCoV0直流偏置电流oΔLI0温度14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oΔCΔCo110102103104258.1引言8.1.2元件参数测量的基本技术1.测量方法概述(1)电桥法15D(1)电桥法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~300MHz16(2)谐振法改变电容

14、C直到电路谐振谐振时XL=XC仅有RX存在17VRXDUTLXECVOSC(2)谐振法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~70MHz18(3)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19V1V2RSZXIOSC(3)电压电流法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~100MHz20(4)RF电压电流法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

15、方法21(a)低阻抗类型RV1VV2RI1ZXIOSCRI2(4)RF电压电流法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22(b)高阻抗类型RVV2V1ZXIOSCRR——2(4)RF电压电流法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~3GHz23(5)自动平衡电桥法通过DUT的电流也通过电阻R“L”点的电位保持为0V（称为虚地）24-+DUTHLR虚地V1II2I=I2V2=I2RZ=V1I=V1RV2V1I2=V2───(5

16、)自动平衡电桥法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~110MHz25(6)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26DUTVINCVR输入信号反射信号定向偶合器或电桥OSCZXV1V2(6)网络分析法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~3GHz2728网络分析法300KHz1101001K1

17、0K100K1M10M100M1G10G10KHz70MHz10KHz110MHz1MHz3GHzRF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292.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：

18、Q表采用电压-电流法的：多用表；可变电阻器；参数测测仪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