低電流(1nA)與高電阻(1GΩ)的測(cè)試技巧

1、低電流(1G)的測(cè)試技巧 劉源是德科技業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Jul 8, 2015研討會(huì)議程q 高阻和低電流測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)q 測(cè)量誤差的來(lái)源以及修正方法q 調(diào)整儀器設(shè)置以得到最佳測(cè)量結(jié)果q 最后總結(jié)和評(píng)論P(yáng)age何謂高電阻？q 為了方便今天的研討會(huì),我們將把高阻測(cè)量定義為大于1 GW 的測(cè)量。q 此外,高阻表征通常需要低于1納安的電流測(cè)量。3輸入一個(gè)直流電壓，測(cè)量通過(guò)待測(cè)物(DUT)的電流，并以歐姆定律計(jì)算出電阻(R=V/I). 高低VSAImR Rl l電流表待測(cè)物電壓源高電阻測(cè)量的定義重要的術(shù)語(yǔ)重要的術(shù)語(yǔ): Peta (P) = 1015 Tera (T) = 1012 Giga (G) = 109

2、pico (p) = 10-12 femto (f) = 10-15 atto (a) = 10-18 低電流與高阻測(cè)量Page超高電阻測(cè)量需要皮安表(pA) 或靜電計(jì)(eM) /高阻計(jì)4什么是皮安表？ 簡(jiǎn)單的說(shuō)這是一個(gè)高精度的電流表 可以測(cè)量低于10 nA的電流10-1810-1510-1210-910-610-310010310610910121015a(atto)f(femto)p(pico)n(nano)(micro)m(mili)k(kilo)M(Mega)G(Giga)P(Peta)T (Tera) 1 GW W什么是靜電計(jì)？ 簡(jiǎn)單的說(shuō)這是一個(gè)高性能的萬(wàn)用表 可以測(cè)量 1 G 的電

3、阻型號(hào)型號(hào)產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型電流測(cè)量分辨率電流測(cè)量分辨率電阻測(cè)量電阻測(cè)量電壓源電壓源電荷測(cè)量分辨率電荷測(cè)量分辨率B2981A/83A皮安表0.01 fA無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)B2985A/87A靜電計(jì)/高阻計(jì)0.01 fA高達(dá)10 PW高達(dá)1,000 V1 fC低電流與高阻測(cè)量Page浮地 / 接地的電阻測(cè)量5浮地浮地接地接地高低高低寄生電容漏泄電阻高電流表輸入端共地端口 屏蔽（接地） 保護(hù)層共地端口電流表輸入端共地端口低低電流與高阻測(cè)量Page測(cè)量數(shù)據(jù)問(wèn)題6在低電流測(cè)量時(shí)，了解瞬態(tài)信號(hào)的性能是非常重要的。因此,重要的是能夠直觀地看到一個(gè)測(cè)量信號(hào)的時(shí)域特性時(shí)域特性和選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量點(diǎn)測(cè)量點(diǎn)。所有測(cè)量都包括一

4、定數(shù)量的不確定性不確定性,但尤其在低電流測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果更必需隨機(jī)采集 （如平均值平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差）。低電流與高阻測(cè)量Page噪聲問(wèn)題 - 1最大的實(shí)驗(yàn)室噪音來(lái)源是交流電源線路 7低電流與高阻測(cè)量交流電交流電壓壓 (50 or 60 Hz)(50 or 60 Hz)時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間測(cè)量值測(cè)量值拿多個(gè)電力線周期(PLC)的平均值可以糾正這個(gè)噪音。Page噪聲問(wèn)題 - 2消除交流噪聲的最佳辦法就是完全的隔離8使使用電池供電用電池供電的測(cè)量的測(cè)量電池測(cè)量?jī)x器連連接到交流電接到交流電源的測(cè)量源的測(cè)量低電流與高阻測(cè)量Page低電流 / 高電阻測(cè)量， 很典型的都用靜電計(jì) / 高阻計(jì)什么是靜電計(jì)的主

5、要特點(diǎn)?9電壓源電流表電壓表濕度傳感器溫度感應(yīng)器低電流與高阻測(cè)量Page低電流測(cè)量必須使用三軸線為什么低電流測(cè)量時(shí)我們需要用三軸電纜和夾具？10BNC (同軸) 線:三軸電纜:泄漏電流:泄漏電流:三軸電纜降低泄漏電流達(dá)100,000,000倍。絕緣訊號(hào)線導(dǎo)通保護(hù)層絕緣訊號(hào)線低電流與高阻測(cè)量Page外部電纜和夾具問(wèn)題- 1你怎么知道如果你的電纜和夾具沒(méi)問(wèn)題?11噪聲噪聲夾具/遮蔽盒在低電流測(cè)量時(shí)，驗(yàn)證電纜和測(cè)試夾具電纜和測(cè)試夾具的性能是很重要的。因?yàn)檫@些地方往往是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)最薄弱的連接。低電流與高阻測(cè)量Page外部電纜和夾具問(wèn)題- 2外部連接完整性的驗(yàn)證技術(shù)12電流表參考DUT目標(biāo)三軸電纜測(cè)試

6、夾具靜電計(jì)通過(guò)比較參考和目標(biāo)的電流測(cè)量變化,可以獲得相對(duì)的品質(zhì)因數(shù)。低電流與高阻測(cè)量Page在這研討會(huì)所引用的靜電計(jì) 電流測(cè)量低至 0.01飛安 電阻測(cè)量高達(dá) 10 P13Keysight B2985A/B2987ADate Noise- Date Noise- 時(shí)域視圖實(shí)時(shí)直方圖視圖0.01 fA (0.00001 pA) 有效分辨率和 0.001 fA 顯示分辨率俱備電池供電操作模式 (B2987A)可選安裝設(shè)置完整性檢查功能以測(cè)量和記錄設(shè)置噪聲水平待測(cè)物噪聲數(shù)據(jù)- 低電流與高阻測(cè)量研討會(huì)議程q 高阻和低電流測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)q 測(cè)量誤差的來(lái)源以及修正方法q 調(diào)整儀器設(shè)置以得到最佳測(cè)量結(jié)果q 最

7、后總結(jié)和評(píng)論P(yáng)age測(cè)量誤差的來(lái)源以及修正方法q 電容耦合q 絕緣體的影響q 泄漏電流q 電纜的機(jī)電系統(tǒng)噪聲q 外部環(huán)境的噪聲15低電流與高阻測(cè)量Page電容耦合噪聲的主要來(lái)源電容耦合 - 1q 電容耦合引起的電流噪聲出現(xiàn)在兩個(gè)截然不同的方式: 通過(guò)外加電壓的變化和通過(guò)振動(dòng)16什么導(dǎo)致電容耦合噪聲？人體活動(dòng)人體可以保留電荷并施加足夠的電壓。隨機(jī)電壓波動(dòng): 交流輸電線路 信號(hào)線低電流與高阻測(cè)量Page電容耦合 - 2q 屏蔽 因?yàn)楦咦韬偷碗娏鳒y(cè)量對(duì)外部噪聲非常敏感,適當(dāng)?shù)钠帘纹帘问侵陵P(guān)重要的。 一個(gè)理想的測(cè)試夾具必須完全把待測(cè)物包圍在導(dǎo)電材料里。它必須與地面保持一定的電位并確保所有不必要的電線擱

8、置在內(nèi)部測(cè)試環(huán)境的外面17如何減少電容耦合效應(yīng)屏蔽測(cè)試夾具測(cè)試儀器低電流與高阻測(cè)量Page屏蔽測(cè)量無(wú)屏蔽測(cè)量電容耦合 - 318測(cè)量實(shí)例: 無(wú)屏蔽 vs. 屏蔽屏蔽的 100 G演示設(shè)備靜電計(jì)屏蔽三軸電纜100 G無(wú)屏蔽靜電計(jì)三軸 鱷魚夾電纜10 fA p-p2 pA p-p低電流與高阻測(cè)量Page電容耦合 - 419驗(yàn)證測(cè)試設(shè)置的完整性屏蔽測(cè)量無(wú)屏蔽測(cè)量參考(): 在測(cè)試設(shè)置斷開(kāi)時(shí)的參考噪聲值目標(biāo)(): 在測(cè)試設(shè)置連接時(shí)的目標(biāo)噪聲值方差比: 參考值和目標(biāo)值的方差比更多的噪音更多的噪音擁有一個(gè)測(cè)試設(shè)置完整性檢查功測(cè)試設(shè)置完整性檢查功能能可讓您以統(tǒng)計(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方式比較您的測(cè)試設(shè)置噪音水平。低電流

9、與高阻測(cè)量Page測(cè)量誤差的來(lái)源以及修正方法q 電容耦合q 絕緣體的影響q 泄漏電流q 電纜的機(jī)電系統(tǒng)噪聲q 外部環(huán)境的噪聲20低電流與高阻測(cè)量Page 絕緣體的影響 - 121電電阻測(cè)阻測(cè)量的設(shè)量的設(shè)置示例置示例了解您測(cè)試系統(tǒng)中使用的絕絕緣緣體屬性體屬性測(cè)測(cè)試系試系統(tǒng)常用的絕統(tǒng)常用的絕緣緣體體氟塑料或PVC (電纜和電線)PCB (電路板) (待測(cè)物連接)塑料連接器 (待測(cè)物連接)Triaxial cable靜電計(jì)靜電計(jì)絕緣體可以對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生重大影響低電流與高阻測(cè)量Page絕緣體的影響 - 222泄漏電流和介質(zhì)吸收泄漏電流介質(zhì)吸收表面電阻率體電阻率等效電路q 泄漏電流是由外加電壓和絕緣體的

10、電阻率而決定。q 重要的關(guān)鍵:在施壓大電壓（幾百伏）時(shí)，你必須考慮絕緣體的電阻率。由于表面污染會(huì)影響表面電阻率，保持絕緣體的表面清潔是必需的。q 當(dāng)對(duì)絕緣體施加電壓時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電荷極化。這會(huì)循序轉(zhuǎn)變成衰減電流。q 重要的關(guān)鍵:盡量減少絕緣體周圍帶有波動(dòng)電壓的電線和隔離絕緣體與帶有恒定電壓偏置的信號(hào)線。低電流與高阻測(cè)量Page絕緣體的影響 - 323前頁(yè)的測(cè)試設(shè)置問(wèn)題印刷電路板材料的絕緣性能比氟塑料材料還要差。由于電壓源使用單線電纜,介電吸收發(fā)生在其絕緣體中。這種效果可以從電壓沉淀時(shí)間的改變而看到。較短的接線模式可以減少表面泄漏電流。然而,進(jìn)入到電路板的泄漏電流則無(wú)法消除。Triaxial cab

11、le靜電計(jì)靜電計(jì)低電流與高阻測(cè)量Page絕緣體的影響 - 424比較理想的設(shè)置(i) 通過(guò)一個(gè)金屬分區(qū)來(lái)隔離電壓源線。避免使用印刷電路板(PCB)來(lái)連接DUT(iii) 金屬換金屬換圍繞著DUT終端(絕緣）以減少介電吸收效果。(iv) 測(cè)試夾具的蓋子是牢固連接到地面。浮動(dòng)的金屬部分會(huì)通過(guò)電容耦合轉(zhuǎn)移噪聲。夾具里的每個(gè)電纜都穩(wěn)固的連接以減少電容耦合(ii) 電流表的三軸電纜直接連接到DUT的終端。Triaxial cable靜電計(jì)靜電計(jì)低電流與高阻測(cè)量Page絕緣體的影響 - 525Keysight 現(xiàn)成的測(cè)試裝置和電纜16339A Component Test Fixture 16339A 組

12、件測(cè)試夾具16008B Resistivity Cell 16008B 電阻率夾具16117B/C Test Lead 16117B/C 測(cè)試引線N1413A high resistance meter fixture adapterN1413A 高阻計(jì)夾具適配器HV Coaxial (高壓同軸）Triaxial （三軸）低電流與高阻測(cè)量Page絕緣體的影響 - 6q 16008B測(cè)試夾具,可連接B2985/87A靜電計(jì)以進(jìn)行體體電阻電阻率率 / / 表表面電阻率面電阻率測(cè)量。q 16008B俱備非常高的絕高的絕緣電阻緣電阻和小的介小的介電吸收電吸收,能提供非常準(zhǔn)確的高電阻測(cè)量。26Keysi

13、ght 16008B 測(cè)試夾具 （電阻率測(cè)量）16008B Resistivity Cell典型的測(cè)試夾具都常使用印刷電路板來(lái)進(jìn)行內(nèi)部連接低電流與高阻測(cè)量Page測(cè)量誤差的來(lái)源以及修正方法q 電容耦合q 絕緣體的影響q 泄漏電流q 電纜的機(jī)電系統(tǒng)噪聲q 外部環(huán)境的噪聲27低電流與高阻測(cè)量Page使用保護(hù)層技術(shù)的好處 (B2985A/87A 例子): 泄漏電流 - 128保護(hù)層技術(shù)是什么?保護(hù)層技術(shù)的配置需要使用三軸線三軸線。無(wú)保護(hù)層的泄漏電流:有保護(hù)層的泄漏電流:Vd 少過(guò) 100 V (20 V 根據(jù)B2985A/87A的負(fù)擔(dān)電壓規(guī)格）。當(dāng) Vs = 100 V 和 Rleak = Rlk1

14、, 三軸電纜三軸電纜低電流與高阻測(cè)量電流表電壓源Page無(wú)保護(hù)層泄漏電流 - 229保護(hù)層技術(shù)是如何工作的呢?有保護(hù)層高低AImRlDUTIDUTVSIleakRleak高低AImRlDUTIDUTVSIlk2Rlk2Ilk1Rlk1Vd保護(hù)層技術(shù)通過(guò)寄生并聯(lián)電阻路徑來(lái)降低泄漏電流。低電流與高阻測(cè)量Page泄漏電流 - 330測(cè)量實(shí)例: 有保護(hù)層 vs. 無(wú)保護(hù)層使用同軸電纜的無(wú)保護(hù)層測(cè)量使用三軸電纜的有保護(hù)層測(cè)量靜電計(jì)線: 16494A 三軸電纜DUT: 斷開(kāi)靜電計(jì)線: 16493B 同軸線(和 N1254A-106 三軸 BNC適配器）DUT: 斷開(kāi)低電流與高阻測(cè)量Page測(cè)量誤差的來(lái)源以

15、及修正方法q 電容耦合q 絕緣體的影響q 泄漏電流q 電纜的機(jī)電系統(tǒng)噪聲q 外部環(huán)境的噪聲31低電流與高阻測(cè)量Page來(lái)自線纜的機(jī)電系統(tǒng)噪聲 - 1q摩擦電效應(yīng)來(lái)自過(guò)度彎曲使得線纜屏蔽層與絕緣層產(chǎn)生額外的噪聲漏電流. q壓電體效應(yīng)來(lái)自過(guò)度機(jī)械壓力使得線纜絕緣層產(chǎn)生額外噪聲漏電流32摩擦電（triboelectric）和壓電體（piezoelectric） 效應(yīng)機(jī)械壓力測(cè)試儀器低電流與高阻測(cè)量PageKeysight Triaxial三軸線覽(16494A)來(lái)自線纜的機(jī)電系統(tǒng)噪聲 - 233Keysight低漏電的三軸線纜導(dǎo)體絕緣層半導(dǎo)體材料層半導(dǎo)體材料層內(nèi)部屏蔽層內(nèi)部表皮層外部屏蔽層外部表皮層

16、噪聲電流通過(guò)使用低漏電的三軸線纜，以及杜絕線纜彎曲 振動(dòng) 過(guò)度施壓.在線纜的內(nèi)部屏蔽層和絕緣層之間，有一層半導(dǎo)體材料層，用來(lái)減小層間摩擦引起的沖放電3Hz, 5cm p-p 振動(dòng)Electrometer開(kāi)路低電流與高阻測(cè)量Page測(cè)量誤差的來(lái)源以及修正方法q 電容耦合q 絕緣體的影響q 泄漏電流q 電纜的機(jī)電系統(tǒng)噪聲q 外部環(huán)境的噪聲34低電流與高阻測(cè)量Page來(lái)自外部環(huán)境的噪聲 - 1TemperatureHumidityLight35溫度，濕度和光照q 如果樣品是半導(dǎo)體材料構(gòu)成，那么由于光照引起的電子空穴對(duì)會(huì)產(chǎn)生漏電流，影響小電流測(cè)量.q 關(guān)鍵點(diǎn): 通過(guò)屏蔽罩消除光照的影響q 環(huán)境溫度的變

17、化會(huì)影響小電流的測(cè)試q 關(guān)鍵點(diǎn): 保持環(huán)境溫度恒定讓測(cè)試儀器和樣品盡量遠(yuǎn)離溫變裝置儀器需要開(kāi)機(jī)三十分鐘再測(cè)試，使儀器內(nèi)部器件足夠時(shí)間預(yù)熱，才能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)范圍q 高濕度加上樣品表面污染物，會(huì)影響表面絕緣性，導(dǎo)致漏電流增加.q 關(guān)鍵點(diǎn): 降低測(cè)試環(huán)境的濕度測(cè)試前清潔掉樣品表面的污染物. 低電流與高阻測(cè)量Page來(lái)自外部環(huán)境的噪聲 - 2qB2985A/87A 有K型溫度/濕度探測(cè)器接口，可以連接外部溫度/濕度探測(cè)器來(lái)監(jiān)視環(huán)境溫度和濕度. q溫度和濕度監(jiān)視數(shù)據(jù)可以與每一次的測(cè)量值放在一起輸出，這樣方便準(zhǔn)確得比較不同測(cè)量值的實(shí)際環(huán)境情況是否一致. 36在測(cè)量?jī)x器里隨時(shí)監(jiān)控溫度和濕度濕度探測(cè)器接口溫度

18、探測(cè)器接口B2985A/87A 皮安表 靜電計(jì)低電流與高阻測(cè)量Page平臺(tái)搭建的消除誤差總結(jié)q 使用屏蔽罩，減小測(cè)試平臺(tái)周圍的移動(dòng)，保持安靜 (尤其是人的移動(dòng))q 使用保護(hù)層和高質(zhì)量的絕緣材料來(lái)搭建測(cè)試平臺(tái) q 使用低漏電的三軸線纜，杜絕線纜彎曲 振動(dòng) 過(guò)度施壓q 在穩(wěn)定的溫度和濕度環(huán)境下測(cè)試 q 保持半導(dǎo)體材料表面干凈，無(wú)污染物37針對(duì)于高阻值 & 低電流測(cè)量低電流與高阻測(cè)量研討會(huì)議程q 高阻和低電流測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)q 測(cè)量誤差的來(lái)源以及修正方法q 調(diào)整儀器設(shè)置以得到最佳測(cè)量結(jié)果q 最后總結(jié)和評(píng)論P(yáng)age調(diào)整儀器設(shè)置，優(yōu)化測(cè)量結(jié)果q 儀器的預(yù)熱 & 自校準(zhǔn) Self-calibration q

19、延遲時(shí)間 Wait (delay) time的設(shè)置q 積分時(shí)間 Aperture (integration) time的設(shè)置q 底噪清零 Offset cancelationq 選擇小電流檔位 10nA range39低電流與高阻測(cè)量Page儀器預(yù)熱 & 自校準(zhǔn) self-calibration40幾乎所有儀器都需要至少30分鐘預(yù)熱來(lái)達(dá)到最佳狀態(tài)，預(yù)熱后才能滿足技術(shù)指標(biāo)。幾乎所有用于低電流測(cè)量的儀器都有自校準(zhǔn) self-calibration 功能，在測(cè)試前必須完成自校準(zhǔn)這一步操作，才能降低儀器的測(cè)量底噪。沒(méi)有進(jìn)行預(yù)熱 & 自校準(zhǔn)的100 G 電阻測(cè)量結(jié)果（統(tǒng)計(jì)直方圖）進(jìn)行預(yù)熱 & 自校準(zhǔn)之后

20、的100 G 電阻測(cè)量結(jié)果（統(tǒng)計(jì)直方圖）低電流與高阻測(cè)量Page調(diào)整儀器設(shè)置，優(yōu)化測(cè)量結(jié)果q 儀器的預(yù)熱 & 自校準(zhǔn) Self-calibration q 延遲時(shí)間 Wait (delay) time的設(shè)置q 積分時(shí)間 Aperture (integration) time的設(shè)置q 底噪清零 Offset cancelationq 選擇小電流檔位 10nA range41低電流與高阻測(cè)量Page延遲時(shí)間 Wait (Delay) Time 的設(shè)置 - 142儀器的延遲時(shí)間和電介質(zhì)充電在實(shí)施數(shù)據(jù)測(cè)量前要保證足夠的延遲時(shí)間q 影響延遲時(shí)間的原因是: 儀器自己的設(shè)置時(shí)間 樣品在施加電壓跳變的開(kāi)始瞬間

21、又介電質(zhì)充電現(xiàn)象q 考慮到樣品特性（尤其是大電容）和儀器性能，需要有足夠的延遲時(shí)間讓樣品電介質(zhì)充電完成后再實(shí)施數(shù)據(jù)測(cè)量.施加電壓 (V)時(shí)間 (s)數(shù)據(jù)測(cè)量延遲時(shí)間實(shí)際電流 (A)低電流與高阻測(cè)量Page延遲時(shí)間 Wait (Delay) Time 的設(shè)置 - 2q 大多數(shù)品牌儀器定義設(shè)置時(shí)間為 當(dāng)?shù)竭_(dá)最終施加電壓/電流10%的上升時(shí)間為設(shè)置時(shí)間。而而 B2985A/87A B2985A/87A 采用到達(dá)最終施加電壓采用到達(dá)最終施加電壓/ /電流電流0.1%0.1%的的上升時(shí)間，速度更快上升時(shí)間，速度更快q 同時(shí)通過(guò)減小電介質(zhì)充電, B2985/87A 即使在小電流的高精度的測(cè)量檔位上，也能得

22、到很快的設(shè)置時(shí)間，使得測(cè)量速度更快. 43儀器自己的設(shè)置時(shí)間是如何來(lái)的重要！不同品牌儀器之間的設(shè)置時(shí)間是大不一樣的.低電流與高阻測(cè)量Page延遲時(shí)間 Wait (Delay) Time 的設(shè)置 - 344通過(guò)時(shí)域來(lái)觀察 通過(guò) B2985/87A 的時(shí)域功能時(shí)域功能.可以判斷到底需要多少延遲時(shí)間等待介電質(zhì)充電完成 B2985A/87A 皮安表 靜電計(jì)滾動(dòng)視圖 (時(shí)域) 模式 低電流與高阻測(cè)量Page調(diào)整儀器設(shè)置，優(yōu)化測(cè)量結(jié)果45q 儀器的預(yù)熱 & 自校準(zhǔn) Self-calibration q 延遲時(shí)間 Wait (delay) time的設(shè)置q 積分時(shí)間 Aperture (integratio

23、n) time的設(shè)置q 底噪清零 Offset cancelationq 選擇小電流檔位 10nA range低電流與高阻測(cè)量Page積分時(shí)間 Aperture (Integration) Time 的設(shè)置 - 146減小電源線引入的噪聲10 PLC = 10 電源周期1 12 21010可以通過(guò)增加數(shù)據(jù)測(cè)量的積分時(shí)間，在多個(gè)電源周期平均測(cè)試數(shù)據(jù)，達(dá)到減小電源線引入的噪聲.通常電源線引入的噪聲是 最大噪聲來(lái)源最大噪聲來(lái)源.低電流與高阻測(cè)量Page積分時(shí)間 Aperture (Integration) Time 的設(shè)置 - 2q 如果你在增加了更多PLC的積分時(shí)間仍然消除不了電源線引入噪聲，或者

24、你需要在一個(gè)PLC的積分時(shí)間內(nèi)完成快速測(cè)試，使用電池供電的皮安表/靜電計(jì)則是你最好的選擇 （例如B2987A）.q 另外，電池供電的B2987A方便你在外場(chǎng)使用.47使用電池供電是減小電源線引入噪聲的最好辦法電池 低電流與高阻測(cè)量Page積分時(shí)間 Aperture (Integration) Time 的設(shè)置 - 348減小偶發(fā)的噪聲尖峰如何減小噪聲什么是 Median Filtering?中值濾波器中值濾波器 median filtering.與純粹增加數(shù)據(jù)測(cè)量平均次數(shù)相比，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)消除偶發(fā)的噪聲尖峰 q中值濾波器 Median Filter如果中值濾波器的采樣點(diǎn)數(shù)是 R, 那

25、么能減小噪聲 exp(-R/2) .q增加PLC的平均如果平均采樣點(diǎn)數(shù)是 N，那么能減小噪聲one-Nth.q例子: 要求增加積分時(shí)間減小噪聲到 1/100 中值濾波器 Median Filter 10 倍時(shí)間平均 100 倍時(shí)間通常用來(lái)減小噪聲的數(shù)據(jù)處理技術(shù), 中值濾波器用附近數(shù)據(jù)測(cè)量的中值來(lái)取代該數(shù)據(jù)測(cè)量的值. 快快 1010倍倍Sample number of Median filter: 3低電流與高阻測(cè)量Page積分時(shí)間 Aperture (Integration) Time 的設(shè)置 - 449測(cè)量實(shí)例: 中值濾波器 Median FilterB2985A/87A 皮安表 靜電計(jì)16

26、008A電阻率夾具M(jìn)edian Filter Median Filter 關(guān)閉關(guān)閉Median Filter Median Filter 開(kāi)啟開(kāi)啟B2980A Median Filter B2980A Median Filter 的設(shè)置的設(shè)置 采樣點(diǎn)數(shù) N= 2 x Rank + 1低電流與高阻測(cè)量Page 50調(diào)整儀器設(shè)置，優(yōu)化測(cè)量結(jié)果q 儀器的預(yù)熱 & 自校準(zhǔn) Self-calibration q 延遲時(shí)間 Wait (delay) time的設(shè)置q 積分時(shí)間 Aperture (integration) time的設(shè)置q 底噪清零 Offset cancelationq 選擇小電流檔位

27、10nA range低電流與高阻測(cè)量Page底噪清零 Offset Cancelation51底噪清零 Null 功能 & 底噪補(bǔ)償電阻值小電流測(cè)試的底噪清零功能，以及底噪補(bǔ)償電阻值 （如果需要測(cè)電阻）能夠用來(lái)消除底噪引入的誤差底噪清零 Null 功能底噪補(bǔ)償電阻值q 每套測(cè)試系統(tǒng)都有一定的自身引起的底噪電流. q 底噪清零 Null 功能能夠?qū)y(cè)試系統(tǒng)自身的底噪從樣品測(cè)試數(shù)據(jù)中減掉.開(kāi)啟指示低電流與高阻測(cè)量Page調(diào)整儀器設(shè)置，優(yōu)化測(cè)量結(jié)果總結(jié)q 儀器預(yù)熱30分鐘后進(jìn)行自校準(zhǔn) Sel-calibration.q 在數(shù)據(jù)測(cè)量前設(shè)置足夠的延遲時(shí)間 Delay time（尤其大電容）q 增加PLC積分時(shí)間 Integration time來(lái)減小電源線引入的噪聲. 如果電源線引入噪聲仍然存在，考慮用電池供電的B2985A B2987A.q 開(kāi)啟底噪清零Null功能，進(jìn)一步降低底噪影響.q 選擇小電流檔位 10nA range52針對(duì)低電流 & 高阻值測(cè)量低電流與高阻測(cè)量研討會(huì)議程q 高阻和低電流測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)q 測(cè)量誤差的來(lái)源以及修正方法q 調(diào)整儀器設(shè)置以得到最佳測(cè)量結(jié)果q 最后總結(jié)和評(píng)論P(yáng)age總結(jié)準(zhǔn)確的準(zhǔn)確的 低電流低電流 & & 高阻值高阻值 測(cè)量需要測(cè)量需要: :q 靜電計(jì)技術(shù)指標(biāo)能夠測(cè)試