電子測量第6章阻抗測量

1、電子測量原理電子測量原理第1頁第第6 6章章 阻抗測量阻抗測量 26.1 6.1 引言引言 6.2 6.2 阻抗標準阻抗標準 6.3 6.3 阻抗的模擬測量法阻抗的模擬測量法6.4 6.4 阻抗的數(shù)字測量法阻抗的數(shù)字測量法電子測量原理電子測量原理第2頁IUZIUZ電子測量原理電子測量原理第3頁sinZXcosZRRXarctgXRZ22Z,RZ實軸+j-j電阻電感電容虛軸(cossin )IjUZRjXZ eZjqqq=+=+電子測量原理電子測量原理第4頁測量器件的測量器件的寄生參數(shù)寄生參數(shù)實際的元件，如電阻器、電容器和電感器都不可能實際的元件，如電阻器、電容器和電感器都不可能是理想的，存在著

2、寄生電容、寄生電感和損耗。是理想的，存在著寄生電容、寄生電感和損耗。電子測量原理電子測量原理第5頁引線電感引線電感分布電容分布電容RC0L0CR0L0R,0泄漏、引線泄漏、引線電阻和電感電阻和電感R0LC0導線損耗導線損耗分布電容分布電容電子測量原理電子測量原理第6頁電阻器的頻率響應(yīng)電阻器的頻率響應(yīng)理想R寄生電容C0R高阻值電阻R|z|低阻值電阻理想RR|z|引線電感 RL0電子測量原理電子測量原理第7頁電感器的頻率響應(yīng)電感器的頻率響應(yīng)LC0R0C0的影響|z|理想 LR0C0 LR0理想 LC0的影響|z|R0普通電感磁芯損耗高的電感電子測量原理電子測量原理第8頁電容器的頻率響應(yīng)電容器的頻率

3、響應(yīng)L0的影響|z|R0理想 CR0CL0如何準確的測量這些非理想的元件？如何準確的測量這些非理想的元件？電子測量原理電子測量原理第9頁電子測量原理電子測量原理第10頁電子測量原理電子測量原理第11頁電子測量原理電子測量原理第12頁電橋法電橋法321ZZZZxxZ2Z3Z1ZD優(yōu)缺點和頻率范圍優(yōu)缺點和頻率范圍高精度（高精度（0.1%0.1%典型值）典型值） 使用不同電橋可得到寬使用不同電橋可得到寬頻率范圍頻率范圍 單臺儀器的頻率覆蓋范單臺儀器的頻率覆蓋范圍較窄圍較窄 頻率范圍頻率范圍 ：DCDC 300MHz300MHz價格低價格低 需要手動平衡需要手動平衡 電子測量原理電子測量原理第13頁改

4、變電容改變電容C C直到電路諧振直到電路諧振諧振時諧振時XL= =XC 僅有僅有RX存在存在EVRXRXQEVRIVXXCXLXCVRXLXEZEI CVOSC優(yōu)缺點和頻率范圍優(yōu)缺點和頻率范圍需要調(diào)諧到諧振需要調(diào)諧到諧振可測很高的可測很高的Q Q值，利用值，利用可變電容上的電壓測可變電容上的電壓測量量 阻抗測量精度低阻抗測量精度低 頻率范圍頻率范圍 ：10KHz 10KHz 70MHz70MHz 電子測量原理電子測量原理第14頁由測量的電壓值和電流值計算被測阻抗由測量的電壓值和電流值計算被測阻抗ZX電流通過它所流經(jīng)的電流通過它所流經(jīng)的RS上的電壓計算上的電壓計算sxRVVIVZ211V1V2R

5、SZXIOSC優(yōu)缺點和頻率范圍優(yōu)缺點和頻率范圍適合于探頭類測試需要適合于探頭類測試需要使用簡單使用簡單 工作頻率范圍受使用探頭工作頻率范圍受使用探頭的變壓器的限制的變壓器的限制 頻率范圍頻率范圍 ：10KHz10KHz 100 100 MHzMHz 電子測量原理電子測量原理第15頁低阻抗類型低阻抗類型高精度（高精度（0.1%0.1%典型值）典型值） 高頻下的寬阻抗范圍高頻下的寬阻抗范圍 工作頻率范圍受使用探頭的變壓器的限制工作頻率范圍受使用探頭的變壓器的限制 頻率范圍頻率范圍 ：1MHz1MHz 3GHz3GHz 122212121121 VVRRVRVVIIVIVZxRV1VV2RI1ZXI

6、OSCRI2高阻抗類型高阻抗類型RVV2V1ZXIOSCRR_2 122/21221VVRRVVVIVZx電子測量原理電子測量原理第16頁I= I2V2= I2R-+DUTDUTHLR虛地V1II2V2通過通過DUTDUT的電流也通過電阻的電流也通過電阻R“L”點的電位保持為點的電位保持為0 0V（稱為虛地）（稱為虛地） Z =V1I=V1RV2V1I2= 優(yōu)缺點和頻率范圍優(yōu)缺點和頻率范圍高精度（高精度（0.05%0.05%典型值）典型值） 很寬的測量范圍很寬的測量范圍 使用簡單使用簡單不能適應(yīng)更高的頻率范圍不能適應(yīng)更高的頻率范圍頻率范圍頻率范圍 ：20Hz20Hz 110MHz110MHz

7、電子測量原理電子測量原理第17頁通過測量輸入信號與反射信號之比得到反射系數(shù)通過測量輸入信號與反射信號之比得到反射系數(shù)用定向耦合器或電橋檢測反射信號用定向耦合器或電橋檢測反射信號 用網(wǎng)絡(luò)分析儀提供激勵并測量響應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析儀提供激勵并測量響應(yīng) DUTVINCVR輸入信號反射信號定向偶合器或電橋OSCZXV1V2優(yōu)缺點和頻率范圍優(yōu)缺點和頻率范圍高頻率范圍高頻率范圍 當被測阻抗接近特征阻抗時當被測阻抗接近特征阻抗時得到高精度得到高精度 改變測量頻率需要重新校準改變測量頻率需要重新校準 阻抗測量范圍窄阻抗測量范圍窄 頻率范圍頻率范圍 ：300KHz 300KHz 3GHz3GHz 電子測量原理電子測量原

8、理第18頁網(wǎng)絡(luò)分析法300KHz1101001K10K100K1M10M100M 1G10G10KHz70MHz10KHz110MHz1 MHz3GHzRF電壓電流法電壓-電流法法諧振法0HZ300MHz電橋法20HZ110MHz自動平電橋法頻率和測量方法頻率和測量方法每種方法都有其各自的優(yōu)缺點每種方法都有其各自的優(yōu)缺點需要考慮頻率覆蓋范圍、量程、測量精度和操作方便性需要考慮頻率覆蓋范圍、量程、測量精度和操作方便性 沒有一種方法能包括所有的測量能力，需折衷沒有一種方法能包括所有的測量能力，需折衷電子測量原理電子測量原理第19頁電子測量原理電子測量原理第20頁xZ2Z3Z4ZD交流電橋423xz zz z=測電阻測電阻-惠斯登電橋惠斯登電橋 測電容測電容-電容比較電橋電容比較電橋 測電感測電感-海式電橋海式電橋 麥克斯韋麥克斯韋- -韋恩電橋韋恩電橋電子測量原理電子測量原理第21頁CMVAL0020201011XLCLCCLwwww=-=0121fLCLCpww=電子測量原理電子測量原理第22頁12XssCCC=-諧振法直接測電容諧振法直接測電容xCsC0f振蕩器DML1221ssXssC CCCC=-電子測量原理電子測量原理第23頁并聯(lián)替代法測量大電感sCLVxL22114sf CLp=222114sxf