阻抗分析儀操作與應(yīng)用課件

曹明琛、胡亞男2015年1月5日OperationandApplicationofImpedanceAnalyzer-現(xiàn)代儀器與仿真技術(shù)交流論壇阻抗分析儀的操作與應(yīng)用曹明琛、胡亞男2015年1月5日Operationand目錄阻抗分析儀簡介阻抗參數(shù)測量阻抗匹配阻抗分析儀掃頻測量數(shù)據(jù)存儲目錄阻抗分析儀簡介阻抗分析儀簡介廠家：AgilentTechnologies（美國安捷倫科技公司）名稱：Agilent4294A精密阻抗分析儀(4294APricisionImpedanceAnalyzer)范圍：40Hz-110MHz功能：對元件和電路進(jìn)行高效率阻抗測量和分析。實(shí)現(xiàn)高性能網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀和阻抗分析儀的功能。對各種電子器件以及電子材料和非電子材料的精密阻抗進(jìn)行測量。40Hz-110MHzAgilent4294A精密阻抗分析儀阻抗分析儀簡介廠家：AgilentTechnologies阻抗分析儀簡介顯示區(qū)功能選擇區(qū)數(shù)字輸入?yún)^(qū)操作夾持區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)屏幕顯示按鈕阻抗分析儀簡介顯示區(qū)功能選擇區(qū)數(shù)字輸入?yún)^(qū)操作夾持區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)阻抗分析儀簡介阻抗分析儀簡介阻抗分析儀簡介|技術(shù)指標(biāo)阻抗分析儀簡介|技術(shù)指標(biāo)電子器件的測量無源器件：測量兩個端口或引線的器件的阻抗，包括電容器、電感器、鐵氧體磁珠、電阻器、變壓器、多芯片模塊或陣列/網(wǎng)絡(luò)元器件。半導(dǎo)體元件：

變?nèi)荻O管的C-V特性分析。對二極管、晶體管或IC封裝端子/引線的寄生參數(shù)進(jìn)行分析。放大器輸入/輸出阻抗測量。其他元器件：測量印刷電路板、繼電器、開關(guān)、電纜和電池等元件的阻抗。材料的測量電介質(zhì)材料：測量塑料、陶瓷、印刷電路板及其它電介質(zhì)材料的介電常數(shù)和損耗角正切值。磁性材料：測量鐵氧體、非晶硅和其它磁性材料的導(dǎo)磁率和損耗角正切值。半導(dǎo)體材料：半導(dǎo)體材料的電容率、導(dǎo)電性和C-V特性。阻抗分析儀簡介|典型應(yīng)用電子器件的測量阻抗分析儀簡介|典型應(yīng)用阻抗分析儀簡介|前面板[Meas]-激活軟鍵進(jìn)行測試參數(shù)選擇[Format]-可調(diào)整曲線的顯示方式（線性/對數(shù)）[Display]-可進(jìn)入選擇電路的等效模型等[ScaleRef]-可調(diào)整曲線的刻度[Bw/Avg]-可調(diào)整帶寬和平均[Cal]-進(jìn)行校準(zhǔn)相關(guān)操作可選擇激活當(dāng)前操作曲線（曲線A/B）[Sweep]-對測試信號進(jìn)行配置[Source]-調(diào)整信號電平，DC偏置等[Trigger]-觸發(fā)設(shè)置[Start]-設(shè)置起始掃描參數(shù)[Stop]-設(shè)置終止掃描參數(shù)[Center]-設(shè)置中心頻率[Span]-設(shè)置頻率范圍①②③阻抗分析儀簡介|前面板[Meas]-激活軟鍵進(jìn)行測試參數(shù)選擇阻抗分析儀簡介|前面板④⑤⑥旋鈕-可連續(xù)調(diào)節(jié)數(shù)值[↓]和[↑]-可步進(jìn)調(diào)節(jié)數(shù)值[EntryOff]-關(guān)閉輸入[BackSpace]-刪除鍵[0]-[9][.][-]-可設(shè)置具體數(shù)值及命名文件名[G/n][M/μ][k/m][x1]-設(shè)置變量單位[Marker]-激活標(biāo)記讀數(shù)功能[Marker→]-尋找特定讀數(shù)下的相關(guān)參數(shù)[Search]-尋找峰值、選定值等[Utility]-激活其他標(biāo)記功能[System]-對儀器進(jìn)行全局控制[Local]-在被遠(yuǎn)程操控和本地工作狀態(tài)間切換[Preset]-將儀器恢復(fù)至出廠狀態(tài)[Copy]-將屏幕信息打印輸出[Save]-對數(shù)據(jù)、圖標(biāo)等信息進(jìn)行存儲.[Recall]-載入目標(biāo)文件的參數(shù)LCD屏右側(cè)軟鍵配合以上①—⑥項進(jìn)行使用阻抗分析儀簡介|前面板④⑤⑥旋鈕-可連續(xù)調(diào)節(jié)數(shù)值[Mark目錄阻抗分析儀簡介阻抗參數(shù)測量阻抗匹配阻抗分析儀掃頻測量數(shù)據(jù)存儲目錄阻抗分析儀簡介阻抗參數(shù)測量|校準(zhǔn)一.開路校準(zhǔn)a.按[Cal]鍵進(jìn)入校準(zhǔn)菜單b.按FIXTURECOMPEN鍵c.按OPEN

鍵屏幕短暫顯示信息“WAIT--MEASURINGSTANDARD”后，右側(cè)軟鍵旁的標(biāo)簽內(nèi)容由OPENonOFF變?yōu)镺PENONoff。二.短路校準(zhǔn)a.首先取下夾具上的一個黃色片狀金屬“shortbar”，按照圖示插入LOW與HIGH的縫間，將螺絲扭緊。b.按SHORT

鍵屏幕短暫顯示信息“WAIT--MEASURINGSTANDARD”后，右側(cè)軟鍵旁的標(biāo)簽內(nèi)容由SHORTonOFF變?yōu)镾HORTONoffc.移除夾具上的“shortbar”測試夾具16047E校準(zhǔn)阻抗參數(shù)測量|校準(zhǔn)一.開路校準(zhǔn)測試夾具16047E校準(zhǔn)阻抗參數(shù)測量|校準(zhǔn)阻抗參數(shù)測量|校準(zhǔn)阻抗參數(shù)測量|測量步驟1.打開電源2.開機(jī)自檢、校準(zhǔn)3.選擇測試模式按[Meas]鍵后配合軟鍵操作。如選擇|Z|-?模式，其中曲線A代表|Z|，曲線B代表?。阻抗參數(shù)測量|測量步驟1.打開電源阻抗參數(shù)測量|測量步驟4.輸入起始、終止掃描參數(shù)如：起始掃描參數(shù)為900Hz，終止掃描參數(shù)為1.1kHza.按[Start]鍵b.輸入“900”，依次按[9][0][0][x1]鍵c.按[Stop]鍵d.輸入“1.1”，依次按[1][.][1][k/m]鍵阻抗參數(shù)測量|測量步驟4.輸入起始、終止掃描參數(shù)阻抗參數(shù)測量|測量步驟5.顯示設(shè)置a.按[Display]鍵b.軟鍵交替按下實(shí)現(xiàn)SPLITonOFF與SPLITONoff，即單、雙窗口切換阻抗參數(shù)測量|測量步驟5.顯示設(shè)置阻抗參數(shù)測量|測量步驟6.自動調(diào)整曲線顯示為最適合當(dāng)前窗口a.按[A]鍵激活A(yù)曲線，[A]鍵左側(cè)黃燈亮b.按[ScaleRef]鍵c.按AUTOSCALE鍵自動調(diào)整|Z|d.按[B]鍵激活B曲線，[A]鍵左側(cè)黃燈亮e.按AUTOSCALE鍵自動調(diào)整?阻抗參數(shù)測量|測量步驟6.自動調(diào)整曲線顯示為最適合當(dāng)前窗口阻抗參數(shù)測量|測量步驟調(diào)整前調(diào)整后阻抗參數(shù)測量|測量步驟調(diào)整前調(diào)整后阻抗參數(shù)測量|測量步驟7.讀取某一頻率點(diǎn)處阻抗參數(shù)值按[Maker]鍵輸入具體頻率值或以旋轉(zhuǎn)鈕調(diào)整，讀取阻抗參數(shù)值旋轉(zhuǎn)鈕數(shù)字輸入阻抗參數(shù)測量|測量步驟7.讀取某一頻率點(diǎn)處阻抗參數(shù)值旋轉(zhuǎn)鈕數(shù)目錄阻抗分析儀簡介阻抗參數(shù)測量阻抗匹配阻抗分析儀掃頻測量數(shù)據(jù)存儲目錄阻抗分析儀簡介阻抗匹配|原理目的：使磁致伸縮傳感器的激勵能量主要集中于設(shè)計中心頻率附近，通過外接電路對線圈進(jìn)行阻抗匹配。阻抗測量曲線的斜率變化加劇，進(jìn)而增加在該頻率附近所激勵出的超聲波的能量。三段式線圈的原始阻抗測量結(jié)果三段式線圈阻抗匹配后的阻抗測量結(jié)果結(jié)論：在160kHz附近，阻抗曲線的斜率出現(xiàn)較大變化160kHz阻抗匹配|原理目的：使磁致伸縮傳感器的激勵能量主要集中于設(shè)計阻抗匹配|測量步驟步驟1：打開前面板左下角的電源開關(guān)，開機(jī)自檢、校準(zhǔn)。步驟2：單擊功能選擇區(qū)按鈕Meas，選擇要測量物理量，如“|Z|-θ”，Cs-Rs等。步驟3：選擇Start，設(shè)置阻抗測量的起始頻率點(diǎn)，如需設(shè)置起始頻率點(diǎn)為20kHz，則依次在前面板右上角的數(shù)字鍵區(qū)按下20，再單擊“k/m”鍵，確定輸入起始頻率點(diǎn)為20kHz。同樣，選擇stop按鈕，設(shè)置阻抗測量的終止頻率點(diǎn)，如在數(shù)字鍵區(qū)按下200，再單擊“k/m”鍵，確定輸入起始頻率點(diǎn)為200kHz。操作夾持區(qū)顯示區(qū)數(shù)字輸入?yún)^(qū)功能選擇區(qū)阻抗匹配|測量步驟步驟1：打開前面板左下角的電源開關(guān)，開機(jī)自阻抗匹配|測量步驟步驟4：選擇按鈕Display，對照顯示屏中最右側(cè)列表中的SPLITonOFF選項，單擊其右側(cè)按鈕，此時顯示屏幕中將由單一視窗改變?yōu)樯舷聝蓹诖翱?，分別顯示步驟2中所設(shè)置的兩個物理量的測量結(jié)果。對上下兩欄窗口的操作需要注意前面板頂部中央位置的A和B按鈕。當(dāng)按鈕A左側(cè)的黃燈點(diǎn)亮?xí)r，可操作窗口為上窗口；當(dāng)選擇按鈕B時，其右側(cè)黃燈將點(diǎn)亮，此時可操作窗口為下窗口。步驟5：依照步驟4，選擇要操作的窗口，再單擊scaleRef按鈕，選擇顯示屏中最右側(cè)列表中的AUTOSCALE，此時在操作窗口中將自適應(yīng)調(diào)整測量曲線的顯示范圍。步驟6：讀取某個頻率點(diǎn)的測量結(jié)果時，單擊Marker按鈕后，依照步驟3，在前面板右上角的數(shù)字鍵區(qū)按下所需觀察的頻率點(diǎn)即可。阻抗匹配|測量步驟步驟4：選擇按鈕Display，對照顯示屏阻抗匹配|匹配步驟步驟1：運(yùn)行Smith-Chart軟件。作用：改變感應(yīng)線圈的電路特性，調(diào)節(jié)LCR振蕩電路的振蕩頻率，以符合傳感器的中心頻率。方式：感應(yīng)線圈大多呈感性，主要通過并聯(lián)電容方式改變感應(yīng)線圈的阻抗曲線。假定一組感應(yīng)線圈設(shè)計中心頻率為160kHz，依前述阻抗測量步驟測得160kHz時感應(yīng)線圈阻抗為|Z|=100.25Ω，相角為72.153。阻抗匹配|匹配步驟步驟1：運(yùn)行Smith-Chart軟件。作阻抗匹配|匹配步驟步驟2：點(diǎn)擊圖25左側(cè)圖中所示的工具欄的DATAPOINT按鈕，彈出右側(cè)圖所示窗口，再選擇Keyboard按鈕，通過鍵盤輸入感應(yīng)線圈的測量阻抗。阻抗匹配|匹配步驟步驟2：點(diǎn)擊圖25左側(cè)圖中所示的工具欄的D阻抗匹配|匹配步驟步驟3：在彈出的DataPoint窗口中進(jìn)行感應(yīng)線圈阻抗的輸入。選擇默認(rèn)的impedance(Ohm)按鈕；由于測量阻抗為幅值與相角，需在極坐標(biāo)下輸入，點(diǎn)選polar按鈕，在magnitude一欄輸入阻抗值100.25，在angle一欄輸入相角值72.153。在frequency一欄輸入160.000，選擇單位為kHz。再單擊OK

。阻抗匹配|匹配步驟步驟3：在彈出的DataPoint窗口中阻抗匹配|匹配步驟步驟4：輸入數(shù)據(jù)后，在smith圓圖中將出現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置，在圖中以紅色方框表示并旁注黑色數(shù)字1。阻抗匹配|匹配步驟步驟4：輸入數(shù)據(jù)后，在smith圓圖中將出阻抗匹配|匹配步驟步驟5：阻抗匹配的原則是將原始阻抗中的相角調(diào)整為0，通過并聯(lián)電容的方式可實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)選工具欄中的SHUNT(并聯(lián))下的C(電容)，屏幕中出現(xiàn)從位置1開始的黑色弧線，移動鼠標(biāo)可調(diào)整光標(biāo)位置。要實(shí)現(xiàn)相角調(diào)零，參照界面下方的VSWR一欄的Z值，使得顯示數(shù)值的虛部為0即可，或者移動光標(biāo)至黑色弧線與smith圓圖水平直徑所在的綠色線段的交叉點(diǎn)處，單擊鼠標(biāo)，將出現(xiàn)藍(lán)色弧線段。阻抗匹配|匹配步驟步驟5：阻抗匹配的原則是將原始阻抗中的相角阻抗匹配|匹配步驟步驟6：匹配結(jié)束后，在Schematic一欄下可查看等效電路，其中ZL表示原始輸入阻抗，圖標(biāo)“||”為匹配電容，電容值為9.4nF。由此可知，需對感應(yīng)線圈并聯(lián)9.4nF的電容，以使在160kHz頻率處，感應(yīng)線圈的阻抗的相角值為0。注意：取消點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，點(diǎn)擊兩次，完全清除。阻抗匹配|匹配步驟步驟6：匹配結(jié)束后，在Schematic一阻抗匹配|匹配步驟步驟7：要將電路模型導(dǎo)出至word文檔，點(diǎn)選主菜單的Edit-Copy，在彈出的CopytoClipboard窗口中進(jìn)行設(shè)置，單擊OK，即可在word文檔里通過Ctrl+V進(jìn)行復(fù)制。阻抗匹配完成后，對電容進(jìn)行容值測量，使其為9.4nF，此處的電容一般為瓷片電容，需具有300V以上的耐壓值。市場購買的電容標(biāo)稱值一般有較大誤差，需要通過實(shí)際容值測量確定其精確容值。準(zhǔn)備好電容后，將其與感應(yīng)線圈進(jìn)行并聯(lián)，并聯(lián)后仍需再次利用Agilent4294A型網(wǎng)絡(luò)分析儀對其精確阻抗進(jìn)行測量，觀察相角是否已調(diào)整為0，一般在正負(fù)10度范圍都可以接受。阻抗匹配|匹配步驟步驟7：要將電路模型導(dǎo)出至word文檔，點(diǎn)目錄阻抗分析儀簡介阻抗參數(shù)測量阻抗匹配阻抗分析儀掃頻測量數(shù)據(jù)存儲目錄阻抗分析儀簡介阻抗分析儀掃頻|原理原理：壓電片或傳感器諧振頻率點(diǎn)即為阻抗值變化最劇烈處。PZT阻抗分析儀掃頻|原理原理：壓電片或傳感器諧振頻率點(diǎn)即為阻抗值阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟1.打開電源2.開機(jī)自檢、校準(zhǔn)3.選擇測試模式按[Meas]鍵后配合軟鍵操作。如選擇|Z|-?模式，其中曲線A代表|Z|，曲線B代表?。阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟1.打開電源阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟4.按[Format]鍵，選擇樣式為LOG。阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟4.按[Format]鍵，選擇樣式阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟5.顯示設(shè)置a.按[Display]鍵b.軟鍵交替按下實(shí)現(xiàn)SPLITonOFF與SPLITONoff，即單、雙窗口切換。阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟5.顯示設(shè)置阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟6.頻帶寬度設(shè)置a.按[Bw/Avg]鍵b.軟鍵選擇帶寬為2。阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟6.頻帶寬度設(shè)置阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟7.掃查類型設(shè)置a.按[Sweep]鍵b.軟鍵選擇TYPE為LOG。阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟7.掃查類型設(shè)置8.輸入起始、終止掃描參數(shù)如：起始掃描參數(shù)為100Hz，終止掃描參數(shù)為300kHza.按[Start]鍵b.輸入“100”，依次按[1][0][0][x1]鍵c.按[Stop]鍵d.輸入“300”，依次按[3][0][0][k/m]鍵阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟8.輸入起始、終止掃描參數(shù)阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟9.自動調(diào)整曲線顯示為最適合當(dāng)前窗口a.按[A]鍵激活A(yù)曲線，[A]鍵左側(cè)黃燈亮b.按[ScaleRef]鍵c.按AUTOSCALE鍵自動調(diào)整|Z|d.按[B]鍵激活B曲線，[A]鍵左側(cè)黃燈亮e.按AUTOSCALE鍵自動調(diào)整?阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟9.自動調(diào)整曲線顯示為最適合當(dāng)前窗口阻抗分析儀掃頻|掃頻步驟阻抗分析儀掃頻|掃頻結(jié)果設(shè)計中心頻率為200kHz，掃頻中心頻率為207kHz，結(jié)果相對吻合。阻抗分析儀掃頻|掃頻結(jié)果設(shè)計中心頻率為200kHz，掃頻中心目錄阻抗分析儀簡介阻抗參數(shù)測量阻抗匹配阻抗分析儀掃頻測量數(shù)據(jù)存儲目錄阻抗分析儀簡介數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟1：使用82357A或82357BUSB/GPIB連接器連接4294A與PC。步驟2：運(yùn)行AgilentConnectionExpert軟件。雙擊單擊數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟1：使用82357A或82357BU數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟3：復(fù)制VISAaddress。數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟3：復(fù)制VISAaddress。數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟4：雙擊打開數(shù)據(jù)采集Excel。兩次點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟4：雙擊打開數(shù)據(jù)采集Excel。兩次點(diǎn)數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟5：啟用宏，確定。注意：數(shù)據(jù)采集時Rmt指示燈亮，阻抗分析儀前面板將不能操作，若進(jìn)行前面板操作，按下Local鍵即可。采集點(diǎn)數(shù)設(shè)置按[Sweep]鍵。數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟5：啟用宏，確定。數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟6：在DataTransfer窗口粘貼步驟3復(fù)制的VISAaddress，點(diǎn)擊GetData獲得數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊GetImage獲得圖像，保存。數(shù)據(jù)采集|采集步驟步驟6：在DataTransfer窗口粘數(shù)據(jù)采集|注意注意：當(dāng)用Matlab讀取并處理阻抗分析儀中采集并保存的數(shù)據(jù)時，每個Excel文檔都會出現(xiàn)DataTransfer的對話框，下面進(jìn)行相應(yīng)處理。數(shù)據(jù)采集|注意注意：當(dāng)用Matlab讀取并處理阻抗分析儀中采1)開發(fā)工具--->宏--->宏(M)Alt-F8

中發(fā)現(xiàn)刪除按鈕變灰，無法刪除2)工具--->宏--->VisualBasic編輯器--->模塊,刪除它就行了.3)VBA編輯器里，左邊有個象樹目錄的窗口，用右鍵點(diǎn)擊里面的東西->菜單選查看代碼，在右邊會打開一個代碼窗口，如果有代碼就刪除。4)如果樹目錄的窗口里有“模塊”，就用右鍵點(diǎn)擊選擇“移除模塊”。下頁開始逐步圖示數(shù)據(jù)采集|刪除Excel宏實(shí)際操作從第（3）步開始即可。1)開發(fā)工具--->宏--->宏(M)Alt-F8數(shù)據(jù)1)禁用殺毒軟件，防止資料備自動清除數(shù)據(jù)采集|刪除Excel宏1)禁用殺毒軟件，防止資料備自動清除數(shù)據(jù)采集|刪除Excel在EXCEL表中選擇工具->宏->安全性，將安全級別調(diào)整為中或者高數(shù)據(jù)采集|刪除Excel宏在EXCEL表中選擇工具->宏->安全性，