KEYSIGHT是(shi)德Agilent安(an)捷(jie)倫測量(liang)阻抗(kang)的(de)儀表

KEYSIGHT是(shi)德Agilent安捷倫測量(liang)阻抗(kang)的(de)8點(dian)提(ti)示(shi)應用(yong)指(zhi)南
測量電子(zi)器(qi)件(jian),
實現(xian)電路的設計(ji)性能提(ti)示(shi)1. 阻抗(kang)參(can)數的確(que)定和選(xuan)擇
提(ti)示(shi)2. 選(xuan)擇正(zheng)確的(de)測量(liang)條(tiao)件(jian)
提(ti)示(shi)3. 選(xuan)擇適(shi)當的儀(yi)器(qi)顯示(shi)參數
提(ti)示(shi) 4. 測量(liang)技術(shu)具(ju)有局限性
提(ti)示(shi)5. 進行(xing)校準(zhun)
提(ti)示(shi)6. 進行(xing)補償
提(ti)示(shi) 7. 消(xiao)除相位(wei)偏移(yi)和端(duan)口(kou)擴展的(de)誤差(cha)
提(ti)示(shi) 8. 夾(jia)具(ju)和連(lian)接器(qi)維護(hu)
目錄 首(shou)先需(xu)要了(le)解(jie)的基本(ben)知(zhi)識
測(ce)量阻抗(kang)有幾種(zhong)不同(tong)的(de)技術(shu)和(he)方(fang)法(fa)，應該根據(ju)測量(liang)的頻率範圍、要(yao)測(ce)量的阻抗(kang)參(can)數以及想要顯示(shi)的測(ce)量(liang)結(jie)果來選(xuan)擇壹(yi)個(ge)具體(ti)的測(ce)試技術(shu)。
自(zi)動(dong)平(ping)衡(heng)電橋(qiao)技術(shu)在(zai)從(cong)毫歐姆(mu)到兆(zhao)歐姆(mu)很寬的(de)阻抗(kang)測(ce)量範圍(wei)內有*的測量精度(du)，與之(zhi)相(xiang)適(shi)應的測(ce)量頻率範(fan)圍可(ke)以從幾Hz到110 MHz。
IV和(he) RF-IV技術(shu)在(zai)從(cong)毫歐姆(mu)到兆(zhao)歐姆(mu)的阻抗(kang)測(ce)量範圍(wei)內的(de)測量(liang)精度(du)同樣(yang)很好，與(yu)之相(xiang)適應測量(liang)頻率範圍(wei)可(ke)以從 40 Hz到3 GHz左右(you)。
傳輸/ 反射(she)技術(shu)在(zai)非(fei)常寬(kuan)的頻率(lv)範(fan)圍，從(cong) 5 Hz 到 110 GHz 以上(shang)，測量(liang) 50歐姆(mu)或(huo) 75歐姆(mu)附(fu)近的(de)阻抗(kang)值時(shi)，具有非常高(gao)的測量(liang)精度(du)。
LCR表和(he)阻抗(kang)分(fen)析(xi)儀的(de)主要區(qu)別(bie)之(zhi)壹(yi)是它們對(dui)測量結(jie)果的(de)顯示(shi)方(fang)式(shi)。
LCR表用(yong)數字顯示(shi)測量(liang)結(jie)果(guo)，而阻抗(kang)分(fen)析(xi)儀既(ji)可(ke)以用(yong)數字也(ye)可(ke)以用(yong)圖形(xing)顯示(shi)測量(liang)結(jie)果(guo)。
LCR 表或(huo)阻抗(kang)分(fen)析(xi)儀所采(cai)用(yong)的(de)測量技術(shu)和(he)儀(yi)表的(de)類(lei)型(xing)無關，根據(ju)測量(liang)的頻率範圍，它(ta)們可(ke)以采用(yong)RFIV、 IV或(huo)自(zi)動(dong)平(ping)衡(heng)電橋(qiao)技術(shu)。
用(yong)戶會(hui)出(chu)於(yu)各種(zhong)原(yuan)因(yin)而(er)需(xu)要測(ce)量器件的阻抗(kang)。壹(yi)個(ge)典型的情(qing)況是工程(cheng)師們需(xu)要對(dui)用(yong)在(zai)其(qi)所設計(ji)的(de)電路中的器(qi)件的(de)阻抗(kang)特(te)性進行(xing)測量，因(yin)為(wei)通常情(qing)況下這些(xie)器(qi)件的供應商只(zhi)給(gei)出了器(qi)件(jian)阻抗(kang)值的(de)額(e)定數據(ju)。
在(zai)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)上(shang)，在(zai)決(jue)定產(chan)品的(de)zui終設計(ji)性能，甚(shen)至決(jue)定制成品的(de)生(sheng)產(chan)時都會(hui)與(yu)產(chan)品所用(yong)器(qi)件的阻抗(kang)值有關，zui終產(chan)品的(de)性能和(he)質量(liang)會(hui)受(shou)到器件(jian)的測量精度(du)以及對器件(jian)的(de)測(ce)量是(shi)否夠全面的(de)影響。
這(zhe)份資料提(ti)供壹(yi)些(xie)有用(yong)的(de)信息(xi)
來幫助工程(cheng)師們熟悉(xi)自動(dong)平(ping)衡(heng)電橋(qiao)、IV 和(he)RF-IV 測試(shi)技術(shu)的(de)使(shi)用(yong)。對(dui)於(yu)使用(yong)反射(she)法(fa)測(ce)量(liang)阻抗(kang)的(de)技術(shu)人員(yuan)，可(ke)以從安捷倫編號(hao)為 1291-1的(de)應用(yong)指(zhi)南“提(ti)高(gao)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀使(shi)用(yong)能(neng)力的8條(tiao)提(ti)
示(shi)” ( 文(wen)獻編(bian)號(hao)為 5965-8166CHCN) 中找到(dao)類(lei)似的(de)信(xin)息(xi)。
圖0-1. 各種(zhong)測量(liang)方(fang)法(fa)和(he)相(xiang)應的測(ce)量精度(du)範圍(wei)
阻抗(kang)測(ce)量範圍(wei) (Ω)
測量(liang)頻率(lv)範(fan)圍(wei)(Hz)
自(zi)動(dong)平(ping)衡(heng)電橋(qiao)
IV
10%精度(du)範圍(wei)
傳輸/反射(she)
RF-IV
2提(ti)示(shi) 1.
阻抗(kang)參(can)數的確(que)定和選(xuan)擇
阻抗(kang)是(shi)表征(zheng)電子(zi)器(qi)件(jian)特(te)性的參(can)數之壹(yi)。阻抗(kang) (Z) 的(de)定義(yi)是(shi)器(qi)件(jian)在(zai)給(gei)定的頻率下對交流電流(liu)(AC) 所起(qi)的阻礙作用(yong)。
阻抗(kang)通常用(yong)復(fu)數量( 矢(shi)量(liang)) 的形(xing)式來表示(shi)，可(ke)以把它畫(hua)在(zai)極(ji)坐(zuo)標(biao)上(shang)。
坐(zuo)標(biao)的*和(he)第二(er)象限分別(bie)對應正(zheng)的電感(gan)值和(he)正(zheng)的電容(rong)值; 第(di)三和(he)第(di)四(si)象(xiang)限則代(dai)表負(fu)的電阻值。阻抗(kang)矢(shi)量(liang)
由實(shi)部(bu) (電阻 — R)和虛部(電抗(kang) —X)組(zu)成。
圖1-1所示(shi)是阻抗(kang)矢(shi)量(liang)的值落在(zai)極(ji)坐(zuo)標(biao)系統(tong)中*象限的情(qing)況。
電容(rong) (C)和電感(gan) (L)的(de)值可(ke)從電阻
(R)和電抗(kang)(X)值中推導出(chu)來。電抗(kang)的(de)
兩種(zhong)形(xing)式分(fen)別(bie)是感抗(kang)(XL)和(he)容(rong)抗(kang)(XC)。
品(pin)質因(yin)數(Q) 和損(sun)耗因(yin)數(D) 也(ye)
可(ke)從電阻和電抗(kang)的(de)值中推導出(chu)來，
這兩(liang)個(ge)參數是表示(shi)電抗(kang)純(chun)度(du)的。當Q
值偏大或(huo) D 值偏小時，電路的質量(liang)
更(geng)高(gao)。 Q的(de)定義(yi)是(shi)器(qi)件(jian)所儲(chu)存(cun)的能(neng)量
與其做消(xiao)耗的(de)能量(liang)的(de)比(bi)值。 D是(shi)Q的
倒數。 D 還等(deng)於(yu)“ tan δ”，其中 δ 是
介(jie)質損(sun)耗角(jiao) (δ是(shi)相(xiang)位角(jiao) θ的(de)余(yu)角(jiao) )。 D
和(he)Q均(jun)屬於(yu)無量(liang)綱的(de)量(liang)。
圖1-2顯示(shi)的是(shi)阻抗(kang)與(yu)可(ke)以從阻
抗(kang)值中所推(tui)導出(chu)的參數的關(guan)系。
圖 1-1. 阻抗(kang)的(de)矢(shi)量(liang)表示(shi) 圖1-2. 電容(rong)器和(he)電感(gan)器(qi)參數
虛部(bu)
電感(gan)器(qi)
電容(rong)器
實(shi)部(bu)
3提(ti)示(shi) 2.
選(xuan)擇正(zheng)確的(de)測量(liang)條(tiao)件(jian)
器(qi)件(jian)制(zhi)造商(shang)給(gei)出的器(qi)件(jian)阻抗(kang)值
所代(dai)表的(de)是在(zai)規(gui)定的測量條(tiao)件(jian)下器
件所能(neng)達(da)到(dao)的(de)性能，以及在(zai)生(sheng)產(chan)這
些(xie)器(qi)件時所允(yun)許(xu)出(chu)現(xian)的(de)器(qi)件性能的(de)
偏差。如果在(zai)設計(ji)電路時需(xu)要很精
確地知道(dao)所使(shi)用(yong)器(qi)件的性能的(de)話，
就有必要專(zhuan)門對(dui)器(qi)件(jian)進行(xing)測量來驗(yan)
證其實際值與(yu)標(biao)稱值之(zhi)間的偏差，
或(huo)在(zai)不(bu)同於(yu)制造(zao)商測試(shi)條(tiao)件(jian)的(de)實(shi)際
工作條(tiao)件(jian)下測量器件(jian)的(de)阻抗(kang)參(can)數。
由於(yu)寄生(sheng)電感(gan)、電容(rong)和電阻的
存在(zai)，所有器件的特(te)性會(hui)隨(sui)著測量(liang)
頻率的變化(hua)而(er)變化(hua)的(de)現(xian)象(xiang)是(shi)非常常
見(jian)的。
圖2-1顯示(shi)的是(shi)壹(yi)個(ge)常用(yong)的(de)電容(rong)
器在(zai)理想情(qing)況下其阻抗(kang)隨(sui)頻率變化(hua)的(de)
特(te)性和實(shi)際上(shang)有寄生(sheng)參數存在(zai)時(shi)其阻
抗(kang)隨(sui)頻率變化(hua)的(de)特(te)性之間的差別。
圖2-1. 電容(rong)器的(de)頻(pin)率(lv)特(te)征(zheng)
器件(jian)阻抗(kang)的(de)測量結(jie)果還會(hui)受(shou)到
在(zai)測(ce)量時所選(xuan)擇的(de)測量信(xin)號(hao)的大(da)小
的影響，圖2-2顯示(shi)的是(shi)阻抗(kang)測(ce)量結
果(guo)隨著(zhe)交流(liu)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)的大(da)小而變化(hua)
的(de)情(qing)況:
● 電容(rong)值(或(huo)材(cai)料的(de)介(jie)電常數，即 K
值)的(de)測量結(jie)果(guo)會(hui)依(yi)賴於(yu)交流(liu)測量
信(xin)號(hao)電壓值的(de)大小。
● 電感(gan)值(或(huo)材(cai)料的(de)磁滯特(te)性)的測(ce)
量結(jie)果(guo)會(hui)依(yi)賴於(yu)交流(liu)測量信(xin)號(hao)電流(liu)
值的(de)大小。
如(ru)圖 3和其中的公(gong)式所示(shi)，在(zai)測(ce)
量時實際施加(jia)在(zai)被(bei)測(ce)器(qi)件兩側(ce)的交(jiao)
流電壓VDUT是和它自(zi)身的阻抗(kang)、信(xin)
號(hao)源的(de)內阻以及信號(hao)源的(de)輸出電壓
有關的。
使用(yong)儀(yi)表的(de)自動(dong)電平(ping)控制 (ALC)
功(gong)能(neng)可(ke)使被(bei)測(ce)器(qi)件 (DUT)兩側(ce)的電壓
保持在(zai)壹(yi)個(ge)恒(heng)定的值上(shang)。如果(guo)儀(yi)表
內(nei)部沒(mei)有ALC功能但(dan)是(shi)有監測信號(hao)大
小(xiao)的功能，可(ke)以利用(yong)這(zhe)個(ge)功能(neng)給(gei)這
種(zhong)儀表編(bian)寫壹個(ge)相當於(yu)ALC功能(neng)的控
制程(cheng)序來保證被(bei)測(ce)器(qi)件兩端(duan)上(shang)的電
壓穩(wen)定。
通過(guo)控制測(ce)量(liang)積分時(shi)間(相當於(yu)
數據(ju)采集(ji)時(shi)間)可(ke)以去(qu)除測量(liang)中不需(xu)
要的(de)信號(hao)的影(ying)響。利用(yong)平(ping)均(jun)值功(gong)能
可(ke)以降低測量(liang)結(jie)果(guo)中的隨(sui)機噪(zao)聲。
延(yan)長積(ji)分時間或(huo)增(zeng)加平(ping)均(jun)計(ji)算(suan)的次(ci)
數可(ke)以提(ti)高(gao)測量精度(du)，但(dan)也(ye)會(hui)降(jiang)低
測量(liang)速度(du)。在(zai)儀(yi)表的(de)操作手(shou)冊中對
這(zhe)部分(fen)內(nei)容(rong)都有詳細(xi)的解(jie)釋(shi)。
其(qi)它有可(ke)能影響測(ce)量(liang)結果(guo)的物
理和(he)電氣(qi)因(yin)素(su)還包括(kuo)直(zhi)流偏置、溫(wen)
度(du)、濕度(du)、磁場(chang)強(qiang)度(du)、光強(qiang)度(du)、振
動(dong)和(he)時(shi)間等。
圖 2-2. 測量結果(guo)對(dui)測(ce)量信(xin)號(hao)大小(xiao)的依賴性 圖2-3. 實際施加(jia)到(dao)被(bei)測(ce)器(qi)件上(shang)的信(xin)號(hao)和保(bao)證信號(hao)穩(wen)定的原(yuan)理
相(xiang)位(wei)(實際值)
阻抗(kang)(實(shi)際值)
阻抗(kang)(理想值)
相(xiang)位(理想值)
高(gao)介(jie)電常數
中等介(jie)電常數
低介(jie)電常數
(無依(yi)賴性)
交流(liu)測試(shi)電壓 交流測試(shi)電流(liu)
(無(wu)依賴性)
激勵(li)源內(nei)阻
激勵源
反饋(kui)
(a) 陶(tao)瓷(ci)電容(rong)器測(ce)量(liang)結(jie)果對
交(jiao)流電壓值的(de)依賴性
(b) 磁芯(xin)電感(gan)器(qi)測量(liang)結果
對交流(liu)電流(liu)值的(de)依賴性 被(bei)測(ce)器(qi)件
4提(ti)示(shi) 3.
選(xuan)擇適(shi)當的儀(yi)器(qi)顯示(shi)參數
現(xian)在(zai)有很多阻抗(kang)測(ce)量儀器(qi)都能夠(gou)
測量(liang)阻抗(kang)矢(shi)量(liang)的實(shi)部(bu)和(he)虛部，然後(hou)再
把(ba)它們轉(zhuan)換(huan)為其(qi)它(ta)所需(xu)要的(de)參數。
如果(guo)壹個(ge)測量(liang)結果(guo)顯示(shi)為阻抗(kang)
(Z)和(he)相位(θ)，那(na)麽被(bei)測(ce)器(qi)件的主要
參(can)數(R、 C、 L) 和其(qi)它所有寄生(sheng)參數
所表現(xian)出(chu)來的綜(zong)合特(te)性就體現(xian)在(zai)|Z|
和(he)θ的數值的(de)大小上(shang)。
如果(guo)要(yao)想顯示(shi)壹個(ge)被(bei)測(ce)器(qi)件除阻
抗(kang)和(he)相角(jiao)以外(wai)的(de)其它(ta)參(can)數，可(ke)以使用(yong)
它(ta)的二(er)元模(mo)型等(deng)效電路，如圖3-1所
示(shi)。在(zai)區(qu)分(fen)這(zhe)些(xie)基於(yu)串(chuan)聯(lian)或(huo)並聯電路
模式的二(er)元模(mo)型時(shi)，我們用(yong)腳(jiao)註“ p”
代(dai)表並聯模(mo)型(xing)，用(yong)“ s”代(dai)表串(chuan)聯(lian)模型(xing)，
例(li)如(ru)Rp、 Rs、 Cp、 Cs、 Lp或(huo)Ls。
在(zai)現(xian)實(shi)世(shi)界中沒(mei)有器件是純(chun)粹(cui)的(de)
的電阻、純粹的電容(rong)、純粹(cui)的(de)電感(gan)。
任(ren)何常用(yong)的(de)器件通常都會(hui)有壹些(xie)寄(ji)生(sheng)
參數(例(li)如(ru)由(you)器(qi)件(jian)的引腳、材(cai)料等(deng)引
起(qi)的寄(ji)生(sheng)電阻、寄生(sheng)電感(gan)和(he)寄生(sheng)電
容(rong))存在(zai)，表現(xian)器(qi)件(jian)主要特(te)性的部(bu)分
和(he)寄(ji)生(sheng)參數部分(fen)結合(he)在(zai)壹(yi)起(qi)會(hui)使(shi)壹個(ge)
簡(jian)單的器件在(zai)實(shi)際工作中表現(xian)得(de)就像
壹個(ge)復(fu)雜的(de)電路壹樣。
近年來新推(tui)出(chu)的阻抗(kang)分(fen)析(xi)儀都帶
有等效電路分析(xi)的功(gong)能(neng)，可(ke)以用(yong)
三元(yuan)或(huo)四(si)元電路模型的形(xing)式對(dui)測(ce)量結
果(guo)進行(xing)進壹步的分(fen)析(xi)，如圖3-2所示(shi)。
使用(yong)這(zhe)種(zhong)等效電路分析(xi)功能(neng)可(ke)對器件
更(geng)為(wei)復(fu)雜的(de)寄生(sheng)效應進行(xing)全面分(fen)析(xi)。
圖 3-1. 測量結果(guo)的(de)等(deng)效電路模型 圖3-2. 等效電路分析(xi)功能(neng)
電容(rong)器等(deng)效電路
串(chuan)聯(lian)模型(xing) 並聯模(mo)型(xing)
簡(jian)化(hua)為(wei)二(er)元模(mo)型
等(deng)效電路模型
磁芯(xin)損(sun)耗較高
的(de)電感(gan)器(qi)
電容(rong)器
電感(gan)器(qi)和
電阻器
諧(xie)振器(qi)
高阻值
電阻器
5提(ti)示(shi) 4.
測量(liang)技術(shu)具(ju)有局限性
在(zai)產(chan)品設計(ji)和(he)生(sheng)產(chan)制造(zao)的(de)測量
中，我們經(jing)常被(bei)問(wen)到(dao)的問題恐(kong)怕(pa)就
是:“測(ce)量(liang)結果(guo)的精度(du)有多高 ?”
儀器(qi)的(de)測(ce)量精度(du)實際上(shang)取決(jue)於(yu)
被(bei)測(ce)器(qi)件的阻抗(kang)值和(he)所采(cai)用(yong)的(de)測量
技術(shu)，如(ru)第(di)2頁圖0-1所示(shi)。
在(zai)確(que)定測量結果(guo)的精度(du)時，需(xu)
要把(ba)測量到的被(bei)測(ce)器(qi)件的阻抗(kang)值和(he)
所使(shi)用(yong)儀(yi)表在(zai)所適(shi)用(yong)的(de)測量條(tiao)件(jian)下
的精度(du)進行(xing)比(bi)較才(cai)可(ke)以知道。
圖4-1顯示(shi)了在(zai)測(ce)量頻率為(wei)1 MHz
時(shi)， 1 nF電容(rong)器的(de)阻抗(kang)值為(wei)159 Ω。
儀表關(guan)於(yu)D值和(he)Q值的(de)測量精度(du)
的指(zhi)標(biao)通常不(bu)同於(yu)儀表關(guan)於(yu)其它(ta)阻
抗(kang)參(can)數測量(liang)精度(du)的技術(shu)指(zhi)標(biao)。
對於(yu)低損(sun)耗(D 值很低， Q 值很
高 ) 器(qi)件， R 值相(xiang)對於(yu) X 值而(er)言(yan)是(shi)非(fei)
常小(xiao)的。 R 值的(de)細(xi)小變化(hua)將會(hui)引(yin)起(qi)Q
值的(de)很大變化(hua)，如(ru)圖 4-2所示(shi)。
如果(guo)測(ce)量(liang)結果(guo)的誤差(cha)跟(gen)所測(ce)到(dao)
得的(de)R的值相(xiang)近似的(de)話(hua)，就會(hui)導致(zhi) D
或(huo)Q值的(de)測量結(jie)果(guo)是(shi)負(fu)數的現(xian)象(xiang)。
需(xu)要時(shi)刻註意(yi)的(de)是(shi)，測(ce)量(liang)結果(guo)
的(de)誤差(cha)包括(kuo)儀(yi)表自(zi)身的測量(liang)誤差(cha)和(he)
測量(liang)夾(jia)具(ju)引起(qi)的誤(wu)差(cha)。
圖 4-1. 電容(rong)器的(de)阻抗(kang)值和(he)所選(xuan)擇的(de)測量頻(pin)率有關 圖4-2. Q值測(ce)量誤差(cha)的(de)示(shi)意(yi)圖
用(yong)1 MHz的(de)測量頻(pin)率(lv)測量(liang)1 nF
的(de)電容(rong)器
電容(rong)器的(de)阻抗(kang)值
測(ce)試頻率(lv)(Hz)
阻抗(kang)(Ω)
6提(ti)示(shi) 5.
進行(xing)校準(zhun)
進行(xing)校準(zhun)的目的是給(gei)儀表定義(yi)
壹(yi)個(ge)能夠(gou)保證測量精度(du)的基準(zhun)面(mian)，
如圖5-1所示(shi)。通常都是在(zai)儀(yi)表的(de)測
量(liang)端(duan)口(kou)上(shang)進行(xing)校準(zhun)，在(zai)測(ce)量時用(yong)校
準(zhun)數據(ju)對原(yuan)始(shi)數據(ju)進行(xing)修(xiu)正(zheng)。
安捷(jie)倫科技采(cai)用(yong)自(zi)動(dong)平(ping)衡(heng)電橋(qiao)
技術(shu)的(de)儀(yi)表在(zai)出(chu)廠時(shi)或(huo)是(shi)在(zai)維修(xiu)中
心都做過(guo)基礎(chu)的(de)校準(zhun)，可(ke)以在(zai)壹(yi)定
時期(qi)內( 通常為(wei) 12 個(ge)月(yue) )，不論在(zai)測(ce)
量中對儀(yi)表進(jin)行(xing)何種(zhong)設置，測(ce)量結(jie)
果都可(ke)以達(da)到(dao)儀(yi)表指(zhi)標(biao)規定的測量
精度(du)，操作人員(yuan)使用(yong)這(zhe)種(zhong)儀表時(shi)是
不(bu)需(xu)要進(jin)行(xing)校準(zhun)操作的。
對不采(cai)用(yong)自(zi)動(dong)平(ping)衡(heng)電橋(qiao)技術(shu)的(de)
儀(yi)表而(er)言(yan)，在(zai)儀(yi)表初(chu)始化(hua)和(he)設置好(hao)
測量(liang)條(tiao)件(jian)之(zhi)後(hou)，使用(yong)壹(yi)套校準(zhun)件對(dui)
儀(yi)表進(jin)行(xing)基礎(chu)校準(zhun)是必(bi)須(xu)的。在(zai)使(shi)
用(yong)校準(zhun)件對(dui)這(zhe)類(lei)儀(yi)表進(jin)行(xing)校準(zhun)時，
這(zhe)個(ge)提(ti)示(shi)所提(ti)供的(de)信息(xi)是很有用(yong)的(de)。
壹些(xie)測(ce)量儀表還提(ti)供固(gu)定校準(zhun)
模式(shi)和(he)用(yong)戶校準(zhun)模式(shi)供使(shi)用(yong)者選(xuan)擇。
固(gu)定校準(zhun)模式(shi)是(shi)在(zai)預先設定( 固定 )
的頻率上(shang)對校準(zhun)件進(jin)行(xing)測量得(de)到(dao)校
準(zhun)數據(ju)。在(zai)固(gu)定校準(zhun)頻點(dian)之間，校
準(zhun)數據(ju)可(ke)以通過(guo)內(nei)插法(fa)計(ji)算(suan)出來。
固定校準(zhun)模式(shi)在(zai)固(gu)定校準(zhun)頻率(lv)
之(zhi)間的頻點(dian)上(shang)的內(nei)插(cha)數據(ju)有時會(hui)存(cun)
在(zai)較大的(de)誤差(cha)，當測量(liang)頻(pin)率較高時(shi)
這些(xie)內(nei)插校準(zhun)數據(ju)的誤(wu)差可(ke)能會(hui)非(fei)
常大(da)。
用(yong)戶校準(zhun)模式(shi)是(shi)在(zai)與(yu)實際測量(liang)
中所選(xuan)擇使(shi)用(yong)的(de)頻率*壹(yi)樣(yang)的頻(pin)
點(dian)上(shang)對校準(zhun)件進(jin)行(xing)測量得(de)到(dao)教(jiao)準數
據(ju)，對於(yu)壹些(xie)具(ju)體的測量而(er)言(yan)，用(yong)
戶校準(zhun)模式(shi)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)校準(zhun)數據(ju)的內(nei)
插誤差。
特(te)別(bie)需(xu)要註意(yi)的(de)是(shi)，用(yong)戶校準(zhun)
模式(shi)得(de)到(dao)的校準(zhun)數據(ju)僅(jin)對(dui)測量條(tiao)件(jian)
和(he)校準(zhun)條(tiao)件(jian) ( 指(zhi)儀(yi)表的(de)狀(zhuang)態 ) *壹(yi)
樣(yang)的(de)情(qing)況有效。
圖 5-1. 校準(zhun)面
通過(guo)校準(zhun)定義(yi)壹(yi)個(ge)測量(liang)精度(du)達(da)到(dao)指(zhi)標(biao)規定的基準(zhun)
阻抗(kang)分(fen)析(xi)儀
校準(zhun)面
校準(zhun)標(biao)準件(jian)
短(duan)路 開(kai)路 負(fu)載(zai)
低(di)損(sun)耗
電容(rong)器 *
*Agilent 4291B、
4286A和(he)4287A
7提(ti)示(shi) 6.
進行(xing)補償
補償不(bu)同於(yu)校準(zhun)，補償對(dui)提(ti)高(gao)
測量精度(du)的效果取(qu)決(jue)於(yu)儀器(qi)的校準(zhun)
精度(du)，因(yin)次(ci)必(bi)須(xu)在(zai)校準(zhun)完成之後(hou)再
執行(xing)補償的(de)操作。
如果可(ke)以把被(bei)測(ce)器(qi)件直接連(lian)在(zai)
校準(zhun)面上(shang)進行(xing)測量，那(na)麽儀(yi)表的(de)測
量(liang)結(jie)果是能(neng)夠(gou)達(da)到(dao)指(zhi)標(biao)所規(gui)定的精
度(du)要求(qiu)的(de)。但(dan)是(shi)，通常都會(hui)在(zai)校準(zhun)
面和(he)被(bei)測(ce)器(qi)件之間連(lian)接壹(yi)個(ge)測試(shi)夾(jia)
具(ju)或(huo)適(shi)配器，因(yin)而(er)必須(xu)對這(zhe)種(zhong)中間
部件的殘留(liu)阻抗(kang)進(jin)行(xing)補償才(cai)可(ke)以得
到的測(ce)量(liang)結(jie)果。
由(you)測試(shi)夾(jia)具(ju)或(huo)適(shi)配器引起(qi)的測(ce)
量(liang)誤差(cha)可(ke)能會(hui)非(fei)常大(da)，而總的測量
精度(du)是由(you)儀(yi)器(qi)的精度(du)和被(bei)測(ce)器(qi)件與
校準(zhun)面之(zhi)間的誤差源組(zu)成的。
驗(yan)證補償的(de)效果是(shi)否能使隨後(hou)
的測(ce)量正(zheng)常進(jin)行(xing)是非常重(zhong)要的(de)。壹(yi)
般(ban)而言(yan)，在(zai)補償時(shi)，開(kai)路條(tiao)件(jian)下的
補償測(ce)量器件的(de)阻抗(kang)值應當至少(shao)是
被(bei)測(ce)器(qi)件阻抗(kang)值的(de) 100倍(bei)以上(shang)，而短(duan)
路條(tiao)件(jian)下的阻抗(kang)值應當低於(yu)被(bei)測(ce)器(qi)
件阻抗(kang)值的(de) 1/100。
開(kai)路補償可(ke)降低或(huo)消(xiao)除雜散(san)電
容(rong)，而短(duan)路補償可(ke)降低或(huo)消(xiao)除測量(liang)
夾(jia)具(ju)引起(qi)的能(neng)夠(gou)導致(zhi)誤(wu)差增(zeng)大的(de)殘
留(liu)電阻和電感(gan)。
在(zai)進(jin)行(xing)開(kai)路或(huo)短(duan)路補償測(ce)量時，
應該使(shi)補償器(qi)件兩個(ge)引腳(jiao) ( 即所謂
UNKNOWN 引腳(jiao)) 之間的距離(li)與實際
測量(liang)時被(bei)測(ce)器(qi)件引腳之間的距離(li)壹
樣，這(zhe)樣可(ke)以保證補償測(ce)量和實際
測量(liang)所碰(peng)到(dao)的寄(ji)生(sheng)阻抗(kang)是(shi)壹致(zhi)的(de)。
當測量(liang)端(duan)口(kou)被(bei)擴(kuo)展(zhan)到安捷倫提(ti)
供的(de)標(biao)準夾(jia)具(ju)距離(li)之外(wai)、或(huo)者用(yong)戶使(shi)
用(yong)自(zi)己設計(ji)的(de)測量夾(jia)具(ju)、或(huo)者在(zai)測(ce)
量系統(tong)中還使(shi)用(yong)了(le)掃(sao)描(miao)儀(yi)時 — 這
些(xie)情(qing)況都涉及(ji)到(dao)在(zai)測(ce)量中又引(yin)入了
額(e)外(wai)的(de)無源(yuan)器(qi)件或(huo)電路 (例(li)如(ru)巴(ba)侖(lun)、
衰減(jian)器、濾波器等)，那(na)麽在(zai)做補償時(shi)，
除了要(yao)做開(kai)路和短(duan)路補償之(zhi)外(wai)，還
要(yao)做負(fu)載(zai)補償。進(jin)行(xing)負(fu)載(zai)補償所用(yong)
到(dao)的器件(jian)的(de)阻抗(kang)值壹(yi)定是已知的(de)而
且(qie)要，並且還應當選(xuan)擇與(yu)被(bei)測(ce)
器(qi)件的阻抗(kang)( 在(zai)全(quan)部的測試(shi)條(tiao)件(jian)下 )
和尺寸類(lei)似的(de)器(qi)件做負(fu)載(zai)補償器(qi)件。
可(ke)把性能很穩(wen)定的電阻器或(huo)電容(rong)器
當成負(fu)載(zai)補償測(ce)量器件使(shi)用(yong)。
在(zai)選(xuan)擇補償器(qi)件時壹種(zhong)比(bi)較實
際的做法(fa)是(shi)先(xian)用(yong)壹(yi)個(ge)標(biao)準夾(jia)具(ju)，在(zai)
進(jin)行(xing)完開(kai)路和短(duan)路補償之(zhi)後(hou)再去(qu)測
量準備當補償負(fu)載(zai)用(yong)的(de)器件，用(yong)這(zhe)
種(zhong)方(fang)法(fa)來確定負(fu)載(zai)補償器(qi)件的阻抗(kang)
值，然後(hou)可(ke)以把這個(ge)阻抗(kang)值輸入給(gei)
儀表作為補償測(ce)量標(biao)準件(jian)的值。
圖 6-1. 開(kai)路/短(duan)路補償
阻抗(kang)測(ce)量
儀器(qi)
測試(shi)夾(jia)具(ju)
被(bei)測(ce)器(qi)件
Zs: 測試夾(jia)具(ju)的剩余阻抗(kang)
Yo: 測(ce)試夾(jia)具(ju)的剩余導納(na)
Zm: 測(ce)量值
Zdut: 被(bei)測(ce)器(qi)件阻抗(kang)
8提(ti)示(shi) 7.
消(xiao)除相位(wei)偏移(yi)和端(duan)口(kou)擴展的(de)誤差(cha)
通過(guo)電纜長(chang)度(du)校正(zheng)、端(duan)口(kou)擴展或(huo)
電延(yan)遲，可(ke)將校準(zhun)面擴(kuo)展(zhan)至測量(liang)電纜
末端(duan)或(huo)夾(jia)具(ju)表面(mian)，這些(xie)種(zhong)校正(zheng)可(ke)降低
或(huo)消(xiao)除測量(liang)電路中的相(xiang)移(yi)誤差
當需(xu)要把(ba)儀表的(de)測量(liang)端(duan)口(kou)延伸
使(shi)其遠離(li)校準(zhun)面時(shi)，如(ru)圖 7-1所示(shi)，
延長(chang)電纜的(de)電氣(qi)特(te)征(zheng)會(hui)影(ying)響總的測
量性能。以下這些(xie)辦(ban)法(fa)可(ke)以降低這
些(xie)影(ying)響:
● 盡量(liang)使(shi)用(yong)短(duan)的電纜來做測(ce)量(liang)端(duan)口(kou)的
延伸(shen)。
● 使用(yong)高(gao)度(du)屏(ping)蔽(bi)的同(tong)軸(zhou)電纜，以阻隔
外(wai)部(bu)噪(zao)聲產(chan)生(sheng)的影(ying)響。
● 盡量(liang)使(shi)用(yong)損(sun)耗非(fei)常小(xiao)的同軸(zhou)電纜，
因(yin)為(wei)在(zai)擴(kuo)展測量端(duan)口(kou)的操作中是假(jia)
設不存(cun)在(zai)電纜損(sun)耗的(de)，因(yin)此損(sun)耗zui
小(xiao)的電纜可(ke)以避免測(ce)量(liang)精度(du)的
劣(lie)化(hua)。
開(kai)路/ 短(duan)路補償無(wu)法(fa)減(jian)少(shao)由測(ce)
試夾(jia)具(ju)引起(qi)的相(xiang)移(yi)誤差。
在(zai)測(ce)量頻率達(da)到(dao)射(she)頻(pin)範(fan)圍時，
應當在(zai)延(yan)長電纜的(de)末端(duan)進(jin)行(xing)校準(zhun)。
如果(guo)在(zai)延(yan)長電纜的(de)末端(duan)不(bu)能(neng)連(lian)接校
準(zhun)件，那(na)麽當延長(chang)電纜比(bi)較短(duan)而且
特(te)性很好時(shi)，可(ke)以用(yong)端(duan)口(kou)延伸來代(dai)
替校準(zhun)。
在(zai)使(shi)用(yong)自(zi)動(dong)平(ping)衡(heng)電橋(qiao)儀(yi)表的(de)情(qing)
況下，如果測量(liang)電纜或(huo)延(yan)伸電纜是(shi)
非(fei)標(biao)準的(de)( 不是由安捷(jie)倫提(ti)供的(de))，
那(na)麽應該電纜或(huo)夾(jia)具(ju)的末端(duan)進(jin)行(xing)開(kai)
路/短(duan)路/負(fu)載(zai)補償。安(an)捷倫自動(dong)平(ping)
衡(heng)電橋(qiao)儀(yi)表所使(shi)用(yong)的(de)端(duan)口(kou)延長標(biao)準
電纜(1、 2或(huo) 4米(mi))使用(yong)電纜長(chang)度(du)補償
數據(ju)進行(xing)誤差校正(zheng)，通常在(zai)使(shi)用(yong)時(shi)
應該把(ba)這些(xie)標(biao)準延(yan)長電纜末端(duan)的(de)屏(ping)
蔽(bi)層連(lian)接到(dao)壹起(qi)。
任何形(xing)式的(de)端(duan)口(kou)擴展都有局限
性，它們都會(hui)因(yin)為(wei)測量電路的損(sun)耗
和(he)/ 或(huo)相(xiang)位偏移(yi)而引起(qi)測量(liang)誤(wu)差，
在(zai)進(jin)行(xing)端(duan)口(kou)延伸之(zhi)前必(bi)須(xu)要對(dui)這種(zhong)
操作的局限性有清(qing)楚的了(le)解(jie)。
圖 7-1. 測量端(duan)口(kou)擴展
阻抗(kang)測(ce)量
儀器(qi)
延長(chang)電纜
被(bei)測(ce)器(qi)件
測試夾(jia)具(ju)
9提(ti)示(shi) 8.
夾(jia)具(ju)和連(lian)接器(qi)維護(hu)
高(gao)質量(liang)的電氣(qi)連(lian)接能(neng)夠確保(bao)進(jin)
行(xing)精密的(de)測(ce)量。每壹次(ci)把(ba)被(bei)測(ce)器(qi)件
與儀表或(huo)測(ce)量電纜、夾(jia)具(ju)進行(xing)連(lian)接
時(shi)，接合(he)面的特(te)征(zheng)都會(hui)隨(sui)著連(lian)接的(de)
質量(liang)而有所不(bu)同(tong)，接合(he)面的阻抗(kang)失(shi)
配會(hui)影(ying)響測(ce)試(shi)信號(hao)的傳播(bo)。
應當經常留(liu)意(yi)測(ce)試(shi)端(duan)口(kou)的接合(he)
表面(mian)、適配器、校準(zhun)標(biao)準件(jian)、夾(jia)具(ju)
連(lian)接器(qi)和測試(shi)夾(jia)具(ju)等的(de)質量(liang)和狀(zhuang)態。
連(lian)接的(de)質量(liang)取決(jue)於(yu)以下因(yin)素(su):
● 連(lian)接的(de)組(zu)成部分(fen)
● 采(cai)用(yong)的(de)技術(shu)
● 經(jing)常進(jin)行(xing)高質量(liang)維護(hu)
● 保(bao)證清(qing)潔(jie)度(du)
● 按照(zhao)標(biao)準要(yao)求(qiu)保(bao)存儀(yi)表和(he)部件(jian)
連(lian)接的(de)組(zu)成部分(fen)
俗(su)話說(shuo)“壹環(huan)薄(bo)弱(ruo)，全(quan)局必(bi)垮(kua)”。
測(ce)量(liang)系(xi)統(tong)也(ye)是如(ru)此。如果測(ce)試系(xi)統(tong)
中使用(yong)了(le)低質量(liang)的電纜、適(shi)配器或(huo)
夾(jia)具(ju)，那(na)麽系(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)質量(liang)都會(hui)降(jiang)
到zui低水平(ping)。
采(cai)用(yong)的(de)技術(shu)
通過(guo)使(shi)用(yong)力(li)矩扳(ban)手(shou)和壹些(xie)常識，
可(ke)確保在(zai)進(jin)行(xing)重(zhong)復(fu)連(lian)接時(shi)不出現(xian)器(qi)
件(jian)損(sun)壞。器(qi)件(jian)損(sun)壞包括(kuo)配合表面(mian)的
刮痕(hen)和變形(xing)。
經常進(jin)行(xing)高質量(liang)維護(hu)
多(duo)數測量(liang)部件(jian)接合(he)表面(mian)的部(bu)分(fen)
都是可(ke)以替換(huan)的，把(ba)已(yi)經(jing)多次(ci)使(shi)用(yong)
而(er)性能變差的部分換(huan)掉。有的部件
接合(he)表面(mian)的部(bu)分(fen)是不可(ke)以替換(huan)或(huo)修(xiu)
復(fu)的，那(na)麽應該定期(qi)用(yong)新(xin)的部件(jian)去(qu)
替換(huan)舊的(de)部(bu)件(jian)。
保證清(qing)潔(jie)度(du)
使用(yong)無(wu)腐蝕(shi)性/無損(sun)溶(rong)劑(ji)(例(li)如(ru)
去(qu)離(li)子(zi)水和純(chun)異(yi)丙醇)和(he)無塵(chen)布(bu)擦(ca)拭(shi)
接合(he)表面(mian)可(ke)以保證它們的(de)阻抗(kang)不(bu)受
油(you)跡(ji)或(huo)其(qi)它雜質的(de)影響。請(qing)註意(yi)，
壹(yi)些(xie)塑(su)料在(zai)使(shi)用(yong)異(yi)丙醇時(shi)會(hui)發(fa)生(sheng)性
質的(de)該變。
按照標(biao)準要(yao)求(qiu)保(bao)存儀(yi)表和(he)部件(jian)
如(ru)果儀器(qi)的(de)包裝不(bu)提(ti)供附(fu)件袋(dai)，
那(na)麽應當使用(yong)有蓋(gai)的塑料盒(he)和塑料
封套來保護(hu)所有未在(zai)使(shi)用(yong)狀(zhuang)態下的
接合(he)表面(mian)。

10安捷(jie)倫阻抗(kang)測(ce)量儀表
LCR表
LCR表能(neng)夠輕(qing)松(song)、地測(ce)量元(yuan)件，例(li)如(ru)電容(rong)器、電感(gan)器(qi)、變壓器和機電裝(zhuang)置(zhi)。這些(xie)儀(yi)器能夠在(zai)特(te)定的測量條(tiao)件(jian)(例(li)如(ru)測(ce)試(shi)頻(pin)率和信號(hao)電平(ping) )下工作，這對於(yu)研發、生(sheng)產(chan)測試(shi)和(he) QA環(huan)境(jing)來講十分(fen)重(zhong)要。
阻抗(kang)分(fen)析(xi)儀
安(an)捷(jie)倫阻抗(kang)分(fen)析(xi)儀能(neng)夠(gou)測(ce)量因(yin)特(te)定測量條(tiao)件(jian)改變而引起(qi)的元(yuan)件(jian)性能的(de)特(te)征(zheng)變化(hua)。性能特(te)征(zheng)的變化(hua)以圖形(xing)格式顯示(shi)。這些(xie)分(fen)析(xi)儀具(ju)備(bei)復(fu)雜的(de)功能(neng)，包括(kuo)遊(you)標(biao)和編(bian)程(cheng)，可(ke)簡(jian)化(hua)對(dui)測(ce)量(liang)結(jie)果的評測(ce)。它(ta)們還具(ju)備(bei)壹些(xie)特(te)性，可(ke)為研發提(ti)供特(te)征(zheng)評估(gu)，並為QA 提(ti)供可(ke)靠性評估(gu) ( 包括(kuo)溫(wen)度(du)特(te)征(zheng))。
網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀
網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀利用(yong)傳輸/ 反射(she)技術(shu)在(zai)射(she)頻和微波頻率上(shang)執行(xing)阻抗(kang)測(ce)量。它們的(de)圖形(xing)顯示(shi)配有遊(you)標(biao)和編(bian)程(cheng)功能(neng)，可(ke)簡(jian)化(hua)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)的分析(xi)。
安捷(jie)倫網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀適(shi)用(yong)於(yu)研發和QA領域(yu)。
組(zu)合(he)分析(xi)儀
安(an)捷(jie)倫組(zu)合(he)分析(xi)儀將矢(shi)量(liang)網(wang)絡(luo)、頻(pin)譜和阻抗(kang)測(ce)量三種(zhong)功能(neng)集(ji)於(yu)壹身。
這些(xie)儀(yi)器可(ke)為工程(cheng)師提(ti)供多(duo)種(zhong)功能(neng)，覆(fu)蓋(gai)了從電路設計(ji)到(dao)元件評測(ce)的(de)廣泛(fan)應用(yong)。