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簡要描述:E4990A 阻抗分析儀具有 20 Hz 至 120 MHz 的頻率范圍,可在寬阻抗范圍內(nèi)提供出色的 0.045%(典型值)基本準確度,并內(nèi)置 40 V 直流偏置源,適用于元器件、半導體和材料測量。
詳細介紹
品牌 | KEYSIGHT/美國是德 | 產(chǎn)地類別 | 進口 |
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應用領域 | 綜合 |
E4990A 阻抗分析儀具有 20 Hz 至 120 MHz 的頻率范圍,可在寬阻抗范圍內(nèi)提供出色的 0.045%(典型值)基本準確度,并內(nèi)置 40 V 直流偏置源,適用于元器件、半導體和材料測量。
5 種可升級的頻率選件:20 Hz 至 10/20/30/50/120 MHz
基本阻抗測量準確度:±0.08%(±0.045%,典型值)
25 m? 至 40 M? 寬阻抗測量范圍(10% 測量準確度范圍)
測量參數(shù):|Z|、|Y|、θ、R、X、G、B、L、C、D、Q、復數(shù) Z、復數(shù) Y、Vac、Iac、Vdc、Idc
內(nèi)置直流偏置源:0 V 至 ±40 V,0 A 至 ±100 mA
加快測量速度選件(選件 001,僅適用于 10M/20M/30M/50M 選件)
10.4 英寸彩色 LCD 觸摸屏可顯示 4 個通道和 4 條跡線
數(shù)據(jù)分析功能:等效電路分析、極限線測試
應用文章
介紹
是德科技的阻抗分析儀是市場上wei一能夠為m到M以及20 Hz到3 GHz頻率范圍內(nèi)的元件評估提供無yu倫比精度的儀器。揭示高品質組件的真正特性。本應用說明描述了為什么實際特性評估是bi不可少的,以及如何使用阻抗分析儀實現(xiàn)實際特性測量。
目錄
介紹
實物特征評價的必要性
組件的特性
PCB上電路/元件的特性
材料的特性
在充電器上的特性
實際特性測量的阻抗測量能力
阻抗測量儀器
Keysight的阻抗分析儀規(guī)格
測量能力的比較
高阻抗測量
低阻抗測量
低D測量
高Q值
測量穩(wěn)定性
結論
實物特征評價的必要性
本文件中的實際特性是指在頻率、信號電平、直流偏置和溫度等實際條件下,電氣設備、材料和元件的特性。應可靠和準確地知道這些特性。雖然元件符合制造商的規(guī)格,但當它們集成到電路中時,它們表現(xiàn)出不同的特性。問題有時是由于制造商提供的標準規(guī)格的測試條件與零件使用的實際操作條件不相符。此外,規(guī)格中未涵蓋的特性往往影響電路的性能,并可能在不知情的情況下依賴于適當?shù)牟僮?。在大多?shù)情況下,由于測量系統(tǒng)的不靈活性,元件被測試和選擇的條件與元件運行時的條件不同。
設計高質量的電路,必須了解其元器件和印刷電路板在實際工作條件下的特性,即元器件及印刷電路板的特性取決于其使用或測量的條件(頻率、信號電平、溫度等),對于電子器件或元器件的制造商來說,有必要對產(chǎn)品在實際工作狀態(tài)下所使用的材料或元器件中所使用的元器件進行評估。
組件的特性
一般來說,電子電路的性能取決于所使用的關鍵元件,選擇合適的元件以符合電路的性能是很重要的,例如在電壓控制振蕩器(VCO)電路設計中,當使用電感-電容(LC)振蕩電路系統(tǒng)時,所使用的電感的Q值會影響振蕩的相位噪聲性能,如果Q值降低(降低),則振蕩輸出的噪聲水平會增加(相位噪音會增加)。
由于電感的Q值隨頻率變化,因此有必要在實際振蕩頻率下測量其特性。
機械諧振器(晶體諧振器、陶瓷諧振器和SAW諧振器等)也用于VCO電路,由于振蕩頻率和頻率可變范圍取決于所使用的諧振器,因此對諧振器的實際性能進行評估是必要的。
所需的測量性能
電感器的準確Q值測量
用于諧振器的寬阻抗范圍(高達幾個M)
PCB上電路/元件的特性
雖然對實際工作條件下的元器件進行表征對于電路設計至關重要,但在研發(fā)和質量保證中,表征在寬頻率范圍內(nèi)工作的電路本身也是至關重要的。
設計電子電路時,首先要設計放大器或濾波器電路等基本電路塊,然后再組裝整個電路,為了縮短開發(fā)周期時間,在組裝電路前可以對每個電路塊的特性進行評估,評估每個電路塊或組件的輸入和輸出阻抗是非常重要的,因為這些基本電路塊之間的阻抗應該很好地理解和匹配,必須知道PCB的圖案電感和圖案之間的雜散電容在實際工作條件下的特性。
所需的測量性能
易于接觸安裝在印刷電路上的各種元件/電路塊,可在寬的阻抗范圍內(nèi)進行精確測量
由于圖案電感和雜散電容非常?。?至1 M),阻抗范圍很寬
應用文章
阻抗測量數(shù)據(jù)可幫助工程師設計需要特定電阻、電容和電感值才能實現(xiàn)最佳性能的電路和系統(tǒng)。為了最大限度地傳輸功率并減少射頻(RF)設備中的反射,工程師必須使RF鏈中的每個組件的阻抗匹配。
什么是電阻抗?
工程師使用阻抗測量來表征電子電路、元件和材料。在射頻應用中,工程師通常定義阻抗(Z),在矢量平面上以復數(shù)表示,作為設備或電路在給定頻率下對交流電(AC)流的總阻抗。工程師根據(jù)所需的測試頻率、阻抗參數(shù)和優(yōu)選的顯示參數(shù)選擇特定的阻抗測量技術。
本應用說明展示了參考解決方案,其中包括目前可用的產(chǎn)品和已停產(chǎn)和/或過時的產(chǎn)品,以利用Keysight的阻抗測量專長滿足特定應用要求。無論您從事何種應用或行業(yè)——從電路設計和信號完整性到制造或生物醫(yī)學應用——Keysight均可提供zhuo越的性能和高可靠性,讓您在進行阻抗測量時充滿信心。
本文從阻抗測量的基礎知識開始,首先定義了阻抗和阻抗參數(shù)、阻抗測量的基礎知識以及無源元件的理論和自然行為——包括寄生和理想、實際和測量值。
阻抗矢量由實部(電阻,R)和虛部(反應性,X)組成。我們用矩形坐標形式R+jX或極坐標形式表示阻抗的幅值和相位角:|Z|_θ。在某些情況下,使用阻抗的反比證明在數(shù)學上是有利的。因此,1/Z=1/(R+ jX) =Y=G+jB,其中Y表示導入、G導和B受力。阻抗測量用歐姆()為單位,而導納測量用西門子(S)。阻抗被證明特別有用,用R和X的簡單和來表示電阻和電抗的串聯(lián)連接。導通率更好地表示并行連接。
反應性有兩種形式:電感(XL)和電容(Xc)。根據(jù)定義,XL=2πfL和Xc=1/(2πfC),其中f表示感興趣的頻率,L表示電感和C電容。用角頻率(ω:ω)替換2πf來表示XL=ωL和Xc=1/(ωC)。類似的對等關系也適用于接受和接納。
根據(jù)這些定義,應用說明擴展了組件依賴因素(如測試、測試信號電平、直流偏置和溫度)以及常見組件(如電容和電感)的等效電路模型。
如何測量阻抗?
在定義了術語和阻抗參數(shù)之間的關系之后,本文介紹了阻抗測量的基本原理??紤]到阻抗的復雜性質,要找到阻抗,我們至少需要測量兩個值。許多現(xiàn)代阻抗測量儀器測量阻抗矢量的實部和虛部,然后將它們轉換成所需的參數(shù),如|Z|、θ、|Y|、R、X、G、B、C和L。
本文詳細介紹了阻抗測量電路模式、測試儀器、三元件等效電路和復雜元件模型以及常用的測量方法,包括:
橋梁阻抗測量
共振阻抗測量
I-V阻抗測量
射頻I-V阻抗測量
網(wǎng)絡分析測量
自動平衡橋阻抗測量
橋式阻抗測量方法在標準實驗室中很常見,它以較低的成本提供較高的精度。然而,橋式阻抵抗測量需要手動平衡,并且只提供較窄的頻率覆蓋范圍,只能使用單臺儀器。
諧振阻抗測量在高Q值時具有良好的Q值精度,但需要調(diào)諧才能實現(xiàn)諧振,而諧振阻值測量方法也存在阻抗測量精度低的問題。
I-V阻抗測量可實現(xiàn)對接地器件的測量并兼容探針式測試需求。因此,使用接地器件中的開發(fā)人員更喜歡這種方法。然而,使用I-V阻值測量方法時,探針變壓器限制了工作頻率范圍。
射頻I-V、網(wǎng)絡分析和自動平衡橋阻抗測量方法最shi合從事射頻元件表征的工程師。射頻I-V阻抗測量在高頻下具有高精度和寬阻抗范圍(m至M)。不過,與I-V阻抗測量方法一樣,測試頭中使用的變壓器限制了工作頻率范圍。
網(wǎng)絡分析阻抗測量方法涵蓋了從低頻(LF)到射頻的頻率范圍,并且在未知阻抗出現(xiàn)在特征阻抗附近時具有良好的精度。不幸的是,網(wǎng)絡分析儀在改變測量頻率后需要重新校準,并且只允許狹窄的阻抗測量范圍。
自動平衡電橋阻抗測量提供從低頻到高頻(HF)的廣泛頻率覆蓋范圍,同時在寬阻抗測量范圍(m到100M的量級)上保持極其高的精度。它們還能夠像I-V方法一樣進行接地器件測量,但缺乏對高頻范圍測試的支持。
用什么儀器測量阻抗?
本文進一步探討了射頻 I-V 阻抗測量、網(wǎng)絡分析和自動平衡電橋阻抗測量背后的理論,特別是考慮到它們與 Keysight 各種解決方案的相關性,包括電容計、LCR 計、阻抗分析儀和網(wǎng)絡分析儀。
LCR計和阻抗分析儀主要在顯示特性上有所不同。LCR計顯示數(shù)字數(shù)據(jù),而阻抗分析儀器顯示數(shù)字或圖形格式的數(shù)據(jù)。另外,標準的VNA提供從測量的S參數(shù)數(shù)據(jù)計算阻抗的功能,盡管Keysight ENA系列網(wǎng)絡分析儀支持在單一平臺上進行阻抗和網(wǎng)絡分析的各種應用。
我們對阻抗測量解決方案的討論包括:電阻圖、實用儀器的運行原理、關鍵測量功能、固定和布線以及測量誤差補償。
阻抗測量的系統(tǒng)配置是什么?
通常,用于阻抗測量的系統(tǒng)使用以下組件:
阻抗測量儀
電纜和適配器接口
試驗夾具
最后,本應用說明最后提出了各種應用中阻抗測量增強的建議,包括:
電容器
電感器
變壓器
二極管
MOSFETs
電池
閱讀本手冊,以找到滿足阻抗測量需求的最佳測量方法和儀器。
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