电路元件参数及阻抗测量技术分析.ppt

第 七 章电路元件参数及阻抗的测量 明确阻抗的定义、阻抗的表示式和阻抗 的基本特性，掌握电阻、电容、电感的测量方法。 阻抗测量一般是指电阻、电容、电感及相关的Q值、损耗角、电导等参数的测量。其中，电阻表示电路中能量的损耗，电容和电感则分别表示电场能量和磁场能量的存储和寄生参数对阻抗测试的影响。由于电阻器、电感器和电容器受到所加的电压、电流、频率、温度及其它物理和电气环境的影响而改变阻抗值，因此在不同的条件下其电路模型不同。 本章主要介绍阻抗的测量方法即阻抗模拟测量法和数字测量法等阻抗测量的基本技术。集总参数元件的测量主要采用电压-电流法、电桥法和谐振法。依据电桥法制成的测量仪总称为电桥，电桥主要用来测量低频元件。Q表是依据谐振法制成的测量仪器，Q表主要用来测量高频元件。 阻抗的数字测量法有自动平衡电桥法；射频电压电流法；网络分析法等。现代的LF阻抗测量仪器一般都使用自动平衡电桥法。内含微处理器的各种智能化LCR测量仪已成为阻抗测量仪器的发展主流。 阻抗测量有多种方法，必须首先考虑测量的要求和条件，然后选择最合适的方法，需要考虑的因素包括频率覆盖范围、测量量程、测量精度和操作的方便性。没有一种方法能包括所有的测量能力，因此在选择测量方法时需折衷考虑。应在测试频率范围内根据它们各自的优缺点选择正确的测试方法。 7.1 概 述 7.1.1阻抗的定义与表达式: 阻抗是表片一个元器件或电路中电压、电流关系的复数特征量，可表示为： 式中， 为复数阻抗； 为复数电压； 为复数电流;R 为复数阻抗的实部;X为复数阻抗的虚部； 为复数阻抗的绝对值（或模值）, ； 为复数阻抗的相角即电压与电流之间的相位差， 导纳Y是阻抗的倒数，即： 式中，G和B分别为导纳的电导分量和电纳分量。导纳的极坐标形式为 式中， 和 为导纳的幅度和导纳角。 7.1.2阻抗元件R、L、C的基本特 性 只讨论频率数百兆以下的集总参数电 路元件一般都随所加的电流、电压、频率及环境温度、机械冲击等而变化。特别当频率较高时，其分布参数的影响将变得十分严重。这些，电容器可能呈现感抗，电感线圈可能呈现容抗。 1）电感线圈 电感线圈的主要特性为电感L，但不可避免地还包含有损耗电阻 和分布电容 。在一般情况下， 和 的影响较小。将电感线圈接于直流电源并达到稳态时，则可视为电阻。接于频率不高的交流电源时，可视为理想电感L和损耗电阻 的串联；当频率继续增高时，仍可视为L和 的串联，但因 的作用，等效的 和L将随频率而变。经推导可知，有时电感觉线圈呈现感性，有时电感线圈呈现容性，有时电感线圈又呈现纯电阻性。（推导见286页） 2）电容器 电容器的等效电路，除理想电容C外，同样还包含有介质损耗电阻R以及由于磁通引起的电感L，随频率的不同等效电路呈现的特征也不同，等效电路有时呈容性，有时呈纯阻性，有时呈感性。 3）电阻器 电阻器的等效电路，同样除理想电阻R外，还有串联剩余电感L及并联分布电容C，随频率的不同等效电路呈现的特征也不同，等效电路有时呈容性，有时呈感性，有时呈纯阻性。 4）Q值 通常用品质因数Q衡量电感、电容及谐振电路的质量。 对于电感： 对于电容器： 5）电阻器、电容器、电感器、晶体二极管、晶体三极管等是最基本的电路元件。电路元件按其在电路中的作用和使用条件不同，应采用不同的测量方法和测量仪器。测量时所加电压、电流、频率及环境条件等必须符合测量要求，否则测量结果不能代表实际的参数。 阻抗的测量方法很多，但常用的基本方法有四种，即伏安法、电桥法、谐振法和现代数字化仪器法。 在实际测量中，究竟使用哪种方法，应根据具体情况而定，一般而言，在直流或低频时，用伏安法最简单，但准确度稍差；在音频范围内时，选用电桥法准确度较高；在高频范围由通常利用谐振法，这种方法准确度不高，但比较接近元件的实际使用条件。随着电子技术的发展，数字化、智能化的RLC测试仪不断推出，给阻抗测量带来了快捷和方便。 7.2 电阻的测量 电阻的参数包括标称阻值、额定功率、精度、最高工作温度、最高工作电压、噪声系数及高频特性等，主要参数为标称阻值和额定功率，一般在电阻上标注。 电阻规格的标识法：对于电阻，一般有三种标注方法，一是直接标示电阻值，二是色环法，三是标示电阻的功率。 电阻规格标注方法 电阻测量方法 电阻的频率特性 电阻工作于低频时，电阻分量起主要作用，只需测出R值就可以了。 工作频率升高时，电抗分量不能忽略。 １、伏