电子测量原理第2版詹惠琴古天祥电子课件第10章节电子元器件的测量.ppt

10.2.3 谐振法 2） Q值测量 （1）Q表组成原理及测量原理 ◆ 原理：Q表是根据谐振原理制成的，又称为品质因素测量仪。它能测量在高频下的电感量、损耗因数、品质因数等。 ◆组成 ：由高频振荡器、测量电路和输入、输出指示器（PV1和PV2）等组成。 高频振荡器 图10-10 表的基本组成组成组成框图 10.2.3 谐振法 （2）Q表测量中产生测量误差的因素 ● ①耦合元件的损耗电阻引起测量误差。 ● ②调谐用标准电容自身值不高引起测量误差。 ● ③表残余参量的影响，如与被测元件相连接的引线存在残量电感，会使被测电感值偏大。 ● ④值电压表指示误差。 ◆ Q表典型产品实例 10.2.4 电压电流法 1）矢量电流-电压的原理 ◆原理：将阻抗的测量变成了两个矢量电压比的测量 。 ◆阻抗的数字测量法原理图： 10.2.4 电压电流法 ◆固定轴法 固定轴法要求把参考电压严格固定在或方向上，使矢量除法运算简化为两个标量除法运算。这种方法要使两矢量相位严格保持一致，给实现上带来困难，两者之间不同相而产生的误差，即同相误差。为确保精确的相位关系，硬件电路复杂，调试也困难。 10.2.4 电压电流法 ◆自由轴法如图10-14所示，是采用自由坐标轴。即坐标轴可以是任意选择。参考相位信号可以不与任何一个被测电压的方向相同，在整个测量过程中应保持不变，即与被测电压之一保持固定的相位关系。 10.2.4 电压电流法 2）智能化LCR测量仪的基本组成 ◆智能化LCR测量仪的基本组成框图 10.2.4 电压电流法 ◆工作过程：测试信号经限流电阻加到被测阻抗上，矢量电压和经开关选择送到相敏检波器，它的参考信号来自自由轴坐标发生器，后者在微处理器控制下产生任意方向的、精确正交的直角坐标系。开关先后接通和，得到它们在坐标轴上的四个投影值，再由双斜积分转换器变成相应的数字量，送到中暂存。最后微处理器根据键盘输入的信息，选择适当的公式进行计算，得到被测量并由显示器显示来。 10.2.5 自动平衡电桥 1）自动平衡电桥 原理图 10.2.5自动平衡电桥 2）功能电路 ◆ 1.信号源部分：产生施加到被测件的测试信号。测试信号的变化范围为40Hz到110MHz,最高分辨率为1mHz；输出信号电平使用衰减器调节，使有效值在5mV到1V的范围变化。 ◆ 2.自动平衡电桥部分：将量程电阻器电流与DUT电流平衡，以保持低端的零电位。当电桥处于“不平衡”状态时，零值检测器（I-V转换器）测到一个误差电流，下一级的相位检波器把它分成00和900矢量成分。相位检波器的输出信号馈入环路滤波器（积分器）并加到调制器上，以分别驱动00和900调制分量信号。两个调制的合成信号放大并通过量程电阻反馈以抵消通过DUT的电流。因而没有误差电流流入零值检测器。 10.2.5自动平衡电桥 ◆ 3.矢量比检波器部分： 是测量DUT（UX）和量程电阻器（Us）串联电路上的两个电压，如图10-16所示。 而量程电阻的阻值为已知，可由公式（UX/Us）计算出DUT的阻抗矢量ZX。开关选择UX或Us信号，使信号交替流过同一通道，以消除这两个信号间的通道误差。 输入信号经混频后，输出到放大器的信号频率降低了。ATT为自动衰减器能根据DUT的阻抗自动选择衰减量，得到最适宜的测量量程。 现代阻抗测量仪器使用高速采样转换器，取代原先使用相位检波器和双斜转换器的技术。 测量时间正比于每个测量周期转换的采样点数。要提高测量精度则需更多的采样点，因而需用较长的测量时间。 10.3 分立器件参数测量概述 （1）直流参数：指在恒定不变的直流激励条件下所体现出来的各项电气特性。 以三极管为例，常见的直流参数包括器件的PN结反向击穿电压、反向截止电流、正向电压、饱和电压和直流放大倍数等。 当前的直流参数测量仪器通常是一种微机控制的仪器，内部包含若干测量用可控直流信号源，通过器件适配端口输出，而后利用直流电压表、电流表测量器件的响应输出，从而得到在一定激励条件下的电气特性。所有这些部件的工作由微处理器统一指挥。 (2)交流参数：指在一定的交流正弦激励或瞬态脉冲激励下所体现出来的各项电气特性， 例如晶体三极管的特征频率、微变等效模型的交流参数、开关二极管的开关延迟时间、极间电容、噪声系数及交流网络参数（如晶体管的交流H参数、Y参数及S参数）等。 交流参数测量比直流参数测量要复杂的多，有频域测试和时域测试两种方法，即稳态测试技术和瞬态测试技术。 相应的测量仪器也要复杂的多，首先，由于这类参数属无源的被测量，仪器要提供激励信号。其内部须具备各种信号发生电路，例如测量器件的截止频率需正弦扫描信号发生器，测量开关延迟时间需要矩形脉冲信号发生器等。其次由于很多交流参数涉及高频检测，因此其内部的电压检测要求有足够高的