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电子测量原理 第*页 6.1 概述 6.1.1集总参数元件特性表征 1. 阻抗定义及表示方法 当前第1页\共有25页\编于星期三\5点 1. 阻抗定义及表示方法 实轴 +j -j 电阻 电感 电容 虚轴 转换关系 当前第2页\共有25页\编于星期三\5点 2. 电阻器、电容器、电感器的电路模型 测量器件的 寄生参数 DUT 实际的元件，如电阻器、电容器和电感器都不可能是理想的，存在着寄生电容、寄生电感和损耗。 当前第3页\共有25页\编于星期三\5点 引线电感 分布电容 电阻器 R C0 L0 电容器 C R0 L0 R,0 泄漏、引线电阻和电感 电感器 R0 L C0 导线损耗 分布电容 2. 等效电路模型 当前第4页\共有25页\编于星期三\5点 电阻器的频率响应 理想R 寄生电容 C0 R 高阻值电阻 ? R |z| 低阻值电阻 理想R ? R |z| 引线电感 R L0 当前第5页\共有25页\编于星期三\5点 电感器的频率响应 L C0 R0 C0的影响 |z| 理想 L ? R0 C0 L R0 理想 L C0的影响 |z| ? R0 普通电感 磁芯损耗高的电感 当前第6页\共有25页\编于星期三\5点 电容器的频率响应 L0的影响 |z| R0 理想 C ? R0 C L0 如何准确的测量这些非理想的元件？ 当前第7页\共有25页\编于星期三\5点 LCR测试仪 当前第8页\共有25页\编于星期三\5点 LCR数字电桥 LCR测试仪 当前第9页\共有25页\编于星期三\5点 Q表 当前第10页\共有25页\编于星期三\5点 6.1.2 元件参数测量的基本技术 电桥法 D 1. 测量方法概述 优缺点和频率范围 高精度（0.1%典型值） 使用不同电桥可得到宽频率范围 单台仪器的频率覆盖范围较窄 频率范围 ：DC ~ 300MHz 价格低 需要手动平衡 当前第11页\共有25页\编于星期三\5点 谐振法 改变电容C直到电路谐振 谐振时XL=XC 仅有RX存在 V RX DUT LX E C V OSC 优缺点和频率范围 需要调谐到谐振 可测很高的Q值，利用可变电容上的电压测量 阻抗测量精度低 频率范围 ：10KHz ~ 70MHz 当前第12页\共有25页\编于星期三\5点 电压电流法 由测量的电压值和电流值计算被测阻抗ZX 电流通过它所流经的RS上的电压计算 V1 V2 RS ZX I OSC 优缺点和频率范围 适合于探头类测试需要 使用简单 工作频率范围受使用探头的变压器的限制 频率范围 ：10KHz ~ 100 MHz 当前第13页\共有25页\编于星期三\5点 RF电压电流法 低阻抗类型 高精度（0.1%典型值） 高频下的宽阻抗范围 工作频率范围受使用探头的变压器的限制 频率范围 ：1MHz ~ 3GHz R V1 V V2 R I1 ZX I OSC R I2 高阻抗类型 R V V2 V1 ZX I OSC R R __ 2 当前第14页\共有25页\编于星期三\5点 自动平衡电桥法 I= I2 V2= I2R - + DUT H L R 虚地 V1 I I2 V2 通过DUT的电流也通过电阻R “L”点的电位保持为0V（称为虚地） Z = V1 I = V1R V2 V1 I2 = ─ ─ ─ 优缺点和频率范围 高精度（0.05%典型值） 很宽的测量范围 使用简单 不能适应更高的频率范围 频率范围 ：20Hz ~ 110MHz 当前第15页\共有25页\编于星期三\5点 网络分析法 通过测量输入信号与反射信号之比得到反射系数 用定向耦合器或电桥检测反射信号 用网络分析仪提供激励并测量响应 DUT VINC VR 输入信号 反射信号 定向偶合器或电桥 OSC ZX V1 V2 优缺点和频率范围 高频率范围 当被测阻抗接近特征阻抗时得到高精度 改变测量频率需要重新校准 阻抗测量范围窄 频率范围 ：300KHz ~ 3GHz 当前第16页\共有25页\编于星期三\5点 网络分析法 300KHz 1 10 100 1K 10K 100K 1M 10M 100M 1G 10G 10KHz 70MHz 10KHz 110MHz 1 MHz 3GHz RF电压电流法 电压-电流法法 谐振法 0HZ 300MHz 电桥法 20HZ 110MHz 自动平电桥法 频率和测量方法 每种方法都有其各自的优缺点 需要考虑频率覆盖范围、量程、测量精度和操作方便性 没有一种方法能包括所有的测量能力，需折衷 当前第17页\共有25页\编于星期三\5点 2.阻抗测量仪器分类 模拟阻抗测量仪器 采用电桥法的：万用电桥；惠