非常详细的阻抗测试基础知识

Question

如题所述

Answer 1

深度解析：阻抗测试的全方位指南

阻抗测试，对于数字/射频工程师而言，是理解电路行为的关键。深入理解阻抗概念，包括电阻、电抗及它们在串联(s)和并联(p)电路中的表现，如Rp、Rs、Cp等，是设计和验证电路性能的基础。阻抗测量并非孤立，它受到频率、电容电压、磁芯电流的影响，以及实际元件的寄生参数。

频率与影响

电感和电容阻抗随频率变化，通过品质因数(Q)反映器件的纯度与损耗。在频率驱动下，如图所示，它揭示了信号如何与电路互动。直流偏置会显著影响半导体器件的特性，例如电容对电压的响应和磁芯电感对电流的影响，图13-15清晰展示了这些影响。

测量方法解析

自动平衡电桥（低频，精准至110MHz）：作为基础，它提供卓越的精度，但限制在较低频率范围。
射频I-V法（1MHz-3GHz，0.8%精度）：适用于宽频段，但在测量低阻抗时受限。
网络分析法（反射法和串联直通法）：各有不同频率范围和精度，如并联直通法测低阻（<1mΩ），在S参数测量中尤为有效。

并联直通法详解

E5061B在低阻抗测试中展现实力：5Hz-30MHz增益-相位，5Hz-3GHz S参数，1mΩ-5Ω的10%精度。
选择合适的测量工具，如自制测试夹具或RF探头，确保适配不同测试场景。

关键仪器与误差校准

典型阻抗测量仪器如4294A、E4991A和E5061B，各有特定频率范围和精度要求，同时需关注误差来源和校准补偿方法。

在实际操作中，要关注偏移补偿、开路和短路补偿，以及接触电阻和电缆扩展带来的影响。对复杂电路如附加电路、扫描器等，需通过多步骤测量来补偿残余参数。

精确实验技巧

确保测试夹具和电缆匹配器件特性，选择3T、4T或5T配置，根据阻抗范围和互感问题调整。
针对射频测试，定制测试夹具能有效减小残余参数影响，保持50欧姆标准至关重要。

掌握这些要点，你将能成功应对阻抗测试，精准评估器件性能，包括抗(Z)和相位(è)的测量，以及理解它们在不同电路连接中的角色。

记住，每个步骤都影响测量结果，从物理因素如电压、电流控制到器件特性的频率依赖性，务必查阅详细的操作手册。精确的校准和补偿措施是提升测量精度的关键，确保你的测试结果准确无误。