Анализатор импеданса
Вводный раздел этой статьи может быть слишком коротким, чтобы адекватно суммировать основные моменты . ( Январь 2019 г. ) |
Анализатор импеданса — это тип электронного испытательного оборудования, используемого для измерения комплексного электрического импеданса в зависимости от частоты испытания.
Импеданс является важным параметром, используемым для характеристики электронных компонентов , электронных схем и материалов, используемых для изготовления компонентов. Анализ импеданса также может использоваться для характеристики материалов, демонстрирующих диэлектрические свойства, таких как биологическая ткань, продукты питания или геологические образцы.
Анализаторы импеданса выпускаются в трех различных аппаратных реализациях, и вместе эти три реализации могут проводить измерения в диапазоне от сверхнизких до сверхвысоких частот и могут измерять импедансы от мкОм до ТОм.
Операция
Анализаторы импеданса — это класс приборов, которые измеряют комплексное электрическое сопротивление как функцию частоты. Это включает в себя фазочувствительное измерение тока и напряжения, подаваемых на тестируемое устройство, в то время как частота измерения изменяется в ходе измерения. Основными характеристиками анализатора импеданса являются диапазон частот, диапазон импеданса, абсолютная точность импеданса и точность фазового угла. Дополнительные характеристики включают возможность применения смещения напряжения и тока во время измерения, а также скорость измерения [1] .
Анализаторы импеданса обычно предлагают высокоточные измерения импеданса, например, с базовой точностью до 0,05% [2] и диапазоном измерения частоты от мкГц до ГГц. Значения импеданса могут варьироваться в пределах многих десятков от мкОм до ТОм, тогда как точность фазового угла находится в диапазоне 10 миллиградусов. Измеренные значения импеданса включают абсолютный импеданс, действительную и мнимую часть измеренного импеданса и фазу между напряжением и током. Параметры импеданса, полученные из модели, такие как проводимость, индуктивность и емкость, рассчитываются на основе модели заменяющей цепи и впоследствии отображаются.
Измерители LCR также обеспечивают функциональность измерения импеданса, как правило, с аналогичной точностью, но с более низким диапазоном частот. Частота измерения измерителей LCR обычно фиксирована, а не колеблется, и не может быть отображена графически.
| Метод | Диапазон частот | Диапазон импеданса | Базовая точность |
|---|---|---|---|
| Прямой IV (Постоянный ток-напряжение) [3] | мкГц до 50 МГц | от 10 мкОм до 100 ТОм | 0,05% |
| ABB (автобалансный мост) [2] | 20 Гц – 120 МГц | 10 мОм – 100 МОм | 0,05% |
| RF-IV (Радиочастотный ток-напряжение) [2] | 1 МГц – 3 ГГц | 100 мОм – 100 кОм | 1% |
Четвертая реализация, векторный сетевой анализатор (VNA) , может считаться отдельным инструментом. В отличие от анализаторов импеданса, VNA также измеряют импеданс, но обычно на гораздо более высоких частотах и с гораздо меньшей точностью по сравнению с анализаторами импеданса. [4]
Диаграмма реактивного сопротивления
Большинство анализаторов импеданса поставляются с диаграммой реактивного сопротивления [5] , которая показывает значения реактивного сопротивления для емкостного сопротивления X C и индуктивного сопротивления X L для заданной частоты. Точность прибора транспонирована на диаграмму, чтобы пользователь мог быстро увидеть, какую точность он может ожидать для заданной частоты и реактивного сопротивления.
Смотрите также
Примечания
- ^ Zurich Instruments Что делает анализатор импеданса отличным , по состоянию на 5 сентября 2018 г.
- ^ abc Keysight Technologies Руководство по измерению импеданса , по состоянию на 2 ноября 2016 г.
- ^ Думбрава, Витаутас и Свилайнис, Линас (2008) Анализ неопределенности метода измерения импеданса IV, Измерения , стр. 9–14
- ^ Масахиро Хорибе (2017) Сравнение производительности анализаторов импеданса и векторных анализаторов цепей для измерения импеданса на частотах ниже 100 МГц, 89-я конференция ARFTG по микроволновым измерениям
- ^ Гарольд А. Уилер (1950) Диаграмма реактивного сопротивления, Труды IRE , стр. 1392-1397
