電子元件阻抗分析儀廠家 電子元件阻抗分析儀廠家 電源檢查

（1） 供電電壓范圍：100  ～ 120 Vac  或 198  ～ 242 Vac 。與后面板電源設(shè)置有關(guān)。

（2） 供電頻率范圍：47  ～ 63 Hz。

（3） 供電功率范圍：不小于 80 VA。

（4） 電源輸入相線 L、零線 N 、地線 E  應(yīng)與本儀器電源插頭相同。

（5） 本儀器已經(jīng)經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計(jì)以減少因 AC  電源端輸入帶來的雜波干擾，然而仍應(yīng)盡量使其在低 噪聲的環(huán)境下使用，如果無法避免，請安裝電源濾波器。

阻抗分析儀：儀器的導(dǎo)線連接到測試夾具上，測試夾具應(yīng)適合 DUT 特定類型的特性。

測試夾具：文本夾具經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，可固定被測試裝置，但不會改變或干擾其阻抗特性。

電纜和適配器：可使用電纜和適配器使儀器的導(dǎo)線和測試夾具的連接器在電氣上兼容。例如，可使用卡口式 Neill-Concelman (BNC) 連接器。

被測件：這是將被測元件插入適合其特定行為的測試夾具中。

如何使用阻抗分析儀測量電路中的復(fù)雜阻抗？

要使電路設(shè)計(jì)、印刷電路板 (PCB) 和 PCB 組件 (PCBA) 完全按照規(guī)格運(yùn)行，就必須準(zhǔn)確了解其電路塊和材料的阻抗特性。

這些特性取決于信號頻率、信號電壓、溫度、濕度和類似的操作因素。因此，阻抗分析儀的使用如下所述：

鑒定電路塊：根據(jù)阻抗分析儀的測量結(jié)果，對每個主要電路塊集成時(shí)的阻抗行為進(jìn)行建模。每個電路塊（如放大器子系統(tǒng)或?yàn)V波器子系統(tǒng)）的輸入和輸出阻抗都必須根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行建模。

測量寄生：必須根據(jù)測量結(jié)果對 PCB 和元件在實(shí)際工作條件下的寄生電容和電感進(jìn)行建模。這對于敏感的射頻電路尤為重要。

測量 PCB 材料特性：印刷電路板和基板所用材料的介電常數(shù)是影響電路性能和電磁干擾的關(guān)鍵參數(shù)。必須使用阻抗分析儀在實(shí)際工作條件下測量這些參數(shù)。

阻抗分析儀如何幫助鑒定材料和傳感器？

測量方法：根據(jù)阻抗和頻率的預(yù)期測量范圍選擇測量方法。

電壓電平控制：請記住，電容器的介電常數(shù)及其電容取決于交流電壓電平。同樣，電感器材料的電磁滯后也取決于交流電流電平。因此，一臺好的分析儀至少必須具備電壓電平監(jiān)控功能。 好還能具備自動電平控制能力，以保持電壓恒定。

測量精度：不同的分析儀及其設(shè)計(jì)具有不同的精度。根據(jù)所需的精度來決定分析儀。

所需的阻抗參數(shù)：根據(jù)要測量的參數(shù)選擇儀器，如介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、品質(zhì)因數(shù) (Q) 或耗散因子 (D)。

儀器的其他特性

（1） 功耗：消耗功率≤80VA。

（2） 外形尺寸（W*H*D）：400mm* 132mm*385mm；

（3） 重量：約 13kg；

高精度阻抗分析儀套件包括具有以下主要功能的三款儀器：

阻抗分析儀： 采用自動平衡電橋設(shè)計(jì)，可測量 25 mΩ 至 40 MΩ，掃描頻率從 20 Hz 到 120 MHz。

阻抗分析儀： 是一款射頻 IV 型分析儀，支持 120 mΩ 至 52 kΩ，掃描范圍為 1 MHz 至 3 GHz，適用于大多數(shù)射頻應(yīng)用。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀：是一款全面的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，具有網(wǎng)絡(luò)分析、阻抗分析和增益/相位分析功能，適用于高精度射頻應(yīng)用。其 3L5/005 解決方案選件增加了 5 Hz 至 3 GHz 阻抗分析功能。它還通過 40 VDC 直流偏置源支持直流 (DC) 應(yīng)用。

所有這些儀器都支持通用接口總線 (GPIB)、局域網(wǎng) (LAN) 和通用串行總線 (USB) 等數(shù)據(jù)輸出接口。

主要參數(shù)：

準(zhǔn)確度： Cx:±（讀數(shù)×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（讀數(shù)×0.5%+0.00005）；

電容量范圍：內(nèi)施高壓：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；

外施高壓：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

*分辨率： 高0.001pF，4位有效數(shù)字；

*介電常數(shù)ε測試范圍：0-200；

*介電常數(shù)ε準(zhǔn)確度：0.5%

*介質(zhì)損耗tgδ測試范圍：不限，

*介質(zhì)損耗tgδ分辨率：0.000001，電容、電感、電阻三種試品自動識別。

試驗(yàn)電流范圍：5μA～5A；

*內(nèi)施高壓：設(shè)定電壓范圍：0.5～10kV ；

高壓電極直徑與表面積：￠98mm(75.43cm2)

測量電極直徑與表面積： ￠50 mm(19.63cm2)

電極材料：不銹鋼1Cr13Ni9Ti

電極工作面：精面面磨

電極間距：不大于5 mm

電極加熱功率： >2*500W

電極 高溫度：180°

加熱時(shí)間：30分鐘

電極壓力：0~1.0Mpa連續(xù)可調(diào)

 大測量電壓：2000V，50Hz

 大輸出電流：200mA；

*升降壓方式：電壓隨意設(shè)置。比如5123V。

試驗(yàn)頻率： 40-70Hz單頻隨意設(shè)置。比如48.7Hz.

頻率精度：±0.01Hz

外施高壓：接線時(shí) 大試驗(yàn)電流5A，工頻或變頻40-70Hz

測量時(shí)間：約30s，與測量方式有關(guān)；

介電常數(shù)(ε)：某一電介質(zhì)(如硅酸鹽、高分子材料)組成的電容器在一定電壓作用下所得到的電容量Cx與同樣大小的介質(zhì)為真空的電容器的電容量Co之比值，被稱為該電介質(zhì)材料的相對介電常數(shù)。

式中：Cx —電容器兩極板充滿介質(zhì)時(shí)的電容；

Cο —電容器兩極板為真空時(shí)的電容；

ε —電容量增加的倍數(shù)，即相對介電常數(shù)

介電常數(shù)的大小表示該介質(zhì)中空間電荷互相作用減弱的程度。作為高頻絕緣材料，ε要小，特別是用于高壓絕緣時(shí)。在制造高電容器時(shí)，則要求ε要大，特別是小型電容器。

在絕緣技術(shù)中，特別是選擇絕緣材料或介質(zhì)貯能材料時(shí)，都需要考慮電介質(zhì)的介電常數(shù)。此外，由于介電常數(shù)取決于極化，而極化又取決于電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和分子運(yùn)動的形式。所以，通過介電常數(shù)隨電場強(qiáng)度、頻率和溫度變化規(guī)律的研究，還可以推斷絕緣材料的分子結(jié)構(gòu)。

陶瓷介質(zhì)損耗角正切及介電常數(shù)測試儀：它由穩(wěn)壓電源、高頻信號發(fā)生器、定位電壓表CBl、Q值電壓表CB2、寬頻低阻分壓器以及標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電容器等組成(圖2)。工作原理如下：高頻信導(dǎo)發(fā)生器的輸出信號，通過低阻抗耦合線圈將信號饋送至寬頻低阻抗分壓器。輸出信號幅度的調(diào)節(jié)是通過控制振蕩器的簾柵極電壓來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)調(diào)節(jié)定位電壓表CBl指在定位線上時(shí)，Ri兩端得到約l0mV的電壓(Vi)。當(dāng)Vi調(diào)節(jié)在一定數(shù)值(10mV)后，可以使測量Vc的電壓表CB2直接以Q值刻度，即可直接的讀出Q值，而不必計(jì)算。另外，電路中采用寬頻低阻分壓器的原因是：如果直接測量Vi必須增加大量電子組件才能測量出高頻低電壓信號，成本較高。若使用寬頻低阻分壓器后則可用普通電壓表達(dá)到同樣的目的。

實(shí)驗(yàn)步驟

1、本儀器適用于110V/220V，50Hz交流電，使用前要檢查電壓情況，以保證測試條件的穩(wěn)定。

2、開機(jī)預(yù)熱15分鐘，使儀器恢復(fù)正常狀態(tài)后才能開始測試。

3、按部件標(biāo)準(zhǔn)制備好的測試樣品，兩面用特種鉛筆或?qū)щ娿y漿涂覆，使樣品兩面都各自導(dǎo)電，但南面之間不能導(dǎo)通，備用。

4、選擇適當(dāng)?shù)妮o助線圈插入電感接線柱。根據(jù)需要選擇振蕩器頻率，調(diào)節(jié)測試電路電容器使電路諧振。假定諧振時(shí)電容為C1，品質(zhì)因素為Q1。

5、將被測樣品接在Cx接線柱上。

6、再調(diào)節(jié)測試電路電容器使電路諧振，這時(shí)電容為C2，可以直接讀出Q2。

7、用游標(biāo)卡尺量出試樣的直徑Φ和厚度d(分別在不同位置測得兩個數(shù)據(jù)，再取其平均值)。

阻抗分析儀的基本概念

阻抗分析儀是一種精密的電子測量儀器，專門用于測定電子元件、材料或系統(tǒng)的交流阻抗特

性。其核心原理基于對被測對象施加可控頻率和幅度的交流測試信號，同時(shí)精確測量電壓與電流

響應(yīng)的幅度差和相位差。通過建立復(fù)數(shù)阻抗模型(Z=Z|∠θ)，該儀器能夠量化電阻、電容、電

感等基礎(chǔ)參數(shù)以及介電常數(shù)、導(dǎo)納等衍生特性。現(xiàn)代阻抗分析儀通常覆蓋毫赫茲至吉赫茲的寬頻

帶范圍，分辨率可達(dá)0.1%，為復(fù)雜系統(tǒng)的頻域特性研究提供了關(guān)鍵工具。

1.2 探討其用途的重要性

深入理解阻抗分析儀的應(yīng)用價(jià)值具有顯著必要性。在電子產(chǎn)業(yè)升級過程中，該設(shè)備直接影響

元器件篩選精度和電路設(shè)計(jì)效率;新材料研發(fā)領(lǐng)域，其表征數(shù)據(jù)決定了材料性能評估的可靠性;

生物醫(yī)學(xué)工程中，更關(guān)乎生命體征監(jiān)測的準(zhǔn)確性。據(jù)行業(yè)調(diào)查顯示，采用先進(jìn)阻抗分析技術(shù)的研

發(fā)項(xiàng)目，其產(chǎn)品良品率平均提升23%，研發(fā)周期縮短近30%。因此，系統(tǒng)梳理該儀器的跨領(lǐng)域應(yīng)

用場景，對推動多學(xué)科技術(shù)融合創(chuàng)新具有戰(zhàn)略意義。

阻抗，作為電阻和電抗的復(fù)數(shù)，是一個動態(tài)且復(fù)雜的電氣特性。在交流（AC）信號作用下，元件、電路或材料的阻抗會隨頻率變化而變化，這種變化不僅包括電阻，還包括電感、電容以及由此產(chǎn)生的電抗。為了更好地理解和分析這種動態(tài)特性，我們引入了“復(fù)阻抗”的概念。在二維復(fù)平面上，復(fù)阻抗可以用一個矢量來表示，該矢量包含實(shí)軸（電阻）和虛軸（電抗）兩個分量。矢量的大小代表總阻抗，而方向則揭示了電壓和電流之間的相位差。

阻抗分析儀正是用于測量這種復(fù)阻抗特性曲線的專業(yè)儀器。它能夠在不同的頻率范圍內(nèi)掃描并顯示阻抗的變化情況，從而幫助工程師深入了解元件、電路或材料的電氣特性。阻抗分析儀在電子和材料測試中有廣泛的應(yīng)用，包括電子學(xué)、電信、電力系統(tǒng)、航空航天以及汽車等多個行業(yè)。同時(shí)，它與LCR表等測量工具相比，具有更高的測量精度和更全面的信息展示能力。

頻率范圍：LCR表一般僅適用于較低頻率的測量，而阻抗分析儀則能覆蓋非常寬的頻率范圍。

功能：LCR表以其低成本和易用性受到歡迎，主要用于基本的固定頻率阻抗測量。相比之下，阻抗分析儀功能更為全面，它不僅能測量各種阻抗參數(shù)，還支持共振分析和等效電路建模。

阻抗分析儀的工作原理：

阻抗分析儀的測量硬件經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)特定的測量技術(shù)。這些技術(shù)各有千秋，阻抗分析儀正是通過這些方法來進(jìn)行未知阻抗的測量。其中，電橋法是一種常用的技術(shù)，它通過比較未知阻抗與已知標(biāo)準(zhǔn)阻抗的電壓或電流差異來工作。

圖2展示了電橋電路方法，其中D代表儀器，Zx表示未知阻抗。這種經(jīng)典技術(shù)通過簡單的電橋電路將待測阻抗與已知參考阻抗進(jìn)行對比。在低頻測量領(lǐng)域，這種方法既簡便又高效。但遺憾的是，它無法適用于高頻測量或極低阻抗值的測量。接下來，我們將介紹另一種技術(shù)——電流-電壓 (IV) 法。

圖3展示了電流-電壓測量法的電路。在此方法中，我們向電路或元件施加一個已知電壓，并隨后測量由此產(chǎn)生的電流，從而計(jì)算出阻抗。這種技術(shù)既直觀又適用范圍廣泛。然而，應(yīng)用時(shí)需格外注意電壓與電流之間的相位差異。此外，射頻（RF）IV法也是值得關(guān)注的一種技術(shù)。

圖4展示了射頻IV方法的電路。這一技術(shù)對IV方法進(jìn)行了拓展，使其能在射頻電路中廣泛應(yīng)用的較高頻率下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測量。為了在這些高頻環(huán)境下精確捕捉相位差，該技術(shù)需要更為復(fù)雜的設(shè)計(jì)。接下來，我們將介紹另一種重要的測量方法——自動平衡電橋法。

圖5展示了自動平衡電橋法的應(yīng)用。這種方法巧妙地運(yùn)用了反饋機(jī)制，使得電橋電路在頻率發(fā)生變化時(shí)能夠自動進(jìn)行動態(tài)平衡。其頻率和阻抗的支持范圍相當(dāng)廣泛，同時(shí)保持了高精度的測量效果。然而，需要注意的是，這種方法的硬件設(shè)計(jì)相對較為復(fù)雜。接下來，我們將探討如何利用阻抗分析儀來精確測量電子元件的阻抗。

圖6展示了阻抗分析儀的測試裝置。該裝置主要包括阻抗分析儀、精心設(shè)計(jì)的測試夾具、電纜和適配器，以及將被測元件插入適合其特定行為的測試夾具中。