Анализатор импеданса

Анализатор импеданса — это тип электронного испытательного оборудования, используемого для измерения комплексного электрического импеданса в зависимости от испытательной частоты.

Импеданс — важный параметр, используемый для характеристики электронных компонентов , электронных схем и материалов, используемых для изготовления компонентов. Анализ импеданса также можно использовать для характеристики материалов, демонстрирующих диэлектрические свойства, таких как биологические ткани, продукты питания или геологические образцы.

Анализаторы импеданса выпускаются в трех различных аппаратных реализациях, и вместе эти три реализации могут измерять значения от сверхнизкой частоты до сверхвысокой частоты и измерять импедансы от мкОм до ТОм.

Операция

Анализаторы импеданса — это класс приборов, которые измеряют комплексный электрический импеданс в зависимости от частоты. Это включает в себя фазочувствительное измерение тока и напряжения, приложенного к тестируемому устройству, при этом частота измерения изменяется в ходе измерения. Ключевыми характеристиками анализатора импеданса являются диапазон частот, диапазон импеданса, точность абсолютного 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 обеспечивают высокоточные измерения импеданса, например, с базовой точностью до 0,05 %. ^[2] и диапазон измерения частоты от мкГц до ГГц. Значения импеданса могут варьироваться в течение многих десятилетий от мкОм до ТОм, тогда как точность фазового угла находится в диапазоне 10 миллиградусов. Измеренные значения импеданса включают в себя абсолютное сопротивление, действительную и мнимую часть измеренного импеданса, а также фазу между напряжением и током. Параметры импеданса, полученные из модели, такие как проводимость, индуктивность и емкость, рассчитываются на основе заменяющей модели схемы и впоследствии отображаются.

Измерители LCR также обеспечивают функцию измерения импеданса, обычно с аналогичной точностью, но с меньшим диапазоном частот. Частота измерения измерителей LCR обычно фиксирована, а не колеблется, и не может быть отображена графически.

Анализаторы импеданса имеют три различные аппаратные реализации:
Метод	Диапазон частот	Диапазон импеданса	Базовая точность
Direct IV (Постоянный ток-напряжение) ^[3]	от мкГц до 50 МГц	от 10 мОм до 100 ТОм	0.05%
ABB (Автобалансированный мост) ^[2]	от 20 Гц до 120 МГц	от 10 мОм до 100 МОм	0.05%
RF-IV (Радиочастотный ток-напряжение) ^[2]	от 1 МГц до 3 ГГц	от 100 мОм до 100 кОм	1%

Четвертую реализацию, векторный анализатор цепей (ВНА) , можно считать отдельным инструментом. В отличие от анализаторов импеданса, ВАЦ 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] который показывает значения реактивного сопротивления для емкостного реактивного сопротивления X _C и индуктивного реактивного сопротивления X _L для данной частоты. Точность прибора транспонируется на диаграмме, чтобы пользователь мог быстро увидеть, какую точность он может ожидать для данной частоты и реактивного сопротивления.

См. также

Примечания

^ Zurich Instruments Что делает анализатор импеданса отличным , по состоянию на 5 сентября 2018 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Keysight Technologies Справочник по измерению импеданса , по состоянию на 2 ноября 2016 г.
^ Думбрава, Витаутас и Свилайнис, Линас (2008) Анализ неопределенности метода измерения ВАХ-импеданса, Измерения , стр. 9–14
^ Масахиро Хорибе (2017) Сравнение производительности анализаторов импеданса и векторных анализаторов цепей для измерения импеданса на частоте ниже 100 МГц, 89-я конференция по микроволновым измерениям ARFTG
^ Гарольд А. Уиллер (1950) Диаграмма реактивного сопротивления, Труды IRE , стр. 1392-1397 гг.

[Zurich_Instruments-1] Zurich Instruments Что делает анализатор импеданса отличным , по состоянию на 5 сентября 2018 г.

[Keysight-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с Keysight Technologies Справочник по измерению импеданса , по состоянию на 2 ноября 2016 г.

[3] Думбрава, Витаутас и Свилайнис, Линас (2008) Анализ неопределенности метода измерения ВАХ-импеданса, Измерения , стр. 9–14

[4] Масахиро Хорибе (2017) Сравнение производительности анализаторов импеданса и векторных анализаторов цепей для измерения импеданса на частоте ниже 100 МГц, 89-я конференция по микроволновым измерениям ARFTG

[5] Гарольд А. Уиллер (1950) Диаграмма реактивного сопротивления, Труды IRE , стр. 1392-1397 гг.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]