2019年4月12日星期五

LCR 測量儀的組成分析



  LCR 測量儀的組成原理為自動平LCR測試儀衡電橋理論,其結構主要由三部分組成, 分別為信號源、自動平衡橋和矢量比檢測安規測試儀器。

  信號源部分產生測試信號, 測試信號頻率可從40 Hz 到110 MHz, 輸出信號電平為5 mV 到1 V,由一個微處理器控制頻率合成器來提供高分辨率的測試信號, 信號電平由一個衰減器來進行調整。

  自動平衡橋部分根據通過測試件的電流來調整通過量程電阻的電流, 使在測試件DUT 的低電壓端維持零電位, 這時叫電橋平衡。當電橋不平衡時, 零檢測器就檢測到一個電流, 同時相位檢測器把這信號分成00 和900 分量, 這兩個分量通過環路濾波器反饋給調節器來控制00 和900 的分量信號,結果信號被放大並反饋給量程電阻來抵消通過零檢測器的電流, 從而達到電橋平衡。

  矢量比檢測器測量加在被測件上的矢量電壓Udut 和量程電阻上的矢量電壓Urr, 由於量程電阻值是已知的, 所以測量這兩個電壓就能得到矢量阻抗Zx =Rr ×(Udut/Urr)。

  阻抗是評測電路、元件以及制作元件的材料性能的重要參數, 阻抗Z 通常定義為給定頻率下對流經電路或元件的交流電流的抵抗能力, 它用矢量平面上的復數表示, 一個阻抗矢量包括實部(電阻R) 和虛部(電抗X)。通常可表示為Z=R+jX, 為確定阻抗, 我們至少需要測量兩個值, 因為阻抗是一個復數。許多現代的阻抗測量儀測量阻抗的實部和虛部, 然後將它們轉換成所數位電錶需要的參數,如Z、C、L、R、G、B 等。

  所有的電路元件既不是純粹的電阻性元件, 也不是純粹的電抗性元件, 而是這些阻抗成分的組合。因為所有真實世界的器件都存在寄生參數, 電阻中有不希望的電感, 電容器中有不希望的電阻,以及電感器中有不希望的電容等交流功率計。當然, 不同的材料和制造技術會造成不同大小的寄生參數, 以至影響到元件的可使用性, 以及所能確定電阻、電容和電感量值的准確程度。

  一個真實世界的元件包含許多寄生參數。作為元件主要參數和寄生參數的組合, 一個元件就好比一個復雜電路。

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