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簡(jiǎn)要描述：E4990A 阻抗分析儀具有 20 Hz 至 120 MHz 的頻率范圍，可在寬阻抗范圍內(nèi)提供出色的 0.045%（典型值）基本準(zhǔn)確度，并內(nèi)置 40 V 直流偏置源，適用于元器件、半導(dǎo)體和材料測(cè)量。
產(chǎn)品型號(hào)：E4990A廠商性質(zhì)：代理商更新時(shí)間：2024-10-12訪 問(wèn) 量：142產(chǎn)品分類CLASSIFICATION
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詳細(xì)介紹
| 品牌 | KEYSIGHT/美國(guó)是德 | 產(chǎn)地類別 | 進(jìn)口 |
|---|---|---|---|
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 綜合 |
E4990A 阻抗分析儀具有 20 Hz 至 120 MHz 的頻率范圍，可在寬阻抗范圍內(nèi)提供出色的 0.045%（典型值）基本準(zhǔn)確度，并內(nèi)置 40 V 直流偏置源，適用于元器件、半導(dǎo)體和材料測(cè)量。
5 種可升級(jí)的頻率選件：20 Hz 至 10/20/30/50/120 MHz
基本阻抗測(cè)量準(zhǔn)確度：±0.08%（±0.045%，典型值）
25 m? 至 40 M? 寬阻抗測(cè)量范圍（10% 測(cè)量準(zhǔn)確度范圍）
測(cè)量參數(shù)：|Z|、|Y|、θ、R、X、G、B、L、C、D、Q、復(fù)數(shù) Z、復(fù)數(shù) Y、Vac、Iac、Vdc、Idc
內(nèi)置直流偏置源：0 V 至 ±40 V，0 A 至 ±100 mA
加快測(cè)量速度選件（選件 001，僅適用于 10M/20M/30M/50M 選件）
10.4 英寸彩色 LCD 觸摸屏可顯示 4 個(gè)通道和 4 條跡線
數(shù)據(jù)分析功能：等效電路分析、極限線測(cè)試
應(yīng)用文章
介紹
是德科技的阻抗分析儀是市場(chǎng)上wei一能夠?yàn)閙到M以及20 Hz到3 GHz頻率范圍內(nèi)的元件評(píng)估提供無(wú)yu倫比精度的儀器。揭示高品質(zhì)組件的真正特性。本應(yīng)用說(shuō)明描述了為什么實(shí)際特性評(píng)估是bi不可少的，以及如何使用阻抗分析儀實(shí)現(xiàn)實(shí)際特性測(cè)量。
目錄
介紹
實(shí)物特征評(píng)價(jià)的必要性
組件的特性
PCB上電路/元件的特性
材料的特性
在充電器上的特性
實(shí)際特性測(cè)量的阻抗測(cè)量能力
阻抗測(cè)量?jī)x器
Keysight的阻抗分析儀規(guī)格
測(cè)量能力的比較
高阻抗測(cè)量
低阻抗測(cè)量
低D測(cè)量
高Q值
測(cè)量穩(wěn)定性
結(jié)論
實(shí)物特征評(píng)價(jià)的必要性
本文件中的實(shí)際特性是指在頻率、信號(hào)電平、直流偏置和溫度等實(shí)際條件下，電氣設(shè)備、材料和元件的特性。應(yīng)可靠和準(zhǔn)確地知道這些特性。雖然元件符合制造商的規(guī)格，但當(dāng)它們集成到電路中時(shí)，它們表現(xiàn)出不同的特性。問(wèn)題有時(shí)是由于制造商提供的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的測(cè)試條件與零件使用的實(shí)際操作條件不相符。此外，規(guī)格中未涵蓋的特性往往影響電路的性能，并可能在不知情的情況下依賴于適當(dāng)?shù)牟僮鳌Ｔ诖蠖鄶?shù)情況下，由于測(cè)量系統(tǒng)的不靈活性，元件被測(cè)試和選擇的條件與元件運(yùn)行時(shí)的條件不同。
設(shè)計(jì)高質(zhì)量的電路，必須了解其元器件和印刷電路板在實(shí)際工作條件下的特性，即元器件及印刷電路板的特性取決于其使用或測(cè)量的條件（頻率、信號(hào)電平、溫度等），對(duì)于電子器件或元器件的制造商來(lái)說(shuō)，有必要對(duì)產(chǎn)品在實(shí)際工作狀態(tài)下所使用的材料或元器件中所使用的元器件進(jìn)行評(píng)估。
組件的特性
一般來(lái)說(shuō)，電子電路的性能取決于所使用的關(guān)鍵元件，選擇合適的元件以符合電路的性能是很重要的，例如在電壓控制振蕩器（VCO）電路設(shè)計(jì)中，當(dāng)使用電感-電容（LC）振蕩電路系統(tǒng)時(shí)，所使用的電感的Q值會(huì)影響振蕩的相位噪聲性能，如果Q值降低（降低），則振蕩輸出的噪聲水平會(huì)增加（相位噪音會(huì)增加）。
由于電感的Q值隨頻率變化，因此有必要在實(shí)際振蕩頻率下測(cè)量其特性。
機(jī)械諧振器（晶體諧振器、陶瓷諧振器和SAW諧振器等）也用于VCO電路，由于振蕩頻率和頻率可變范圍取決于所使用的諧振器，因此對(duì)諧振器的實(shí)際性能進(jìn)行評(píng)估是必要的。
所需的測(cè)量性能
電感器的準(zhǔn)確Q值測(cè)量
用于諧振器的寬阻抗范圍（高達(dá)幾個(gè)M）
PCB上電路/元件的特性
雖然對(duì)實(shí)際工作條件下的元器件進(jìn)行表征對(duì)于電路設(shè)計(jì)至關(guān)重要，但在研發(fā)和質(zhì)量保證中，表征在寬頻率范圍內(nèi)工作的電路本身也是至關(guān)重要的。
設(shè)計(jì)電子電路時(shí)，首先要設(shè)計(jì)放大器或?yàn)V波器電路等基本電路塊，然后再組裝整個(gè)電路，為了縮短開(kāi)發(fā)周期時(shí)間，在組裝電路前可以對(duì)每個(gè)電路塊的特性進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估每個(gè)電路塊或組件的輸入和輸出阻抗是非常重要的，因?yàn)檫@些基本電路塊之間的阻抗應(yīng)該很好地理解和匹配，必須知道PCB的圖案電感和圖案之間的雜散電容在實(shí)際工作條件下的特性。
所需的測(cè)量性能
易于接觸安裝在印刷電路上的各種元件/電路塊，可在寬的阻抗范圍內(nèi)進(jìn)行精確測(cè)量
由于圖案電感和雜散電容非常小（1至1 M），阻抗范圍很寬
應(yīng)用文章
阻抗測(cè)量數(shù)據(jù)可幫助工程師設(shè)計(jì)需要特定電阻、電容和電感值才能實(shí)現(xiàn)最佳性能的電路和系統(tǒng)。為了最大限度地傳輸功率并減少射頻（RF）設(shè)備中的反射，工程師必須使RF鏈中的每個(gè)組件的阻抗匹配。
什么是電阻抗？
工程師使用阻抗測(cè)量來(lái)表征電子電路、元件和材料。在射頻應(yīng)用中，工程師通常定義阻抗（Z），在矢量平面上以復(fù)數(shù)表示，作為設(shè)備或電路在給定頻率下對(duì)交流電（AC）流的總阻抗。工程師根據(jù)所需的測(cè)試頻率、阻抗參數(shù)和優(yōu)選的顯示參數(shù)選擇特定的阻抗測(cè)量技術(shù)。
本應(yīng)用說(shuō)明展示了參考解決方案，其中包括目前可用的產(chǎn)品和已停產(chǎn)和/或過(guò)時(shí)的產(chǎn)品，以利用Keysight的阻抗測(cè)量專長(zhǎng)滿足特定應(yīng)用要求。無(wú)論您從事何種應(yīng)用或行業(yè)——從電路設(shè)計(jì)和信號(hào)完整性到制造或生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用——Keysight均可提供zhuo越的性能和高可靠性，讓您在進(jìn)行阻抗測(cè)量時(shí)充滿信心。
本文從阻抗測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)開(kāi)始，首先定義了阻抗和阻抗參數(shù)、阻抗測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)以及無(wú)源元件的理論和自然行為——包括寄生和理想、實(shí)際和測(cè)量值。
阻抗矢量由實(shí)部（電阻，R）和虛部（反應(yīng)性，X）組成。我們用矩形坐標(biāo)形式R+jX或極坐標(biāo)形式表示阻抗的幅值和相位角：|Z|_θ。在某些情況下，使用阻抗的反比證明在數(shù)學(xué)上是有利的。因此，1/Z=1/（R+ jX) =Y=G+jB，其中Y表示導(dǎo)入、G導(dǎo)和B受力。阻抗測(cè)量用歐姆（）為單位，而導(dǎo)納測(cè)量用西門(mén)子（S）。阻抗被證明特別有用，用R和X的簡(jiǎn)單和來(lái)表示電阻和電抗的串聯(lián)連接。導(dǎo)通率更好地表示并行連接。
反應(yīng)性有兩種形式:電感（XL）和電容（Xc）。根據(jù)定義，XL=2πfL和Xc=1/（2πfC），其中f表示感興趣的頻率，L表示電感和C電容。用角頻率（ω：ω）替換2πf來(lái)表示XL=ωL和Xc=1/（ωC）。類似的對(duì)等關(guān)系也適用于接受和接納。
根據(jù)這些定義，應(yīng)用說(shuō)明擴(kuò)展了組件依賴因素（如測(cè)試、測(cè)試信號(hào)電平、直流偏置和溫度）以及常見(jiàn)組件（如電容和電感）的等效電路模型。
如何測(cè)量阻抗？
在定義了術(shù)語(yǔ)和阻抗參數(shù)之間的關(guān)系之后，本文介紹了阻抗測(cè)量的基本原理。考慮到阻抗的復(fù)雜性質(zhì)，要找到阻抗，我們至少需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)值。許多現(xiàn)代阻抗測(cè)量?jī)x器測(cè)量阻抗矢量的實(shí)部和虛部，然后將它們轉(zhuǎn)換成所需的參數(shù)，如|Z|、θ、|Y|、R、X、G、B、C和L。
本文詳細(xì)介紹了阻抗測(cè)量電路模式、測(cè)試儀器、三元件等效電路和復(fù)雜元件模型以及常用的測(cè)量方法，包括：
橋梁阻抗測(cè)量
共振阻抗測(cè)量
I-V阻抗測(cè)量
射頻I-V阻抗測(cè)量
網(wǎng)絡(luò)分析測(cè)量
自動(dòng)平衡橋阻抗測(cè)量
橋式阻抗測(cè)量方法在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中很常見(jiàn)，它以較低的成本提供較高的精度。然而，橋式阻抵抗測(cè)量需要手動(dòng)平衡，并且只提供較窄的頻率覆蓋范圍，只能使用單臺(tái)儀器。
諧振阻抗測(cè)量在高Q值時(shí)具有良好的Q值精度，但需要調(diào)諧才能實(shí)現(xiàn)諧振，而諧振阻值測(cè)量方法也存在阻抗測(cè)量精度低的問(wèn)題。
I-V阻抗測(cè)量可實(shí)現(xiàn)對(duì)接地器件的測(cè)量并兼容探針式測(cè)試需求。因此，使用接地器件中的開(kāi)發(fā)人員更喜歡這種方法。然而，使用I-V阻值測(cè)量方法時(shí)，探針變壓器限制了工作頻率范圍。
射頻I-V、網(wǎng)絡(luò)分析和自動(dòng)平衡橋阻抗測(cè)量方法最shi合從事射頻元件表征的工程師。射頻I-V阻抗測(cè)量在高頻下具有高精度和寬阻抗范圍（m至M）。不過(guò)，與I-V阻抗測(cè)量方法一樣，測(cè)試頭中使用的變壓器限制了工作頻率范圍。
網(wǎng)絡(luò)分析阻抗測(cè)量方法涵蓋了從低頻（LF）到射頻的頻率范圍，并且在未知阻抗出現(xiàn)在特征阻抗附近時(shí)具有良好的精度。不幸的是，網(wǎng)絡(luò)分析儀在改變測(cè)量頻率后需要重新校準(zhǔn)，并且只允許狹窄的阻抗測(cè)量范圍。
自動(dòng)平衡電橋阻抗測(cè)量提供從低頻到高頻（HF）的廣泛頻率覆蓋范圍，同時(shí)在寬阻抗測(cè)量范圍（m到100M的量級(jí)）上保持極其高的精度。它們還能夠像I-V方法一樣進(jìn)行接地器件測(cè)量，但缺乏對(duì)高頻范圍測(cè)試的支持。
用什么儀器測(cè)量阻抗？
本文進(jìn)一步探討了射頻 I-V 阻抗測(cè)量、網(wǎng)絡(luò)分析和自動(dòng)平衡電橋阻抗測(cè)量背后的理論，特別是考慮到它們與 Keysight 各種解決方案的相關(guān)性，包括電容計(jì)、LCR 計(jì)、阻抗分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀。
LCR計(jì)和阻抗分析儀主要在顯示特性上有所不同。LCR計(jì)顯示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而阻抗分析儀器顯示數(shù)字或圖形格式的數(shù)據(jù)。另外，標(biāo)準(zhǔn)的VNA提供從測(cè)量的S參數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算阻抗的功能，盡管Keysight ENA系列網(wǎng)絡(luò)分析儀支持在單一平臺(tái)上進(jìn)行阻抗和網(wǎng)絡(luò)分析的各種應(yīng)用。
我們對(duì)阻抗測(cè)量解決方案的討論包括:電阻圖、實(shí)用儀器的運(yùn)行原理、關(guān)鍵測(cè)量功能、固定和布線以及測(cè)量誤差補(bǔ)償。
阻抗測(cè)量的系統(tǒng)配置是什么？
通常，用于阻抗測(cè)量的系統(tǒng)使用以下組件:
阻抗測(cè)量?jī)x
電纜和適配器接口
試驗(yàn)夾具
最后，本應(yīng)用說(shuō)明最后提出了各種應(yīng)用中阻抗測(cè)量增強(qiáng)的建議，包括:
電容器
電感器
變壓器
二極管
MOSFETs
電池
閱讀本手冊(cè)，以找到滿足阻抗測(cè)量需求的最佳測(cè)量方法和儀器。
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