一、Takistuse mõõtmise põhikontseptsioonid

 

Impedantsi määratlus:

• Takistus on komponentide või vooluahelate täielik reaktsioon perioodilistele vahelduvvoolu signaalidele.

• Vahelduvvoolu vahelduvvoolu testsignaal (amplituud ja sagedus).

• Sealhulgas reaalosa ja mõtteline osa.

Joonis 1 impedantsi definitsioon

 

Takistus on oluline parameeter vooluahelate, komponentide ja tootmiskomponentide materjalide hindamisel. Mis on siis impedants? Vaatame esmalt impedantsi definitsiooni.

 

Esiteks on impedants vektor.

 

Üldiselt viitab impedants seadme või vooluahela takistusele seda läbivale vahelduvvoolule antud sagedusel. Seda esitatakse vektori tasapinnal kompleksarvuga. Takistusvektor sisaldab reaalosa (takistus R) ja imaginaarset osa (reaktants x). Nagu on näidatud joonisel 11-1, on impedants ristkülikukujulises koordinaatsüsteemis z = R + JX. Seejärel saab polaarkoordinaatide süsteemis impedantsi väljendada amplituudi ja faasinurgaga. Ristkülikukujulise koordinaatsüsteemi reaalosa ja imaginaarosa saab polaarkoordinaatide süsteemis matemaatiliselt teisendada amplituudiks ja faasiks.

 

Teiseks pidage meeles, et impedantsi ühik on ohm. Lisaks arvestage, et tuntud takistus (R), induktiivsus (L) ja mahtuvus (c) vastavad vastavalt positsioonile kompleksse impedantsi tasapinnas.

 

Joonis 2 impedantsi valem

 

Mis on sissepääs?

 

Vastuvõtt on impedantsi pöördväärtus. Seda saab väljendada ka reaalosa (g juhtivus) ja imaginaarse osana (susseptants). Selle üksus on Siemens.

Joon. 3 sissepääsu valem

 

Miks on kaks impedantsi ja sisselaske väljendust? See on peamiselt mõeldud kahe levinud jada- ja paralleelühenduse režiimi väga lihtsaks väljendamiseks. Kui takistus ja reaktants on ühendatud järjestikku, on impedantsi väljendamine väga lihtne ja hõlpsasti kasutatav. Kui aga takistus ja reaktants on paralleelselt ühendatud, on impedantsi väljendamine väga keeruline. Praegusel ajal on sissepääsu kasutamine väga lihtne ja hõlpsasti kasutatav.

Joonis 4 Impedantsi ja sisselaske vaheline seos

 

Takistuse ja induktiivsuse L ning mahtuvuse C seos:

   

Reaktiivsust on kahte tüüpi - induktiivne reaktants (XL) ja mahtuvuslik reaktants (XC). Induktiivsus vastab induktiivsele reaktiivsusele ja mahtuvus vastab mahtuvuslikule reaktiivtaksusele. Ideaalse induktiivsuse ja mahtuvuse jaoks on need proportsionaalsed ja pöördvõrdelised vastavalt induktiivreaktiivsuse ja mahtuvusliku reaktiivsusega. Definitsiooni järgi,

 

XL=2pfL=wL

                        

XC= 1/2pfC=1/wC  

 

F on vahelduvvoolu signaali sagedus, l on induktiivsus ja C on mahtuvus. Induktiivsuse ühik on Heng ja mahtuvuse ühik fa.

   

W on nurkkiirus, w = 2pF.

Joonis 5 Takistuse ja mahtuvuse/induktiivsuse vaheline seos

 

Kui samasse impedantsdiagrammi joonistada ka induktiivsuse takistus vs sagedus diagramm, ei ole raske leida, et sageduse kasvades induktiivsuse takistus suureneb ja sageduse kasvades mahtuvuse impedants väheneb. Isegi ideaalsete induktiivpoolide või kondensaatorite puhul muutub nende impedants koos langeva vahelduvvoolu signaali sagedusega.

 

Kvaliteeditegur Q ja kadudegur D:

   

Kvaliteeditegur Q on reaktantsi (ja vastuvõtlikkuse) puhtuse mõõtmise indeks. Teisisõnu, kvaliteeditegur Q näitab, et seade on puhta reaktiivsuse lähedal. Mida suurem on kvaliteeditegur, seda suurem on reaktiivsuse absoluutväärtus. Ja vastupidi, seda väiksem on seadme takistus.

   

Tegelikult näitab seadme impedantsi tegelik osa, st takistus, energiakadu pärast energia edastamist läbi seadme. Seetõttu on ülaltoodud valemist näha, et kvaliteeditegur näitab seadme energiakao astet.

   

Kvaliteeditegur (q) on reaktiivtakistuse puhtuse (st puhta reaktantsi läheduse, st takistuse puudumise) mõõt, mis on defineeritud kui elemendis salvestatud energia ja elemendi kaotatud energia suhe.

   

Q on mõõtmeteta ühik ja avaldis on q = x / r = B / g. Jooniselt 6 on näha, et Q on nurga Q puutuja.

   

Q on üldiselt rakendatav induktiivpoolide puhul. Kondensaatorite puhul on puhtust tähistav termin tavaliselt esindatud hajumisteguriga (d). Hajumistegur on Q pöördväärtus, mis on ühtlasi Q komplemendi nurga puutuja, ja nurk D on näidatud joonisel 6.

 

 

Joonis 6 kvaliteeditegur ja kadudegur

 

Tegeliku mahtuvuse mudel:

   

Vaatame lähemalt tõelisi mahtuvuslikke seadmeid. Esiteks peaksime olema selged, et erinevad materjalid ja tootmistehnoloogiad põhjustavad erineva suurusega parasiitparameetreid. Seadme juhtmed tekitavad soovimatut järjestikust takistust ja induktiivsust ning seadme mõlemas otsas on parasiitne paralleeltakistus ja parasiitmahtuvus. Et mõjutada elemendi kasutatavust ja määratud takistuse, mahtuvuse või induktiivsuse täpsust.

   

Reaalmaailma komponent sisaldab palju parasiitparameetreid. Põhiparameetrite ja komponentide parasiitparameetrite kombinatsioonina, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel, on komponent nagu keeruline vooluring.

 

 

Joonis 7 tegeliku mahtuvuse mudel

 

   

Miks testida impedantsi?

   

Elemendi impedantsi mõjutavad paljud tegurid

• Sagedus

• Testi signaal

• Alalisvoolu nihe

• Temperatuur

• Muu

Parasiitparameetrite tõttu mõjutab sagedus kõiki tegelikke komponente. Kõik parasiitparameetrid ei mõjuta mõõtmistulemusi, kuid need on mõned peamised parasiitparameetrid, mis määravad elemendi sageduskarakteristikud. Kui põhikomponentide impedantsi väärtused on erinevad, on ka peamised parasiitparameetrid erinevad. joonised fig. 8 kuni 10 näitavad tegelike takistite, induktiivpoolide ja kondensaatorite tüüpilisi sagedusreaktsioone.

Joonis 8 Sageduse mõju takistustakistusele

Joonis 9 Sageduse mõju induktiivtakistusele

Joonis fig 10 sageduse mõju mahtuvuse impedantsile

 

Vahelduvvoolu signaali taseme (mahtuvuse) mõju:

   

Vahelduvvoolu katsepinge mõjutab vahelduvpingega seotud SMD mahtuvust (erineva dielektrilise konstandiga K), nagu on näidatud joonisel 11.

Joonis 11 vahelduvvoolu katsepingest mõjutatud mahtuvus

 

Magnetsüdamiku induktiivpooli mõjutavad pooli materjali elektromagnetilise hüstereesi omadused ja mähise induktiivsus muutub koos katsesignaali voolu muutumisega, nagu on näidatud joonisel fig. 12.

Joonis 12 vahelduvvoolu testvoolu mõjutatud magnetsüdamiku induktiivpool

 

DC eelpinge muudab ka seadme omadusi. On hästi teada, et alalisvoolu eelpinge mõjutab pooljuhtseadmete, näiteks dioodide ja transistorite ning muude passiivsete seadmete / passiivseadmete omadusi. Suure dielektrilise konstandiga materjalidest valmistatud kondensaatorite puhul, mida suurem on seadmele rakendatav alalispinge, seda suurem on mahtuvuse muutus.

Joonis fig 13 keraamiline kondensaator, mida mõjutab alalisvoolu eelpinge tase

 

Südamiku induktiivpoolide puhul varieerub induktiivsus sõltuvalt mähist läbiva alalisvoolust, mis on peamiselt tingitud pooli materjali magnetvoo küllastusomadustest.

   

Nüüd on lülitustoiteallikas väga levinud. Toiteinduktoreid kasutatakse tavaliselt kõrge vooluga lülititest tulenevate raadiosageduslike häirete ja müra filtreerimiseks. Heade filtreerimisomaduste säilitamiseks ja suure voolu pulsatsiooni vähendamiseks tuleb võimsusinduktiivpooli omadusi mõõta töötingimustes, et induktiivpooli veereomadused ei mõjutaks selle tööomadusi.

 

Joonis fig 14 alalispingevoolust mõjutatud südamiku induktiivpool

 

Enamik seadmeid on temperatuuri suhtes tundlikud. Takistuse, induktiivsuse ja mahtuvuse jaoks on temperatuurikarakteristikud väga olulised spetsifikatsiooniparameetrid. Allolev kõver näitab korrelatsiooni erineva dielektrilise konstandiga keraamilise mahtuvuse ja temperatuuri vahel.

 

joonisel fig. 15 keraamiline mahtuvus, mida mõjutab temperatuur

二、Takistuse mõõtmise meetod ja põhimõte

 

Impedantsi mõõtmiseks on palju alternatiivseid meetodeid ning igal meetodil on oma eelised ja puudused. Kõigepealt on vaja kaaluda mõõtmise nõudeid ja tingimusi ning seejärel valida sobivaim meetod. Arvesse tuleb võtta sageduse katvust, mõõtmisvahemikku, mõõtmise täpsust ja töömugavust. Ükski meetod ei saa hõlmata kõiki mõõtmisvõimalusi, seega on mõõtmismeetodite valikul vaja teha kompromissi. Järgnevalt keskendutakse kolmele meetodile vastavalt kiirete digitaalskeemide omadustele. Kui arvestada ainult mõõtmise täpsust ja töömugavust, on automaatne tasakaalusild parim valik kuni sageduseni 110Mhz. Mõõtmiseks 100MHz kuni 3GHz on parima mõõtmisvõimega RF IV meetod, teistele soovitatakse võrguanalüüsi tehnoloogiat. 2.1 automaatse tasakaalusilla meetod

   

DUT-i läbiv vool liigub ka läbi takisti RR. Potensiaali "L" punktis hoitakse 0 V juures (seda nimetatakse "virtuaalseks maanduseks"). IV konversioonivõimendi tasakaalustab RR-i voolu DUT-i vooluga. DUT-i impedantsi väärtust saab arvutada kõrgetasemelise pinge ja RR-i pinge mõõtmisega.

   

Erinevate instrumentide automaatse tasakaalusilla tegelik konfiguratsioon on erinev. Tavalise LCR-mõõturi madal sagedusvahemik on üldiselt madalam kui 100 kHz ja selle IV-muundurina saab kasutada lihtsat operatiivvõimendit. Võimendi jõudluse piiratuse tõttu on seda tüüpi instrumentidel kõrgel sagedusel halb täpsus. Lairiba LCR-mõõturis ja impedantsianalüsaatoris kasutatav IV-muundur sisaldab keerulist detektorit, integraatorit ja vektormodulaatorit, et tagada kõrge täpsus laias sagedusvahemikus üle 1MHz. Seda tüüpi instrument võib saavutada kõrgeima sageduse 110Mhz.

Joonis 16 automaatse tasakaalusilla meetodi põhimõte

Automaatse tasakaalusilla meetodi eelised ja puudused:

• Kõige täpsem, põhiline testi täpsus 0.05%

• Kõige laiem impedantsi mõõtmisvahemik: C, l, D, Q, R, x, G, B, Z, y, O

• Lai valik elektrikatsetustingimusi

• Lihtne kasutada

• Madal sagedus, f < 110MHz

2.2 RF IV meetod

   

RF IV meetod kasutab impedantsi sobitamise mõõteahelat (50 oomi) ja täpset koaksiaalset testporti erinevate konfiguratsioonide realiseerimiseks ning võib töötada kõrgemal sagedusel. Voltmeetri ja ampermeetri paigutamiseks on kaks võimalust, et kohandada vastavalt madala ja kõrge impedantsi mõõtmist. Nagu joonisel näha, tuletatakse testitava seadme (DUT) impedants pinge ja voolu mõõdetud väärtustest ning DUT-i läbiv vool arvutatakse teadaoleva takistusega madaltakistustakistil R pingest. Tegelikul mõõtmisel asetatakse väikese kadudega trafo takistile R, kuid trafo piirab ka kasutatava sagedusvahemiku madalat otsa.

Joonis 17 RF IV meetod

 

RF IV meetodi eelised ja puudused

• Lai/kõrgsagedusvahemik, 1MHz <f <3GHz

• Hea testi täpsus, põhitesti täpsus 0.8%

• Lai impedantsi mõõtmisvahemik, 100m – 50KW 10% täpsusega

• 100MHz kõige täpsem testimismeetod

• Maandusseadme test

2.3 Võrgu segmenteerimine

   

Peegelduskoefitsient saadakse sisestatud signaali ja peegeldunud signaali suhte mõõtmisel. Peegeldunud signaal tuvastatakse suundsiduri või silla abil ning signaali edastab ja mõõdetakse võrguanalüsaatoriga. Kuna see meetod mõõdab peegeldust DUT-l, saab seda kasutada kõrgemas sagedusalas.

 

Joonis 18. Võrgu analüüsi meetod

 

Vastavalt tegelikele mõõtmisnõuetele laiendab võrguanalüüsi meetod testi impedantsi vahemiku parandamiseks mitmeid meetodeid.

 

2.3.1 Peegeldusmeetod

   

See on kõige tüüpilisem võrguanalüüsi meetod. Testige impedantsi, testides S11. Valem on järgmine:

 

ZDUT=50(1+S11)/(1-S11)

 

Võrguanalüsaatori e5061b jaoks:

 

Mõõdetav sagedusvahemik: 5Hz kuni 3GHz

10% täpsusega impedantsi vahemik: 1 oomi ~ 2K oomi

Kasutada saab 7 mm tüüpi seeria katseseadet

 

2.3.2 Seeria otsemeetod

   

Nagu on näidatud joonisel, ühendab seeriameetod mõõtmise DUT järjestikku. E5061b puhul saavad nii võimenduse faasi testpordi kui ka S-parameetri testpordi kasutada seeriaviisilist meetodit. Seevastu võimendusfaasi testport on mugavam, kuna 4-klemmilise seadme testseadme saab otse ühendada võimendusfaasi testpordiga. Maksimaalne sagedusvahemik on aga vaid 30MHz. Kui soovite testida kõrgemat sagedust, saate pordi testimiseks kasutada parameetrit S. Kui aga sagedus ulatub mitmesaja megabaidini, on seeria põhjustatud viga testseadme abil raske kõrvaldada. Seetõttu on tegelik sageduspiirang umbes 200MHz või 300MHz.

 

Võrguanalüsaatori e5061b jaoks:

• Mõõdetav sagedusvahemik: 5Hz kuni 30MHz (võimendusfaasi testport)

• 5 Hz kuni sadu MHz (s parameetri testport)

• 10% täpsusega impedantsi mõõtmisvahemik: 5 oomi kuni 20K oomi

• Saadaval testimisseade (võimendusfaasi testimisport)

• Ei kehti DUT-ga ühendatud mõõtmiste puhul

Joonis 19 seeria otse meetod

 

2.3.3 Paralleel otsene meetod

   

Nagu on näidatud joonisel, testib paralleelse läbimise meetod impedantsi paralleelsete DUT-de kaudu. See meetod sobib väga hästi madala takistusega seadmete mõõtmiseks, mis võivad olla kuni 1 m oomi. Nii võimendusfaasi testimisporti kui ka S-parameetri testporti saab kasutada paralleelselt otsemeetodit. Sagedusvahemikus, mis ületab 30 MHz, kasutage paralleelse läbimise testimiseks S-parameetri testporti. Kuid alla 100 kHz puhul on impedantsi mõõtmiseks soovitatav kasutada võimendusfaasi testporti, kuna efektiivsusfaasi testimisport kasutab poolujuvat konstruktsioonimeetodit, mis võib kõrvaldada testkaabli varjestuses tagasivoolust põhjustatud takistusvea. kiht, nii et väga madalat impedantsi saab madalas sagedusalas lihtsalt ja täpselt mõõta.

 

Võrguanalüsaatori e5061b jaoks:

 

Sagedusvahemik: 5Hz kuni 30MHz (võimendusfaasi testport), 5Hz kuni 3GHz (parameetrite testpordid 1-2)

 

10% täpsusega impedantsi mõõtmisvahemik: 1m oomi kuni 5 oomi (kõrgem mõõtmistundlikkus kui impedantsianalüsaatoril). Kasutage isevalmistatud testseadet või RF-sondi

 

Joonis 20 paralleelselt otse läbi meetodiga

2.4 Tüüpiline impedantsi mõõteriist

 

Kolm kõige tüüpilisemat impedantsi mõõteseadet tööstuses on 4294A, e4991a ja e5061b. Nende omadused on järgmised:

 

4294A täppistakistusanalüsaator:

Mõõtmissagedus on vahemikus 40 Hz kuni 110 MHz

Põhiline mõõtmise täpsus on & plusmn; 0.08%

Tööstusharu kõrgeima jõudlusega impedantsi mõõtmise ja analüsaatoriga

 

Joonis 21 4294A täppistakistusanalüsaator

 

E4991a RF impedantsi / materjali mõõtmise analüsaator:

 Mõõtmissagedusvahemik on 1 MHz kuni 3 GHz

 Põhiline mõõtmise täpsus on & plusmn; 0.8%

Materjali mõõtmise funktsioon võib mõõta dielektrilist konstanti ja läbilaskvust (konfiguratsioonivalik 002)

 

Joonis 22 e4991a RF impedantsi / materjali mõõtmise analüsaator

 

E5061b vektorvõrgu analüsaator

Mõõtmissagedusvahemik S-parameetri mõõtmispordis: 5 Hz kuni 3 GHz

Mõõtmissagedusvahemik võimendusfaasi mõõtmispordis: 5 Hz kuni 30 MHz

Põhiline mõõtmise täpsus on & plusmn; 2%

PDN (toitejaotusvõrk — toiteallika jaotusvõrgu millioomi impedantsi väärtuse test (möödaviikkondensaator, lülitustoiteallika väljundtakistus (DC-DC muundur), PCB plaadi impedants jne)

Joonis 23 e5061b vektorvõrgu analüsaator

 

Erinevate instrumentide impedantsi mõõtmisvahemike võrdlus, kui mõõtmistäpsus on 10%.

Joonis fig 24 kolme tüüpilise instrumendi impedantsi mõõtmisvahemike võrdlus

 

三、Testi viga ning kalibreerimine ja kompensatsioon

 

3.1 Mõõtmisviga

   

Reaalmaailma mõõtmiste puhul peame arvestama, et vead sisalduvad mõõtmistulemustes. Levinud veaallikad on: instrumendi ebatäpsus (sealhulgas alalisvoolu eelpinge ebatäpsus ja OSC taseme ebatäpsus), parameetrite jääkmüra testseadmes ja kaablis

   

DUT-i parasiitparameetreid ei ole siin loetletud, kuna DUT-i parasiitparameetrid on osa DUT-ist. Peame mõõtma DUT-i impedantsi, sealhulgas selle parasiitparameetreid. Loetletud veaallikate hulgast saab seda kompenseerida, kui testseadme ja testkaabli jääktakistus on konstantne ja stabiilne.

 

3.2 Kalibreerimine

     

Kalibreerimine on määratletud "kalibreerimistasandiga", millel on võimalik saavutada määratud mõõtmistäpsus. Seadme kalibreerimiseks ühendage "standardseade" kalibreerimistasandil ja seejärel reguleerige seadet (arvutuse / andmete salvestamise kaudu), et mõõtetulemused jääksid määratud täpsusvahemikku.

Joonis 25 kalibreerimine ja selle kalibreerimistasand

 

Automaatse tasakaalusilla instrumendi kalibreerimistasandiks on tundmatu BNC pesa. Pärast kaabli pikkuse kalibreerimist liigutage kalibreerimistasand testkaabli ülaossa. Automaatse tasakaalusilla instrumendi kalibreerimine on tavaliselt ette nähtud kasutamiseks ja hoolduseks. Instrumenti ettenähtud täpsuse piires hoidmiseks tuleks seda perioodiliselt (tavaliselt kord aastas) kalibreerida.

   

RF IV instrumendid vajavad kalibreerimist iga kord, kui need sisse lülitatakse või sageduse seadistust muudetakse. Kuna kõrgel sagedusel on ümbritseval temperatuuril, niiskusel ja sageduse seadistusel suur mõju mõõtmise täpsusele. Kalibreerimiseks on vaja avatud vooluringi, lühist ja standardkoormust (mõnikord on vaja väikese kadu mahtuvust). Kalibreerimistasand on asukohas pesa kalibreerimisdetaili ühendamine.

 

Joonis 26 RF IV instrumendi kalibreerimismeetod ja kalibreerimistasand

 

3.3 Kompenseerige

       

Kompenseerimine võib vähendada veaallika mõju DUT-i ja instrumendi kalibreerimistasandi vahel. Kuid kompenseerimine ei saa viga täielikult kõrvaldada ja pärast kompenseerimist saadud mõõtmistäpsus ei jõua "kalibreerimistasandil" saadud täpsuseni. Kompenseerimine erineb kalibreerimisest ja see ei saa asendada kalibreerimist, seega tuleb kompenseerimine läbi viia pärast kalibreerimist. Kompenseerimine võib tõhusalt parandada instrumendi mõõtmistäpsust. Siin on kolm levinumat kompensatsioonitehnoloogiat.

 

3.3.1 Tasaarvestus

   

Kui mõõtmist mõjutab ainult üks jääkkomponent, saab efektiivse väärtuse saada, lahutades mõõdetud väärtusest vea väärtuse. Madala väärtusega mahtuvuse mõõtmise korral, nagu on näidatud alloleval joonisel, avaldab mõõtetulemustele suurimat mõju paralleelselt DUT mahtuvusega CX olev hajuv mahtuvus CO, mida saab kompenseerida, lahutades mõõdetud väärtusest cm hajuv mahtuvus. Hajumahtuvuse väärtust saab saada, kui mõõteklemm on avatud vooluringis.

Joonis 27 nihkekompensatsioon

 

3.3.2 Avatud ja lühise kompenseerimine

 

Avatud vooluahela ja lühise kompenseerimine on impedantsi mõõtmisseadmetes kõige sagedamini kasutatav kompensatsioonitehnoloogia. See meetod eeldab, et testseadme jääkparameetreid saab esitada lihtsa L / R / C / g ahelaga, nagu on näidatud alloleval joonisel (a). Kui tundmatu klemm on avatud, nagu on näidatud alloleval joonisel (b), võtke mõõdetud hajuv läbilaskvus go + jwco kui yo, sest jääktakistust ZS saab ignoreerida. Kui tundmatu klemm on lühises, nagu on näidatud alloleval joonisel (c), tähistab mõõdetud impedants jääktakistust ZS = RS + jwls, kuna yo on mööda viidud. Sel viisil, kuna iga jääkparameeter on teada, saab DUT-i impedantsi zdut arvutada alloleval joonisel (d) toodud valemi järgi.

Joonis 28 avatud vooluahela / lühise kompenseerimine

 

3.3.4 Avatud vooluring, lühis ja koormuse kompenseerimine

   

Mõõtmistingimusi on palju ja keerulisi jääkparameetreid ei saa modelleerida ülaltoodud joonisel näidatud lihtsa samaväärse ahela järgi. Avatud vooluahela / lühise / koormuse kompenseerimine on täiustatud kompensatsioonitehnoloogia, mis sobib keerukate jääkahelate jaoks. Avatud vooluringi / lühise / koormuse kompenseerimiseks tuleb enne DUT mõõtmist teha kolm mõõtmist, see tähendab avatud vooluahelat ja lühist katseseadme lõpus, ning ühendada võrdlus-DUT (koormus). DUT mõõtmise ajal saab saadud mõõtmistulemusi (andmeid) kasutada arvutuses. Nagu on näidatud alloleval joonisel, on avatud vooluahela / lühise / koormuse kompenseerimisega loodud katseseadme jääktakistusmudel 4-klemmiline võrguahel, mida esindavad ABCD parameetrid. Kui need kolm elementi on teada ja 4-klemmiline võrguahel on lineaarahel, saab iga parameetri teada.

 

Avatud vooluringi / lühise / koormuse kompenseerimist kasutatakse järgmistel juhtudel:

Ühendatud on täiendavad passiivsed ahelad või komponendid (nt välised alalisvoolu eelpingestused, tasakaalustatud tasakaalustamata trafod, atenuaatorid ja filtrid).

Kasutage skannerit, multiplekserit või maatrikslülitit.

Kasutage mittestandardse pikkusega testkaablit või pikendage 4tp kaablit tavalise Agilenti testkaabli abil.

Täiustage testsignaali võimendiga.

Kasutage komponentkassetti.

Kasutage kasutaja tehtud testseadet.

 

Eespool loetletud tingimustel ei vasta avatud/lühise kompenseerimine nõuetele ja mõõtmistulemustes on märkimisväärne viga.

 

 

Joonis 29 avatud vooluring / lühis / koormuse kompenseerimine

 

3.4 Kontakttakistusest põhjustatud viga

   

Igasugune kontakttakistus DUT-elektroodi ja testseadme või katsestendi elektroodi vahel põhjustab katseviga. DUT 2- või 4-klemmilise ühendusrežiimi kontakttakistus on erinev. 2-klemmilise ühenduse korral kattub kontakttakistus järjestikku DUT-takistusega, mille tulemuseks on D (dissipation factor) näidu positiivne viga. 4-pordilise ühenduse korral on kontakttakistid RHC, RHP, RLC ja RLP, nagu on näidatud alloleval joonisel (b). Erinevate klemmide kontakttakistuse mõju on samuti erinev. RHC vähendab DUT-le rakendatud testsignaali taset, kuid see ei tekita otseselt mõõtmisviga. RLP võib põhjustada automaatse tasakaalusilla tasakaalustamatust, kuid seda mõju võib tavaliselt ignoreerida. RHP ja CHP moodustavad madalpääsfiltri, mis põhjustab HP sisendsignaali nõrgenemise ja faasinihke, mille tulemuseks on mõõtmisviga.

 

Joonis 30 kontakttakistusest põhjustatud viga

 

3.5 Kaabli laiendamise tõttu tekkinud viga

   

Instrumendist pikendatud 4tp mõõtekaabel tutvustab mõõtesignaali amplituudivea ja faasinihet vastavalt pikendatud kaabli pikkusele ja mõõtesagedusele. Kaabli laiendamine toob kaasa kaks järgmist probleemi:

 

Viga impedantsi mõõtmisel ja silla tasakaalustamatus

   

Mõõtmisviga põhjustavad peamiselt HP ja LC otstesse ühendatud kaablid. Kui kaabli pikkus ja levimiskonstant on teada, suudab seade seda kompenseerida. Tagasisideahela faasinihe, sealhulgas RR, võimendi ning LP ja LC kaablid, põhjustab silla tasakaalustamatust. Faasinihke kompenseerimist saab siiski läbi viia tagasisideahela sees. Ainult kõrgema sagedusega piirkonnas (tavaliselt üle 100 kHz) on neil kahel probleemil märkimisväärne mõju ja Agilenti impedantsi testimisseade suudab kompenseerida Agilenti pakutavat kaablit. Madalama sagedusega piirkonnas vähendab kaabli mahtuvus ainult mõõtmise täpsust (ilma silla tasakaalu mõjutamata).

 

Kaabli pikkuse kompenseerimist kasutatakse teadaoleva pikkuse ja levikonstandiga testkaablite puhul, näiteks 1 m (2 m või 4 m) testkaablid, mida pakub Agilent. Erineva pikkusega ja erinevat tüüpi kaablite kasutamisel võib lisaks mõõtmisvigadele tekkida ka silla tasakaalustamatus.

 

3.6 Paralleelse otsemeetodi kalibreerimine ja kompenseerimine

   

Kui PDN-i millioomi impedantsi testimiseks kasutatakse e5061b, tuleb paralleelse läbilaskemeetodi puhul arvestada ka kalibreerimise ja kompenseerimisega. Üldiselt kasutatakse madala sageduse testimisel võimendusfaasi testporti. Üldiselt saab ainult kalibreerimisega saavutada piisava impedantsi testi täpsuse. Kõrgsageduse testimisel kasutage pordi testimiseks S parameetrit, mida saab kalibreerida soliga või soli kalibreerimisega pluss pordilaiendiga. Kui kasutatakse sondi tabelit, saab sondi tabeli kalibreerimistüki sooliga otse sondi otsa asendisse kalibreerida.

 

Joonis 31 paralleelse sirge meetodi kalibreerimine ja kompenseerimine madala impedantsi mõõtmiseks

四、Testige kaableid ja klambreid

 

DUT-i ühendamisel automaatse tasakaalusilda mõõteklemmiga on mitu valikulist ühenduskonfiguratsiooni. RF impedantsi mõõteseadmes saab kasutada ainult kahe klemmi meetodi ühenduskonfiguratsiooni.

 

4.1 Terminali konfiguratsioon

   

Automaatse tasakaalusilla instrumendi esipaneel on üldiselt varustatud nelja tundmatu klemmiga (HC, HP, LP ja LC). DUT ja tundmatu terminali ühendamiseks on erinevaid konfiguratsioonimeetodeid. Kuna igal meetodil on oma eelised ja puudused, tuleb valida sobivaim konfiguratsioonimeetod vastavalt DUT-i impedantsile ja nõutavale mõõtmistäpsusele.

   

2-klemmi (2t) konfiguratsioon:

   

See on kõige lihtsam meetod, kuid sellel meetodil on palju veaallikaid. Juhtmete induktiivsus, juhtmetakistus ja hajuv mahtuvus kahe juhtme vahel kajastuvad mõõtmistulemustega. Nende veaallikate tõttu on tüüpiline impedantsi mõõtmisvahemik (ilma kompensatsioonita) piiratud 100 oomi kuni 10 k oomiga.

Joonis 32 2-klemmi (2t) konfiguratsioon

 

   

3-klemmi (3T) konfiguratsioon:

   

Koaksiaalkaablit kasutatakse hajutatud mahtuvuse mõju vähendamiseks. Koaksiaalkaabli välimine juht (kilp) on ühendatud kaitseklemmiga. See võib parandada mõõtmise täpsust kõrgema impedantsi mõõtmisvahemikus, kuid kuna plii induktiivsus ja juhtmetakistus on endiselt olemas, ei saa see parandada mõõtmise täpsust madalamas impedantsi vahemikus. Tüüpilist impedantsi vahemikku saab laiendada rohkem kui 10 k oomini.

Joonis 33 3-klemmi (3T) konfiguratsioon

 

 

4-klemmi (4T) konfiguratsioon:

   

Plii induktiivsuse mõju saab vähendada, kuna signaali voolutee ja vooluahela tundlik kaabel on üksteisest sõltumatud. Madalamate impedantsi mõõtmisvahemike täpsust kuni 1 oomi saab üldiselt parandada. Kui DUT-i impedants on väiksem kui 1 oomi, läbib vooluteed suur signaalivool ja selle vastastikune induktiivsideühendus pingetundliku kaabliga põhjustab vea.

Joonis 34 4-klemmi (4T) konfiguratsioon

   

5-klemmi (5T) konfiguratsioon:

       

See on 3T ja 4T konfiguratsioonide kombinatsioon. See on varustatud nelja koaksiaalkaabliga ja nende nelja kaabli välisjuhtmed on ühendatud kaitseotsaga. Sellel konfiguratsioonil on lai mõõtevahemik 1 kuni 10 m oomi, kuid vastastikuse induktiivsuse probleem on endiselt olemas.

Joonis 35 5-klemmi (5T) konfiguratsioon

   

Testkaablite kasutamine kõrgetel sagedustel:

   

4tp konfiguratsioon on parim lahendus laia ulatusega impedantsi mõõtmiseks. Kuid 4tp põhimõõtmisel, kuna kaabli pikkus peab olema lainepikkusest lühem, on kaabli pikkus piiratud mõõtesagedusega. Selle piirangu määramiseks saab kasutada järgmist valemit: impedantsi mõõtmise alus (jätkub)

       

Siin: F on mõõtmissagedus (MHz)

             

L on kaabli pikkus (m)

   

Kui kaabli pikkus on 1 m, on maksimaalne sageduspiirang ligikaudu 15 MHz. Kui kaabli pikkus või sagedus ületab selle piiri, ei pruugi automaatne tasakaalusild olla tasakaalus. Takistuse mõõtmiseks kõrgematel sagedustel (tavaliselt üle 100 kHz) on vajalik ka kaabli pikkuse kompenseerimine.

 

4.2 Testimisseade

   

Impedantsi mõõtmisel mängib katseseade olulist rolli nii mehaanilistes kui ka elektrilistes aspektides. Armatuuri kvaliteet määrab kogu mõõtmiskvaliteedi piiri.

   

Agilent pakub erinevat tüüpi testseadmeid vastavalt testitud osade tüüpidele. Sobivaima DUT-testiseadme valimiseks tuleb arvestada mitte ainult kontakti füüsilise paigutusega, vaid ka saadaoleva sagedusvahemikuga, jääkparameetritega ja lubatud alalispingega. Katseseadme kontaktots (DUT-ühendus) võib olla 2 või 4 otsaga, et see sobiks erinevate rakendustega.

   

Kui DUT ei saa kasutada Agilenti pakutavat testseadet, saab rakenduse jaoks teha spetsiaalse testseadme. Katseseadmete valmistamisel tuleb arvesse võtta järgmisi võtmetegureid.

   

1. Jääkparameetrid tuleb minimeerida.

   

Jääkparameetrite minimeerimiseks peaks 4tp konfiguratsioon olema võimalikult lähedal DUT-le. Lisaks võib õige kaitsetehnoloogia kõrvaldada hajutatud mahtuvuse mõju.

   

2. Kontakttakistus tuleb minimeerida.

   

Kontakttakistus põhjustab läheduses olevaid vigu. 2tp konfiguratsiooni puhul mõjutab see otseselt mõõtmistulemusi. Kontaktelektroodid peavad olema kindlalt DUT-ga ühendatud ja neid tuleb hoida kogu aeg puhtana. Elektroodid peavad olema valmistatud korrosioonikindlast materjalist.

   

3.Kontaktid peavad saama avaneda ja lühikeseks jääda.

 

Avatud / lühise kompenseerimine võib kergesti vähendada mõõteseadme jääkparameetrite mõju. Avatud/lühise mõõtmiseks peab kontaktelektrood olema avatud ja lühises. Avatud vooluringi mõõtmiseks tuleb kontaktelektrood asetada samale kaugusele kui DUT-ga ühendamisel. Lühise mõõtmiseks ühendatakse elektroodide vahele või otse kontaktelektroodiga kadudeta (madala impedantsiga) juht. Kui soovite hoida elektroodi 4-klemmilises konfiguratsioonis, peaksite esmalt ühendama vooluklemm ja potentsiaalne klemm.

 

4.3 Kontrollige kaablit

   

Kui testitava DUT-i ja instrumendi vahel on teatud vahemaa, on vaja testporti (tundmatu terminal) kaabli abil laiendada. Kui pikenduskaabli pikkust ei arvestata, ei põhjusta see mitte ainult vigu, vaid põhjustab ka silla tasakaalustamatust, nii et seda pole võimalik mõõta.

   

Agilentil on koos instrumendiga erinevaid 1m, 2M ja 4m testkaableid. Testkaabli valimisel tuleb arvestada kaabli pikkust ja saadaolevat sagedusvahemikku. Kuna kaabli viga on teada, võib Agilent instrument minimeerida mõõtekaabli mõju. Katseviga suureneb koos kaabli pikkuse ja mõõtmissageduse suurenemisega.

   

Soovitatav on mitte kasutada kaableid, mida Agilent ei soovita, ja instrumendi kompensatsioonifunktsioon ei pruugi kehtida mitte-Agilenti kaablite puhul. Kui tuleb kasutada mitte-Agilenti kaableid, tuleks kasutada samu või samaväärseid kaableid nagu Agilenti testkaablid. Kõrgemate sageduste jaoks ärge kasutage kaableid, mida Agilent ei tarni. 4tp konfiguratsiooniga laienduskaabli kasutamiseks peab kaabli pikkus olema 1m või 2m, mida saab mõõtevahenditega kompenseerida. Kui kaabli pikkuses on viga, põhjustab see täiendava vea.

 

4.4 Kõrvaldage hajutatud mahtuvuse mõju

     

Kui DUT-l on suur takistus (st madal mahtuvus), ei saa eirata hajutatud mahtuvuse mõju. Nagu on näidatud alloleval joonisel, on 4-klemmilise kontaktiga DUT-i mõõtmise näite puhul CD ühendatud paralleelselt DUT-ga. Juhtiva plaadi asetamisel DUT-i alla ühendatakse ka selle kombineeritud mahtuvus (CH / / CL) paralleelselt DUT-ga, mille tulemuseks on mõõtmisviga. CD-d saab minimeerida, asetades kõrgeima ja madalama otsa vahele kaitseplaadi. Lisaks võivad kaitsva otsa ühendamisel juhiga CH ja CL mõjud teineteist kompenseerida.

Impedantsi mõõtmise alused (jätkub)

Joonis 36 kaitsetehnoloogia välistab hajutatud mahtuvuse mõju

 

4.5 Terminali konfiguratsioon ja testseade raadiosagedusalas

   

RF impedantsi mõõteseadmel on täpne koaksiaaltesti port. Põhimõtteliselt on see 2-klemmiline konfiguratsioon. Koaksiaaltesti pordi keskjuht pesa on aktiivne tipptase ja välimine juht on maandatud madalam. DUT-d saab mõõta ainult kõige lihtsama 2-klemmilise ühenduse konfiguratsiooniga. Katseseadme jääk-induktiivsus, jääktakistus, haju mahtuvus ja hajujuhtivus kantakse mõõtmistulemustele (enne kompenseerimist). Olenemata sellest, kas RF IV meetod või võrguanalüüsi meetod, mida rohkem mõõdetud impedants erineb 50 oomist, seda madalam on RF impedantsi mõõtmise täpsus. Jääkparameetrite mõju suureneb sageduse suurenemisega. Mida kõrgem on sagedus, seda kitsam on mõõdetava takistuse vahemik.

   

RF-testiseade peaks olema spetsiaalselt konstrueeritud nii, et juhtme pikkus (elektrilise tee pikkus) DUT-i ja testpordi vahel oleks võimalikult lühike, et minimeerida jääkparameetreid. Üldiselt, kui sagedus on madalam kui 100 MHz, on katseseadme jääkparameetrite põhjustatud viga väiksem kui instrumendi viga, mida saab pärast kompenseerimist ignoreerida. Madala või suure jääkparameetrite lähedase impedantsi mõõtmisel põhjustab katseseadme jääkparameetrite muutumine aga mõõtmistulemuste korratavuse. Jääkparameetrite muutumine ja mõõtmistulemuste ebastabiilsus sõltuvad DUT-i positsioneerimistäpsusest testseadme terminalil. Korduva mõõtmise korral peab raadiosageduskatseseade suutma mõõteterminalile DUT-i täpselt positsioneerida.

   

Kõrgel sagedusel (tavaliselt kõrgem kui 500 MHz) mõjutavad testseadme jääkparameetrid mõõtetulemusi rohkem ja kitsendavad tegelikku mõõtmisvahemikku. Seetõttu piirab testseadmete saadaolev sagedusvahemik erinevate testseadmete maksimaalset sagedust. Instrumendi ebatäpsuse ja testseadme tekitatud vea summa määrab DUT mõõtmistulemuste ebatäpsuse. Kuna kasutada saab ainult 2-klemmilist konfiguratsiooni, on kompenseerimine parima mõõtmistäpsuse võti.

   

WeChati ametlik konto tuletab meelde: igasugustel testseadmetel on oma omadused ja struktuur. Kuna DUT mõõteväärtust ei mõjuta mitte ainult jääkparameetrid, vaid ka DUT-i ümbritsev keskkond (nt maandusplaat, klemmide paigutus, isolaatori dielektriline konstant jne), on hea mõõtmise konsistentsi saavutamiseks tuleks kasutada sama tüüpi katseseadet.

   

RF-testiseadmeid on kahte tüüpi: koaksiaalne testseade ja mittekoaksiaalne testseade. Erinevus seisneb nende geomeetrilises struktuuris ja elektrilistes omadustes. Mittekoaksiaalsel testklambril on avatud mõõteots, mis hõlbustab DUT-i ühendamist ja lahtivõtmist. Mittekoaksiaalne kinnitus sobib suure hulga kõrge efektiivsusega seadmete testimiseks. Kuid see kõrge kasutegur langeb kõrgel sagedusel mõõtmise täpsuse arvelt, kuna koaksiaalseadmete vahel esineb elektriliste omaduste katkestus (mittevastavus). pesa komponendid ja testklemmid.

   

Koaksiaalne testseade fikseerib DUT-i konfiguratsiooniga, mis sarnaneb koaksiaalotsaga, mis on ühendatud katseseadme keskelektroodi ja välimise juhi korgi elektroodiga. Kuna testpordist DUT-i hoitakse pidevat 50-oomist iseloomulikku takistust, suudab koaksiaaltesti seade läbida suurima mõõtetäpsuse ja parima sageduskarakteristiku. Kuna DUT-i ja isolaatori vahelise tühimiku minimeerimiseks saab valida korduva arvu isolaatori läbimõõtu, saab DUT-i paigutada katseseadme lõppu, mis suudab saavutada parima korratavuse ilma operaatori oskusteta. Seetõttu võib koaksiaalne testseade saada väiksema lisavea ja palju suurema mõõtmise korratavuse kui mittekoaksiaalne testseade.

Impedantsi mõõtmise alused (jätkub)

Joonis 37 tüüpiline RF impedantsi testimisseade

"Kinghelmi" kaubamärgi registreeris algselt Golden Beacon Company. Golden beacon on GPS-i otsemüügitootja antenn ja Beidou antenn. Sellel on Beidou GPS-i navigatsiooni- ja positsioneerimistööstuses väga suur populaarsus ja maine. Teadus-, arendus- ja tootmistooteid kasutatakse laialdaselt BDS-i satelliitnavigatsioonis ja positsioneerimises, traadita sides ja muudes valdkondades. Peamiste toodete hulka kuuluvad: rj45-rj45 võrk, võrguliides pesa, RF pesa adapter, koaksiaalkaabel pesa, tüüp-C pesa, HDMI-liides, C-tüüpi liides, tihvt ja siin, SMA, FPC, FFC antenn pesa, antenn signaali edastamine veekindel pesa, HDMI liides, USB-pistik, klemmiliin, klemmiplaadi klemm, klemmiriba, RF RFID silt Positsioneerimise navigeerimine antenn, suhtlemine antenn ühendusjuhe, kummivarras antenn, imemisantenn, 433 antenn, 4G antenn, GPS-moodul antennjm. Seda kasutatakse laialdaselt kosmose-, side-, [敏感词] tööstuses, mõõteriistades, turvalisuses, meditsiinis ja muudes tööstusharudes.

See sisu pärineb Internetist / pilvaju mõttekojast. See veebisait pakub ainult kordustrükki. Selle artikli vaadetel, seisukohtadel ja tehnoloogiatel pole selle veebisaidiga mingit pistmist. Rikkumise korral võtke meiega ühendust, et see kustutada!