Точное измерение полного импеданса с качанием частоты, уровня тестового сигнала и смещения по постоянному току

Фактический импеданс пассивных компонентов зависит от частоты, уровня сигнала и смещения по постоянному току. Это необходимо учитывать при проектировании электронных схем. LCR-метр R&S®LCX идеально подходит для измерения этих зависимостей. А прикладная программа R&S®LCX Sweep Tool позволяет удобно проводить измерения и отображать результаты в виде графиков.

LCR-метр R&S®LCX
LCR-метр R&S®LCX
Открытый Lightbox

Измерительная задача

Фактический импеданс пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, всегда отличается от его идеального значения, поскольку зависит от технологии и размеров компонента. Существенное влияние на характеристики компонентов оказывают такие паразитные элементы, как индуктивность и сопротивление выводов, а также емкость между витками катушки. Импеданс паразитных элементов в значительной степени зависит от частоты. Все это необходимо учитывать при проектировании электронных схем.

Эквивалентные схемы пассивных компонентов

В некоторой степени характеристики пассивных компонентов зависят от амплитуды приложенного сигнала переменного тока или напряжения, а также от наложенного смещения по постоянному току. Далее описываются два примера.

График качества катушки по току смещения
График качества катушки по току смещения
Открытый Lightbox

Зависимость катушки

Материал сердечника в катушках индуктивности и трансформаторах всегда ведет себя нелинейно. В слабых магнитных полях коэрцитивная сила вызывает потери гистерезиса. В сильных магнитных полях магнитный поток приближается к точке насыщения. Потери в катушке индуктивности увеличиваются с ростом амплитуды сигнала и наложенного постоянного тока.

График емкости по напряжению смещения
График емкости по напряжению смещения
Открытый Lightbox

Зависимость емкости

В керамических конденсаторах диэлектрическая постоянная диэлектрического материала с высокой проницаемостью может существенно изменяться в зависимости от напряженности приложенного поля. Соответственно, емкость конденсаторов, изготовленных из подобных материалов, изменяется вместе с приложенным напряжением смещения по постоянному току.

Решение компании Rohde & Schwarz

LCR-метры R&S®LCX позволяют точно измерять полный импеданс пассивных компонентов в диапазоне частот от 4 Гц до 300 кГц или до 10 МГц. Функция динамического измерения импеданса, входящая в набор расширенных функций анализа в приборе R&S®LCX-K106, используется для проведения измерений с качанием частоты, уровня тестового сигнала или смещения по постоянному току. Результаты вносятся в файл журнала. Встроенная функция ChartView дает быстрый обзор качественных характеристик, показывающий зависимость результатов измерений от изменяемого параметра.

На веб-сайте Rohde&Schwarz можно скачать бесплатную программу R&S®LCX Sweep Tool со множеством функций настройки конфигурации и визуального представления. Эта прикладная программа позволяет дистанционно задавать на приборе R&S®LCX качание частоты, уровня тестового сигнала или смещения по постоянному току. Значения полного импеданса и проводимости, индуктивности, емкости, качества, коэффициента потерь, сопротивления и реактивного сопротивления выводятся на графиках в зависимости от изменяемого параметра. Кроме того, значения импеданса и проводимости отображаются в комплексной плоскости на графиках Найквиста.

Заключение

LCR-метры R&S®LCX — это идеальное решение для точного измерения полного импеданса, сопротивления, индуктивности и емкости пассивных компонентов, а также их зависимости от частоты, уровня сигнала и смещения по постоянному току. Дополнительные преимущества дает прикладная программа R&S®LCX Sweep Tool (руководство по применению 1GP132) с удобными функциями автоматизации и составления графиков. Для решения задач повышенной сложности рекомендуется использовать LCR-метры R&S®LCX вместе с анализатором импеданса MFIA от Zurich Instruments

Графики проводимости, емкости и коэффициента потерь электролитического конденсатора в зависимости от частоты
Графики проводимости, емкости и коэффициента потерь электролитического конденсатора в зависимости от частоты
Открытый Lightbox