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E4990A 阻抗分析仪
- 型号
- E4990A
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上海骋利电子科技有限公司是一家从事代理，经销仪器仪表，电子配套设备的综合性企业，秉承"诚信经营、 用心服务、客户至上、共谋发展"的宗旨，致力于电子测量及工业测试领域，竭诚为国内外制造，研发检测提供仪器设备和全方面测试方案，深得广大用户的信赖和支持。
详细信息
E4990A 阻抗分析仪具有 20 Hz 至 120 MHz 的频率范围，可在宽阻抗范围内提供出色的 0.045%（典型值）基本准确度，并内置 40 V 直流偏置源，适用于元器件、半导体和材料测量。
特点
5 种可升级的频率选件：20 Hz 至 10/20/30/50/120 MHz
基本阻抗测量准确度：±0.08%（±0.045%，典型值）
25 mΩ 至 40 MΩ 宽阻抗测量范围（10% 测量准确度范围）
测量参数：|Z|、|Y|、θ、R、X、G、B、L、C、D、Q、复数 Z、复数 Y、Vac、Iac、Vdc、Idc
内置直流偏置源：0 V 至 ±40 V，0 A 至 ±100 mA
加快测量速度选件（选件 001，仅适用于 10M/20M/30M/50M 选件）
10.4 英寸彩色 LCD 触摸屏可显示 4 个通道和 4 条迹线
数据分析功能：等效电路分析、极限线测试
主要技术指标
阻抗分析器的功率，与网络分析器的比较
应用文章
介绍
是德科技的阻抗分析仪是市场上wei一能够为m到M以及20 Hz到3 GHz频率范围内的元件评估提供无yu伦比精度的仪器。揭示高品质组件的真正特性。本应用说明描述了为什么实际特性评估是bi不可少的，以及如何使用阻抗分析仪实现实际特性测量。
目录
介绍
实物特征评价的必要性
组件的特性
PCB上电路/元件的特性
材料的特性
在充电器上的特性
实际特性测量的阻抗测量能力
阻抗测量仪器
Keysight的阻抗分析仪规格
测量能力的比较
高阻抗测量
低阻抗测量
低D测量
高Q值
测量稳定性
结论
实物特征评价的必要性
本文件中的实际特性是指在频率、信号电平、直流偏置和温度等实际条件下，电气设备、材料和元件的特性。应可靠和准确地知道这些特性。虽然元件符合制造商的规格，但当它们集成到电路中时，它们表现出不同的特性。问题有时是由于制造商提供的标准规格的测试条件与零件使用的实际操作条件不相符。此外，规格中未涵盖的特性往往影响电路的性能，并可能在不知情的情况下依赖于适当的操作。在大多数情况下，由于测量系统的不灵活性，元件被测试和选择的条件与元件运行时的条件不同。
设计高质量的电路，必须了解其元器件和印刷电路板在实际工作条件下的特性，即元器件及印刷电路板的特性取决于其使用或测量的条件（频率、信号电平、温度等），对于电子器件或元器件的制造商来说，有必要对产品在实际工作状态下所使用的材料或元器件中所使用的元器件进行评估。
组件的特性
一般来说，电子电路的性能取决于所使用的关键元件，选择合适的元件以符合电路的性能是很重要的，例如在电压控制振荡器（VCO）电路设计中，当使用电感-电容（LC）振荡电路系统时，所使用的电感的Q值会影响振荡的相位噪声性能，如果Q值降低（降低），则振荡输出的噪声水平会增加（相位噪音会增加）。
由于电感的Q值随频率变化，因此有必要在实际振荡频率下测量其特性。
机械谐振器（晶体谐振器、陶瓷谐振器和SAW谐振器等）也用于VCO电路，由于振荡频率和频率可变范围取决于所使用的谐振器，因此对谐振器的实际性能进行评估是必要的。
所需的测量性能
电感器的准确Q值测量
用于谐振器的宽阻抗范围（高达几个M）
PCB上电路/元件的特性
虽然对实际工作条件下的元器件进行表征对于电路设计至关重要，但在研发和质量保证中，表征在宽频率范围内工作的电路本身也是至关重要的。
设计电子电路时，首先要设计放大器或滤波器电路等基本电路块，然后再组装整个电路，为了缩短开发周期时间，在组装电路前可以对每个电路块的特性进行评估，评估每个电路块或组件的输入和输出阻抗是非常重要的，因为这些基本电路块之间的阻抗应该很好地理解和匹配，必须知道PCB的图案电感和图案之间的杂散电容在实际工作条件下的特性。
所需的测量性能
易于接触安装在印刷电路上的各种元件/电路块，可在宽的阻抗范围内进行精确测量
由于图案电感和杂散电容非常小（1至1 M），阻抗范围很宽
阻抗测量手册
应用文章
阻抗测量数据可帮助工程师设计需要特定电阻、电容和电感值才能实现最佳性能的电路和系统。为了最大限度地传输功率并减少射频（RF）设备中的反射，工程师必须使RF链中的每个组件的阻抗匹配。
什么是电阻抗？
工程师使用阻抗测量来表征电子电路、元件和材料。在射频应用中，工程师通常定义阻抗（Z），在矢量平面上以复数表示，作为设备或电路在给定频率下对交流电（AC）流的总阻抗。工程师根据所需的测试频率、阻抗参数和优选的显示参数选择特定的阻抗测量技术。
本应用说明展示了参考解决方案，其中包括目前可用的产品和已停产和/或过时的产品，以利用Keysight的阻抗测量专长满足特定应用要求。无论您从事何种应用或行业——从电路设计和信号完整性到制造或生物医学应用——Keysight均可提供zhuo越的性能和高可靠性，让您在进行阻抗测量时充满信心。
本文从阻抗测量的基础知识开始，首先定义了阻抗和阻抗参数、阻抗测量的基础知识以及无源元件的理论和自然行为——包括寄生和理想、实际和测量值。
阻抗矢量由实部（电阻，R）和虚部（反应性，X）组成。我们用矩形坐标形式R+jX或极坐标形式表示阻抗的幅值和相位角：|Z|_θ。在某些情况下，使用阻抗的反比证明在数学上是有利的。因此，1/Z=1/（R+ jX) =Y=G+jB，其中Y表示导入、G导和B受力。阻抗测量用欧姆（）为单位，而导纳测量用西门子（S）。阻抗被证明特别有用，用R和X的简单和来表示电阻和电抗的串联连接。导通率更好地表示并行连接。
反应性有两种形式:电感（XL）和电容（Xc）。根据定义，XL=2πfL和Xc=1/（2πfC），其中f表示感兴趣的频率，L表示电感和C电容。用角频率（ω：ω）替换2πf来表示XL=ωL和Xc=1/（ωC）。类似的对等关系也适用于接受和接纳。
根据这些定义，应用说明扩展了组件依赖因素（如测试、测试信号电平、直流偏置和温度）以及常见组件（如电容和电感）的等效电路模型。
如何测量阻抗？
在定义了术语和阻抗参数之间的关系之后，本文介绍了阻抗测量的基本原理。考虑到阻抗的复杂性质，要找到阻抗，我们至少需要测量两个值。许多现代阻抗测量仪器测量阻抗矢量的实部和虚部，然后将它们转换成所需的参数，如|Z|、θ、|Y|、R、X、G、B、C和L。
本文详细介绍了阻抗测量电路模式、测试仪器、三元件等效电路和复杂元件模型以及常用的测量方法，包括：
桥梁阻抗测量
共振阻抗测量
I-V阻抗测量
射频I-V阻抗测量
网络分析测量
自动平衡桥阻抗测量
桥式阻抗测量方法在标准实验室中很常见，它以较低的成本提供较高的精度。然而，桥式阻抵抗测量需要手动平衡，并且只提供较窄的频率覆盖范围，只能使用单台仪器。
谐振阻抗测量在高Q值时具有良好的Q值精度，但需要调谐才能实现谐振，而谐振阻值测量方法也存在阻抗测量精度低的问题。
I-V阻抗测量可实现对接地器件的测量并兼容探针式测试需求。因此，使用接地器件中的开发人员更喜欢这种方法。然而，使用I-V阻值测量方法时，探针变压器限制了工作频率范围。
射频I-V、网络分析和自动平衡桥阻抗测量方法最shi合从事射频元件表征的工程师。射频I-V阻抗测量在高频下具有高精度和宽阻抗范围（m至M）。不过，与I-V阻抗测量方法一样，测试头中使用的变压器限制了工作频率范围。
网络分析阻抗测量方法涵盖了从低频（LF）到射频的频率范围，并且在未知阻抗出现在特征阻抗附近时具有良好的精度。不幸的是，网络分析仪在改变测量频率后需要重新校准，并且只允许狭窄的阻抗测量范围。
自动平衡电桥阻抗测量提供从低频到高频（HF）的广泛频率覆盖范围，同时在宽阻抗测量范围（m到100M的量级）上保持极其高的精度。它们还能够像I-V方法一样进行接地器件测量，但缺乏对高频范围测试的支持。
用什么仪器测量阻抗？
本文进一步探讨了射频 I-V 阻抗测量、网络分析和自动平衡电桥阻抗测量背后的理论，特别是考虑到它们与 Keysight 各种解决方案的相关性，包括电容计、LCR 计、阻抗分析仪和网络分析仪。
LCR计和阻抗分析仪主要在显示特性上有所不同。LCR计显示数字数据，而阻抗分析仪器显示数字或图形格式的数据。另外，标准的VNA提供从测量的S参数数据计算阻抗的功能，尽管Keysight ENA系列网络分析仪支持在单一平台上进行阻抗和网络分析的各种应用。
我们对阻抗测量解决方案的讨论包括:电阻图、实用仪器的运行原理、关键测量功能、固定和布线以及测量误差补偿。
阻抗测量的系统配置是什么？
通常，用于阻抗测量的系统使用以下组件:
阻抗测量仪
电缆和适配器接口
试验夹具
最后，本应用说明最后提出了各种应用中阻抗测量增强的建议，包括:
电容器
电感器
变压器
二极管
MOSFETs
电池
阅读本手册，以找到满足阻抗测量需求的最佳测量方法和仪器。
