阻抗分析儀/LCR表原理

圖1 阻抗測(cè)量方法

圖2是自動(dòng)平衡電橋法的原理框圖。通過(guò)精確測(cè)量加載到被測(cè)件DUT的電壓和電流，從而精確測(cè)量出DUT阻抗值。從圖2中可以看出，通過(guò)DUT的電流等于通過(guò)電阻Rr的電流，而通過(guò)Rr的電流可以通過(guò)測(cè)量V2計(jì)算出來(lái)。
通常，在低頻（<100KHz）的LCR表里，使用一個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器作為I-V轉(zhuǎn)換器，缺點(diǎn)是運(yùn)算放大器的頻響在高頻段較差。對(duì)于頻率高于 1MHz的LCR表或阻抗分析儀，I-V轉(zhuǎn)換器由精密的零位檢測(cè)器，相位檢測(cè)器和積分器（環(huán)路濾波）組成。這種儀器可以測(cè)量高達(dá)110MHz的頻率范圍。

圖2 自動(dòng)平衡電橋法原理框圖

圖3是RF I-V法原理框圖。RF I-V法是I-V技術(shù)在高頻范圍的擴(kuò)展，可以緊密測(cè)量高達(dá)3GHz頻率范圍的阻抗值。RF I-V電路和路徑必須仔細(xì)設(shè)計(jì)，以確保能夠以50ohm阻抗與被測(cè)件DUT相連。如果連接路徑的阻抗不是50ohm，不想要的反射將發(fā)生，將導(dǎo)致電流和電壓的測(cè)量誤差增大。RF I-V法細(xì)分為高阻和低阻兩種測(cè)量模式。實(shí)際上，測(cè)量?jī)x器保持不變，只是改變測(cè)試頭，達(dá)到兩種測(cè)量模式的要求。高阻測(cè)量模式，測(cè)試電流很小，為了正確的探測(cè)電流，電流探頭要盡量靠近DUT；低阻測(cè)量模式，為了靈敏的得到電壓值，電壓探頭要盡量靠近DUT。

圖3 RF I-V法原理框圖

網(wǎng)絡(luò)反射法即是網(wǎng)絡(luò)分析儀方法，在此不著介紹。

各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下。
1、自動(dòng)平衡電橋法優(yōu)缺點(diǎn)：
1）最準(zhǔn)確，基本測(cè)試精度0.05%；
2）最寬的阻抗測(cè)量范圍：C,L,D,Q,R,X,G,B,Z,Y,O...；
3）最寬的電學(xué)測(cè)量條件范圍；
4）簡(jiǎn)單易用；
5）低頻：f<110MHz。

2、RF I-V法優(yōu)缺點(diǎn)：
1）寬的頻率范圍：1MHz2）好的測(cè)試精度，基本測(cè)試精度:0.8%；
3）寬的阻抗測(cè)量范圍：100m～50K@10%精度
4）>100MHz的最準(zhǔn)確測(cè)試方法；
5）接地器件測(cè)試。

3、網(wǎng)絡(luò)分析儀法優(yōu)缺點(diǎn)：
1）高頻
適用：f>100KHz
最佳：f>3GHz
2）適中的精度；
3）有限的阻抗測(cè)試范圍。