罗姆R课堂 | 阻抗测量:方式选择和精度提升要点
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阻抗测量的原因和意义
在电路性能未达设计预期时,准确识别元器件的实际特性对于锁定原因而言非常重要。仅依据规格书参数进行设计,会忽略频率特性和温度变化等因素导致的波动,从而引发非预期工作。这就要求通过阻抗测量来量化波动因素,从而提高设计精度。
实测值与规格值存在差异的原因:寄生分量和频率特性
产品规格书中列出的数值,通常是在1kHz和120Hz等标准测试条件下测得的值。若实际应用设备的工作频段、信号电平、直流偏置、温度及安装条件与其存在差异,实测结果将系统性偏离理想模型。要想预见差异并进行调整,需以理想元件的特性为出发点,了解现实中元器件的寄生分量和频率响应特性,下面以三种元件为例进行说明。
影响测量结果的因素
本节将重点关注元件固有的因素(电容和电感的频率、直流偏置、交流电平、温度),并梳理导致测量结果变化的主要因素。有关因夹具和测量相关因素(校准、布线、周围环境)导致的误差,请参阅“测量步骤和测量环境”章节。
阻抗测量的步骤和解读方法
要想进行准确的元器件评估和电路性能预测,就需要掌握测量步骤和数据解读方法。如果测量值的判定标准模糊不清,就无法获得预期的性能。下面通过典型的电子元器件测量实例,详细介绍技术和数据的解读方法。
自谐振的发现方法和解读
在自谐振频率下,容抗与感抗相等,相位跨越0°。阻抗模值|Z|根据元件取极值:电容器为极小值,电感器为极大值。在实际应用中,通常通过频率扫描来确认|Z|的极值(极小值/极大值)与相位0°在同一频率处重合,并将该频率定义为“SRF”。电容器超过SRF后会呈现感性,而电感器超过SRF后则会呈现容性。
测量前的校准步骤:开路、短路、负载补偿以及夹具管理
通过矢量网络分析仪等进行单端口(1-port)校准时,需使用开路(Open)、短路(Short)、负载(Load)三种标准件,并将它们分别定义为理想元件叠加实际寄生分量后的模型。
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