簡單介紹完比較基礎(chǔ)的電阻、電容和電感器后,接著小緯來介紹組件的特性以及一些測量的技巧。
組件特性
這個(gè)部分小緯主要介紹的是電阻、電感和電容的阻抗隨著頻率變化時(shí)的特性。首先是關(guān)于電阻器的頻率響應(yīng)特性。
理想狀態(tài)下電阻跟頻率是沒有關(guān)系的,但以高阻值電阻來說,由于存在著寄生電容,在實(shí)際測量時(shí)阻抗會有一些變化。隨著頻率升高,實(shí)際測量的阻值是有減少的。而低阻值電阻則是由于有引線電感,當(dāng)測試頻率升高時(shí),實(shí)際所測量出來的阻值會比理論值還偏大。也因?yàn)槔硐氲脑骷c現(xiàn)實(shí)情況的差異,導(dǎo)致我們在測量時(shí)就得特別注意,也必須特別考慮測量方法和選擇測試條件。
再來是電感器的頻率響應(yīng)特性。第一個(gè)是關(guān)于普通電感,由于來自線纜電阻和寄生電容的影響,也會使得實(shí)際的阻抗值和理想值間有所偏差,特別是在高頻的時(shí)候。另外,高磁芯損耗的電感則是由于寄生電容和磁芯損耗的影響,同樣會產(chǎn)生與理論值間的偏差。
最后是關(guān)于電容器頻率響應(yīng)的特性,是因?yàn)榈刃Т?lián)電阻的影響,使得實(shí)際測量結(jié)果與理論值有所偏差。
組件測量技巧
測量技巧可大概分成5個(gè)部分: 正確的測量條件、正確選擇等效模型、儀器的校準(zhǔn)、電路的補(bǔ)償、以及接線的選擇。
1.測量條件的選擇
以電容來說,由于介電常數(shù)的不同,使得容值測量的結(jié)果會隨著測試電壓的不同而變化,特別是高介電常數(shù)。當(dāng)介電常數(shù)在3.7以上時(shí),就要特別注意測試電壓的選擇。若選擇了不合適的測試電壓,會對測試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。相對來說,低介電常數(shù)對于電壓的依賴性則小很多。而除了電容之于測試電壓之外,電感的測試結(jié)果也會隨著測試電流的上升有所影響。
測試結(jié)果對信號大小的依賴情況
固緯電子LCR-8000G系列元器件測試器的圖表模式。圖表模式可將待測物的組件特性以圖示的方式呈現(xiàn),可選擇電壓或頻率作為橫坐標(biāo)進(jìn)行掃描。
另外固緯電子的微歐姆計(jì)GOM-805有脈沖測量模式。在線材的一些接點(diǎn)或接面中,不同的金屬間的熱耦合會產(chǎn)生電學(xué)上稱為熱電動勢(Thermoelectric Electromotive force) 的效應(yīng),無可避免的,這熱電動勢也會影響到測量的結(jié)果。PULSE模式的用途是為了排除熱電動勢的影響,而能得到更準(zhǔn)確的阻抗值。
2.等效模型的選擇
除了測試條件的選擇,等效電路的選擇也非常重要。對于現(xiàn)實(shí)中的元器件,都可以將其等效簡化為二元電路,其中可簡化成串聯(lián)、并聯(lián),甚至串并聯(lián)結(jié)合的模式都可以選擇。
選擇合適的等效模型
等效電路模型
固緯數(shù)字電橋LCR-8000G量測模式
下圖是固緯數(shù)字電橋LCR-6000的16種主/副參數(shù)組合及2個(gè)監(jiān)控參數(shù), 可供選擇; 即可同時(shí)顯示4個(gè)不同量測結(jié)果值和測試條件(圖一) 大數(shù)值顯示模式, 更容易觀測量測的結(jié)果; 還可設(shè)置PASS/FAIL和聲響判斷(圖二)。
3.儀器的校準(zhǔn)
儀器校準(zhǔn)的目的是在于給儀表定義一個(gè)能夠保證測量精度的基準(zhǔn)面。而儀器的校準(zhǔn)分為固定校準(zhǔn)模式和用戶校準(zhǔn)模式,固定校準(zhǔn)模式多為廠家會使用,用戶校準(zhǔn)模式則是一般用戶在使用。
4.電路的補(bǔ)償
在開始使用LCR前,我們要先做開路和閉路的補(bǔ)償。短路補(bǔ)償一般是針對大容量、低阻抗、低ESR、D值的測量;而開路補(bǔ)償則主要是對于高阻抗、小容量的測量。做完補(bǔ)償后,測量結(jié)果才會較準(zhǔn)確。尤其是當(dāng)更換夾具后要再次測量時(shí),需要重復(fù)做一次補(bǔ)償。
短路補(bǔ)償
開路補(bǔ)償
5.接線的選擇
一般來說兩線制的接線方式較常用,另外也有四線制的接線方式,兩者各有適用的范圍。若采取的是兩線制的測試方法,電阻的選擇一般在大于100歐姆以上;而小于100歐的電阻,一般則是采用四線制測量。
兩線制測量法
一般電阻大于100歐時(shí)可用2線制測量
兩線制測量法
一般小于100歐的電阻用4線制測量