阻抗(Impedance)的公式如式一，從這個(gè)公式可以得知三個(gè)被動(dòng)組件在阻抗中扮演的角色，實(shí)部的阻(電阻)與虛部的抗(電容與電感)，現(xiàn)實(shí)環(huán)境中被動(dòng)組件皆存在不理想的情況，純電阻、純電感、純電容僅在教科書上討論理想狀況時(shí)出現(xiàn)，實(shí)務(wù)應(yīng)用必須考慮因?yàn)榧纳M件產(chǎn)生的不理想情況，因?yàn)榧纳M件使得電容中有電感；電感中有電容，所以在諧振頻率后會(huì)發(fā)生電抗特性的變化，因此了解并測(cè)量諧振頻率至關(guān)重要。
電容的電抗公式如式二，隨著頻率 f 增加，XC 電抗會(huì)越小，電容通高頻阻低頻，直流為開(kāi)路。
電感的電抗公式如式三，隨著頻率 f 增加，XL 電抗會(huì)越大，電感通低頻阻高頻，直流為短路。
什么是諧振與諧振頻率?
電路中有電容及電感，當(dāng)感抗等于容抗便是所謂的諧振(式四)，通過(guò)這個(gè)定義可計(jì)算出諧振頻率(式五)
為何此諧振頻率點(diǎn)，對(duì)于被動(dòng)組件特性測(cè)量有重要意義?
我們可以說(shuō)，當(dāng)施加于此組件的頻率低于諧振頻率，大致上都遵照理想組件特性產(chǎn)生響應(yīng)，不過(guò)一旦施加高于此諧振頻率，就會(huì)呈現(xiàn)相反的特性，也就是電容性電抗會(huì)變?yōu)殡姼行噪娍?，反之亦然?
以圖A為例，是電容器的頻率響應(yīng)圖，橫軸是施加的頻率，縱軸是組件對(duì)應(yīng)出的電抗；其中紅色筆直的斜線，是理想的組件特性，頻率越高電抗越小(可從式二得知)，但實(shí)際上，當(dāng)頻率高于諧振頻率后，電抗隨著頻率增加不降反升，也就是開(kāi)始呈現(xiàn)反轉(zhuǎn)的特性。
那為何會(huì)電抗不降反升? 圖B/C可以看到電容上串聯(lián)的寄生電感，當(dāng)高于諧振頻率，寄生電感所產(chǎn)生的電抗大于電容的電抗，又因?yàn)槭谴?lián)的寄生電感，所以等效電抗會(huì)增大。也可以簡(jiǎn)單的換句話說(shuō)，此時(shí)的寄生電感變成主角，所以才會(huì)呈現(xiàn)電感的頻率響應(yīng)特性。
再以圖D為例，是電感組件的頻率響應(yīng)，紅色筆直的斜線，是理想的電感器特性，頻率越高電抗越大(可從式三得知)，但實(shí)際上，當(dāng)頻率上升高于諧振頻率，電抗隨著頻率增加不升反降，也就是開(kāi)始呈現(xiàn)反轉(zhuǎn)的特性。
那為何會(huì)開(kāi)始電抗不升反降? 原因跟前面一樣，圖E可以看到電感上的寄生電容，當(dāng)高于諧振頻率，寄生電容所產(chǎn)生的電抗小于電感的電抗，電流會(huì)往阻礙小的地方走，所以電流紛紛轉(zhuǎn)走向寄生電容的路徑。簡(jiǎn)而言之，此時(shí)的寄生電容變成主角，所以才會(huì)呈現(xiàn)電容的頻率響應(yīng)特性。
如何分析諧振頻率?
組件特性是在特定條件下(商規(guī)、車規(guī)、軍規(guī))組件的性能，所以測(cè)量條件須大于或等于實(shí)際應(yīng)用的條件，電感與電容在不同頻率下的電抗特性不同，雖然同批料組件的生產(chǎn)過(guò)程一致性較高，但是寄生組件的值還是有些許差異，同時(shí)也須確認(rèn)組件是否工作在諧振頻率之后(因?yàn)殡娍固匦赞D(zhuǎn)變)，此時(shí)傳統(tǒng)的LCR Meter僅針對(duì)單點(diǎn)頻率測(cè)量便無(wú)法滿足需求，而過(guò)去可以通過(guò)頻率掃描的測(cè)量又僅在昂貴的阻抗分析儀才具備此功能。
目前的LCR Meter已進(jìn)化為具備阻抗分析儀的掃頻與寄生組件評(píng)估的能力，如圖F，是一個(gè)電容組件使用固緯 LCR-8200A測(cè)量的掃頻結(jié)果，掃描頻率范圍是 1MHz 到 27.5MHz，掃描完成的結(jié)果顯示頻率范圍區(qū)間內(nèi)所對(duì)應(yīng)的阻抗值Impedance Z 與相位變化，橫軸是施加的頻率要注意這邊通常都是采用對(duì)數(shù)尺度 (log scale)，縱軸是組件對(duì)應(yīng)出的阻抗與相位；黃色線條是對(duì)數(shù)尺度的阻抗值變化，而綠色線條是線性尺度相位變化；從阻抗值變化的反轉(zhuǎn)處，可看出此組件的諧振頻率約為18MHz，也就是在 18MHz 之前的頻率，都還維持電容的組件特性，在18MHz 之后，就會(huì)轉(zhuǎn)為電感特性 (轉(zhuǎn)為寄生電感主宰)。
如果想要更進(jìn)一步分析，就可以使用等效電路模型分析功能(Equivalent Circuit Analysis)。等效電路模型分析功能，就是呼叫出理論值推導(dǎo)的模型，通過(guò)曲線逼近(Curve Fitting)的方式比對(duì)，當(dāng)測(cè)量值逼近理論值時(shí)便可得知寄生組件的值。
如圖G，可以先呼叫出接近的等效模型D (L1 C1 R1 互相串聯(lián))，就會(huì)出現(xiàn)理論推導(dǎo)的模型曲線，接下來(lái)可以慢慢調(diào)整等效模型的參數(shù) L1 C1 R1去逼近實(shí)際測(cè)量值，當(dāng)理論曲線最逼近真實(shí)結(jié)果曲線時(shí)，就可以說(shuō)此時(shí)的L1 R1 最接近寄生組件的數(shù)值；這樣已經(jīng)是與阻抗分析儀的功能相近。
固緯的LCR-8200A系列，提供了最高達(dá)50MHz 的掃描頻率，并提供七種等效模型協(xié)助分析寄生組件。感興趣的話可通過(guò)固緯電子官網(wǎng)等渠道了解更多產(chǎn)品詳情！
