agilent4294a精确阻抗分析操作手册.docx

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agilent4294a精确阻抗分析操作手册

安全总结

当你注意到以下所列的任何不正常情况，立即终止操作，断开电源线。

联系你当地的Agilent技术销售代表或权威服务公司来维修仪器。

如果你继续操作而不维修，操作将会有潜在的火灾或突然的危险。

仪器运行不正常。

仪器运行过程中发出不正常的噪音、味道、烟或火花。

操作中仪器产生高温或电击.。

电缆线、插头、插座被损坏。

有其他物质或液体进入仪器。

注意

不要超过仪器使用时正常输入电力、电压、电流和信号类型，参考仪器功能参考。

静电放电（ESD）能够损坏仪器中的高精密微电路。

ESD危害不论仪器有没有连接都没有可能发生。

通过带一根接地线来提供一个通向地的高阻通道，可以避免这种危害。

也可以使用计测议前，通过接触接地设备底盘的外壳来自己放静电。

操作手册

第五次编辑

注意

该文档受知识产权保护，未经允许，不准影印、复制、翻译。

手册出版历史

安全总结

在该仪器的操作、服务、维修中都必须看一下的通用安全注意。

如果对事先注意和该手册其他地方的“注意”应用失败将削弱仪器的自我保护。

如此的行为将违背仪器设计、生产本来的使用标准。

仪器接地

不要在爆燃性空气中使用

远离带电电路

不要单独维修或调试

不要替换部件或更改设备。

危险程序注意

注意

这台仪器中含有危险电压，能够致死。

当安装、测试、调试时必须非常注意。

安全符号

这台仪器或手册所使用的一般安全符号列表如下：

指导手册符号：

当使用者必须参考指导手册时产品用这个符号标记。

~可变电压。

直流

|开（供给）

关（供给）

注意：

这个注意符号表明危险。

它警告如果一个过程、操作或条件没有正确地执行或遵守，将会导致职员伤亡。

1、安装

这一章包含Agilent4294A精密阻抗分析仪的安装与设置指南。

至于连接测试配件如测试夹具、适配器、探针或测量电缆，参考第四章“测量配件的准备”。

注意：

为了避免危险的电击，如果外壳（例如封面、面板、显示器）上任何部分由客运损伤痕迹，不要打开Agilent4294A.

设置供电前的警告：

在给Agilent4294A供电前确保选择了正确的保险丝，确保使用的电源满足该部分后面的要求。

设置和替换保险丝

Agilent4294A需要的如下的保险丝：

UL/CSA类型，时间延迟，5A250Vac（号码2110—0030）

你可以按图1-1拆卸保险丝固定器来检查和替换保险丝。

拆卸保险丝固定器前，先断开电缆线，然后用以字螺丝刀或相似的工具向上按压图1-1中a标志的部位。

那样那个固定器表面就会升起一点，最终可以拔下固定器。

电源要求

电压：

90-132Vac或198-264Vac（自动选择）

频率：

47-63HZ

电能消耗：

300VA

电缆线

与国际安全标准相应，采用三相电缆线。

当连接到适当的直流电源插座时，这个电缆中的一根线可以将设备接地。

注意：

接地头不能移除，以免电击；电源插头必须插入提供电源接地的插座里。

连接BNC适配器（仅选项1D5）

当安装1D5时，连接4294A后面板位于REFOVEN和EXTREFINPUT接口。

选项1D5使Agilent4294A的测试信号更稳定、准确。

使用局域网（LAN）端口

你可以用双扭非屏蔽线通过Agilent4294A后面板的连接器将其接入局域网。

步骤1：

连接Agilent4294A到局域网，安全地插入局域网电缆到局域网端口。

步骤2：

要想让4294A通过局域网交流，必须设置网络连接，见《程序手册》中的“使用局域网”部分。

连接提供的键盘

步骤1：

将mini-DIN的电缆线插入后面板的键盘接口。

步骤2：

设置键盘到舒适的位置。

使用支架式装配工具

环境要求

更多的信息参考第十章的325页“规格和补充的执行特性”。

温度：

10oc—40oc

湿度：

15%—80%（相对湿度）

注意：

超过温度范围将会导致仪器内部的凝聚。

安装地点提供空旷地来散热

为了保证足够的通风，确保仪器后面至少180mm内、两边至少60mm内空旷。

为了保证产品测量准确，必须保证周围温度不超过范围，提供足够的冷却空间，也可以在室内放空调。

清洁指南

断开Agilent4294A电源线以免发生电击。

用一块干布或浸满了水然后轻柔的拧干的布温柔地擦拭表面。

不要企图擦拭内部。

2、学习操作基础

这一章将引导你漫游Agilent4294A精密阻抗分析仪的基本测量功能。

如果你是第一次使用Agilent4294A，这篇指南将帮助你熟悉这台仪器。

必需的仪器

Agilent4294A精密阻抗分析仪（1台）

16047E测试夹具（1个）

DUT（待测元件）:

自振频率为100万赫兹或以下的带引线的电容器,如微法的陶瓷电容器（1个）

测量的准备

通过以下的步骤为Agilent4294A的测量工作做准备。

在进行下面的步骤时必须保证Agilent4294A已经如第一章17页“安装”一节所说的那样正确地安装、设置。

2.2.1连接Agilent16047E测试夹具

Step1.把16047E测试夹具安到Agilent4294A前面板上的测试接口上。

Step2.渐渐地旋转其中两个BNC接口上的旋转杆，使每对接口完全连接，确保使凹槽排列在两者的边上。

Step3.顺时针拧夹具上的两个螺丝。

Step4.顺时针旋转夹具上两个BNC接口的旋转杆，固定好夹具。

注意当取下Agilent16047E测试夹具时，反向操作上述过程。

2.2.2打开电源

按下电源开关打开Agilent4294A的电源。

Agilent4294A首先运行开机自检过程。

在自检期间，型号名称、韧件校订数字/日期，选项，版权注意和其他的信息在LCD上显示。

当自检完成时,LCD上显示的即为测量屏幕。

2.2.3将适配器类型设定为“None”

使用按键序列[Cal]-Adapter[]-None来设置Agilent4294A进行无适配器的操作。

当Agilent4294A与直接连接型的测试夹具，如Agilent16047E相连时，一定要选择这个选项。

当适配器类型设置为“None”时，测量屏幕上状态区域不会显示"EX1"，"EX2","7mm"和"PRB"指标。

注意当你使用Agilent4294A进行真实的应用时，你可能想要使用这些适配器：

如一个7mm的转变适配器（终端机适配器）、电缆或探针。

为了要这么做,你必须叙述适当的适配器类型然后运行一个叫做“AdapterSetup”的校准过程。

在这一过程中，你能通过测量一个特定的校准标准来校准连接到Agilent4294A上的适配器。

然而，因为这一个例子使用Agilent16047E,这是一个不需要适配器的直接连接型的夹具，你不需要进行"AdapterSetup"的步骤。

用Agilent4294A进行测量,你一定要选择适当的适配器类型选项。

不管什么时候，只要开始新的测量，就应该检查仪器状态区显示的指标（"EX1"、"EX2"、"7mm"、"PRB",或者什么也不显示），以确认正确的适配器类型被选择。

不要忘记检查适配器类型,特别是如果你时常给Agilent4294A重新连接若干不同的适配器（包括一个7毫米的转变适配器、探针、电缆、测试夹具等）。

叙述测量条件

接下来，你需要叙述Agilent4294A应该如何进行测量。

注意通过这个过程,你设置的参数会同时应用于通道A、B。

这里，你不需要限定哪个通道是有效的，也不必检查它当前的设定。

2.3.1初始化Agilent4294A到初始状态

按[Preset]键初始化Agilent4294A。

这使Agilent4294A进入初始状态。

注意如果你打开Agilent4294A的电源时，存储有开机设定文件的闪盘或软盘插在软驱里，那这文件会自动地被装载，而且包含在文件里的设定将被恢复。

初始化Agilent4294A到它的初始状态，可保证没有特定的设定从最后测量中继承。

因此,任何时候你进行新的测量时，都应该按[Preset]键初始化Agilent4294A，不管你在先前的测量之后是否曾把仪器关掉然后又打开。

特别注意按[Preset]键初始化Agilent4294A不会影响刚才为仪器设定的适配器类型。

一旦你已经设定好了适配器类型,设定会一直保留，直到你选择另外的适配器类型。

2.3.2选择|Z|-θ作为测量叁数

按下面的步骤选择测量参数：

Step1.按[Meas]键显示测量参数菜单。

Step2.确保选定|Z|-θ项（这个选项是初始状态默认的）。

选择|Z|-θ项时，A通道反应的是阻抗的模值，B通道显示阻抗的相位。

2.3.3扫描参数选择频率

Step1.按[Sweep]键显示扫描菜单。

Step2.检查菜单上的Parameter[]选项，以确认“FREQ”（frequencysweep）在中括号[]里显示（这是初始状态的默认选择）。

2.3.4选择对数的扫描作为扫描类型

Step1.在扫描菜单里,选择TYPE[]来显示扫描类型菜单。

Step2.按LOG键选择对数扫描。

2.3.5设置扫描开始频率为100HZ

Step1.按[Start]键。

屏幕左上方的参数设定区将显示当前的扫描开始频率的值。

Step2.用输入区的键：

[1][0][0]往参数设定区输入“100”

Step3.按输入区的[×1]键表明这个值没有任何单位。

这使你的输入变得有效。

2.3.6设置扫描结束频率为100MHZ

Step1.按[Stop]键。

屏幕左上方的参数设定区将显示当前的扫描结束频率的值。

Step2.用输入区的键：

[1][0][0]往参数设定区输入“100”

Step3.按输入区的[M/m]键给你的输入添后缀“M”。

这使你的输入变得有效。

2.3.7设定测量带宽值为2

Step1.按[Bw/Avg]键显示测量带宽/平均值的菜单。

Step2.按BANDWIDTH[]键显示测量带宽设定菜单。

Step3.设定测量带宽值为2。

夹具补偿

然后，你需要除去在测试夹具和Agilent4294A之间产生的误差。

这个过程叫做"夹具补偿。

"完成这个过程需要使用三个补偿功能:

OPEN,SHORT,LOAD。

注意所有的校准设定,包括对夹具补偿建立的那些,将应用于通道A和B。

当运行任意一个补偿功能时，不必检查A和B哪一个通道是当前有效的，也不必检查通道的状态。

2.4.1开路状态的夹具补偿

Step1.按[Cal]键显示校准菜单。

Step2.按夹具FIXTURECOMPEN[]键显示夹具补偿菜选单。

Step3.确保测试夹具（Agilent16047E）的二个检验电极（高电平和低电平）是开路状态。

固定这两个电极时，务必顺时针方向转动夹具的二个电极固定螺丝。

Step4.按OPEN[]键测量开路补偿数据。

当仪器正在测量补偿数据时,在屏幕左上方的参数设定区会显示"WAIT--MEASURINGSTANDARD"的信息。

在测量完成后，屏幕上的OPENonOFF标签变为OPENONoff，指出开路补偿功能启动。

2.4.2短路状态的夹具补偿

Step1.在Agilent16047E的上面部份有个用于短路补偿的金属片，松开螺丝将其取下。

然后把短路补偿金属片固定在Agilent16047E的高、低电极之间，拧紧螺丝（如下面的图2-3所示）。

Step2.按SHORT[]键测量短路补偿数据。

当仪器正在测量补偿数据时,在屏幕左上方的参数设定区会显示"WAIT--MEASURINGSTANDARD"的信息。

在测量完成后，屏幕上的SHORTonOFF标签变为SHORTONoff，指出短路补偿功能启动。

Step3.把短路补偿金属片从Agilent16047E的测试电极上取下来。

注意Agilent4294A提供三个夹具补偿功能:

OPEN,SHORT,LOAD（没有讲负载补偿）。

你可以独立的启动或关闭每个补偿功能，并且可以任意组合使用他们进行夹具补偿步骤。

在典型的测量使用中，推荐你运行开路和短路补偿功能。

实行测量并且观察结果

2.5.1连接DUT

Step1.逆时针方向转动电极的固紧螺丝，增加Agilent16047E的高、低电极之间的距离。

Step2.把DUT的引线插到高、低电极里。

Step3.转动高、低电极的固紧螺丝，固定DUT的引线。

2.5.2给纵轴|Z|应用对数的格式

Step1.确定A通道为当前有效通道（初始状态默认A为有效通道）。

Step2.按[Format]键显示显示格式菜单。

Step3.按LOG[]键使图表的纵轴为对数格式。

2.5.3给纵轴θ应用线性格式

Step1.按[B]键激活通道B。

Step2.选中LIN键使图表纵轴为线性格式。

（这一个设定是初始状态的默认选择）

2.5.4平行显示|Z|和θ的图

Step1.按[Display]键显示显示菜单。

Step2.按SPLITonOFF键把屏幕分为上下两部分，此时标签会变为SPLITONoff。

注意因为这一个设定同时对通道A和B起作用，所以当你将屏幕分成两部分时，不需要检查哪一个通道是有效的。

2.5.5设置|Z|迹为自动调整刻度

Step1.按[A]键激活A通道。

Step2.按[ScaleRef]键显示刻度参考菜单。

Step3.按Autoscale[]键设定通道A为自动调整刻度。

2.5.6设置θ迹为自动调整刻度

Step1.按[B]键激活B通道。

Step2.按Autoscale[]键设定通道B为自动调整刻度。

结果分析

2.6.1确定Self-resonanceFrequency和ResonantImpedance

Step1.按[A]键激活通道A。

Step2.按[Search]键显示搜索菜单。

主定位记号（一个由数字0识别的轨迹定位记号）在图的中心中出现。

Step3.按SEARCHTRKonOFF[]键启用搜索轨迹功能。

（标签上的显示应该变为SEARCHTRKONoff）。

当这一个功能被激活时,仪器在每个扫描周期的完成之后运行一次搜索动作。

Step4.按MIN[]键移动主定位记号到|Z|的最小值处。

当搜索轨迹功能被激活后，每完成一次扫描周期，仪器就会检测并且移动主定位记号至新的|Z|的最小值处。

假设它已经完成扫除周期的每一次。

图的右上方显示的扫描参数值（频率）和测量参数值为主定位记号处的值。

从|Z|的图的右上方可以读出Self-resonanceFrequency和ResonantImpedance。

在图2-9中的例子里，测得的DUT的Self-resonanceFrequency和ResonantImpedance分别为：

和155mΩ。

3、前/后面板、LCD显示屏

这章包括Agilent4294A前面板和后面板的特征。

包括前面板特征的例证和描述，LCD显示屏，后面板的接口。

前面板

Agilent4294A的前面板提供了若干hardkeys键区，一个LCD显示屏，在显示屏的右侧边上有一系列的softkeys键。

同时,在LCD显示屏之下有若干的测试接口和一个电源开关。

图3-1是Agilent4294A的前面板图。

3.1.1Hardkeys

hardkeys是指位于前面板右侧的46个按键；这些键按照功能的不同分为六个块（图3-1中的#1到#6）。

每个按键上标有描述它的功能的文字。

另外还有叫做“softkeys"的八个键，这八个键垂直地排列在LCD显示屏的右侧边缘。

注意，"hardkey"指六个块中所有按键涉及到的控制，包括输入区的圆形的旋钮。

hardkey或者直接地控制Agilent4294A的功能,或者提供进入softkey菜单的功能,或者两者皆有。

注意作为一个印刷的约定，这样对hardkeys和softkeys加以区别：

如果指的是hardkey，就用一对括号[]括起来；如果指的是softkey则不需要括号[]。

[Hardkey]键表明是"Hardkey”的键。

Softkey键表明是"Softkey”的键。

当一些键被一个连字号（-）连接的时候,按照它们的顺序依次按下。

举例来说，你应该使用按键序列[ScaleRef]-AUTOSCALE启用自动调整刻度功能。

作为一个例外，数字键间没有用连字号连接；举例来说，输入值100，按键序列被表达为：

[1][0][0]。

1.设置当前激活的通道的键区

Agilent4294A能在每次扫描周期里显示两个通道的轨迹（波形）:

通道A和通道B。

某些参量,如扫描量程,对两个通道都产生作用；而另一些参数则能为每个通道进行独立的设置。

你可以使用这个键区的键[A]或[B]选择A或B通道为激活的通道。

两个通道中的任意一个一经被设定为当前被激活的,就能针对这个被激活的通道设置测量条件和进行分析。

当你设定测量条件的时候,应格外注意哪个通道是当前被激活的。

[A]键激活通道A，这样就能针对通道A设定条件、进行分析。

[B]键激活通道B，这样就能针对通道B设定条件、进行分析。

2.测量功能的键区

这个区里的键用来设置所有的测量条件，但不包括测试信号的设定。

[Meas]键按下此键，进入softkey菜单，进而选择测量参数。

[Format]键按下此键，进入softkey菜单，进而选择数据显示格式（图轴格式）,还能建立相位显示单位和相位扩展特征。

[Display]键按下此键，进入softkey菜单，进而设置一般的显示选项（除了显示格式和刻度设定），还能进行等效电路分析。

[ScaleRef]键按下此键，进入softkey菜单，进而设置坐标图的刻度。

[Bw/Avg]键按下此键，进入softkey菜单，进而进而设定bandwidth的值和取多次测量平均的设定。

[Cal]键按下此键，进入softkey菜单，进而建立校准特征。

3.与激励有关的键区

这个区的按键用来设置测试信号参量。

[Sweep]键按下此键，进入softkey菜单，进而对扫描参数进行设定。

[Source]键按下此键，进入softkey菜单，进而设置频率（CW频率）、测试信号电平、直流偏压条件。

当设定扫描参数的时候,可以使用[Start],[Stop],[Center]和[Span]这些键设定扫描范围。

[Trigger]键按下此键，进入softkey菜单，进而设置触发系统。

[Start]键设置扫描起始值。

[Stop]键设置扫描终点值。

[Center]键设置扫描中点的值。

[Span]键设置扫描区间长度。

4.数字输入键区

这个区的键用来输入数字和文本串。

设置参数值时，首先按下相应的hardkey或softkey使仪器进入输入模式，然后就可以输入文件名或参数值了。

○（旋钮）在输入模式下，旋转这个旋钮就可以调节当前的参数值。

这个方法和用数字键输入想要的值是等效的。

另外，当仪器工作在特定的菜单选项中时，也能通过旋转旋钮垂直的移动光标。

[↑]和[↓]键在输入模式下，这两个键用来增加或渐减现在的设定值。

这个方法和用数字键输入想要的值是等效的。

[EntryOff]键这个键使仪器从输入模式恢复到正常的操作模式。

[BackSpace]键删除光标左边的字符，并且光标移动至后一个字符。

[0]到[9]的数字键输入数字，输入结束后，按一个单位键才生效。

[G/n][M/][k/m][×1]键（单位按键）在输完你想要的值后,选一个单位按键按下，否则此次输入不会生效。

除了[×1]键之外,每个单位按键均有两个单位可选，应用哪一个单位，由仪器根据参数类型自动确定。

5.关于定位记号功能的键区

这个区的按键用来设置定位记号。

定位记号在图上是波形图上的一个倒三角，并且在这个倒三角上有一个数字0。

通过这个记号可以读出波形图上记号所在点处的值。

[Marker]键按下此键，进入softkey菜单，进而对定位记号进行基本的设定,比如说启动还是关闭marker功能。

[Marker→]键按下此键，进入softkey菜单，进而实现把标记的值赋给其它参数的功能。

例如，当选择MKR→START键会使当前定位记号所在点处的值赋给扫描起始值，如此一来，就能从定位记号所在点开始新的扫描。

[Search]键按下此键，进入softkey菜单，进而激活定位搜索功能。

这个功能可以自动的使定位记号移动到波形图的特定的点（比如说最小值处），这样就可以读出这点处的值。

[Utility]键按下此键，进入softkey菜单，进而激活除[Marker→]、[Search]之外的其它功能。

6.关于仪器状态的键区

这里的按键用来进行仪器的基本设定。

这些设定与测量和分析没有直接关系。

[System]键按下此键，进入softkey菜单，进而控制并管理整个仪器，也可以规定测量功能的限定。

[Local]键实现远程控制和本地控制的切换。

另外，还可进行GP-IB和LAN的设定。

设定。

[Preset]键初始化Agilent4294A为预设状态。

[Copy]键按下此键，进入softkey菜单，进而控制屏幕到打印机的输出内容。

[Save]键按下此键，进入softkey菜单，进而保存当前的设置、测量数据、屏幕内容到Agilent4294A的存储设备里。

[Recall]键按下此键，进入softkey菜单，进而恢复在Agilent4294A的存储设备里的状态文件中存储的设定和测量数据。

7.Softkeys

softkeys是八个沿着LCD显示屏右侧边缘排列的按键。

按下相应的hardkey会显示相应的softkeys的功能选项的菜单。

更多关于softkey的情况,参见第54页上的"5.SoftkeyLabelArea"。

8.彩色LCD显示屏

显示使用Agilent4294A所需的所有信息,包括测量结果（迹数据），仪器状态,结果分析,和softkey菜单。

9.电源开关

开启或关闭仪器的电源。

当你打开Agilent4294A的时候,它会初始化到开机的默认情形。

此时，屏幕上不显示softkey菜单，不过按下特定的hardkey将显示相应的softkey菜单。

注意，如果在打开电源时，存有开机设定文件的闪盘或软盘插在仪器上，那这个文件会自动地被加载，而且文件中包含的设定将被恢复。

10.未知终端接口

仪器上的这些接口可以连接一个固定测试元件（DUT）的配件，如适配器、测试夹具、线缆等。

这些配件采用四个终端对设计,从而实现更精确和更宽范围的动态测量。

警告不要给未知终端接口加直流电压或电流。

尤其要注意待测元件有电容的情况，一定要确保电容完全放电以后，才