agilent4294a阻抗分析仪使用手册.docx
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agilent4294a阻抗分析仪使用手册
Agilent4294A阻抗分析仪使用手册(总8页)
Agilent4294A阻抗分析仪
使用手册
华中科技大学激光技术国家重点实验室
2002年1月
一、介绍
Agilent4294A精密阻抗分析仪可以对各种电子器件(元件和电路)以及电子材料和非电子材料的精确阻抗测量提供广泛的支持。
它是对电子元件进行设计、签定、质量控制和生产测试的强有力工具。
它所提供的性能和功能对于电路设计开发人员将获益匪浅。
此外,Agilent4294A的优良测量性能和功能为电路的设计和开发以及材料(电子材料和非电子材料)的研究和开发提供强有力的工具。
它具有:
·在宽阻抗范围的宽频率范围内进行精确测量
·强大的阻抗分析功能
·便于使用并能用多种方式与PC机配套
电子器件:
无源元件:
二端元件如电容器、电感器、铁氧体珠、电阻器、变压器、晶体/陶瓷谐振器、多芯片组件或阵列/网络元件的阻抗测量。
半导体元件:
变容二极管的C-V(电流-电压)特性分析;二极管、晶体管或集成电路(IC)封装终端/引线的寄生分析;放大器的输入/输出阻抗测量。
其它元件:
印制电路板、继电器、开关、电缆、电池等的阻抗评估。
材料:
介质材料:
塑料、陶瓷、印制电路板和其它介质材料和损耗切角评估。
磁性材料:
铁氧体、非晶体和其它磁性材料的导磁率和损耗角评估。
半导体材料:
半导体材料的介电常熟、导电率和C-V特性。
二、基本原理:
Agilent4294A阻抗分析仪所采用的是自动平衡电桥技术。
如图所示:
可以将平衡电桥看作一个放大器电路,基于欧姆定律V=I*R进行测量。
被测器件(DUT)通过一个交流源激励,它的电压就是在高端H监测到的电压。
低端L为虚拟地,电压为0V。
通过电阻器R2的电流I2跟通过被测器件(DUT)的电流I相等。
因此,输出电压和通过被测器件(DUT)的电流成正比,电压和电流自动平衡,这也就是它的名字的由来。
在实际应用中,为了覆盖更加大的频率范围,通常用一个null-detector和modulator来代替电路中的放大器。
当然,这只是一个基本的测量原理电路,为了得到精确的结果,还有许多的附加电路。
三、Agilent4294A的主要技术指标:
参数
指标
工作频率
40Hz-110MHz,1mHz分辨率
基本阻抗精度
±0.08%
Q精度
在Q=100,f≤10MHz时为±3%(典型值)
阻抗范围
3mΩ-500MΩ(*1)
测量时间
在f≥500kHz,BW(每字位数)=1(快速)时为3ms/测量点
每次扫描的总数
2-801个点
测量类型
4端对测量(标准)
利用HP42942A进行APC-7单端口测量(可测的接地器件)
利用HP42941A进行阻抗探头测量(可测的接地器件)
阻抗参数
|Z|,|Y|,θ,R,X,G,B,L,C,D,Q
直流偏置
0-±40V/±100mA,1mV/40uA分辨率
恒压/恒流方式,直流偏置V/I监视功能
振荡器电平
5mV-1Vrms/200uA-20mArms,振荡器电平V/I监视功能
扫描参数
频率,振荡器电平(V/I),直流偏置(V/I)
扫描类型
线性,对数,列表;手动扫描方式;向上/向下扫描
其他功能
等效电路分析功能
迹线累积模式
频标
8个频标(1个主频标和7个副频标)
Δ频标功能,频标搜索功能(最大、最小、峰值、下一个峰值等)
频标分析功能
(*1)30%的典型精度范围:
3mΩ(100Hz-110MHz),500MΩ(100Hz-200kHz)
四、前/后面板、硬/软键介绍
前面板示意图:
(见仪器)
后面板示意图:
(见仪器)
在阻抗分析仪的前面板上提供了分组的硬键和一个液晶显示屏,在显示屏的右侧是一些软菜单,可以通过位于旁边的8个按键(软键)来选择菜单中的内容。
46个按键位于前面板的右上方,根据它们的功能不同被分别放在六个区中。
每一个按键都有一个文字标记来说明它的功能。
下面将分组介绍硬键的具体功能:
1、激活通道区
【A】激活通道A,然后你就可以在通道A中设置参量以及进行分析工作
【B】激活通道A,然后你就可以在通道A中设置参量以及进行分析工作
2、测量区
【Meas】激活一个软键菜单,在其中你可以选择测量的参数
【Format】激活一个软键菜单,在其中你可以选择数据显示的格式(曲线轴格式),并设置相位显示单位
【Display】激活一个软键菜单,在其中你可以配置一般的显示参量(不包括显示格式和比例设置)并且可以进行等效电路分析
【ScaleRef】激活一个软键菜单,配置曲线的显示比例
【Bw/Avg】激活一个软键菜单,配置带宽和平均设置
【Cal】仪器校准
3、激励区
【Sweep】测试信号的扫描设定
【Source】设置频率(CW频率),测试信号电平,和直流偏置。
当你设定一个扫描参数时,你可以用【Start】,【Stop】,【Center】,【Span】来设定扫描范围
【Trigger】设置触发系统
【Start】指定扫描范围的开始值
【Stop】指定扫描范围的终止值
【Center】指定扫描范围的中间值
【Span】指定扫描范围
4、输入区
【O旋钮】你可以旋转这个旋钮来调整当前设定值,这个方法更改的设定值立即生效,而不用再按别的键。
同样你也可以用这个旋钮来改变光标的水平位置
【↑】【↓】增加或减少当前的设定值,更改的设定值立刻生效
【EntryOff】从输入模式切换到普通模式,参量的名称和设定值也从液晶显示屏的左上方消失
【BackSpace】删除光标左边的一个字符,同时光标左移一位
【0】-【9】输入数字
【G/n】-【×1】设置输入数值的单位
5、标记区
【Marker】打开/关闭标记,配置标记设定
【Marker→】改变当前标记值,例如你可以选择MKR→START将当前标记值作为扫描范围的起始值,从而开始以这个新的扫描范围进行扫描
【Search】查找,如查找最大值、最小值等
【Utility】
6、仪器状态区
【System】控制管理整台仪器,也可以设置有限线测试功能
【Local】将分析仪从远程控制切换到本地控制,在这里也可以配置GPIB和局域网
【Preset】初始化分析仪到它的初始状态
【Copy】将显示屏上的曲线输出到打印机
【Save】存贮当前设置、测量数据、屏幕图象等
【Recall】载入分析仪中以前存储的信息
由于软键数目繁多,但从它的文本标记中可以很容易了解它的作用,所以这里就不再一一列举了。
五、测量方法
a)所需仪器:
Agilent4294A精密阻抗分析仪、16047A夹具、被测物。
b)夹具安装,打开电源。
c)【Cal】->ADAPTER->NONE,选择分析仪工作在没有适配器的环境下(因为我们所购买的仪器中没有需要补偿的适配器,所以这里就不介绍适配器补偿的步骤了)。
d)指定测量环境
i.初始化【Preset】
ii.选择要测量的参数:
【Meas】->***(如|Z|-D等,这里可以根据你所要测量的量来选择,选择完成后在A、B两个通道中就会显示这两个参量的曲线)
iii.设置扫描参数的频率【Sweep】->PARAMETER[]->FREQ,然后设置扫描方式TYPE[](这里根据所选择的参量不同会有不同的方式,如线型(LIN)、对数(LOG))等,【Start】【Stop】设置扫描范围,或者用【Center】【Span】是一样的效果
iv.【Source】设置频率(CW频率),测试信号电平,和直流偏置等
v.【Bw/Avg】->BANDWIDTH[]设定带宽
e)夹具补偿
(1)【Cal】->FIXTURECOMPEN
(2)将夹具的两电极开路,按OPEN,当OPENonOFF中的on大写时开路补偿完成
(3)用短路器将两电极短路,按SHORT,当SHORTonOFF中的on大写时短路补偿完成,然后移开短路器
(4)如果需要更精确的补偿,可以选一个参数已知的器件,用上述方法进行负载补偿,一般情况下不需要
f)测量并观测结果,在这里可以根据不同的需要进行不同的操作
i.夹好被测器件
ii.【A】激活A通道,【Format】选择一种显示格式,【ScaleRef】选择显示比例
iii.【B】激活B通道,【Format】选择一种显示格式,【ScaleRef】选择显示比例
iv.【Marker】标记一个点,并显示该点的数值,用旋钮可以改变标记点的位置
v.【Copy】打印,【Save】储存
上面所介绍的只是一个基本的测量步骤,还有许多步骤和功能因为不常用被忽略了,比如:
电缆补偿、等效电路分析、BASIC程序设计、远程控制等等。