使用阻抗分析仪

介绍

阻抗分析仪用于测量被测电路对不同频率的输入信号的响应。本指南解释了WaveForms的用法。阻抗分析仪乐器。这种仪器也被称为阻抗在波形。

先决条件

指南

1.打开阻抗分析仪仪器

1.1

插入测试和测量设备，然后启动波形，并确保设备已连接。

如果在WaveForms启动时没有设备连接到主机，则设备管理器就会启动。确保设备已插入并已打开，此时它将出现在设备管理器的设备列表(1)中。单击列表中的设备选择它，然后单击select按钮(2)关闭设备管理器。

注意:此外还列出了“DEMO”设备，允许用户使用WaveForms并在没有物理设备的情况下创建项目。

注意:点击屏幕右下角(3)的“连接设备”按钮，或者在屏幕上方的“设置”菜单中选择“设备管理器”，即可打开设备管理器。

1.2

一旦Welcome页面加载完毕，在窗口左侧的仪表面板中，单击“Impedance”按钮打开阻抗分析仪乐器。

1.3

一旦阻抗分析仪仪器打开时，窗口包含顶部的控制条(1)，下面是阻抗平面(2)和底部的相位平面(3)，如右图所示。

2.使用阻抗分析仪

阻抗分析仪用于分析电容和电感元件。本节将介绍如何设置阻抗分析仪仪器在默认频率范围内捕获普通电容的阻抗和相位。它使用波形发生器和示波器外部参考电阻的值由表中与被测器件(DUT)的电容或电感范围的关系确定。这张桌子向右摆。当阻抗分析仪仪器开始,示波器和波形发生器如果它们正在运行且状态显示为“Busy”，则停止。的阻抗分析仪仪器在运行时控制这些仪器。

2.1硬件设置

在本教程中，测量10nF电容的阻抗。参考上表，这个电容值需要一个10kOhm的参考电阻。参考右边的“负载优先”图来设置这个电路(电容是负载，参考电阻是图中的电阻)。

注意:模拟输入通道可以与BNC电缆一起使用。有关更多信息，请参见使用示波器指南。

这个设置的一个例子显示在图片的右边:

  • 电容器与参考电阻串联
  • 示波器通道1(实橙色线)和波形发生器通道1(黄色实心线)连接到电容器的自由端
  • 示波器通道2(蓝色实心线)连接到由电容器和参考电阻共享的节点
  • 接地(黑色线)连接到参考电阻器的自由端

注意:如果需要，BNC电缆可以用来连接模拟输入输出通道到测试电路。这将在使用示波器指南。

当使用带有BNC电缆的设备时，请确保在选项菜单中设置示波器探头的衰减(带有齿轮图标)。

的模拟发现阻抗分析仪适配器利用阻抗分析仪仪器更容易。它自动为几个参考电阻和继电器选择最佳配置，以创建一个参考电路来测量未知阻抗。

如果使用阻抗分析仪适配器进行模拟发现，请点击这里

阻抗分析仪适配器使用“负载优先”拓扑，如图所示。

阻抗分析仪适配器连接到模拟发现2上的MTE电缆连接器槽。负载，无论是单个组件，还是要测试的电路，都应该连接到连接器J2上，并且该组件或跳线应该用橙色夹子锁在适当的位置。

2.2软件设置

除了改变参考电阻器的值外，所有的软件参数将保留为默认值，如第1节所示。在控制栏上，选择电阻器下拉菜单，然后单击10 kohm如右图所示。

如果使用阻抗分析仪适配器进行模拟发现，请点击这里

更改参考电阻拓扑下拉菜单为“适配器”，如图所示。

2.3运行阻抗分析仪

要开始收集数据，导航到控制条的左边，点击右边图片中的“Single”按钮。

电容的阻抗和相位作为频率的函数现在被绘制在绘图平面上，如图所示的右边。

注意:使用多种仪器

的阻抗分析仪仪器可与其他波形仪器一起使用。同时使用多种仪器在很多情况下都很有帮助。一个例子就是使用the电力供应提供动力给阻抗分析仪适配器电路正在测试中。更多有关仪器如何一起操作的信息可在使用交叉触发指南。

应该注意的是，模拟输入通道不能被多个仪器共享。当阻抗分析仪时，任何其他使用模拟输入通道的仪器将被禁用。其他使用模拟输入通道的仪器包括示波器，电压表，数据记录器，频谱分析仪,网络分析仪．模拟输出通道也是如此，它们被共享波形发生器和网络分析仪．

3.阻抗分析仪仪表用户界面概述

本节将介绍各种工具和配置阻抗分析仪仪器．

3.1仪表/分析仪模式切换条

仪表/分析仪切换栏位于控制栏的上方和文件下拉菜单的下方，如图所示。选择“Meter”将隐藏所有分析仪的绘图面，显示与给定频率的DUT相关联的测量值表。选择“分析器”允许用户为DUT生成各种图。这些模式将分别在后面几节中进行详细讨论。

3.1.1计模式

选择计从仪表/分析仪切换条(如图中右边的红色箭头所示)进行以下操作:

  • 在分析器模式下隐藏绘图平面
  • 显示与DUT相关联的值的表
  • 添加一个新的工具栏(如图中的红色矩形所示)

新的工具栏提供了以下功能:

  • 元素:确定(自动)或选择被DUT的电路元件类型或型号(电感、电容或电阻)
  • 模型:选择DUT型号是并联还是串联
  • 自定义:选中此框可自定义表中的值
  • 编辑:单击此按钮可打开一个新窗口，选择在仪表表中显示哪些测量值

3.1.2分析仪模式

选择分析仪从仪表/分析仪切换栏(如图右边的红色箭头所示)向用户提供了一组可以在每次采集时生成的图阻抗分析仪的默认模式。每个情节都有自己的选择的参数可以显示或删除从情节飞机和在每个情节的左上角(1)。每个情节还有额外的手动选择范围和规模在右上角(2)。从痕迹菜单中可以添加额外的痕迹(3)位于右边的图平面,和数据游标(4)可以通过点击图表左下角的X来生成。用户可使用的地块及可在该地块上显示的参数如下:

  • 输入:增益级
  • 阶段:阶段，输入阶段
  • 电压: RMS, Real, Imaginary
  • 当前的: RMS, Real, Imaginary
  • 阻抗:阻抗幅值，串联电阻，串联电抗，并联电阻，并联电抗
  • 导纳:导纳大小，并联电导，并联电纳，串联电导，串联电纳
  • 电感:串联电感，并联电感
  • 电容:串联电容，并联电容
  • 因素: D和Q图
  • 尼奎斯特:角图中的增益和获取阶段
  • Custom1:自定义参数由用户编程
  • Custom2:自定义参数由用户编程

3.2控制杆

位于绘图平面上方的是控制条(如1.3节所示)阻抗分析仪仪器可进一步配置。下面的小节将解释控制条的元素，因为它们在控制条中从左到右显示。

3.2.1收购按钮

“单次”和“运行”采集按钮将分别在DUT上执行单次采集或连续采集。

3.2.2启动/停止的频率

的开始和停止下拉菜单分别对应采集的启动频率和停止频率。这些值可以通过单击下拉菜单箭头、滚动到所需的频率并选择它或手动将所需的频率输入文本字段来更改。

3.2.3样本和样本/十年

的样品和/十年下拉菜单分别对应于每次采集的样本数量和这些样本每十年在plot平面上的划分。这些值可以通过单击下拉菜单箭头、滚动到所需的频率并选择它或手动将所需的值输入文本字段来更改。

注意:更改其中一个字段将相应地更新另一个字段。

3.2.4 DUT和参考电阻的拓扑结构

这个下拉菜单允许用户为DUT和参考电阻选择合适的拓扑。有四种选择，每一种都在右边的参考图中描述。

注意:在下面的图表中引用的“节点”是菱形连接点，它们被编号为从左到右递增。

W1-C1-DUT-C2-R -接地：当DUT在输出端正常加载时使用。

  • 节点1: Wavegen通道1,Scope通道1+，DUT输入
  • 节点2通道2+，DUT输出，参考电阻
  • 节点3:参考电阻和接地

W1-C1-R-C2-DUT -接地：当DUT通常在输出端接地时使用。

  • 节点1: Wavegen通道1,Scope通道1+，和参考电阻
  • 节点2通道2+，参考电阻，和DUT输入
  • 节点3: DUT输出和接地

W1-C1P-DUT-C1N-C2-R -接地：第一个拓扑结构的这种变化提供了在DUT和参考电阻之间的差分测量。当DUT在输出端正常加载时使用。

  • 节点1: Wavegen通道1,Scope通道1+，DUT输入
  • 节点2Scope通道1-，Scope通道2+，DUT输出，参考电阻
  • 节点3:参考电阻和接地

3.2.5振幅和偏移

这些下拉菜单允许用户分别控制Wavgen输入的振幅和应用直流偏置电压的选项。这些值可以通过单击下拉菜单箭头，滚动到所需的频率，并选择它，或者手动在文本字段中输入所需的电压来更改。

3.2.6参考电阻器和平均值

的电阻器下拉菜单指示外部参考电阻，因此波形可以正确计算通过DUT的电流。这个值必须根据被测器件的电容或电感来选择。请参阅下面的表格使用阻抗分析仪仪器标题(第二节)来决定对于每个电容或电感量程应使用哪个参考电阻。的平均下拉菜单选择一个时间窗口，在绘制之前将采集到的数据取平均。要更改这些参数，请单击下拉箭头，滚动到所需的值并选择它，或在文本字段中手动输入所需的值。

3.2.7选项

的选项下拉菜单为用户提供以下配置参数阻抗分析仪仪器工具:

  • 规模:对数或线性
  • 平均:将绘制的数据在选定的样本数量上取平均值
  • 探测器:适应不同的示波器探头电阻
  • ProbCap:适应不同的示波器探头电容
  • Wavegen:选择Wavegen通道1或Wavegen通道2作为信号源
  • 放大:将采集到的数据按10倍衰减或放大
  • 解决:表示采样数据之间的时间窗口
  • 分钟时间:用2的幂表示最小采样周期数
  • 警告:选择是否显示“电阻过低”等警告

渠道1和渠道2选项:

  • 抵消:对Scope通道应用DC偏移量
  • 范围:通过输入信号的振幅或设定的电压为Scope设置范围
  • 衰减:减弱或放大Scope数据
  • 耦合:交流或直流对各自的通道
  • 带宽:开启或关闭带宽限制
  • 阻抗:不是可用的

3.2.8补偿

补偿有助于校准阻抗分析仪．当使用更高的频率，使用更高的参考电阻值，以及检测较小的电容和电感时，这变得更加有用。

一个形象显示选择的补偿工具图标，这允许用户启用和执行开路和短路补偿。B图像显示单击“补偿”时显示的补偿配置窗口。这个窗口提供了在控制栏上找到的一些参数，以及多个参考电阻选项的打开/短补偿按钮。

这些参考电阻值也可以在这个窗口中改变，并反映在控制条的电阻器下拉菜单。这是有用的，当参考电阻值不完全是它的标记值。当进行补偿时，在指定的频率范围内存储每个参考电阻器的值。如果电阻器的值或频率范围发生变化，则必须再次进行补偿。

执行补偿：首先，用精密万用表测量参考电阻的实际值，并将该值输入“电阻”下的补偿窗口文本字段。要执行开路补偿，将DUT端子从阻抗分析拓扑中断开，使DUT处于开路状态。要进行短补偿，短DUT端子，而保持在选择的阻抗分析拓扑中。

一个B

3.3文件菜单

“文件”下拉菜单为用户提供以下选项:

  • 新的阻抗:创建新阻抗分析仪仪器窗口(空)或复制当前阻抗分析仪仪器和它的设置到一个新窗口(克隆)
  • 开放项目:打开先前保存的Waveforms工作区
  • 保存项目:保存当前波形工作区
  • 出口:导出绘图/获取的数据和/或绘图平面的图像
  • 密切的阻抗:关闭电流阻抗分析仪仪器工具窗口

3.4控制菜单

Control菜单包含了用户的获取控件，这些控件也可以在Control Bar中使用:

  • 单:运行阻抗工具的单个采集
  • 运行:运行阻抗工具的重复采集
  • 停止:停止收购

3.5视图菜单

视图菜单提供了与3.1.2节(分析器模式)中讨论的相同的绘图/窗口切换选项，但有两个额外的窗口选项:

  • 时间:表示DUT的时域图
  • 笔记:使用时用于用户说明的文本编辑器窗格阻抗分析仪仪器

3.6窗口菜单

Window菜单为用户提供了三个主要选项:

  • 帮助:一个到WaveForms帮助菜单的链接
  • 波形:到WaveForms欢迎窗口的链接
  • 链接到当前打开的其他波形工具

其他资源

有关如何使用Digilent测试和测量设备的更多指南，请返回设备的资源中心，从测试和测量这个维基的页面。

有关波形的更多信息，请访问波形参考手册．

有关技术支持，请访问测试和测量部分Digilent论坛。