使用示波器和函數(shù)發(fā)生器進(jìn)行電容和電感測(cè)量
這是一篇關(guān)于使用示波器和函數(shù)發(fā)生器進(jìn)行電容和電感測(cè)量的應(yīng)用指南文章,主要介紹了如何利用示波器和函數(shù)發(fā)生器進(jìn)行阻抗測(cè)量,包括阻抗的基本概念、測(cè)量方法、理論精度以及實(shí)際測(cè)試示例。以下是對(duì)這些核心內(nèi)容的簡(jiǎn)要概述:
1. 阻抗基本概念:
定義:阻抗是交流電路中對(duì)電流流動(dòng)的總阻力,由電阻(實(shí)部)和電抗(虛部)組成,通常表示為Z=R+jX。
影響因素:阻抗受測(cè)試信號(hào)頻率、電壓水平、直流偏置電壓和環(huán)境因素(如溫度、濕度)影響,其中頻率是最顯著的因素。
2. 電容和電感測(cè)量方法:
I-V方法:通過(guò)測(cè)量被測(cè)設(shè)備(DUT)兩端的電壓和流過(guò)DUT的電流來(lái)計(jì)算未知阻抗Zx。電流通過(guò)測(cè)量DUT與精密電阻串聯(lián)時(shí)的電壓降來(lái)獲得。
其他方法:包括電橋法和共振法。
3. 理論精度分析:
設(shè)備選擇:使用Tektronix 2系列MSO混合信號(hào)示波器配備可選的任意/函數(shù)發(fā)生器(AFG),其50MHz帶寬適合此測(cè)量。
誤差來(lái)源:示波器的電壓測(cè)量精度是總測(cè)試精度的關(guān)鍵因素,理論精度約為6%。
4. 測(cè)試示例:
示例1:10μF陶瓷電容測(cè)量:
測(cè)試設(shè)置:使用1kHz正弦波,1Vpp幅度,500Ω輸出阻抗,1kΩ精密電阻。
測(cè)量結(jié)果:電容值為9.8μF,等效串聯(lián)電阻(ESR)為2.2Ω。
示例2:10mH電感測(cè)量:
測(cè)試設(shè)置:使用10kHz正弦波,1Vpp幅度,500Ω輸出阻抗,1kΩ精密電阻。
測(cè)量結(jié)果:電感值為10.4mH,ESR為16.8Ω。
5. 測(cè)量范圍與頻率影響:
電容測(cè)量范圍:電容值和測(cè)試頻率需在特定范圍內(nèi)以保證測(cè)量精度,精度在3%的區(qū)域?yàn)?*測(cè)量范圍。
電感測(cè)量范圍:類似地,電感值和測(cè)試頻率也有相應(yīng)的**測(cè)量范圍。
6. 結(jié)論:
替代LCR表:在沒(méi)有LCR表的情況下,示波器和函數(shù)發(fā)生器可以用于簡(jiǎn)單的阻抗測(cè)量,預(yù)期電容和電感值的不確定性為3%-6%。
所需設(shè)備:需要具備良好頻率和幅度范圍的函數(shù)發(fā)生器、符合規(guī)格的示波器、精密電阻和計(jì)算器或電子表格軟件。
這篇文章為在沒(méi)有專業(yè)LCR表的情況下,使用示波器和函數(shù)發(fā)生器進(jìn)行電容和電感測(cè)量提供了詳細(xì)的指導(dǎo),并通過(guò)實(shí)際測(cè)試示例展示了該方法的可行性和精度。
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