Agilent4294A阻抗分析仪使用手册

1、 Agilent 4294A 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 目录 目录 . 2 一、 介绍 . 3 二、 根本原理： . 4 三、 AGILENT 4294A的主要技术指标： . 4 四、 前/后面板、硬/软键介绍 . 5 五、 测量方法 . 7 一、介绍 Agilent 4294A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， Agilent 4294A的优良测量性 能和

2、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 电流一电压特性分析；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

3、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。 、根本原理: Agilent 4294A阻抗分析仪所采用的是自动平衡电桥技术。如下图： 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)通过一个交流源鼓励，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。 VI VI R2 7 在实际应用中，为了

4、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，这只是一个根本的测量原理电 路，为了得到精确的结果，还有许多的附加电路。 三、Agilent 4294A 的主要技术指标 参数 指标 工作频率 40Hz-110MHz , 1mHz分辨率 根本阻抗精度 土 0.08% Q Q精度 在Q=100,f 500kHz, 量点 BW (每字位数) =1 (快速)时为 3ms/测 每次扫描的总 2- 801个点 V2 = I2R2 数 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

5、阻抗探头测量可测的接地器件 阻抗参数 |Z|, |Y|, 0 , R, X, G, B, L, C, D, Q 直流偏置 0一土 40V/ 土 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 频标功能，频标搜索功能取大、取小、峰值、下一个 峰值等 频标分析功能 (*1 ) 30%的典型精度

6、范围： 3m Q (100Hz 110MHz), 500MQ (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

7、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 Scale Ref】 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、 鼓励区 【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【

8、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 m【$】 增加或减少当前的设定值，更改的设定值立刻生效 Entry Off】 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 Back Space】 删除光标左边的一个字符

9、，同时光标左移一位 【0】一【9】 输入数字 【G/n】一【x 1】设置输入数值的单位 5、 标记区 Marker 翻开/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 MK冷START务当 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

10、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、测虽方法 a 所需仪器：Agilent 4294A精密阻抗分析仪、16047A夹具、被测物。 b 夹具安装，翻开电源。 c Cal -ADAPTER-NONE ,选择分析仪工作在没有适配器的环 境下因为我们所购置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

11、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卜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 -FIXTURE COMPEN (2) 将夹具的两电极开路，按 OPEN，当OPEN on OFF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SHORT on OFF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，【Scale Ref】 选择显示比