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lcr 表和矢量网络分析仪的基础知识 -九游官网下载

作者:shivam arora,电源和 lcr 表产品经理

lcr 表和 矢量网络分析仪 (vna)都是功能强大的射频和微波工程仪器,在测量器件和设备的电气特性方面有着重要作用。您可能难以确定需要使用哪种仪器。但是不用担心!了解这两种仪器的不同,可以帮助您选择符合需求的仪器。

lcr 表的工作原理

lcr 表可以评估电阻器、电容器和电感器等无源器件的电气特性。

下文简要解释了 lcr 表的工作原理:

  • 交流激励:lcr 表向被测器件(dut) 施加交流电压或电流信号。
  • 电压和电流测量:lcr 表测量被测器件的电压和电流。
  • 阻抗计算:lcr 表根据测得的电压和电流值计算被测器件阻抗。
  • 显示和分析:计算出的阻抗值以数值、图形或图表的形式显示。您可以分析这些数据,了解被测器件的电气特性。
r&s®lcx lcr 表的显示屏
r&s®lcx lcr 表

lcr 表阻抗测量

lcr 表向被测器件施加交流信号,测量相应电压和电流的复数比,并据此计算被测器件阻抗。阻抗以复数形式表示:

z = r jx

其中,r 表示电阻,x 表示电抗,其为电感性(正)或电容性(负)。相位角 (j) 表示电路中电压和电流之间的相位差。

lcr 表阻抗测量

矢量网络分析仪阻抗测量

矢量网络分析仪和 lcr 表不同,并不专用于测量阻抗。但是,矢量网络分析仪常用于间接测量高频下的被测器件阻抗,在这种情况下设备的正常运行需要保证阻抗匹配和准确表征。

矢量网络分析仪测量两个散射参数(也称为 s 参数):被测器件输入端的反射系数和从矢量网络分析仪输出端到被测器件输入端的传输系数。矢量网络分析仪根据这两个参数计算阻抗:

z = z0 * ((1 s11)/(1-s11)) * (1 s21)/(1-s21))

其中,z 表示 dut 阻抗,z0 表示矢量网络分析仪参考阻抗(通常设为 50 ω),s11 表示测得的反射系数,s21 表示测得的传输系数。

r&s®zna 矢量网络分析仪的显示屏
r&s®zna 矢量网络分析仪
r&s®znbt 矢量网络分析仪的显示屏
r&s®znbt 矢量网络分析仪
r&s®znb 矢量网络分析仪的显示屏
r&s®znb 矢量网络分析仪
r&s®znh 手持式矢量网络分析仪的显示屏
r&s®znh 手持式矢量网络分析仪

lcr 表和矢量网络分析仪——优缺点对比

lcr 表和矢量网络分析仪的主要区别在于矢量网络分析仪使用固定参考阻抗 (z0)。因此,矢量网络分析仪的测量精度更高,可以轻松匹配到传输线。这种阻抗匹配可以消除寄生电感和电容等问题。

lcr 表则可以根据被测器件和其他要求调整参考阻抗。因此,lcr 表的测量更加准确,但是夹具和电缆会产生寄生影响,需要予以补偿。

矢量网络分析仪测量 s 参数,这些参数可以转换为阻抗参数。s 参数有助于了解射频设备(例如耦合器)的反射、传输损耗和绝缘特性,还可用于分析辐射特性(例如天线)。因此,在从 khz 到 ghz 的高频范围内,矢量网络分析仪是个重要工具。lcr 表则专用于测量阻抗参数,适用于从 dc 到 mhz 的低频范围。

这两种仪器支持的端口数量也有所不同。矢量网络分析仪可以支持耦合器等多端口设备,而 lcr 表仅支持电阻器、电容器和电感器等单端口器件。

lcr 表和矢量网络分析仪的主要区别

矢量网络分析仪 lcr
参考阻抗 50 ω 可根据被测器件相应调整
频率范围 khz-ghz dc-mhz
支持的端口数量 1、2……n 1
测量的参数 散射参数 阻抗
可以推导出其他复参数
被测器件示例 耦合器、天线等 电阻器、电容器、电感器
价格定位 昂贵 经济实惠

总结:

  • lcr 表可以测量电阻器、电容器和电感器等无源电子器件的阻抗。
  • 矢量网络分析仪可以分析高频器件和设备的 s 参数,从而测量其特性。
  • lcr 表向被测器件施加交流信号,测量相应的电压和电流,据此计算被测器件阻抗。
  • 矢量网络分析仪测量反射系数和传输系数这两个 s 参数,据此计算阻抗。
  • 这两种仪器的主要区别在于矢量网络分析仪使用固定参考阻抗,而 lcr 表可以根据被测器件调整参考阻抗。
  • lcr 表更加准确,而矢量网络分析仪精度更高。

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r&s®lcx lcr 表

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主要特点:

  • 频率范围可升级至 10 mhz
  • 阻抗测量的基本精度为 ±0.05%
  • 相位测量的基本精度为 ±0.03°
  • 直流偏置高达 40 v

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