阻抗測量數(shù)據(jù)可幫助工程師設(shè)計需要特定電阻、電容和電感值才能實現(xiàn)最佳性能的電路和系統(tǒng)。為了最大限度地傳輸功率并減少射頻（RF）設(shè)備中的反射，工程師必須使RF鏈中的每個組件的阻抗匹配。

什么是電阻抗？

工程師使用阻抗測量來表征電子電路、元件和材料。在射頻應(yīng)用中，工程師通常定義阻抗（Z），在矢量平面上以復(fù)數(shù)表示，作為設(shè)備或電路在給定頻率下對交流電（AC）流的總阻抗。工程師根據(jù)所需的測試頻率、阻抗參數(shù)和優(yōu)選的顯示參數(shù)選擇特定的阻抗測量技術(shù)。

本應(yīng)用說明展示了參考解決方案，其中包括目前可用的產(chǎn)品和已停產(chǎn)和/或過時的產(chǎn)品，以利用Keysight的阻抗測量專長滿足特定應(yīng)用要求。無論您從事何種應(yīng)用或行業(yè)——從電路設(shè)計和信號完整性到制造或生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用——Keysight均可提供zhuo越的性能和高可靠性，讓您在進(jìn)行阻抗測量時充滿信心。

本文從阻抗測量的基礎(chǔ)知識開始，首先定義了阻抗和阻抗參數(shù)、阻抗測量的基礎(chǔ)知識以及無源元件的理論和自然行為——包括寄生和理想、實際和測量值。

阻抗矢量由實部（電阻，R）和虛部（反應(yīng)性，X）組成。我們用矩形坐標(biāo)形式R+jX或極坐標(biāo)形式表示阻抗的幅值和相位角：|Z|_θ。在某些情況下，使用阻抗的反比證明在數(shù)學(xué)上是有利的。因此，1/Z=1/（R+ jX) =Y=G+jB，其中Y表示導(dǎo)入、G導(dǎo)和B受力。阻抗測量用歐姆（）為單位，而導(dǎo)納測量用西門子（S）。阻抗被證明特別有用，用R和X的簡單和來表示電阻和電抗的串聯(lián)連接。導(dǎo)通率更好地表示并行連接。

反應(yīng)性有兩種形式:電感（XL）和電容（Xc）。根據(jù)定義，XL=2πfL和Xc=1/（2πfC），其中f表示感興趣的頻率，L表示電感和C電容。用角頻率（ω：ω）替換2πf來表示XL=ωL和Xc=1/（ωC）。類似的對等關(guān)系也適用于接受和接納。

根據(jù)這些定義，應(yīng)用說明擴(kuò)展了組件依賴因素（如測試、測試信號電平、直流偏置和溫度）以及常見組件（如電容和電感）的等效電路模型。

如何測量阻抗？

在定義了術(shù)語和阻抗參數(shù)之間的關(guān)系之后，本文介紹了阻抗測量的基本原理?？紤]到阻抗的復(fù)雜性質(zhì)，要找到阻抗，我們至少需要測量兩個值。許多現(xiàn)代阻抗測量儀器測量阻抗矢量的實部和虛部，然后將它們轉(zhuǎn)換成所需的參數(shù)，如|Z|、θ、|Y|、R、X、G、B、C和L。

本文詳細(xì)介紹了阻抗測量電路模式、測試儀器、三元件等效電路和復(fù)雜元件模型以及常用的測量方法，包括：

• 橋梁阻抗測量

• 共振阻抗測量

• I-V阻抗測量

• 射頻I-V阻抗測量

• 網(wǎng)絡(luò)分析測量

• 自動平衡橋阻抗測量

橋式阻抗測量方法在標(biāo)準(zhǔn)實驗室中很常見，它以較低的成本提供較高的精度。然而，橋式阻抵抗測量需要手動平衡，并且只提供較窄的頻率覆蓋范圍，只能使用單臺儀器。

諧振阻抗測量在高Q值時具有良好的Q值精度，但需要調(diào)諧才能實現(xiàn)諧振，而諧振阻值測量方法也存在阻抗測量精度低的問題。

I-V阻抗測量可實現(xiàn)對接地器件的測量并兼容探針式測試需求。因此，使用接地器件中的開發(fā)人員更喜歡這種方法。然而，使用I-V阻值測量方法時，探針變壓器限制了工作頻率范圍。

射頻I-V、網(wǎng)絡(luò)分析和自動平衡橋阻抗測量方法最shi合從事射頻元件表征的工程師。射頻I-V阻抗測量在高頻下具有高精度和寬阻抗范圍（m至M）。不過，與I-V阻抗測量方法一樣，測試頭中使用的變壓器限制了工作頻率范圍。

網(wǎng)絡(luò)分析阻抗測量方法涵蓋了從低頻（LF）到射頻的頻率范圍，并且在未知阻抗出現(xiàn)在特征阻抗附近時具有良好的精度。不幸的是，網(wǎng)絡(luò)分析儀在改變測量頻率后需要重新校準(zhǔn)，并且只允許狹窄的阻抗測量范圍。

自動平衡電橋阻抗測量提供從低頻到高頻（HF）的廣泛頻率覆蓋范圍，同時在寬阻抗測量范圍（m到100M的量級）上保持極其高的精度。它們還能夠像I-V方法一樣進(jìn)行接地器件測量，但缺乏對高頻范圍測試的支持。

用什么儀器測量阻抗？

本文進(jìn)一步探討了射頻 I-V 阻抗測量、網(wǎng)絡(luò)分析和自動平衡電橋阻抗測量背后的理論，特別是考慮到它們與 Keysight 各種解決方案的相關(guān)性，包括電容計、LCR 計、阻抗分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀。

LCR計和阻抗分析儀主要在顯示特性上有所不同。LCR計顯示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而阻抗分析儀器顯示數(shù)字或圖形格式的數(shù)據(jù)。另外，標(biāo)準(zhǔn)的VNA提供從測量的S參數(shù)數(shù)據(jù)計算阻抗的功能，盡管Keysight ENA系列網(wǎng)絡(luò)分析儀支持在單一平臺上進(jìn)行阻抗和網(wǎng)絡(luò)分析的各種應(yīng)用。

我們對阻抗測量解決方案的討論包括:電阻圖、實用儀器的運行原理、關(guān)鍵測量功能、固定和布線以及測量誤差補償。

阻抗測量的系統(tǒng)配置是什么？

通常，用于阻抗測量的系統(tǒng)使用以下組件:

1. 阻抗測量儀

2. 電纜和適配器接口

3. 試驗夾具

最后，本應(yīng)用說明最后提出了各種應(yīng)用中阻抗測量增強的建議，包括:

• 電容器

• 電感器

• 變壓器

• 二極管

• MOSFETs

• 電池

閱讀本手冊，以找到滿足阻抗測量需求的最佳測量方法和儀器。