如何利用阻抗分析儀量測被動元件

 一個電感在高頻下呈現(xiàn)出來的不再是定值，甚至變成電容性；同樣地，一個電容在高頻下也會變成電感性。這是眾周知的事實，但是阻抗分析儀如果要明確的定義出在某頻率下的特性，一般低頻的 RLC表是無法滿足量測需要的。特別是在 LC濾波電路與 EMI濾波電路中，我們感興趣的濾波效果通常在相對高頻，幾百 kHz甚至幾十 MHz，必須用網(wǎng)絡(luò)分析儀才能量得出來。而現(xiàn)在的阻抗分析儀不僅可以量到 100MHz的組件特性，更可以利用其產(chǎn)出的量測數(shù)據(jù)來計算，估計其組合濾波效果。

阻抗分析儀 （Impedance Analyzer）：

    阻抗分析儀，顧名思義就是用來分析組件在不同頻率下的阻抗特性，特別在高頻下的特性。知道組件在特定頻率范圍下的特性，有助于于電路設(shè)計者了解電路組件的不理想性，如此才能量化的去做電路的優(yōu)化。舉一個電解電容 （82uF/400V）的例子。圖 1為用阻抗分析儀量到的阻抗 /電阻與頻率的關(guān)系圖。令人驚訝的是在 10kHz以前，大概維持一個純電容的特性 ;10kHz到 5Mz，基本上是呈現(xiàn)一個電阻性； 5MHz以上阻抗上升，變成電感性。從曲線看，其等效電路也不是單純的 C –ESR –ESL串聯(lián)的模型。而從黃色的串聯(lián)電阻 （ESR）可以看出與頻率的關(guān)系，這就是為甚么說在高頻情況下電解電容可承受較大的漣波電流。

 圖 1：電解電容阻抗 （82μF/400V）

    圖2為一個 1.5uF/400V塑料膜電容的阻抗與串聯(lián)電阻隨頻率變化的曲線。從阻抗線型看，幾乎呈現(xiàn)標

準 C– ESR – ESL串聯(lián)的模型。在 2MHz以前是一個純電容性，2MHz以后是電感性，諧振點的阻抗幾乎等于 ESR。

                      圖2 塑料膜電容阻抗 （1.5μF/400V）

      如果將兩個不同材質(zhì)的電容并聯(lián)使用，可以期待什么樣的效果呢?圖 3就是其并聯(lián)阻抗。可以看出在 200kHz到 2MHz大抵就是塑料膜電容的特性，以外的就是原電解電容的特性。換句話說，在 200kHz到 2MHz這段頻率范圍，塑料膜電容提供較低的阻抗，可以濾掉更多的噪聲。這就是為甚么電路設(shè)計人員常會在電解電容旁邊并聯(lián)一個小小的塑料膜或陶磁電容的原因。