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,。考慮到阻抗的復(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,。