阻抗分析仪-LCR表原理

阻抗分析仪/LCR表原理

阻抗分析仪和LCR表是非常通用的测量器件的电子仪器。根据阻抗范围和频率范围的不同，有一系列不同原理的仪器来满足测试要求，图1是不同阻抗范围和不同频率范围的阻抗测量方法。

?图1 阻抗测量方法

?图2是自动平衡电桥法的原理框图。通过精确测量加载到被测件DUT的电压和电流，从而精确测量出DUT阻抗值。从图2中可以看出，通过DUT的电流等于通过电阻Rr的电流，而通过Rr的电流可以通过测量V2计算出来。通常，在低频（图2 自动平衡电桥法原理框图

?图3是RF I-V法原理框图。RF I-V法是I-V技术在高频范围的扩展，可以紧密测量高达3GHz频率范围的阻抗值。RF I-V电路和路径必须仔细设计，以确保能够以50ohm阻抗与被测件DUT相连。如果连接路径的阻抗不是50ohm，不想要的反射将发生，将导致电流和电压的测量误差增大。RF I-V法细分为高阻和低阻两种测量模式。实际上，测量仪器保持不变，只是改变测试头，达到两种测量模式的要求。高阻测量模式，测试电流很小，为了正确的探测电流，电流探头要尽量靠近DUT；低阻测量模式，为了灵敏的得到电压值，电压探头要尽量靠近DUT。

?图3 RF I-V法原理框图

?网络反射法即是网络分析仪方法，在此不着介绍。

?各种方法的优缺点如下。1、自动平衡电桥法优缺点：1）最准确，基本测试精度0.05%；2）最宽的阻抗测量范围：C,L,D,Q,R,X,G,B,Z,Y,O...；3）最宽的电学测量条件范围；4）简单易用；5）低频：f2、RF I-V法优缺点：1）宽的频率范围：1MHz100MHz的最准确测试方法；5）接地器件测试。

热导检测器工作原理、结构组成及检测条件

热导检测器 热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。 一、工作原理 TCD由热导池及其检测电路组成。图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。 R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。 当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。从电源E流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至 B 点汇合，而后回到电源。这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温Tf，池体处于一定的池温 Tw。一般要求Tf与Tw差应大于100℃以上，以保证热丝向池壁传导热量。当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1R3＝R2R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。M、N二点电位相等，电位差为零，无信号输出。当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进入测量臂时，由于这时的气体是载气和组分的混合物，其热导系数不同于纯载气，从热丝向池壁传导的热量也就不同，从而引起两臂热丝温度不同，进而使两臂热丝阻值不同，电桥平衡破坏。M、N 二点电位不等，即有电位差，输出信号。 二、热导池由热敏元件和池体组成 1 热敏元件 热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。（1）热敏电阻热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为～1.0mm的小珠，密封在玻壳内。 热敏电阻有三个优点：①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏度相当高。可直接作μg/g级的痕量分析；②热敏电阻体积小，可作成0.25mm直径的小球，这样池腔可小至50μL；③热敏电阻对载气流的波动不敏感，它耐腐蚀性和抗氧化。 热敏电阻也有三个缺点：①热敏电阻#$%的响应值随温度的增加而快速下降，因此，通常热敏电阻要在120℃以下使用。使用范围受到极大的限制；②与热丝相比，热敏电阻的温度系数大，表现为其响应值对于温度的变化十分敏感。例如在60℃时，池温改变1℃，热敏电阻和热丝的基线漂移分别为和，前者比后者大一倍多，因此，热敏电阻的稳定性差，特别是在程升操作时，尤为突出；③热敏电阻对还原条件十分敏感，故不能用氢气作载气。 目前，只有下二情况可用热敏电阻作热敏元件；一是低温痕量分析；二是需小池体积配毛细管柱。其他情况很少用热敏电阻，而多用热丝。而且，近年热敏电阻可作成小池体积的优势也在逐渐下降。 （2）热丝一个性能优异的TCD，对热丝的要求主要考虑四点：①电阻率高，以便可在相同长度内得到高阻值；②电阻温度系数大，以便通桥流加热后得到高阻值；③强度好；④耐氧化或腐蚀。①、②是为了获得高灵敏度，同时丝体积小，可缩小池体积，制作。③、④是为了获得高稳定性。表 3 -2-3 列出了商品TCD中常用的热丝性能。 钨丝电阻率低，相同长度之阻值只有铁铼丝的一半，灵敏度难以提高。另外，钨丝强度差，高温下易氧化，致使噪声增加、信!噪比下降。

AgilentA阻抗分析仪使用手册

A g i l e n t4294A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.......................................... 一、介绍...................................... 二、基本原理：................................ 三、A GILENT 4294A的主要技术指标: ............... 四、前/后面板、硬/软键介绍 .................... 五、测量方法.................................. 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－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：

matlab频谱分析仪

频谱分析仪 摘要频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，是一种多用途的电子测量仪器。随着软硬件技术的发展，仪器的智能化与虚拟化已成为未来实验室及研究机构的发展方向。虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。本文介绍了一种使用GUI工具箱用matlab实现的简易虚拟频谱分析仪的设计方法。 关键词matlab，频谱分析仪，时域分析，频域分析

目录 1概述 (3) 2技术路线 (4) 3实现方法 (5) 3.1搭建GUI界面 (5) 3.2信号输入 (6) 3.2.1选择信号输入 (6) 3.2.2声卡输入 (7) 3.2.3读取wav文件 (7) 3.2.4信号发生器输入 (7) 3.3时域分析 (8) 3.4频域分析 (9) 3.5仿真 (10) 3.5.1声卡输入 (10) 3.5.2读取wav文件 (10) 3.5.3信号发生器 (11) 4存在的问题 (15) 5致谢...................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献 (15)

1概述 MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件。可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。图形用户界面(Graphical User Interface，简称GUI，又称图形用户接口)是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。与早期计算机使用的命令行界面相比，图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。MATLAB自带了强大的GUl工具[1]。在本文中，将利用MATLAB的GUI工具，设计出数字频谱分析仪。 频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫兹以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号[2]。目前已经有许多较成熟的频谱分析软件，如SpectraLAB、RSAVu、dBFA等[3]。本文将给出的则是通过MATLAB软件实现的基于FFT的数字频谱分析仪。 FFT（Fast Fourier Transformation），即为快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。它对傅氏变换的理论并没有新的发现，但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅立叶变换，可以说是进了一大步[4]。 通过此次设计，能进一步掌握MATLAB软件开发过程的基本理论、基本知识和基本技能，熟悉基于MATLAB平台的若干信号处理系统开发及调试方法，且成本低，易于实现，容易修改，并可以进行仿真。该设计的进行可以为我们以后的学习工作奠定一定的基础。

频谱分析报告仪地使用方法

频谱分析仪的使用方法 13MHz信号。一般情况下，可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定13MHz电路信号的有无，以及信号的频率是否准确，但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既可检查信号的有无，又可判断信号的频率是否准确，还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号，特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。 另外，数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的，所以在待机状态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这一点，应用频谱分析仪不难做到。 一、使用前须知 在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍。 1．分贝(dB) 分贝是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下： 分贝数：101g(dB) 分贝数=201g(dB) 分贝数=201g(dB) 例如：A功率比B功率大一倍，那么，101gA／B=10182’3dB，也就是说，A功率比B功率大3dB， 2．分贝毫瓦(dBm) 分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为： 分贝毫瓦=101g(dBm) 例如，如果发射功率为lmw，则按dBm进行折算后应为：101glmw／1mw=0dBm。如果发射功率为40mw，则10g40w／1mw--46dBm。 二、频谱分析仪介绍 生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。 1．性能特点 AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不稳定，甚至测不出来。这主要足频率计灵敏度问题，即信号低于20mv频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号5％失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。

Agilen阻抗分析仪使用手册

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...................................................................................... 一、介绍.............................................................................. 二、基本原理： ................................................................. 三、A GILENT 4294A的主要技术指标: ............................. 四、前/后面板、硬/软键介绍 ........................................... 五、测量方法...................................................................... 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－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。 二、基本原理： Agilent 4294A阻抗分析仪所采用的是自动平衡电桥技术。如图所示：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)通过一个交流源激励，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。 在实际应用中，为了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，这只是一个基本的测量原理电路，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:

热导分析仪维护

1.4热导分析仪 1.4.1框图及原理 热导式分析仪是利用各种气体的热传导速度各不相同的物理特性制成的，可分析混合气体中某组分的百分含量，彼此无化学反映的混合气体的导热系数近似为各组分导热系数的算术平均值。使用时需满足：混合气体中除被测组分外，其余组分导热系数相近，且被测组分与其余组分导热系数要有明显差别。即入（侧）>>入（其余），入（混）=入（其余）+〔入（侧）—入（其余）〕×C（侧），因H2的导热系数最大，传热能力最强，CO2、SO2、Ar等比一般气体导热系数小，故热导式分析仪一般用于测以上几种。 （1）热导式分析仪检测器（热导池）的工作原理 由于气体导热系数都很小，直接测量较难，一般使导热系数变化转为热敏电阻值的变化，经测组值来测待测组分的体积百分含量。 热导池一般为圆筒内垂直挂一热敏电阻（如铂丝），电阻上通电流，气室内电阻丝产生的热量为Q=0.24I2Rn（Rn：电流工作作用下电阻丝平衡温度Tn 时的阻值）。 电阻丝向四周散热形式有：周围气体的热传导、热对流、辐射散热、被流通气体带走的热量、电阻丝轴向热传导等，只有热传导是经导热系数来反映的，其余为干扰，为减少干扰可用加大电阻丝长度与直径比、控制电阻丝热平衡温度，减去气室内壁温度<200℃，减小气室内半径、使被测气体流量小且恒定等措施。 当电阻丝产生的热量与经气体热传导所散失的热量相等时达到热量平衡，此时经理论计算电阻丝阻值与导热系数间为单位函数。热导分析仪都有稳压、稳流、恒温装置以保证流过电阻丝的电流、壁温、气体流量稳定。 图1.4.1－1 （2）检测器类型及测量回路 检测器结构有分流式、对流式、扩散式、对流扩散式四种。

频谱分析仪的原理及应用

频谱分析仪的原理及应用 （远程互动方式） 一、实验目的： 1、熟悉远程电子实验系统客户端程序的操作，了解如何控制远地服务器主机，操作与其连接的电子综合实验板和PCI-1200数据采集卡，具体可参照实验操作说明。 2、了解FFT 快速傅立叶变换理论及数字式频谱分析仪的工作原理，同时了解信号波形的数字合成方法以及程控信号源的工作原理。 3、在客户端程序上进行远程实验操作，由程控信号源分别产生正弦波、方波、三角波等几种典型电压波形，并由数字频谱分析仪对这几种典型电压波形进行频谱分析，并对测量结果做记录。 二、实验原理： 1、理论概要 数字式频谱分析仪是通过A/D 采样器件，将模拟信号转换为数字信号，传给微处理器系统或计算机来处理和显示，与模拟仪器相比，数据的量化更精确，而且很容易实现存储、传输、控制等智能化的功能。电压测量的分辨率取决于A/D 采样器件的位数，例如12位A/D 采样的分辨率是1/4096。在对交流信号的测量中，根据奈奎斯特采样定理，采样速率必须是信号频率的两倍以上，采样频率越高，时间轴上的信号分辨力就越高，所获得的信号就越接近原始信号，在频谱上展现的频带就越宽。 本实验系统基于虚拟仪器构建，数字频谱分析仪是通过PCI-1200数据采集卡来实现的。通过虚拟仪器软件提供的网络通信功能，实现客户端与服务器之间的远程通信。由客户端程序发出操作请求，由服务器接受并按照要求控制硬件实验系统，然后将采集到的实验数据发给客户端，由客户端程序进行处理。 频谱分析仪是在频域进行信号分析测量的仪器之一，它采用滤波或傅立叶变换的方法，分析信号中所含各个频率份量的幅值、功率、能量和相位关系。频谱仪按工作原理，大致可分为滤波法和计算法两大类，本实验所用的数字频谱分析仪采用的是计算法。 计算法频谱分析仪的构成如图1所示： 图1 计算法频谱分析仪构成方框图 数据采集部分由数据采集部分由抗混低通滤波（LP ）、采样保持（S/H ）和模数转换（A/D ）几个部分组成。 数字信号处理（DSP ）部分的核心是FFT 运算。 有限离散序列Xn 和它的频谱X m 之间的傅立叶变换可表示如下： N-1 nm X m = ∑ Xn ·W N n=0 -j2π/N 式中W N = C n,m = 0,1,……,N-1 1 N-1 -nm Xn = － ∑ X m ·W N N m=0 X m 有N 个复数值，由它可获得振幅和相位谱∣X m ∣,φm 。由于时间信号Xn 总是实函数，X m 的N 个值的前后半部分共轭对称。 由于数据采集进行的是有限时间内的信号采集，而不是无限时间信号，在进行FFT 变

频谱分析仪介绍

频谱分析仪介绍 生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。 1．性能特点 AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不稳定，甚至测不出来。这主要足频率计灵敏度问题，即信号低于20mv频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号5％失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。 但需注意的是，频谱仪测量的是高频信号，其高灵敏度也就决定了，要注意被测信号的幅度范围，以免损坏高频头，在2.24uv-1V之间，超过其范围应另加相应的衰减器。 AT5010频谱分析仪频率范围在0.15～1000MHz(1G)，其系列还有3G、8G、12G等产品。 AT5010频谱分析仪可同时测量多种(理论上是无数个)频率

及幅度，Y轴表示幅度，X轴表示频率，因此能直观的对信号的组成进行频率幅度和信号比较，这种多对比件的测量，示波器和频率计是无法完成的。 2．性能指标 (1)频率 频率范围：0．15—1050MHz 中心频率显示精度：士lOOkHz 频率显示分辨率：lOOkHz 扫频宽度：100kHz／格—100MHz／格 中频带宽(一3dB)：400kHz和20kHz 扫描速度：43Hz (2)幅度 幅度范围：一100～+13dBm 屏幕显示范围：80dBm(10dB／格) 参考电平：一27-13dBm(每级10dB) 参考电平精度：±2dD 平均噪声电平：一99dBm (3)输入。 输入阻抗：50n 插座：BNC 衰减器：0~40dB 输入衰减精度：±1dDm

LCR表、阻抗分析仪和测试夹具选购指南_10.9.2

Agilent LCR表、阻抗分析仪和测试夹具选购指南 元器件和材料测试解决方案

适应您各种应用的具有成本效益的测试解决方案 无论您的应用是在研究开发、生产制造、质量保 证、还是来料检验方面，Agilent科技都可以向您提供正 确的阻抗测试解决方案。Agilent科技备有完整的系列 阻抗测试设备和测试附件来帮助您高效率地完成测试任 务，当您决定从Agilent购买一台阻抗测试仪表时，您 将得到的不仅仅是精确和可靠的测试结果，我们还向您 提供: 完整的解决方案: Agilent的阻抗分析仪产品系列的 频率覆盖范围从20 Hz到3 GHz，从而为您的应用提供 最为广泛的选择范围。此外，还有一些第三方合作伙伴 可以向您提供专门和Agilent仪器配合使用满足特殊测 试要求的辅助产品。这份资料将对您可以选择的各种阻 抗测试产品和附件做一个概括性的描述。 广泛而深刻的知识: Agilent在提供阻抗测试解决方 案方面有几十年的经验，多年的经验和持续不断的技术 创新已经融合到每种LCR表和阻抗测试仪的设计和生 产制造过程当中。Agilent还有一系列的技术出版物，对 您各种不同的测试应用提供技术协助 (在第15页我们列 出了所有这些出版物的清单)。 快捷方便的服务: 任何时候，只要您有阻抗测试的 需求，您都可以方便地从Agilent公司获得快捷的帮 助。Agilent可以向您提供三种类型的阻抗测试解决方案，如表1所示，您只要联系到Agilent训练有素的技术支持工程师，便可以在他们的帮助下找出正确的解决方案。图1. 阻抗测试技术比较 应用范围广泛的先进测试技术 图1是Agilent的LCR表和阻抗分析仪所使用的不同测试技术的比较，正如您所看到的那样，每一种技术都有其特别的测试优: 自动平衡桥法的阻抗测试范围最宽，典型的测试频率在20 Hz到110 MHz之间，这项技术比较适用于低频和通用的测试。 阻 抗 测 量 范 围 ( 欧 姆 ) 测量频率范围(Hz) 在10%的精度范围内, Agilent阻抗测试技术的比较 自动平衡桥法 I-V方法 射频 I-V方法 网络分析方法 表1. 阻抗测试产品类型 2

热导检测器(TCD)原理及操作注意事项

【资料】－热导检测器（TCD）原理及操作注意事项 热导检测器 热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。 一、工作原理 TCD由热导池及其检测电路组成。图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。 R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。 当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。从电源E 流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至 B 点汇合，而后回到电源。这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温Tf，池体处于一定的池温Tw。一般要求Tf与Tw差应大于100℃以上，以保证热丝向池壁传导热量。当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1?R3＝R2?R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。M、N二点电位相等，

电位差为零，无信号输出。当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进入测量臂时，由于这时的气体是载气和组分的混合物，其热导系数不同于纯载气，从热丝向池壁传导的热量也就不同，从而引起两臂热丝温度不同，进而使两臂热丝阻值不同，电桥平衡破坏。M、N二点电位不等，即有电位差，输出信号。 二、热导池由热敏元件和池体组成 1 热敏元件 热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。 （1）热敏电阻 ．．．．热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为0.1～1.0mm 的小珠，密封在玻壳内。 热敏电阻有三个优点 ．．：①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏度相当高。可直接作μg/g级的痕量分析；②热敏电阻体积小，可作成0.25mm直径的小球，这样池腔可小至50μL；③热敏电阻对载气流的波动不敏感，它耐腐蚀性和抗氧化。 热敏电阻也有三个缺点 ．．：①热敏电阻#$%的响应值随温度的增加而快速下降，因此，通常热敏电阻要在120℃以下使用。使用范围受到极大的限制；②与热丝相比，热敏电阻的温度系数大，表现为其响应值对于温度的变化十分敏感。例如在60℃时，池温改变1℃，热敏电阻和热丝的基线漂移分别为10.4mV和5.0mV，前者比后者大一倍多，因此，热敏电阻的稳定性差，特别是在程升操作时，尤为突出；③热敏电阻对还原条件十分敏感，故不能用氢气作载气。 目前，只有下二情况可用热敏电阻作热敏元件；一是低温痕量分析；二是需小池体积配毛细管柱。其他情况很少用热敏电阻，而多用热丝。而且，近年热敏电阻可作成小池体积的优势也在逐渐下降。 （2）热丝 ．．一个性能优异的TCD，对热丝的要求主要考虑四点：①电阻率高，以便可在相同长度内得到高阻值；②电阻温度系数大，以便通桥流加热后得到高 阻值；③强度好；④耐氧化或腐蚀。①、②是为了获得高灵敏度 ．．．．，同时丝体积小 ，可缩小池体积，制作微TCD。③、④是为了获得高稳定性 ．．．．。表 3 -2-3 列出了商品TCD中常用的热丝性能。

频谱分析仪 简述

图1：示波器显示：幅度与时间（Yt工作模式），信号：三角波用来测量电磁干扰的示波器必须非常快速，而且具有几个纳秒上升时间的特性。因此它们是非常昂贵的。频谱分析仪简单的例子是调谐显示收音机。在原理上这是一个“小的”频谱分析仪。当调谐频率时，场强计显示调谐频率的功率密度。从天线得到的收音机的输入信号包含所有电台的频率。当人工在所有频率带宽内调谐一次后，结果显示幅度随频率变化的图形。频谱分析仪就是基于这个原理（图2），在第二次世界大战中第一次使用频谱分析仪快速得到敌人活动的带宽概况。 图2：频谱分析仪显示：幅度与频率（Yf工作模式）,信号：三角波频谱分析仪可以分析信号频率分量到非常高的频率（300GHz）.由于信号进行对数处理，频谱分析仪具有极其高的动态范围（>80dB).输入阻抗50Ω.频谱分析仪非常脆弱而且容易被高电平信号毁坏（请注意观察其最大输入电压）。因此，当被测信号未知时，第一次测量时建议假设信号电平非常高。在进行任何测量时，进一步强调使用最大衰减和最大频率范围。牢记标准频谱分析仪仅仅能显示信号的幅度是非常重要的，时间和相位信息丢失，然而在实际应用中大多没有影响。相同信号不同表示每一个周期信号可以表示为时间或频率的函数。正如以上提及的，这两种表示方法具有不同的品质。因为普通频谱分析仪只保留单一频率分量的幅度，时间和相位信息丢失。因此，频谱分析仪的幅度与频率的显示不能重建时域信号。信号时域和频域表示与傅里叶变换有关。 下面信息原理章节将对其进行详细说明。

表1：示波器/频谱分析仪对比 表1是示波器和频谱分析仪的最重要的特性。图1显示时域信号，图2显示相同信号的频域特性。信息原理—时域Jean Joseph Fourier在1808年指出任一周期信号可以分解成一个基波和它的谐波。电子学上意味着：每一个周期信号（方波，三角波，锯齿波和其它波形）都可以用一系列不同幅度和相位的正弦波来重建。图3中曲线1到4相叠加得到一个三角波形。基波（曲线1）与信号的周期相同。曲线2到4被称为谐波，谐波频率总是基波频率的整数倍。考虑的谐波越多，显示越接近真实的三角波形。 图3：曲线1-4叠加构成三角波 频域为了在频域查看三角波，要用到一个实时分析仪。该仪器输入端包含大量并行带通滤波器。如果三角波施加于输入端，只有那些与曲线1到4频率相一致的谐振频率的滤波器输出响应。每一滤波器的输出电压为单一频率的幅度。 表2 傅里叶分析正如前面所呈现的示波器显示的时域三角波信号（图1）和频谱分析仪显示的

4395A 阻抗分析仪使用方法

安捷伦4395A 阻抗分析仪使用方法 1．使用频率范围：100kHz ~ 500MHz 2．使用配件（非标配）：41951-69001阻抗适配器，16092弹簧夹具，0S/0Ω/50Ω校准用标准配件，同轴线缆（3条） 3．同轴线缆连接41951-69001阻抗适配器与4395A阻抗分析仪 同轴线缆4395A阻抗分析仪41951-69001阻抗适配器 NO. 1 RF OUT 50Ω端Input S端 NO. 2 R 50Ω端OUTPUT R端 NO. 3 A 50Ω或B 50Ω端OUTPUT T端 备注：连接41951-69001阻抗适配器与4395A阻抗分析仪应当在关机状态下进行。4．测试参数设置 阻抗测试至少应当设置以下参数： （a）测试频率范围——通过4395A阻抗分析仪前面板上的START/STOP或者CENTER/SPAN即可设置起始/终止频率或者中心频率/范围。 （b）信号输出等级——选择4395A阻抗分析仪前面板上的Source硬键，在出现的菜单中选择POWER软键可以设置信号输出等级。参数可选范围为：-15dB ~ +15dB。该参数与测试过程中可能出现的A或B端过载报警有关。为避免出现报警，可以将其设置为负值。5．校机 5.1 选择4395A前面板上的Cal硬键，在出现的软键菜单中选择CALIBRATE MENU。 5.2 开路校机。连接0S标准配件到41951-69001阻抗适配器，选择OPEN软键。当本操

作实施后，OPEN字样下方会出现下划线，此时可以取下0S标准配件。 5.2 短路校机。连接0Ω标准配件到41951-69001阻抗适配器，选择SHORT软键。当本操作实施后，SHORT字样下方会出现下划线，此时可以取下0Ω标准配件。 5.3 50Ω负载校机。连接50Ω标准配件到41951-69001阻抗适配器，选择LOAD软键。当本操作实施后，SHORT字样下方会出现下划线。 5.4 选择DONE CAL软键实施校机。显示屏幕上会出现一条水平线及Cor字样，如果设置有Maker List，将会在表中显示各Maker点处的阻抗约为50Ω。此时校机完成，可以取下50Ω标准配件。

频谱分析仪使用注意

正确使用频谱分析仪需注意的几点 首先，电源对于频谱分析仪来说是非常重要的，在给频谱分析仪加电之前，一定要确保电源接确，保证地线可靠接地。频谱仪配置的是三芯电源线，开机之前，必须将电源线插头插入标准的三相插座中，不要使用没有保护地的电源线，以防止可能造成的人身伤害。 其次，对信号进行精确测量前，开机后应预热三十分钟，当测试环境温度改变3—5度时，频谱仪应重新进行校准。 三，任何频谱仪在输入端口都有一个允许输入的最大安全功率，称为最大输入电平。如国产多功能频谱分析仪AV4032要求连续波输入信号的最大功率不能超过＋30dBmW（1W），且不允许直流输入。若输入信号值超出了频谱仪所允许的最大输入电平值，则会造成仪器损坏；对于不允许直流输入的频谱仪，若输入信号中含有直流成份，则也会对频谱仪造成损伤。 一般频谱仪的最大输入电平值通常在前面板靠近输入连接口的地方标出。如果频谱仪不允许信号中含有直流电压，当测量带有直流分量的信号时，应外接一个恰当数值的电容器用于隔直流。 当对所测信号的性质不太了解时，可采用以下的办法来保证频谱分析仪的安全使用：如果有RF功率计，可以用它来先测一下信号电平，如果没有功率计，则在信号电缆与频谱仪的输入端之间应接上一个一定量值的外部衰减器，频谱仪应选择最大的射频衰减和可能的最大基准电平，并且使用最宽的频率扫宽（SPAN），保证可能偏出屏幕的信号可以清晰看见。我们也可以使用示波器、电压表等仪器来检查DC及AC信号电平。 频谱分析仪的工作原理 频谱分析仪架构犹如时域用途的示波器,外观如图1.2所示,面板上布建许多功能控制按键,作为系统功能之调整与控制,系统主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性.频谱分

精密阻抗分析仪ImpedanceAnalyzer

6500精密阻抗分析仪Impedance Analyzer 产品特色 ?七种机型20hz~5Mhz,10Mhz,15Mhz,20Mhz,30Mhz,50Mhz跟120Mhz,符合客户不同采购预算?简易的TFT触屏操作, 10分钟内轻易上手 ?极快的测试速度 ? 0.05%基本精确度 ?可将测试波形储存成CSV格式, 放大, 缩小, MARKER功能 ?高清晰绘图功能来协助量测, 分析并储存电脑或主机中 ?直觉的用户操作介面, USB, LAN..etc. ?可使用滑鼠及键盘操控,网路印表机及USB介面储存资料 ?可完全通过GPIB设计, 编程并有档案管理功能 ?顾客导向的定价 产品规格 系列依频率等级分为: 5MHz精密阻抗分析仪, 型号6505B, 提供测试频率为20Hz~5MHz. 10MHz精密阻抗分析仪, 型号6510B, 提供测试频率为20Hz~10MHz. 15MHz 精密阻抗分析仪, 型号6515B, 提供测试频率为20Hz~15MHz. 20MHz 精密阻抗分析仪, 型号6520B, 提供测试频率为20Hz~20MHz. 30MHz精密阻抗分析仪, 型号6530B, 提供测试频率为20Hz~30MHz. 50MHz 精密阻抗分析仪, 型号6550B, 提供测试频率为20Hz~50MHz. 120MHz 精密阻抗分析仪, 型号65120B, 提供测试频率为20Hz~120MHz. 精确快速的元件测试, ±0.05%基本精确度, 使该系列产品成为同级当中的翘楚. 精准和多功能性使6500系列成为各种不同类型的工作和应用程式的理想选择.使用者包括被动元件设计师, 电介体, 绝缘体的设计测试人员, 及生产线的测试人员. 工程师需要在高频率的状况下以极高的精度来定义元件的特性,6500系列精密阻抗分析仪成为许多要求严格的工作,以可负担的价钱提供精准易用的理想工具. 测试参数: ?电容(C) ?电感(L) ?电阻(R) ?电导(G) ?电纳(B) ?电抗(X) ?消耗因素(D) ?品质因素(Q) ?阻抗(Z) ? Y参数(Y) ?相位角(?) 高精度量测 电容,电感及阻抗基本精确度为±0.05%.消耗因素精确度为±0.0005及品质因素精确度为±0.05%.

频谱仪使用

频谱分析仪系统主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性.频谱分析仪依信号处理方式的不同,一般有两种类型;即时频谱分析仪(Real-Time Spectrum Analyzer)与扫描调谐频谱分析仪(Sweep-Tuned Spectru m Analyzer).即时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅,其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器(Detector),再经由同步的多工扫描器将信号传送到CRT萤幕上,其优点是能显示周期性杂散波(Periodic Random Waves)的瞬间反应,其缺点是价昂且性能受限於频宽范围,滤波器的数目与最大的多工交换时间(Switching Time).最常用的频谱分析仪是扫描调谐频谱分析仪,其基本结构类似超外差式接收器,工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器,可调变的本地振荡器经与CRT同步的扫描产生器产生随时间作线性变化的振荡频率,经混波器与输入信号混波降频后的中频信号(IF)再放大,滤波与检波传送到CRT的垂直方向板,因此在CRT的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系.影响信号反应的重要部份为滤波器频宽,滤波器之特性为高斯滤波器(Gaussian-Shaped Filter),影响的功能就是量测时常见到的解析频宽(R BW,ResolutionBandwidth).RBW代表两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异,两个不同频率的信号频宽如低於频谱分析仪的RBW,此时该两信号将重叠,难以分辨,较低的RBW固然有助於不同频率信号的分辨与量测,低的RBW将滤除较高频率的信号成份,导致信号显示时产生失真,失真值与设定的RB W密切相关,较高的RBW固然有助於宽频带信号的侦测,将增加杂讯底层值(Noise Floor),降低量测灵敏度,对於侦测低强度的信号易产生阻碍,因此适当的RBW宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念. 频谱分析仪的使用 一、什么是频谱分析仪在频域内分析信号的图示测试仪。以图形方式显示信号幅度按频率的分布，即 X轴表示频率，Y轴表示信号幅度。 二、原理：用窄带带通滤波器对信号进行选通。 三、主要功能：显示被测信号的频谱、幅度、频率。可以全景显示，也可以选定带宽测试。 四、测量机制： 1、把被测信号与仪器内的基准频率、基准电平进行对比。因为许多测量的本质都是电平测试，如载 波电平、A/V、频响、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及数字频道平均功率等。 2、波形分析：通过107选件和相应的分析软件，对电视的行波形进行分析，从而测试视频指标。如 DG、DP、CLDI、调制深度、频偏等。 五、操作： （一）硬键、软键和旋钮：这是仪器的基本操作手段。 1、三个大硬键和一个大旋钮：大旋钮的功能由三个大硬键设定。按一下频率硬键，则旋钮可以微调仪器显示的中心频率；按一下扫描宽度硬键，则旋钮可以调节仪器扫描的频率宽度；按一下幅度硬键，则旋钮可以调节信号幅度。旋动旋钮时，中心频率、扫描宽度（起始、终止频率）、和幅度的dB数同时显 示在屏幕上。 2、软键：在屏幕右边，有一排纵向排列的没有标志的按键，它的功能随项目而变，在屏幕的右侧对 应于按键处显示什么，它就是什么按键。 3、其它硬键：仪器状态(INSTRUMNT STATE)控制区有十个硬键：RESET清零、CANFIG配置、CAL校准、AUX CTRL辅助控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存储、RECALL调用、MEAS/USE R测量/用户自定义、SGL SWP信号扫描。光标（MARKER）区有四个硬键：MKR光标、MKR 光标移动、RKR FCTN光标功能、PEAK SEARCH峰值搜索。控制（CONTRL）区有六个硬键：SWEEP扫描、BW带宽、TRIG触发、AUTO COVPLE自动耦合、TRACE跟踪、DISPLAY显示。在数字键区有一个B KSP回退，数字键区的右边是一纵排四个ENTER确认键，同时也是单位键。大旋钮上面的三个硬键是窗

阻抗分析仪Measuring Impedance with the Bode 100

Measuring Impedance with the Bode 100 OMICRON Lab Webinar Nov. 2014 深圳市迪福伦斯科技有限公司　ｗｗｗ．ｄｅｆｆｅｎｓｅ．ｃｏｍ．ｃｎ

Let‘s start with a question ?Why do the presenters wear moustaches? http://moteam.co/omimobros

Agenda ?Direct Impedance measurement methods ?Indirect Impedance via Gain ?Measurement examples ?Time for discussion ?Wishes & feature requests 深圳市迪福伦斯科技有限公司　ｗｗｗ．ｄｅｆｆｅｎｓｅ．ｃｏｍ．ｃｎ

Impedance Measurement Methods ?Direct Measurements ?One-Port ?Impedance Adapter ?External bridge (e.g. High Impedance)?Indirect Measurements (via Gain) ?Two-Port shunt-thru ?Two-Port series-thru ?Voltage-Current Gain

?Support full impedance calibration (open/short/load)?Directly displaying impedance, reflection and admittance ?Ls, Lp, Rs, Rp, Cs, Cp, Q, VSWR

超外差频谱分析仪的原理及组成

显示器 扫描产生器 3.1 超外差式频谱分析仪的原理及组成 3.1.1 超外差频谱分析仪的原理结构图 图3-1所示，为超外差频谱分析仪的简单原理结构图。 图3-1 超外差频谱分析仪的简单原理结构图 由图3-1可知：超外差频谱分析仪一般由射频输入衰减器、低通滤波器或预选器、混频器、中频增益放大器、中频滤波器、本地振荡器、扫描产生器、检波器、视频滤波器和显示器组成。 超外差频谱分析仪的工作原理是：射频输入信号通过输入衰减器，经过低通滤波器或预选器到达混频器，输入信号同来自本地振荡器的本振信号混频，由于混频器是一个非线性器件，因此其输出信号不仅包含源信号频率（输入信号和本振信号），而且还包含输入信号和本 第3章 超外差式频谱分析仪的原理

振信号的和频与差频，如果混频器的输出信号在中频滤波器的带宽内，则频谱分析仪进一步处理此信号，即通过包络检波器、视频滤波器，最后在频谱分析仪显示器CRT 的垂直轴显示信号幅度，在水平轴显示信号的频率，从而达到测量信号的目的。 3.1.2 RF 输入衰减器 超外差频谱分析仪的第一部分就是RF 输入衰减器。可变输入衰减器的作用是保证混频器有一个合适的信号输入电平，以防止混频器过载、增益压缩和失真。由于衰减器是频谱分析仪的输入保护电路，因此基于参考电平，它的设置通常是自动的，但是也可以用手动的方式设置频谱分析仪的输入衰减大小，其设置步长是10dB 、5dB 、2dB ，甚至是1dB ，不同频谱分析仪其设置步长是不一样的。如Agilent 8560系列频谱分析仪的输入衰减的设置步长是10dB 。 图3-2是一个最大衰减为70dB ，步长为2dB 的输入衰减器电路的例子。电路中的电容器是用来避免频谱分析仪被直流信号烧毁，但可惜的是它不仅衰减了低频信号，而且使某些频谱分析仪最小可使用频率增加到100Hz ，而其他频谱分析仪增加到9kHz 。 图3-2 RF 输入衰减器电路 图3-3所示，当频谱分析仪RF 输入信号和本振信号加到混频器的输入时，可以调整RF 输入衰减器，使混频器的输入信号电平合适或最佳，这样就可以提高测量精度。 0到70dB 衰减，步长2dB 电容器