什么叫做电桥平衡?

2024-01-10 KEYSIGHT知乎
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自动平衡电桥测试的原理如图。



图中Ix和Ir不相同时,Ix-Ir这个不平衡电流矢量将反馈控制OSC2输出的幅度和相位,使得检测的不平衡电流为0,保证流过DUT的Ix与Ir相等进而就可以利用以下公式计算DUT的阻抗。


Z=-VxRr/Vr


所以电桥平衡是确保测试结果准确的必要条件,当电桥不平衡的时候,测试结果是不可信的。


自动平衡电桥电路基本原理

其实自动平衡电桥电路的基本原理并不难理解。请参看从下面的电路图。


图1 自动平衡电桥电容测量方法


可把自动平衡电桥看成是一个运算放大器电路。它适用于欧姆定律:V=I×R。器件受交流信号激励,在H端(高端)监视施加到器件上的实际电压。在L端(低端)由运放虚地0V驱动。通过量程电阻器的电流I2等于通过DUT的电流。因此,输出电压正比于流过器件的电流。自动平衡的电压和电流引出了它的名称。为覆盖宽频率范围,用检流计和调制器代替实际电路中的放大器。


电容表的四个输入端定义如下:
Hc:信号源
Hp:电位计
Lc:电流表
Lp:锁定测量信号相位的电位计


回到我们问题,引起电桥不平衡的原因有很多,排除仪表硬件故障,需要注意以下几点:

1.在阻抗分析仪都会有针对夹具的适配器设置选项,请根据阻抗分析仪用户手册对应连接的夹具型号确保设置正确。


2.当进行夹具的补偿时,可以设置施加电压小于500mV。


3.尽量使用原厂的夹具,如果使用第三方线缆或者夹具,在高频测试时,线缆太长也会导致报错。

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