如何使用Moku进行阻抗测量？

是怎样的操作Moku进行特性阻抗校正？

率回复介绍仪

Moku的频率响应分析仪(FRA)在Moku输出上驱动扫描正(zheng)弦(xian)波(bo)，并(bing)同时测量(liang)Moku输入(ru)接口接收到的信号(hao)幅度（或(huo)功率(lv)）。FRA可以测量(liang)系统(tong)或(huo)被测设(she)备(DUT)的传递函(han)数，从而创建幅度和相(xiang)位与频率(lv)的关系图(tu)，通常称为波(bo)特图(tu)。

图1 波特示意图例

为了测量被测设备的阻抗(Zdut)，我们需要了解 FRA 的功率图。FRA 图使用dbm或相对于一(yi)毫瓦(1 mW)的(de)(de)分贝为单位；在这种情况下(xia)，一(yi)个方便的(de)(de)计(ji)量单位。定(ding)义(yi)为：

Moku FRA扫苗余弦导出应该以伏特（峰峰峰值）为公司的实行设为。我们对余弦线条：

将上式携带(2)式，都有机会得到：

以dBm表示法，换算为mW，而且自己已发现Moku 显示电位差为50 Ω，得来：

我(wo)们使(shi)用Moku的(de)(de)FRA生成1 Vpp正(zheng)弦(xian)波 ，Moku输出1直接(jie)(jie)连接(jie)(jie)到(dao)输入1，如图(tu)2所(suo)示。当(dang)然，所(suo)得(de)幅度在整个频率范围(0-1 kHz)4.050 dBm处(chu)是平坦(tan)的(de)(de)，非(fei)常接(jie)(jie)近到(dao)计算出的(de)(de)3.979 dBm。差异相当(dang)于1.7 mV(0.17%)。

图2 在Moku投入中进(jin)行能够的1 V pp的FRA图

电阻值精确测量

单端口测量：

现在FRA的基本电(dian)源单位已经清楚，我(wo)们(men)可以进行(xing)阻(zu)(zu)抗测(ce)(ce)量工作(zuo)。在第1个(ge)示例中，我(wo)们(men)将(jiang)测(ce)(ce)量一个(ge)简单的10 kΩ、10% 容差(cha)电(dian)阻(zu)(zu)器(qi)的Rdut。等(deng)效电(dian)路为：

图(tu)3 单串口测量方法等效(xiao)三极管

请小心，Vout为2 V，这会使得50 Ω额定负载上的端电压为1 V。

Moku FRA的运行频率高(gao)达(da)120 MHz，但对(dui)于这些电阻(zu)测(ce)量，绘制至40 kHz 的图就足够了。图4显示了Vin时的Moku FRA幅度响应 = -35.821 dBm 。

图(tu)4 10 kΩ、20%、单串口DUT的FRA图(tu)

自己总结(1)式并代入(4)中的P，我需要求得：

从(cong)图(tu)4中可得，PdB = -35.821dB，通过(guo)(5)式(shi)可得Vin=10.23mV

由图3的等效电线，而犯分压公试：

该功率电阻器的加数相电压表(DVM)读数显式示为9750 Ω。

确认一种简洁的单电容精确测量，让我们需要得到答案，Moku 的最准度在 77 Ω(< 1%)已内。

低抗阻检测：

下面的样例选择了标准规范10% 容差电容。人们还可能高精确度地预估较低的特性阻抗。因为这，人们将选择100 Ω、0.005% 容差的高精确度电容器。选择上面具体方法，人们拥有了工作效率幅值图。

图5 100 Ω、0.005%、单(dan)串口的 FRA 屏风截屏

将测得的(de)-1.972 dBm功率代入方程(5)和(7)，我们(men)计算(suan)出Rdut为98.41Ω。这(zhei)与已知值几(ji)乎一致，但我们(men)可以通过双端(duan)口(kou)测量做得更(geng)好。

二端口处侧量：

要想调整我国大家的校正，我国大家必须 思考Moku 50 Ω输出电压上DUT的装载。

大家能够 顺利通过双表层测量方法来满足这一项，利于Moku的第一个复制粘贴表层来分析事实上用的卫星信号电平。图6显现了适用Moku:Lab的硬件设备如何设置举例。

图(tu)6 Moku:Lab的两端口设置(zhi)

图(tu)7 二(er)端口(kou)设置等效电路原理

我们可以根(gen)据欧姆(mu)定律推导出图6中的(de)Rdut：

将(9)带进去(8)必须得要：

我们使用严格公差100 Ω、0.005%电阻器设置此双端口测量，并捕获图7中(zhong)的 Moku FRA图。

图7 100Ω、0.005%、两端口的FRA液晶屏(ping)微(wei)信截屏(ping)

请注意，黄色(se)线即为我们使用 FRA 数(shu)学通道（V2/V1）。在iPad界面(mian)上进行配置非常快速且简单(dan)。

从(10)中我(wo)(wo)们(men)(men)可以看(kan)出，我(wo)(wo)们(men)(men)可以根据(ju)V2/V1电(dian)压比计算Rdut。

FRA数学思维区域计算出的工作电流电压比值9.505 dBm，为此电流电压比值：

代入到(11)中，可得：。我们将该值(zhi)代入(ru)(10)可得Rdut=99.36Ω。

功率电阻检测汇报：

Moku的FRA适用于对其进行阻抗匹配量测并确认热敏电阻值，高精度<1%。

在双端口处策略中，估测要求将最高。

电感测试

在本例中，我们将测量一个已知电容器：Wurth Elektronik 7447021。这是一个100μH电容器，额定功率为10kHz,容差为20%，如下图12所示。

图(tu)12 滤波电器皿的(de)简述性(xing)能指标(biao)

.我将所采用与图6与图7一模一样的两端口测定手段。

图(tu)13 电阻值向量关心图(tu)

因此，如果我们测量频率 f 下的相位，我们就可以确定电感L。

安装与检测：

图14 Moku:Lab设备

图14现示了 Moku：Lab的设施，自己只需不少钟，就是可以了在 Moku:Lab的iPad 软件环节代码上设施配置FRA 测试仪器并转换比率和速度与相位的影响图。再经过点选云按钮开关来远程管理软件环节代码上的的身材曲线，手机屏截频和比较高的分数辨率参数，并可导进到MyFiles、SD 卡或网络电子邮件地址中。在本例中，自己将参数远程管理到Dropbox文件名夹，如同15图甲中。您也是可以用PC软件环节代码将以内您必须的参数就直接免费下载到您的PC上。

图(tu)15 100μH、20%、双端口(kou)号电(dian)调节器的FRA霸屏(ping)截频

Moku 输(shu)出通(tong)道1上生成了1 kHz至10 MHz的(de)扫频正弦(xian)波。蓝色(se)线显(xian)示通(tong)道2(V2)，而红色(se)迹线显(xian)示通(tong)道1(V1)。Moku数学通(tong)道呈(cheng)橙色(se)，并(bing)配置为两(liang)通(tong)道的(de)除(chu)法运算 (ch2/ch1)。我(wo)们添加(jia)了几个光(guang)标来测量(liang)10 kHz、100 kHz 和(he) 1 MHz处(chu)的(de)相(xiang)位和(he)幅度。

橙色数(shu)学通道光(guang)标使我(wo)们(men)能够快(kuai)速(su)查看 10 kHz 频率处的相位差，即(ji)∅ = 6.775°。代入到式(shi)(12)(13)中(zhong)可得XL = 5.94Ω,L = 94.5μH，在100 µH&plusmn;20%的范(fan)围内。

虽然电感器的工作频率为10 kHz，但我们也可以在100 kHz下根据图15的测量数据进行测量，其中= 47.619°。再次代(dai)入式(13)，得(de)出L = 87.2 &micro;H。这低于标(biao)定(ding)值(zhi)，但这是(shi)现实(shi)线圈电感器的正常现象。

公司动用Moku iPad应用领域方式，凭借Dropbox将夺判别率FRA震幅和相十位数据存储到 .CSV文书中，因而公司能够将其怏速带到Excel中，并再生利用式(13)转换电感（紫色）和相位（深绿色）与几率的有关，下图16如下图所示。

这少于校秤值，但它是本质电磁铁电传感器的一般的现象。

公司用Moku iPad适用方式，借助Dropbox将比较高的分数辨率FRA震幅和相十位数据导出到 .CSV文件资料中，由于公司需要将其短时间导出Excel中，并采取式(13)导出电感（深蓝色）和相位（浅绿色）与平率的问题，如图已知16如图所示。

图16 电(dian)感与相(xiang)位(wei)和声(sheng)音频率的(de)的(de)关联图

从图例我就能够明了地看清楚，在100 kHz大于，电感比较稳定减少，到5 MHz身边，此情此景电感实践的现状上为零。发生的这个现状的现象是，实践的现状上我用的电感电传调节器非是期望的电传调节器，即使更具其他电感和电感。等效电源电路实践的现状上下图17图甲中。

电(dian)(dian)感器的(de)(de)阻(zu)(zu)抗随频率线(xian)性增加(jia)。但现实世jie中的(de)(de)电(dian)(dian)感器包含了(le)电(dian)(dian)阻(zu)(zu)元件Resr、并联的(de)(de)Repr与寄(ji)生(sheng)电(dian)(dian)容(Cepc)。Resr有时在数据表中被引用为直(zhi)流电(dian)(dian)阻(zu)(zu)，是线(xian)圈的(de)(de)电(dian)(dian)阻(zu)(zu)；Repr是有效(xiao)并联或交流电(dian)(dian)阻(zu)(zu)，Cepc是由于线(xian)圈靠近而(er)产生(sheng)的(de)(de)并联电(dian)(dian)容。

对此，共鸣平率由下式决定了：

实现查讯该电感的大数据表，我们都可能找自己该电红外感应器的举例抗阻性质。该抗阻性质的曲线提示 谐振峰在5 MHz左右时间，如图如下18如下

图18 电(dian)红外感应器的举例基本特征的身材(cai)曲线

因Moku生产设备可异常简洁地依据Dropbox将FRA的数据文件共享软件到 .CSV，因.我可简单采用Excel供给幅值输出阻抗与频点的的联系图，如下图已知19已知。

图(tu)19 Moku:Lab測試(shi)的抗(kang)阻等值线(xian)

自动估测能够得到的谐振帧率略高出5 MHz，自动估测性能指标与图18特别保持一致。

工作小结

采用采用Moku:Lab的FRA（声音频段积极响应具体检测仪）概述器材，.我就应该简便一键的进行高精密度较的输出阻抗考试，并有了更好的检测结论。不禁太过，采用Moku:Go或Moku:Pro一模一样也可达到该考试。Moku系列表软件不禁有声音频段合理具体检测仪，锁相放小器，随便正弦波形图發生了器、频谱具体检测仪、统计数据统计器、示波器、相位计、PID驱动器、正弦波形图發生了器、云编译等作用，也有多概述器材并行计算作用就应该同時采用很多概述器材，的热烈欢迎与.我一起来沟通交流座谈会！

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