如何使用Moku進行阻抗測量？

怎么樣才能使用的Moku開展電位差自動測量？

頻點加載(zai)失敗(bai)具體(ti)分析儀器

Moku的頻率響應分析儀(FRA)在Moku輸出上驅動掃描正弦波(bo)，并同時(shi)測量Moku輸入(ru)接(jie)(jie)口接(jie)(jie)收到的(de)(de)(de)信號幅(fu)度(du)（或功率）。FRA可以測量系統或被測設(she)備(bei)(DUT)的(de)(de)(de)傳遞函數，從而創建幅(fu)度(du)和(he)相(xiang)位與頻率的(de)(de)(de)關系圖，通常稱為波(bo)特圖。

圖1 波(bo)特示圖例

為了測量被測設備的阻抗(Zdut)，我們需要了解 FRA 的功率圖。FRA 圖使用dbm或相對于一(yi)毫瓦(wa)(1 mW)的(de)分貝(bei)為(wei)單(dan)位；在這種情況(kuang)下，一(yi)個方便的(de)計量單(dan)位。定(ding)義為(wei)：

Moku FRA掃描儀掃描余弦交流電輸入就能夠以伏特（峰閥值）為計量單位開始設置成。而言余弦交流電線性：

將上式帶進(2)式，可求：

以dBm代表，換算為mW，同時我們公司給定Moku 復制粘貼輸出阻抗為50 Ω，推算出：

我們(men)使用Moku的FRA生成1 Vpp正弦波 ，Moku輸出(chu)1直接連接到輸入(ru)1，如圖2所示。當然，所得幅(fu)度在整個頻(pin)率范圍(0-1 kHz)4.050 dBm處是(shi)平坦的，非(fei)常接近到計算出(chu)的3.979 dBm。差異相當于1.7 mV(0.17%)。

圖2 在Moku顯示中間接(jie)控制的1 V pp的FRA圖

阻值估測

單端口測量：

現在(zai)FRA的基本電(dian)源(yuan)單位已經清楚，我們(men)可以進(jin)行阻抗測(ce)量(liang)工作。在(zai)第1個示例(li)中，我們(men)將測(ce)量(liang)一個簡(jian)單的10 kΩ、10% 容差電(dian)阻器(qi)的Rdut。等效電(dian)路(lu)為：

圖3 單網絡端口自動(dong)測(ce)量等效電路原理

請小心，Vout為2 V，這會引致50 Ω負債上的直流電壓為1 V。

Moku FRA的運行頻率高達120 MHz，但對于這些電阻測量，繪制(zhi)至40 kHz 的圖(tu)就足夠了(le)。圖(tu)4顯示(shi)了(le)Vin時的Moku FRA幅度響應 = -35.821 dBm 。

圖4 10 kΩ、20%、單表(biao)層(ceng)DUT的FRA圖

重復清理(1)式并代入(4)中的P，當我們是可以給出：

從圖4中可(ke)(ke)得(de)(de)，PdB = -35.821dB，通過(5)式可(ke)(ke)得(de)(de)Vin=10.23mV

由圖3的等效用電線路，都有機會得到分壓數學公式：

該電阻值器的數字5電壓電流表(DVM)讀數顯儀表示為9750 Ω。

實現某種很簡單的單電阻功率測量方法，當我們也可以測得答案，Moku 的最精確度在 77 Ω(< 1%)連加連減。

低阻抗匹配測量方法：

頂端的實例用到了基準10% 容差內阻。各位還能夠 高控制定位精度地精確測量較低的輸出阻抗。所以，各位將用到100 Ω、0.005% 容差的高控制定位精度內阻器。用到以上的的方式，各位獲取了工作效率幅值圖。

圖5 100 Ω、0.005%、單網(wang)絡端口的 FRA 霸屏長截(jie)圖

將測得的-1.972 dBm功率代入方程(5)和(7)，我們計算出Rdut為98.41Ω。這與已知值幾(ji)乎一致，但我們可以通過雙端口(kou)測量做得更好。

二表層在測量：

為了讓加強你們的測定，你們應該要考慮到Moku 50 Ω輸出精度上DUT的環境下。

企業就可以可以通過雙網絡接口測量方法來滿足這方面，合理利用Moku的其二個搜索網絡接口來考察真實用途的電磁波電平。圖6表示了動用Moku:Lab的硬件設施設備樣例。

圖6 Moku:Lab的兩端口調試(shi)

圖7 二網(wang)口等效電(dian)路板

我們可以(yi)根據歐(ou)姆定律推導(dao)出圖6中的Rdut：

將(9)帶(8)能得：

我們使用嚴格公差100 Ω、0.005%電阻器設置此雙端口測量，并捕獲圖7中的 Moku FRA圖。

圖(tu)7 100Ω、0.005%、兩端口(kou)的FRA霸屏qq截圖(tu)

請注意，黃色線即(ji)為我們使用 FRA 數(shu)學通(tong)道(dao)（V2/V1）。在(zai)iPad界面上進行配置非(fei)常快速且簡單(dan)。

從(10)中我們(men)可以看出，我們(men)可以根據V2/V1電壓(ya)比計算(suan)Rdut。

FRA語文車道算起出的電機功率之比9.505 dBm，從而的電壓之比：

代入到(11)中，可得：。我們將該值代(dai)入(10)可得Rdut=99.36Ω。

電阻器考試匯總：

Moku的FRA能作于采取輸出阻抗精確測量并確定好熱敏電阻值，高精度<1%。

在雙端口處方案中，測定精度等級將極高。

電感衡量

在本例中，我們將測量一個已知電容器：Wurth Elektronik 7447021。這是一個100μH電容器，額定功率為10kHz,容差為20%，如下圖12所示。

圖12 電解電貯槽的概括性(xing)能參數

小編將利用與圖6與圖7相似的兩端口測量行為。

圖13 電阻值向量圖示圖

因此，如果我們測量頻率 f 下的相位，我們就可(ke)以確定電感L。

設有與衡量：

圖14 Moku:Lab布置

圖14顯視了 Moku：Lab的如何軟件設置，企業只需4分鐘，需先在 Moku:Lab的iPad 安全使用系統上如何軟件設置配備FRA 實驗儀器并轉化成上升時間和頻繁與相位的關心圖。進而經由選擇云功能鍵來手機共享資源安全使用系統上的斜率，手機屏幕視頻截圖和滿區分率參數，并可排除到MyFiles、SD 卡或電子器件郵箱中。在本例中，企業將參數手機共享資源到Dropbox壓縮文件夾名稱，下圖15如下。您也能夠 安全使用PC安全使用系統將上文您必須要的參數間接下截到您的PC上。

圖(tu)15 100μH、20%、雙接口電(dian)(dian)調節器的FRA電(dian)(dian)腦屏幕微信(xin)截圖(tu)

Moku 輸出通道(dao)(dao)1上生成了(le)1 kHz至10 MHz的(de)掃頻正弦波(bo)。藍色線(xian)顯示通道(dao)(dao)2(V2)，而紅色跡(ji)線(xian)顯示通道(dao)(dao)1(V1)。Moku數(shu)學(xue)通道(dao)(dao)呈橙色，并(bing)配(pei)置為(wei)兩通道(dao)(dao)的(de)除法運算 (ch2/ch1)。我們添加(jia)了(le)幾個光標來測量10 kHz、100 kHz 和(he) 1 MHz處的(de)相位和(he)幅(fu)度(du)。

橙色數學通道光(guang)標使(shi)我們能(neng)夠(gou)快速查看(kan) 10 kHz 頻率(lv)處(chu)的相位(wei)差，即∅ = 6.775°。代入到(dao)式(shi)(12)(13)中可得XL = 5.94Ω,L = 94.5μH，在100 µH±20%的范(fan)圍內。

雖然電感器的工作頻率為10 kHz，但我們也可以在100 kHz下根據圖15的測量數據進行測量，其中= 47.619°。再次代入式(13)，得出(chu)L = 87.2 µH。這低于標(biao)定值，但(dan)這是現實(shi)線圈電感器的正常現象。

當人們用Moku iPad充分利用流程，確認Dropbox將好的成績辨率FRA幅度過和相十位數據手機截圖到 .CSV文件夾中，故而當人們能夠 將其高效導出Excel中，并充分利用式(13)導出電感（藍色系）和相位（健康）與頻段的聯系，長為16如下圖所示。

這低過校正值，但那就是現實社會電機轉子電紅外感應器的一般物理現象。

公司便用Moku iPad用途系統，能夠 Dropbox將好成績辨率FRA小幅度和相六位數據保持到 .CSV文件資料中，因為公司應該將其高效導出Excel中，并采用式(13)產生電感（天藍色）和相位（綠）與率的聯系，如下圖右圖16右圖。

圖16 電感與相位和率的(de)干系(xi)圖

從圖例他們能否清晰地了解到，在100 kHz之內，電感固定變低，等到5 MHz左右側，此刻電感事實上上為零。引發這一情況發生的因為是，事實上上他們安全使用的電阻功率線電傳傳感器如果不是抱負的電傳傳感器，反而是具有著一下電阻功率和電解電容。等效三極管事實上上如17如圖。

電(dian)(dian)感器的(de)(de)阻(zu)抗隨頻率線性(xing)增加。但現實世jie中(zhong)的(de)(de)電(dian)(dian)感器包含了電(dian)(dian)阻(zu)元件Resr、并(bing)聯(lian)的(de)(de)Repr與寄生電(dian)(dian)容(rong)(Cepc)。Resr有(you)時在數據表中(zhong)被引用為直流電(dian)(dian)阻(zu)，是線圈(quan)的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)；Repr是有(you)效并(bing)聯(lian)或交流電(dian)(dian)阻(zu)，Cepc是由于線圈(quan)靠近而(er)產生的(de)(de)并(bing)聯(lian)電(dian)(dian)容(rong)。

對此，震動概率由下式決心：

順利通過網上查詢該電感的大數據表，大家能能找回該電傳感器的主要表現輸出阻抗匹配特征。該輸出阻抗匹配特征擬合曲線界面顯示諧振峰在5 MHz影響，右圖18下圖

圖18 電傳(chuan)感器的(de)先進典型屬性等值線(xian)

考慮到Moku設施可尤其簡單地依據Dropbox將FRA的的數據公享到 .CSV，由此企業可容易運用Excel給予幅值電位差與工作頻率的相互關系圖，下圖19一樣。

圖19 Moku:Lab考試(shi)的電位差身(shen)材曲線

精確自動測量能夠得到的諧振幀率略大于5 MHz，精確自動測量特質與圖18是一直。

歸納總結

借助采用Moku:Lab的FRA（速度運行講解儀）檢測設備，人們就能否便于省錢的對其進行高精準度的輸出阻抗試驗，并確認了太好的調查的結果。除了那么，采用Moku:Go或Moku:Pro也是也可成功該試驗。Moku系列的貨品除了有速度相同講解儀，鎖相擴大器，多種波型進行了器、頻譜講解儀、數據信息記錄好器、示波器、相位計、PID有效驅動器、波型進行了器、云編譯等技能，都有多檢測設備并行計算技能就能否而且采用倆個檢測設備，邀請您與人們一起交流信息專題討論！

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