摘 要：HP4191A高頻阻抗分析儀是一應用矢量阻抗分析技術進行高準確度,寬量程,多功能阻抗測量的自動化儀器,他能在1～1000 MHz頻率范圍內(nèi)測量電子元器件的阻抗參數(shù)。應用4191A進行測量要注意正確的測量方法。
    關鍵詞：高頻阻抗測量方法預熱；終端準校

1  HP4191A的測量原理
    高頻阻抗測量的技術要求與低頻阻抗測量儀在設計技術,使用電路及機械結構等方面明顯不同(包括測試電纜,自動平衡電橋和其他電路設計)。
    殘余阻抗,相位漂移,傳輸損耗和“集總常數(shù)測量電路”結構容易產(chǎn)生有害的影響,在高頻矢量測量中是無法確定的因素。而且這些影響隨測試頻率升高而增加,產(chǎn)生明顯的測量誤差，至使測量范圍變窄。 
    這樣,在高頻范圍矢量測量中*方便的方法是用“分布常量測量電路”。其優(yōu)點是可以實現(xiàn)在寬的頻率范圍內(nèi)電路性能不變,測量電路檢測的矢量信號能用簡單的數(shù)學式**表示。
        HP4191A是將信號加到連接在測試端口的試樣上,檢測試樣反射波與入射波的矢量電壓比來測量反射系數(shù),通過反射系數(shù)與阻抗的關系導出試樣要求的參數(shù),代替了低頻阻抗儀器的矢量電壓電流比率的測量方法。
2  測量方法
    在應用HP4191A進行測量時的基本操作是：
        (1)按下電源開關鍵后，儀器A顯示部分指示HP-IB地址,B顯示部分指示選配件通告符號(如hr),此時儀器在進行溫度控制電路的穩(wěn)定,內(nèi)部定時器延時工作10 min,預熱工作期間,儀器連續(xù)顯示以上符號。進行10 min預熱后,自動轉到測試狀態(tài)。
        (2)如果要求*佳測試精度,*少預熱40 min。之后使用參考終端阻抗在APC-7同軸接頭對儀器進行初始校準,來消除儀器的系統(tǒng)誤差對測量結果的影響。HP4191A配備的本身的校準件分別為:0 Ω的短路器,0 S的開路器,50 Ω的負載終端。首先注意上校準件前一定要保證儀器的測量端APC-7精密測頭的清潔和干燥,然后按照自動校準的程序依次接入相應的終端,在使用頻率范圍內(nèi)進行校準。
        HP4191A的測量準確性實際上取決于使用校準終端的準確性,即由校準的準確性控制。所以一定不能忽視測量前的儀器校準這一過程。
        (3)根據(jù)被測件的形狀和測試頻率選擇合適的測試夾具,裝上夾具后,設置測試條件,必須同時輸入與測試夾具相應的電長度值(這是為了修正夾具對反射系數(shù)及相位的影響)。在實際測試中,夾具固有的殘余參量引起的測量誤差應予以考慮,確保測量的準確性,夾具參量必須進行修正,他的影響在高頻段極為明顯。
    例如:當HP16092A夾具的測試端開路時,HP4191A的電容在1 MHz顯示值約2.0 pF,如果被測件是小電容(如10 pF)的話,就不能忽視初始開路值對測量結果的影響。
    而低頻阻抗測量儀是在夾具或測線的終端進行儀器的初始校準來預先消除夾具殘余參量值的影響。
3  注意事項
    儀器一開機預熱工作期間,儀器的A和B窗口一直顯示固定符號。在預熱時間完成之前如果按下任何鍵后,儀器會在測試頻率顯示窗口顯示錯誤信息E-07若再按下任意一個參數(shù)鍵,儀器進入初始測量設置狀態(tài)。
    實踐證明,如果此時對儀器進行校準和測量,或儀器再預熱10 min后進行校準和測量,測試值和夾具的初始值在較低頻點會出現(xiàn)測值不穩(wěn)定的情況,但出現(xiàn)測試頻率增大時,測量值和夾具的初始值還是穩(wěn)定的。如果在這種情況下進行測量,測量值可能是不可靠的。這時用終端阻抗50 Ω接在APC-7接頭進行核校測量,會發(fā)現(xiàn)他在測試頻率1～1000 MHz范圍內(nèi)各頻率點間的測量偏差很大,頻率響應很不好。這就是由于提前中斷預熱,造成發(fā)生校準失敗,測值不準的情況。所以要正確使用盡量避免以上情況發(fā)生。
    再需要說明的是,儀器在測試夾具端口的初始值是與頻率密切相關的,在某頻率點的試樣的測量值要減去本頻率點的夾具的初始值;在測量夾具的短路初始值時,要使用盡可能短而硬的短路片。盡量避免用測試引線連接被測件。
4  結論
    用HP4191A高頻阻抗測量儀測量高頻參數(shù)時,獲得*佳的測量準確度對電路設計或計量工作至關重要,再由于高頻測試中殘余參量的嚴重影響,所以采用正確的測量方法才能達到真正的測試目的。

［1］張關漢，李光儀，周冠平.高頻集總參數(shù)阻抗的計量測試,1986