Agilent 4294A阻抗分析仪使用手册

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

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:

四、前/后面板、硬/软键介绍

前面板示意图：（见仪器）

后面板示意图：（见仪器）

在阻抗分析仪的前面板上提供了分组的硬键和一个液晶显示屏，在显示屏的右侧是一些软菜单，可以通过位于旁边的8个按键（软键）来选择菜单中的内容。

46个按键位于前面板的右上方，根据它们的功能不同被分别放在六个区中。每一个按键都有一个文字标记来说明它的功能。下面将分组介绍硬键的具体功能：

1、激活通道区

【A】  激活通道A，然后你就可以在通道A中设置参量以及进行分析工作

【B】  激活通道A，然后你就可以在通道A中设置参量以及进行分析工作

2、测量区

【Meas】  激活一个软键菜单，在其中你可以选择测量的参数

【Format】 激活一个软键菜单，在其中你可以选择数据显示的格式（曲线轴格式），并设置相位显示单位

【Display】  激活一个软键菜单，在其中你可以配置一般的显示参量（不包括显示格式和比例设置）并且可以进行等效电路分析

【Scale Ref】 激活一个软键菜单，配置曲线的显示比例

【Bw/Avg】 激活一个软键菜单，配置带宽和平均设置

【Cal】 仪器校准

3、激励区

【Sweep】  测试信号的扫描设定

【Source】  设置频率(CW频率)，测试信号电平，和直流偏置。当你设定一个扫描参数时，你可以用【Start】，【Stop】，【Center】，【Span】来设定扫描范围

【Trigger】 设置触发系统

【Start】 指定扫描范围的开始值

【Stop】 指定扫描范围的终止值

【Center】 指定扫描范围的中间值

【Span】 指定扫描范围

4、输入区

【O旋钮】  你可以旋转这个旋钮来调整当前设定值，这个方法更改的设定值立即生效，而不用再按别的键。同样你也可以用这个旋钮来改变光标的水平位置

【↑】【↓】    增加或减少当前的设定值，更改的设定值立刻生效

【Entry Off】    从输入模式切换到普通模式，参量的名称和设定值也从液晶显示屏的左上方消失

【Back Space】    删除光标左边的一个字符，同时光标左移一位

【0】－【9】    输入数字

【G/n】－【×1】设置输入数值的单位

5、标记区

【Marker】        打开/关闭标记，配置标记设定

【Marker→】    改变当前标记值，例如你可以选择MKR→START将当前标记值作为扫描范围的起始值，从而开始以这个新的扫描范围进行扫描

【Search】    查找，如查找最大值、最小值等

【Utility】    

6、仪器状态区

【System】        控制管理整台仪器，也可以设置有限线测试功能

【Local】        将分析仪从远程控制切换到本地控制，在这里也可以配置GPIB和局域网

【Preset】  初始化分析仪到它的初始状态

【Copy】  将显示屏上的曲线输出到打印机

【Save】   存贮当前设置、测量数据、屏幕图象等

【Recall】  载入分析仪中以前存储的信息

由于软键数目繁多，但从它的文本标记中可以很容易了解它的作用，所以这里就不再一一列举了。

五、测量方法

a)所需仪器：Agilent 4294A精密阻抗分析仪、16047A夹具、被测物。

b)夹具安装，打开电源。

c)【Cal】->ADAPTER->NONE，选择分析仪工作在没有适配器的环境下（因为我们所购买的仪器中没有需要补偿的适配器，所以这里就不介绍适配器补偿的步骤了）。

d)指定测量环境

i.初始化【Preset】

ii.选择要测量的参数：【Meas】->***(如|Z|-D等，这里可以根据你所要测量的量来选择，选择完成后在A、B两个通道中就会显示这两个参量的曲线)

iii.设置扫描参数的频率【Sweep】->PARAMETER[]->FREQ，然后设置扫描方式TYPE[]（这里根据所选择的参量不同会有不同的方式，如线型(LIN)、对数(LOG)）等，【Start】【Stop】设置扫描范围，或者用【Center】【Span】是一样的效果

iv.【Source】设置频率(CW频率)，测试信号电平，和直流偏置等

v.【Bw/Avg】->BANDWIDTH[]设定带宽

e)夹具补偿

（1）【Cal】->FIXTURE COMPEN

（2）将夹具的两电极开路，按OPEN，当OPEN on OFF中的on大写时开路补偿完成

（3）用短路器将两电极短路，按SHORT，当SHORT on OFF中的on大写时短路补偿完成，然后移开短路器

（4）如果需要更精确的补偿，可以选一个参数已知的器件，用上述方法进行负载补偿，一般情况下不需要

f)测量并观测结果，在这里可以根据不同的需要进行不同的操作

i.夹好被测器件

ii.【A】激活A通道，【Format】选择一种显示格式，【Scale Ref】选择显示比例

iii.【B】激活B通道，【Format】选择一种显示格式，【Scale Ref】选择显示比例

iv.【Marker】标记一个点，并显示该点的数值，用旋钮可以改变标记点的位置

v.【Copy】打印，【Save】储存

上面所介绍的只是一个基本的测量步骤，还有许多步骤和功能因为不常用被忽略了，比如：电缆补偿、等效电路分析、BASIC程序设计、远程控制等等。