|
发表于 2014-4-22 19:43:48
|
显示全部楼层
给大家说下E4980A的测量原理,以供参考
之前和现在的大部分LCR采用了称之为 自动平衡 的方式进行测量,主要是利用运放的虚短产生一个“地”,测量流入“地”电流和器件两端电压,再经过鉴相、ADC后得到R、X和角度,再计算出LCRZDQ等一堆参数。
由于运放本身参数的参数的限制,“地”会发生波动,例如频率过高,电流过大等,再加之运放失调、漂移等参数的存在,也会影响测试精度。但因为这种方式简单易行和放大器性能的提升,依然得到了广泛的应用。
E4980A是安捷伦精密电桥的主打产品,频率到2MHz(注意不要仅用频率衡量电桥水平,应用范围和指标都不一样)。基本测量当然还是电压除电流的方式,但模拟测量前端采用了全新的方式,抛弃了以往使用运放自动平衡的原理。简单来说就是一种可以称为 主动平衡 的方式,全程使用FPGA+高速DAC(14bit,210M),精度和响应速度提升巨大,这也是4980A的电容表版本4981A敢把电容测量显示搞到10-6aF的原因之一,注意是aF。平衡的原理是高速测量Lpot的电平,在Lcur端用DAC给出补偿,保证低端为0,实现平衡。高端电压测试方式和之前差不多,低端DAC的补偿电流即等于流过器件的电流,通过精密电阻换算为电压进行测量。至于测量,则是采用了数字鉴相的方式,使用FPGA的乘法器直接完成,CPU则是去读个数,修饰一下,显示出来完事。
简单说是这个样子,平衡部分由于牵扯到整体的数字反馈,电路极为复杂,各种补偿,各种小范围反馈。学识有限,目前还没完全搞懂,但这里必须动用自动控制原理那些东西才能说得清了。
据说普源下半年也要出LCR了,不出意外,原理也是这个,到时有机会看看做的咋样,再行讨论 |
|