使用 Moku:Go 简化阻抗测量(第 1 部分:电阻)

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使用 Moku:Go 简化阻抗测量(第 1 部分:电阻)

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本应用笔记对使用多功能 Moku:Go 设备进行阻抗测量进行了全面的探索。 我们非常重视精度和准确度,对各种电阻测量方法及其基本数学原理进行了深入分析。 通过提供清晰的解释和揭开复杂概念的神秘面纱,本指南传授了获得可靠且值得信赖的结果所必需的实用知识。

频率响应分析仪

Moku:Go 频率响应分析仪 (FRA) 在 Moku:Go 设备的输出上驱动扫描正弦波,并同时测量设备输入上接收到的信号幅度(或功率)。 这可用于测量系统或被测设备 (DUT) 的传递函数,从而创建幅度和相位与频率的关系图,通常称为波特图。

FRA:电压单位

测量被测设备的阻抗(Z杜特),我们需要了解波特图,它是在 FRA 中绘制的。 FRA 幅度图使用 dBm、dBV 为单位pp,或分贝V有效值。 分贝值pp 单位模式,或相对于一伏峰峰值(1 Vpp),在这种情况下是一个方便的测量单位。 定义为:

所以1Vpp 以 dBV 表示pp 给出:

图 1 显示使用 FRA 生成 1 Vpp 正弦波,输出 1 通过同轴电缆直接连接到输入 1。当然,所得幅度在整个频率范围 (0-8 kHz) 内是平坦的,幅度为 -0.0094 dBVpp,非常接近计算的 0 dBVpp。 差异相当于 0.001 Vpp (或 0.1%)。

图1: 1 V 的 FRA 图pp 直接驱动到 Moku:Go 输入

阻抗 单端口测量

有了对 FRA 功率单元的了解,我们现在可以进行阻抗测量。

在第一个示例中,我们将测量 R杜特 一个简单的 10 kΩ、10% 容差电阻器。 由于 Moku:Go 的输入阻抗为 1 MΩ,因此我们需要降低该值。 我们可以通过在输入端并联一个电阻来确保功耗发生在 DUT 上。 在此示例中,50 Ω 终端电阻连接到输入 200。 Moku:Go 上的输出负载为 2 Ω,因此有效电路如图 XNUMX 所示:

图2: Moku:Go 的有效电路

图 3 显示了在输入端使用 Moku:Go 器件和 50 Ω T 形件的相关设置。 请注意,避免使用示波器探头连接到 DUT 非常重要,因为探头的阻抗可能会改变测量的准确性。

图3: 单端口设置

Moku:Go FRA 的运行频率高达 20 MHz,但对于这些电阻测量,绘图至 10 kHz 就足够了。 图 4 显示 Moku FRA 幅度响应等于 -46.18 dBVpp 一台电视in.

图4: 10 kΩ DUT(单端口)的 FRA 图

重新排列幂方程(1)我们可以说:

测得的 Pdb 为 -46.18 dBVpp,我们计算Vin = 4.91 毫伏。

R的电阻分压器杜特 图 2 中的 Moku 输入和输出为我们提供了:

哪里Rin 是等效并联电阻:

求解得到 R杜特 = 9933Ω。

该电阻的数字电压表 (DVM) 读数显示为 9970 Ω。

因此,从这个简单的单电阻测量中,我们可以得出结论:Moku:Go 的准确度在 37 Ω (



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