阻抗测试
阻抗测试方法
阻抗测试方法引言：阻抗测试是电气工程中常用的一种测试方法，用于测量电路或电子设备对交流电源的阻抗。
阻抗测试方法的选择和应用对于电路分析和故障诊断至关重要。
本文将介绍几种常见的阻抗测试方法及其原理。
一、频率扫描法频率扫描法是一种常用的阻抗测试方法。
它通过改变输入信号的频率，在不同频率下测量电路的阻抗，从而获得阻抗与频率之间的关系。
频率扫描法可以用来分析电路的频率响应特性，判断电路的稳定性和动态响应。
频率扫描法的测试原理是通过信号发生器产生一段连续变化的频率信号，输入到待测电路中，再通过示波器等测试设备测量电路的电压和电流。
通过测量得到的电压和电流数据，可以计算出电路的阻抗值。
通过改变输入信号的频率，可以得到不同频率下电路的阻抗特性。
二、恒流法恒流法是一种常用的阻抗测试方法，适用于电路或电子设备中的电流源测试。
恒流法的原理是通过在待测电路中加入一个恒定的电流源，测量电路中的电压变化，从而得到电路的阻抗值。
恒流法的测试原理是通过恒定电流源提供一定的电流，通过测量电路中的电压变化，计算得到电路的阻抗值。
恒流法可以用于测试电路中的电阻、电感和电容等元件的阻抗。
在实际测试中，需要注意选择合适的电流源，并根据待测电路的特性进行测试参数的设定。
三、相位差法相位差法是一种常用的阻抗测试方法，适用于电路或电子设备中的相位差测试。
相位差法的原理是测量电路中电压和电流之间的相位差，从而得到电路的阻抗值。
相位差法的测试原理是通过示波器等测试设备测量电路中的电压和电流的相位差，根据相位差和电压、电流的幅值关系，可以计算得到电路的阻抗值。
相位差法可以用于测试电路中的电阻、电感和电容等元件的阻抗。
在实际测试中，需要注意选择合适的测试设备，并根据待测电路的特性进行测试参数的设定。
四、频率响应法频率响应法是一种常用的阻抗测试方法，适用于电路或电子设备中的频率响应测试。
频率响应法的原理是通过改变输入信号的频率，测量电路中电压和电流的变化，从而得到电路的阻抗特性。
阻抗测试必须知道的27个基本常识
阻抗测试必须知道的27个基本常识1. 什么是阻抗测试？- 阻抗测试是一种测量电路中阻抗的方法，用于确定电路中电阻、电感和电容等参数的数值。
2. 阻抗测试的重要性- 阻抗测试可以帮助我们了解电路性能、诊断故障和优化设计，是电路测试中的关键步骤。
3. 阻抗测试的常见应用- 阻抗测试在电子设备、通信系统、电力系统和医疗设备等领域中被广泛应用。
4. 阻抗测试的基本原理- 阻抗测试通过施加一个交流信号并测量响应信号来确定电路的阻抗参数。
5. 阻抗测试的交流信号- 阻抗测试常用的交流信号包括正弦波、方波和脉冲等。
6. 阻抗测试的测量设备- 阻抗测试常用的测量设备有信号发生器、示波器和阻抗分析仪等。
7. 阻抗测试的测量方法- 阻抗测试可以采用两线法、四线法和八线法等不同的测量方法。
8. 阻抗测试中的频率范围- 阻抗测试可以在不同的频率范围内进行，常见的范围包括低频、中频和高频等。
9. 阻抗测试的测量参数- 阻抗测试中常用的测量参数有电阻、电感、电容、复阻抗、相位和衰减等。
10. 阻抗测试的测量误差- 阻抗测试中可能存在的误差包括测量仪器的误差和电路自身的误差。
11. 阻抗测试的校准方法- 阻抗测试可以通过校准来减小测量误差，常见的校准方法包括零点校准和参考校准等。
12. 阻抗测试的数据分析- 阻抗测试得到的数据可以通过数据分析来提取有用信息和评估电路性能。
13. 阻抗测试的故障诊断- 阻抗测试可以帮助我们检测和诊断电路中的故障，如短路、断路和接地等。
14. 阻抗测试的优化设计- 阻抗测试可以帮助我们优化电路设计，提高电路性能和可靠性。
15. 阻抗测试的自动化- 阻抗测试可以通过自动化测试系统来实现高效、准确和重复的测试操作。
16. 阻抗测试的兼容性- 阻抗测试可以与其他测试方法和技术相结合，实现全面的电路测试。
17. 阻抗测试的标准和规范- 阻抗测试有一些标准和规范可供参考，如ISO和IEC等国际标准。
18. 阻抗测试的挑战- 阻抗测试可能面临的挑战包括复杂的电路配置、测量噪声和信号干扰等。
阻抗测量原理
阻抗测量原理
阻抗测量是一种用于测试电路或设备阻抗（即电阻、电感和电容）的方法。
阻抗测量的原理是基于交流电信号在电路中的传输和响应。
以下是阻抗测量的基本原理：
1. 交流电信号：阻抗测量通常使用交流电信号，以便能够测量电路或设备对不同频率的信号的响应。
交流电信号是由正弦波组成的，并且其频率可以根据需要进行调整。
2. 激励电压：在阻抗测量中，需要在被测电路或设备上施加一个已知的交流电压。
这个电压可以通过信号发生器或其他电源产生。
3. 测试电流：被测电路或设备对施加的交流电压会产生响应，导致电流流动。
在测量中，需要测量通过电路或设备的电流大小。
4. 相位差测量：除了测量电流大小外，还需要测量电流和施加电压之间的相位差。
相位差可以提供关于阻抗性质的额外信息。
5. 计算阻抗：通过测量电流和电压以及计算它们之间的相位差，可以计算出电路或设备的阻抗值。
不同阻抗元素（电阻、电感和电容）对交流电信号的响应不同，因此通过测量可以确定它们的存在和值。
阻抗测量的原理是基于交流电信号的传输特性和电路响应的分析。
通过测量电流、电压和相位差等参数，可以计算出电路或
设备的阻抗值，从而了解其性质和特征。
这种测量方法在电子工程、电力系统和通信领域等具有广泛的应用。
阻抗测试方法
网络分析仪进行测试：
CENTER：200MHz SPAN：1MHz
MEAS：S12或S21
FORMAT：Group delay
直通校准
校准后为一条数值为零的直线。
3、连接被测电缆，打开Marker Factions，将统计功能打开。读取平均值即为延迟时间t。
4、按照下列公式计算相对传播速度：
V =L/(t c) 100%
V：相对传播速度。L：电缆的实际长度（米）c=3.0 108米/秒
t：延迟时间（秒）。
电缆相位及电长度测试及计算方法：
1、仪器的设置：
网络分析仪设置：
CENTER：要求测试频点SPAN：10MHz（或者按照通知单要求设置起始终止频率）
MEAS：S12或S21
FORMAT：Extend Phase
直通校准
校准后为一条数值为零的直线。
2、连接被测电缆，读取要求频率点的数值。
如上图所示。
3、按照2项所述测试多根电缆的相同测试频率的相位值。
4、需要按照要求进行截线时,按照下列步骤进行：
a）计算该频率点的波长 （米）：
=（300*V ）/F
V 为相对传播速度，F为测试频率点的值（MHz）
b)V相对传播速度的获得按照相对传播速度的测试具进行确认
成品阻抗测试方法：
1、仪器设置：
网络分析仪：CENTER：200MHz SPAN：2MHz（视被测电缆的长度进行设定）
MEAS：S12或S21
FORMAT：Phase
直通校准
注意：校准完毕为一条数值为零的直线，SPAN更改不同的数值需要重新校准。
2、电容测量仪测试电容值。（数值现实稳定可以读取数值）。
阻抗测试原理
阻抗测试原理
阻抗测试是一种用于测量电路阻抗的方法，主要针对交流电路。
它基于电压和电流之间的关系，通过测量电路中的电压和电流来计算阻抗。
阻抗测试主要包括以下原理：
1. 电压和电流的相位关系：在交流电路中，电压和电流存在相位差。
阻抗测试利用电压和电流相位的变化来测量电路的阻抗。
2. Ohm's Law（欧姆定律）：根据欧姆定律，电流和电压之间
存在线性关系。
利用欧姆定律可以推导出阻抗的计算公式。
3. 电压和电流的幅值关系：阻抗可以通过测量电压和电流的幅值来计算。
根据幅值的比值，可以得出阻抗的大小。
4. 复数表示：阻抗可以用复数表示，其中实部表示电阻，虚部表示电抗。
通过测量电压和电流的相位差以及幅值，可以将阻抗表示为复数。
阻抗测试通常使用特定的仪器和设备，如阻抗测量仪或网络分析仪。
这些设备可以通过在电路中施加信号，并测量电压和电流来计算阻抗。
阻抗测试在电力系统、通信系统和电子设备中都有广泛的应用，用于优化系统性能和故障诊断。
阻抗测试标准
阻抗测试标准
阻抗测试是一种用于测量电路中电流和电压之间关系的方法。
在电路中，阻抗是电流和电压之间的比率。
阻抗测试标准是指在进行阻抗测试时需要遵守的规范和标准。
在阻抗测试中，一般使用阻抗测试仪器。
该仪器使用电压和电流传感器来测量电路中的电流和电压，然后计算出阻抗值。
阻抗测试的目的是确定电路中的电阻、电感和电容等参数，以便优化电路的性能。
在阻抗测试中，需要注意以下几点：
1、测试前需要检查测试仪器的运行状态和校准情况，确保测试结果的准确性。
2、测试时需要选择适当的测试频率，以便测量出电路中的特定参数。
3、测试时需要选择合适的测试电压和电流，以避免损坏测试设备或电路。
4、测试结果需要进行记录和分析，以便优化电路性能或进行故障排除。
阻抗测试标准包括了测试前的准备、测试过程中的操作规范和测试结果的分析和报告等方面。
阻抗测试标准的遵守可以保证测试结果的准确性和可靠性，提高电路的运行效率和可靠性。
- 1 -。
阻抗测试原理及测试
阻抗测试原理及测试
阻抗测试是检测电气设备的一种测试方法，它既可以检测电气设备的电学参数，也可以检测其电气绝缘性能。
它可以帮助用户确定电气设备是否符合安全标准，是否存在绝缘损坏或其他危险情况。
阻抗测试的原理是将一个低频交流（AC）信号通过测试对象，通过测量输入端和输出端的电压差来计算出测试对象的阻抗值，从而判断其绝缘性能。
阻抗测试的测试过程大致分为三步：
1. 确定测试电压。
测试电压的选择是根据测试对象的极性和安全考虑来决定的，通常是根据测试对象的类型决定的，例如电缆，电缆接头，绝缘体等。
2. 测量输入端和输出端的电压差。
先使用万用表测量输入端和输出端的电压差，然后以此为基础计算出测试对象的阻抗值。
3. 根据测试结果判断其绝缘性能。
一般来说，当阻抗值大于一定值时，表明测试对象的绝缘性能良好，反之则表明存在绝缘损坏或其他危险情况。
阻抗测试是一种有效的检测电气设备的电学参数和电气绝缘性能的方法，可以帮助用户确定电气设备是否符合安全标准，从而达到有效预防和控制电气安全事故的目的。
线缆阻抗测试方法
线缆阻抗测试方法
线缆阻抗测试主要有两种方法：
1. 电压电流法：又称为高阻计法，主要用于测量电线电缆的绝缘电阻。
对于具有金属保护套的电线电缆，测量导体对金属套或屏蔽层或铠装层之间的绝缘电阻；对于无金属护套的电线电缆，测量导体与水之间的绝缘电阻。
2. 时域反射计（TDR）技术：利用产生的沿传输线传播的时间阶跃电压，通过检测来自阻抗的反射，测量输入电压与反射电压比，从而计算不连续的阻抗。
请注意，不同测试方法有其特定应用场景和限制，请根据具体情况选择合适的测试方法。
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PCB的差分阻抗测试技术作者: 周英航上网日期: 2006年11月10日打印版订阅关键字：PCB电路板TDR真差分TDR特征阻抗Coupon为了提高传输速率和传输距离，计算机行业和通信行业越来越多的采用高速串行总线。
在芯片之间、板卡之间、背板和业务板之间实现高速互联。
这些高速串行总线的速率从以往USB2.0、LVDS以及FireWire1394的几百Mbps到今天的PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2 、XAUI/2XAUI、XFI的几个Gbps乃至10Gbps。
计算机以及通信行业的PCB客户对差分走线的阻抗控制要求越来越高。
这使PCB生产商以及高速PCB设计人员所面临的前所未有的挑战。
本文结合PCB行业公认的测试标准IPC-TM-650手册，重点讨论真差分TDR测试方法的原理以及特点。
IPC-TM-650手册以及PCB特征阻抗测试背景IPC-TM-650测试手册是一套非常全面的PCB行业测试规范，从PCB的机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等各方面给出了非常详尽的测试方法以及测试要求。
其中PCB板电气特性要求在第2.5节中描述，而其中的2.5.5.7a(IPC-TM-650官方网站下载链接/4.0_Knowledge/4.1_Standards/test/2-5-5-7a.pdf)则全面的介绍了PCB特征阻抗测试方法和对相应的测试仪器要求，重点包括单端走线和差分走线的阻抗测试。
TDR的基本原理及IPC-TM-650对TDR设备的基本要求1.TDR的基本原理图1是一个阶跃信号在传输线(如PCB的走线)上传输时的示意图。
而传输线是通过电介质与GND分隔的，就像无数个微小的电容的并联。
电信号到达某个位置时，就会令该位置上的电压产生变化，就像是给电容充电。
因此，传输线在此位置上是有对地的电流回路的，因此就有阻抗的存在。
但是该阻抗只有阶跃信号自身才能“感觉到”，这就是我们所说的特征阻抗。
当传输线上出现阻抗不连续的现象时，在阻抗变化的地方阶跃信号就会产生反射的现象，如果将反射信号进行取样并显示在示波器的屏幕上，就会得出如图2所示的波形，从波形中我们可以看出一条被测试的传输线在不同位置上的阻抗变化。
同时我们可以比较图2中的两个波形。
这是使用两台分辨率不同的TDR设备在测试同一条传输线时获得的测试结果。
对于传输线阻抗变化的反映一个明显而另一个不明显。
TDR设备感知传输线阻抗不连续的分辨率取决于TDR设备所发出的阶跃信号上升时间的快慢，上升时间快所获得的分辨率就高。
而TDR设备的上升时间往往和测试系统的带宽紧密相关，带宽高的测试系统有更快的上升时间。
从另外一个角度来考虑，TDR设备的系统带宽限制了TDR测试的分辨率。
在IPC-TM-650测试手册中对TDR设备的上升时间是按照系统上升时间(t sys)来定义的。
当我们要测量一台TDR设备的系统上升时间时，我们可以短路一台TDR设备的输出，此时可以测出该TDR设备的(t sys)(上升时间以及下降时间)。
例如图3的TDR设备的系统上升时间就高达28ps左右。
图1：阶跃信号在传输线中的传输情况图2：TDR测试反映传输线的阻抗信息图3图4：另一台TDR设备的上升/下降时间测量结果图4是另一台TDR设备的系统上升/下降时间的测试结果，系统的上升/下降时间在38ps～40ps之间。
可见不同的TDR设备在系统上升/下降时间上是有很大的区别的，由此带来的就是传输线阻抗测试分辨率的很大不同。
系统上升时间和分辨率的关系可以用下列的公式来描述：Resolution= (t sys*V)/2，V为电信号在被测试传输线上的传输速率。
为了方便测试者了解TDR测试的分辨率以及PCB板走线的最小测试长度，在IPC-TM-650测试手册的表4-1(图5)中给出了速查数据。
图5：IPC-TM-650测试手册给出的对照表IPC-TM-650手册对差分TDR设备的基本要求IPC-TM-650测试手册是一套非常全面的PCB行业测试规范，从PCB的机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等各方面给出了非常详尽的测试方法以及测试要求。
在以往的IPC-TM-650手册中，对PCB差分TDR测试的要求较为宽松。
手册中允许测试者根据TDR测试设备的情况使用两种不同的方法。
方法一：当测试者拥有差分TDR测试设备时，测试设备同时打出两个幅度相等、方向相反的阶跃脉冲，并通过这对差分信号的相互作用直接测出差分走线的阻抗。
方法二：当测试者没有差分TDR测试设备时，测试设备在差分走线(A线与B线)时，先在A线上打出阶跃信号，测试A阶跃信号在A线上的反射特性记作AA，同时测出A阶跃信号在B线上的感应信号，记录为BA。
随后，在B线上打出阶跃信号，测试B阶跃信号在B线上的反射特性记作BB，同时测出B阶跃信号在A线上的感应信号，记录为AB。
通过对获得的AA、AB、BB、BA四个数值进行计算可以得出差分走线的阻抗。
该方法又叫做“Super-Position”。
但是在目前最新版本(2004年3月版)的IPC-TM-650手册中，仅仅保留了方法一中的真差分TDR测试描述。
而不再有方法二的“伪差分”TDR测试方法的描述。
两种差分TDR测试方法的对比方法一：真差分测试法如图6所示：阶跃信号A和阶跃信号B是一对方向相反、幅度相等且同时发出的差分阶跃信号。
图6：在真差分TDR测试系统上看到的波形我们不但在差分TDR设备上看到差分的阶跃信号，而且当我们使用一台实时示波器来观测这对阶跃信号时可以证实这是真正的差分信号。
由于注入DUT(被测设备)中的TDR阶跃脉冲是差分信号，因此TDR设备可以直接测出差分走线的特征阻抗。
使用差分阶跃信号进行真差分TDR测试，给使用者带来的最大好处就是可以实现虚拟接地，如图7所示。
图7：虚拟地的原理由于差分走线和差分信号是平衡的，差分信号的中心电压点和地平面是等电势的，因此在使用差分阶跃信号进行差分TDR测试时，只要保证通道A和通道B共地，是不需要与DUT之间接地的。
方法二：“Super-Position”法(伪差分)如图8所示，阶跃信号A和阶跃信号B不是同时打出的，且方向不是相反的，因此注入到DUT中的阶跃信号完全不是差分信号。
图8：“Super-Position”法TDR测试原理在这种“伪差分TDR”设备自身的屏幕上，往往会经过人为的软件调整，令我们看到的阶跃信号同时发出且方向相反的。
但是如果我们用一台实时示波器来观测这两个阶跃脉冲，我们可以看到如图9所示的波形，我们可以看出两个阶跃脉冲之间的真实时序关系，存在着2us的时间差。
也就是说这两个阶跃信号不是差分信号。
图9：用实时示波器观察“Super-Position”法TDR系统波形这样的TDR阶跃脉冲称为伪差分信号，因为它并没有真正实现一个高速差分信号的传输过程，即幅度相等，方向相反。
因此这种方法不能直接测出DUT的差分阻抗，只能使用软件计算的方法对差分阻抗测试进行模拟计算。
在TDR设备上得到经过计算后得到的2个幅度相等，极性相反阶跃脉冲。
这种差分TDR测试带来的局限性是：差分信号之间同时的相互作用无法真实地获得；无法实现虚拟接地，在进行差分TDR测试时通道A和通道B的探头都必须有各自独立的接地点。
但是在PCB板内部的真实差分走线附近往往找不到接地点，导致无法在PCB板子内部对真实的差分走线进行测量。
为了解决“伪差分”TDR设备难以实现对PCB板内部真实走线进行差分TDR测量的问题，一般的PCB生产商都会在PCB板的周围做上带有接地点的差分走线测试条，称之为“Coupon”，图10就是一个典型的PCB板，上方是测试用的“Coupon”，下方是板子内部的真实走线。
为了方便探头连接，测试点的间距一般做的很大，高达100mil(即2.54mm)，已经大大超过了差分走线的间距。
同时还在测试点的旁边会放置接地点，间距同样是100mil。
图10：电路板上Coupon与真实走线的差别“Coupon”测试的局限性与差异从图10我们可以看到测试“coupon”和板内真实走线之间的差别：1、虽然走线间距、走线宽度是一致的，但是“coupon”测试点的间距固定为100mil(即最初的双列直插式IC的引脚间距)，而板内真实走线的末端(即芯片的引脚)间距是不同的，随着QFP、PLCC、BGA封装的出现，芯片的引脚间距都远小于双列直插式IC封装(即“coupon”测试点的间距)间距。
2、“coupon”走线是理想的直线，而板内真实走线往往是弯曲的、多样的。
PCB设计人员和生产人员很容易将“coupon”的走线理想化，但是PCB板上的真实走线则会因为各种各样的因素导致走线不规则化。
3、“coupon”和板内真实走线在整个PCB板上的位置不同。
“coupon”都位于PCB板边沿，在PCB板出厂时往往会被生产商去掉。
而板内真实走线的位置则是多样的，有的在靠近板子的边沿，有的位于板子的中央。
由于上述几个差异的存在，导致“coupon”的特征阻抗往往与板内真实走线阻抗存在如下的几个差异：第一，“coupon”测试点间距“coupon”走线的间距不同，会导致测试点与走线之间带来阻抗不连续。
而PCB板内的真实差分走线末端(即芯片的引脚)间距往往是与走线间距相等或者非常相近的。
由此会带来阻抗测试结果的不同。
第二，弯曲的走线与理想的走线所反映出来的阻抗变化是不一致的。
在走线弯曲转折的地方特征阻抗往往是不连续的，而“coupon”的理想化走线则不能反映由于走线弯曲所带来的阻抗不连续现象。
第三，“coupon”与真实的走线在PCB板上的位置不同。
目前的PCB板都采用多层走线的设计，在生产时需要经过压制。
当PCB板压制时，板子不同的位置所受到的压力不可能做到一致，这样制成的PCB板在不同的位置上介电常数往往不相同，特征阻抗也当然不同。
可见仅仅对PCB板的“coupon”进行TDR测试是不能完全反映PCB板内真实走线的真实特征阻抗的。
无论是PCB板的生产商还是高速电路设计者、制造者都希望能对PCB板内的真实高速差分走线直接进行TDR测试，获得最准确的特征阻抗信息。
阻碍真实测试的主要原因有以下两个：难以找到差分TDR探头的接地点，高速PCB 设计人员不会在设计高速差分走线时在走线的末端(即芯片引脚)附近放置固定间距的接地点；差分走线的末端(即芯片的引脚)间距是多变的，必需要一个间距可调的差分探头来实现探测真差分TDR测试的优势我们之前讨论差分TDR测试方法时，我们了解到如果TDR设备发出的阶跃信号是差分信号，就可以实现虚拟接地，即差分TDR探头无需与被测试的PCB板接地。
只要测试者手中有一个间距可调的差分TDR探头即可完成测试。