CC BY
67новые цифровые измерители импеданса
с частотой сигнала до 10 МГц
Алексей ШигАнов
в силу зависимости модуля комплексного сопротивления от частоты существует необходимость определения параметров компонентов на различных частотах. При определении электрических параметров диапазон частот варьируется от десятков килогерц для массовых элементов и до десятков или даже сотен мегагерц в особых случаях. однако с увеличением частоты возрастают трудность измерения и схемотехническая реализация соответствующих ^О-измерителей. Это обусловлено тем, что на высоких частотах измерения проводятся в стандартизованных экранированных трактах, а не на точечных выводах элементов. Поэтому наличие в ^О-измерителях тестовых частот в диапазоне от 1 МГц переводит их уже на другой, более высокий уровень конструктивного исполнения и функциональности. В статье сделан обзор новой серии цифровых измерителей комплексного сопротивления, емкости и индуктивности LCR-78хххG компании GW 1^ек (Тайвань).
Компания GW Instek расширила линейку измерителей импеданса выпуском трех новых моделей: LCR-78101G, LCR-78105G, LCR-78110G с частотой тестового сигнала до 1, 5 и 10 МГц соответственно. Новинки являются итогом работы по модернизации ранее выпущенных RLC-измерителей 800-й серии, при этом обеспечено увеличение максимальной частоты тест-сигнала в 50 раз.
Измерители серии LCR-78хххG (рис. 1) предназначены для измерения комплексного сопротивления, емкости и индуктивности и других параметров компонентов (всего 12 типов/25 пар величин). Измерение проводится как на постоянном токе №&.), так и на переменном токе частотой от 20 Гц. Для формирования сетки рабочих частот применен цифровой синтез, при этом частота тест-сигнала может быть выбрана произвольным образом в виде необходимого значения. Измерители обеспечивают универсальность применения для широкого круга задач тестирования и высокую точность измерений характеристик электронных компонентов (базовая погрешность от ±0,1%). Основные технические характеристики измерителей приведены в таблице 1.
Новинки имеют широкие функциональные возможности по сбору, отображению, анализу и хранению информации, среди кото-
Рис. 1. Измеритель LCR-78101G
Таблица 1. Основные технические характеристики измерителей
Характеристики Параметры Значения
Сопротивление (R, Z, X) До 100 МОм с разрешением 0,1 мОм
Сопротивление на постоянном токе (Rdc) До 100 МОм с разрешением 0,01 мОм
Проводимость (G, Y, B) До 1000 См с разрешением 10 нСм
Измеряемые параметры Емкость (C) До 1 Ф с разрешением до 0,01 пФ
Индуктивность (L) До 100 кГн с разрешением до 0,1 нГн
Добротность (Q) 0,01-9999,9
Тангенс угла потерь (D) 0,00001-1000
Фазовый сдвиг (8) -180...180°
Базовая погрешность ±0,1% ^, г, X, G, Y, В, Ц С)
Частота тест-сигнала 20 Гц...1 МГц - LCR-78101G; 20 Гц...5 МГц - LCR-78105G; 20 Гц...10 МГц - LCR-78110G
Разрядность установленной частоты 5 разрядов
Погрешность установки ±0,005%
Тест-сигнал Уровень тест-сигнала <3 МГц: от 10 мВ до 2 В (шаг 10 мВ); >3 МГц: от 10 мВ до 1 В (шаг 10 мВ) От 100 мкА до 20 мА (в зависимости от частоты; режим стабилизации по току)
Погрешность уровня ±2%
Внутренний импеданс источника 100 Ом
Запуск измерений Автоматический, ручной
Функции Запись/считывание установленных параметров, измерения в мультишаговом режиме (таблица профилей)
Память Объем памяти 64 программы тестирования (8 параметров/30 шагов); редактирование программ (копирование шагов, задержка 0-1000 мс, запись/вызов)
Режим графической развертки Построение графика зависимости измеряемого параметра от переменной (режим ГКЧ)
Дополнительные Закон качания Линейный, логарифмический
функции Тип качания Однократный,периодический, прямой и обратный ход
Изменяемая переменная Частота, уровень тест-сигнала (напряжение)
Разрешение 320x240 (ЖКИ, графическая матрица)
Дисплей Режим индикации Абсолютное значение, Д-измерение, Д-измерение в %, усредненный (1-256)
Формат индикации Основной и вспомогательный параметр
Скорость измерения 150 мс/ 450 мс/ 600 мс (быстро/средне/медленно)
Условия эксплуатации 0.40 °С и относительная влажность до 85%
Общие данные Напряжение питания 115/230 В (±10%), 50/60 Гц
Габаритные размеры 330x170x340 мм
Масса 5 кг
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 ’2010
рых: выбор схемы замещения, ручной или автоматический выбор диапазона измерений, допусковый тест элементов (Pass/Fail) в трех режимах (абсолютное значение/Д-измерение,%), режим полярных координат (Z + фазовый сдвиг (8)/Y + фазовый сдвиг (8)), автоустановка вертикальной шкалы дисплея, маркерные измерения (Peak/Dip) и др.
Особенности режимов и измерительных функций серии LCR-78хххG:
• Широкий перечень параметров, измеряемых на переменном токе (11 параметров): комплексное сопротивление (Z), фазовый угол (f), индуктивность (L), емкость (C), активное сопротивление (Rac), добротность (Q), коэффициент диэлектрических потерь (D), полная проводимость (Y-admittance), активная проводимость (G-conductance), реактивная проводимость (B-susceptance), реактивное сопротивление (X-reactance).
• В базовой версии прибор производит измерения сопротивления постоянному току (Rdc).
• Функция постоянного контроля уровня тест-сигнала (monitoring Vm/Im) позволяет контролировать фактическое значение приложенного напряжения или силу тока, протекающего через тестируемое устройство.
• Выбор требуемой частоты тестового сигнала во всем рабочем диапазоне каждой модели.
• Интерфейс GPIB и RS-232 в штатной комплектации.
Все эти достоинства позволяют выполнять измерения широкой номенклатуры современных пассивных компонентов электрических схем. Основное меню прибора содержит 5 разделов: измерения на переменном токе (AC), измерения на постоянном токе (DC), функция программирования профилей тестирования, графический режим (ГКЧ), системные настройки. Выбор типа измерений: AC (C, L, X, B, Z, Y, Q, D, R, G, 8) или DC (Rdc) производится непосредственным вводом на панели при помощи функциональных клавиш F1-F5, курсорным джойстиком и кнопкой «Ввод». Требуемое значение уровня тест-сигнала выбирается с помощью цифровых клавиш в диапазоне напряжений:
• для режима DCV — 0,01-2 В;
• для режима AC — 0,01-2 В ср. кв. зн. (от 20 Гц до <3 МГц); 0,01-1 В ср. кв. зн. (3-10 МГц).
300.0п
250.On
t(F)
7^4
.(Hz)
MKR: 40.000 Hz Cs : 247.04nF
LEVEL: 10.0mV SPEED:FAST
ABORT
300.0П
250.0П
CAPACITANCE VS FREQUENCY ( ' FUNCTION
Marker position and Measurement data 60.0 80.0 100
MKR: 32.000 Hz LEVEL: 10.0mV
.(Hz)
Cs : 250.00nF
SPEED:FAST
RETURN
Рис. 2. Вид экрана в режиме «График» (качание по частоте)
В измерителях импеданса LCR-78хххG в отличие от конкурирующих аналогов имеется возможность установки частоты тест-сигнала не из ограниченного ряда значений, а любой требуемой частоты из всего рабочего диапазона (разрешение 5 разрядов). Кроме того, в меню «Выбор шага частоты» доступно увеличение или уменьшение дискретности перестройки при помощи функции «Точно/Грубо». При непосредственном вводе значений с использованием цифровой клавиатуры для тест-сигнала в диапазоне 20-99 Гц максимальное разрешение по частоте составляет 0,001 Гц, для значения 10 кГц — 1 Гц, для значения 10 МГц — 1 кГц.
В измерители LCR-78хххG встроена функция анализа, которая представляет собой режим графической визуализации на дисплее (рис. 2, 3) характеристик электронных компонентов во всем диапазоне частот или напряжений тест-сигнала. Возможны различные сочетания параметров качания, а также выбор между логарифмическим или линейным графическим представлением параметров анализируемого компонента.
Функция многоступенчатой настройки режима тестирования «Годен/Не годен» позволяет провести допусковые испытания в соответствии с требованиями пользователя. Измеряемые параметры и допуски в этом режиме устанавливаются отдельно для каждого шага формируемой испытательной программы. Внутренняя память измерителей импеданса позволяет программировать профили тестирования, которые представляют собой
Рис. 3. Вид экрана в режиме «График» (▼ — маркерные измерения)
последовательности разнотипных измерений. С помощью многошаговой функции можно конфигурировать и выполнять многошаговые измерения, а также запрограммировать и хранить в памяти прибора до 64 программ, состоящих из 30 шагов, по 8 параметрам каждая.
Из широкой номенклатуры измерительных принадлежностей и аксессуаров доступны для заказа различные тестовые площадки, пинцеты SMD и 4-проводные кабели подключения (табл. 2).
Измеритель снабжен большим высококонтрастным ЖК-дисплеем (6 разрядов, графическая матрица), имеет одноуровневую структуру основного меню без переходов в дополнительные разделы «ветвящееся дерево». Это делает прибор легким в освоении и простым в управлении, обеспечивает удобную визуализацию результатов и условий теста. Высокое разрешение и малая погрешность измерений помогают достовернее измерять характеристики электронных компонентов. Программирование измерителей, дистанционное управление и вывод полученных результатов измерений осуществляется с помощью интерфейсов RS-232, GPIB (КОП). Посредством данного интерфейса можно интегрировать автоматическую систему тестирования.
Новый высокотехнологичный продукт от компании GW Instek — измеритель импеданса LCR-78хххG — ориентирован для использования в качестве лабораторного средства измерений в сфере промышленного производства, для научных исследований, разработок и производства РЭА. ■
Таблица 2. Спецификации измерительных аксессуаров для серии LCR-78xxxG
Примечание. * Типоразмер SMD-компонентов (chip).
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 ’2010
www.kit-e.ru
