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在测量高频叠层电感时,哪种方法更准确?

来源:
2025-06-09
类别:基础知识
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文章创建人 拍明芯城

在测量高频叠层电感时,网络分析仪测量法通常比LCR测试法更准确,以下从原理、测量参数、频率范围、环境抗干扰性等方面进行详细分析:

原理层面

  • LCR测试法:基于简单的交流阻抗测量原理,通过向电感施加特定频率和幅度的交流信号,测量电感两端的电压和电流,利用欧姆定律计算感量。这种原理相对基础,对电感高频特性的考量不够全面,在高频环境下,电感的寄生参数(如寄生电容、寄生电阻)和分布效应会显著影响测量结果,而LCR测试法难以精确分离和量化这些影响。

  • 网络分析仪测量法:基于散射参数(S参数)测量原理,通过测量入射波和反射波的幅度和相位关系,能够全面分析电感在不同频率下的传输和反射特性。它可以精确捕捉电感在高频下的复杂行为,包括谐振、耦合和损耗等,从而更准确地计算感量。

测量参数层面

  • LCR测试法:主要测量电感的感量(L)、品质因数(Q)和等效串联电阻(ESR),但这些参数通常是在单一频率点或有限频率范围内测量的,无法提供电感在整个高频频段内的详细特性。

  • 网络分析仪测量法:不仅可以测量感量、Q值和ESR,还能测量电感的阻抗(Z)、相位(θ)、回波损耗(Return Loss)和插入损耗(Insertion Loss)等参数,并且能够绘制出这些参数随频率变化的曲线。通过分析这些曲线,可以更全面地了解电感的高频性能,发现潜在的问题,如谐振点、寄生效应等。

频率范围层面

  • LCR测试法:普通LCR测试仪的频率范围通常在几十Hz到几MHz之间,高端型号可以扩展到几百MHz,但对于GHz级别的高频测量,其精度和稳定性会显著下降。高频叠层电感的工作频率往往在GHz范围,LCR测试仪难以满足其测量需求。

  • 网络分析仪测量法:频率范围非常宽,从几Hz到几十GHz甚至更高,能够覆盖高频叠层电感的整个工作频率范围。这使得网络分析仪可以准确测量电感在不同频率下的感量变化,为高频电路设计提供可靠的数据支持。

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环境抗干扰性层面

  • LCR测试法:对测量环境的要求较高,容易受到外界电磁干扰的影响。在高频测量中,微小的干扰信号都可能导致测量结果的偏差。此外,LCR测试仪的测试夹具和连接线也会引入寄生参数,影响测量的准确性。

  • 网络分析仪测量法:具有更好的抗干扰能力,通常配备了屏蔽良好的测试端口和先进的信号处理技术,能够有效抑制外界干扰。同时,网络分析仪可以使用高精度的校准件对测试系统进行校准,消除测试夹具和连接线引入的误差,提高测量的准确性。

实际应用案例对比

  • 案例一:Wi-Fi模块电感测量

    • 需求:测量工作在2.4GHz频段的Wi-Fi模块中高频叠层电感的感量。

    • LCR测试法结果:使用高端LCR测试仪在2.4GHz频率下测量,感量测量值波动较大,且无法准确反映电感在该频段内的谐振特性。

    • 网络分析仪测量法结果:通过网络分析仪测量,得到电感在2.4GHz附近的S参数曲线,准确计算出感量值,并发现电感在2.45GHz处存在一个轻微的谐振点,为电路设计提供了重要参考。

  • 案例二:5G通信基站电感测量

    • 需求:测量5G通信基站中高频叠层电感在3.5GHz频段的感量,要求测量精度高。

    • LCR测试法结果:普通LCR测试仪无法在3.5GHz频率下准确测量,高端LCR测试仪测量结果存在一定误差,且无法提供电感在该频段内的详细特性。

    • 网络分析仪测量法结果:网络分析仪在3.5GHz频率下精确测量出电感的感量、Q值和阻抗等参数,并绘制出参数随频率变化的曲线,为5G通信基站的设计和优化提供了可靠依据。


责任编辑:Pan

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标签: 叠层电感

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