如何分析谐振频率?
组件特性是在特定条件下(商规、车规、军规)组件的性能,所以测量条件须大于或等于实际应用的条件,电感与电容在不同频率下的电抗特性不同,虽然同批料组件的生产过程一致性较高,但是寄生组件的值还是有些许差异,同时也须确认组件是否工作在谐振频率之后(因为电抗特性转变),此时传统的LCR Meter仅针对单点频率测量便无法满足需求,而过去可以通过频率扫描的测量又仅在昂贵的阻抗分析仪才具备此功能。
目前的LCR Meter已进化为具备阻抗分析仪的扫频与寄生组件评估的能力,如图F,是一个电容组件使用固纬 LCR-8200A测量的扫频结果,扫描频率范围是 1MHz 到 27.5MHz,扫描完成的结果显示频率范围区间内所对应的阻抗值Impedance Z 与相位变化,横轴是施加的频率要注意这边通常都是采用对数尺度 (log scale),纵轴是组件对应出的阻抗与相位;黄色线条是对数尺度的阻抗值变化,而绿色线条是线性尺度相位变化;从阻抗值变化的反转处,可看出此组件的谐振频率约为18MHz,也就是在 18MHz 之前的频率,都还维持电容的组件特性,在18MHz 之后,就会转为电感特性 (转为寄生电感主宰)。
如果想要更进一步分析,就可以使用等效电路模型分析功能(Equivalent Circuit Analysis)。等效电路模型分析功能,就是呼叫出理论值推导的模型,通过曲线逼近(Curve Fitting)的方式比对,当测量值逼近理论值时便可得知寄生组件的值。
如图G,可以先呼叫出接近的等效模型D (L1 C1 R1 互相串联),就会出现理论推导的模型曲线,接下来可以慢慢调整等效模型的参数 L1 C1 R1去逼近实际测量值,当理论曲线最逼近真实结果曲线时,就可以说此时的L1 R1 最接近寄生组件的数值;这样已经是与阻抗分析仪的功能相近。
固纬的LCR-8200A系列,提供了最高达50MHz 的扫描频率,并提供七种等效模型协助分析寄生组件。感兴趣的话可通过固纬电子官网等渠道了解更多产品详情!