图3。Loffset提取的两种方法的提取电感偏移:
使用SMD电感器和单线电感器,来自[5](©IEEE 2022,使用经许可)。
电感测量结果
图 4 中的结果表明,考虑到寄生电感和低频校正,可以获得相当精确的电感测量值。校正后的值都在元件的容差范围内,而非校正值显示出相当大的偏差。图中的误差条代表元件 公差,较小的电感器公差为 0.1 nH 至 0.3 nH,较大的电 感器公差为 5%。由于测试频率较低,典型的偏差约为 10-20%,对于 1 nH 以下的电感器,这种偏差无法辨别,但对于 10 nH 及以上的电感器,这种偏差则变得清晰可见。对于 10 nH 以下的电感器,测试频率偏差的主要原因是偏差来自偏移电感 Loffset,而在电感值较高时,频率校正 因子则占主导地位。
图4。在1 Mhz测试频率下使用HP4284A的小型电感的测量结果,来自[5](©IEEE 2022,经许可使用)。
图 4 显示了使用 HP4284A 在 1 MHz 频率下测试的 01005、0201、0402、0603、0805 和 1008 尺寸电感器的测量结果。测量结果、标称电感值和使用公式 (1) 得出 的校正值如图所示。图中显示,对于小电感值,测量值与标称值偏差很大,超出元件公差范围100%以上。偏差程度随元件尺寸的变化而变化,这是预料之中的,因为测试夹具的几何形状,特别是探头之间的距离,是根据不同尺寸进行调整的。这种偏差是由于测试夹具的寄生电感造成的。
鸣谢
作者非常感谢加拿大安大略省多伦多Navair Technology的John Raposo先生的宝贵讨论
以及这项工作的技术援助。
参考
[1] “LCR-Reader-MPA,” Siborg Systems Inc. [Online]. Available: https://www.lcr-reader.com
[2] M. Szyper, “Inductance measurement,” in Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, J. G. Websterand H. Eren, Eds. Boca Raton, Florida, USA: CRC Press, Jan. 2017.
[3] “WE-MK SMT Multilayer Ceramic Inductor Datasheet,” Wurth Elektronik. [Online]. Available: https://www.we-online.com/ catalog/datasheet/7447860015G.pdf.
[4] F. W. Grover, Inductance Calculations. New York, New York, USA: Dover Publications, 2004.
[5] M. Obrecht, “Offset elimination technique for small inductance measurements using two-wire connection,” in Proc. IEEE AUTOTESTCON, Aug. 2022.
Michael S.Obrecht(M’98;obrecht@siborg.ca)是加拿大安大略省滑铁卢市Siborg Systems股份有限公司的研发总监。他之前是加拿大安大略省滑铁卢大学电气与计算机工程系的研究副教授。他目前的研究领域包括高精度电子测量器件,以及半导体器件和工艺的数值模拟。他分别于1975年和1983年获得俄罗斯新西伯利亚国立大学的理学硕士和博士学位。