在(zai)配(pei)電(dian)網(wang)中(zhong)會(hui)大(da)量(liang)使(shi)用(yong)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)，其(qi)阻(zu)抗(kang)特(te)性(xing)一(yi)般(ban)需(xu)要(yao)在(zai)比(bi)較(jiao)寬(kuan)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei)測(ce)量(liang)。在(zai)測(ce)量(liang)參(can)數(shu)和(he)儀(yi)器(qi)都(dou)準(zhun)備(bei)好(hao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，還(hai)需(xu)要(yao)合(he)適(shi)的(de)夾(jia)具(ju)將(jiang)電(dian)容(rong)連(lian)接(jie)到(dao)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)上(shang)。本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)一(yi)種(zhong)簡(jian)單(dan)的(de)吸(xi)錫(xi)線(xian)夾(jia)具(ju)來(lai)達(da)到(dao)測(ce)量(liang)的(de)目(mu)的(de)。雖(sui)然(ran)它(ta)具(ju)有(you)誤(wu)差(cha)大(da)
、連接不確定和連接阻抗不穩定等缺點，但對於頻率在10MHz以下和阻抗隻有幾個mΩ的情況

，這種簡單的夾具足夠應付了。

 

旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)阻(zu)抗(kang)可(ke)以(yi)在(zai)相(xiang)當(dang)寬(kuan)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei)測(ce)量(liang)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)由(you)此(ci)了(le)解(jie)該(gai)部(bu)件(jian)的(de)小(xiao)信(xin)號(hao)等(deng)效(xiao)行(xing)為(wei)。通(tong)過(guo)對(dui)複(fu)阻(zu)抗(kang)進(jin)行(xing)後(hou)處(chu)理(li)，可(ke)以(yi)得(de)到(dao)作(zuo)為(wei)頻(pin)率(lv)函(han)數(shu)的(de)電(dian)容(rong)、有效串聯電感（ESL）和有效串聯電阻（ESR）。如果需要，也可以將DC和ACpianzhidianyaxiangguancanshuhewendutianjiadaoshurucanshuzuzhong。zhexiezaizaoqichubandeshukanzhongdouyouxiangximiaoshu。yongyutongyangmudedeyiqiheceliangshezhiyezaoyiqueding。weileceliangjuyougaodianronghediESR的旁路電容的阻抗，在雙端口並聯連接中要選擇合適的矢量網絡分析儀（VNA）。

 

一旦準備好測量儀器
，接下來的挑戰就是如何將電容器連接到儀器上。對於快速和簡單的測量
，自製的夾具就足以應對啦。

 

吸錫線夾具

 

這(zhe)個(ge)夾(jia)具(ju)雖(sui)然(ran)簡(jian)單(dan)又(you)原(yuan)始(shi)

，但(dan)在(zai)低(di)頻(pin)率(lv)下(xia)工(gong)作(zuo)得(de)非(fei)常(chang)好(hao)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)用(yong)兩(liang)根(gen)又(you)薄(bo)又(you)軟(ruan)的(de)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)線(xian)，一(yi)端(duan)帶(dai)有(you)連(lian)接(jie)器(qi)，另(ling)一(yi)端(duan)帶(dai)有(you)麻(ma)花(hua)辮(bian)。使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)RG-178 SMA電纜跳線並在中間切斷，可以得到兩根相同長度的電纜。低頻時，連接器類型無關緊要，而SMA連lian接jie器qi相xiang對dui較jiao小xiao
，成cheng本ben低di且qie容rong易yi從cong市shi麵mian上shang買mai到dao。切qie割ge後hou，電dian纜lan線xian長chang度du要yao足zu夠gou長chang，以yi便bian連lian接jie網wang絡luo分fen析xi儀yi和he我wo們men的de夾jia具ju，並bing放fang置zhi在zai前qian麵mian的de工gong作zuo台tai上shang（如果可以的話

，我們應該選擇盡量短的電纜，隻要可以連接就行了） 。

 

剝開開口端的塑料護套，解開約1/4英寸線辮

，並用辮子的方法連接起來。接下來，切割兩個1英ying寸cun的de吸xi錫xi線xian，在zai熱re縮suo短duan管guan上shang滑hua動dong，以yi串chuan聯lian方fang式shi焊han接jie兩liang根gen同tong軸zhou電dian纜lan，將jiang熱re縮suo管guan滑hua動dong到dao位wei，最zui後hou用yong熱re風feng槍qiang吹chui熱re縮suo管guan使shi之zhi收shou縮suo。這zhe樣yang我wo們men就jiu製zhi作zuo好hao了le一yi個ge靈ling活huo的de夾jia具ju，如ru圖tu1所示。我們需要標記清楚
，哪個是連接中心線的，哪個是連接同軸電纜線辮的。我們可以使用彩色熱縮管，也可以像圖1那樣，用較長的熱縮管標識同軸電纜的返回（線辮側）。

 

圖1：夾具的吸錫線（上圖）和D號電容器（下圖）。

 

電容器可以放置在兩個裸露的吸錫線導體之間，構成一個雙端口分路測量方案。在圖1的下麵，夾具中是一個D號（7.3×4.3 mm）電容器。這種夾具最適合利用安裝壓力產生連接（pressure-mount connection）
，不bu適shi用yong於yu焊han接jie。其qi好hao處chu是shi

，通tong過guo壓ya力li產chan生sheng接jie觸chu
，可ke以yi避bi免mian組zu件jian產chan生sheng熱re應ying力li，還hai可ke以yi快kuai速su更geng換huan測ce量liang器qi件jian。壓ya力li安an裝zhuang連lian接jie可ke以yi通tong過guo裝zhuang有you彈dan簧huang的de塑su料liao或huo木mu夾jia來lai實shi現xian，甚shen至zhi可ke以yi用yong手shou指zhi擠ji壓ya夾jia具ju使shi測ce量liang器qi件jian就jiu位wei。如ru果guo擔dan心xin身shen體ti阻zu抗kang會hui引yin起qi誤wu差cha，可ke以yi在zai沒mei有you放fang置zhi電dian容rong器qi時shi用yong手shou指zhi抓zhua住zhu吸xi錫xi線xian電dian極ji，然ran後hou讀du取qu阻zu抗kang值zhi。隻zhi要yao讀du數shu遠yuan高gao於yu電dian容rong器qi的de阻zu抗kang，就jiu可ke以yi忽hu略lve這zhe個ge誤wu差cha。

 

如果我們使用短電纜並將頻率限製在10MHz以下，通過VNA進行簡單的響應直通校準（response-through calibration）就足夠了。請注意
，校準和測量是在不改變/斷開電纜的情況下完成的，這可以提高測量的一致性。

 

我們還應該進行額外的參考測量，必須在沒有被測設備（DUT）的情況下（斷開）測量夾具，然後再測量有DUT的情況。圖2顯示了這些參考案例的阻抗讀數。我們所用的短路裝置如圖3所示。額外的電容器被拿走，零件底部的接線端子用一條吸錫線短路。

 

圖2：開路和短路情況下的阻抗大小。

 

zhuyi，duanlucankaoqijiandezukangbuwanquanweiling
，tajuyouyouxiandedianzuhediangan。weileceliangzhenzhengdedizukang
，womenxuyaoduiduanluqijianjinxingbiaozheng
，bingjinxinggengfuzadexiaozhun。

 

圖3：D號短路參考器件。

 

在這個非常原始的夾具中，兩個VNA端口之間通過線辮直接連接，形成了一條“隱蔽路徑”。結果，對於短路讀數（以及其它所有讀數），我們得到的是如下參數的混合：

 

a）DUT的實際阻抗

；

b）一些接觸電阻；

c）由這條“隱蔽路徑”產生的殘餘誤差。

 

開路讀數和短路讀數為我們提供了一個阻抗範圍，在這個範圍內我們可以信任隻做了響應直通校準的夾具所測得的數據：DUT阻抗至少應是上限值的3~5倍（最好是10倍或以上）。在低頻時，對應於開路和短路的跡線阻抗分別為20kΩ和2mΩ。短路阻抗跡線的上升尾部是由它的電感造成的。還要注意儀器噪聲設置的測量下限低於0.1mΩ。

 

圖4顯示了使用該夾具測量的10個DUT的阻抗大小。這些數據是通過用手將吸錫線按壓在電容器端子上收集得來的。

 

圖4：10個被測電容器的阻抗大小。

 

頻率讀數接近1kHz，表明所測量的470μF電容具有嚴格的容差。當頻率超過10 kHz
，曲線開始分散，在1 MHz的串聯諧振頻率附近發散度達到最大。對於大容量電容器，數據表僅保證ESR的最大值（不是典型值或最小值），我們在這裏看到的發散是典型的。

 

當然，對於這種簡單的夾具，我們還需要考慮接觸電阻的擴展和一致性。在串聯諧振頻率之上，擴展會繼續。從 1MHz到10MHzdeshangshengbiaoshidianganxiaoying。dianganyudianliulujingdexingzhuangyouguan。youyuzhexiedianrongqidedaxiaohexingzhuangfeichangyizhi，diangankuozhandekenengyuanyinyexushiwomenjiangjiajuanyadaoDUT時，吸錫線連接線圈的尺寸變了。

 

womenzongshikeyizhongxinceliangyichangdeqijian。zheyangwomenjiuzhidaoshujushifouxuyaogengxin，huoyixiebujianshifouyichang。jizhuxuyaodingqiqingjiexixixianbiaomianyiquchuwuzi，tongshihaibixuquebaoyuanjianduanziganjing。

 

總之，這種簡單的夾具可能確實有一些缺點：“隱蔽路徑”會引起誤差
，吸錫線軟連接使電纜之間的連接更加不穩定


，而且接觸電阻可能變化。但是
，對於頻率低於10 MHz
、阻抗高於幾mΩ的測量，這種夾具結構簡單、連接簡便
、校準容易，它所帶來的好處遠遠超過其缺點。

 

-Istvan Novak是Oracle的高級首席工程師，在高速數字
、RF和模擬電路以及係統設計領域擁有超過30年的經驗。他是IEEE的資深會員，著有兩本有關電源完整性的書。他也講授信號和電源完整性課程
，並維護一個SI / PI網站。

 

電子技術設計。

 

 

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