阻抗测量数据可帮助工程师设计需要特定电阻、电容和电感值才能实现最佳性能的电路和系统。为了最大限度地传输功率并减少射频（RF）设备中的反射，工程师必须使RF链中的每个组件的阻抗匹配。

什么是电阻抗？

工程师使用阻抗测量来表征电子电路、元件和材料。在射频应用中，工程师通常定义阻抗（Z），在矢量平面上以复数表示，作为设备或电路在给定频率下对交流电（AC）流的总阻抗。工程师根据所需的测试频率、阻抗参数和优选的显示参数选择特定的阻抗测量技术。

本应用说明展示了参考解决方案，其中包括目前可用的产品和已停产和/或过时的产品，以利用Keysight的阻抗测量专长满足特定应用要求。无论您从事何种应用或行业——从电路设计和信号完整性到制造或生物医学应用——Keysight均可提供zhuo越的性能和高可靠性，让您在进行阻抗测量时充满信心。

本文从阻抗测量的基础知识开始，首先定义了阻抗和阻抗参数、阻抗测量的基础知识以及无源元件的理论和自然行为——包括寄生和理想、实际和测量值。

阻抗矢量由实部（电阻，R）和虚部（反应性，X）组成。我们用矩形坐标形式R+jX或极坐标形式表示阻抗的幅值和相位角：|Z|_θ。在某些情况下，使用阻抗的反比证明在数学上是有利的。因此，1/Z=1/（R+ jX) =Y=G+jB，其中Y表示导入、G导和B受力。阻抗测量用欧姆（）为单位，而导纳测量用西门子（S）。阻抗被证明特别有用，用R和X的简单和来表示电阻和电抗的串联连接。导通率更好地表示并行连接。

反应性有两种形式:电感（XL）和电容（Xc）。根据定义，XL=2πfL和Xc=1/（2πfC），其中f表示感兴趣的频率，L表示电感和C电容。用角频率（ω：ω）替换2πf来表示XL=ωL和Xc=1/（ωC）。类似的对等关系也适用于接受和接纳。

根据这些定义，应用说明扩展了组件依赖因素（如测试、测试信号电平、直流偏置和温度）以及常见组件（如电容和电感）的等效电路模型。

如何测量阻抗？

在定义了术语和阻抗参数之间的关系之后，本文介绍了阻抗测量的基本原理。考虑到阻抗的复杂性质，要找到阻抗，我们至少需要测量两个值。许多现代阻抗测量仪器测量阻抗矢量的实部和虚部，然后将它们转换成所需的参数，如|Z|、θ、|Y|、R、X、G、B、C和L。

本文详细介绍了阻抗测量电路模式、测试仪器、三元件等效电路和复杂元件模型以及常用的测量方法，包括：

• 桥梁阻抗测量

• 共振阻抗测量

• I-V阻抗测量

• 射频I-V阻抗测量

• 网络分析测量

• 自动平衡桥阻抗测量

桥式阻抗测量方法在标准实验室中很常见，它以较低的成本提供较高的精度。然而，桥式阻抵抗测量需要手动平衡，并且只提供较窄的频率覆盖范围，只能使用单台仪器。

谐振阻抗测量在高Q值时具有良好的Q值精度，但需要调谐才能实现谐振，而谐振阻值测量方法也存在阻抗测量精度低的问题。

I-V阻抗测量可实现对接地器件的测量并兼容探针式测试需求。因此，使用接地器件中的开发人员更喜欢这种方法。然而，使用I-V阻值测量方法时，探针变压器限制了工作频率范围。

射频I-V、网络分析和自动平衡桥阻抗测量方法最shi合从事射频元件表征的工程师。射频I-V阻抗测量在高频下具有高精度和宽阻抗范围（m至M）。不过，与I-V阻抗测量方法一样，测试头中使用的变压器限制了工作频率范围。

网络分析阻抗测量方法涵盖了从低频（LF）到射频的频率范围，并且在未知阻抗出现在特征阻抗附近时具有良好的精度。不幸的是，网络分析仪在改变测量频率后需要重新校准，并且只允许狭窄的阻抗测量范围。

自动平衡电桥阻抗测量提供从低频到高频（HF）的广泛频率覆盖范围，同时在宽阻抗测量范围（m到100M的量级）上保持极其高的精度。它们还能够像I-V方法一样进行接地器件测量，但缺乏对高频范围测试的支持。

用什么仪器测量阻抗？

本文进一步探讨了射频 I-V 阻抗测量、网络分析和自动平衡电桥阻抗测量背后的理论，特别是考虑到它们与 Keysight 各种解决方案的相关性，包括电容计、LCR 计、阻抗分析仪和网络分析仪。

LCR计和阻抗分析仪主要在显示特性上有所不同。LCR计显示数字数据，而阻抗分析仪器显示数字或图形格式的数据。另外，标准的VNA提供从测量的S参数数据计算阻抗的功能，尽管Keysight ENA系列网络分析仪支持在单一平台上进行阻抗和网络分析的各种应用。

我们对阻抗测量解决方案的讨论包括:电阻图、实用仪器的运行原理、关键测量功能、固定和布线以及测量误差补偿。

阻抗测量的系统配置是什么？

通常，用于阻抗测量的系统使用以下组件:

1. 阻抗测量仪

2. 电缆和适配器接口

3. 试验夹具

最后，本应用说明最后提出了各种应用中阻抗测量增强的建议，包括:

• 电容器

• 电感器

• 变压器

• 二极管

• MOSFETs

• 电池

阅读本手册，以找到满足阻抗测量需求的最佳测量方法和仪器。