阻抗分析仪的工作原理主要基于电学中的欧姆定律和相敏检测技术,具体如下:
信号产生
仪器内部的信号发生器会产生一个或多个频率的测试信号,通常为正弦波信号,这些信号的频率范围可从直流到射频甚至微波频段,且可以提供不同的电压振幅,其作为激励信号通过测试夹具施加到被测对象上。
信号测量
在信号施加到被测对象后,仪器同时测量被测对象两端的电压和流过的电流,以及它们之间的相位差。这一过程中,相敏检测技术起到了关键作用,它能够测量电压和电流之间的相位差,从而得到阻抗的虚部,同时还能测试过程中的噪声干扰,提高测量的精度和稳定性。
数据处理与结果显示
测量得到的电压、电流及相位差等数据会被传送到信号处理单元进行处理。根据欧姆定律,阻抗等于电压与电流的比值,即,结合测量得到的相位差,可计算出被测对象的复数阻抗,包括阻抗幅值、实部、虚部以及相位角等参数。处理后的结果会以数字或图形化的形式在显示器上呈现出来,以便用户进行分析和判断。
在实际测量过程中,阻抗分析仪通常会自动或手动改变施加信号的频率,并在每个频率点上测量阻抗值,从而得到一个频率依赖的阻抗曲线,有助于分析被测对象的特性。