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数字电桥
日期：2024-12-19 16:05
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摘要：
原理：
数字电桥的测量对象为阻抗元件的参数，包括交流电阻R、电感L及其品质因数Q，电容C及其损耗因数D。因此，又常称数字电桥为数字式LCR测量仪。其测量用频率自工频到约100千赫。基本测量误差为0.02％，一般均在0.1％左右。
数字电桥原理如图所示。图中Zx为被测阻抗，Rs为标准电阻器。切换开关K可分别测出两者的电压Ux与Us，于是有下式：
此式为一相量关系式。如使用相敏检波器(PSD)分别测出Ux和Us对应于某一参考相量的同相量分量和正交分量，然后经模数转换(A/D)器将其转化为数字量，再由计算机进行复数运算，即可得到组成被测阻抗Zx的电阻值与电抗值。
从图中的线路及工作原理可见，数字电桥只是继承了电桥传统的称呼。实际上它已失去传统经典交流电桥的组成形式，而是在更高的水平上回到以欧姆定律为基础的测量阻抗的电流表、电压表的线路和原理中。
数字电桥可用于计量测试部门对阻抗量具的检定与传递，以及在一般部门中对阻抗元件的常规测量。很多数字电桥带有标准接口，可根据被测值的准确度对被测元件进行自动分档；也可直接连接到自动测试系统，用于元件生产线上对产品自动检验，以实现生产过程的质量控制。80年代中期，通用的误差低于0.1％的数字电桥有几十种。数字电桥正向着更高准确度、更多功能、高速、集成化以及智能化程度方面发展。
编辑本段性能特点：
阻抗测量范围*宽的自动平衡电桥技术
四端对端口配置有效消除测试线电磁耦合
基本准确度0.05%(TH2828)、0.1%(TH2828A)
*高达1 MHz的测量频率范围
交流测试信号可编程至20V(选件)
*高达30次/秒的测量速度
六位读数分辨率
可测量22种阻抗参数组合
30 Ω, 100 Ω可选信号源输出阻抗
10点列表扫描测试功能
内部可编程直流偏置± 40 V/100 mA(选件)
外置偏流源至40 A(配置两台TH1775)
电压或电流的自动电平调整(ALC)功能
V、I测试信号电平监视功能
20组内部仪器设定可供储存/读取
内建比较器,10档分选及计数功能
RS232C, GPIB和HANDLER接口
2 m/4 m测试电缆扩展(选件, 仅TH2828)
USB接口供数据外存（仅TH2828)
320×240点阵大型图形LCD显示
中英文可选操作界面 广泛的测量：
无源元件：电容器、电感器、磁芯、电阻器、变压器、芯片组件和网络元件等的阻抗参数测量。
半导体元件：电容器、电感器、磁芯、电阻器、变压器、芯片组件和网络元件等的阻抗参数测量。
其它元件：印制电路板、继电器、开关、电缆、电池等的阻抗评估。
介质材料：塑料、陶瓷和其它材料的介电常数的损耗角评估。
磁性材料：铁氧体、非晶体和其它磁性材料的导磁率和损耗角评估。
半导体材料：半导体材料的介电常数,导电率和C-V特性。
液晶材料：液晶单元的介电子常数、弹性常数等C-V特性。
多种元件、材料特性测量能力
揭示电感器件的多种特性 ：
TH2828/A**的性能和20Hz-1 MHz的测试频宽可以**地分析磁性材料、电感器件的性能。
使用TH10301选件的100mA DC的偏置电流可以**测量高频电感器件、通讯变压器，滤波器的小电流叠加性能。使用TH1775电流叠加装置， 可使偏置电流达40A以**分析高功率、大电流电感器件。
**的陶瓷电容测量：
1kHz和1MHz是陶瓷材料和电容器的主要测试频率。陶瓷电容器具有低损耗值的特征，同时其容量、损耗施加之交流信号会产生明显的变化。
仪器具有宽频测试能力并可提供良好的准确度，六位分辨率和自动电平控制（ALC）功能等，中以满足陶瓷材料和电容器可靠、准确的测试需要。
液晶单元的电容特性测量：
电容－电压（C－Vac)特性是评价液晶材料性能的主要方法，常规仪器测量液晶单元的C－Vac特性遇到一个问题是*大测试电压不够。
使用TH10301选件可提供分辨率为1%及*高达20Vms的可编程测试信号电平，使它能在*佳条件下进行液晶材料的电容特性测量。
半导体材料和元件的测量 ：
进行MOS型半导体制造工艺评价时，需要氧化层电容和衬底杂质密度这些参数，这些可从C－Vdc特性的测量结果推导出来。
20HZ－1 MHz的测量频宽及高达40VDC的可编程偏置电压方可方便地完成C-VDC特性的测量。
为了测试晶圆上的半导体器件，需要延伸电缆和探头，仪器的2m/4m延伸电缆选件可将电缆延伸的误差降至*小。
各种二极管、三机管、MOS管的分布电窜也是本仪器的测试内容。
