스윕 주파수, 테스트 신호 레벨, DC 바이어스를 이용한 복잡한 임피던스의 정밀 측정

목표

레지스터, 커패시터, 인덕터와 같은 실제 환경의 패시브 컴포넌트의 임피던스는 기술과 컴포넌트의 크기에 따라 언제나 최적값과 차이가 발생합니다. 리드의 인덕턴스 및 저항과 코일 권선 간 커패시턴스 같은 기생 소자들은 컴포넌트의 속성에 큰 영향을 미칩니다. 기생 소자의 임피던스는 주파수에 따라 크게 달라집니다. 이러한 임피던스는 전자 회로를 설계하는 단계에서 고려해야 합니다.

패시브 컴포넌트의 등가 회로

패시브 컴포넌트의 속성은 적용된 AC 전류 또는 전압 신호의 진폭 및 중복 DC 바이어스에 따라 어느 정도 달라질 수 있습니다. 다음 문단에서 두 가지 예에 대해 논의합니다.

코일 종속성

인덕터 및 변압기에 사용된 코어 소재는 언제나 비선형 동작을 나타냅니다. 작은 자기장에서는 보자력(coercivity)이 히스테리시스 손실을 일으킵니다. 강한 자기장에서는 자속이 포화 상태에 가까워집니다. 인덕터의 손실은 신호 진폭과 중복 DC 전류가 증가함에 따라 커집니다.

커패시턴스 종속성

세라믹 커패시터에서 유전율이 높은 유전체 소재의 유전율은 적용된 자계강도에 따라 크게 변동할 수 있습니다. 그러므로 이러한 소재로 제작된 커패시터의 커패시턴스은 적용된 DC 바이어스 전압에 따라 변동합니다.

로데슈바르즈 솔루션

R&S®LCX LCR Meter는 4 Hz부터 300 kHz(최대 10 MHz)의 주파수 대역에서 패시브 컴포넌트의 복소 임피던스를 정밀 측정합니다. R&S®LCX-K106 Advanced Analysis 기능 옵션의 동적 임피던스 측정 기능은 스윕 테스트 신호 주파수, 레벨 또는 바이어스를 이용한 측정을 실행합니다. 또한, 결과를 로그 파일로 수집합니다. 기본 탑재된 ChartView는 측정 결과가 스윕 파라미터에 따라 어떻게 달라지는가를 나타내는 종속성을 간단한 정량적 개요 화면으로 보여줍니다.

로데슈바르즈 웹사이트에서 무료로 다운로드할 수 있는 R&S®LCX Sweep Tool에는 다양한 구성 및 시각화 기능이 포함되어 있습니다. 이 애플리케이션 프로그램은 주파수 스윕, 테스트 신호 레벨 또는 DC 바이어스로 R&S®LCX를 원격 제어합니다. 다이어그램에 스윕 파라미터 대비 복소 임피던스 및 어드미턴스, 인덕턴스, 커패시턴스, 품질 및 손실률, 저항 및 리액턴스가 그려집니다. 또한, Nyquist 다이어그램의 복소 평면에 임피던스 및 어드미턴스가 그려집니다.

요약

R&S®LCX LCR Meter는 패시브 컴포넌트의 복소 임피던스, 저항, 인덕턴스 및 커패시턴스뿐만 아니라 주파수, 신호 레벨, DC 바이어스에 따라 어떻게 변동하는가를 나타내는 종속성까지 정밀 측정하는 최적의 솔루션입니다. R&S®LCX Sweep Tool(애플리케이션 노트 1GP132)은 편리한 구성과 차트 작성으로 더욱 뛰어난 가성비를 제공합니다. 이보다 더 전문적인 애플리케이션을 사용하시는 경우, R&S®LCX LCR Meter를 완벽히 보완하는 Zurich Instruments MFIA Impedance Analyzer사용을 권장합니다.