AgilentA阻抗分析仪使用手册
Agilent 4294A阻抗分析仪
使用手册
华中科技大学激光技术国家重点实验室
2002年1月
目录
一、介绍
Agilent 4294A精密阻抗分析仪可以对各种电子器件（元件和电路）以及电子材料和非电子材料的精确阻抗测量提供广泛的支持。它是对电子元件进行设计、签定、质量控制和生产测试的强有力工具。它所提供的性能和功能对于电路设计开发人员将获益匪浅。此外，Agilent 4294A的优良测量性能和功能为电路的设计和开发以及材料（电子材料和非电子材料）的研究和开发提供强有力的工具。它具有：
·在宽阻抗范围的宽频率范围内进行精确测量
·强大的阻抗分析功能
·便于使用并能用多种方式与PC机配套
电子器件：
无源元件：二端元件如电容器、电感器、铁氧体珠、电阻器、变压器、晶体/陶瓷谐振器、多芯片组件或阵列/网络元件的阻抗测量。
半导体元件：变容二极管的C－V（电流－电压）特性分析；二极管、晶体管或集成电路(IC)封装终端/引线的寄生分析；放大器的输入/输出阻抗测量。
其它元件：印制电路板、继电器、开关、电缆、电池等的阻抗评估。材料：
介质材料：塑料、陶瓷、印制电路板和其它介质材料和损耗切角评估。
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熟、导电率和C－V特性。
二、基本原理：
Agilent 4294A 阻抗分析仪所采用的是自动平衡电桥技术。如图所示：可以将平衡电桥看作一个放大器电路，基于欧姆定律V=I*R 进行测量。被测器件(DUT)通过一个交流源激励，它的电压就是在高端H 监测到的电压。低端L 为虚拟地，电压为0V 。通过电阻器R 2的电流I 2跟通过被测器件(DUT)的电流I 相等。因此，输出电压和通过被测器件(DUT)的电流成正比，电压和电流自动平衡，这也就是它的名字的由来。
222R I V = 2
2121V R V I V Z == 在实际应用中，为了覆盖更加大的频率范围，通常用一个null-detector 和modulator 来代替电路中的放大器。当然，这只是一个基本的测量原理电路，为了得到精确的结果，还有许多的附加电路。
三、Agilent 4294A 的主要技术指标: 参数
指标 工作频率
40Hz-110MHz ，1mHz 分辨率 基本阻抗精度
±％ Q 精度
在Q=100,f ≤10MHz 时为±3%(典型值) 阻抗范围
3m Ω-500M Ω(*1) 测量时间
在f ≥500kHz ，BW （每字位数）=1（快速）时为3ms/测量点 每次扫描的总2－801个点
（*1）30%的典型精度范围：3mΩ(100Hz－110MHz)，500MΩ(100Hz－200kHz) 四、前/后面板、硬/软键介绍
前面板示意图：（见仪器）
后面板示意图：（见仪器）
在阻抗分析仪的前面板上提供了分组的硬键和一个液晶显示屏，在显示屏的右侧是一些软菜单，可以通过位于旁边的8个按键（软键）来选择菜单中的内容。
46个按键位于前面板的右上方，根据它们的功能不同被分别放在六个区中。每一个按键都有一个文字标记来说明它的功能。下面将分组介绍硬键的具体功能：
1、激活通道区
【A】激活通道A，然后你就可以在通道A中设置参量以及进行
分析工作
【B】激活通道A，然后你就可以在通道A中设置参量以及进行分析工作
2、测量区
【Meas】激活一个软键菜单，在其中你可以选择测量的参数【Format】激活一个软键菜单，在其中你可以选择数据显示的格
式（曲线轴格式），并设置相位显示单位【Display】激活一个软键菜单，在其中你可以配置一般的显示参
量（不包括显示格式和比例设置）并且可以进行等效
电路分析
【Scale Ref】激活一个软键菜单，配置曲线的显示比例
【Bw/Avg】激活一个软键菜单，配置带宽和平均设置
【Cal】仪器校准
3、激励区
【Sweep】测试信号的扫描设定
【Source】设置频率(CW频率)，测试信号电平，和直流偏置。
当你设定一个扫描参数时，你可以用【Start】，
【Stop】，【Center】，【Span】来设定扫描范围【Trigger】设置触发系统
【Start】指定扫描范围的开始值
【Stop】指定扫描范围的终止值
【Center】指定扫描范围的中间值
【Span】指定扫描范围
4、输入区
【O旋钮】你可以旋转这个旋钮来调整当前设定值，这个方法更
改的设定值立即生效，而不用再按别的键。同样你也
可以用这个旋钮来改变光标的水平位置
【↑】【↓】增加或减少当前的设定值，更改的设定值立刻生效【Entry Off】从输入模式切换到普通模式，参量的名称和设定值也
从液晶显示屏的左上方消失
【Back Space】删除光标左边的一个字符，同时光标左移一位
【0】－【9】输入数字
【G/n】－【×1】设置输入数值的单位
5、标记区
【Marker】打开/关闭标记，配置标记设定
【Marker→】改变当前标记值，例如你可以选择MKR→START将当
前标记值作为扫描范围的起始值，从而开始以这个新
的扫描范围进行扫描
【Search】查找，如查找最大值、最小值等
【Utility】
6、仪器状态区
【System】控制管理整台仪器，也可以设置有限线测试功能
【Local】将分析仪从远程控制切换到本地控制，在这里也可以
配置GPIB和局域网
【Preset】初始化分析仪到它的初始状态
【Copy】将显示屏上的曲线输出到打印机
【Save】存贮当前设置、测量数据、屏幕图象等
【Recall】载入分析仪中以前存储的信息
由于软键数目繁多，但从它的文本标记中可以很容易了解它的作用，所以这里就不再一一列举了。
五、测量方法
a)所需仪器：Agilent 4294A精密阻抗分析仪、16047A夹具、被测物。
b)夹具安装，打开电源。
c)【Cal】->ADAPTER->NONE，选择分析仪工作在没有适配器的环境下
（因为我们所购买的仪器中没有需要补偿的适配器，所以这里就不
介绍适配器补偿的步骤了）。
d)指定测量环境
i.初始化【Preset】
ii.选择要测量的参数：【Meas】->***(如|Z|-D等，这里可以根据你所要测量的量来选择，选择完成后在A、B两个通道中就
会显示这两个参量的曲线)
iii.设置扫描参数的频率【Sweep】->PARAMETER[]->FREQ，然后设置扫描方式TYPE[]（这里根据所选择的参量不同会有不同的
方式，如线型(LIN)、对数(LOG)）等，【Start】【Stop】设置
扫描范围，或者用【Center】【Span】是一样的效果iv.【Source】设置频率(CW频率)，测试信号电平，和直流偏置
等
v.【Bw/Avg】->BANDWIDTH[]设定带宽
e)夹具补偿
（1）【Cal】->FIXTURE COMPEN
（2）将夹具的两电极开路，按OPEN，当OPEN on OFF中的on大写
时开路补偿完成
（3）用短路器将两电极短路，按SHORT，当SHORT on OFF中的on 大写时短路补偿完成，然后移开短路器
（4）如果需要更精确的补偿，可以选一个参数已知的器件，用上述方法进行负载补偿，一般情况下不需要
f)测量并观测结果，在这里可以根据不同的需要进行不同的操作
i.夹好被测器件
ii.【A】激活A通道，【Format】选择一种显示格式，【Scale Ref】选择显示比例
iii.【B】激活B通道，【Format】选择一种显示格式，【Scale Ref】选择显示比例
iv.【Marker】标记一个点，并显示该点的数值，用旋钮可以改变标记点的位置
v.【Copy】打印，【Save】储存
上面所介绍的只是一个基本的测量步骤，还有许多步骤和功能因为不常用被忽略了，比如：电缆补偿、等效电路分析、BASIC程序设计、远程控制等等。