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标题:
射频陶瓷贴片电容怎么测量？
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作者:
BillScot2
时间:
2020-5-20 11:02
标题:
射频陶瓷贴片电容怎么测量？
网络分析仪
测量
并结合一定的
校准
方法
1 n" I& t; p3 d' M+ n) W8 ^, l7 R
目前广泛应用于各种
射频
电路
中的
贴片电容
因其尺寸和电容量均较小,没有比较合适的射频段
测试
仪器。我们应用微波网络理论分析后,自行设计共面波导作为测试夹具,利用射频矢量网络分析仪在高频至射频波段(300M～3000MHz)对射频陶瓷
贴片
电容(尺寸约2.00mm×1.26mm×0.67mm,电容量0.5～7.5pF)进行了扫频测量。
! u- s. |7 g/ e0 D$ _5 W. s4 l
6 B: e- ~; @' c' a7 J; T# M
贴片电容模型
; G8 Y9 c, m0 R( Z
射频陶瓷贴片电容的外形示意图如图1所示。
; L4 `3 \ G% |8 y @0 t! {6 w
5 s# F* _* r' L: b/ A
, I% X9 W3 r3 i, N9 P( [3 u: d% x1 e
图1贴片电容的外形图
7 O, k3 m# b6 U
其等效模型如图2所示。
+ \! d/ N/ }% {
* @4 m) _8 l' T* a6 a2 P4 \ f
图2贴片电容等效模型
( O' f# v5 A6 B/ v) s* F
其中,C为电容,L为电极等效串联电感,R为电极和介质交流漏电阻的等效串联值,这样,一个射频电容的阻抗Z为:
k" M0 c, d9 @& x7 ]
4 U' f2 X* T# i3 X
测试夹具
0 n9 _' F/ M. q# u: b
本实验使用特性阻抗Zc为50Ω的共面波导作为测试夹具,将待测电容横跨接在共面波导的内外金属条带之间,其横截面图如图3所示。并接在共面波导上的被测电容构成的双端口网络如图4所示。
* M# w+ k! I) Q3 |) x
5 E& i# @9 _0 V( ?) X7 I
图3测试夹具
. z7 P Q; X j
9 t. H3 o {% O' q; q) O
图4被测网络
) m+ R. ^! B1 M2 b0 v6 G
计算与结果
5 Y. F9 k! c; A. r% o; p7 b
网络分析仪测量并结合一定的校准方法(TRL)可算出电容的散射参数S21o由微波网络理论可知:
% i0 O9 ~. g2 A
T% S& i5 F. R$ j
取Z的虚部(电抗)X,运用实验数据处理中的最小二乘法并由(1)式知,X的拟合模型为?L-1/?C。通过一系列频点?i的测试计算数据Xi(i=1,2,.,n),寻找最优的参数L和C使得:
& a: m* z- S- M
5 E& e3 b$ d- ?3 ]% C
现对5个标称值已知的片式电容在300M～3000MHz的频率范围内测量,所得数据与生产厂家给出的电容标称值进行比较,如表1所示。
9 ?6 A5 k I% P
4 }* P' N( W ^3 n. O2 X/ z
由上表可见,片式电容的测量值均落在标称值的容许误差范围内。
% I' ~( C3 t# j+ n6 p" h4 k
其中5号电容的测量计算电抗值X与拟合模型?L-1/?C的曲线如图5所示。
! m1 B) Y3 H1 J) H6 H9 _% Y* s3 Y
8 Y3 @, \. [1 I: l3 L6 j* L8 C# h6 D
图5 5号电容的电抗测量点与拟合曲线
- j+ S6 w8 |4 E, h. T& ^' c* s* y
从上图可以直观地看出,被测电容的电抗符合模型所描述的规律。
U' ^% ]$ ]* K: W) U
采用扫频法测量阻抗值并用最小二乘法拟合计算,不仅可以得出电容值,还可以得出等效串联电感和电阻(由于生产厂家没有给出相应的标称值进行比较,这里不再列出)。应注意扫频带宽不宜过大,否则会因电容器内电介质的色散而使电容值有一定的变化,通常可在3G的频宽内测量。
# z( V- a. V0 y, [ X* t* o
作者:
NZSdsz
时间:
2020-5-20 13:16
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