实验四__阻抗测量(归一化阻抗测试实例)
阻抗测量_精品文档
R~ R (1 1 0.7 11.4 1 2 1 2 )
(适用于小于1 ~ 200kΩ的电阻)
第7章 阻抗测量
对于一般的电阻器来说， α、 β、 γ等系数都很小。 对于某一电阻器而言， 这些系数都是常数， 故可以在几 个不同的频率上分别测出其阻值R~， 从而推导出这些系数 和R_。
第7章 阻抗测量
7.2.2 交流电桥的收敛性
为使交流电桥满足平衡条件， 至少要有两个可调元件。 一般情况下， 任意一个元件参数的变化会同时影响模平衡 条件和相位平衡条件， 因此， 要使电桥趋于平衡， 需要反 复进行调节。 交流电桥的收敛性就是指电桥能以较快的速 度达到平衡的能力。 我们以图7-4所示的电桥为例说明此问 题， 其中， Z4为被测的电感元件。
第7章 阻抗测量
图7-3 伏安法测量阻抗
第7章 阻抗测量
在低频情况下， 若被测元件为电阻器， 则其阻值为
RU I
若被测元件为电感器， 则由于ωL=U/I， 有
L U 2πfI
若被测元件为电容器， 则由于1/ωC=U/I， 有
C I 2πfU
第7章 阻抗测量
7.2 电桥法测量阻抗
电桥的基本形式由4个桥臂、 1个激励源和1个零电位指 示器组成。 四臂电桥的原理图如图7-4所示， 图中Z1、 Z2、 Z3和Z4为四个桥臂阻抗， Zs和Zg分别为激励源和指示器的内 阻抗。 最简单的零电位指示器可以是一副耳机。 频率较高 时， 常用交流放大器或示波器作为零电位指示器。
测量阻抗参数最常用的方法有伏安法、 电桥法和谐振法。
第7章 阻抗测量
伏安法是利用电压表和电流表分别测出元件的电压和 电流值， 从而计算出元件值。 该方法一般只能用于频率较 低的情况， 把电阻器、 电感器和电容器看成理想元件。 用伏安法测量阻抗的线路有两种连接方式， 如图7.1-3所示。 这两种测量方法都存在着误差。 在图(a)所示的测量中， 测 得的电流包含了流过电压表的电流， 它一般用于测量阻抗 值较小的元件； 在图(b)所示的测量中， 测得的电压包含 了电流表上的压降， 它一般用于测量阻抗值较大的元件。
阻抗特性测定实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解和掌握阻抗、电阻、电感和电容的基本概念。
2. 研究电阻、电感和电容元件在交流电路中的阻抗特性。
3. 掌握阻抗测量方法，分析不同频率下元件阻抗的变化规律。
4. 理解阻抗在电路中的应用，如滤波、调谐等。
二、实验原理在正弦交流电路中，电阻、电感和电容元件的阻抗分别用Z_R、Z_L和Z_C表示。
阻抗是复数，其实部为电阻，虚部为电感和电容的阻抗。
阻抗与频率的关系如下：- 电阻元件的阻抗：Z_R = R（R为电阻值，与频率无关）- 电感元件的阻抗：Z_L = jωL（ω为角频率，L为电感值）- 电容元件的阻抗：Z_C = 1/jωC（C为电容值）其中，j为虚数单位，ω = 2πf（f为频率）。
三、实验设备1. 交流信号发生器2. 电阻元件3. 电感元件4. 电容元件5. 交流毫伏表6. 频率计7. 电阻箱8. 电感箱9. 电容箱10. 连接导线四、实验步骤1. 电阻元件阻抗特性测定（1）将电阻元件接入电路，使用交流毫伏表测量电阻元件两端电压U_R。
（2）调整交流信号发生器的频率，分别测量不同频率下的电压U_R。
（3）计算电阻元件在不同频率下的阻抗Z_R = U_R/I（I为流过电阻元件的电流）。
（4）绘制Z_R与f的关系曲线。
2. 电感元件阻抗特性测定（1）将电感元件接入电路，使用交流毫伏表测量电感元件两端电压U_L。
（2）调整交流信号发生器的频率，分别测量不同频率下的电压U_L。
（3）计算电感元件在不同频率下的阻抗Z_L = U_L/I。
（4）绘制Z_L与f的关系曲线。
3. 电容元件阻抗特性测定（1）将电容元件接入电路，使用交流毫伏表测量电容元件两端电压U_C。
（2）调整交流信号发生器的频率，分别测量不同频率下的电压U_C。
（3）计算电容元件在不同频率下的阻抗Z_C = U_C/I。
（4）绘制Z_C与f的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 电阻元件的阻抗Z_R与频率f无关，呈线性关系。
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▪电流通过它所流经的RS上的电压计算
V2 RS
I
OSC
V1
ZX
Zx
V1 I
V1 V2
Rs
电压电流法的优缺点和频率范围
▪可测量接地器件 ▪适合于探头类测试需要 ▪使用简单 ▪工作频率范围受使用探头的变压器的限 制 ▪频率范围 ：10KHz ~ 100 MHz
➢RF电压电流法
▪射频电压电流法与低频电压电流法的原理相同
1）标准概况
采用标称值为1μH-10000H的标准电感器作为 标准电感量具。
标准电感量具分成0.01级、0.02级、0.05级 、 0.1级、0.2级、0.5级和1.0级，对应的级别指 数a为0.01，0.02，0.05，0.1，0.2，0.5和1.0， 对应的最大允许误差δ和年稳定度γ为a%。
2)标准电感器
Zx
Ux Us
Rs
.
Us Us j0 Us
.
Zx
Rs
Ux Us
▪有两种连接电压表和电流表的方法 (a)低阻抗类型
ZX
R RV I
OSC
V1 I1 R
I2 V2
Zx
V I
2V1 I2 I1
2V1 2R V2 V1 V2 1 R R V1
(b)高阻抗类型
ZX
VI
V1 R OSC R
—R —2
V2
Zx
V I
V1 V2
V2
/
R 2
R 2
VV12
1
射频电压电流法的优缺点和频率范围
uH
L : 5.231 uH
LCR meter 5.231uH
?
L : 5.310 uH
LCR meter 5.310uH
阻抗测量及匹配技术
电磁场与微波测量实验报告实验五阻抗测量及匹配技术实验题目：电磁场与微波测量实验学院：电子工程学院班级：20132112xx撰写人：xx组内成员：xxxx一、实验目的1、掌握利用驻波测量线测量阻抗的原理和方法；2、熟悉利用螺钉调配器匹配的方法；3、熟悉Smith圆图的应用；4、掌握用网络分析仪测量阻抗及调匹配的方法。
二、实验内容1、测量给定器件的阻抗和电压驻波系数，并观察其Smith圆图；2、在测量线系统中测量给定器件的Z L，并应用单螺调配器对其进行调匹配，使驻波系数ρ<。
三、实验设备1、DH1121C型微波信号源：该信号源可在等幅波、窄带扫频、内方波调制方式下工作，并具有外调制功能。
在教学方式下，可实时显示体效应管的工作电压和电流关系。
仪器输出功率大，以数字形式直接显示工作频率，性能稳定可靠。
DH1121C型微波信号源的部分组件名称和简要介绍如下：2、波导测量线实验系统：本系统是微波参数实验系统，它是由三公分微波波导元件组成，该系统主要功能可使学生通过实验学习并掌握以下基本知识：〔1〕学习各种微波器件的使用和测量方法；〔2〕了解微波在波导中的工作状态及传输特性；〔3〕了解微波传输线场型特性；〔4〕学习驻波、衰减、波长〔频率〕和功率的测量；〔5〕学习测量微波介质材料的介电常数和损耗角正切值。
波导测量线实验系统的部分组件名称和简要介绍如下：3、单螺钉调配器：负载和传输系统的匹配，就是要消除负载的反射，实际上，调匹配的过程就是调节调配器，使之产生一个反射波，其幅度和“失配元件”产生的反射波幅度相等、相位相反，从微波电路的角度，调配器起到了阻抗变换的作用。
调配器使不匹配的元件，经变换器变化到传输线的特性阻抗，从而到达匹配目的。
单螺调配器即在波导宽屏伸入一个金属螺钉，螺钉的作用是引入一个并联在传输线上的适当大小的电纳，当螺钉伸入较少时，相当于在波导传输线上并联了一个正的容性电纳，它的大小随着深度的增加而增加。
实验4阻抗测量(归一化阻抗测试实例)
实验四 阻抗测量（归一化阻抗测试实例）一、实验目的和要求应用所学的理论知识，学会并掌握利用微波测量线系统测量微波负载阻抗（或导纳）的方法，熟悉阻抗圆图应用。
二、实验内容利用微波测量线系统测量电容性膜片和电感性膜片的阻抗。
其中需先测量出驻波比和电压波节点到终端开口处的距离，然后利用阻抗圆图求出它们阻抗的归一化值。
三、实验原理在微波波段内，测量阻抗的方法很多。
最常用的方法就是本实验所采用的利用微波测量线系统测量阻抗的方法，基本原理如下：首先利用微波测量线系统测量（在给定终端负载条件下）沿线驻波比（ρ）及第一电压波节点到终端的距离（1l ）。
然后利用阻抗圆图求出归一化负载阻抗（L Z ~）。
1． 测量驻波比在实验过程中，可按如下方法估算驻波比。
使晶体检波器工作于小信号状态（加大信号源输出的衰减量），测出沿线电压波腹点处对应的选频放大器电流表表头指示的最大值（Imax ）及电压波节点处对应的选频放大器电流表表头指示的最小值（Imin ），沿线驻波比可按下式估算：Imin Imax / =ρ另外本实验使用的YM3892选频放大器，已近似按平方律基本的规律刻度了驻波比，由此也可估算驻波比。
具体方法是：先在电压波腹点调选频放大器的衰减旋钮，使其电流表表头指示值达满刻度，然后调节测量线小探针位置旋钮至电压波节点，此时对应的选频放大器电流表指针所指的驻波比刻度值即为晶体按平方律基本时的驻波比的近似值。
应该指出，此方法为视检波晶体按平方律检波时而给出的驻波比的近似值。
2． 测量第一电压波节点到终端的距离由于受到测量线所开缝隙的限制，小探针无法移到接负载的位置，也即不能直接测量第一电压波节点到终端的距离（1l ），可以采用间接测量法如下。
首先将短路片与测量线终端连接。
此时，沿线为驻波状态。
终端为电压波节点，并且，由终端向信号源方向沿线每移动半个相波长（2/P ）的距离就会出现一个电压波节点。
因此，总会有几个电压波节点落在测量线刻度区之内，取测量线中间部分的一个电压波节点作为测量的起点（测量线开缝边缘部分泄漏误差较大），记该点位置（由游标卡尺读出）为Zoa ，该点可视为终端负载的（参考）位置。
阻抗的测量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除阻抗的测量实验报告篇一：电分实验-策动点阻抗测量实验报告电路频域特性的测量——策动点阻抗501实验时间：指导老师：养雪琴一、实验目的：(1)掌握策动点阻抗的测量方法。
(2)掌握示波器测量相位差的方法。
二、实验内容：1、Rc串并联电路策动点阻抗的测量Rc串并联电路如实验图1所示，图中R=1.2kΩ，c1=0.47 uF，c2=0.047uF。
分别测量频率为500hz、4khz、10khz时的策动点阻抗。
2、Rc2所示，图中R=5100，c=0.1uF，，2khz、5khz，10khz，1okhz时的策实验图2三、实验原理：策动点阻抗描述了单口网络正弦激励条件下稳态时电压和电流的幅度及相位差随频率变化的关系。
实验分析策动点阻抗频率特性可以采用正弦电压激励，然后测量电压及电流的幅度及相位差，并进行数据处理。
实验图3是策动点阻抗测量图，可以用毫伏表或示波器进行测量。
毫伏表只能测量幅频特性，示波器可以测量幅频特性和相频特性。
仪器的通道1测量电压，通道2采用间接法测量电流。
r的间按测试拔，考虑测量系统的参考点，测量的所以电阻r应该尽可能小(远小于被测电路的阻抗，但不)，减小测量误差。
由于：所以：当被测电路存在与r串联的电阻时，可以通过测量该电阻的电压间接测量电流，省略外接小电阻r。
信号源频率可以根据需要选取一定的变化范围，并按一定间隔选取，然后根据测量数据画出幅频特性和相频特性曲线。
在测量频率特性时，应当先粗略观察一下频率特性的变化规律，在特性弯曲较大的区域应适当增加测量频率点，然后设计好记录表格再进行逐点测量。
阻抗是电路的固有特性，对于某一信号频率，电压和电流的比值不会随输人激励幅度的变化而交化。
由于信号源内阻的影响，被测电路阻抗随频率变化将导致通道1的幅度也会随频率变化，所以，在测量过程中需要监测通道1的测量数据。
一般可以在测量每个频率点时，调整信号源幅度，使每个频率点输入到电路激励的幅度恒定，便于比较和计算四、实验要求及注意事项(1)重(2)(3)记录实验图2电路始数据。
中科大微波技术基础实验四单口原件的阻抗测量
3
二、实验原理(续)
由公式可见，阻抗测量的问题可以归结为驻波测量的问题：在测量线的 输出端口接上待测的单口元件后， 分别用交叉读数法测出波导波长λg，用 直接法测出驻波比Ｓ，用等效截面法测出驻波极小点位置dmin三个参数，阻 抗测量的问题也就解决了。
根据传输线的图解法原理，根据测得的Ｓ，dmin和λg，可以利用SMITH 圆图或者相关公式， 求解归一化阻抗或导纳，甚至膜片的归一化电纳值。
17
三、实验内容及步骤(续)
方法
参数 元件
测量
次数
dT
1
容
性
2
短膜
路
片
3
活
1
塞感
法性
2
膜
片
3
dT’
Dmin平均值
d min g
由圆图求 的B值
由公式求 的B值
18
四、实验总结及数据处理
根据测量的数据按相关公式计算负载的归一化导纳值； 运用SMITH圆图工具求解负载的归一化导纳值； 分析误差； 比较不同测量方法的区别。
实验四 单口元件的阻抗测量
一、实验目的
掌握应用测量线技术测量单口网络器件的阻抗参数的原理和方法。 熟悉Smith园图在阻抗测量上的应用。 运 用 不 同 方 法 测 定 波 导 元 件 的 阻 抗 特 性 。
2
二、实验原理
根据以上实验，传输线驻波分布情况和终端负载阻抗直接有关。由传输
线理论可以证明波导终端的归一化阻抗ZL＝RL+jXL与传输系统的波导波长λg， 驻波比Ｓ和驻波节点位置dmin有下列单值的对应关系式：
短路活塞确定等效开路面的方法
保证短路活塞法测量膜片电纳准确的关键是要准确调节短路活塞的位 置使它离测量线终端的距离为(2n+1)λg/4(即等效开路面)，其方法是：首先 移动测量线探针到dT处，保持其位置不变。测量线终端接上可调短路器，旋 动短路活塞，使测量放大器电表指示变至最大，即使得可调短路器成为开路 器件 。用交叉读数法来确定等效开路面的位置。
矢量网络分析仪阻抗测量
矢量网络分析仪阻抗测量问题矢量网络分析仪可以测阻抗，Z参数。
但是在指标手册中，很少有标注阻抗测量范围的。
如何判断网络分析仪的阻抗测量范围呢？看到一条传输线Z11测试结果，你能知道它的特性阻抗吗？测一个开路器OPEN的Z11，从几Ω到几kΩ的曲线是什么鬼？阻抗测量范围反射系数Γ=(z-1)/(z+1)，其中归一化阻抗 z=Z/Z0阻抗测量范围是在短路和开路之间，对应反射系数Γ在{-1，1}之间。
反射系数Γ对应单端口反射散射参数S11。
通常，矢量网络分析仪的指标手册中，规定了反射测试准确度，例如R&S ZVA：当反射系数接近1时，反射测量不确定度<>假设反射不确定度范围±0.02，对应反射系数范围{-(1-0.02)，(1-0.02)}之间。
Z=(1+Γ)/(1-Γ) *Z0Z_max = (1+0.98)/(1-0.98)*50 = 4950ΩZ_min = (1-0.98)/(1+0.98)*50 = 0.5Ω射频阻抗分析射频阻抗Z=R+jX，其幅度和相位随频率变化而周期性变化。
以下实例，分析一段传输线+电阻的Z11阻抗特性。
根据电长度不同，Z11参数频响周期性变化，此周期对应端口输入电长度2倍。
例1：电长度100mm的5kΩ负载Z11分析•传输线电长度 Le = 100mm；•传输线阻抗 Zt = 50Ω；•负载电阻 R = 5kΩ；答：Z11仿真结果1.5GHz周期变化。
•阻抗相位过零点频率：fc = C0/(2×Le) = 1.5GHz•最大值 Z11c = R = 5kΩ•最小值 Z11p = R × （Zt/R)^2 = 0.5Ω例2：电长度100mm的50Ω负载Z11分析答：当R= 5kΩ电阻更换为R=50Ω时，Z11=50Ω。
例3A：电长度100mm的75Ω传输线+50Ω负载Z11分析答：当R=50Ω，Zt = 75Ω时•阻抗相位过零点频率：fc = C0/(2×Le) = 1.5GHz•峰值 Z11p = R × （Zt/R)^2 = 112.5Ω•最小值 Z11c = R = 50Ω例3B：假设通过上图结果，求取传输线特性阻抗答：传输线 Z11t = R × SQRT(Z11p/R) = 75Ω例4：电长度100mm的75Ω传输线+75Ω负载Z11分析答：当R=75Ω，Zt = 75Ω时•阻抗相位过零点频率：fc = C0/(2×Le) = 1.5GHz•Z11 = R = 75Ω结论矢量网络分析仪阻抗测量范围0.5~4950Ω。
归一化表面声阻抗率
归一化表面声阻抗率表面声阻抗率是表征材料表面声学性能的重要参数之一。
归一化表面声阻抗率是指在一定频率范围内，材料表面声阻抗率与空气声阻抗率的比值。
本文将就归一化表面声阻抗率的概念、计算方法以及应用进行论述。
一、概念归一化表面声阻抗率是以空气的声阻抗率（即在空气中传播的声波阻抗）作为基准，衡量材料表面的声阻抗与空气相比的大小。
它能够提供有关材料在特定频率范围内的声学反射特性的信息。
二、计算方法归一化表面声阻抗率（Zs_norm）的计算公式如下：Zs_norm = Zs / Zair其中，Zs为材料表面的声阻抗，Zair为空气的声阻抗。
在常温常压下，空气的声阻抗为大约415兆帕·秒/米。
通过测量或计算材料表面的声阻抗，可以得到归一化表面声阻抗率。
三、应用归一化表面声阻抗率在声学领域中有广泛的应用。
下面列举几个具体的应用场景：1. 隔音材料选择：归一化表面声阻抗率可以用于评估不同材料对声波的反射和吸收能力。
高归一化表面声阻抗率的材料更容易反射声波，适用于隔音材料的选择。
2. 噪音控制：对于需要控制噪音的环境，归一化表面声阻抗率可以用来评估材料的吸音效果。
低归一化表面声阻抗率的材料具有较好的吸声特性，可以降低环境噪音。
3. 声学设计：在建筑和汽车等领域，归一化表面声阻抗率可以用来优化声学设计。
通过选择具有特定归一化表面声阻抗率的材料，可以实现声学特性的定制。
4. 声学材料研究：归一化表面声阻抗率是研究声学材料性能的重要参考指标。
通过测量不同材料的归一化表面声阻抗率，可以了解其声学行为，并指导材料的开发和改进。
综上所述，归一化表面声阻抗率作为衡量材料表面声学性能的重要参数，在隔音材料选择、噪音控制、声学设计以及声学材料研究等方面都有广泛的应用。
准确计算和评估归一化表面声阻抗率对于提升声学性能和改进声学材料具有重要意义。
负载阻抗归一化电抗值计算
负载阻抗归一化电抗值计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：负载阻抗归一化电抗值计算是无线通信系统中非常重要的一个参数，它可以帮助我们更好地评估系统功耗和性能。
在通信系统中，负载阻抗归一化电抗值是指在特定工作频率下，负载对于输入信号的阻抗表现。
通过计算负载的归一化电抗值，我们可以更好地优化系统的传输效率和性能。
在通信系统中，负载的阻抗由实部和虚部构成，分别代表负载的阻性和电感或电容。
电抗值的计算可以通过下面的公式进行：Z = R + jXZ为负载的阻抗，R为负载的阻性，X为负载的电抗，j为复数单位。
在归一化过程中，我们通常会将负载的阻抗归一化为标准阻抗，例如50欧姆。
这样可以帮助我们更加直观地理解负载的表现。
在通信系统中，负载的阻抗归一化电抗值计算通常会结合阻抗匹配的理论。
阻抗匹配是指通过调整阻抗来达到最佳传输效果。
在匹配过程中，我们需要计算负载的阻抗并将其归一化，然后再与传输线的特性阻抗进行匹配。
在实际应用中，我们可以通过网络分析仪等仪器来测量负载的阻抗，并进行归一化处理。
然后根据具体的系统要求，我们可以选择合适的阻抗匹配方法，例如使用阻抗变换器或匹配网络。
值得注意的是，在计算负载的阻抗归一化电抗值时，我们需要考虑负载的实际表现和工作频率对阻抗的影响。
负载的阻抗还会受到环境和外部因素的影响，因此在计算过程中需要进行充分的考虑。
负载阻抗归一化电抗值计算是通信系统中非常重要的一环，它可以帮助我们更好地理解系统的传输性能和优化阻抗匹配。
通过合理计算和处理负载的阻抗，我们可以提高系统的传输效率和性能，从而实现更好的通信质量和用户体验。
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第二篇示例：负载阻抗归一化电抗值计算是电力系统中非常重要的一项工作，它能够帮助工程师们更好地了解和分析电路的性能。
在电力系统中，负载阻抗是指连接在电源系统终端的电器设备对电源系统电压、频率等参数的响应特性。
阻抗 测量方式
阻抗测量方式
嘿，朋友们！今天咱来聊聊“阻抗测量方式”。
你知道吗，这可真是个神奇又有趣的玩意儿！
想象一下，阻抗就像是一道门，测量它就像是找到打开这扇门的钥匙。
咱平时生活里也会遇到各种各样类似阻抗的情况呀。
比如说，你想打开一个紧紧盖着的盒子，你得找到合适的方法和工具，这和测量阻抗是不是有点像呢？
那怎么测量阻抗呢？这可不是随随便便就能搞定的事儿。
就好像你要解开一个复杂的谜题，得一步一步来。
可以用一些专门的仪器，就像我们有专门的工具去开那个盒子一样。
这些仪器可厉害了，它们能精准地探测到阻抗的大小和特性。
然后呢，还得有正确的操作方法。
这就好比你有了一把好钥匙，但你得知道怎么用它才能把门打开呀！如果操作不当，那可就测不出准确的结果啦。
你说这多重要啊！
测量阻抗还能让我们了解很多东西呢！它能告诉我们电路啊、系统啊这些东西是不是正常工作。
就好像我们通过检查身体来了解自己是不是健康一样。
这难道不让人觉得特别神奇吗？
反正我是觉得阻抗测量方式超有意思的！它能让我们发现很多平时注意不到的细节，能让我们更好地理解和掌握那些看似复杂的东西。
所以啊，大家可别小看了这阻抗测量方式，它真的很重要！很有趣！。
实验三——精选推荐
实验三、阻抗测量一、实验目的１、掌握应用测量线技术测量单口网络阻抗参数的原理和方法.２、熟悉Smith 园图在阻抗测量上的应用.３、测定波导元件的阻抗特性.二、实验原理微波元件的阻抗参数或者天线的输入阻抗等是微波工程中的重要参数之一。
因而阻抗测量亦是重要测量内容之一。
本实验主要要求掌握应用测量线技术测量单口元件输入阻抗的方法。
１、阻抗测量的基本原理根据传输线理论，传输线驻波分布情况和终端负载阻抗直接有关。
可以证明波导终端的归一化阻抗ZL ＝R+jXL 与传输系统的波导波长λg ，驻波比Ｓ和驻波节点位置dmin 有下列单值的对应关系：min 2min 22sin cos d d S S R l ββ+= ()11min 22min2+-=d ctg S d ctg S X l ββ由此可见，阻抗测量的问题可以归结为驻波测量的问题，当我们将测量线的输出接上待测的单口元件， 分别测出沿线的Ｓ，波导波长λg 和dmin 之后，阻抗测量的问题也就解决了。
根据传输线的图解法原理，我们还可以利用阻抗（或导纳圆图）， 根据测得的Ｓ，dmin 和λg 来求解Z Ｌ和ＲＬ。
２、等效截面法在测量dmin 时，由于测量线结构的限制， 直接没测量待测元件输入面到相邻驻波最小点距离有因难， 因此实际测量中用“等效截面法”来测量。
实验时，首先使T-T 面短路，测量线中将建立起纯驻波。
在探针可达到的范围内测定某驻波节点的位置为d1,此位置读数即为输入参考面T －T’。
显然参考面与T-T 面之间的距离为波导波长的n/2倍（n 为正整数）。
当T-T 面接待测负载时，测量线中又产生新驻波，若此时在T’－ T’面左边第一个驻波极小点读数为d2，则dmin ＝┃d1-d2┃。
这样就可以测得dmin 了。
如下图所示：等效截面法示意图３、膜片介绍在波导中垂直放置如图２的铜片（即为膜片），理论分析表明：当膜片厚度满足其远远小于波导波长而又远远大于膜片的趋肤深度时，它的等效电路为一并联的导纳 Ｙ＝Ｇ＋j Ｂ。
阻抗检测
“电平”就是指电路中两点或几点在相同阻抗下电量的相对比值。这里的电量自然指“电功率”、“电压”、“电流”并将倍数化为对数，用“分贝”表示，记作“dB”。分别记作：10lg(P2/P1)、20lg(U2/U1)、20lg(I2/I1)上式中P、U、I分别是电功率、电压、电流。
电流电流常用I表示。电流分直流和交流两种。电流的大小和方向不随时间变化的叫做直流。电流的大小和方向随时间变化的叫做交流。电流的单位是安（A），也常用毫安（mA)或者微安(uA)做单位。1A=1000mA,1mA=1000uA。
电流可以用电流表测量。测量的时候，把电流表串联在电路中，要选择电流表指针接近满偏转的量程。这样可以防止电流过大而损坏电流表。
一、图1所示电路是具有高输入阻抗的交流放大电路，由于它的同相输入端接有隔直电容C1的放电电阻(R1＋R2），因此电路的输入电阻在没有接入电容C2时将减为(R1＋R2）。为了使同相交流放大电路仍具有高的输入阻抗，采用反馈的方法，通过电容C2将运算放大器两输入端之间的交流电压作用于电阻R1的两端。由于处于理想工作状态的运算放大器两输入端是虚短的（即近似等电位），因此R1的两端等电位，没有信号电流流过R1，故对交流而言，R1可看作无穷大。为了减小失调电压，反馈电阻Rf应与(R1＋R2）相等。这种利用反馈使R1的下端电位提到与输入端等电位，来减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路称为自举电路。
采样阶段结束时，积分器输出电压为
比较阶段结束时，积分器输出电压为
设时冲脉冲周期为TC，故T1=N1TC，T2=N2TC，可得
上式表明计数器记录的脉冲数N2便表示了被测电压ui在T1时间内的平均值，从而实现了A/D转换。
阻抗测量 论文
阻抗测量学院：电子与信息工程学院班级：姓名：学号：指导老师日期：摘要：阻抗是描述网络和系统的一个重要参量。
在集中参数系统中，表明能量损耗的参量是电阻元件R，而表明系统储存能量及其变化的参量是电感元件L和电容元件C。
严格地分析这些元件内的电磁现象是非常复杂的，因而在一般情况下，往往把它们当作不变的常量来进行测量。
需要指出的是，在阻抗测量中，测量环境的变化、信号电压的大小及其工作频率的变化等都将直接影响测量的结果。
常用的测量阻抗的方法主要有三种，谐振法测量阻抗、利用变换器测量阻抗、电桥法测量阻抗。
比较这三种方法后选择电桥法测量阻抗，就此方法具体介绍了四臂电桥、变量器电桥、双T电桥测量阻抗的原理，总结了三种电桥的优缺点。
为了实现阻抗的高精度测量，提出了在不同的频率范围内，应选用不同的电桥法。
在阻抗的实际测量中，具有指导性作用。
本文对此进行了研究与讨论。
关键词：阻抗阻抗测量四臂电桥变量器电桥双T电桥1.引言在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗的单位是欧。
阻抗匹配（Impedance matching）在高频设计中是一个常用的概念，是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。
大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力（lumped-circuit matching），另一种则是调整传输线的波长（transmission line matching）。
要匹配一组线路，首先把负载点的阻抗值，除以传输线的特性阻抗值来归一化，然后把数值划在史密夫图表上。
而阻抗测量对于阻抗匹配是极其重要的。
本文对阻抗的测量进行了研究。
阻抗测量共72页文档
R
|z|
|z|
R
理想R
R
理想R
ƒ
高阻值电阻
ƒ
低阻值电阻
电阻器的频率响应
L
R0
C0
|z|
C0的影响
R0
理想 L
ƒ
L
C0 R0
|z|
R0
理想 L
C0的影响
ƒ
电感器的频率响应
C
L0
|z|
R0
L0的影响
R0
理想 C
ƒ
电容器的频率响应
②测试信号电频：
高K值
ΔC
中K值
ΔL
低K值
o
o
V
I
(a) 测试电压(AC)
2．Q 表测量中产生测量误差的因素
C1 1
2
高
Lx
频
振 荡 PV1 器
C2
.
U1
Cx
3
Cs
4
.
U2
PV 2
Q 表的基本组成框图
6.4 阻抗的数字测量法
6.4.1 矢量电流-电压法
1.矢量电流-电压法的原理 （1）固定轴法 （2）自由轴法
.
Zx
U
.
R
jX
I
被测器件的导纳为：
Y1GjBYj Z
6.3.2 电桥法
1) 电桥的平衡条件
zxz4 z2z3
Zx
Z2
用指数形式表示
z x j xz 4 j 4 z 2 j 2z 3 j 3 Z3
上式必须同时满足
D
Z4
zx z4 z2 z3 x 4 2 3
三等标准电容量具采用标称值为10-4PF-1F的标准电 容器。
归一化负载阻抗
归一化负载阻抗
归一化负载阻抗是用来表示不同元件之间的阻抗值保持一致的阻抗，主要用于简化电路设计和提高电路性能。
在电路设计中，由于某些器件的阻抗值难以精确测量，而归一化阻抗则可以很好地弥补这一缺陷，使电路的性能更加稳定可靠。
归一化阻抗的原理主要是依据以下两个假设：元件的阻抗值可以用一个统一的阻抗值来表示；不同元件之间的阻抗值可以相互比较。
通过这两个假设，可以将不同元件之间的阻抗值归一化，使得不同元件之间的阻抗值保持一致，从而有效地降低电路对不同元件的不同阻抗的干扰，提高电路性能，减少噪声，提高信号传输效率。
在电路设计中，归一化负载阻抗的表示方法有多种，其中最常用的是通过测量电路中的电压和电流来计算阻抗。
根据阻抗的定义，阻抗等于电压与电流的比值，因此通过测量电压和电流，可以得到电路的归一化负载阻抗。
此外，还可以通过仿真软件等工具来计算归一化负载阻抗。
总之，归一化负载阻抗是一种重要的电路设计工具，可以帮助设计人员更好地理解和分析电路的性能，提高电路设计的稳定性和可靠性。
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实验四 阻抗测量（归一化阻抗测试实例）
一、实验目的和要求
应用所学的理论知识，学会并掌握利用微波测量线系统测量微波负载阻抗（或导纳）的方法，熟悉阻抗园图应用。
二、实验内容
利用微波测量线系统测量电容性膜片和电感性膜片的阻抗。
其中需先测量出驻波比和电压波节点到终端开口处的距离，然后利用阻抗园图求出它们阻抗的归一化值。
三、实验原理
在微波波段内，测量阻抗的方法很多。
最常用的方法就是本实验所采用的利用微波测量线系统测量阻抗的方法，基本原理如下：
首先利用微波测量线系统测量（在给定终端负载条件下）沿线驻波比（ρ）及第一电压波节点到终端的距离（1l ）。
然后利用阻抗园图求出归一化负载阻抗（L Z ~）。
1． 测量驻波比
在实验过程中，可按如下方法估算驻波比。
使晶体检波器工作于小信号状态（加大信号源输出的衰减量），测出沿线电压波腹点处对应的选频放大器电流表表头指示的最大值（Imax ）及电压波节点处对应的选频放大器电流表表头指示的最小值（Imin ），沿线驻波比可按下式估算：
Imin Imax / =ρ
另外本实验使用的YM3892选频放大器，已近似按平方律基本的规律刻度了驻波比，由此也可估算驻波比。
具体方法是：先在电压波腹点调选频放大器的衰减旋钮，使其电流表表头指示值达满刻度，然后调节测量线小探针位置旋钮至电压波节点，此时对应的选频放大器电流表指针所指的驻波比刻度值即为晶体按平方律基本时的驻波比的近似值。
应该指出，此方法为视检波晶体按平方律检波时而给出的驻波比的近似值。
2． 测量第一电压波节点到终端的距离
由于受到测量线所开缝隙的限制，小探针无法移到接负载的位置，也即不能直接测量第一电压波节点到终端的距离（1l ），可以采用间接测量法如下。
首先将短路片与测量线终端连接。
此时，沿线为驻波状态。
终端为电压波节点，并且，由终端向信号源方向沿线每移动半个相波长（2/P ）的距离就会出现一个电压波节点。
因此，总会有几个电压波节点落在测量线刻度区之内，取测量线中间部分的一个电压波节点作为测量的起点（测量线开缝边缘部分泄漏误差较大），记该点位置（由游标卡尺读出）为Zoa ，该点可视为终端负载的（参考）位置。
[ 参见图六（a ）]
然后，将被测负载加匹配负载与测量线终端连接。
此时，沿线呈行驻波状态。
电压波节点在图六（a ）的基础上依次向右（负载方向）平移1l 长度[ 参见图六（b ）]。
测出在负载一侧离Zoa 位置最近的一个（新）电压波节点的位置（记为Zob ），则被测负载加匹配负载时，第一电压波节点到终端的距离求为：
Zob Zoa Z －＝
由驻波比ρ和d 的值，在阻抗园图上即可求出被测负载的归一化阻抗。
本实验在微波传输系统中插入电感性膜片和电容性膜片。
用上述方法测出电感性膜片加匹配负载和电容性膜片加匹配负载的归一化阻抗和阻抗。
Z
Z Zob
Zoa 0
E
图 （a （b ）
a
图七 波导中金属膜片及其等效导纳
本实验所用膜片中 a =22.86 a '=15.6 单位：毫米（mm ）
b =10.16 b '=6
由于波导中插入了金属膜片，破坏波导原来的边界条件。
电感性膜片等效为一感纳，电容性膜片等效为一容纳。
由于上述的不连续性而引入的电纳值可以测量出其反射系数，并在归一化阻抗圆图上得到它的感纳和容纳值（根据给出的尺寸，实验者可将测量测量结果值与理论公式计算值进行比较）。
利用金属膜片可以构成谐振腔、移相器等。
四、实验步骤
（a ）电感性膜片
（b ）电容性膜片
b Yo jB R+jX
R+jX
1．测量线输出端接上短路板。
2．测出波导波长λg 。
（两节点间矩为半波长）
例：信号源工作频率ƒ＝10.00GHz ，测到某波节点在测量线滑座标尺为167.4mm 。
调节测量线至下一个波节点。
此时应一边调节测量线滑座，一边调整选频放大器“分贝”档，不要打表针。
找到波节点时，再放大选频放大器指示。
记下此时测量线滑座标尺为147.5mm 。
反复几次，记下各次数值，求其平均值。
() min min 2 12D D g －＝λ
此时：()mm g 8.39 147.5 67.41 2 ＝－＝λ
3．确定参考面在测量线的刻度值 3.1测量线滑座移到中间位置。
3.2测量线输出端仍接短路板。
3.3找出波节点。
由于接短路板，使系统处于全反射状态，波节点信号很小。
因此尽可能开大选频放大器增益在60dB 处。
记下标尺位置为起始值d 1，例167.4mm 。
4．测电感性膜片连接匹配负载时的归一化阻抗
4.1信号源工作状态置“外整步”。
拆下容性片和匹配负载，接上感性片和匹配负载。
信号源工作状态置“
”。
4.2调节测量线滑座，向信号源方向移动。
找出波节点（指示最小处），读出标尺的刻度值2d ，并作记录。
例：162.8mm 。
4.3测出感性片+匹配负载的驻波比S 。
例S ＝1.57。
4.4按原理，此时波节点从参考面向负载方向移动值g
d
l λ
＝。
节点移位值21
d d d '-''＝。
例：116.0 8
.396
.4 8.398.162 4.167
＝＝－＝＝g d l λ'' 4.5将阻抗园图的标尺顺时针对最外圈的0.116（即0.116λ），在标尺（ρ）刻度线上找到ρ＝1.57处的交集点。
读等电园图实轴值0.85，等电抗图虚轴值0.4，
可得出4.0 85.0 ~
j Z +＝。
负载阻抗()20 5.42 50 4.0 85.0 ~
0j j Z Z Z L +⨯+＝＝＝。
5．测量电容性膜片+匹配负载的归一化阻抗。
5.1信号源工作状态置于“外整步”。
拆下短路板，连接上电容性膜片+匹配负载。
信号源工作状态置“方波”。
5.2调节测量线滑座向负载方向移动，找出波节点（指示最小处）。
读出标尺刻度，
记下此读数'
2d ，例151.6mm 。
5.3测出电容膜片+匹配负载时的驻波比，例S ＝1.33。
5.4按原理，此时波节点从参考面向负载方向移动值g
d l λ''
＝。
节点移位值：'
'21 d d d －＝
例：40.0 8
.396.151 4.167
＝－＝＝g d
l λ' 5.5将阻抗园图的标尺顺时针对最外圈0.40（即0.40λ）处，在标尺ρ刻度线上找到ρ＝1.33处的交集点，找出等电阻园实轴值（例0.88），等电抗图虚轴值（例0.2），可得出
归一化阻抗L Z ~为：2.0 88.0 ~
j Z －＝
负载阻抗()10 44 50 2.0 88.0 ~ 01j j Z Z Z －＝－＝＝⨯
图 八
五、思考题
如果检测的负载不知道它是呈容抗或感抗时，任意方向移动小探针，是否也能得到正确的结果？为什么？
g
d
λ。