原创 6810C交流源分析仪测量高功率LCR器件的参数

最近有用户问我，能否使用安捷伦的可编程交流电源来确定其输出端所连负载是电容性负载还是电感性负载。 Keysight 6811C、6812C 和 6813C 交流电源和分析仪都能进行多种不同测量，其中一部分测量功能可用于测量和计算所连接负载的阻抗。要确定阻抗，最简单的办法是测量输入的交流正弦波电压和电流的阻抗及相位。Keysight交流源分析仪可测量高达 50 次的电压和电流中的谐波，包括幅度和相位。根据这些测量结果，您可以计算出交流电源输出端所连负载（R、L 或 C）的阻抗。

下面我们通过一些试验样品，为您演示这些测量。首先使用一个大约 49 Ω 的大功率电阻器进行测试，输入大约 20Vac、1000Hz（0 相位）的正弦波，并使用内置测量功能进行测量，测得电流大约为 0.4Aac，相位（角）非常靠近 0°（实际测量结果约为-0.071°）。当然，电压与电流之间的相位差为 0°表明正弦波是同相的，负载是纯阻性的，与预期的相同。参见图 1。

接下来使用电感器进行测试。将电感器连接到交流电源的输出端，再次用交流电源施加大约 20 Vac、1000 Hz 的波形，然后使用内置测量功能进行测量，测得电流约为 0.129 Aac，相位为 -88.66度。相位测量结果接近 -90 度，表明交流电源连接的负载是电感器，计算得出的幅度为 24.669mH，与使用安捷伦 LCR 表测得的数据一致。电源线、夹具引线和电感导线上存在的串联电阻，导致了-88.66° 的理想相位，而不是 -90° 理想相位。根据交流电源测量结果计算得出的 R 为 3.6257 Ω，结果与LCR表的结果一样。参见图 2。

最后，我将电容器连接到交流电源输出端，并施加大约 10 Vac、1000 Hz 的电压。交流电源测量系统显示电压测量结果为 0.633 Aac，相位角为 87.47°，表明连接其输出端的是电容器。根据这些测量结果，可以计算出电容和串联电阻（C =10 uF，R = 0.6974 Ω），与LCR表的测量结果一致。参见图 3。

因此您可以看到，在是德科技6810 系列的交流源分析仪中内置了适合的测量功能后，就能够验证交流电源输出端所连接器件的LCR阻抗特性。这些高性能产品不仅可以轻松进行此类测量，还可轻松生成各种交流输出激励波形。

补充器件参数计算过程：

复阻抗Z等效R、L、C的运算， 电阻上电压与电流相同，电感电压超前于电流90度，电容电压滞后于电流90度。

以上例2，电感的计算过程：

电压幅值U = 20 Vac；电流幅值I = 0.129Aac; 相位角Φ= -88.66度; 频率f = 1000Hz.

Z = U / I ∠-88.66°

|Z| = 20.00Vac/0.129Aac = 155.04

R = |Z| * cos(88.66°) = 3.6257 Ω

2πf L = |Z|*sin(88.66°) = 154.9976,  L = 24.669 mH

以上例3，电容的计算过程：

电压幅值U = 10 Vac；电流幅值I = 0.633Aac; 相位角Φ= 87.47度; 频率f = 1000Hz.

Z = U / I ∠87.47°

|Z| = 10.00Vac/0.633Aac = 15.798

R = |Z| * cos(87.47°) = 0.6974 Ω

1/（2πfC） = |Z|*sin(87.47°) = 15.782,  C= 10uF