用于元件測試的端接技術

　　一．引言

　　對交流元件測試儀器（低頻LCR 測試儀器，頻率F≤2MHz 時）來說，為了對被測元件（DUT）進行準確的測量，需采用先進的測試原理，如I-V 轉換、檢相、ADC、先進的補償技術和準確的計算方法等。然而僅有這些是不夠的，采用何種端接技術和正確使用這些技術是極為重要的，正確的端接技術直接關系測量的準確性。本文試圖通過對所涉及的端接技術的描述，指導用戶正確地使用這些端接方法來達到正確測試元件的目的。

　　由于LCR 測試儀的型號各不相同，可能采用的端接方法也會有所區別。本文由簡到繁共歸納了五種不同的端接技術，分別為二端（2T）、三端（3T）、四端（4T）、五端（5T）、四端對（4TP），闡述了各自得特點、誤差來源及阻抗適用范圍。

　　二．2 端（2T）配置

　　如圖 1 所示為典型的2 端配置。

　　圖中，OSC 為信號源，Rin 為信號源內阻，V 為儀器內部高阻輸入電壓表，A 為低阻輸入電流表。

　　Hcur，Hpot，Lpot，Lcur：儀器提供的四個測試端子

　　Hcur：信號源輸出高端（電流輸出高端）

　　Hpot：電壓檢測高端

　　Lpot：電壓檢測低端 

　　Lcur：電流檢測低端

　　C01，C01 為存在于兩條測試線間的分布電容

　　C03 為存在于DUT（Zx）的分布電容

　　Rs1,Rs2 為測試引線與DUT 間的接觸電阻

　　Ls1,Ls2 為測試引線電感

　　圖1. 2 端端接配置示意圖

　　2 端（2T）的配置是一種最簡單的端接方法，但這種方法存在著多種誤差源。引線電感、引線電阻以及兩條引線間和端子間的分布電容都會疊加至測量結果上。C01，C01，C03，Rs1,Rs2，Ls1,Ls2 均會對測量結果產生誤差。一般地，除個別情況（如精度很低的手持的LCR 表，在LCR 測試儀上基本未采用此類端接方法。

　　其典型的阻抗量測范圍（沒有進行補償）限制在100Ω 到10kΩ 之間。

　　三．3 端（3T）配置

　　3 端配置與2 端配置的唯一區別是將測試線換成外層帶屏蔽的同軸電纜，將屏蔽部分連接至儀器接地部分，如BNC 接頭的外層，我們將該屏蔽層也稱一端。

　　由圖2 可以看出，分布電容C01，C02 連接至外層屏蔽層，對測試線不產生影響，減少了對于高阻抗元件的測量誤差。主要能在較高阻抗測量范圍內改進測量精度，但由于仍然存在引線電感和引線電阻，因而不能改進較低阻抗范圍的測量精度，C03 電容仍然存在，消除該分布電容需 圖2. 3 端端接配置示意圖使用開路清“0”方可消除。3T 配置將典型阻抗范圍擴展到10MΩ 以上。

　　四．4 端（4T）配置

　　4 端（4T）配置可減小引線電感和電阻的影響。通?？筛倪M低至1Ω 的較低阻抗測量范圍的精度。

　　五．5 端（5T）配置

　　5 端配置是LCR 數字電橋常用的測試端配置方法，是一種有較好性能且測試端接相對并不復雜的端接方法。

　　六．4 端對（5TP）配置

　　從以上討論的測試端端接方法來看，除測試線互感的電磁耦合的影響外，存在于測試端的測量誤差因素均得到了較好的解決。交流阻抗的測量由于電流電纜與電壓電纜之間的電磁感應，測量的頻率越高，測量低阻抗就越困難。

　　七．不同端接配置適用阻抗范圍

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