Un analizador de impedancia es un tipo de equipo de prueba electrónico que se utiliza para medir la impedancia eléctrica compleja en función de la frecuencia de prueba.
La impedancia es un parámetro importante utilizado para caracterizar los componentes electrónicos , circuitos electrónicos , y los materiales utilizados para hacer componentes. El análisis de impedancia también se puede utilizar para caracterizar materiales que presenten un comportamiento dieléctrico, como tejidos biológicos, alimentos o muestras geológicas.
Los analizadores de impedancia vienen en tres implementaciones de hardware distintas, y juntas estas tres implementaciones pueden sondear desde una frecuencia ultrabaja hasta una frecuencia ultra alta y pueden medir impedancias desde µΩ hasta TΩ.
Operación
Los analizadores de impedancia son una clase de instrumentos que miden la impedancia eléctrica compleja en función de la frecuencia. Esto implica la medición sensible a la fase de la corriente y el voltaje aplicados a un dispositivo bajo prueba mientras la frecuencia de medición se varía durante el transcurso de la medición. Las especificaciones clave de un analizador de impedancia son el rango de frecuencia, el rango de impedancia, la precisión de impedancia absoluta y la precisión del ángulo de fase. Otras especificaciones incluyen la capacidad de aplicar polarización de voltaje y corriente mientras se mide, y la velocidad de medición [1] .
Los analizadores de impedancia suelen ofrecer mediciones de impedancia de alta precisión, por ejemplo, con una precisión básica de hasta 0,05%, [2] y un rango de medición de frecuencia de µHz a GHz. Los valores de impedancia pueden variar durante muchas décadas desde µΩ a TΩ, mientras que la precisión del ángulo de fase está en el rango de 10 milisegundos. Los valores de impedancia medidos incluyen impedancia absoluta, la parte real e imaginaria de la impedancia medida y la fase entre el voltaje y la corriente. Los parámetros de impedancia derivados del modelo, como conductancia, inductancia y capacitancia, se calculan basándose en un modelo de circuito de reemplazo y se muestran posteriormente.
Los medidores LCR también brindan funcionalidad de medición de impedancia, generalmente con una precisión similar pero un rango de frecuencia más bajo. La frecuencia de medición de los medidores LCR generalmente es fija en lugar de barrida y no se puede mostrar gráficamente.
Método | Rango de frecuencia | Rango de impedancia | Precisión básica |
---|---|---|---|
Direct IV (tensión-corriente continua) [3] | µHz a 50 MHz | 10 µΩ a 100 TΩ | 0,05% |
ABB (puente autoequilibrado) [2] | 20 Hz a 120 MHz | 10 mΩ a 100 MΩ | 0,05% |
RF-IV (Corriente-voltaje de radiofrecuencia) [2] | 1 MHz a 3 GHz | 100 mΩ hasta 100 kΩ | 1% |
Una cuarta implementación, el analizador de redes vectoriales (VNA) , puede considerarse un instrumento distinto. A diferencia de los analizadores de impedancia, los VNA también miden la impedancia, pero generalmente a frecuencias mucho más altas y con mucha menor precisión en comparación con los analizadores de impedancia. [4]
Tabla de reactancia
La mayoría de los analizadores de impedancia vienen con una tabla de reactancia [5] que muestra los valores de reactancia para la reactancia capacitiva X C y la reactancia inductiva X L para una frecuencia dada. La precisión del instrumento se transpone en la tabla para permitir al usuario ver rápidamente qué precisión puede esperar para una frecuencia y reactancia determinadas.
Ver también
Notas
- ^ Zurich Instruments Qué hace un gran analizador de impedancia , a partir del 5 de septiembre de 2018
- ^ a b c Manual de medición de impedancia de Keysight Technologies , a partir del 2 de noviembre de 2016
- ^ Dumbrava, Vytautas & Svilainis, Linas (2008) Análisis de incertidumbre de la técnica de medición de impedancia IV, Medidas , p. 9-14
- ^ Masahiro Horibe (2017) Comparaciones de rendimiento entre analizadores de impedancia y analizadores de redes vectoriales para la medición de impedancia por debajo de la frecuencia de 100 MHz, 89a Conferencia de medición de microondas de ARFTG
- ^ Harold A. Wheeler (1950) Gráfico de reactancia, Actas de la IRE , p. 1392-1397