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2026/01
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安捷伦/是德科技4294A精密阻抗分析仪使用指南

4294A(40Hz-110MHz)是业界广泛使用的高精度阻抗分析仪,特别适用于无源元件、材料和半导体器件的精密测量。以下为安泰测试科技整理的其说明指南,如需详细电子版可在网站搜索型号下载,如下载出现问题或需要技术支持可联系18682985902(同wx)。

安捷伦/是德科技4294A精密阻抗分析仪使用指南

一、核心特性速览

频率范围:40Hz - 110MHz(分辨率1mHz)

基本阻抗精度:±0.08%(典型值)

测试信号电平:5mV - 1Vrms,-50dBm - +10dBm

直流偏置:内部±40V/±100mA,外部±100V

关键功能:等效电路分析、元件损耗分析、频率/时间/偏置扫描

二、测试前准备:硬件连接标准化

1. 测试夹具选择表

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2. 电缆连接标准流程

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正确连接顺序:

1. 关闭仪器和被测件电源

2. 将测试电缆连接到4294A的【Hp Hc Lp Lc】4个端口

   - Hp:高压电位端

   - Hc:高压电流端

   - Lp:低压电位端

   - Lc:低压电流端

3. 连接夹具到电缆(听到咔嗒声)

4. 开启仪器,预热30分钟

三、校准操作:精度保障三步法

第一步:开路/短路/负载校准(必须执行)

按【Calibration】> 【Calibration】进入校准菜单

选择【OPEN】> 连接开路器到夹具 > 按【Execute】

选择【SHORT】> 连接短路器 > 【Execute】

选择【LOAD】> 连接50Ω标准负载 > 【Execute】

按【Save Cal】保存为校准文件(如"Cal_2024_16047E")

第二步:夹具补偿(端口延伸)

当夹具引入额外寄生参数时:

【Calibration】> 【Fixture Compensation】

选择补偿类型:

OPEN:补偿并联电容

SHORT:补偿串联电感

【Execute】执行补偿

验证补偿效果:测量已知标准件,误差应<1%

第三步:偏置补偿(直流偏置测量时)

连接直流偏置源(内部或外部)

【Calibration】> 【Bias Compensation】

按提示完成偏置零点和增益补偿

四、基本测量操作流程

场景1:电容器参数测量

设置测试条件:

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【Frequency】> 设1kHz(电解电容)或1MHz(MLCC)

【Level】> 设为0.5Vrms(小信号)

【Mode】> Cp-D(并联电容-损耗)

执行测量:

将电容放入16047E夹具

按【Single】单次测量或【Continuous】连续测量

读取:Cp(电容值)、D(损耗因子)、|Z|(阻抗幅值)

频率扫描观察SRF:

【Sweep】> 【Frequency Sweep】

Start=1kHz,Stop=110MHz,Points=401

观察Cp急剧下降点(自谐振频率)

场景2:电感器测量

设置:

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【Mode】> Lp-Q(并联电感-品质因数)

【Frequency】> 设在工作频率点

【Averaging】> 设16次平均(提高稳定性)

关键指标:

Ls/Lp:串联/并联电感量

Q值:品质因数(高频电感要求Q>30)

DCR:直流电阻(使用内部DCR测量功能)

场景3:材料介电常数测试(使用16451B夹具)

夹具准备:

空夹具校准(测量空气电容C0)

放入标准样品验证(如PTFE)

样品测量:

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1. 【Mode】> Cp-D

2. 放入待测材料样品

3. 设置频率扫描:100Hz - 1MHz

4. 按【Bias】加偏压(铁电材料需要)

5. 记录ε'(介电常数)和tanδ(损耗)

五、高级测量模式详解

1. 列表扫描(复杂条件测试)

用于模拟实际工作条件:

【Sweep】> 【List Sweep】

创建频率-偏置组合表:

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频率表:   偏置表:

1kHz       0V

10kHz      1V

100kHz     5V

1MHz       10V

【Save/Recall】保存列表文件

2. 等效电路分析(阻抗谱拟合)

测量阻抗频率特性

【Analysis】> 【Equivalent Circuit】

选择电路模型:

R || C(电容模型)

R-L-C串联(谐振电路)

R-CPE(材料常相位元件)

执行拟合,查看拟合优度(χ²应<0.01)

3. 直流偏置扫描(C-V特性)

【Sweep】> 【Bias Sweep】

设置:Start=-10V,Stop=+10V,Step=0.1V

固定测试频率(如1MHz)

获得C-V曲线(变容二极管、MOS电容)

六、参数设置优化技巧

提高测量精度

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测量场景        推荐设置

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小阻抗(<10Ω)   【Mode】= Rs-Xs,【Speed】= SLOW2

大阻抗(>1MΩ)   【Mode】= Rp-Xp,【Averaging】= ON

高频测量(>10MHz) 【Port Extension】= ON,使用SMA夹具

低损耗测量(D<0.001) 【Averaging】= 64次,环境温度稳定

减少测量误差

热电动势误差:

启用【Offset Compensate】

保持测试环境恒温

接触电阻误差:

使用开尔文连接

定期清洁测试触点

电缆效应误差:

使用原装测试电缆

电缆长度<1米(高频时)