《电磁兼容性原理与应用》
实验报告
姓名：
专业：仪器科学与工程学院实验室：机械楼253
实验时间：2016年12月13日报告时间：2016年12月20日 评定成绩：审阅教师：
实验三 搭接阻抗测试
一、 实验设备：
1) 安捷伦E5061B矢量网络分析仪
2) T形分流器插入损耗的阻抗测量装置（实验室自主设计） 3) 同轴电缆2根，转接头1个 二、 测量原理与测量装置
1) 插入损耗测量原理
T形分流插入损耗测量原理是基于T形衰减器的旁路电阻(Zt)在与串联支路的电阻(RS)相比较低时(Zt<< RS),对应每一个确定的旁路电阻(Zt)的值,电流为一常数。以固定的电压(V1)输入到衰减器,在旁路电阻(Zt)变化时,输出(V2)也成比例变化(见图1)。
2) 测量装置电路图与结构图
图1是插入损耗阻抗测量装置的等效电路图。两个隔离独立的电阻RS与未知搭接阻抗Zt连接形成T形网络。隔离电阻要大于被测阻抗,通常取RS> 10Zt。符号R1、
R2、L1、L2表示连接阻抗。虚线所示的电阻为50Ψ的匹配电阻。
根据等效电路图1,令:Z1= RS+ R1+ jωL1,Z2= RS+ R2+ jωL2,并假定测量系统阻抗为50Ψ(即RL= 50Ψ),且满足Zt< 0.1RS<< 50Ψ,从而可以得到:
因为:RL= 50Ψ,Z1、Z2>>Zt,RS>> R1+ jωL1,RS>> R2+ jωL2。
所以:
即:
这个等式是一个50Ψ测量装置的关系式。在这里忽略了Zt的影响,因此它只适用于搭接阻抗绝对值小于0.1RS的情况。另外,在测试终端开路时会出现一个最小衰减值,所以上述公式也只适用于测量值比这个衰减值大得多的情况。
三、 测试步骤
1) 将待测搭接条与测量装置用螺栓紧固好,并保证良好接地。
2) 接通矢量网络分析仪的电源,接上同轴电缆,选定通道,设置扫频范围。 3) 选择测量参数S21,在两同轴电缆的另一端接上直通连接器,开始校正网络分
析仪。
4) 校正完毕后(也即除去电缆的传输损耗),将网络分析仪端口Ⅰ的输出电缆和搭
接测试装置的输入端相连,将搭接测试装置的输出端和网络分析仪端口Ⅱ的输入电缆相连。
5) 此时,在网络分析仪显示屏上显示的是插入损耗值(V2dB- V1dB)。将测得的数
值存入磁盘中,以备数据处理时调用。
四、 数据处理
由于通过矢量网络分析仪测出的是装置的插入损耗值与频率的关系,所以需要进行数据转换处理。
1) 根据式(1),将测得的插入损耗值(即为20lg V2/ V1 )代入计算即可得到搭接
试件的阻抗值。
2) 如果装置中有50Ψ的匹配电阻存在,在用式(1)算出某一频率下的搭接阻抗值时,不要忘记加上6dB(= 20lg2)的修正值。
3) 测出的阻抗值要与装置中的RS值和搭接螺栓端开路时所得到的最小值衰减值
相比较,测出值必须小于0.1RS并且要比开路衰减最小值大得多。 4) 如果以上条件不能满足,就需要改变测试装置中的RS值了。 5) 图形如下：
五、 实验结果分析
搭接阻抗随频率变化，且影响搭接阻抗的因素主要是它的本身的形状，以及被搭接物体之间的电感和分布电容，以及一些环境因素的影响。