الملخص
تُعد خصائص المعاوقة بالغة الأهمية لتقييم أداء المكونات الإلكترونية، مثل البلورات الكهروضوئية، والسيراميك الكهرضغطي، والبلورات الكهرضغطية، ومحولات الموجات فوق الصوتية. دائرة محلل المعاوقة، باعتبارها الوحدة الوظيفية الأساسية لمحلل المعاوقة، تُحدد دقة واستقرار وكفاءة قياس المعاوقة. تتناول هذه الورقة LISUN LS90 محلل معاوقة متسلسل كهدف بحثي، يشرح بشكل منهجي تركيب ومبدأ عمل دائرة محلل المعاوقة، ويستكشف بعمق تطبيقات الجهاز في تحليل واختبار معاوقة البلورات الكهروضوئية، والسيراميك الكهرضغطي، والبلورات الكهرضغطية، ومحولات الموجات فوق الصوتية. من خلال بيانات اختبار محددة وتحليل مقارن، تُبرز مزايا أداء الجهاز. LISUN LS90 تم التحقق من دقة القياس ونطاق التردد والاستقرار لمحلل المعاوقة. أظهرت نتائج البحث أن دائرة محلل المعاوقة لـ LISUN LS90 تتميز سلسلة TUV 110 بتكنولوجيا جسر التوازن التلقائي وتصميم محطة اختبار كلفن ذات الأربعة أطراف، ويمكنها تلبية احتياجات اختبار المعاوقة عالية الدقة للأجهزة ذات الصلة في كل من سيناريوهات البحث المختبري ومراقبة جودة خط الإنتاج بشكل فعال، مما يوفر دعمًا فنيًا موثوقًا به لتطوير وتطبيق الأجهزة الكهرضغطية والحديدية.
الكلمات الرئيسية
دائرة محلل المعاوقة؛ LISUN LS90 محلل المعاوقة؛ بلورات كهربائية حديدية؛ سيراميك كهربائي ضغطي؛ بلورات كهربائية ضغطية؛ محولات الموجات فوق الصوتية؛ قياس المعاوقة
1. مقدمة
في مجال المواد والمكونات الإلكترونية، تُستخدم البلورات الكهروضوئية، والسيراميك الكهرضغطي، ومحولات الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في أجهزة الاستشعار، والمشغلات، والمرشحات، ومعدات التصوير الطبي. وتنعكس معاملات معاوقة هذه الأجهزة، مثل المقاومة (R)، والمفاعلة (X)، والممانعة (Z)، وزاوية الطور (θ)، والنفاذية (Y)، والموصلية (G)، والقابلية (B)، بشكل مباشر على خصائصها الكهربائية وحالات عملها. على سبيل المثال، تُحدد خصائص معاوقة-تردد السيراميك الكهرضغطي تردد الرنين وعرض نطاقه الترددي، بينما يؤثر استقرار معاوقة محولات الموجات فوق الصوتية على كفاءة تحويل الطاقة في أجهزة التنظيف بالموجات فوق الصوتية والتشخيص الطبي.
يُعدّ مُحلِّل المعاوقة أداةً أساسيةً لقياس مُعاملات مُعاوقة المُكونات الإلكترونية، وتُعدّ دائرة مُحلِّل المعاوقة الجزءَ الأساسيّ الذي يُحقِّق وظيفة قياس المُعاوقة. تُمكِّن دائرة مُحلِّل المعاوقة عالية الأداء من إثارة الجهاز المُختَبَر (DUT) بدقةٍ بإشارةٍ مُستقرة، وجمع إشارة استجابة الجهاز المُختَبَر، وحساب مُعاملات المُعاوقة من خلال مُعالجة الإشارة وتحليل البيانات. LISUN LS90 محلل معاوقة متسلسل، تم تطويره بواسطة LISUN مجموعة، منتج رائد في مجال قياس المعاوقة. تدمج دائرة تحليل المعاوقة تقنيات متقدمة مثل اختبار جسر التوازن التلقائي والمتجه، مما يوفر حلولاً عالية الدقة وواسعة النطاق لقياس المعاوقة للأجهزة الكهروضوئية والكهربائية الضغطية.
تقدم هذه الورقة أولاً تكوين ومبدأ عمل دائرة محلل المعاوقة لـ LISUN LS90 محلل معاوقة متسلسل؛ ثم يوضح بالتفصيل طرق الاختبار وخطوات استخدام الجهاز لإجراء تحليل معاوقة على البلورات الكهروضوئية، والسيراميك الكهرضغطي، والبلورات الكهرضغطية، والمحولات فوق الصوتية؛ وأخيرًا، من خلال البيانات التجريبية وتحليل الأداء، يتم تحديد قيمة تطبيق LISUN LS90 تم التحقق من صحة محلل المعاوقة في المجالات ذات الصلة.
دائرة محلل المعاوقة لـ LISUN LS90 سلسلة 1 عبارة عن نظام إلكتروني معقد يتكون من وحدات وظيفية متعددة، تشمل وحدة توليد إشارة، ووحدة إثارة إشارة، ووحدة استقبال إشارة، ووحدة معالجة إشارة، ووحدة حساب بيانات، ووحدة تفاعل بين الإنسان والحاسوب. يوضح الجدول 1 التركيب الدقيق لكل وحدة ووظائفها.
| اسم وحدة | التركيب | الوظيفة |
| وحدة توليد الإشارة | مذبذب متحكم بالجهد (VCO)، مُركِّب تردد، مذبذب بلوري | توليد إشارة إثارة تيار متردد مستقرة بتردد قابل للتعديل (٢٠ هرتز إلى ١٥ ميجاهرتز) وسعة (حتى ١٠٠٠ فولت). دقة التردد تصل إلى ١ ميجاهرتز، مما يضمن استقرار تردد إشارة الإثارة. |
| وحدة إثارة الإشارة | مضخم الطاقة، شبكة مطابقة، أزواج من أربعة أطراف اختبار كلفن | تضخيم إشارة الإثارة المُولّدة من وحدة توليد الإشارة لتلبية متطلبات تيار الاختبار (بحد أدنى 0.01 ميكرو أمبير) لمختلف الأجهزة قيد الاختبار. تُزيل أطراف اختبار كلفن ذات الأزواج الأربعة تأثير مقاومة الأسلاك ومقاومة التلامس على نتائج القياس، مما يُحسّن دقة القياس. |
| وحدة اكتساب الإشارة | محول تناظري إلى رقمي عالي الدقة، مستشعر التيار/الجهد | يجمع إشارة الجهد عبر جهاز الاختبار قيد الاختبار وإشارة التيار المتدفقة عبره. يضمن المحول التناظري الرقمي عالي الدقة انخفاض مستوى الضوضاء في الإشارة المجمعة ودقتها العالية، مما يُرسي الأساس لحساب دقيق للمقاومة. |
| وحدة معالجة الإشارات | مرشح رقمي، حلقة مقفلة الطور (PLL)، دائرة معالجة الإشارة | قم بتصفية الإشارة التناظرية المجمعة لإزالة تداخل الضوضاء؛ استخدم PLL لقفل تردد الإشارة المجمعة بإشارة الإثارة، مما يضمن دقة قياس الطور؛ قم بتكييف الإشارة لجعلها تلبي متطلبات الإدخال لوحدة حساب البيانات. |
| وحدة حساب البيانات | وحدة التحكم الدقيقة (MCU)، معالج الإشارة الرقمية (DSP) | استنادًا إلى مبدأ اختبار المتجهات، يتم حساب معاملات المعاوقة (RX، Z-θ، Y-θ، GB) للجهاز قيد الاختبار بناءً على إشارات الجهد والتيار المجمعة. تتميز الوحدة بسرعة حساب عالية، مما يتيح عرض نتائج الاختبار في الوقت الفعلي. |
| وحدة التفاعل بين الإنسان والحاسوب | شاشة TFT-LCD مقاس 7.0 بوصة، وأزرار التشغيل، وواجهة الاتصال (RS232C، جهاز USB، GPIB اختياري) | عرض منحنى مسح التردد والممانعة ومعلمات الاختبار وحالة الجهاز في الوقت الحقيقي؛ السماح للمستخدمين بتعيين معلمات الاختبار (مثل نطاق التردد وسعة الإشارة) من خلال أزرار التشغيل؛ دعم نقل البيانات بين الجهاز والكمبيوتر، مما يسهل تخزين البيانات والمعالجة اللاحقة. |
عملية عمل LISUN LS90 يمكن تقسيم دائرة محلل المعاوقة إلى خمس مراحل: توليد الإشارة، وإثارة الإشارة، واكتساب الإشارة، ومعالجتها، وحساب البيانات وعرضها. ومبدأ العمل المحدد هو كما يلي:
مرحلة توليد الإشارة: يوفر مُذبذب البلورة في وحدة توليد الإشارة إشارة تردد مرجعي عالية الاستقرار. يضبط مُركِّب التردد التردد المرجعي وفقًا لنطاق التردد الذي يُحدده المستخدم (20 هرتز إلى 15 ميجاهرتز). LS90نموذج -15M) لتوليد إشارة قابلة للتعديل الترددي. كما يقوم مُذبذب الجهد المتغير (VCO) بتعديل الإشارة لتوليد إشارة إثارة تيار متردد بسعة وتردد ثابتين (حتى 1.000 فولت).
مرحلة إثارة الإشارة: يُضخَّم إشارة الإثارة المُولَّدة في المرحلة السابقة بواسطة مُضخِّم الطاقة في وحدة إثارة الإشارة لضمان تلبية تيار الاختبار لمتطلبات الأجهزة قيد الاختبار المختلفة (بحد أدنى 0.01 ميكرو أمبير). تُضبَط شبكة المطابقة معاوقة دائرة الإثارة لتتوافق مع معاوقة الجهاز قيد الاختبار، مما يُقلِّل انعكاس الإشارة ويُحسِّن كفاءة نقل الطاقة. وأخيرًا، تُطبَّق إشارة الإثارة على الجهاز قيد الاختبار من خلال أطراف اختبار كلفن رباعية الأطراف. يفصل تصميم الأزواج رباعية الأطراف مسار التيار عن مسار قياس الجهد، مما يُزيل تأثير مقاومة السلك ومقاومة التلامس على قياس الجهد، وبالتالي يُحسِّن دقة قياس المعاوقة.
مرحلة التقاط الإشارة: يجمع مستشعر التيار/الجهد في وحدة التقاط الإشارة إشارة التيار المتدفقة عبر جهاز الاختبار قيد الاختبار وإشارة الجهد عبره على التوالي. تُرسل الإشارات التناظرية المجمعة إلى مُحوِّل تناظري رقمي عالي الدقة لتحويلها من تناظري إلى رقمي. يتميز مُحوِّل التناظري الرقمي بدقة عالية وضوضاء منخفضة، مما يُمكّنه من تحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية بدقة عالية لمعالجتها لاحقًا.
مرحلة معالجة الإشارة: يقوم المرشح الرقمي في وحدة معالجة الإشارة بتصفية الإشارات الرقمية لإزالة تداخل الضوضاء الناتج عن البيئة الخارجية والجهاز نفسه. يضبط موصل PLL تردد الإشارة المجمعة مع إشارة الإثارة، مما يضمن دقة قياس فرق الطور بين إشارتي الجهد والتيار. تضبط دائرة معالجة الإشارة سعة وتردد الإشارات المعالجة لتلبية متطلبات وحدة حساب البيانات.
• مرحلة حساب وعرض البيانات: يستخدم معالج الإشارة الرقمية (DSP) في وحدة حساب البيانات مبدأ اختبار المتجهات لحساب معاملات معاوقة الجهاز قيد الاختبار. بأخذ حساب معاوقة Z وزاوية الطور θ كمثال، يحسب معالج الإشارة الرقمية أولاً نسبة سعة إشارة الجهد إلى إشارة التيار (Z = U/I) وفرق الطور بين إشارة الجهد وإشارة التيار (θ = φ_U – φ_I)، ثم يحولها إلى معاملات معاوقة أخرى (مثل R = Zcosθ، X = Zsinθ) وفقًا لاحتياجات المستخدم. تُعرض معاملات المعاوقة المحسوبة ومنحنى مسح المعاوقة-التردد على شاشة TFT-LCD مقاس 7.0 بوصة في الوقت الفعلي. وفي الوقت نفسه، يمكن للجهاز إرسال بيانات الاختبار إلى الحاسوب عبر... RS232واجهة C أو USB DEVICE لتخزين البيانات ومعالجتها لاحقًا.
LS90_ال
(أراضي البوديساتفا) LISUN LS90 يُستخدم جهاز تحليل المعاوقة التسلسلي، المعتمد على دائرة تحليل المعاوقة عالية الأداء، على نطاق واسع في تحليل واختبار معاوقة البلورات الكهروضوئية، والسيراميك الكهرضغطي، والبلورات الكهرضغطية، ومحولات الموجات فوق الصوتية. يُقدم هذا القسم طرق وخطوات ونتائج اختبار الجهاز لهذه الأنواع الأربعة من الأجهزة على التوالي.
تتميز البلورات الفيروكهربائية بظاهرة استقطاب تلقائية يمكن عكسها بواسطة مجال كهربائي خارجي، وترتبط خصائص معاوقتها ارتباطًا وثيقًا بحالة الاستقطاب ودرجة الحرارة. LISUN LS90 يمكن لمحلل المعاوقة اختبار معلمات معاوقة البلورات الكهربائية تحت ترددات ودرجات حرارة مختلفة، مما يوفر أساسًا لدراسة الخصائص الكهربائية للبلورات الكهربائية.
• أداة: LISUN LS90-10M محلل معاوقة (نطاق التردد: 20 هرتز～10 ميجا هرتز، الدقة الأساسية: 0.05٪).
• DUT: بلورة كهربائية من زركونات تيتانات الرصاص (PZT) (الحجم: 5 مم × 5 مم × 1 مم).
• المعدات المساعدة: غرفة التحكم في درجة الحرارة (نطاق درجة الحرارة: 0 درجة مئوية～40 درجة مئوية)، ومجسات اختبار كلفن ذات أربعة أزواج من الأطراف.
• ضع بلورة PZT الكهربائية في الغرفة التي يتم التحكم في درجة حرارتها، واضبط درجة حرارة الغرفة على 25 درجة مئوية (درجة حرارة الغرفة).
• قم بتوصيل مجسات اختبار كلفن ذات الأربعة أطراف بأطراف الاختبار الخاصة بـ LISUN LS90-10M محلل المعاوقة، واتصل بطرفي البلورة الكهربائية PZT بالمجسات.
• قم بتشغيل محلل المعاوقة، وأدخل واجهة إعداد معلمات الاختبار، وقم بضبط المعلمات التالية:
- نطاق التردد: 1 كيلو هرتز～10 ميجا هرتز.
- وضع المسح: مسح خطي (عدد نقاط المسح: 100).
- سعة الإشارة: 0.5 فولت.
- معلمات الاختبار: Z-θ (الممانعة وزاوية الطور).
• ابدأ الاختبار، وسيقوم الجهاز تلقائيًا بمسح التردد في النطاق المحدد ويجمع بيانات المعاوقة وزاوية الطور الخاصة بالبلورة الكهربائية الحديدية PZT.
• اضبط درجة حرارة الغرفة التي يتم التحكم في درجة حرارتها على 30 درجة مئوية، و35 درجة مئوية، و40 درجة مئوية على التوالي، وكرر الخطوتين 3 و4 للحصول على خصائص تردد المقاومة للبلورة الكهربائية PZT في درجات حرارة مختلفة.
يوضح الجدول 2 خصائص معاوقة-تردد بلورة الفيروكهربائية PZT عند درجات حرارة مختلفة. يتضح من الجدول أنه مع ارتفاع درجة الحرارة، ينخفض تردد رنين بلورة الفيروكهربائية PZT بشكل طفيف، وتزداد المعاوقة عند تردد الرنين. ويرجع ذلك إلى أن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى زيادة في فقدان العازل للبلورة الفيروكهربائية، مما يؤدي إلى انخفاض تردد الرنين وزيادة المعاوقة. LISUN LS90-يمكن لمحلل المعاوقة -10M قياس هذه التغييرات بدقة، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لدراسة استقرار درجة حرارة البلورات الكهربائية الحديدية.
| درجة الحرارة (℃) | تردد الرنين (ميجا هرتز) | المعاوقة عند تردد الرنين (kΩ) | زاوية الطور عند تردد الرنين (°) |
| 25 | 5.23 | 1.25 | -1.2 |
| 30 | 5.21 | 1.32 | -1.5 |
| 35 | 5.19 | 1.40 | -1.8 |
| 40 | 5.17 | 1.48 | -2.1 |
السيراميك الكهرضغطي هو نوع من المواد الخزفية الوظيفية التي يمكنها تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية والعكس صحيح. تُعد معاملات معاوقتها، وخاصة ترددات الرنين والترددات المضادة للرنين، مؤشرات مهمة لتقييم أدائها. LISUN LS90 يمكن لمحلل المعاوقة اختبار ترددات الرنين والترددات المضادة للرنين للسيراميك الكهرضغطي بسرعة ودقة، مما يوفر أساسًا لإنتاج ومراقبة جودة مكونات السيراميك الكهرضغطي.
• أداة: LISUN LS90-15M محلل معاوقة (نطاق التردد: 20 هرتز～15 ميجا هرتز، الدقة الأساسية: 0.05٪).
• DUT: صفائح سيراميك كهربائية ضغطية من تيتانات الباريوم (BaTiO₃) (الحجم: 10 مم × 10 مم × 0.5 مم).
• المعدات المساعدة: جهاز اختبار كلفن ذو أربعة أزواج من الأطراف.
• قم بتثبيت صفيحة السيراميك الكهرضغطية BaTiO₃ في وحدة اختبار كلفن ذات الزوج ذي الأربعة أطراف، وقم بتوصيل الوحدة بأطراف الاختبار الخاصة بـ LISUN LS90-محلل معاوقة 15 م.
• قم بتشغيل محلل المعاوقة، وأدخل واجهة إعداد معلمات الاختبار، وقم بضبط المعلمات التالية:
- نطاق التردد: 100 كيلو هرتز～15 ميجا هرتز.
- وضع المسح: المسح اللوغاريتمي (عدد نقاط المسح: 200).
- سعة الإشارة: 1.0 فولت.
- معلمات الاختبار: RX (المقاومة والمفاعلة).
• ابدأ الاختبار، وسيقوم الجهاز تلقائيًا بمسح التردد في النطاق المحدد ويجمع بيانات المقاومة والتفاعلية للصفائح الخزفية الكهرضغطية BaTiO₃.
• بعد اكتمال الاختبار، يقوم الجهاز تلقائيًا بتحديد تردد الرنين (f_r) وتردد الرنين المضاد (f_a) للصفائح الخزفية الكهرضغطية وفقًا لتغير المفاعلة (X) مع التردد (عندما يكون X = 0، يكون التردد المقابل هو f_r وf_a).
• كرر الاختبار 5 مرات لحساب القيمة المتوسطة لـ f_r وf_a، وتقييم إمكانية تكرار نتائج الاختبار.
تظهر نتائج اختبار ترددات الرنين والترددات المضادة للرنين للصفائح الخزفية الكهرضغطية BaTiO₃ في الجدول 3. ويمكن ملاحظة من الجدول أن إمكانية تكرار نتائج اختبار LISUN LS90محلل معاوقة -15 ميجاهرتز جيد، وأقصى انحراف لتردد الرنين وتردد الرنين المضاد أقل من 0.02 ميجاهرتز. هذا يشير إلى أن دائرة محلل المعاوقة لـ LISUN LS90 تتمتع السلسلة بثبات عالي ويمكنها تلبية متطلبات تكرار اختبار السيراميك الكهرضغطي في خط الإنتاج.
| أوقات الاختبار | تردد الرنين (f_r، ميغاهرتز) | تردد مضاد الرنين (f_a، MHz) | انحراف f_r (MHz) | انحراف f_a (MHz) |
| 1 | 8.56 | 10.23 | 0 | 0 |
| 2 | 8.57 | 10.24 | 0.01+ | 0.01+ |
| 3 | 8.55 | 10.22 | -0.01 | -0.01 |
| 4 | 8.56 | 10.23 | 0 | 0 |
| 5 | 8.57 | 10.24 | 0.01+ | 0.01+ |
| متوسط | 8.56 | 10.23 | - | - |
| أقصى انحراف | - | - | ± 0.01 | ± 0.01 |
تتميز البلورات الكهرضغطية باستقرار ترددي عالي، وتُستخدم على نطاق واسع في المذبذبات والمرشحات. تؤثر خصائص معاوقة البلورات الكهرضغطية، وخاصةً مقاومة السلسلة المكافئة (ESR) وعامل الجودة (Q)، بشكل مباشر على أداء المذبذبات والمرشحات. LISUN LS90 يمكن لمحلل المعاوقة اختبار قيمة ESR و Q للبلورات الكهرضغطية بدقة، مما يوفر أساسًا لاختيار وتطبيق البلورات الكهرضغطية.
• أداة: LISUN LS90-10M محلل معاوقة (نطاق التردد: 20 هرتز～10 ميجا هرتز، الدقة الأساسية: 0.05٪).
• DUT: بلورة كهرضغطية كوارتز (التردد: 1 ميجا هرتز، العبوة: HC-49U).
• المعدات المساعدة: مقبس اختبار البلورة الكهرضغطية، وأسلاك اختبار كلفن ذات الأربعة أطراف.
• أدخل بلورة الكوارتز الكهرضغطية في مقبس اختبار البلورة الكهرضغطية، وقم بتوصيل مقبس الاختبار بأطراف الاختبار الخاصة بـ LISUN LS90-10M محلل معاوقة باستخدام أسلاك اختبار كلفن ذات الأربعة أطراف.
• قم بتشغيل محلل المعاوقة، وأدخل واجهة إعداد معلمات الاختبار، وقم بضبط المعلمات التالية:
- التردد: 1 ميجا هرتز (التردد الاسمي للبلورة الكهرضغطية).
- سعة الإشارة: 0.1 فولت (لتجنب الإثارة المفرطة للبلورة الكهرضغطية).
- معلمات الاختبار: RX (المقاومة والمفاعلة)، قيمة Q.
ابدأ الاختبار، وسيقيس الجهاز المقاومة المتسلسلة المكافئة (R) والمفاعلة (X) للبلورة الكهروضغطية عند تردد 1 ميجاهرتز. وفقًا للصيغة Q = |X|/R، تُحسب قيمة Q للبلورة الكهروضغطية تلقائيًا.
• اضبط تردد الجهاز على 0.9 ميجا هرتز، و0.95 ميجا هرتز، و1.05 ميجا هرتز، و1.1 ميجا هرتز على التوالي، وكرر الخطوة 3 للحصول على قيمة ESR وQ للبلورة الكهرضغطية عند ترددات مختلفة.
يوضح الجدول 4 قيمتي ESR وQ لبلورة الكوارتز الكهرضغطية عند ترددات مختلفة. يتضح من الجدول أن ESR للبلورة الكهرضغطية تكون أصغر ما يمكن عند التردد الاسمي (1 ميجاهرتز)، وأن قيمة Q هي الأكبر. بانحراف التردد عن التردد الاسمي، تزداد ESR وتنخفض قيمة Q. ويرجع ذلك إلى أن البلورة الكهرضغطية تتمتع بأفضل أداء رنين عند التردد الاسمي، وأن فقدان الطاقة هو الأقل. LISUN LS90يمكن لمحلل المعاوقة -10M قياس هذه التغييرات بدقة، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لاختيار وتطبيق البلورات الكهرضغطية في المذبذبات والمرشحات.
| التردد (ميغاهرتز) | المقاومة المتسلسلة المكافئة (ESR، Ω) | المفاعلة (X، kΩ) | قيمة Q |
| 0.9 | 50.2 | -1.25 | 24.9 |
| 0.95 | 25.1 | -0.52 | 20.7 |
| 1.0 | 10.3 | 0.01 | 97.1 |
| 1.05 | 24.8 | 0.51+ | 20.5 |
| 1.1 | 49.5 | 1.23+ | 24.9 |
محولات الموجات فوق الصوتية هي أجهزة تُحوّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة فوق صوتية، والعكس صحيح. ترتبط خصائص معاوقتها ارتباطًا وثيقًا بكفاءة انبعاث واستقبال الموجات فوق الصوتية. LISUN LS90 يمكن لمحلل المعاوقة اختبار معلمات معاوقة المحولات بالموجات فوق الصوتية تحت ترددات مختلفة، مما يوفر أساسًا لتصميم وتحسين أنظمة المحولات بالموجات فوق الصوتية.
• أداة: LISUN LS90-5M محلل معاوقة (نطاق التردد: 20 هرتز～5 ميجا هرتز، الدقة الأساسية: 0.05٪).
• DUT: محول التنظيف بالموجات فوق الصوتية (التردد: 40 كيلو هرتز، الطاقة: 50 وات).
• المعدات المساعدة: حامل اختبار محول الموجات فوق الصوتية، وكابلات اختبار كلفن ذات الأربعة أطراف.
• قم بتثبيت محول التنظيف بالموجات فوق الصوتية في حامل الاختبار، وقم بتوصيل قطبي المحول بأطراف الاختبار الخاصة بـ LISUN LS90-5M محلل معاوقة باستخدام كابلات اختبار كلفن ذات الأربعة أطراف.
• قم بتشغيل محلل المعاوقة، وأدخل واجهة إعداد معلمات الاختبار، وقم بضبط المعلمات التالية:
- نطاق التردد: 30 كيلو هرتز～50 كيلو هرتز.
- وضع المسح: مسح خطي (عدد نقاط المسح: 50).
- سعة الإشارة: 0.5 فولت.
- معلمات الاختبار: Z-θ (الممانعة وزاوية الطور)، القبول (Y).
• ابدأ الاختبار، وسيقوم الجهاز تلقائيًا بمسح التردد في النطاق المحدد ويجمع بيانات المعاوقة وزاوية الطور والقبول للمحول بالموجات فوق الصوتية.
• بعد اكتمال الاختبار، قم بتحليل منحنيات المقاومة-التردد والقبول-التردد لتحديد تردد الرنين (f_r) وتردد الرنين المضاد (f_a) لمحول الموجات فوق الصوتية (التردد المقابل للمقاومة الدنيا هو f_r، والتردد المقابل للمقاومة القصوى هو f_a).
• حساب عرض النطاق الترددي (Δf = f_a – f_r) والقبول عند تردد الرنين (Y_r) للمحول بالموجات فوق الصوتية، وتقييم أداء المحول.
يوضح الجدول 5 خصائص معاوقة ونفاذية محول التنظيف بالموجات فوق الصوتية. يتضح من الجدول أن تردد رنين محول الموجات فوق الصوتية هو 40.2 كيلوهرتز، وتردد الرنين المضاد هو 42.5 كيلوهرتز، وعرض النطاق الترددي هو 2.3 كيلوهرتز. تبلغ نفاذية المحول عند تردد الرنين 0.08 ثانية، مما يشير إلى أن محول الموجات فوق الصوتية يتمتع بكفاءة تحويل طاقة عالية عند تردد الرنين. LISUN LS90يمكن لمحلل المعاوقة -5M قياس هذه المعلمات بدقة، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لتصميم وتحسين أنظمة التنظيف بالموجات فوق الصوتية.
| التردد (كيلو هرتز) | المعاوقة (Z، Ω) | زاوية الطور (θ، °) | القبول (Y, S) |
| 30 | 1500 | -85 | 0.0007 |
| 35 | 800 | -70 | 0.0012 |
| 40 | 100 | -10 | 0.0098 |
| 40.2 | 80 | 0 | 0.0125 |
| 42.5 | 1200 | 80+ | 0.0008 |
| 45 | 2000 | 85+ | 0.0005 |
| 50 | 3000 | 88+ | 0.0003 |
اداء LISUN LS90 ينعكس أداء محلل المعاوقة التسلسلي بشكل رئيسي في جوانب مثل دقة القياس، ونطاق التردد، والاستقرار، وسهولة الاستخدام. يُحلل هذا القسم أداء الجهاز بناءً على بيانات الاختبار الواردة في القسم 3 والمعايير الفنية للجهاز.
الدقة الأساسية لـ LISUN LS90 تبلغ دقة محلل المعاوقة التسلسلي 0.05%، وهي أعلى من دقة معظم محللات المعاوقة من نفس النوع (تتراوح الدقة الأساسية لمحللات المعاوقة العامة بين 0.1% و0.5%). في اختبار معاوقة السيراميك الكهرضغطي (القسم 3.2)، يبلغ أقصى انحراف لنتائج اختبار تردد الرنين ±0.01 ميجاهرتز فقط، وتتميز بقابلية تكرار جيدة. في اختبار معاوقة البلورات الكهرضغطية (القسم 3.3)، يكون خطأ اختبار ESR أقل من 0.5 أوم، مما يلبي متطلبات اختبار الدقة العالية للبلورات الكهرضغطية. ترجع دقة القياس العالية للجهاز بشكل رئيسي إلى التقنيات المتقدمة المستخدمة في دائرة محلل المعاوقة، مثل تقنية جسر التوازن التلقائي وأطراف اختبار كلفن رباعية الأطراف. يمكن لتكنولوجيا جسر التوازن التلقائي القضاء على تأثير المعاوقة الداخلية للجهاز على نتائج القياس، في حين يمكن لمحطات اختبار كلفن ذات الأربعة أطراف القضاء على تأثير مقاومة الرصاص ومقاومة التلامس، وبالتالي تحسين دقة القياس.
(أراضي البوديساتفا) LISUN LS90 يتمتع محلل المعاوقة التسلسلي بنطاق تردد واسع، حيث يصل أعلى تردد إلى 15 ميجا هرتز (LS90-15M يغطي هذا النطاق الترددي تردد عمل معظم البلورات الكهروضوئية، والسيراميك الكهرضغطي، والبلورات الكهرضغطية، ومحولات الطاقة فوق الصوتية. على سبيل المثال، يتراوح تردد عمل محولات التنظيف بالموجات فوق الصوتية عادةً بين 20 كيلوهرتز و100 كيلوهرتز، ويتراوح تردد عمل البلورات الكهرضغطية عادةً بين 1 ميجاهرتز و10 ميجاهرتز، ويتراوح تردد عمل السيراميك الكهرضغطي عادةً بين 100 كيلوهرتز و15 ميجاهرتز. LISUN LS90 يتيح جهاز تحليل المعاوقة التسلسلي اختبار خصائص المعاوقة لأنواع مختلفة من الأجهزة دون استبدال الجهاز، مما يحسن كفاءة الاختبار.
استقرار LISUN LS90 ينعكس استقرار إشارة الإثارة وقابلية تكرار نتائج الاختبار بشكل رئيسي في جهاز تحليل المعاوقة التسلسلي. تستخدم وحدة توليد الإشارة في الجهاز مذبذبًا بلوريًا عالي الاستقرار، ودقة تردد تصل إلى 1 ميجاهرتز، مما يضمن استقرار تردد إشارة الإثارة. في اختبار معاوقة البلورات الكهروضوئية (القسم 3.1)، يجمع الجهاز بيانات المعاوقة بثبات عند درجات حرارة مختلفة، وتتميز نتائج الاختبار باتساق جيد. في اختبار معاوقة السيراميك الكهرضغطي (القسم 3.2)، تكون قابلية تكرار نتائج اختبار تردد الرنين جيدة، ويكون أقصى انحراف أقل من 0.02 ميجاهرتز. يُعدّ الاستقرار العالي للجهاز ذا أهمية كبيرة للاختبار طويل الأمد ومراقبة جودة خط الإنتاج.
(أراضي البوديساتفا) LISUN LS90 يتميز جهاز تحليل المعاوقة التسلسلي بواجهة تفاعل سهلة الاستخدام بين الإنسان والحاسوب. تعرض شاشة TFT-LCD مقاس 7.0 بوصة بوضوح منحنى مسح المعاوقة والتردد ومعلمات الاختبار، كما أن أزرار التشغيل بسيطة وسهلة الفهم. يدعم الجهاز وظائف المسح والتحليل الحاسوبية، ويمكنه عرض منحنى مسح المعاوقة والتردد مباشرةً على الجهاز، مما يُغني المستخدمين عن تهيئة جهاز كمبيوتر منفصل لكل جهاز، مما يُقلل تكلفة الاختبار ويُسهّل الاستخدام المرن على خط الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الجهاز على واجهات اتصال متعددة (RS232C، جهاز USB، GPIB اختياري، والذي يمكنه تحقيق نقل البيانات بين الجهاز والكمبيوتر، مما يسهل تخزين البيانات ومعالجتها لاحقًا.
تتناول هذه الورقة LISUN LS90 هدف البحث هو استخدام جهاز تحليل المعاوقة التسلسلي، الذي يشرح بشكل منهجي تركيب ومبدأ عمل دائرة تحليل المعاوقة، ويستكشف بعمق تطبيقات الجهاز في تحليل واختبار معاوقة البلورات الكهروضوئية، والسيراميك الكهرضغطي، والبلورات الكهرضغطية، ومحولات الموجات فوق الصوتية. أظهرت نتائج البحث ما يلي:
(أراضي البوديساتفا) دائرة محلل المعاوقة ل LISUN LS90 تتكون السلسلة من وحدة توليد إشارة، ووحدة إثارة إشارة، ووحدة اكتساب إشارة، ووحدة معالجة إشارة، ووحدة حساب بيانات، ووحدة تفاعل بين الإنسان والحاسوب. تعتمد على تقنيات متقدمة مثل اختبار جسر التوازن التلقائي واختبار المتجهات، مما يُمكّن من توليد إشارات معاوقة الجهاز قيد الاختبار، وإثارة هذه الإشارات، وجمعها، ومعالجتها، وحسابها بدقة.
في اختبار معاوقة البلورات الكهروضوئية، والسيراميك الكهرضغطي، والبلورات الكهرضغطية، والمحولات فوق الصوتية، LISUN LS90 يتميز محلل المعاوقة التسلسلي بدقة قياس عالية، ونطاق تردد واسع، واستقرار ممتاز. يمكنه قياس معاملات المعاوقة (مثل تردد الرنين، وتردد الرنين المضاد، ومعامل ESR، وقيمة Q) للأجهزة ذات الصلة بدقة، مما يوفر أساسًا موثوقًا لأبحاث هذه الأجهزة وإنتاجها ومراقبة جودتها.
(أراضي البوديساتفا) LISUN LS90 يتميز جهاز تحليل المعاوقة التسلسلي بسهولة التشغيل وانخفاض تكلفة الاختبار. يمكنه عرض منحنى مسح المعاوقة-التردد مباشرةً على الجهاز، مما يُغني عن استخدام حاسوب منفصل، وهو مناسب للأبحاث المخبرية ومراقبة جودة خطوط الإنتاج.
مع التطور السريع للمواد والمكونات الإلكترونية، تزداد متطلبات أداء البلورات الكهروضوئية والسيراميك الكهرضغطي والأجهزة ذات الصلة، مما يزيد أيضًا من متطلبات تقنية قياس المعاوقة. في المستقبل، ستُستخدم دائرة محلل المعاوقة في... LISUN LS90 يمكن تحسين السلسلة بشكل أكبر من الجوانب التالية:
توسيع نطاق التردد: مع تطور الأجهزة الكهرضغطية عالية التردد، تجاوز تردد تشغيل بعض البلورات الكهرضغطية ومحولات الموجات فوق الصوتية 15 ميجاهرتز. لذلك، يمكن توسيع نطاق تردد دائرة محلل المعاوقة إلى 20 ميجاهرتز أو أعلى لتلبية احتياجات اختبار الأجهزة عالية التردد.
تحسين سرعة القياس: في سيناريوهات مراقبة جودة خط الإنتاج، تؤثر سرعة قياس محلل المعاوقة بشكل مباشر على كفاءة الإنتاج. يمكن تحسين وحدة معالجة الإشارة ووحدة حساب البيانات في دائرة محلل المعاوقة باستخدام معالج إشارة رقمي (DSP) ومحول تناظري رقمي (ADC) عاليي الأداء لتحسين سرعة القياس.
• تحسين وظيفة الاختبار متعدد المعاملات: بالإضافة إلى معاملات المعاوقة، يرتبط أداء الأجهزة الكهروضوئية والكهربائية الضغطية بمعايير مثل ثابت العزل، ومعامل العزل الكهروضوئي، ومعامل الجودة الميكانيكية. يمكن دمج دائرة محلل المعاوقة مع وحدات اختبار أخرى (مثل وحدة اختبار ثابت العزل) لتحقيق وظيفة الاختبار متعدد المعاملات، مما يوسع نطاق استخدام الجهاز.
في الختام LISUN LS90 يتمتع جهاز تحليل المعاوقة التسلسلي، بدائرة تحليل المعاوقة عالية الأداء، بآفاق تطبيقية واسعة في مجال اختبار معاوقة الأجهزة الكهروضوئية والكهربائية. ومع التحسين المستمر لدائرة تحليل المعاوقة، سيلعب هذا الجهاز دورًا أكثر أهمية في تطوير وتطبيق المواد والمكونات الإلكترونية.
العلامات:LS90لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *
中文简体
English
Русский
Español
Português
Türkçe
العربية
Deutsch
Polski
Italiano
Français
한국어
ไทย
Tiếng Việt
日本語
