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雙線測量的簡單偏移消除技術(shù)


  來源: 安聚科電子科技(深圳)有限公司 時(shí)間:2024-01-11 作者:Michael S.Obrecht
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為了考慮低頻對實(shí)際電感值的修正,我們使用以下表達(dá)式從測量值中提取實(shí)際電感值:


從測量值中提取實(shí)際電感值的表達(dá)式考慮了因測試頻率低而產(chǎn)生的修正系數(shù)。表達(dá)式中使用的符號(hào)具有明顯的含義。表達(dá)式中的系數(shù) α 反映了這一修正系數(shù),它取決于元件類型、制造商技術(shù)以及制造商在數(shù)據(jù)表測量中使用的測試頻率。要同時(shí)求出系數(shù) α 和寄生電感偏移 Loffset,需要對6個(gè)不同尺寸的一定數(shù)量的元件的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析。

我們假設(shè)測得的電感值與實(shí)際(在高頻下測得)電感 值成正比,為了限制較大電感的較大公差對提取參數(shù)精度的影響,我們將測量限制在較小的電感。系數(shù)α和Loffset的值是通過對6種不同尺寸的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析得出的,如表2所示。為了提取較高測試頻率的實(shí)際電感值,我們使用方程(1)和線性回歸分析。

 

使用單線電感器提取電感偏移


更大尺寸的低值電感器(低于10nH)不可用,因此我們使用了自制的單線電感器。它們是由0.65毫米的銅線制成的。我們的能力非常有限,可以達(dá)到0.05毫米的長度精度。對于長度大于1 mm的電感器,即0402部件尺寸的等效電感器而言,該精度水平(低于5%)是可接受的。通過從使用HP4284A LCR測量儀測量的值中減去根據(jù)[4]計(jì)算的線性導(dǎo)線電感的理論值,我們提取了夾具的電感偏移。對于單線電感器的Loffset所獲得的值如表2中所示。

實(shí)驗(yàn)使用了各種組件,主要是來自Wurth Elektronik、TDK、Taiyo Yuden、Murata、Eaton和Abracon等制造商的多層芯片電感器。兩種方法提取的電感偏移在圖3中進(jìn)行了比較,對于尺寸為0402和0603的元件,它們相似。然而,對于尺寸0805,尤其是1008,這兩種方法之間的差異顯著增加。

提取的Loffset的顯著差異的一個(gè)可能原因是電感器焊盤的貢獻(xiàn),電感器墊對于較大的部件尺寸而言顯著更大,因此影響固定裝置的幾何形狀。對于較大的元件尺寸,提取的電感偏移的這種差異也可能歸因于具有這種尺寸的較小電感器不可用。隨著電感值的增加,元件公差也增加,特別是對于0805元件,其通常具有5%的公差,從而導(dǎo)致1NH的公差。對于1008個(gè)零部件,公差導(dǎo)致2 nH的典型公差。因此,當(dāng)使用回歸分析時(shí),元件值波動(dòng)的影響和缺乏較低電感值的元件可能導(dǎo)致過高估計(jì)的偏移電感。較大尺寸部件的偏移值的這種微小偏差對相對精度沒有顯著影響,因?yàn)檫@些部件通常具有高得多的電感值。



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