数字电桥的产品中多年元件测试的成熟经验，运用了本领域的最新测试技术。数字电桥可提供稳定的6位测试分辨率，50Hz-200kHz的频率范围、0.01V-2.0V可编程信号电平、30次/秒的测量速度、9级精细量程、恒定的30Ω或100Ω源内阻。

数字电桥(简称 介绍)

数字电桥原理(历史 原理)

性能特点(分类 广泛的测量对象)

使用方法

数字电桥

简称

电桥，又称：RXLCR直流电桥，英文名称：Digital Bridge。

介绍

RXLCRLCR数字电桥可提供稳定的6位测试分辨率，50Hz-200kHz的频率范围、0.01V-2.0V可编程信号电平、高达30次/秒的测量速度、9级精细量程、恒定的30Ω或100Ω源内阻及灵活人性的操作方式, 可满足生产线质量保证、进货检验及实验室。

高精确度测量要求。该产品提供的HANDLER、GPIB及RS232C接口为仪器使用于元件自动分选系统、与计算机通讯及测试过程纪录创造了良好的条件。

数字电桥原理

历史

数字电桥(卷名：电工)

digital bridge

采用数字技术测量阻抗参数的电桥。数字技术是将传统的模拟量转换为数字量，再进行数字运算、传递和处理等。

1972年，国际上首次出现带微处理器的数字电容电桥，它将模拟电路、数字电路与计算机技术结合在一起，为阻抗测量仪器开辟了一条新路。

原理

数字电桥的测量对象为阻抗元件的参数，包括交流电阻R、电感L及其品质因数Q，电容C及其损耗因数D。因此，又常称数字电桥为数字式LCR测量仪。其测量用频率自工频到约100千赫。基本测量误差为0.02%，一般均在0.1%左右。

数字电桥原理如图所示。图中Zx为被测阻抗，Rs为标准电阻器。切换开关K可分别测出两者的电压Ux与Us，于是有下式：

此式为一相量关系式。如使用相敏检波器(PSD)分别测出Ux和Us对应于某一参考相量的同相量分量和正交分量，然后经模数转换(A/D)器将其转化为数字量，再由计算机进行复数运算，即可得到组成被测阻抗Zx的电阻值与电抗值。

从图中的线路及工作原理可见，数字电桥只是继承了电桥传统的称呼。实际上它已失去传统经典交流电桥的组成形式，而是在更高的水平上回到以欧姆定律为基础的测量阻抗的电流表、电压表的线路和原理中。

数字电桥可用于计量测试部门对阻抗量具的检定与传递，以及在一般部门中对阻抗元件的常规测量。很多数字电桥带有标准接口，可根据被测值的准确度对被测元件进行自动分档；也可直接连接到自动测试系统，用于元件生产线上对产品自动检验，以实现生产过程的质量控制。80年代中期，通用的误差低于0.1%的数字电桥有几十种。数字电桥正向着更高准确度、更多功能、高速、集成化以及智能化程度方面发展。

性能特点

分类

阻抗测量范围最宽的自动平衡电桥技术

四端对端口配置有效消除测试线电磁耦合

基本准确度0.05%(TH2828)、0.1%(TH2828A)

最高达1 MHz的测量频率范围

交流测试信号可编程至20V(选件)

最高达30次/秒的测量速度

六位读数分辨率

可测量22种阻抗参数组合

30 Ω, 100 Ω可选信号源输出阻抗

10点列表扫描测试功能

内部可编程直流偏置± 40 V/100 mA(选件)

外置偏流源至40 A(配置两台TH1775)

电压或电流的自动电平调整(ALC)功能

V、I测试信号电平监视功能

20组内部仪器设定可供储存/读取

内建比较器,10档分选及计数功能

RS232C, GPIB和HANDLER接口

2 m/4 m测试电缆扩展(选件, 仅TH2828)

USB接口供数据外存（仅TH2828)

320×240点阵大型图形LCD显示

中英文可选操作界面

广泛的测量对象

无源元件：电容器、电感器、磁芯、电阻器、变压器、芯片组件和网络元件等的阻抗参数测量。

半导体元件：电容器、电感器、磁芯、电阻器、变压器、芯片组件和网络元件等的阻抗参数测量。

其它元件：印制电路板、继电器、开关、电缆、电池等的阻抗评估。

介质材料：塑料、陶瓷和其它材料的介电常数的损耗角评估。

磁性材料：铁氧体、非晶体和其它磁性材料的导磁率和损耗角评估。

半导体材料：半导体材料的介电常数,导电率和C-V特性。

液晶材料：液晶单元的介电子常数、弹性常数等C-V特性。

多种元件、材料特性测量能力

揭示电感器件的多种特性

TH2828/A卓越的性能和20Hz-1 MHz的测试频宽可以精确地分析磁性材料、电感器件的性能。

使用TH10301选件的100mA DC的偏置电流可以精确测量高频电感器件、通讯变压器，滤波器的小电流叠加性能。使用TH1775电流叠加装置，可使偏置电流达40A以精确分析高功率、大电流电感器件。

精确的陶瓷电容测量

1kHz和1MHz是陶瓷材料和电容器的主要测试频率。陶瓷电容器具有低损耗值的特征，同时其容量、损耗施加之交流信号会产生明显的变化。

仪器具有宽频测试能力并可提供良好的准确度，六位分辨率和自动电平控制（ALC）功能等，中以满足陶瓷材料和电容器可靠、准确的测试需要。

液晶单元的电容特性测量

电容－电压（C－Vac)特性是评价液晶材料性能的主要方法，常规仪器测量液晶单元的C－Vac特性遇到一个问题是最大测试电压不够。

使用TH10301选件可提供分辨率为1%及最高达20Vms的可编程测试信号电平，使它能在最佳条件下进行液晶材料的电容特性测量。

半导体材料和元件的测量

进行MOS型半导体制造工艺评价时，需要氧化层电容和衬底杂质密度这些参数，这些可从C－Vdc特性的测量结果推导出来。

20HZ－1　MHz的测量频宽及高达40VDC的可编程偏置电压方可方便地完成C-VDC特性的测量。

为了测试晶圆上的半导体器件，需要延伸电缆和探头，仪器的2m/4m延伸电缆选件可将电缆延伸的误差降至最小。

各种二极管、三机管、MOS管的分布电窜也是本仪器的测试内容。

使用方法

1. 加电

首先将电源线带IEC一端接到电桥左后方的IEC插座上，另一端插入合适的电源插座上，搬动电桥左后方的船形开关，即使电桥通电。通电后，显示器、量程及功能指示器随之变亮。电桥可自动置于电感、电容测量档，并联等效及1KHz频率状态。正常情况下，内部电路加电几秒钟后即能稳定，便可进行测量。

2. 被测元件的接入方法

⑴通常径向引线的元件可直接插入组合测试夹夹板内，而接入特殊柔性引线的元件时，应借助夹板离合器进行，该离合装置位于测试夹的正下方。

⑵接入轴向引线元件时，为避免扭折引线，可采用轴向转接头，先把这两个配件分别插入测试夹的两端，再将其间距调正到适合元件测量的位置，然后便将轴向引线元件插入两端的配件夹内。

⑶在轴向转接头必需相当牢固定的场合，如在测量大量的同类元件时，需采用支撑板。

安装支撑板：首先把轴向转接头调整到适当的位置上，然后将支撑板悬置于轴向转接头上方，让每个轴向转接头穿过支撑板上的槽缝，放好支撑板，将固定螺钉对准电桥面板上的螺孔，最后上紧螺钉。注意：安装时不易将螺钉拧得过紧。

注意：本电桥虽能够对充电电容接入测试进行防护，但最好应将充电电容经适当电阻放电后才进行测量。

3.控制按键的操作

控制装置由6个接键构成，分上下两排于仪器面板右上方，图1-37所示。上排每个按键配有一支红色（LED）发光二极管，按动一下发出红光表示该功能有效。

下排每个按键配有两支红色（LED）发光二极管，这些红色发光二极管分别用来指示各功能按键控制状态。按动任一按键，如果是上方的LED亮，要改变此状态，需重新再按一下，就换为下方的LED亮。下面对各按键功能作说明：

⑴ LC－－R按键

此键用来决定显示电抗还是电阻元件测量值，若按亮 “LC”左侧的LED，电桥即可测量电感或电容。电桥可自动判定被测元件属于感性或容性，并将其测量值显示在读数显示器上，同时量程指示相应的单位LED亮。若按亮R符号下的LED，电桥将测量电阻，此时量程指示面板中间一排电阻单位LED将发亮。

⑵SER－－PAR按键

测量时，某一元件的等效电路可在给定的频率上用串联或并联等效值来表示。显示串联等效时，应按亮SER指示器的LED，显示并联等效值时则应按亮PAR指示器的LED。注意：对于高Q值的电感和电容，以及低Q值的电阻，主项等效值即：电感元件的电感量、电容器的电容量、电阻器的电阻值在串、并联两种方式下实际是相同的。

⑶100Hz－－1KHz按键

本按键用于选择测量频率，测量频率的选择取决于测量元件的类型。值得注意的是：为了充分利用电桥对电感和电容的量程扩展能力，必需选用正确的测量频率。量值高时应在100Hz频率上测量，低量值应在1KHz频率上测量。选择不当时，电桥的自动提示系统将通过闪亮频率“100Hz” 或“1KHz”指示LED来建议更改测量频率。

⑷Q按键

选用Q值测量时，应按亮Q指示器，此时量程指示面板上所有LED将全熄灭。

⑸BIAS按键

测量电解电容器时要用到2V直流偏压。这可通过按动BIAS键获得。注意：在启用或消除偏压电压后，电桥需要约40秒钟方可恢复。恢复期间，读数显示器上显示出BIAS字符，一旦BIAS字符消失，便可进行正常的测量，不再发生恢复延迟现象。

⑹LOCK按键

按动LOCK按键，可使电桥丧失自动量程选择功能，并将量程锁定在按动LOCK键时的某一状态上，此功能在测量大批具有相同称值的元件是特别有用。使用自动量程系统时，元件接入测试夹后至第一次显示准确读数的时间总计为0.5秒。如果事先知道确切的量程，则可消除使用自动量程时的这段时间延时，从而可在测量大量元件时节省相当多的时间。

使用LOCK装置的方法是，首先把某一典型的测试元件接入测试夹，一旦出现读数显示，便按动LOCK键，注意此时LOCK指示器LED将亮，至此所有后续测量便可在同一量程上进行，直到再次按动LOCK键或断电才能取消该功能。

4.使用中注意读数显示器与量程指示

⑴测量值在4位7段LED显示器上显示。小数点可自动移位，在某些测量中测量值将不用全部4位显示。这是因为电桥具有鉴别显示位是否稳定，对于那些确认不稳定位将不予显示。

⑵在电桥能提供±0.25[[%]]±1个字的基本准确度的测量条件下，读数通常常用全部4位显示。

量程指示器在读数显示器的右侧（图A-36所示），电桥可根据被测元件的实际值，自动显示在某一单位上。注意：因Q值是无量纲的，因此在显示Q值时，量程指示LED不会发亮。

⑶低准确度提示

当电桥显示不能达到基本准确度的数值时，电桥仍进行测量，但将通过量程指示器中相应的单位LED每秒闪一次来指示测量为低精度。此时如果适当改变控制功能，便能够改进测量准确度，这种情况仪器将自动通过闪亮相应的控制按键上的LED来提示。

⑷串－－并联提示

虽然电桥具有显示串联或并联等效值的选择性，但在不利的Q值情况下，用上述两种方式均不可能获得基本准确度。当需要改动某一显示方式以便提高基本准确度时，电桥将通过闪亮串联或并联指示发光二极管，来提示这一变化。若出现这种情况，按一下“SER－－PAR”键，便可改变显示方式，从而提高测试准确度。

⑸频率提示

200μF～2000μF的电容，200H～2000H的电感，测量频率在100Hz只能获得基本准确度。同样，200pF～2nF的电容和200μH～2mH的电感，只有在1KHz测量频率上才能获得基本准确度，若用户在不能取得最佳精度的频率上，对上述范围的元件进行测量，电桥将通过闪亮频率指示LED来指示用户应改变测试频率。电桥在不适当的频率上测量，不能获得基本准确度。

5. 建议采用的测量条件参考表

表 测量条件参考

元件名称 测量频率 串－－并联

电容<1μF 1KHz 并联

电容≥1μF(非电解电容) 100Hz 并联

电容≥1μF（电解电容） 100Hz 串联（SER）

电感<1H 1KHz 串联（SER）

电感≥1H 100Hz 串联（SHR）

电阻<10KΩ 100Hz 串联（SHR）

电阻≥10KΩ 100Hz 并联

当电桥在100Hz和1KHz频率上，能同时提供串联和并联等效元件值时建议：一定型号和数值的元件应采用一定的方式进行测量。这样做是为了获得既最适合于元件的结构形式，又最适合于元件常用的工作方式的测量。如大容量的电解电容器，常作为电源波滤元件，测量时会发现，1KHZ频率上的电容值明显低于100Hz频率上的电容值。这种现象是由于这类元件的几何结构有关诸因素所构成。因此，电解电容在100Hz频率上测量的电容值是最有用的，电解电容的损耗项通常在串联等效电阻（ESR）上显示，因此，应该测量其串联电容和串联电阻值。