2021-11-15 14:39:21 由 yihong 发表
使用交流信号进行电气特性测量时,由于两种不同的现象,可能会出现明显的漏电流:
1.通过寄生电缆电容产生的交流漏电流
2.产生的源电压和源电流之间的差异
交流漏电流
漏电流是通过电路中非预期路径流到地的电流。对于直流电路,常用 BNC 电缆的接地阻抗足够高,可以将直流泄漏限制在几十纳安(取决于电压)。然而,对于交流电路,通过寄生电缆电容存在额外的接地路径。在足够高的频率下,电缆的电容阻抗 (X c = 1/(2πfC)) 减小到足以允许大量电流接地。考虑一条典型的 6 英尺长 BNC 电缆,其寄生电容为 30 pF/ft,工作频率为 10 Hz 和 100 kHz。我们有:
X c (10 Hz) ~ 10 8 Ω = 100,000 kΩ
X c (100 kHz) ~ 10 4 Ω = 10 kΩ
这很重要。对于 10 V 信号,它是 100 nA 和 1 mA 漏电流之间的差值。请记住,该泄漏电流并没有真正损失,因为它最终会通过屏蔽返回电源。但是,与使用交流电压源相比,使用交流电流源时确实会得到不同的解释。
源电压与源电流
在交流电压源中,电源会自动调整电流输出以维持用户要求的正确电压设定点。当存在可观的漏电流时,源输出的总电流会自动补偿此损耗,以便通过 DUT 的电流下降到规定的设定点电压,并且所有测量都符合预期。
电压源输出补偿额外的漏电流,以将 DUT 上的压降保持在设定电压 V
现在,考虑同一电路中的交流电流源。在电流源中,电压被调整以维持设定点电流。但是,由于泄漏电流和 DUT 电流都通过源返回,因此它“看到”了总电流(DUT + 泄漏)。现在问题很明显了。
电流源输出恒定,泄漏路径意味着 I DUT小于设定电流
对于更高的频率 (f > ~10 kHz),当泄漏电流变得很大时,通过 DUT 的电流将小于通过(并读取)源的电流。这种行为会造成一种通常被忽视的非直观条件。幸运的是,一旦您确定了它,您就可以通过使用三轴连接和驱动防护罩来最大程度地减少这个问题。