Zurich Instruments MFIA는 1 mHz ~ 500 kHz (업그레이드시 5 MHz로 확장) 주파수 범위에서 임피던스 측정에 대한 새로운 표준을 설정하는 디지털 임피던스 분석기 및 정밀 LCR 미터입니다. MFIA는 기본 정확도가 0.05 %이며 1 mΩ에서 1TΩ에 이르는 측정 범위에서 작동합니다. 또한 높은 측정 반복성과 작은 온도 드리프트가 특징입니다. 모든 MFIA는 LabOne 사용자 인터페이스 및 MFITF 임피던스 테스트 픽스처 와 함께 제공됩니다.
주요특징
- 1 mHz ~ 500 kHz, 1 mΩ ~ 1 TΩ
- 5 MHz 업그레이드 옵션
- 0.05 % 기본 정확도
- 보상 어드바이저 및 신뢰 표시기
- 전체 MFLI Lock-in Amplifier 기능
- LabOne® 스위퍼 도구 : 주파수, 바이어스 전압, 테스트 신호 진폭 응답 측정
- LabOne APIs for Python, C, MATLAB® and LabVIEW™
MDS (다중 장치 동기화)를 사용하면 여러 MFIA를 단일 다채널 장치로 작동 할 수 있습니다.
- 단일 LabOne 사용자 인터페이스와 LabOne API에서 모든 기기를 작동합니다.
- 모든 계측기 클록 및 발진기를 위상으로 고정합니다 (안정적인 위상 관계).
- 측정 데이터의 자동 정렬을 위해 타임 스탬프와 샘플링 속도를 동기화합니다.
전면 패널 인터페이스
MFIA의 전면 패널에는 전류 신호 입력 1 개, 차동 전압 입력 1 개, 차동 신호 출력 1 개, 기준 입력으로 작동 할 수있는 보조 입력 2 개, 보조 출력 4 개가 있습니다. 추가 노이즈 내성이 필요한 실험을 위해 신호 입력 및 출력 모두 단일 종단 및 차동 모드에서 작동 할 수 있습니다. 신호 접지는 장비 접지 또는 신호 입력의 BNC 실드를 참조 할 수 있습니다.
후면 패널 인터페이스
후면 패널은 10 MHz 클록 동기화를 위해 2 개의 트리거 입력, 2 개의 트리거 출력, 1 개의 입력 및 1 개의 출력으로 구성된 추가 BNC 커넥터를 제공합니다. 또한 SCSI 커넥터는 모든 DIO 채널에 대한 액세스를 제공합니다. 이 장치는 표준 90-240 V 전원 공급 장치로 작동될 수 있고 또는 그라운드 루프를 끊기 위해 외부 12 V DC 전원 공급 장치 (예 : 외부 배터리 팩)로 작동될 수 있습니다.
높은 반복성 및 빠른 시작
기기의 온도 변화는 시작 속도와 측정 반복성을 심각하게 제한 할 수 있습니다. MFIA는 위의 시작 드리프트 그래프와 페이지 하단의 리액턴스 차트에서 볼 수 있듯이 두 측면 모두에서 특별히 잘 동작합니다. 기기를 켠 후 25 초 후에 첫 번째 측정을 시작할 수 있습니다.
전압 및 전류 측정
전압 측정과 전류 측정은 모두 MFIA에서 지원합니다. 아날로그 프런트 엔드는 가변 입력 임피던스와 AC / DC 커플링 선택을 특징으로 하며 고주파 아날로그-디지털 샘플링은 큰 오버 샘플링 계수를 제공합니다. 이것은 우수한 락인앰프 성능과 스코프의 높은 신호 충실도를 보장합니다.
MFIA는 LabOne 기기 제어 소프트웨어와 함께 제공되며 모든 웹 브라우저에 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하는 내장 데이터 및 웹 서버를 실행합니다. MFIA를 이더넷으로 로컬 네트워크에 추가하거나 USB로 직접 연결하고 웹 브라우저에 기기 주소를 입력하면 LabOne 도구 세트에 액세스 할 수 있습니다. 각 LabOne 도구의 데이터는 클릭 한 번으로 벡터 그래픽 또는 일반 데이터 파일로 저장할 수 있습니다. 시간 또는 주파수 영역에서 초기 데이터 분석을 위해 기본 커서 및 통계 기능을 사용할 수 있습니다. 다른 소프트웨어를 사용한 추가 분석을 위해 ZView® , MATLAB® 및 사용자 정의 된 CSV 내보내기 파일 형식이 모두 지원됩니다.
파라메트릭 스위퍼
스위퍼를 사용하면 선형 또는 대수적으로 자유롭게 조정할 수 있는 스캔 스텝를 사용하여, 정의된 범위에서 매개변수를 스캔하여 측정 자동화를 수행 할 수 있습니다. 또한 주파수 의존성과 바이어스 전압 또는 테스트 신호 진폭의 변화를 자동으로 기록 할 수 있습니다. 다양한 애플리케이션 모드를 통해 지루한 수동 조정없이 최소 시간에 가장 정확한 결과를 얻을 수 있도록 최적의 설정을 가능하게 할 수 있습니다.
위의 예는 듀얼 플롯(dual-plot) 화면에서 1GΩ 저항의 100Hz에서 5MHz까지의 주파수 스위프를 보여줍니다. 상단 플롯은 임피던스 |Z|의 절대값과 저항 Rp을 보여줍니다. 하단 플롯은 전체 스캔 범위에서 스트레이(stray) 커패시턴스 Cp가 약 30 fF에서 어떻게 일정하게 유지되는지 보여줍니다. 추가 매개변수(파라미터)를 자유롭게 선택하여 동시에 시각화 할 수 있습니다.
숫자(Numeric) 디스플레이
숫자 도구는 모든 측정값과 모델 매개변수를 사용자가 구성 할 수있는 형식으로 표시합니다. 각 임피던스 유닛은 임피던스 값, 기본 전류, 전압 측정 및 모델 파생 매개변수 (L, C, R 등)에 대한 동시보기를 제공합니다.
플로터(Plotter) 및 SW 트리거
플로터 및 소프트웨어 트리거는 시간 도메인에서 측정 데이터 및 모델 매개 변수를 분석하기위한 도구입니다. 플로터는 여러 데이터 스트림을 연속적으로 표시 할 수 있습니다. 윈도우 길이가 10 초인 경우 시간 분해능은 10μs로 떨어집니다. 소프트웨어 트리거는 다양한 내부 및 외부 트리거 조건에 따라 개별 샷을 캡처하고 표시합니다.
LabOne 플로터는 임피던스 데이터를 지속적으로 표시합니다. 위의 플롯은 20 분 동안 100 mΩ 저항의 데이터를 보여줍니다. 히스토그램은 표준 편차가 6 µΩ 정도로 작다는 것을 나타냅니다.
신뢰 표시기(Confidence Indicator)
모든 측정 데이터는 LabOne 도구에 표시되기 전에 신뢰 추정 절차를 거칩니다. 측정이 억제, 이득오류 또는 보상오류로 인해 손상 될 때마다 데이터가 부정확 할 수 있음을 나타내는 경고 플래그가 발생합니다. 경고 유형에 따라, 측정 결과를 개선하기 위한 제안이 제공됩니다.
보상 어드바이저(Compensation Advisor)
높은 측정 정확도를 얻기 위해서, 테스트 픽스처 또는 기기와 DUT 간의 케이블 연결로 인한 기생 효과를 보상해야합니다. LabOne Compensation Advisor는 최대 측정 성능을 달성하기위한 단계별 지침과 효율적인 워크 플로우를 제공합니다. Short-Open (SO) 및 Short-Open-Load (SOL) 보상 외에도, 다양한 대체 보상 체계가 제공됩니다. 각 보정 단계가 검증되고 측정 오류를 수정하기 위해 데이터를 취하기 전에 피드백이 제공됩니다.
아래에 제시된 리액턴스 차트는 주어진 주파수 및 임피던스 값에 대한 장비의 정확도를 나타냅니다. 흰색으로 표시된 넓은 코어 영역에서, 0.05 % 정확도가 1mHz ~ 500 kHz, 그리고 1 Ω ~ 1 MΩ (고주파수에 대한 제한 있음)에 표기되어 있습니다. 측정 범위는 0.1 % 및 1 %로 감소된 정확도로 더 확장되어 10 mΩ ~ 1 GΩ의 측정 범위를 포괄합니다. 이 범위를 벗어나더라도, 반복 가능한 측정은 가능하지만 정확도는 1 % 미만으로 떨어질 수 있습니다.
낮은 주파수에서 높은 임피던스를 측정하는 것은 라인 주파수에 가까운 값을 얻어야 할 때 특히 어려울 수 있습니다. sinc 필터 및 배터리 오퍼레이션과 함께 적절한 샘플 차폐는 가장 정확한 결과를 제공합니다.
일반사항
Dimensions | 28.3 x 23.2 x 10.2 cm; 11.1 x 9.2 x 4 inch |
Weight | 3.8 kg; 8.4 lbs |
Power supply | AC: 100 to 240 V; DC: 12 V, 2 A |
Interface | USB 2.0, LAN 1GbE |
기본규격
Frequency range | 1 mHz to 5 MHz |
Frequency resolution | 1 µHz |
Basic accuracy | 0.05% |
Basic temp. stability | 200 ppm/K |
Test signal level | 0 V to 2.1 Vrms; incl. monitoring |
Demodulator bandwidth | 276 µHz to 206 kHz |
DC bias signal level | 2T: ±10 V, 4T: ±3 V |
Compensation | SO, SOL, LLL, SL, L, OL |
측정 파라미터, 범위, 정확도(Typical)
Impedance Z | 1 mΩ to 1 TΩ, 0.05% |
Admittance Y | 1 pS to 1 kS, 0.05% |
Voltage V | 0 V to 3 V, 1% |
Current I | 0 mA to 10 mA, 2% |
Phases ΘZ, ΘY, ΘV, ΘI | ±180 deg, 10 µdeg res. |
Resistance RS, RP1 | 1 mΩ to 1 TΩ, max(10 µOhm, 0.05%) |
Capacitance CS, CP1 | 10 fF to 1 F, max(10 fF, 0.05%) |
Inductance LS, LP1 | 100 nH to 1 H, max(10 nH, 0.05%) |
DC Resistance RDC | 1 mΩ to 10 GΩ, 2% |
Reactance X | 1 mΩ to 1 TΩ, 0.05% |
Conductance G, Susceptance B | 1 nS to 1 kS, max(100 nS, 0.05%) |
Loss coefficient D | 10-4 to 10'000 |
Q factor | 10-4 to 10'000 |
LabOne 스위퍼
Sweep parameters | Frequency, test signal amplitude, bias voltage, etc. |
Sweep points | 2 to 100'000 |
Sweep resolution | Arbitrary, defined by start value, stop value, number of sweep points |
Display parameters | ZX, ZY, Z, ZΘ, VX, VY, VR, VΘ, IX, IY, IR, IΘ, model parameter 1/2, frequency, auxiliary input |
Display options | Single plot, dual plot (e.g., Bode plot), multi-trace |
Application modes | Impedance, frequency response analyzer, 3-omega, etc. |
Sweep modes | Sequential, binary, bidirectional, reverse |
Sweep step modes | Linear, logarithmic |
Sweep speed | 20 ms/pt for f > 10 kHz |
추가 기능 및 특징
LabOne toolset | Numerical, FFT Spectrum Analyzer, Plotter, SW Trigger, Scope |
APIs | C, .NET, MATLAB, LabVIEW, Python |
Modes | 2-terminal, 4-terminal |
Confidence Indicator | Suppression, compensation, overflow, underflow |
Input range control | Auto, impedance, manual |
Test signal amplitude | Auto, manual |
Bandwidth control | Auto, manual |
Replacement circuit models | Rp||Cp, Rs+Cs, Rs+Ls, G-B, D-Cs, Q-Cs, D-Ls, Q-Ls |
DCR measurements | Yes |
Test fixture compatibility | Yes |
1 Accuracy valid if parameter is the dominant value of the circuit representation.
전체 규격 목록은 MFLI 및 MFIA 규격을 참조하십시오.
MFIA Q&A
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아니요, 모든 MF 장비 시리즈는 동일한 하드웨어를 기반으로합니다. 변형은 펌웨어 및 소프트웨어 기반이며 나중에 현장에서 구현할 수 있습니다.
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MFIA에는 웹 서버가 내장되어 있으므로 "http : // mf-devXXXX"주소 (XXXX를 일련 번호로 대체)를 입력하여 웹 브라우저에서 액세스 할 수있는 로컬 네트워크에 연결할 수 있습니다.
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아니요. 전체 주파수 및 측정 범위에 대한 자세한 정확도 사양은 아래 리액턴스 차트를 참조하십시오.
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기본 MFIA에는 완전히 구성 가능한 2 개의 복조기(demodulator)가 있습니다. MF-MD 옵션 은 이를 총 4 개의 복조기로 확장합니다.
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MFIA 임피던스 분석기와 MF-IA 옵션이 설치된 MFLI 잠금증폭기(락인앰플리파이어)는 기술적으로 동일한 기기입니다. 유일한 차이점은 전면 패널과 사용자 인터페이스 구성 (예 : 응용 프로그램 아이콘 순서)에서 찾을 수 있습니다.
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모든 MFIA는 MFITF 임피던스 테스트 픽스처 및 12 개의 캐리어와 함께 배송됩니다. 기존 설정 및 테스트 픽스처가 있는 고객의 경우, 메인 커넥터 간격 (22 mm)이 다른 공급 업체의 대부분의 액세서리와 완벽하게 호환됩니다.