Analizzatore di impedenza 500 kHz / 5 MHz

Lo strumento MFIA di Zurich Instruments è un analizzatore di impedenza digitale e un misuratore LCR di precisione che stabilisce il nuovo standard per le misure di impedenza nella gamma di frequenza da 1 mHz a 500 kHz (con possibilità di estensione fino a 5 MHz). Lo MFIA ha una accuratezza di base dello 0.05% e opera su un campo di misura che va da 1 mΩ a 1 TΩ. Lo strumento può anche contare su un'alta ripetibilità di misura e una deriva termica minima. Ogni MFIA viene fornito con l'interfaccia utente LabOne e con l'attrezzatura per test d'impedenza MFITF.

Con la sincronizzazione multidispositivo (MDS) potete utilizzare più MFIA come un singolo strumento multicanale:

• Controllate tutti gli strumenti MFIA da un'unica interfaccia utente LabOne e API di LabOne.
• Bloccate in fase tutti gli orologi e gli oscillatori degli strumenti (relazione di fase stabile).
• Sincronizzate i riferimenti temporali e le frequenze di campionamento per l'allineamento automatico dei dati di misura.

Scoprite la funzionalità MDS qui.

Pannello anteriore

Il pannello anteriore dello MFIA dispone di 1 ingresso di segnale in corrente, 1 ingresso di tensione differenziale, 1 uscita di segnale differenziale, 2 ingressi ausiliari che possono funzionare come ingressi di riferimento e 4 uscite ausiliarie. Entrambi gli ingressi e le uscite di segnale possono essere utilizzati in modalità 'single-ended' e differenziale per esperimenti che necessitano di un'ulteriore protezione dal rumore. La messa a terra del segnale può essere riferita alla messa a terra dello strumento o allo schermo BNC degli ingressi di segnale.

Pannello posteriore

Il pannello posteriore offre connettori BNC aggiuntivi che comprendono 2 ingressi di trigger, 2 uscite di trigger, e 1 ingresso e 1 uscita per la sincronizzazione del clock a 10 MHz. Inoltre, un connettore SCSI offre accesso a tutti i canali DIO. Gli strumenti possono funzionare con un'alimentazione di rete standard di 90 - 240 V o con un'alimentazione esterna di 12 V CC (ad esempio, una batteria esterna) per interrompere i ground loop.

Alta ripetibilità e avvio veloce

Le variazioni di temperatura dello strumento possono limitare fortemente la velocità di avvio e la ripetibilità delle misure. L'MFIA si comporta eccezionalmente bene sotto entrambi gli aspetti, come mostrato dal grafico della deriva di avvio e dal plot della reattanza. In effetti, è possibile iniziare le prime misure dopo 25 s dall'accensione dello strumento.

Misure di tensione e di corrente

Le misure di tensione e di corrente sono entrambe supportate dall'MFIA. Il front-end analogico presenta un'impedenza d'ingresso variabile e la selezione di accoppiamento AC/DC, e il campionamento analogico-digitale ad alta frequenza fornisce un ampio fattore di sovracampionamento. Questo assicura prestazioni di lock-in superiori e un'alta fedeltà del segnale per la funzione Scope.

Sweeper parametrico

Lo Sweeper permette l'automazione delle misure attraverso la scansione dei parametri dello strumento su un intervallo definito e con un numero regolabile di passi di scansione, in maniera lineare o logaritmica. È anche possibile registrare automaticamente la dipendenza dalla frequenza così come la variazione delle tensioni di polarizzazione o delle ampiezze del segnale di test. Una varietà di modalità di applicazione permette l'identificazione delle impostazioni ottimali per ottenere i risultati più accurati in un tempo minimo senza tediose regolazioni manuali.

L'esempio qui illustrato corrisponde a uno sweep di frequenza da 100 Hz a 5 MHz di un resistore da 1 GΩ in una rappresentazione a doppio grafico. Il grafico superiore mostra il valore assoluto dell'impedenza Z e la resistenza R_p. Il grafico inferiore fa vedere che la capacità parassita C_p rimane costante a circa 30 fF su tutto l'intervallo di scansione. Un ampio numero di parametri aggiuntivi può essere visualizzato insieme a queste informazioni.

Funzione Numeric

La funzione Numeric visualizza tutti i valori di misurazione e i parametri del modello in un formato configurabile dall'utente. Ogni MFIA presenta viste simultanee del valore dell'impedenza, la corrente sottostante, le misure di tensione e i parametri derivati dal modello considerato (L, C, R, ecc.).

Plotter e SW Trigger

Il Plotter e il Software (SW) Trigger sono funzioni per l'analisi dei dati di misura e dei parametri del modello nel dominio del tempo. Il Plotter può visualizzare più flussi di dati in modo continuo. Per una durata della finestra di visualizzazione di 10 s, la risoluzione temporale scende a 10 μs. Il Software Trigger cattura e visualizza singoli scatti basati su diverse condizioni di trigger interne ed esterne.

Il Plotter di LabOne visualizza continuamente i dati di impedenza. Il grafico qui sopra mostra i dati di una resistenza da 100 mΩ su un arco di 20 minuti. L'istogramma indica una deviazione standard di soli 6 µΩ.

Indicatore di fiducia

Tutti i dati di misura vengono sottoposti a una stima di fiducia prima di apparire nell'interfaccia di LabOne. Se una misura è compromessa dalla soppressione, da un errore di guadagno o un errore di compensazione, compare un avviso grafico per indicare che i dati potrebbero essere imprecisi. A seconda del tipo di avviso, vengono forniti suggerimenti per migliorare il risultato della misura.

Compensazione guidata

Per ottenere un'elevata precisione di misura, gli effetti parassiti causati dalla 'test fixture' o dal cablaggio tra lo strumento e il dispositivo esaminato devono essere compensati in maniera appropriata. Il Compensation Advisor di LabOne fornisce una guida attenta e un flusso di lavoro efficiente per ottenere le massime prestazioni di misura. Oltre alla compensazione Short-Open (SO) e Short-Open-Load (SOL), viene offerta una varietà di schemi di compensazione alternativi. Ogni fase di compensazione viene convalidata, e il feedback fronito prima che i dati vengano acquisiti permette di correggere gli errori di misura.

Il grafico della reattanza presentato qui indica l'accuratezza dello strumento per determinati valori di frequenza e impedenza. Nell'ampia area di colore bianco, un'accuratezza dello 0.05% è specificata tra 1 mHz e 500 kHz, e tra 1 Ω e 1 MΩ (con delle limitazioni verso le frequenze più alte). La gamma di misura si estende ulteriormente, coprendo un intervallo da 10 mΩ a 1 GΩ, con un'accuratezza specificata ridotta a 0.1% e a 1%. Al di fuori di questo intervallo è possibile effettuare misure ripetibili, ma la loro accuratezza potrebbe scendere sotto 1%.

Misurare impedenze elevate a bassa frequenza può essere particolarmente impegnativo quando i valori devono essere ottenuti vicino alla frequenza di linea. Un'adeguata schermatura del campione, insieme a un filtro sinc e alla possibilità di funzionamento a batteria, forniranno i risultati più accurati in questo caso.