在电路设计中，阻抗被广泛讨论，但鲜少被系统性结构分解，那阻抗到底是什么？

01#阻抗的多重身份

电子产品/INNOVATION

阻抗主要用于控制电流大小，实现信号的传递和放大。工程师通过合理设计电路的阻抗，可以确保信号的稳定性和清晰度，提高产品的性能。

通信系统/INNOVATION

阻抗匹配是确保信号完整和清晰度的关键。通过匹配信号源和接收端的阻抗，可以减少信号的反射和衰减，提高传输效率。

医疗设备/INNOVATION

阻抗也称为生物阻抗，用于衡量身体组织对电流的阻抗程度。生物阻抗常用于人体成分分析、脂肪含量测量、肌肉量、水分含量和代谢率等方面。

02#阻抗的起源

阻抗的概念起源于对交流电路特性的研究。在直流电路中，电阻是衡量电流通过导体时遇到阻碍的物理量。

然而，在交流电路中，电流和电压都是随时间变化的，因此需要一个更复杂的参数来描述电路元件对交流电的阻碍作用，这就是阻抗。

03#阻抗的参数理论

阻抗Z是一个复数，需要在复平面（矢量平面）上方能完整地描述，因此在有些场合也称为复阻抗。

阻抗测量仪器均测量阻抗矢量的实部和虚部分量，然后将其转换成所需要的参数。

R	电阻，阻抗的实部，表示电能或磁能做功的因素。
X	电抗，阻抗的虚部，表示电能和磁能相互转化的因素，电磁能守恒，存储或传播。 X为正，表示感性，电压相位超前电流90度， X为负，表示容性，电压相位滞后电流90度。
|Z|	阻抗的幅值，表示电压与电流的幅值比，总为正。
θ、δ	θ：阻抗的相位角，弧度，表示电压与电流的相位差； δ：介质损耗角，阻抗角和损耗角互为余角。
cosθ	功率因数，表示传输功率中，做功功率的大小。

电抗X为阻抗Z的储能部分，可进行储能的元件有电感L和电容C，因此电抗X有两种形式：感抗（XL）和容抗（XC）。

定义为：

这里，f表示特定的频率，L为电感量，C为电容量。

若2πf用角频率（ω：omega）表示时，感抗和容抗可表示为：

品质因子Q：

是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗(储能部分)与其等效损耗电阻(耗能部分)之比。

电感器的 Q 值越高，其损耗越小，效率越高。

损耗因子D：

是衡量电容器件的主要参数。是指电容器在某一频率的交流电压下工作时，其等效损耗电阻与所呈现的容抗之比。

电容器的损耗 D 越小，效率越高。

电感器：

能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。

电感器的直流偏置特性

相同频率下，电感器会随着直流电流增加电感量逐步下降，直至磁饱和状态。

电容器：

两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会储存电荷。

04#

测量方法对比

（测试原理）

1. 电桥法：

当没有电流通过检测器（G）时，被测阻抗Zx值可从与其它电桥元件的关系获得。

各种类型的电桥电路用L、C和R的组合作电桥元件，从而能适用于不同的应用。

此方法多用于早期模拟法测试，已淘汰！

2、自动平衡电桥法-目前流行

交流信号源流过 DUT 的电流也流过运算放大器反馈电阻Rr，“L”为虚地，电位保持为 0V。I-V转换放大器使Rr上的电流Ir与 DUT 上的电流I相等。测量高端电压V1和 R 上的电压V2， 即可计算出 DUT 的阻抗。

考虑到实际使用精度及成本，自动平衡电桥又分两种：宽带自动调零型和运放I/V型。

05#

几种不同原理阻抗分析仪比较

1、按测试精度：

2、按测试频率：

3、按阻抗测试范围：

06#

阻抗测试仪器选型

（以下为部分型号）

1、新手入门级：TH283X系列LCR数字电桥

此系列是新一代低预算成本，高性能紧凑型LCR数字电桥，采用最新工艺和高密度电路设计，测试频率：50Hz-100kHz， 基本精度：0.05%，浓缩大型LCR测试仪的精华、紧凑、小巧。

2、中阶：TH2848系列精密阻抗分析仪

此系列是同惠电子采用了当前国际先进的自动平衡电桥原理及新一代测量控制技术研发成功的新一代精密阻抗分析仪，频率从4Hz-2MHz/5MHz/10MHz，标配了压电导纳圆、介电常数测试功能，让阻抗分析功能得以进一步提升。

3、高阶：TH2851系列精密阻抗分析仪

此系列基于Windows10操作系统，实现了全电脑化操作界面，让测试更智能、更简便。10.1英寸电容式触摸屏，测试频率：10Hz-130MHz， 基本阻抗精度：0.08%，典型值≤±0.045%，最快达2.5ms的测试速度。

“携手同心，惠及未来”，从1994年开始，同惠电子一直致力于电子测量仪器的技术与产品研发，尤其在精密阻抗测量领域具有近三十年的测试理论与实践，始终坚持30年如一日，全心全意做产品，从品质入手，潜心研发电子测量仪器，听取大家的反馈，不断改进。精准测试，我们是认真的！

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来 源：Tonghui同惠

编辑：西米

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