測(cè)試引線顯然沒有屏蔽，因此會(huì)產(chǎn)生寄生阻抗，為了提高測(cè)量小量值元件的精度，必須消除這些寄生阻抗。這種寄生阻抗由測(cè)試引線的寄生電容和電感組成，他們各自取決于測(cè)試引線之間的距離。寄生電容通常稱為電容偏移，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)額外的電流路徑，在進(jìn)行低電流測(cè)量（即高電阻或低電容測(cè)量）時(shí)會(huì)很明顯。這種寄生電流與測(cè)量頻率成正比，與鑷子尖之間的距離成反比，因此在較高頻率下測(cè)量小尺寸的小值電容器時(shí)尤其明顯。

電容偏移校準(zhǔn)板

評(píng)估電容偏移的最簡(jiǎn)單方法是在測(cè)試引線之間使用一 個(gè)長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)男⌒徒橘|(zhì)墊片。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中使用的是圖 1 所示的電容偏移校準(zhǔn)板。電容偏移校準(zhǔn)板為確定測(cè)試引線之間的寄生偏移提供了一種可靠的方法。仿電路板上的孔代表各種尺寸的元件。使用校準(zhǔn)板時(shí)，將測(cè)試引線放入與被測(cè)元件尺寸相對(duì)應(yīng)的孔中，然后將操縱桿推向右側(cè)并保持 2 聲嗶聲，即可進(jìn)行開放校準(zhǔn)。

表 1 列出了100 kHz時(shí)的測(cè)量結(jié)果。對(duì)元件尺寸進(jìn)行了參考開放校準(zhǔn)設(shè)置為 2920（鑷子尖端之間的距離7.4 毫米）。請(qǐng)注意，結(jié)果會(huì)因鑷子手柄之間的距離和測(cè)試引線周圍的環(huán)境而略有不同。例如，將手放在測(cè)試引線附近或?qū)κ直┘痈蟮膲毫赡軙?huì)導(dǎo)致幾個(gè)fF 的變化。在針對(duì)特定元件尺寸對(duì)設(shè)備進(jìn)行正確的開放式校準(zhǔn)后，元件值的測(cè)量絕對(duì)精度可達(dá)3 fF左右。

電容測(cè)量結(jié)果

例如，我們對(duì) 0.1 至 10 pF 的極小電容器進(jìn)行了測(cè)量。使用的是高公差元件，公差約為0.01至0.05pF或約2%。圖2中顯示的所有測(cè)量結(jié)果都完全符合圖片上誤差條所指示的公差范圍。如果沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠眯?zhǔn)，誤差很容易超過 0.1pF或較小電容器電容值的50%至100%。

電感測(cè)量的短路校準(zhǔn)

探頭的寄生電容會(huì)隨著探頭之間距離的增加而減小，而寄生電感則相反。原因很簡(jiǎn)單，試想一個(gè)很小的元件，其兩側(cè)都連接著一根導(dǎo)線。由于導(dǎo)線中的電流流向相反，每根導(dǎo)線的磁場(chǎng)幾乎完全相互補(bǔ)償，因此產(chǎn)生的寄生電感幾乎為零。這正是雙絞線連接在通信系統(tǒng)中非常流行的原因。當(dāng)我們將導(dǎo)線分開時(shí)，補(bǔ)償就會(huì)變小，因此產(chǎn)生的磁場(chǎng)和寄生電感就會(huì)增加。

與電容偏移提取相反，當(dāng)使用墊片不會(huì)顯著影響寄生電容時(shí)，對(duì)于電感偏移，我們必須在測(cè)試引線之間使用一塊導(dǎo)體，以創(chuàng)建電感偏移提取的短路。這樣的導(dǎo)體將產(chǎn)生額外的電感，在評(píng)估偏移時(shí)必須將其考慮在內(nèi)。因此，不幸的是，沒有一種簡(jiǎn)單的方法可以像上面描述的那樣提取電容偏移來(lái)獲得寄生電感。因此，提出了一種利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析的新方法。

使用 SMD 元件提取電感偏移

較小的電感器需要100MHz至1GHz或甚至更高的測(cè)試頻率，這可能不容易獲得。通常，在昂貴的手持式LCR中，測(cè)量?jī)x使用10 kHz，而更先進(jìn)的測(cè)量?jī)x，如LCR-Reader[1]，可以提供100和250 kHz的測(cè)試頻率。更昂貴的臺(tái)式LCR儀表可以提供1MHz和更高的測(cè)試頻率，但成本要高得多。

使用較低的測(cè)試頻率會(huì)產(chǎn)生以下問題：

? 需要更高的測(cè)量精度，因?yàn)楸仨毮軌驕y(cè)量更低的阻 抗值

? 因此，需要對(duì)探頭寄生電感進(jìn)行更精確的提取

? 由于制造商提供的數(shù)據(jù)表是在更高的頻率下測(cè)量的 ，較低的測(cè)試頻率會(huì)導(dǎo)致電感值被高估，偏差超過 10%，例如 [3]。 實(shí)驗(yàn)中使用了六種不同尺寸的元件：實(shí)驗(yàn)中使用了 01005 、0201、0402、0603、0805 和 1008 六種不同尺寸的元件 ，電感值從 0.3 到 100 nH 不等。為比較結(jié)果，使用了一 些測(cè)試頻率，即 100、250 和 1,000 kHz。我們進(jìn)行了一系列測(cè)量，并利用線性回歸分析來(lái)提取每種元件尺寸的測(cè)試 夾具寄生電感。

為了提取測(cè)試裝置的寄生電感，理想的方法是使用已知電感的電感器。但實(shí)際上，電感在制造過程中會(huì)產(chǎn)生一定的公差，這會(huì)導(dǎo)致具有相同標(biāo)稱值的組件之間的偏差。因此，我們使用通過線性回歸分析獲得的平均偏差作為測(cè)試夾具的寄生電感。

圖2. 測(cè)量電容值與標(biāo)稱值的偏差。