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不考虑进行交流测量的仪器,测试电流流经电源引线,从而在接地点到测试对象的连接中产生电压降[1],如图节点A。因此,A点电压会以ITEST × RLEAD为幅度上下波动,而VMEASURE输入检测一个更小的交流电压ITEST × RDUT。
在这一类测量电路的连接中,共模抑制比[2](CMRR)是需要注意的一个问题。共模抑制比规定仪器在本地震荡测量时抗扰动能力的强弱。典型锁定放大器的共模抑制比一般为100dB(105的系数)。在实际测量中,更可能会降在85-90dB。相比之下,纳伏表的共模抑制比在140dB。与按Delta模式工作的现代电流源相结合后,实际测量中可能达到高于200dB的共模抑制比。
为了理解共模抑制比,回顾一下之前描述的例子。当仅有100dB共模抑制比时,测得的VDUT(应等于ITEST × RDUT)实际上等于ITEST × RDUT ± ITEST × RLEAD/105。因此当RLEAD等于103 × RDUT时,就会有1%的误差。100Ω引线电阻下,当RDUT小于0.1Ω时,进行1%误差内的测量是不可能的。另一方面,现在的电流源和纳伏表共模抑制比大于200dB,即使引线电阻为100Ω,也可以在±1%的误差内测量低至1μΩ的电阻。
值得一提的是在锁定放大器[3]中,图4所示的电流源可能是利用VOUTPUT构架自制的电流源和一个手工选择(并具有完整特征)的电阻R组成,如图5所示。每次需要一个不同的测试电流时,就需要重新规范一个电阻并接入电路中,稳定其温度并进行屏蔽。即使这样,这个电源仍不能提供稳定的电流,而是随着测试对象电阻的变化而变化。现在,商用反转直流源[4]能够提供可预测的稳定输出,并且无需人工电路调节来控制电流幅值。
图5 用锁定放大器制作一个“电流源”
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