由于铝电解电容器容体比较大、体积小，价格便宜，因此，广泛应用于电源滤波、低频耦合、旁路等工作频率不高（不高于25kHz）的电路中，是重要的电子元件。在实际运行的铝电解电容器两端加交流电压时，不但存在电容量，还存在串联等效电阻和串联等效电感等。且电容量、串联等效电阻、阻抗、介质损耗因子tgδ等均随工作频率的不同而变化，不同介质电容器的自谐振频率有很大差异，因此，频率特性是电容器重要的电气特性，它是设计电路的基础，可通过阻抗分析仪获得。

Agilent4395A网络/频谱/阻抗综合分析仪，能用于网络分析、频谱分析和阻抗分析。作为阻抗分析仪时，Agilent4395A其频率范围在0.1～500MHz，而开关电源大量使用的铝电解电容一般谐振频率小于100kHz。因此，希望利用Agi-lent4395A分析仪在其频率范围外即小于100kHz的频段上研究铝电解电容器的频率特性及其等效电气参数，这就存在测得的参数是否准确、如何使用才能测得较准确的数据、以及怎样合理设置扫描参数等问题。下面介绍扩频使用Agilent4395A分析仪研究铝电解电容器频率特性的测量方法。

C.1 用Agilent4395A分析仪扩频测量的方法

如图C-1所示为不同介质电容器的频率特性，从图中可见，不同介质的电容器的自谐振频率有很大差异。其中，普通非固体型铝电解电容器由于其串联等效电阻较大，故其频率特性曲线底部比较平滑，谐振频率小于100kHz。为了准确获得用Agilent4395A分析仪扩频测量铝电解电容器频率特性及其电气参数，需介绍测量设备的校准、补偿、扫描参数的设置以及参数测取方法等问题。

1.设备的校准和补偿

能否测取准确的参数值，测试设备的校准和补偿是关键因素。校准和补偿的操作一定要严格按操作手册上规定的步骤进行。需注意，开机后应预热30min，时间越长，系统越稳定（时间越长，内部结构中的电桥平衡度越好）。在正常频率范围内使用都要满足这一点，在扩频使用时一定要严格遵守这一点，否则校准效果不好。无论是在进行开路、短路、负载校准或补偿时，都应注意保证校准件或补偿件的联结完好（不能有松动现象），可通过观察屏幕上的曲线来判断是否接触好，如果发现异常，一定要查找原因，直至解决，否则，校准或补偿是不准的，也就谈不上测量的准确性。

图C-1 不同介质电容器的频率特性

2.扫描参数的设置

Agilent4395A分析仪的起始频率可从10Hz设起，这对网络分析仪或频谱分析仪是有其意义的，但对阻抗分析仪无意义。作者在大量反复的测试实验中得出：若要扩频测铝电解电容器参数或频率特性，起始频率设置不宜小于1kHz，终止频率不宜大于200kHz。中频带宽（IF BW）在本设备中规定不得大于300Hz，设置时不宜取得过大，应尽量取小些，取小会使扫描时间增大见表C-1，但校准和补偿的效果会更好，使测量准确度提高。下面以实际例子说明上述规定的理由。

表C-1 参数设置比较

Agilent4395A分析仪的频率范围在0.1～500MHz之间，用负载标准件为50Ω进行测试设备校准。校准后，屏幕显示校准曲线为50Ω的直线。扩频使用时，例如在例2的参数设置条件下，负载标准件为50Ω，校准后，屏幕显示2.91kHz之后校准曲线为50Ω的直线，但小于2.91kHz的校准曲线略有纹波，在1.149776kHz处达最大为59.442Ω，在1.026521kHz处达最小为45.454Ω，说明2.91kHz之前的值误差较大。而在例3中起始频率和终止频率不变，只将中频带宽（IF BW）变小改成10Hz，校准后，屏幕显示2.01kHz之后校准曲线为50Ω的直线，但小于2.01kHz的校准曲线略有纹波，在1.0kHz处达最大为54.727Ω，在1.85675kHz处达最小为48.888Ω，说明2.01kHz之前的值误差较大，但与例2相比，纹波变小，且校准曲线的直线段前移。可见，中频带宽设置应尽量取小一些的值，以确保校准达到要求。用表C-1例6的参数设置条件进行设备的校准，负载标准件还是50Ω，校准后，屏幕显示在3～150kHz范围内，校准曲线是一条50Ω的直线。同样，进行测试夹具的补偿后，屏幕显示在3～150kHz范围内，补偿曲线是一条50Ω的直线，这就为准确测量奠定了基础。

图C-2 起始频率为100Hz的2.2μF铝电解电容器频率特性

从上面列举的例子同样也说明了起始频率设置不宜小于1kHz。另外，也可从实测的曲线说明这一点。例如：如图C-2所示为在表C-1例3的参数设置条件下测得的2.2μF铝电解电容器频率特性，如图C-3所示为在表C-1例4的参数设置条件下测得的2.2μF铝电解电容器频率特性，如图C-4所示为在表C-1例6的参数设置条件下测得的2.2μF铝电解电容器频率特性。从如图C-2～图C-4所示的特性曲线的比较中可见，1kHz之前实测曲线波动很大，这一段数据是不准的，这一点，从前面分析校准时已得到证明。因此，结论是，起始频率设置不宜小于1kHz。

图C-3 起始频率为1kHz的2.2μF铝电解电容器频率特性

图C-4 起始频率为3kHz的2.2μF铝电解电容器频率特性(www.daowen.com)

对于终止频率的设置，一般开关电源所用的铝电解电容器谐振频率在十几到几十千赫之间，选择150～200kHz较为适宜。因主要研究铝电解电容器呈容性的频率特性，若选得太高，则呈电容特性段会在有限的屏幕上显示变窄，不利于研究所关心的频段。

3.扩频测量铝电解电容器频率特性及其电气参数

在选用的Agilent43961A分析仪的阻抗测试附件中负载校准件为50Ω。因此，扩频使用对被测试件是有要求的，即能准确测试被测试件的阻抗值与负载校准件50Ω相接近的器件，大约可相差20%左右，而测得的电参数也有近20%左右的误差。需要通过Agilent4395A分析仪自带的“DEFINE EQV PARAMS”功能加以修正，使通过用修正后的参数获得模拟特性与实测特性拟合，两条特性越吻合，所获得的参数越准确。

C.2 实测结果分析

实验中被测试元件分别选用63V/4.7μF和50V/2.2μF铝电解电容器，测量

图C-5 4.7μF铝电解电容器频率特性

其等效串联电容量C_s在10kHz时的数值、阻抗|Z|与频率lg f的特性曲线以及电容器等效电路各电气参数。

测得4.7μF铝电解电容器阻抗-频率特性如图C-5所示，上图表示幅频特性，下图表示相频特性；测得2.2μF铝电解电容器阻抗-频率特性如图C-3所示。

图C-6 D型等效电路

如图C-4、图C-5所示的每一幅值和相位频率特性均有两条曲线，一条带“纹波”的为实测特性，另一条光滑的是模拟特性。测量时选用了Agilent4395A分析仪自带的“SELECT EQV CKT[D]”功能中的D型等效电路（见图C-6）进行拟合。从如图C-4和图C-5所示可知，得到的模拟特性与实测特性基本吻合，说明选用的等效电路与实际元件的模型相同。

为了验证实验所测得的参数的正确性，又采用MT4080D分别对63V/4.7μF和50V/2.2μF铝电解电容器进行了测试。表C-2给出了采用两种测试设备测试的参数值。

表C-2 两种仪器测量的数据比较

C.3 结论

由表C-2两种设备测量所得参数比较可见，用Agilent4395A分析仪测量的结果是正确的。用Agilent4395A分析仪扩频测量铝电解电容器频率特性及电气参数是有条件的，即能准确测量被测试件的阻抗值与负载校准件50Ω相接近的器件。