Un analizzatore di impedenza è un tipo di strumento di misura utilizzato per stimare l'impedenza in funzione della frequenza di prova.
L'impedenza è un parametro utilizzato per caratterizzare i componenti elettronici, i circuiti elettronici ed i materiali utilizzati per realizzare i componenti. L'analisi dell'impedenza può anche essere utilizzata per caratterizzare materiali che presentano comportamenti dielettrici come tessuti biologici, prodotti alimentari o campioni geologici.
Gli analizzatori di impedenza sono disponibili in tre distinte implementazioni hardware: insieme queste tre implementazioni possono analizzare dalle frequenze ultra-basse alle frequenze ultra-alte e possono misurare impedenze che vanno da µΩ a TΩ.
Tipologie Gli analizzatori di impedenza sono una classe di strumenti che misurano l'impedenza in funzione della frequenza. Ciò comporta la misurazione sensibile alla fase di corrente e tensione applicata ad un dispositivo in prova, mentre la frequenza di misurazione viene variata nel corso della misurazione. Le specifiche chiave di un analizzatore di impedenza sono: la gamma di frequenza, l'intervallo utile di impedenza, la precisione assoluta della misura e la precisione dell'angolo di fase. Ulteriori specifiche includono la capacità di applicare la polarizzazione di tensione e la polarizzazione di corrente durante la misurazione e la velocità di misura. Gli analizzatori di impedenza in genere offrono misure di impedenza altamente accurate, ad esempio con una precisione di base fino allo 0,05% ed un intervallo di misurazione della frequenza da µHz a GHz. I valori di impedenza possono variare da µΩ a TΩ, mentre la precisione dell'angolo di fase è nell'ordine dei 10 millidegree. I parametri di impedenza misurati comprendono l'impedenza assoluta, la parte reale e immaginaria dell'impedenza misurata, e la fase tra la tensione e la corrente. I parametri di impedenza derivati dal modello come conduttanza, induttanza e capacità vengono calcolati sulla base di un modello di circuito sostitutivo e successivamente visualizzati.
Anche i misuratori LCR forniscono funzionalità di misurazione dell'impedenza, in genere con precisione simile ma gamma di frequenza inferiore. La frequenza di misurazione dei misuratori LCR è generalmente fissa anziché variabile e non può essere visualizzata graficamente.
Gli analizzatori di impedenza commerciali si basano su tre distinte implementazioni hardware: Metodo Intervallo di frequenza Gamma di impedenza Precisione base Direct IV (Direct current-voltage)Dumbrava, Vytautas & Svilainis, Linas (2008) Uncertainty analysis of I-V impedance measurement technique, Measurements, p. 9–14 µHz - 50 MHz 10 µΩ - 100 TΩ 0.05% ABB (ponte autobilanciato) 20 Hz - 120 MHz 10 mΩ - 100 MΩ 0.05% RF-IV (tensione-corrente in radiofrequenza) 1 MHz - 3 GHz 100 mΩ - 100 kΩ 1% Una quarta implementazione, il Vector Network Analyzer (VNA), può essere considerata uno strumento diverso. Contrariamente agli analizzatori di impedenza, anche i VNA misurano l'impedenza, ma di solito a frequenze molto più elevate e con una precisione molto inferiore rispetto agli analizzatori di impedenzaMasahiro Horibe (2017) Performance comparisons between impedance analyzers and vector network analyzers for impedance measurement below 100 MHz frequency, 89th ARFTG Microwave Measurement Conference.
Applicazioni Gli analizzatori di impedenza hanno una vasta gamma di applicazioni, tra cui: analisi dei materiali, caratterizzazione dei dispositivi, test dei componenti e bioimpedenzaKeysight Technologies Impedance Measurement Handbook, as of 2 Nov 2016.
Grafico di reattanza La maggior parte degli analizzatori di impedenza sono dotati di un diagramma di reattanzaHarold A. Wheeler (1950) Reactance Chart, Proceedings of the I.R.E., p. 1392-1397 che mostra i valori di reattanza capacitiva XC e reattanza induttiva XL per una data frequenza. L'accuratezza dello strumento è trasposta sul grafico per consentire all'utente di vedere rapidamente quale accuratezza può aspettarsi per una determinata frequenza e reattanza.
Note
Voci correlate Analizzatore di reti Impedenza
Categoria:Strumenti di misura elettronici