Digilent出品的Analog Discovery 2是不可多得的电子测量工具。因其集100Msps 14-bit ADC、DAC(各2路)于一身，内部FPGA实现了不错的DDS，因此在这个价位(RMB两千出头)上，既能当虚拟示波器、FFT分析仪，又可实现DC~25MHz频响测试，体积还这么小巧……想不到还有什么竞争者了。

    阻抗分析仪是WaveForms软件提供的一个工具，专门用于测量分析元件的阻抗。测试使用Analog Discovery 2的两个模拟采集通道和一个波形发生器，扫频能力和软件中的网络分析仪是一样的，但自带计算功能所以直接给出参数结果，还集成了补偿计算。Digilent官方出品了一个阻抗测量用的Adapter，价格嘛就……不过照图自制也可以。阻抗分析仪支持三种电路接法，如图示：

    前两种接法，ADC都是单端接入(就是负端连GND)，第三种ADC通道1需要差分连接。具体的电路可以不拘泥于这几个图，比如说，Wavegen出来串耦合电容、接Buffer甚至加放大，ADC输入前加Buffer、加放大或衰减(软件上可以设增益)都是可以的。参考用的电阻可选择的是从10欧到1兆欧，每个数量级一个，软件也允许自己设。不同接法引起的性能差异，我在EEWorld论坛上的帖子中分析过一部分。

    当然，需要测的时候用测试线、面包板这类临时搭是不方便的。下图是我最初做过的阻抗测量用扩展板：

    但是在接被测元件的时候，用圆孔针插座、PCB端子总还不能适应常用元件的脚距，而焊到PCB上的办法效率太差。至于用线接开尔文夹子，理论上是可以，但引入的分布参数对测量影响如何有待分析；况且Analog Discovery 2并非精密电桥的替代品。如何在PCB上实现一些接法适应性更好的扩展板呢？

    我想到的一个方法是用半固定的鳄鱼夹子，另一个方法是做出可滑动的结构，让PCB接线端子之间的位移可变。下图是最近版本的两种扩展板。

    既然不是全固定，软线连接是不可少的了。且看PCB背面：

    这两个我都使用了ADC差分接法，都是把DUT的一端接地（软件说明里线路图上是参考电阻的一端接地，我把参考电阻和DUT顺序换了一下）。鳄鱼夹版本的这个专用来测试低阻抗元件，于是参考电阻用固定的10欧，额外还串联了91欧限流(保护Analog Discovery 2内波形发生器的输出运放)。

    阻抗测量范围和精度就受到Analog Discovery 2电路性能的制约了。在低阻抗测试的时候，若DUT上面的电压已经很小，ADC及前端电路的噪声贡献将使测量值不可靠，比如表现为临近频率点之间阻抗变动剧烈且与规律不符。除非在ADC前加放大，要不然就要提升驱动能力增大测试电流，也要放大器。宽频率放大器也不好做，做不好要自激的。不加放大电路前提下，我姑且做到最小10mΩ的分辨能力吧，测电解电容的阻抗算是够用。测量低阻抗务必要使用"short compensation"功能，先将测试夹具短路，以对残留电阻和电感进行测量，用于补偿计算(对于我这个板子，将两鳄鱼夹头部夹一起即可)。

    测量15mΩ贴片合金电阻：

    测量50mΩ插脚式检流电阻：

    测量0805贴片磁珠（焊了两段电阻腿用于夹持）：

    软件分析阻抗的结果(蓝色是磁珠的阻抗，红色是贴片15mΩ电阻，绿色是插脚50mΩ电阻)：

    从测量结果看，这颗磁珠（蓝色线）的阻抗特性在10kHz~10MHz段还是以电感性为主，阻抗分析出电感是0.55uH. 阻抗最小的贴片电阻（红色线）串联电感成分只有几个nH. 对于这么小的电感，这个扩展板是否测得正确我心里也存疑，夹具的分布电感是否正确补偿了？

    用PCB端子的那块扩展板来测量，估摸着觉得分布电感的不确定性更高。

    测出来的阻抗对比（黄线是用端子固定的PCB板测量，电感性多一点）：

     再上一个测量几种不同的电解电容阻抗的图，其中虚线是ESR.

    可以得出粗浅的结论：一般的(铝)电解电容在10kHz时，ESR相比与总阻抗已经不能忽略了。对100kHz交流，电解电容中表现为电阻性。作为电源高频滤波用途，ESR低的电容产品应当是优选。

    在测量高阻抗时，电路中的寄生电容（包括Analog Discovery 2的模拟输入端的输入电容）影响就大了。首先需要使用"open compensation"功能来处理分布电容的补偿，软件会自动计算。我这个“滑动接线端子”的设计，造成了分布电容也随着滑动而动，所以想精细测量的话还得改变端子位置之后重新补偿。

    测量 8mil宽 80mm长PCB走线和对面整块铺铜形成的电容：

    直接看电容分析页：从上到下三条线对应线宽分别是1mm, 16mil, 8mil.