(上接D16版)福建实达集团股份有限公司 关于上海证券交易所《关于福建实达集团股份有限公司2019年年度报告的信息披露监管问询函》的回复公告(下转D18版)
1、 减值测试的方法
在进行减值测试时,公司对深圳兴飞、东方拓宇及中科融通涉及的资产组均采用预计未来现金流量现值的方法进行减值测试。
2、 选取的关键指标及依据
(1) 深圳兴飞
①预计未来收入的预测
深圳兴飞管理层根据深圳兴飞(不含东方拓宇)在手订单情况、经营计划,同时结合客户的需求以及行业整体发展趋势,综合预测企业未来年度营业收入。预测水平如下:
单位:万元
②毛利率的预测
深圳兴飞管理层根据深圳兴飞(不含东方拓宇)近三年各业务的毛利率情况,目前的项目预算情况,并参考行业的毛利情况,经测算得出深圳兴飞(不含东方拓宇)未来年度毛利率为7.40%-7.52%。
③预计未来现金流的预测
未来现金流量基于深圳兴飞管理层批准的2019年至2023年的财务预测确定,该资产组超过5年的现金流量采用稳定的永续现金流。在预计未来现金流量时使用的其他关键假设还有:基于深圳兴飞(不含东方拓宇)2016年-2018年的经营业绩为基础、行业的发展趋势和管理层对市场发展的预期估计预计营业收入、营业成本、费用、人工成本、折旧摊销和营运资金追加额等。
④折现率的确定
本次估值采用加权平均资本成本模型(WACC)确定折现率r:
权益资本成本。本次估值按资本资产定价模型(CAPM)确定权益资本成本re;
其中rf:无风险报酬率;rm:市场期望报酬率;ε:估值对象的特性风险调整系数;βe:估值对象权益资本的预期市场风险系数。
①无风险收益率rf,参照国家近五年发行的中长期国债利率的平均水平,按照十年期以上国债利率平均水平确定无风险收益率rf的近似,即rf= 3.86%。
②市场期望报酬率rm,一般认为,股票指数的波动能够反映市场整体的波动情况,指数的长期平均收益率可以反映市场期望的平均报酬率。通过对上证综合指数自1992年5月21日全面放开股价、实行自由竞价交易后至2018年12月31日期间的指数平均收益率进行测算,得出市场期望报酬率的近似,即:rm=9.45%。
③e值,取沪深同类可比上市公司股票,以估值基准日前60个月的市场价格测算估计,得到可比公司股票的历史市场平均风险系数βx,计算得到估值对象预期市场平均风险系数βt,并得到估值对象预期无财务杠杆风险系数的估计值βu,最后得到估值对象权益资本预期风险系数的估计值βe。
④权益资本成本re,本次估值考虑到估值对象在融资条件、资本流动性以及治理结构等方面与可比上市公司的差异性所可能产生的特性个体风险,设公司特性风险调整系数ε=0.03;最终得到估值对象的权益资本成本re= 0.1397。
⑤扣税后付息债务利率rd,根据中长期贷款基准利率,结合企业自身情况,其所得税率情况计算扣税后付息债务利率rd=0.0432。
资本结构结合行业资产结构及企业自身情况确定税后折现率,得到的WACC=0.1150。
⑤ 具体步骤和详细计算过程
单位:万元
(2) 东方拓宇
①预计未来收入的预测
东方拓宇管理层根据在手订单情况、经营计划,同时结合客户的需求以及行业整体发展趋势,综合预测企业未来年度营业收入。预测水平如下:
东方拓宇管理层根据东方拓宇近三年各业务的毛利率情况,目前的项目预算情况,并参考行业的毛利情况,经测算得出东方拓宇未来年度毛利率为16.23%-17.02%。
③预计未来现金流的预测
未来现金流量基于东方拓宇管理层批准的2019年至2023年的财务预测确定,该资产组超过5年的现金流量采用稳定的永续现金流。在预计未来现金流量时使用的其他关键假设还有:基于东方拓宇2016年-2018年的经营业绩为基础、行业的发展趋势和管理层对市场发展的预期估计预计营业收入、营业成本、费用、人工成本、折旧摊销和营运资金追加额等。
①无风险收益率rf,参照国家近五年发行的中长期国债利率的平均水平,按
照十年期以上国债利率平均水平确定无风险收益率rf的近似,即rf= 3.86%。
④权益资本成本re,本次估值考虑到估值对象在融资条件、资本流动性以及治理结构等方面与可比上市公司的差异性所可能产生的特性个体风险,设公司特性风险调整系数ε=0.03;最终得到估值对象的权益资本成本re= 0.1138。
⑤扣税后付息债务利率rd,根据中长期贷款基准利率,结合企业自身情况,其所得税率情况计算扣税后付息债务利率rd=0.0490。
资本结构结合行业资产结构及企业自身情况确定税后折现率,得到的WACC=0.1138。
⑤具体步骤和详细计算过程
单位:万元
(3) 中科融通
① 预计未来收入的预测
中科融通管理层根据在手订单情况、经营计划,同时结合客户的需求以及行业整体发展趋势,综合预测企业未来年度营业收入。预测水平如下:
单位:万元
② 毛利率的预测
中科融通管理层根据中科融通近三年各业务的毛利率情况,目前的项目预算情况,并参考行业的毛利情况,经测算得出中科融通未来年度毛利率为33.5%-35.4%。
③ 预计未来现金流的预测
未来现金流量基于中科融通管理层批准的2019年至2023年的财务预测确定,该资产组超过5年的现金流量采用稳定的永续现金流。在预计未来现金流量时使用的其他关键假设还有:基于中科融通2016年-2018年的经营业绩为基础、行业的发展趋势和管理层对市场发展的预期估计预计营业收入、营业成本、费用、人工成本、折旧摊销和营运资金追加额等。
估值机构获得的经委托人管理层审议确定的盈利预测是本咨询报告的基础。估值人员对上述盈利预测进行了必要的调查、分析、判断,经过与委托人及估值对象多次讨论,委托人与估值对象管理层进一步修正、完善后,估值机构采信了盈利预测的相关数据。企业的实际经营存在多种变量,行业的发展也存在一定不确定,上级公司对于集团范围内的业务规划及资金安排也是企业未来经营业绩的重要影响指标。请报告使用者注意风险。
随着企业的快速发展,估值对象营运资金需求也急速增加,若上级公司及标的公司的资金需求未能及时得到满足,可能会对企业的未来生产经营产生一定的风险。
④ 折现率的确定
④权益资本成本re,本次估值考虑到估值对象在融资条件、资本流动性以及治理结构等方面与可比上市公司的差异性所可能产生的特性个体风险,设公司特性风险调整系数ε=0.03;最终得到估值对象的权益资本成本re= 0.1253。
资本结构结合行业资产结构及企业自身情况确定税后折现率,得到的WACC=0.1132。
根据立信中联会计师事务所(特殊普通合伙)出具的立信中联专审字[2019]D-0060号《福建实达集团股份有限公司减值测试专项审核报告》、中联评估出具的中联评咨字[2019]第765号《福建实达集团股份有限公司拟了解其持有的深圳市兴飞科技有限公司预计未来现金流量现值项目咨询报告》、中联评报字[2019]第760号《深圳市兴飞科技有限公司拟了解其持有的深圳市东方拓宇科技有限公司预计未来现金流量现值项目咨询报告》、中联评报字[2019]第763号《福建实达集团股份有限公司拟了解其持有的中科融通物联科技无锡有限公司预计未来现金流量现值项目咨询报告》及公司编制的《福建实达集团股份有限公司关于深圳市兴飞科技有限公司、深圳市东方拓宇科技有限公司、中科融通物联科技无锡有限公司2018年度盈利预测完成情况和业绩承诺期满减值测试情况的专项报告》,标的资产减值测试结果如下:
单位:万元
注1:业绩承诺期内深圳兴飞股东无增资、减资、接受赠与以及利润分配行为;
注2:根据2018年4月10日东方拓宇股东会决议,东方拓宇向股东分配利润4,725万元,无其他增资、减资、接受赠与及利润分配行为;
注3:根据2017年6月23日公司召开的第九届董事会第五次会议决议,公司以4,011万元的价格购买江苏中科物联网科技创业投资有限公司持有的中科融通8.89%的股权,收购后中科融通成为公司的全资子公司;同时对中科融通增资8,650万元,其中:以中科融通资本公积3,014.78万元及未分配利润2,980.85万元转增注册资本,其余以现金增资2,654.37万元。根据2017年8月11日公司召开的第九届董事会第七次会议决议,公司调整增资方案,将未分配利润转增部分改为中科融通分红2,980.85万元,公司收到分红款后再增资。除此之外,无其他增资、减资、接受赠与及利润分配行为。
注4:根据评估咨询报告,2018年12月31日股东全部权益评估价值①为百万位取整数。
截至2018年12月31日,重大资产重组标的资产股权在考虑股东增资以及利润分配影响后评估价值均高于重大资产重组时原股权评估价值,在当时背景下该评估价值已充分考虑了各种因素,标的资产未发生减值,各标的公司业绩补偿义务人无需对公司进行减值补偿。
针对上述深圳兴飞、东方拓宇以及中科融通2018年度业绩承诺实现情况及相关资产减值测试情况,立信中联会计师事务所(特殊普通合伙)出具了《福建实达集团股份有限公司业绩承诺完成情况的专项审核报告》以及《福建实达集团股份有限公司减值测试专项审核报告》;独立财务顾问天风证券股份有限公司出具了《天风证券股份有限公司关于福建实达集团股份有限公司重大资产重组标的资产2018年度业绩承诺实现情况及减值测试的核查意见》。 2019年由于受到金融机构收贷和偿还公司债的双重压力,全年公司的资金都十分紧张,经营流动性资金的缺乏使公司生产经营受到较大影响,各标的公司在2019年均出现了亏损。面对流动性持续紧张的局面,加上新冠疫情的影响,管理层通过对未来可预测期内国内外市场行情、公司目前的经营状况以及资金状况等综合分析,各标的所涉及相关资产组预计未来现金流量现值均小于包含整体商誉的资产组的账面价值,因此公司2019年对收购深圳兴飞、中科融通、东方拓宇形成的商誉计提了减值。 鉴于上述原因,因此不存在需要调整各标的资产前期股东全部权益评估价值的情形,不存在需要承担补偿义务的情形。
六、结合公司收购标的资产至今,标的资产交易作价支付、历史款项收支情况等,说明是否存在资金最终流向关联方或与控股股东、大股东、实际控制人、董监高等有潜在的关联关系或利益安排的其他方的情形。
公司收购标的资产的投资活动主要发生在2016年,为并购重组了深圳兴飞、东方拓宇、中科融通三家子公司,深圳兴飞100%股权作价15亿元(现金作价8.12亿元,股份对价6.88亿元),中科融通91.11%股权作价4.1亿元(现金作价1.93亿元,股份对价2.17亿元),东方拓宇100%股权作价3亿元(现金作价3亿元),一共需支付现金对价13.05亿元,其中2016年支付了10.12亿元,2017年公司支付了剩余的2.93亿元收购尾款。鉴于中科融通业务发展势头良好,公司2017年支付4,011万元对价收购了中科融通8.89%的股权,达到了对中科融通的100%控股。
上述相关资金均未流向关联方与控股股东、大股东、实际控制人、董监高等有潜在的关联关系或利益安排的其他方。
立信中联核查意见:
(一) 核查程序:
(1) 复核管理层对资产组的认定以及如何将商誉分配至各资产组;
(2) 了解各资产组的历史业绩情况及未来发展规划,以宏观经济和所属行了解各资产组的历史业绩情况及未来发展规划;
(3) 评价管理层在预计未来现金流量值时采用的假设和关键判断,对管理层选用的收入增长率、毛利率及折现率等关键指标与过往业绩及行业水平进行比较;
(4) 了解和评价管理层利用其估值专家的工作,包括商誉减值测试过程中所使用的方法、关键评估的假设、参数的选择、预测未来收入及现金流折现率等的合理性;
(5) 评估管理层对于商誉的相关列报和披露是否恰当和完整。
(二)会计师核查意见:
经核查,我们已复核实达集团关于商誉减值准备的情况说明,并结合年报审计中执行的相关审计程序,我们认为,实达集团公司2019年度的商誉减值准备金额计提合理、准确。历史业绩承诺完成情况是真实的,相关会计估计判断和会计处理符合《企业会计准则》的规定。
北京北方亚事资产评估事务所(特殊普通合伙)(以下简称“北方亚事”)核查意见:
北方亚事评估师针对第三点问题经核查认为:在2019年商誉减值测试评估中,涉及商誉减值测试的方法,资产组或资产组组合认定的标准、依据和结果,符合《会计监管风险提示第8号-商誉减值》及《企业会计准则第8号—资产减值》的规定和要求。
北方亚事评估师针对第四点问题认为:上述内容符合各家公司实际情况,根据《会计监管风险提示第 8 号—商誉减值》和相关准则的要求,履行了必要的核查验证、计算复核等程序,我们认为本次商誉减值准备的计提具有一定合理性,符合《企业会计准则》的有关规定。
北方亚事评估师针对第五点问题认为:经核查,上述内容符合各家公司实际情况,无需调整各标的资产前期股东全部权益评估价值,不存在需要承担补偿义务的情形。
天风证券股份有限公司核查意见:
深圳兴飞、东方拓宇、中科融通(以下合称“标的资产”)在业绩承诺期内各年度的经营情况和业绩承诺完成情况均是经立信中联会计师事务所(特殊普通合伙)(以下简称“立信中联”)进行过专项审计和审核,并出具了标准无保留事项的《审计报告》和《业绩承诺完成情况的专项审核报告》;本独立财务顾问对标的资产业绩承诺期内历年业绩实现情况的核查主要是基于立信中联所出具的《审计报告》和《业绩承诺完成情况的专项审核报告》基础上所发表的意见。
此外,本独立财务顾问已分别于2018年4月19日和2019年5月8日就福建实达集团股份有限公司(以下简称“实达集团”或“上市公司”)收购深圳兴飞、东方拓宇和中科融通的重组事项出具了持续督导总结报告,上述三个项目的持续督导工作已分别于2017年12月31日(深圳兴飞、东方拓宇)和2018年12月31日(中科融通)结束。
鉴于上述三个重组项目的持续督导期均已结束,标的资产2019年度的经营情况和减值情况不在本独立财务顾问的持续督导范围内,本独立财务顾问也未参与上市公司2019年年度财务报表的审计工作。因此,本独立财务顾问无法结合2019年度经营和资产减值情况,对标的资产历史业绩承诺完成情况发表意见。
问题8.关于其他应付款。年报显示,报告期末,公司其他应付款账面余额为2.27亿元,同比增长89%,主要为往来款增加,请公司补充披露其他应付款大幅增长的原因和合理性,并列示前十名其他应付款对应的对象名称及关联关系、金额及交易背景。请年审会计师发表意见。
公司答复:
一、其他应付款大幅增长的原因及合理性
公司的其他应付款期末增加10,662.40万元,主要是由于“往来款”增加9,683.39万元,主要原因为子公司深圳东拓本期收到四川港荣投资发展集团有限公司投资款5,000万元、收到宜宾哈工科技产业发展有限公司投资款2,500万元,由于目前尚未确定各方持股比例,暂挂往来款;另外,公司出现资金周转困难,向股东、客户和供应商寻求临时资金支持,且公司未提供相应抵押或者担保。因此其他应付款的增加是合理的。
二、前十名其他应付款对应的对象名称及关联关系、金额及交易背景
1、 会计师检查了公司相关投资协议,检查相关支付凭证;
2、 获取其他应付款明细表对本期期末余额较大往来款进行函证;
3、 关注账龄较长的其他应付款,检查原始单据,复核账龄是否记录正确;
4、 检查其他应付款已按照企业会计准则的规定在财务报表中作出恰当列报,关注其他应付款是否已按照账龄及单位类别进行披露;
5、 检查公司管理层提供的关联方关系及关联交易清单;
6、 利用公开信息比对往来单位与实达集团是否存在投资或任职情况。
(二) 会计师核查意见:
经核查,我们认为,公司报告期内其他应付款大幅上升具有合理性,报告期末前十名的其他应付款往来单位的关联关系与我们在执行公司财务报表审计过程中了解的信息一致。三、其他
问题9. 关于受限资产。年报显示,报告期末,公司受限资产共计11.04亿元,其中包括货币资金0.36亿元、应收款项5.32亿元、投资性房地产2.40亿元、固定资产1.85亿元等。请公司补充披露相关受限资产所涉及的交易事项或融资安排、资金去向、限制期限或解除限制条件等具体情况,是否存在资金最终流向关联方或与控股股东、大股东、实际控制人、董监高等有潜在的关联关系或利益安排的其他方的情形。请年审会计师说明对公司受限资产执行的审计程序、得出的审计结论,并发表意见。
公司答复:
公司相关受限资产具体情况披露如下:
1、 期末受限制的货币资金为0.36亿元,主要构成为账户冻结及保证金:
(1) 公司以银行承兑汇票方式支付部分材料采购款项,开立汇票时需向银行交纳一定比例的保证金,该部分保证金期末余额为2,309.60万元,待银行承兑汇票到期兑付。
(2) 公司部分合同在投标阶段以及质保阶段需向客户提交保函,办理银行保函时需向银行交纳一定比例的保证金,该部分保证金期末余额84.57万元,待保函到期退还保证金。
(3) 公司期末由于涉及诉讼,部分银行账户被司法冻结,该部分资金金额为1,162.16万元,目前正与供应商及银行协商解决。
2、 期末受限制的应收款项5.32亿元,其中应收票据0.92亿元,应收账款4.4亿元,主要构成如下:
(1)应收票据0.92亿元的构成如下:
①已质押应收票据0.38亿,主要为子公司深圳睿德用大额银行承兑汇票向民生银行质押开出小额银行承兑汇票支付给供应商,该质押的票据到期收款用于偿还之前开具的小额汇票,票据到期解付;
②子公司深圳睿德期末已背书或贴现且在资产负债表日尚未到期的商业承兑汇票0.53亿元,票据到期解付。
(2)应收账款4.4亿元的构成如下:
①与兴港(天津)商业保理有限公司(以下简称“兴港保理”)签订《国内有追索权保理业务合同》(合同编号为XGBL-SZXF-20190401),深圳兴飞对华通科技有限公司、中兴软件技术(南昌)有限公司享有的1.79亿应收账款债权转让给兴港保理,为深圳兴飞与兴港保理签订的《国内有追索权保理业务合同》提供质押。
②与兴港保理签订《国内有追索权保理业务合同》(合同编号为XGBL-SZXF-20190401),深圳睿德对深圳市双翼科技有限公司等享有的0.38亿应收账款债权转让给兴港保理,为深圳睿德与兴港保理签订的《国内有追索权保理业务合同》提供质押。
③与兴港保理签订《国内有追索权保理业务合同》(合同编号为XGBL-SZXF-20190401),东方拓宇对华通科技有限公司享有的0.76亿元应收账款债权转让给兴港保理,为东方拓宇与兴港保理签订的《国内有追索权保理业务合同》提供质押。
④与兴港保理签订《国内有追索权保理业务合同》(合同编号为XGBL-FJSD-20190501),博乐中科对博乐市公安局享有的0.21亿元应收账款债权转让给兴港保理,为中科融通物联科技无锡有限公司与兴港保理签订的《国内有追索权保理业务合同》提供质押。
⑤与兴港保理签订《国内有追索权保理业务合同》(合同编号为XGBL-FJSD-20190501),克州中科将克孜勒苏柯尔克孜自治州公安局的1.03亿元应收账款债权转让给兴港保理,为克州中科与兴港保理签订的《国内有追索权保理业务合同》提供质押。
⑥与兴港保理签订《国内有追索权保理业务合同》(合同编号为XGBL-FJSD-20190501),博乐中科对博乐市公安局享有的0.23亿元应收账款债权转让给兴港保理,为博乐中科与兴港保理签订的《国内有追索权保理业务合同》提供质押。
3、 期末受限制的投资性房地产为2.40亿元,固定资产为1.85亿元。主要构成如下:
(1) 子公司惠州长飞与光大银行股份有限公司深圳分行签订了“GD38971806001”号《最高额抵押合同》,以其位于惠州市博罗县石湾镇铁场村委会科技大道北侧合计261,287平方米的土地使用权(博府国用(2011)第170167号、博府国用(2011)第170171号国有土地使用权)及位于其上的合计181,543.40平方米建筑面积的房屋建筑物为抵押物,为子公司深圳兴飞与中国光大银行股份有限公司深圳分行签订的“ZH38971806001”号综合授信合同提供抵押。
(2) 与兴港保理签订“XGBL-HZCF-DY-20190501”号抵押合同,用上述惠州长飞投资有限公司不动产为子公司深圳兴飞与兴港(天津)保理有限公司签订的“XGBL-FJSD-20190501\XGBL-SZXF-20190401”的《国内有追索权保理业务合同》提供抵押。截至2019年12月31日,抵押的固定资产账面净值为101,079,397.06元,抵押的投资性房地产的账面净值为2.40亿元。
(3) 深圳兴飞、芜湖兴飞、惠州兴飞和深圳睿德与郑州航空港区兴港租赁有限公司签订编号为XGZL-HZ-2019009、XGZL-HZ-2019007、XGZL-HZ-2019006、XGZL-HZ-2019008、XGZL-HZ-2019010的《售后回租赁合同》,借款金额合计3,900万元,以转移固定资产所有权为上述借款提供抵押,另由母公司进行保证担保以及做抵押担保。售后回租固定资产账面价值为0.38亿元。
(4) 实达工业研发大楼房产及土地,福州市不动产权第0000012号,面积4,100.18平方,房屋面积13,777.82平方抵押给兴港保理租赁和委贷,账面价值0.45亿元。
(5) 芜湖睿德固定资产账面价值123.40万元被查封扣押。
4、 期末受限的其他非流动资产为0.31亿元,为南京滨江奥城房产。2010年公司股东大会会议同意将南京滨江奥城剩余2,174.47平方米的商业房产转让给控股股东昂展科技,转让价格4,500万元。2011年3月昂展科技履行回购承诺汇给公司4,500万元,房产产权转移手续未办理。2013年7月,昂展科技为盘活资产,将上述房产抵押给银行,同时承诺有关抵押房产所产生的全部风险和所有费用都由昂展科技承担,与公司无关。截至2019年12月31日,南京滨江奥城房产尚余2,054.04平方米,对应的预收房款为4,254.32万元。昂展科技将剩余房产全部抵押给兴业银行,为杭州易约电子科技有限公司融资提供担保。(具体事项详见公司年报对其他非流动资产的相关披露)
5、 期末受限的长期股权投资为0.5亿元,为公司持有的深圳南山基金金融科技双创股权投资基金合伙企业(有限合伙)49.703%的份额(对应实际缴付出资4,970.30万元)。为公司向西部信托有限公司申请最高敞口余额不超过2亿元的授信额度提供质押担保,该授信同时以子公司深圳兴飞30%的股权提供质押担保。
受限资产中的南京滨江奥城房产已全额预收昂展科技4,254.32万元转让款,房产的实际使用处分权利归昂展科技所有,因此昂展科技将其抵押贷款,不存在损害上市公司利益的情形。受限资产中的的应收账款4.4亿元,为应收账款债权转让给兴港保理以此获得应收账款保理融资款。除此之外,以上受限资产不存在资金最终流向关联方或与控股股东,实际控制人、董监高等有潜在的关联关系或利益安排的其他方的情形。
立信中联核查意见:
(一) 核查程序:
1、 我们对借款查阅了相关合同、企业信用报告,抽查会计记录及银行原始单据,复核借款利息,向银行实施函证;对货币资金监盘库存现金,检查银行对账单,抽查会计记录及原始单据,向银行实施函证,并询问相关管理人员。
2、 检查了相关交易是否具有真实业务背景,相关交易是否履行。
3、 对公司期末持有的承兑汇票执行了监盘程序,并检查与票据已背书或贴现相关的协议合同,包括票据的种类、号数、出票日、到期日、票面金额、交易合同号、付款人、承兑人、背书人姓名或单位名称,以及利率、贴现率、收款日期、收回金额等是否与应收票据登记簿的记录相符。
4、 获取关联方清单,结合查询工商档案进行比对,确认期末持有的承兑汇票出票人是否为关联方。
5、 我们查阅了借款及抵押担保合同,房屋及土地所有权证书,以及与诉讼案件相关的资料。
(二) 会计师核查意见:
经核查,我们认为,除公司上述回复说明中存在关联方之外,以上其他受限资产不存在资金最终流向关联方或与控股股东,实际控制人、董监高等有潜在的关联关系或利益安排的其他方的情形。
问题10.关于流动性。年报显示,报告期末,公司货币资金为2.16亿元,其中受限货币资金为0.36亿元。同时,公司账面付息债务(短期借款、一年内到期的非流动负债)合计17.39亿元,其中,重要的已逾期未偿还短期借款金额合计3.34亿元。此外,公司账面还存在应付票据及应付账款6.98亿元。同时,报告期末,公司资产负债率为118%,相比上年同期提高超50个百分点。公司流动比率和速冻比率分别为0.53、0.37,相比上年同期大幅下降。上述财务指标反映公司债务压力的进一步增加。请公司补充披露:(1)上述各科目中有息债务的具体情况,包括借款金额、利率、借款期限、借款方、抵押、质押等情况;(2)截至目前到期债务的明细及偿还情况、逾期债务的偿还安排;(3)结合资金情况和2020年度的具体偿债安排等,充分提示公司的财务压力和流动性风险。请年审会计师发表意见。
公司答复:
一、上述各科目中有息债务的具体情况,包括借款金额、利率、借款期限、借款方、抵押、质押等情况
公司账面付息债务(短期借款、一年内到期的非流动负债)合计17.39亿元,其中:附追索权的应收账款保理借款金额3.43亿元附追索权的应收票据贴现借款金额0.58亿元,其他有息债务金额13.37亿元,有息债务的具体情况如下表:
有息债务的具体情况如下:
单位:万元
二、截至目前到期债务的明细及偿还情况、逾期债务的偿还安排
截至目前到期债务的明细及偿还情况如下:
单位:万元
为缓解当前公司资金压力,降低流动性风险,公司拟继续向金融机构申请展期,同时继续向兴港投资申请包括但不限于委托贷款、租赁、保理、供应链融资及担保等形式对公司负债进行展期或替换;公司拟继续向兴港投资推进非公开发行股票事宜,妥善解决公司债务问题,减轻公司债务负担。
三、结合资金情况和2020年度的具体偿债安排等,充分提示公司的财务压力和流动性风险
从外部环境来看,智能终端板块受中国市场手机行业疲软和国际政治环境的影响,行业面临较大的竞争压力,物联网安防板块市场越来越集中,市场竞争也进一步加剧,同时因宏观去杠杆因素的影响,金融机构陆续对公司进行收贷,公司的财务压力和流动性风险进一步加大。
从内部环境来看,智能终端板块2019年由于自身经营性资金紧张,客户订单取消,客户资源流失,造成经营性亏损,2020年公司将严控经营费用,降低营运资金压力,同时继续深化5G技术变革转型,加大5G研发投入,但由于5G产品项目研发投入较大、周期较长,因此对资金的需求将进一步增加。安防业务板块受行业特性影响,建设周期长,回款周期长,需要较好的流动资金维持运营,若受现金流影响,项目建设工期将延长,将造成相关费用和成本增加。
因此2020年公司拟继续向金融机构申请展期,同时继续向兴港投资申请包括但不限于委托贷款、租赁、保理、供应链融资及担保等形式对公司负债进行展期或替换;公司拟继续向兴港投资推进非公开发行股票事宜,妥善解决公司债务问题,进一步缓解当前公司的财务压力,降低流动性风险。
(1) 与公司管理层进行访谈,了解公司未来的偿债安排及融资计划;
(2) 针对有息负债,检查期后还款记录,了解是否存在逾期还款的情况;
(3) 复核并计算公司流动比率、速动比率、资产负债率等偿债能力指标,并与同行业可比上市公司进行比较分析。
(二) 会计师核查意见:
经核查,截至本回复出具日,我们未发现公司存在难以按期偿还有关债务的风险。
公司目前指定的信息披露媒体为《中国证券报》、《证券时报》、《证券日报》及上海证券交易所网站(www.sse.com.cn),有关公司信息均以公司在上述指定媒体披露信息为准,敬请广大投资者关注公告并注意投资风险。
特此公告。
福建实达集团股份有限公司
2020年11月12日
证券简称:*ST实达 证券代码:600734 公告编号:第2020-078号
福建实达集团股份有限公司
关于上海证券交易所《关于对福建实达集团股份有限公司有关对外转让债权和股权事项的问询函》的回复公告
本公司及董事会全体成员保证公告内容的真实、准确和完整,对公司的虚假记载、误导性陈述或者重大遗漏负连带责任。
福建实达集团股份有限公司(以下简称“公司”、“上市公司”或“实达集团”)于2019年12月13日收到上海证券交易所《关于对福建实达集团股份有限公司有关对外转让债权和股权事项的问询函》(上证公函【2019】3092号)(以下简称“问询函”),现将《问询函》有关问题回复如下:
问题1:前期,我部对公司2018年年度报告发出事后审核问询函,要求公司、会计师、财务顾问等核查应收账款和其他应收款形成背景、坏账准备计提合理性和慎重性,深圳兴飞股东全部权益是否发生减值等事项。相关回复与香港兴飞截至2019年10月31日,实际净资产-11.47亿的财务状况出现重大反差,造成重大误导。请上述各方说明,前期是否勤勉落实监管函件各项核查要求及证据,前期意见与本次回函披露情况严重偏差的原因,是否需要对前期回复内容进行修改。
公司回复:
2019年12月13日,实达集团召开了第九届董事会第四十二次会议审议通过了对外转让兴飞(香港)有限公司(以下简称“香港兴飞”)100%股权及深圳兴飞对香港兴飞债权事项(以下简称“本次出售”),基于本次出售为特殊目的,上市公司及购买方香港佳海科技有限公司(以下简称“佳海科技”)共同委托北京北方亚事资产评估事务所(特殊普通合伙)(以下简称“北方亚事”)出具相关审计、评估报告。
公司对香港兴飞于2019年10月31日可能出现坏账的应收账款及其他应收款进行了详细核查,本次回函时点情况已发生较大差异,原因核查如下:
(1)香港兴飞2019年5月起与客户HONG KONG WEIYU TECHNOLOGY CO.,LIMITED开始合作销售,发货及开票日期为2019年6月,当期确认营业收入美金46,234,286.09元,截至2019年10月31日,已现金收回美金20,991.68元,尚未收回的款项为美金46,213,294.41元,折合人民币325,956,229.46元。2019年8月30日,该客户发出品质问题索赔函,质量问题主要表现为机器发烫或者自动关机。针对此产品质量问题分析原因为:产品在研发设计中部件间距过小,导致在使用过程中按压或者挤压导致,属于研发技术问题。此产品质量问题处理方案为拆解整机后增加物料维修返工。故客户表示拒付全部余款。
(2)香港兴飞2019年5月起与客户HONG KONG XIECHENG SUPPLY CHAIN CO.,LIMITED开始合作销售,发货及开票日期为2019年6月,当期确认营业收入美金39,145,830.69元(折合人民币276,107,287.61元),截至2019年10月31日,上述款项均未收回。2019年10月18日,客户根据与香港兴飞签订的质量条款内容,发出质量异常公函,表示拒付货款并进行质量索赔,索赔金额100万美元。质量问题主要表现为无画面显示,分析原因为摄像头和主板连接器选型不匹配,产品在设计研发中,由于物料研发选型不配对,造成连接处接触不良导致无画面,产品监控失效;属于研发设计类质量问题;此问题需要整机拆解并换料才能解决。随后经香港兴飞与客户协商谈判,客户不再追究香港兴飞赔偿责任。
(3)香港兴飞2019年5月起与客户F-UNION TECHNOLOGY HONGKONG GO.,LIMITED开始合作销售,发货及开票日期为2019年6月,当期确认营业收入美金22,016,820.22元(折合人民币155,291,238.06元)。截至2019年10月31日,上述款项均未收回。2019年9月18日,客户发出品质异常公函,质量问题主要表现为整机反应慢,应用闪退,黑屏,自动重启的问题,分析原因是因为内存物料真空存储异常导致物料受潮及氧化,且出货后也未通知客户烘烤及清洁,导致焊点接触不良,最终导致整机反应慢,应用闪退,黑屏,自动重启的问题,此问题解决需要拆解换料维修。客户表示要冻结全部余款以冲抵损失,不足部分继续追偿。
(4)香港兴飞2019年5月起与客户PFY(HONGKONG)LIMITED开始合作销售,发货及开票日期为2019年6月,当期确认营业收入美金13,529,133.74元(折合人民币95,425,039.01元)。截至2019年10月31日,上述款项均未收回。2019年9月18日,客户发出索赔函,质量问题主要表现为LCD无显示,原因分析为背光驱动IC保存未抽真空,导致单体引脚氧化,致使焊接上出现虚焊,用户使用出现显示不良,此问题解决需要全部拆解换料进行维修,客户表示拒付所有货款并要求进行质量索赔。
(5)香港兴飞2019年4月起与客户CORE(HK)TECHNOLOGY CO.,LIMITED开始合作销售,发货及开票日期为2019年6月,当期确认营业收入美金12,549,510.62元。截至2019年10月31日,香港兴飞通过指定客户向供应商付款应收应付互抵美金8,822,437.57元,尚未收回的款项为美金3,727,073.05元,折合人民币26,288,164.34元。2019年9月26日,客户发出交付延误罚款函,表示未付全部货款用于清偿全部罚款。
2019年,由于手机行业竞争进一步加剧,国内手机出货量同比出现下滑,导致深圳兴飞业务下滑严重。随着资金链出现断裂,深圳兴飞生产所需物料无法齐套,进一步导致部分客户订单取消。为尽量减少深圳兴飞经营损失,公司对于已取消订单的备料采取转手出售的方式。深圳兴飞作为手机整机供应商,对外处理散料的渠道较少,根据市场散料行情出售价格极低,定制件散料通常按废品处理。而上述公司作为贸易商,主要面对整机厂商,销售渠道更为丰富且可处置价格较高,但其质量、交付及其他商务条件更为严苛。当时深圳兴飞较为乐观地判断战略投资者资金注入后恢复运营以售后维护解决质量异常问题同时能满足客户的交付要求,与客户签订了较为严格的质量协议约定和交付保证协议,其中质量协议约定主要包括:产品不良率大于等于6%时,罚没30%货款;不良率超过12%时,罚没全部货款,同时客户还有权根据情况对香港兴飞继续索赔。交付保证协议主要包括:交付延迟超过30天,客户有权取消订单并且不承担呆滞责任,同时还要罚没30%货款作为违约金,并有权要求香港兴飞承担直接或间接的损失。
2019年11-12月,深圳兴飞进行了多次沟通,并告知客户如双方无法进行有效协商,将诉诸法律,客户恐影响其行业的口碑,经过多次协商,最终双方达成一致约定:将存货及前期销售物料进行拆解后,退货给香港兴飞。
(6)截至2019年10月31日,香港兴飞对乐巢国际贸易有限公司(以下简称“乐巢国际”)的其他应收款余额为19,099.43万元,与其他应收款可能发生坏账的原因详见本回复“问题3/3、减值迹象出现的具体时点,本期计提减值的原因及合理性,是否存在前期计提不足的情形,是否存在前期业绩虚假或调节利润的情形/(2)本期计提减值的原因及合理性/关于其他应收款”。
截至2019年10月31日,香港兴飞对乐巢国际的其他应收款余额为19,099.43万元,主要为香港兴飞对乐巢国际的订单预付账款,由于香港兴飞资金异常,导致终端客户订单取消,客户订单取消后,因付款延迟问题,供应商发出催款函,表示原付款方式为100%的预付款,尚有20%未支付,且已逾期。同时香港兴飞已向乐巢国际发出大额备料计划,该公司也进行了备料,造成乐巢国际预测备料大额损失。上述因素影响乐巢国际不会按期如数交货且前期已经预付80%的货款将不予退回。由于乐巢国际不予退回预付账款,故香港兴飞于2019年10月31日将预付账款调整为其他应收款并计提减值。
2019年12月,经与乐巢国际协商方案,由香港兴飞协助乐巢国际寻找物料库存处理渠道,乐巢国际将对应预付金额的存货出货给香港兴飞。
针对外购入库存货,考虑原终端客户订单取消,存货存在跌价风险,深圳兴飞聘请专业的评估机构,依据原材料的交易价格、电子元器件更新换代速度、物料通用性等进行综合专业评估,并依据评估报告计提存货跌价准备。
综上,公司在对年报问询函回复中认真落实核查了实达集团在年报问询函中针对应收账款和其他应收款形成背景、坏账准备计提合理性和慎重性,深圳兴飞股东全部权益是否发生减值等事项,经充分调查分析年报问询函中相关问题,并全面核查了2018年年报问询函中的各项回复,本次未发现公司2018年问询函中相关问题存在减值迹象,未发现需要对前期回复内容进行修改的事项。
立信中联会计师事务所(特殊普通合伙)(以下简称“立信中联”)核查意见:
我们在收到贵所下发的《关于对福建实达集团股份有限公司2018年年度报告的事后审核问询函》(上证公函【2019】0741号)后,对年报问询函相关问题进行了逐一核查。
针对年报问询函问题7. 关于应收账款,我们发表的意见为:我们对公司2018年度财务报表审计过程中,针对应收账款执行的主要审计程序包括但不限于:了解和评价管理层与应收账款相关的内部控制设计和运行的有效性;获取或编制应收账款明细表,并与总账数、报表数核对相符;分析应收账款账龄及余额构成,根据审计策略选取样本执行函证程序;抽样检查应收账款对应的支持凭证以及其他支持性文件;检查账龄的准确性,复核应收账款坏账准备金额等。基于上述审计工作,我们认为上述说明中与财务报告相关信息与我们在审计中获取的相关资料在所有重大方面没有存在不一致之处。
针对年报问询函问题9.关于其他应收款,我们发表的意见为:我们对公司2018年度财务报表审计过程中,针对其他应收款执行的主要审计程序包括但不限于:获取或编制其他应收款明细表,并与总账数、报表数核对相符;分析其他应收款账龄及余额构成,根据审计策略选取样本执行函证程序;抽样检查其他应收款对应的支持凭证以及其他支持性文件;检查账龄的准确性,复核其他应收款坏账准备金额等。基于上述审计工作,我们认为上述说明中与财务报告相关信息与我们在审计中获取的相关资料在所有重大方面没有存在不一致之处。
针对年报问询函问题16.关于资产减值,我们发表的意见为:我们在对公司减值测试报告进行专项审核过程中,核对了减值测试所涉及的评估报告,复核了相关减值测试的方法、关键评估假设及评估参数是否存在重大不一致,检查了相关会计记录,并对公司的测算过程进行了重新计算等审核程序,认为公司减值测试报告在所有重大方面公允反映了减值测试结果。
我们在对年报问询函回复中勤勉落实认真核查了实达集团在年报问询函中针对应收账款和其他应收款形成背景、坏账准备计提合理性和慎重性,深圳兴飞股东全部权益是否发生减值等事项所进行的补充披露和回复,未发现公司回复中与财务报告相关信息与我们在审计中获取的相关资料存在重大不一致之处,我们未发现需要对前期回复内容进行修改的事项。
天风证券股份有限公司核查意见:
2018年4月19日,本独立财务顾问就福建实达集团股份有限公司(以下简称“实达集团”或“上市公司”)2015年重大资产出售、发行股份及支付现金购买资产并募集配套资金暨关联交易事项出具了《天风证券股份有限公司关于福建实达集团股份有限公司重大资产出售、发行股份及支付现金购买资产并募集配套资金暨关联交易之独立财务顾问持续督导意见(2017年度)暨持续督导总结报告》,该项目持续督导工作已于2017年12月31日结束。
根据贵部2019年5月22日出具的《关于对福建实达集团股份有限公司2018年年度报告的事后审核问询函》第16题的回复要求,本独立财务顾问于2019年7月2日针对“重组相关方是否存在逃避减值补偿义务的情形”发表了相关意见,意见内容为:“经核查,本独立财务顾问认为:重组标的公司在业绩对赌期内的经营情况均经具备证券期货业务资格的会计师事务所进行了审计,且重组标的公司截至2018年12月31日100%股权的价值也均通过专业的评估机构进行评估,并经会计师进行复核,评估口径与交易双方所签署的交易协议条款保持一致,因此,我们认为:重组相关方并不存在刻意逃避减值补偿义务的情形”。除此之外,本独立财务顾问在2018年年度报告的事后审核问询函回复中并未对“应收账款和其他应收款形成背景、坏账准备计提合理性和慎重性”发表过意见。
在针对“重组相关方是否存在逃避减值补偿义务的情形”发表意见的过程中,本独立财务顾问勤勉落实了问询函件中的相关要求,认真审阅了审计、评估机构及深圳市兴飞科技有限公司分别出具的《福建实达集团股份有限公司减值测试专项审核报告》(立信中联专审字【2019】D-0060号)、《福建实达集团股份有限公司拟了解其持有的深圳市兴飞科技有限公司预计未来现金流量现值项目咨询报告》(中联评咨字【2019】第765号)及盈利预测;关于审计、评估情况,我们与主审会计师和评估师进行了沟通,并通过查询《盈利预测补偿协议》,未发现评估口径与交易双方所签署的交易协议条款存在不一致的情况。
同时,鉴于本独立财务顾问未参与该次上市公司对外转让债权和股权事项涉及的香港兴飞净资产专项审计和评估工作,因此,无法对前期经审计、评估后的股权价值与目前净资产大幅减少的严重偏差原因进行说明。
基于上述情况,截至目前本独立财务顾问未发现需要对前期回复内容进行修改的事项。
全体董事、监事及高级管理人员意见:
同意相关中介机构对该问题的回复,未发现需要对前期回复内容进行修改的事项。
独立董事意见:
问题2:公告显示,截至2019年10月31日,香港兴飞经评估的净资产为-11.48亿元,相较2018年末净资产0.63亿元大幅减少12.11亿元。请公司补充披露香港兴飞净资产大幅减少的具体原因、对应的会计科目和具体金额。请会计师、评估师发表意见。
公司回复:
1、香港兴飞2018年末至2019年10月31日净资产变动明细
根据北方亚事于2019年12月18日出具的《深圳市兴飞科技有限公司拟资产转让涉及的资产组价值项目资产评估报告》(北方亚事评报字【2019】第01-741号):在评估基准日2019年10月31日,纳入评估资产范围内的资产组评估值为人民币-5,779,225.60元。其中香港兴飞经评估后净资产值-11.48亿元,比香港兴飞2018年末净资产减少12.11亿元。主要减少明细如下:
2、香港兴飞净资产大幅减少的具体原因
截至2019年10月末,香港兴飞净资产较2018年末大幅减少的原因主要系期间经营性亏损导致净资产减少以及与本次出售相关的审计、评估报告中对应收款项计提减值导致。截止2019年10月31日,香港兴飞净资产减少主要是因为应收账款8.79亿元,其他应收款1.91亿元全额计提了减值准备。针对此部分减值,经香港兴飞与客户及供应商沟通,截止2019年12月处理结果如下:
(1)针对应收账款8.79亿元减值,深圳兴飞经多次沟通,并告知客户如双方无法有效协商解决方案,将采取法律手段诉讼客户,客户恐影响其行业口碑,最终双方达成一致约定:将存货及前期销售物料进行拆解后,退货给香港兴飞。
(2)针对预付账款1.91亿元减值,2019年12月,经与供应商协商,由深圳兴飞协助供应商寻找物料库存处理渠道,协助供应商处理库存,库存处理完成后,将对应预付金额的存货出货给香港兴飞,香港兴飞外购入库。
(3)针对以上客户退货及供应商外购入库的库存,考虑客户终端订单取消,存在一定的存货跌价风险,故深圳兴飞聘请专业评估机构,依据原材料的交易价格、电子元器件更新换代速度、物料通用性以及物料质量状态等进行综合专业评估,并依据评估报告计提存货跌价准备。
由于以上客户退货及供应商外购入库的最终处理结果,因此截至2019年12月31日不存在上述应收账款和其他应收款计提减值的情况,而是依据评估报告计提存货跌价准备。
立信中联核查意见:
经核查,我们认为,公司上述回复说明与我们在执行公司财务报表审计过程中了解的信息一致。
北京北方亚事资产评估事务所(特殊普通合伙)核查意见:
截止2019年10月31日,香港兴飞经审计的账面净资产为-11.4756亿元,相较2018年末账面净资产0.6339亿元大幅度减少12.1095亿元,该净资产大幅减少的原因,我们认为,主要系企业会计科目中的应收账款及其他应收款,经审计及企业共同确认后全额计提了坏账准备,计提金额为10.70亿元,部分具体情形有:
1、香港兴飞2019年5月起对客户HONG KONG WEIYU TECHNOLOGY CO.,LIMITED的产品销售款,截至2019年10月31日,尚未收回的款项为美元46,213,294.41元,折合人民币325,956,229.46元,因质量问题,客户发出品质问题索赔函,表示拒付全部余款。
2、香港兴飞2019年5月起对客户HONG KONG XIECHENG SUPPLY CHAIN CO.,LIMITED的产品销售款,截至2019年10月31日,尚未收回的款项为美元39,145,830.69元,折算合人民币276,107,287.61元,因质量问题,客户发出质量异常公函,表示拒付货款并进行质量索赔,索赔金额100万美元。
3、香港兴飞2019年5月起对客户F-UNION TECHNOLOGY HONGKONG GO.,LIMITED的产品销售款,截至2019年10月31日,尚未收回的款项为美元22,016,820.22元,折合人民币155,291,238.06元,因质量问题,客户发出质量异常公函,表示冻结全部余款以冲抵损失,不足部分继续追偿。
4、香港兴飞2019年5月起对客户PFY(HONGKONG)LIMITED的产品销售款,截至2019年10月31日,尚未收回的款项为美元13,529,133.74元,折合人民币95,425,039.01元,因质量问题,客户发出索赔函,表示拒付货款并进行质量索赔。
5、香港兴飞2019年4月起对客户CORE(HK)TECHNOLOGY CO.,LIMITED的产品销售款,截至2019年10月31日,尚未收回的款项为美元3,727,073.05元,折合人民币26,288,164.34元,因交付问题,客户发出交付延误罚款函,表示未付全部货款用于清偿全部罚款。
6、香港兴飞预付给供应商乐巢国际贸易有限公司的采购款,截至2019年10月31日,预付款余额为美元27,078,709.68元,折合人民币190,994,262.99元,因付款延迟问题,供应商发出催款函,表示原付款方式为100%的预付款,尚有20%未支付,且已逾期。同时香港兴飞已向该公司发出大额备料计划,该公司也进行了备料,造成该公司预测备料大额损失。上述因素影响该公司不会按期如数交货且前期已经预付80%的货款将不给予退回。
针对上述事项,我们取得香港兴飞与其客户(供应商)签订的合同、往来函件,并与香港兴飞充分沟通后认为,上述款项的回收可能性极小。以上事项对评估结论可能产生重大影响,评估报告中我们对此进行了特别事项说明并提请报告使用人充分关注。
截止2019年10月31日,香港兴飞评估前资产总额为125.50万元,负债总额为114,881.78万元,净资产为-114,756.28万元;评估后资产总额为89.00万元,负债总额为114,881.78万元,净资产价值-114,792.78万元,评估减值36.50万元。
根据相关准则,履行了必要的核查验证等程序,我们认为香港兴飞净资产减值具有一定合理性,符合《企业会计准则》的有关规定。
阻抗测量基础
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(注:摘自新书《信号完整性测量技术》。这里的阻抗指的是电感、电容、电阻等器件的阻抗,不是指PCB的特性阻抗。应用领域是数字电路的器件测量。PCB的特性阻抗测量技术参考博文:PCB阻抗测量技术。)
一、阻抗测试基本概念
阻抗定义:
阻抗是元器件或电路对周期的交流信号的总的反作用。
AC 交流测试信号 (幅度和频率)。
包括实部和虚部。
图1 阻抗的定义
阻抗是评测电路、元件以及制作元件材料的重要参数。那么什么是阻抗呢?让我们先来看一下阻抗的定义。
首先阻抗是一个矢量。
通常,阻抗是指器件或电路对流经它的给定频率的交流电流的抵抗能力。它用矢量平面上的复数表示。一个阻抗矢量包括实部(电阻R)和虚部(电抗X)。如图11-1所示,阻抗在直角坐标系中用Z=R+jX表示。那么在极坐标系中,阻抗可以用幅度和相角表示。直角坐标系中的实部和虚部可以通过数学换算成极坐标系中的幅度和相位。
其次,要记住阻抗的单位是欧姆。另外,要思考一下我们所熟知的电阻(R)、电感(L)和电容(C)分别对应由于复阻抗平面中的位置。
图2 阻抗的公式
什么是导纳呢?
导纳是阻抗的倒数,它也可以可以表述为实部(G电导)和虚部(电纳),其单位是西门子。
图3 导纳的公式
为什么要有阻抗和导纳两种表述方式呢?主要是为了非常简单的表述两种常用串连和并联连接方式。对于电阻和电抗串联连接时,采用阻抗的表述非常简单易用。但是对于电阻和电抗并联连接时,阻抗的表述非常复杂,这时候,采用导纳就非常简单易用了。
图4 阻抗和导纳的关系
阻抗同电感L和电容C的关系:
电抗有两种形式——感抗(XL)和容抗(XC)。电感对应的是感抗,电容对应的是容抗。对于理想的电感和电容,它们分别和感抗、容抗之间满足正比和反比的关系。
按照定义, XL=2pfL=wL
XC= 1/2pfC=1/wC
f是交流信号的频率, L 是电感,C是电容。电感的单位时亨,电容的单位是法。
w为角速度, w= 2pf。
图5 阻抗同电容/电感的关系
如果将电感的阻抗Vs频率图也画在同一个阻抗图中,不难发现,电感的阻抗随频率增加而增加,电容的阻抗随频率的增加而减小。即便是理想的电感或电容,它们的阻抗也随入射交流信号的频率不同而改变。
品质因子Q和损耗因子 D:
品质因子Q是衡量电抗(同时也是电纳)纯度的指标。换句话说,品质因子Q是表明器件接近纯电抗的程度,品质因子越大,说明电抗的绝对值越大,反过来说,也就是说明器件的电阻越小。
实际上,器件阻抗中的实数部分,即电阻的大小表明能量在经过器件传输后,能量的损耗大小。因此,从上面的公式中可以看到,品质因子表明器件能量的损耗程度。
品质因数(Q)是电抗纯度的度量(即与纯电抗,也就是与没有电阻的接近程度),定义为元件中存储能量与该元件损耗能量之比。
Q是无量纲单位,表达式为Q=X/R=B/G。您可从图6看到Q是q角的正切。
Q一般适用于电感器,对于电容器来说,表示纯度的这一项通常用耗散因素(D)表示。耗散因素是Q的倒数,它也是q补角的正切,图6中示出了d角。
图6 品质因子和损耗因子
实际电容模型:
让我们来仔细研究真实的电容器件。首先我们要清楚,不同的材料和制造技术会造成不同大小的寄生参数。器件的引线会产生不希望的串联电阻和电感,器件的两端会存在寄生的并联电阻和寄生电容。以致影响到元件的可使用性,以及所能确定电阻、电容或电感量值的准确程度。
一个真实世界的元件包含许多寄生参数。作为元件主要参数和寄生参数的组合,如上图所示,一个元件就好比是一个复杂的电路。
图7 实际的电容模型
为什么要测试阻抗?
元件的阻抗受很多因素影响
频率
测试信号
直流偏置
温度
其他
由于存在寄生参数,因此频率对所有实际元件都有影响。并非所有的寄生参数都会影响测量结果,但正是某些主要的寄生参数确定了元件的频率特性。当主要元件的阻抗值不同时,主要的寄生参数也会有所不同。图8至图10示出实际的电阻器、电感器和电容器的典型频率响应。
图8 频率对电阻阻抗的影响
图9 频率对电感阻抗的影响
图10 频率对电容阻抗的影响
交流信号电平的影响(电容):
与交流电压有关的SMD 电容(具有不同的介电常数, K) 受交流测试电压的影响如图11所示。
图11 电容受交流测试电压的影响
磁芯电感器受线圈材料的电磁回滞特性影响,线圈电感的感值会随着测试信号电流变化而变化,如图12所示。
图12 磁芯电感器受交流测试电流的影响
直流偏置也会改变器件的特性。大家都知道直流偏置会影响半导体器件(比如二极管和晶体管以及其他被动器件/无源器件)的特性。对于具有高介电常数材料制成的电容来说,器件上所加的直流偏置电压越高,电容的变化越大。
图13 陶瓷电容受直流偏置电平的影响
对于磁芯电感器,电感随流过线圈的直流变化而变化,这主要应归于线圈材料的磁通饱和特性。
现在,开关电源非常普遍。电力电感通常用于滤波由于高电流开关的射频干扰和噪声。为了保持好的滤波特性,减小大电流的纹波,电力电感必须在工作条件下测量其特性,以保证电感的滚将特性不影响其工作特性。
图14 磁芯电感器受直流偏置电流的影响
大多数器件都容易受温度影响。对于电阻、电感和电容,温度特性是非常重要的规范参数。下图曲线表示不同介电常数的陶瓷电容与温度的相关性。
图15 陶瓷电容受温度的影响
二、阻抗测量方法和原理
阻抗测量有多种可选择的方法,每种方法都有各自得优点和缺点。需要首先考虑测量的要求和条件,然后选择最合适的方法。需要考虑的因素包括频率覆盖范围、测量量程、测量精度和操作的方便性。没有一种方法能够包括所有的测量能力,因而在选择测量方法时需要折中考虑。下面针对高速数字电路的特性,重点介绍三种方法。如果只考虑测量精度和操作方便性,自动平衡电桥法师直至110MHz频率的最佳选择。对于100MHz至3GHz的测量,射频I-V法有最好的测量能力,其他则推荐采用网络分析技术。
2.1 自动平衡电桥法
流过DUT的电流也流过电阻器Rr。“L”点的电位保持为0V(从而称为“虚地”)。I-V转换放大器使Rr上的电流与DUT的电流保持平衡。测量高端电压和Rr上的电压,即可计算出DUT的阻抗值。
各类仪器自动平衡电桥的实际配置会有所不同。常规LCR表的低频范围一般低于100KHz,可使用简单的运算放大器作为它的I-V转换器。由于受到放大器性能的限制,这类仪器在高频时的精度较差。宽带LCR表和阻抗分析仪所使用的I-V转换器包括复杂的检波器、积分器和矢量调制器,以保证在1MHz以上宽频率范围内的高精度。这类仪器能达到110MHz的最高频率。
图16 自动平衡电桥法原理
自动平衡电桥法优缺点:
最准确, 基本测试精度 0.05%
最宽的阻抗测量范围: C, L, D, Q, R, X, G, B, Z, Y, O, ...
最宽的电学测试条件范围
简单易用
低频, f < 110MHz
2.2 射频I-V法
射频I-V法用阻抗匹配测量电路(50欧姆)和精密同轴测试端口实现不同配置,能在较高频率下工作。有两种放置电压表和电流表的方法,以分别适应低阻抗和高阻抗的测量。如图所示,被测器件(DUT)的阻抗由电压和电流测量值导出,流过DUT的电流由已知阻值的低阻电阻器R上的电压经计算得到。在实际测量中,电阻器R处放置低损耗互感器,但该互感器也限制了可应用频率范围的低端。
图17 射频I-V法
RF I-V 法优缺点
宽的/高频范围, 1MHz < f< 3GHz
好的测试精度, 基本测试精度 0.8%
宽的阻抗测量范围, 100m – 50KW @ 10%accuracy
100MHz最准确的测试方法
接地器件测试
2.3 网络分析法
通过测量注入信号与反射信号之比得到反射系数。用定向耦合器或电桥检测反射信号,并用网络分析仪提供和测量该信号。由于这种方法测量的是在DUT上的反射,因而能用于较高的频率范围。
图18 网络分析法
根据实际的测量需求,网络分析法又延伸出几个方法,以提高测试的阻抗范围。
2.3.1 反射法
这是最典型的网络分析法,通过测试S11,来测试阻抗,公式如下:
对于E5061B网络分析仪:
频率范围可测:5Hz到3GHz
10%精度阻抗范围:1欧姆~2K欧姆
可利用7mm类型系列测试夹具
2.3.2 串联直通法
如图所示,串联直通法通过串接方式连接测量DUT。对于E5061B,增益-相位测试端口和S参数测试端口都能使用串联直通法。相比来说,增益-相位测试端口更加方便,因为4端接类型的器件测试夹具能够直接连接到增益-相位测试端口。但是最高频率范围仅到30MHz。如果想测试更高频率,可以使用S参数测试端口。但是,当频率达到几百兆后,消除串联直通测试夹具带来的误差是比较困难。因此实际频率限制大概在200MHz或300MHz。
对于E5061B网络分析仪:
频率范围可测:5Hz到30MHz(增益-相位测试端口)
5Hz到几百兆Hz(S参数测试端口)
10%精度阻抗测量范围:5欧姆到20K欧姆
可利用测试夹具(增益-相位测试端口)
不适用于接到DUT的测量
图19 串联直通法
2.3.3 并联直通法
如图所示,并联直通法通过并联DUT测试阻抗。这个方法非常适合测量低阻抗器件,可小达1m欧姆。增益-相位测试端口和S参数测试端口都可以使用并联直通法。对于超过30MHz的频率范围,使用S参数测试端口进行并联直通测试。但是,对于低于100KHz,推荐使用增益-相位测试端口进行阻抗测量,因为增效-相位测试端口使用了半浮地的设计方法,这个方法可以消除由于回流电流在测试电缆屏蔽层所形成的电阻误差,这样可以在低频范围内容易地和精确地测量非常低的阻抗。
对于E5061B网络分析仪:
频率范围:5Hz到30MHz(增益-相位测试口),5Hz到3GHz(S参数测试口1-2)
10%精度阻抗测量范围:1m欧姆到5欧姆(比阻抗分析仪更高的测量灵敏度)
使用自制测试夹具或RF探头
图20 并联直通法
2.4 典型阻抗测量仪器
业界最典型的3个阻抗测量仪器是:4294A,E4991A,E5061B。它们的特征如下:
4294A 精密阻抗分析仪:
测量频率范围从 40 Hz 到 110 MHz
基本测量精度为 ±0.08%
业内最高性能的 阻抗测量和分析仪
图21 4294A精密阻抗分析仪
E4991A 射频阻抗/ 材料测量分析仪:
测量频率范围从 1 MHz 到 3GHz
基本测量精度为 ±0.8%
材料测量功能可以测量介电常数和导磁率(配置选件 002)
图22 E4991A 射频阻抗/材料测量分析仪
E5061B 矢量网络分析仪
在 S 参数测量端口上的测量频率范围:从 5 Hz 到 3 GHz
在增益-相位测量端口上的测量频率范围:从 5 Hz 到 30 MHz
基本测量精度为 ±2%
PDN (P owerD istributionN etwork ——供电分配网络)的毫欧量级的阻抗值测试(旁路电容器,开关电源(DC-DC 变换器)的输出阻抗,PCB 板的阻抗等)
图23 E5061B矢量网络分析仪
当测量精度为10% 时,各种仪表的阻抗测量范围的比较。
图24 三种典型仪器的阻抗测量范围比较
三、测试误差及校准和补偿
3.1 测量误差
对于真实世界的测量,我们必须认为在测量结果中包含误差。常见的误差源有:
仪器的不精确性(包括DC偏置的不精确和OSC电平的不精确)
测试夹具和电缆中的残余参数
噪声
这里没有列出DUT的寄生参数,因为DUT的寄生参数是DUT的一部分,我们需要测量包括其寄生参数在内的DUT阻抗。在所列误差源中,如果测试夹具和测试电缆的残余阻抗恒定而稳定,就可对其进行补偿。
3.2 校准
校准由“校准平面”定义,在这一校准平面上能得到规定的测量精度。为校准仪器,在校准平面上连接“标准器件”,然后通过调整仪器(通过计算/数据存储),使测量结果在规定的精度范围内。
图25 校准及其校准平面
自动平衡电桥仪器的校准平面是未知的BNC连接器。执行电缆长度校准后,校准平面移到测试电缆的顶端。自动平衡电桥仪器的校准通常是为了运行和维护,为了维持仪器在规范的精度内,应该周期的进行校准(典型是一年一次)。
射频I-V仪器在每次开机或改变频率设置时都要求校准。因为高频时,周边温度、湿度、频率设置等对测量精度都有比较大的影响。需要使用开路、短路和标准负载(低损耗电容有时也要求)进行校准。校准平面在连接校准件的连接器的位置。
图26 射频I-V仪器的校准方法和校准平面
3.3补偿
补偿能减小DUT与仪器校准平面间误差源的影响。但补偿不能完全消除误差,补偿后得到的测量精度也达不到“校准平面”上得到的精度。补偿与校准不同,它也不能代替校准,因此必须在完成校准后再进行补偿。补偿能有效改进仪器的测量精度。下面介绍3种常见的补偿技术。
3.3.1 偏移补偿
当测量仅受单一残余成分的影响时,只需由测量值减去误差值,即可得到有效值。如下图所示的低值电容测量的情况,与DUT电容Cx并联的杂散电容Co对测量结果的影响最大,可通过从测量值Cm减去杂散电容值进行补偿。杂散电容值可从测量端开路时获得。
图27 偏移补偿
3.3.2 开路和短路补偿
开路和短路补偿是当前阻抗测量仪器最常用的补偿技术。这种方法假定测试夹具的残余参数可以用简单的L/R/C/G电路表示,如下图(a)所示。当未知端开路,如下图(b)所示时,把所测杂散导纳Go+jwCo作为Yo,因为残余阻抗Zs可以忽略。当未知端短路,如下图(c)所示时,所测阻抗即代表残余阻抗Zs=Rs+jwLs,因为Yo被旁路。这样,由于各残余参数均已知,即可从下图(d)所给出的公式计算DUT的阻抗Zdut。
图28 开路/短路法补偿
3.3.4 开路、短路和负载补偿
有很多测量条件,复杂的残余参数不能按上图所示的简单等效电路建模。开路/短路/负载补偿是一种适用于复杂残余电路的先进补偿技术。为进行开路/短路/负载补偿,在测量DUT前先要进行3项测量,即把测试夹具端开路、短路,以及连接基准DUT(负载)。在进行DUT测量时,就可在计算中使用这些得到的测量结果(数据)。如下图所示,开路/短路/负载补偿所建立的测试夹具残余阻抗模型是用ABCD参数表示的4端网络电路。如果这3项已知,并且该4端网络电路时线性电路,那么就能知道每一个参数。
在下述情况下应使用开路/短路/负载补偿:
接有附加的无源电路或元件(例如外部DC偏置电路,平衡-不平衡变压器,衰减器和滤波器)。
使用扫描器,多路转换器或矩阵开关。
使用非标准长度的测试电缆,或由标准安捷伦测试电缆扩展4TP电缆。
用放大器增强测试信号。
使用元件插装机。
使用用户制作的测试夹具。
在上面所列的情况下,开路/短路补偿将不能满足要求,测量结果会有相当大的误差。
图29 开路/短路/负载补偿
3.4 接触电阻产生的误差
DUT电极与测试夹具或测试台电极间所存在的任何接触电阻都会造成测试误差。DUT的2端或4端连接方式的接触电阻影响有所不同。在2端连接的情况下,接触电阻以串联方式叠加到DUT阻抗,造成D(耗散因数)读数的正误差。在4端口连接的情况下,存在如下图(b)所示的接触电阻Rhc、Rhp、Rlc和Rlp。不同端子的接触电阻影响也有所不同。Rhc减小施加于DUT的测试信号电平,但它不直接产生测量误差。Rlp可能造成自动平衡电桥的不平衡,但通常可忽略这一影响。Rhp和Chp构成低通滤波器,它会造成Hp输入信号的衰减和相移,从而产生测量误差。
图30 接触电阻产生的误差
3.5 测量电缆扩展引入的误差
从仪器扩展的4TP测量电缆将会按扩展电缆的长度和测量频率引入测量信号的幅度误差和相移。电缆扩展会带来下面两个问题:
阻抗测量结果中的误差
电桥不平衡
测量误差主要由接到Hp和Lc端的电缆造成,如果电缆的长度和传播常数已知,仪器就可以对其补偿。包括Rr、放大器和Lp及Lc电缆在内的反馈回路相移会造成电桥的不平衡。但可在反馈电路内部进行相移补偿。只有在较高的频率区(通常高于100KHz),这两个问题才有重大影响,而且安捷伦阻抗测试仪器能补偿安捷伦提供的电缆。在较低频率区,电缆的电容仅会使测量精度下降(不影响电桥平衡)。
电缆长度补偿用于长度和传播常数已知的测试电缆,比如安捷伦提供的1m(2m或4m)测试电缆。如果使用各种长度不同类型电缆,除了测量误差外,还可能造成电桥不平衡。
3.6并联直通法的校准和补偿
用E5061B测试PDN的毫欧姆级阻抗,使用并联直通法,也需要考虑校准和补偿。一般测试低频时,使用增益-相位测试端口,通常只有做直通校准即可得到足够的阻抗测试精度。测试高频时,使用S参数测试端口,这是可以使用SOLT校准,或SOLT校准加上端口延伸,如果使用探针台,则可以用探针台提供的校准件,用SOLT直接校准到探头尖位置。
图31 用于低阻抗测量的并联直通法的校准和补偿
四、测试电缆和夹具
当把被测器件(DUT)连到自动平衡电桥仪器的测量端子时,有几种可选择的连接配置。而在射频阻抗测量仪器中,只能用两终端法的连接配置。
4.1 终端配置
自动平衡电桥仪器的前面板上一般配有4个BNCUNKNOWN端子(Hc,Hp,Lp和Lc)。有多种DUT与UNKNOWN端子连接的配置方法。由于每种方法都有各自的优点和缺点,必须根据DUT的阻抗和要求的测量精度,选择最合适的配置方法。
2端(2T)配置:
这是最简单的方法,但这种方法存在着很多误差源。引线电感、引线电阻,以及两条引线间的杂散电容都会叠加到测量结果上。由于存在这些误差源,其典型阻抗测量范围(没有进行补偿)限制于100欧姆到10K欧姆。
图32 2端(2T)配置
3端(3T)配置:
用同轴电缆减小杂散电容的影响。同轴电缆的外导体(屏蔽)连到保护端子上。它能在较高阻抗测量范围改进测量精度,但由于仍然存在引线电感和引线电阻,因而不能改进较低阻抗范围的测量精度。典型的阻抗范围可扩展到10K欧姆以上。
图33 3端(3T)配置
4端(4T)配置:
可减小引线电感的影响,因为信号电流通路与电路敏感电缆时彼此独立的。通常可改进低至1欧姆的较低阻抗测量范围的精度。当DUT的阻抗低于1欧姆时,会有大信号电流通过电流通路,它与电压敏感电缆的互感耦合将产生误差。
图34 4端(4T)配置
5端(5T)配置:
是3T和4T配置的组合。它配有4条同轴电缆,这4条电缆的外导体均接到保护端。这种配置具有从1欧姆到10M欧姆的宽测量范围,但互感问题仍然存在。
图35 5端(5T)配置
在高频下使用测试电缆:
4TP配置是适用于宽量程范围阻抗测量的最佳解决方案。但在基本4TP测量中,由于电缆长度必须短于波长,使电缆长度受到测量频率的限制。下面公式可用于确定这一限制:
这里:F是测量频率(MHz)
L是电缆长度(m)
当电缆长度为1m时,最高频率限制近似为15MHz。如果电缆长度或频率超过这一限制,自动平衡电桥就可能实现不了平衡。对于较高频率(通常100KHz以上)的阻抗测量,还需要进行电缆长度补偿。
4.2 测试夹具
在阻抗测量中,测试夹具在机械和电气两方面都起着重要的作用,夹具的质量确定了总测量质量的限制。
安捷伦公司根据被测件的种类提供多种类型的测试夹具。为了选择最合适的DUT测试夹具,不仅要求考虑接触的物理布局,还要考虑可用的频率范围、残余参数,以及允许施加的DC电压。测试夹具的接触端(DUT连接)可以是2端,也可以是4端,以适合不同的应用。
如果DUT不能使用安捷伦公司提供的测试夹具,可制作针对应用的专用测试夹具。在制作测试夹具时,需要考虑下面这些关键因素。
1.必须把残余参数减到最小。
为了把残余参数减到最小,应使4TP配置尽可能接近DUT。此外,正确的保护技术能消除杂散电容的影响。
2.必须把接触电阻减到最小。
接触电阻会造成附近误差。在2TP配置情况下将直接影响到测量结果。接触电极应与DUT牢固连接,并始终保持清洁。电极应使用能抗腐蚀的材料。
3.接触必须能够开路和短路。
开路/短路补偿能容易地减小测量夹具残余参数的影响。为进行开路/短路测量,必须把接触电极开路和短路。对于开路测量,接触电极应放在与DUT连接时的同样距离上。对于短路测量,应在电极间连接无损耗(低阻抗)的导体,或直接连接接触电极。如果要使电极保持4端配置,应首先连接电流端和电位端。
4.3 测试电缆
当被测DUT与仪器有一段相隔距离时,就需要用电缆扩展测试端口(UNKNOWN端子)。如果未考虑扩展电缆的长度,则不仅会造成误差,甚至还会产生电桥的不平衡,以至无法进行测量。
安捷伦公司随仪器有多种1m、2m和4m测试电缆供选择。在选择测试电缆时,必须考虑电缆长度和可用频率范围。由于电缆误差已知,因而安捷伦仪器能够把测量电缆的影响减到最小。测试误差将随着电缆长度及测量频率的增加而增加。
建议不要使用不是安捷伦公司推荐的电缆,仪器的补偿功能可能不适用于非安捷伦电缆。如果不得不用非安捷伦电缆,则应该使用与安捷伦测试电缆相同或等效的电缆。对于更高频率,一定不要使用非安捷伦提供的电缆。为了使用4TP配置的扩展电缆,电缆长度应为1m或2m,使用测量仪器能对其补偿,如果电缆长度有误差,则将会造成附加误差。
4.4 消除杂散电容影响
当DUT为高阻抗(即低电容)时,杂散电容的影响就不能忽略。如下图所示,用4端接触测量DUT的例子,Cd与DUT并联,当在DUT下面放置导电板时,其组合电容(Ch//Cl)也与DUT相并联,从而产生了测量误差。通过把一块保护板放在高端和低端之间,就可把Cd减到最小。此外,通过把保护端与该导体相连,Ch和Cl的影响就可彼此抵消。
图36 保护技术消除了杂散电容的影响
4.5 在射频区的终端配置和测试夹具
射频阻抗测量仪器带有精密的同轴测试端口,它在原理上是一种2端配置。同轴测试端口连接器的中心导体是有源的高端,外外导体是接地的低端。只能用最简单的2端连接配置测量DUT。测试夹具的残余电感、残余电阻、杂散电容和杂散电导均叠加在测量结果上(在补偿前)。不管是射频I-V法还是网络分析法,被测阻抗越偏离50欧姆,射频阻抗测量精度就越低。残余参数的影响随频率的增加而增加,频率越高,可测阻抗范围越窄。
要对射频测试夹具进行专门的设计,使DUT与测试端口间的引线长度(电气通路长度)尽可能短,从而把残余参数减到最小。通常在频率低于100MHz时,测试夹具残余参数所造成的误差要小于仪器误差,在经过补偿后可以忽略不计。但在测量接近于残余参数的低阻抗或高阻抗时,测试夹具残余参数的变化会造成测量结果的重复性问题。残余参数的变化和测量结果的不稳定性决定于在测试夹具端子上DUT的定位精度。对于重复性的测量,射频测试夹具应能将DUT在测量端子上精确定位。
在高频(通常高于500MHz)时,测试夹具的残余参数对测量结果有更大的影响,并且会使实际测量范围变窄。因此,测试夹具的可用频率范围限定了各类测试夹具的最高频率。仪器不精确性与测试夹具引入误差之和确定了DUT测量结果的不精确性。由于只能使用2端配置,补偿法师获得最佳测量精度的关键。
各种测试夹具都有各自的特性和结构。由于影响DUT测量值的不仅是残余参数,还包括DUT的周围环境(如接地板、端子布局、绝缘体的介电常数等),为了得到好的测量一致性,应使用同一类型的测试夹具。
有两种类型的射频测试夹具:同轴测试夹具和非同轴测试夹具,其区别在于两者的几何结构和电气特性。非同轴测试夹具有开启的测量端,因而便于DUT的连接和拆卸。非同轴型夹具适用于高效率地测试大量的器件。但这一高效率是以高频时牺牲测量精度为代价的,因为在同轴连接器部件与测试端子间存在着电气特性的不连续(失配)。
同轴测试夹具则用类似于同轴端的配置固定DUT,其被连接到测试夹具的中心电极和外导体帽电极。由于从测试端口到DUT保持着连续的50欧姆的特性阻抗,因而同轴测试夹具能够通过最高的测量精度和最好的频率响应。由于可以选择可重复数量的绝缘体直径,以把DUT与绝缘体的间隙减到最小,DUT可定位在能得到最佳重复性的测试夹具端上,而不需要操作者的高超技巧。因而同轴测试夹具能比非同轴测试夹具得到较低的附加误差和高得多的测量重复能力。
图37 典型的射频阻抗测试夹具
五、成功测量阻抗的8点提示(总结)
提示 1. 阻抗参数的确定和选择:
阻抗是表征电子器件特性的参数之一。阻抗 (Z) 的定义是器件在给定的频率下对交流电流 (AC) 所起的阻碍作用。
阻抗通常用复数量( 矢量 ) 的形式来表示,可以把它画在极坐标上。坐标的第一和第二象限分别对应正的电感值和正的电容值 ;第三和第四象限则代表负的电阻值。阻抗矢量由实部 ( 电阻 — R) 和虚部 ( 电抗 —X) 组成。电容 (C) 和电感 (L)的值可从电阻(R) 和电抗 (X) 值中推导出来。电抗的两种形式分别是感抗 (XL) 和容抗(XC)。品质因数 (Q) 和损耗因数(D) 也可从电阻和电抗的值中推导出来,这两个参数是表示电抗纯度的。当 Q值偏大或 D 值偏小时,电路的质量更高。Q的定义是器件所储存的能量与其做消耗的能量的比值。D 是 Q 的倒数。D 还等于“tan ä”,其中 ä 是介质损耗角 (ä 是相位角è 的余角 )。D和 Q 均属于无量纲的量。
提示 2. 选择正确的测量条件:
器件制造商给出的器件阻抗值所代表的是在规定的测量条件下器件所能达到的性能,以及在生产这些器件时所允许出现的器件性能的偏差。如果在设计电路时需要很精确地知道所使用器件的性能的话,就有必要专门对器件进行测量来验证其实际值与标称值之间的偏差,或在不同于制造商测试条件的实际工作条件下测量器件的阻抗参数。
由于寄生电感、电容和电阻的存在,所有器件的特性会随着测量频率的变化而变化的现象是非常常见的。
器件阻抗的测量结果还会受到在测量时所选择的测量信号的大小的影响:
● 电容值 (或材料的介电常数,即 K值 ) 的测量结果会依赖于交流测量信号电压值的大小。
● 电感值 (或材料的磁滞特性 ) 的测量结果会依赖于交流测量信号电流值的大小。
使用仪表的自动电平控制 (ALC)功能可使被测器件 (DUT) 两侧的电压保持在一个恒定的值上。如果仪表内部没有 ALC功能但是有监测信号大小的功能,可以利用这个功能给这种仪表编写一个相当于 ALC 功能的控制程序来保证被测器件两端上的电压稳定。
通过控制测量积分时间 ( 相当于数据采集时间 )可以去除测量中不需要的信号的影响。利用平均值功能可以降低测量结果中的随机噪声。延长积分时间或增加平均计算的次数可以提高测量精度,但也会降低测量速度。在仪表的操作手册中对这部分内容都有详细的解释。
其它有可能影响测量结果的物理和电气因素还包括直流偏置、温度、湿度、磁场强度、光强度、振动和时间等。
提示 3. 选择适当的仪器显示参数:
现在有很多阻抗测量仪器都能够测量阻抗矢量的实部和虚部,然后再把它们转换为其它所需要的参数。如果一个测量结果显示为阻抗(Z) 和相位(è),那么被测器件的主要参数 (R、C、L) 和其它所有寄生参数所表现出来的综合特性就体现在 |Z| 和 è的数值的大小上。
如果要想显示一个被测器件除阻抗和相角以外的其它参数,可以使用它的二元模型等效电路。在区分这些基于串联或并联电路模式的二元模型时,我们用脚注“p”代表并联模型,用“s”代表串联模型,例如Rp、Rs、Cp、Cs、Lp 或 Ls。
在现实世界中没有器件是纯粹的的电阻、纯粹的电容、纯粹的电感。任何常用的器件通常都会有一些寄生参数 (例如由器件的引脚、材料等引起的寄生电阻、寄生电感和寄生电
容 ) 存在,表现器件主要特性的部分和寄生参数部分结合在一起会使一个简单的器件在实际工作中表现得就像一个复杂的电路一样。
近年来新推出的阻抗分析仪都带有等效电路分析的高级功能,可以用三元或四元电路模型的形式对测量结果进行进一步的分析。使用这种等效电路分析功能可对器件更为复杂的寄生效应进行全面分析。
提示 4. 测量技术具有局限性:
在产品设计和生产制造的测量中,我们经常被问到的问题恐怕就是 :“测量结果的精度有多高?”仪器的测量精度实际上取决于被测器件的阻抗值和所采用的测量技术。
在确定测量结果的精度时,需要把测量到的被测器件的阻抗值和所使用仪表在所适用的测量条件下的精度进行比较才可以知道。
仪表关于D 值和 Q 值的测量精度的指标通常不同于仪表关于其它阻抗参数测量精度的技术指标。对于低损耗 (D 值很低,Q 值很高 ) 器件,R值相对于 X 值而言是非常小的。R 值的细小变化将会引起 Q值的很大变化。
如果测量结果的误差跟所测到得的R 的值相近似的话,就会导致 D或 Q值的测量结果是负数的现象。需要时刻注意的是,测量结果的误差包括仪表自身的测量误差和测量夹具引起的误差。
提示 5. 进行校准:
进行校准的目的是给仪表定义一个能够保证测量精度的基准面。通常都是在仪表的测量端口上进行校准,在测量时用校准数据对原始数据进行修正。
安捷伦科技采用自动平衡电桥技术的仪表在出厂时或是在维修中心都做过基础的校准,可以在一定时期内 ( 通常为 12 个月),不论在测量中对仪表进行何种设置,测量结果都可以达到仪表指标规定的测量精度,操作人员使用这种仪表时是不需要进行校准操作的。
对不采用自动平衡电桥技术的仪表而言,在仪表初始化和设置好测量条件之后,使用一套校准件对仪表进行基础校准是必须的。在使用校准件对这类仪表进行校准时,这个提示所提供的信息是很有用的。
一些测量仪表还提供固定校准模式和用户校准模式供使用者选择。固定校准模式是在预先设定 ( 固定)的频率上对校准件进行测量得到校准数据。在固定校准频点之间,校准数据可以通过内插法计算出来。固定校准模式在固定校准频率之间的频点上的内插数据有时会存在较大的误差,当测量频率较高时这些内插校准数据的误差可能会非常大。
用户校准模式是在与实际测量中所选择使用的频率完全一样的频点上对校准件进行测量得到教准数据,对于一些具体的测量而言,用户校准模式不会产生校准数据的内插误差。
特别需要注意的是,用户校准模式得到的校准数据仅对测量条件和校准条件 ( 指仪表的状态 ) 完全一样的情况有效。
提示 6. 进行补偿:
补偿不同于校准,补偿对提高测量精度的效果取决于仪器的校准精度,因次必须在校准完成之后再执行补偿的操作。如果可以把被测器件直接连在校准面上进行测量,那么仪表的测量结果是能够达到指标所规定的精度要求的。但是,通常都会在校准面和被测器件之间连接一个测试夹具或适配器,因而必须对这种中间部件的残留阻抗进行补偿才可以得到精确的测量结果。
由测试夹具或适配器引起的测量误差可能会非常大,而总的测量精度是由仪器的精度和被测器件与校准面之间的误差源组成的。验证补偿的效果是否能使随后的测量正常进行是非常重要的。一般而言,在补偿时,开路条件下的补偿测量器件的阻抗值应当至少是被测器件阻抗值的100 倍以上,而短路条件下的阻抗值应当低于被测器件阻抗值的 1/100。
开路补偿可降低或消除杂散电容,而短路补偿可降低或消除测量夹具引起的能够导致误差增大的残留电阻和电感。在进行开路或短路补偿测量时,应该使补偿器件两个引脚( 即所谓UNKNOWN 引脚 )之间的距离与实际测量时被测器件引脚之间的距离一样,这样可以保证补偿测量和实际测量所碰到的寄生阻抗是一致的。
当测量端口被扩展到安捷伦提供的标准夹具距离之外、或者用户使用自己设计的测量夹具、或者在测量系统中还使用了扫描仪时 —这些情况都涉及到在测量中又引入了额外的无源器件或电路 ( 例如巴仑、衰减器、滤波器等),那么在做补偿时,除了要做开路和短路补偿之外,还要做负载补偿。进行负载补偿所用到的器件的阻抗值一定是已知的而且要精确,并且还应当选择与被测器件的阻抗( 在全部的测试条件下 )和尺寸类似的器件做负载补偿器件。可把性能很稳定的电阻器或电容器当成负载补偿测量器件使用。
在选择补偿器件时一种比较实际的做法是先用一个标准夹具,在进行完开路和短路补偿之后再去测量准备当补偿负载用的器件,用这种方法来确定负载补偿器件的阻抗值,然后可以把这个阻抗值输入给仪表作为补偿测量标准件的值。
提示 7. 消除相位偏移和端口扩展的误差:
通过电缆长度校正、端口扩展或电延迟,可将校准面扩展至测量电缆末端或夹具表面,这些种校正可降低或消除测量电路中的相移误差当需要把仪表的测量端口延伸使其远离校准面时,延长电缆的电气特征会影响总的测量性能。以下这些办法可以降低这些影响:
●尽量使用短的电缆来做测量端口的延伸。
●使用高度屏蔽的同轴电缆,以阻隔外部噪声产生的影响。
●尽量使用损耗非常小的同轴电缆,因为在扩展测量端口的操作中是假设不存在电缆损耗的,因此损耗最小的电缆可以避免测量精度的劣化。
开路 /短路补偿无法减少由测试夹具引起的相移误差。在测量频率达到射频范围时,应当在延长电缆的末端进行校准。如果在延长电缆的末端不能连接校准件,那么当延长电缆比较短而且特性很好时,可以用端口延伸来代替校准。
在使用自动平衡电桥仪表的情况下,如果测量电缆或延伸电缆是非标准的 ( 不是由安捷伦提供的 ),那么应该电缆或夹具的末端进行开路 /短路 / 负载补偿。安捷伦自动平衡电桥仪表所使用的端口延长标准电缆 (1、2 或 4 米 )使用电缆长度补偿数据进行误差校正,通常在使用时应该把这些标准延长电缆末端的屏蔽层连接到一起。
任何形式的端口扩展都有局限性,它们都会因为测量电路的损耗和 /或相位偏移而引起测量误差,在进行端口延伸之前必须要对这种操作的局限性有清楚的了解。
提示 8. 夹具和连接器维护:
高质量的电气连接能够确保进行精密的测量。每一次把被测器件与仪表或测量电缆、夹具进行连接时,接合面的特征都会随着连接的质量而有所不同,接合面的阻抗失配会影响测试信号的传播。应当经常留意测试端口的接合表面、适配器、校准标准件、夹具连接器和测试夹具等的质量和状态。连接的质量取决于以下因素:
●连接的组成部分
●采用的技术
●经常进行高质量维护●保证清洁度
●按照标准要求保存仪表和部件
俗话说“一环薄弱,全局必垮”。测量系统也是如此。如果测试系统中使用了低质量的电缆、适配器或夹具,那么系统的整体质量都会降到最低水平。
通过使用力矩扳手和一些常识,可确保在进行重复连接时不出现器件损坏。器件损坏包括配合表面的刮痕和变形。
多数测量部件接合表面的部分都是可以替换的,把已经多次使用而性能变差的部分换掉。有的部件接合表面的部分是不可以替换或修复的,那么应该定期用新的部件去替换旧的部件。
使用无腐蚀性 /无损溶剂 ( 例如去离子水和纯异丙醇 )和无尘布擦拭接合表面可以保证它们的阻抗不受油迹或其它杂质的影响。请注意,一些塑料在使用异丙醇时会发生性
质的该变。
如果仪器的包装不提供附件袋,那么应当使用有盖的塑料盒和塑料封套来保护所有未在使用状态下的接合表面。
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