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電化學阻抗譜數據圖譜介紹

1 Nyquist Plots

由五個類型EIS數據生成的圖有兩種標準類型:Nyquist圖和Bode圖。Nyquist圖通常由-Z_i和Z_r組成，這種類型的圖常用于識別數據中的模式和形狀(參見圖1中幾種不同電路的Nyquist圖示例)。

Nyquist圖上的虛部阻抗值通常是倒置的。或者相反，Z_i軸有時以相反的數字順序顯示，因為幾乎所有的Z_i值通常小于零，并且在笛卡爾圖上主要在第一象限查看形狀和圖案更方便(參見圖1)。

另一個傳統上適用于Nyquist的慣例是正交性，它指的是x軸和y軸的視覺比例為1:1。注意這并不一定意味著坐標軸的數值刻度必須相同(例如，參見圖1中的繪圖)。考慮這一原則的一種簡單方法是當在標準正交圖上圍繞兩個軸上的相同值繪制線條時，它總是會形成一個正方形(例如，連接點(0,0)，(0,100)，(100,100)和(100,0)，它將是一個完整正方形)。

過去標準正交只用于Nyquist圖，因為一些普遍存在的形狀(例如，半圓和傾斜線)在標準正交圖上更容易識別。然而在現代隨著電路裝配軟件的出現，一些繪圖的必要性已經減少了。雖然可以通過標準正交Nyquist上扭曲的半圓和傾斜的線角觀察到數據中的非理想性，但它們也很容易通過電路擬合算法可視化和量化。如果數據集中到某些Nyquist圖的一小部分，留下大片空白的圖形空間(例如，圖1的右上方圖)，那么在某些Nyquist圖上強制實現正交性有時也會很不方便。

盡管如此，對Nyquist采用正交性仍然被廣泛認為是標準形式，并且大多數已發表的EIS數據都使用這種慣例。因此，通常建議用戶在呈現EIS數據時準備正交Nyquist圖。

2 Bode Plots

EIS數據使用的第二種標準類型的圖是bode圖。bode圖是一個雙軸圖，由 vs.(在主垂直軸上)和 vs. (在次垂直軸上)組成。頻率和阻抗幅值通常以對數標度繪制，而相角以線性顯示(圖2為幾種不同電路的bode圖示例)。

觀察bode圖上的相位角是了解系統在任何特定頻率下所經歷的電路行為類型的快速方法。例如，相角為0°對應于理想電阻，+90°對應于理想電感，-90°對應于理想電容器。兩者之間的值可能表示混合行為或非理想性，這取決于所研究的系統。

與不繪制頻率值的Nyquist圖相比，bode圖也可以很容易地確定頻率值。通常Nyquist圖上最左下角的點對應于最高頻率，并沿著向右的軌跡從高頻移動到低頻。