CN113009223B - 阻抗量测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种阻抗量测方法，应用于量测待测组件。于第一模式中，供电给待测组件的第一端，且由第一测试模块量测待测组件的跨电压以取得第一电压值，再由第二测试模块量测流经待测组件的电流以取得第一电流值。于第二模式中，供电给待测组件的第二端，且由第二测试模块量测待测组件的跨电压以取得第二电压值，再由第一测试模块量测流经待测组件的电流以取得第二电流值。由第一电压值、第二电压值、第一电流值以及第二电流值，计算待测组件的真实阻抗值。

Description

阻抗量测方法

技术领域

本申请是有关于一种量测方法，特别是关于一种待测组件的阻抗量测方法。

背景技术

为了因应待测组件具多脚位及功能越来越复杂的趋势，测试装置已经逐渐采用具备更大弹性的多信道量测架构。例如，测试装置为了支持高同测功能(high paralleltest)，可以采用任意针脚(any pin)的量测架构。也就是说，不论待测组件如何连接到测试装置的针脚，测试装置都可以经由内部的不同量测电路取得电子组件的电压、电流或者其他的电性参数。以此，有弹性的多信道量测架构可以增加使用者的操作便利性，并且可以提高产品的竞争力。

然而，由不同的量测电路取得电子组件的电压、电流或者其他的电性参数，实际上会遇到一些问题。举例来说，量测电路可能因为内部组件的偏差、老化或者环境因素(如温度与湿度)，而产生量测上的误差。特别是，不同的量测电路在误差的程度上很有可能并不相同，从而导致误差无法在计算时被抵销。因此，业界需要一种新的量测方法，以解决不同量测线路取得的电压与电流存在误差的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种阻抗量测方法，可以从不同方向对待测组件提供电能，再利用不同的量测电路分别量测取得电压与电流，便可以由计算抵销不同的量测电路的误差。

本申请提出一种阻抗量测方法，应用于量测待测组件，待测组件的第一端电性连接第一测试模块，待测组件的第二端电性连接第二测试模块，所述阻抗量测方法包含下列步骤。于第一模式中，供电给待测组件的第一端。于第一模式中，由第一测试模块量测待测组件的跨电压以取得第一电压值，并且由第二测试模块量测流经待测组件的电流以取得第一电流值。于第二模式中，供电给待测组件的第二端。于第二模式中，由第二测试模块量测待测组件的跨电压以取得第二电压值，并且由第一测试模块量测流经待测组件的电流以取得第二电流值。依据第一电压值、第二电压值、第一电流值以及第二电流值，计算待测组件的真实阻抗值。

于一些实施例中，所述阻抗量测方法于计算待测组件的真实阻抗值的步骤中，更可以包含下列步骤。于第一模式中，可以将第一电压值除以第一电流值，以取得第一阻抗量测值。并且，于第二模式中，可以将第二电压值除以第二电流值，以取得第二阻抗量测值，其中真实阻抗值关联于第一阻抗量测值与第二阻抗量测值。此外，所述阻抗量测方法更可以将第一阻抗量测值与第二阻抗量测值相乘取得第一计算值，并且可以将第一计算值开根号以取得真实阻抗值。另外，第一电压值与第二电流值可以均包含关联于第一测试模块的第一电路误差因子，第二电压值与第一电流值可以均包含关联于第二测试模块的第二电路误差因子。

于一些实施例中，于供电给待测组件的第一端的步骤中，可以由第一测试模块供电给待测组件的第一端。并且，于供电给待测组件的第二端的步骤中，可以由第二测试模块供电给待测组件的第二端。

综上所述，本申请提供的阻抗量测方法，可以从待测组件的第一端与第二端对待测组件提供电能，再利用第一测试模块和第二测试模块各自的量测电路分别量测取得电压与电流。并且，可以将第一测试模块和第二测试模块取得的电压与电流进行交互运算，以此经由计算抵销不同测试模块之间的误差。

有关本申请的其它功效及实施例的详细内容，配合附图说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是依据本申请一实施例的使用阻抗量测方法的电路示意图；

图2是依据本申请一实施例的阻抗量测方法的步骤流程图。

符号说明

10 第一测试模块 100 电压感测单元

102 电流感测单元 104 量测电路

106 电源 12 第一测试模块

120 电压感测单元 122 电流感测单元

124 量测电路 126 电源

20 待测组件 200 第一端

202 第二端 S30～S38 步骤流程

具体实施方式

有关本申请的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本申请。

请参阅图1，图1是绘示依据本申请一实施例的使用阻抗量测方法的电路示意图。如图1所示，本申请的阻抗量测方法可以应用于第一测试模块10和第二测试模块12之间，并且第一测试模块10和第二测试模块12可以用来量测同一个待测组件20的电压、电流与阻抗等组件特性。本实施例在此不特别限制第一测试模块10和第二测试模块12对应到的硬件组件，例如第一测试模块10和第二测试模块12可以是两张独立的测试卡，且第一测试模块10和第二测试模块12可以设置于同一个测试装置(图未示)中。或者，第一测试模块10和第二测试模块12可以各自为一个独立的设备，分别电性连接到同一个待测组件20。此外，本实施例也不限制待测组件20的种类，只要待测组件20需要使用第一测试模块10和第二测试模块12来进行电压、电流与阻抗等组件特性的量测，皆属于本实施例所称待测组件20的范畴。以下分别就第一测试模块10和第二测试模块12的内部组件来进行说明。

第一测试模块10可以包含电压感测单元100、电流感测单元102以及量测电路104，电压感测单元100与电流感测单元102可以电性连接到待测组件20的第一端200，并且量测电路104可以电性连接到电压感测单元100与电流感测单元102。在此，虽然图1的例子中绘示了第一测试模块10包含电源106，且电源106也会电性连接到待测组件20的第一端200，但实务上电源106并非必要组件。举例来说，电源106也可以设置于第一测试模块10之外，例如可以是外部的电源供应器。换句话说，只要电源106能由第一端200供电给待测组件20，即符合本实施例电源106的范畴。

同样地，第二测试模块12可以包含电压感测单元120、电流感测单元122以及量测电路124，电压感测单元120与电流感测单元122可以电性连接到待测组件20的第二端202，并且量测电路124可以电性连接到电压感测单元120与电流感测单元122。如同电源106，电源126也可以设置于第二测试模块12之外，例如同样可以是外部的电源供应器。为了方便说明，本实施例假设第一测试模块10和第二测试模块12包含电源106和电源126。此外，虽然图1用两个信号输出入端做为示范，并非用来限制待测组件20的信号输出入端的数量。实务上，待测组件20还可以包含更多的信号输出入端，而第一端200和第二端202可能只是其中的两个信号输出入端。

以实际的例子来说，第一测试模块10和第二测试模块12可以操作于两个模式，在此称为第一模式与第二模式。于第一模式中，电源106可以供电给待测组件20的第一端200，由第一测试模块10量测待测组件20的电压，并且由第二测试模块12量测待测组件20的电流。实务上，第一测试模块10中的电压感测单元100可以用来量测待测组件20的跨电压，并将对应待测组件20跨电压的数据传送给量测电路104，由量测电路104换算取得第一电压值。此外，第二测试模块12中的电流感测单元122用来量测流经待测组件20的电流，并将对应流经待测组件20的电流的数据传送给量测电路124，由量测电路124换算取得第一电流值。于一个例子中，第一测试模块10和第二测试模块12的共地端(图未示)可以连接在一起，从而电压感测单元100可以经由第一端200和共地端取得待测组件20的跨电压。并且，电流感测单元122可以利用电阻串联或电流耦合的方式量测流经待测组件20的电流，由于量测电流的手段很多，本实施例并不特别限制。

为了简化测试的条件，电源106和电源126可以设定成不同时工作，也就是电源126在第一模式内可以是关闭的状态。此时，如果将量测电路104换算出的第一电压值表示为V1，将量测电路124换算出的第一电流值表示为I1，则待测组件20的第一阻抗量测值Z1可以表示为下列算式(1)：

Z1＝V1/I1 (1)

于一个例子中，第一阻抗量测值Z1可以由测试装置的处理器，或外部的计算机来计算，本实施例在此不加以限制。此外，由于第一电压值V1是经由量测电路104取得，还包含了量测电路104本身的误差，从而第一电压值V1并非是待测组件20实际上的跨电压。同样地，第一电流值I1由于也是经由量测电路124取得，还包含了量测电路124本身的误差，从而第一电流值I1并非是实际上流经待测组件20的电流。假设本实施例将量测电路104本身的误差表示为Gm1，将量测电路124本身的误差表示为Gm2。实务上，量测电路104和量测电路124存在误差的原因很多，例如不同电路之间的温度差异、湿度差异、老化程度差异、内部组件误差等，本实施例在此不特别限定误差的原因。承接上述，如果将量测电路104和量测电路124本身的误差Gm1与Gm2代入算式(1)，则可以将算式(1)整理成算式(2)：

Z1＝(Vdut×Gm1)/(Idut×Gm2) (2)

其中Vdut为待测组件20实际上的跨电压，并且Idut为实际上流经待测组件20的电流。换句话说，由于Vdut与Idut分别是待测组件20实际上的跨电压与电流，将Vdut除以Idut之后，理论上可以得到待测组件20实际上的阻抗值，在此本实施例将待测组件20实际上的阻抗值称为真实阻抗值，并且表示为Zdut。如果将Vdut/Idut用Zdut表示，则可以将算式(2)整理成算式(3)：

Z1＝Zdut×(Gm1/Gm2) (3)

由此可知，传统上如果用不同的测试模块量测同一个待测组件时，量测到待测组件的阻抗值是包含了两个测试模块各自的误差项的，很有可能与待测组件实际上的阻抗值不相同。据此，本实施例在第一模式之后，更还会进入第二模式，再次量测一次待测组件20的阻抗值。于第二模式中，电源106可以是关闭的状态，改由电源126可以供电给待测组件20的第二端202。接着，由第二测试模块12量测待测组件20的电压，并且由第一测试模块10量测待测组件20的电流。与第一模式相类似地，第二测试模块12中的电压感测单元120可以用来量测待测组件20的跨电压，并将对应待测组件20跨电压的数据传送给量测电路124，由量测电路124换算取得第二电压值。此外，第一测试模块10中的电流感测单元102用来量测流经待测组件20的电流，并将对应流经待测组件20的电流的数据传送给量测电路104，由量测电路104换算取得第二电流值。

此时，如果将量测电路124换算出的第二电压值表示为V2，将量测电路104换算出的第二电流值表示为I2，则待测组件20的第二阻抗量测值Z2可以表示为下列算式(4)：

Z2＝V2/I2 (4)

与第一模式相类似地，第二阻抗量测值Z2同样可以由测试装置的处理器，或外部的计算机来计算，本实施例在此不加以限制。此外，由于第二模式中的第二电压值V2是经由量测电路124取得，还包含了量测电路124本身的误差，从而第二电压值V2也不是待测组件20实际上的跨电压。同样地，第二电流值I2由于也是经由量测电路104取得，还包含了量测电路104本身的误差，从而第二电流值I2也不是实际上流经待测组件20的电流。如果将前述量测电路104和量测电路124本身的误差Gm1与Gm2代入算式(4)，则可以将算式(4)整理成算式(5)：

Z2＝(Vdut×Gm2)/(Idut×Gm1) (5)

接着，待测组件20实际上的跨电压与电流Vdut与Idut相除，得到待测组件20的真实阻抗值Zdut。如果将Vdut/Idut用Zdut表示，则可以将算式(5)整理成算式(6)：

Z2＝Zdut×(Gm2/Gm1) (6)

于一个例子中，为了要求得待测组件20的真实阻抗值Zdut，可以由测试装置的处理器，或外部的计算机来将算式(3)与算式(6)相乘，计算得出算式(7)：

Z1×Z2＝Zdut²×[(Gm1×Gm2)/(Gm2×Gm1)] (7)

由于算式(7)中的「(Gm1×Gm2)/(Gm2×Gm1)」可以相销成1，从而可以看出真实阻抗值Zdut会直接关联于第一阻抗量测值Z1与第二阻抗量测值Z2的乘积。换句话说，真实阻抗值Zdut可以由下列算式(8)计算而得：

另一方面，从算式(1)和算式(4)可知，由于第一阻抗量测值Z1是直接关联于第一电压值V1和第一电流值I1，第二阻抗量测值Z2是直接关联于第二电压值V2和第二电流值I2，因此算式(8)也可以表示为算式(9)：

可以看出，待测组件的真实阻抗值Zdut是依据第一电压值V1、第二电压值V2、第一电流值I1以及第二电流值I2计算出来的。值得一提的是，本实施例在此不限制第一模式和第二模式的先后顺序，例如第二模式也可以先于第一模式。此外，本实施例也不限制真实阻抗值Zdut必须由算式(8)或算式(9)算出，所属技术领域具有通常知识者应可以理解，实际电路的不理想因素很多，本实施例只是将不理想因素归纳成量测电路104和量测电路124本身的误差Gm1与Gm2，并不用来限制计算真实阻抗值Zdut的方法。例如，第一电压值V1带有偏移量(offset)，则可能还需要经过校正的步骤。因此，本实施例仅说明待测组件的真实阻抗值Zdut关联于第一电压值V1、第二电压值V2、第一电流值I1以及第二电流值I2，但不以此为限。

为了说明本实施例的阻抗量测方法，以下搭配图1的电路架构进行说明。请一并参阅图1与图2，图2是绘示依据本申请一实施例的阻抗量测方法的步骤流程图。如图所示，于步骤S30中，示范了于第一模式中，电源106可以供电给待测组件20的第一端200。于步骤S32中，示范了于第一模式中，由第一测试模块10中的电压感测单元100量测待测组件20的跨电压，并将对应待测组件20跨电压的数据传送给量测电路104，再由量测电路104换算取得第一电压值V1。并且，由第二测试模块12中的电流感测单元122量测流经待测组件20的电流，并将对应流经待测组件20的电流的数据传送给量测电路124，再由量测电路124换算取得第一电流值I1。

接着于步骤S34中，示范了于第二模式中，电源126可以供电给待测组件20的第二端202。于步骤S36中，示范了于第二模式中，由第二测试模块12中的电压感测单元120量测待测组件20的跨电压，并将对应待测组件20跨电压的数据传送给量测电路124，再由量测电路124换算取得第二电压值V2。并且，由第一测试模块10中的电流感测单元102量测流经待测组件20的电流，并将对应流经待测组件20的电流的数据传送给量测电路104，再由量测电路104换算取得第二电流值I2。最后，于步骤S38中，可以由测试装置的处理器，或外部的计算机依据第一电压值V1、第二电压值V2、第一电流值I1以及第二电流值I2，计算待测组件20的真实阻抗值Zdut。本实施例所述阻抗量测方法的其余细节，皆已于前一实施例说明过，本实施例在此不予赘述。

综上所述，本申请提供的阻抗量测方法，可以从待测组件的第一端与第二端对待测组件提供电能，再利用第一测试模块和第二测试模块各自的量测电路分别量测取得电压与电流。并且，可以将第一测试模块和第二测试模块取得的电压与电流进行交互运算，藉此经由计算抵销不同测试模块之间的误差。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本申请技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本申请技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本申请内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例，但仍应视为与本申请实质相同的技术或实施例。

Claims (5)

1.一种阻抗量测方法，应用于量测一待测组件，该待测组件的一第一端电性连接一第一测试模块，该待测组件的一第二端电性连接一第二测试模块，其特征在于，所述阻抗量测方法包含：

于一第一模式中，供电给该待测组件的该第一端；

于该第一模式中，由该第一测试模块量测该待测组件的跨电压以取得一第一电压值，并且由该第二测试模块量测流经该待测组件的电流以取得一第一电流值；

于一第二模式中，供电给该待测组件的该第二端；

于该第二模式中，由该第二测试模块量测该待测组件的跨电压以取得一第二电压值，并且由该第一测试模块量测流经该待测组件的电流以取得一第二电流值；以及

依据该第一电压值、该第二电压值、该第一电流值以及该第二电流值，计算该待测组件的一真实阻抗值，如下计算式：

Zdut=

其中Zdut为该真实阻抗值，V1为该第一电压值，V2为该第二电压值、I1为该第一电流值以及I2为该第二电流值。

2.如权利要求1所述的阻抗量测方法，其特征在于，于计算该待测组件的该真实阻抗值的步骤中，更包含：

于该第一模式中，将该第一电压值除以该第一电流值，以取得一第一阻抗量测值；以及

于该第二模式中，将该第二电压值除以该第二电流值，以取得一第二阻抗量测值；

其中该真实阻抗值关联于该第一阻抗量测值与该第二阻抗量测值。

3.如权利要求1所述的阻抗量测方法，其特征在于，该第一电压值与该第二电流值均包含关联于该第一测试模块的一第一电路误差因子，该第二电压值与该第一电流值均包含关联于该第二测试模块的一第二电路误差因子。

4.如权利要求1所述的阻抗量测方法，其特征在于，于供电给该待测组件的该第一端的步骤中，是由该第一测试模块供电给该待测组件的该第一端。

5.如权利要求1所述的阻抗量测方法，其特征在于，于供电给该待测组件的该第二端的步骤中，是由该第二测试模块供电给该待测组件的该第二端。