JP2008085745A - Correction coefficient acquisition method and impedance measuring instrument - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure impedance with higher precision than the prior art in an impedance measuring instrument comprising an analog/digital converter for detecting a vector ratio. <P>SOLUTION: An impedance measuring instrument (10) comprising the analog/digital converter (430) for performing digital conversion on a signal representing a voltage to be applied to an object to be measured and a signal representing a current flowing through the object to be measured is provided with: a storage means (520) for storing a correction coefficient G; and a means (510) which uses the correction coefficient G stored in the storage means to correct output data of the analog/digital converter. The correction coefficient G is acquired before measurement using the impedance measuring instrument (10). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、インピーダンス測定装置の測定誤差を補正するための技術に係り、特に、アナログ・ディジタル変換器の直線性に起因して生じる測定誤差を補正するための技術に関する。   The present invention relates to a technique for correcting a measurement error of an impedance measuring apparatus, and more particularly to a technique for correcting a measurement error caused by the linearity of an analog / digital converter.

最近の測定器には、アナログ・ディジタル変換器が多用されている。例えば、インピーダンス測定装置は、測定信号を被測定物に印加し、被測定物を流れる電流と被測定物に印加される電圧を測定し、それらの測定結果に基づいて被測定物のインピーダンスを求めることにより、被測定物のインピーダンスを測定する。インピーダンス測定装置において、電圧は、ベクトル比検出器(VRD;Vector Ratio Detector)内のアナログ・ディジタル変換器によってディジタル化され、電流は、電流電圧変換器によって電圧に変換された後に同アナログ・ディジタル変換器によってディジタル化される。   In recent measuring instruments, analog / digital converters are frequently used. For example, the impedance measuring device applies a measurement signal to the device under test, measures the current flowing through the device under test and the voltage applied to the device under test, and obtains the impedance of the device under test based on those measurement results. Thus, the impedance of the object to be measured is measured. In the impedance measuring device, the voltage is digitized by an analog / digital converter in a vector ratio detector (VRD), and the current is converted into a voltage by the current / voltage converter and then converted to the same analog / digital converter. Digitized by the instrument.

特開平成10−108041号公報(第2〜4頁、図1)Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-108041 (pages 2 to 4, FIG. 1) 特開平成11−346153号公報(第2〜4頁、図1)JP-A-Heisei 11-346153 (pages 2 to 4, FIG. 1)

アナログ・ディジタル変換器が有する直線性誤差は、測定誤差の要因の1つである。例えば、14ビット・アナログ・ディジタル変換器は、性能が良いものでも、そのSFDR(スプリアス−フリー・ダイナミック・レンジ)が90〜100dB程度である。仮に、そのようなアナログ・ディジタル変換器にフル・スケールの1/5の信号が入力される場合、50〜150ppm程度の誤差を生じる。この値は、現在のインピーダンス測定装置では、許容できない値である。この誤差を軽減するためには、より高分解能で直線性特性が優れたアナログ・ディジタル変換器を用いる必要がある。一般に、アナログ・ディジタル変換器の分解能が高くなるにつれて、アナログ・ディジタル変換器の変換速度は遅くなる。そのような低速のアナログ・ディジタル変換器で、より高速すなわち高周波の信号を測定する場合、周波数変換(ダウン・コンバージョン)のためのミキサや局部信号源を要する。これらの追加の部品は、回路規模やコストの増大を招く。   The linearity error of the analog / digital converter is one of the causes of measurement errors. For example, even though a 14-bit analog-digital converter has good performance, its SFDR (spurious-free dynamic range) is about 90 to 100 dB. If a signal of 1/5 of full scale is input to such an analog-digital converter, an error of about 50 to 150 ppm occurs. This value is unacceptable in current impedance measuring devices. In order to reduce this error, it is necessary to use an analog / digital converter having higher resolution and excellent linearity characteristics. Generally, as the resolution of the analog / digital converter increases, the conversion speed of the analog / digital converter decreases. When such a low-speed analog / digital converter measures a high-speed, that is, high-frequency signal, a mixer or a local signal source for frequency conversion (down conversion) is required. These additional components increase the circuit scale and cost.

本発明は、上記の課題を解決するために、周波数に応じてインピーダンスが変化する素子に、インピーダンス測定装置が生成する被測定信号を素子に印加し、素子に印加される電圧または素子を流れる電流または素子のインピーダンスをインピーダンス測定装置で測定する。これらの測定値は、素子のインピーダンスに応じて変化する。素子のインピーダンスは、上記測定中に、測定信号の周波数を変更することにより、制御される。インピーダンス測定装置に具備されるアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数は、電圧もしくは電流もしくはインピーダンスの測定値および真値から求められる。そして、補正係数Gは、インピーダンス測定装置で利用可能なように、記憶手段に格納される。一方、インピーダンス測定装置は、その格納された補正係数Gを用いて、インピーダンス測定装置内のアナログ・ディジタル変換器の出力データを補正する。   In order to solve the above problems, the present invention applies a signal under measurement generated by an impedance measuring device to an element whose impedance changes according to the frequency, and applies a voltage applied to the element or a current flowing through the element. Alternatively, the impedance of the element is measured with an impedance measuring device. These measured values vary depending on the impedance of the element. The impedance of the element is controlled by changing the frequency of the measurement signal during the measurement. The coefficient for correcting the linearity error of the analog / digital converter provided in the impedance measuring apparatus is obtained from the measured value and true value of voltage, current, or impedance. The correction coefficient G is stored in the storage means so that it can be used in the impedance measuring apparatus. On the other hand, the impedance measuring device corrects the output data of the analog / digital converter in the impedance measuring device using the stored correction coefficient G.

要するに本第一の発明は、インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子を流れる電流を、前記素子に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、前記第一のステップにおける測定値、ならびに、前記素子のインピーダンスの真値または前記素子を流れる電流の真値を用いて、前記補正係数を求める第二のステップと、を含むことを特徴とするものである。   In short, the first invention is an analog-to-digital converter provided in an impedance measuring apparatus, which is an analog / digital converter for digitally converting a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test. A method for obtaining a coefficient for correcting a linearity error of a digital converter, wherein the impedance changes with frequency and the frequency-impedance characteristic is known and is connected to the measuring device as a device under test. And while changing the frequency of the measurement signal while maintaining the impedance of the element to which the measurement signal generated by the measurement device is applied, or the current flowing through the element, the voltage applied to the element is substantially constant, A first step of measuring with the measuring device; a measured value in the first step; and Using the true value of the current flowing through the true value or the element of the impedance and is characterized in that it comprises a second step of obtaining the correction coefficient.

また、本第二の発明は、インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子を流れる電流を、前記素子に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、抵抗値が既知であり且つ前記測定装置に被測定物として接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される抵抗器のインピーダンスまたは前記抵抗器を流れる電流を、前記抵抗器に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第二のステップと、前記第一および前記第二のステップにおける測定値、ならびに、前記素子および前記抵抗器のインピーダンスの真値もしくは前記素子および前記抵抗器を流れる電流の真値を用いて、前記補正係数を求める第三のステップと、を含むことを特徴とするものである。   Further, the second invention is an analog / digital converter provided in the impedance measuring device, and digitally converts a signal representing a voltage applied to the device under test and a signal representing a current flowing through the device under test. A method for obtaining a coefficient for correcting a linearity error of an analog / digital converter, wherein the impedance changes according to the frequency and the frequency-impedance characteristic is known, and is connected to the measuring apparatus as a device under test. The impedance of the element to which the measurement signal generated by the measurement apparatus is applied or the current flowing through the element is changed while the frequency applied to the element is kept substantially constant while the frequency of the measurement signal is changed. A first step of measuring with the measuring device, and a resistance value is known and connected to the measuring device as an object to be measured. In addition, the impedance of the resistor to which the measurement signal generated by the measurement device is applied or the current flowing through the resistor is changed while the voltage applied to the resistor is kept substantially constant, and the frequency of the measurement signal is changed. The second step of measuring with the measuring device, the measured value in the first and second steps, and the true value of the impedance of the element and the resistor or flowing through the element and the resistor And a third step of obtaining the correction coefficient using the true value of the current.

さらに、本第三の発明は、インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子に印加される電圧を、前記素子を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、前記第一のステップにおける測定値、ならびに、前記素子のインピーダンスの真値または前記素子に印加される電圧の真値を用いて、前記補正係数を導出する第二のステップと、を含むことを特徴とするものである。   Further, the third invention is an analog / digital converter provided in the impedance measuring apparatus, which digitally converts a signal representing a voltage applied to the device under test and a signal representing a current flowing through the device under test. A method for obtaining a coefficient for correcting a linearity error of an analog / digital converter, wherein the impedance changes according to the frequency and the frequency-impedance characteristic is known, and is connected to the measuring apparatus as a device under test. The impedance of the element to which the measurement signal generated by the measurement device is applied or the voltage applied to the element is changed while changing the frequency of the measurement signal while keeping the current flowing through the element substantially constant. , A first step of measuring with the measuring device, a measured value in the first step, and the element True value of the impedance or with the true value of the voltage applied to the element, and comprising a, a second step of deriving the correction coefficient.

またさらに、本第四の発明は、インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子に印加される電圧を、前記素子を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、抵抗値が既知であり且つ前記測定装置に被測定物として接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される抵抗器のインピーダンスまたは前記抵抗器に印加される電圧を、前記抵抗器を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第二のステップと、前記第一および前記第二のステップにおける測定値、ならびに、前記素子および前記抵抗器のインピーダンスの真値または前記素子および前記抵抗器に印加される電圧の真値を用いて、前記補正係数を求める第三のステップと、を含むことを特徴とするものである。   Still further, the fourth invention is an analog / digital converter provided in the impedance measuring apparatus, wherein the signal representing the voltage applied to the object to be measured and the signal representing the current flowing through the object to be measured are digitally converted. A method for obtaining a coefficient for correcting a linearity error of an analog / digital converter, the impedance of which varies with frequency, the frequency-impedance characteristics are known, and the measurement device is used as a device under test. The impedance of the element to which the measurement signal generated by the measurement device is applied or the voltage applied to the element is changed while changing the frequency of the measurement signal while keeping the current flowing through the element substantially constant. However, the first step of measuring with the measuring device, the resistance value is known, and the measuring device as the object to be measured The impedance of the resistor to which the measurement signal generated by the measurement device is applied or the voltage applied to the resistor is maintained at a substantially constant current through the resistor, while the frequency of the measurement signal is maintained. The second step of measuring with the measuring device while changing the value, the measured values in the first and second steps, and the true value of the impedance of the element and the resistor or the element and the resistor And a third step of obtaining the correction coefficient by using a true value of the voltage applied to.

また、本第五の発明は、本第一乃至本第四のいずれかの発明方法において、前記素子が、キャパシタまたはインダクタであることを特徴とするものである。   The fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth invention methods, the element is a capacitor or an inductor.

さらに、本第六の発明は、本第一乃至本第五のいずれかの発明方法において、前記補正係数が、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに対する乗数または除数であることを特徴とするものである。   Furthermore, the sixth invention is characterized in that, in the first to fifth invention methods, the correction coefficient is a multiplier or a divisor for the output data of the analog-digital converter. It is.

またさらに、本第七の発明は、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器を備えるインピーダンス測定装置において、本第一乃至本第六のいずれかの方法により得られる補正係数が格納された記憶手段と、前記記憶手段に格納された補正係数を用いて、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データを補正する演算手段と、を備えることを特徴とするものである。   Furthermore, the seventh invention provides an impedance measuring apparatus comprising an analog / digital converter for digitally converting a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test. Storage means storing a correction coefficient obtained by any one of the first to sixth methods, and arithmetic means for correcting the output data of the analog / digital converter using the correction coefficient stored in the storage means These are provided.

また、本八の発明は、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器を備えるインピーダンス測定装置において、前記アナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数であって、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに対する乗数または除数である補正係数が格納された記憶手段と、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに前記補正係数を乗ずる演算手段と、を備えることを特徴とするものである。   Further, the present invention relates to an impedance measurement apparatus comprising an analog / digital converter for digitally converting a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test. Storage means for correcting a linearity error of the converter and storing a correction coefficient that is a multiplier or a divisor for the output data of the analog / digital converter, and output data of the analog / digital converter And a calculation means for multiplying the correction coefficient by the correction coefficient.

本発明によれば、高精度電圧源を別に用意することなく、アナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を得ることができる。また、その補正係数Gは、測定信号の周波数の制御精度に依存した精度で取得される。そして、インピーダンス測定装置は、その補正係数Gを利用することにより、アナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正することができる。これにより、インピーダンス測定装置において、測定精度を損なうことなく、より高速なアナログ・ディジタル変換器が利用できるようになる。   According to the present invention, it is possible to obtain a coefficient for correcting a linearity error of an analog / digital converter without separately preparing a high-accuracy voltage source. The correction coefficient G is acquired with an accuracy depending on the control accuracy of the frequency of the measurement signal. Then, the impedance measuring device can correct the linearity error of the analog / digital converter by using the correction coefficient G. As a result, a higher-speed analog-to-digital converter can be used in the impedance measuring apparatus without impairing the measurement accuracy.

なお、本発明には、アナログ・ディジタル変換器の直線性誤差のみならず、アナログ・ディジタル変換器の前置回路の直線性誤差を低減する効果もある。   The present invention has the effect of reducing not only the linearity error of the analog / digital converter but also the linearity error of the front circuit of the analog / digital converter.

以下、本発明を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて説明する。本発明の第一の実施形態は、インピーダンス測定装置10である。まず、インピーダンス測定装置10の構成と動作について説明する。そして、その後に、インピーダンス測定装置10で用いられる補正係数の取得について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings. The first embodiment of the present invention is an impedance measuring apparatus 10. First, the configuration and operation of the impedance measuring apparatus 10 will be described. After that, acquisition of a correction coefficient used in the impedance measuring apparatus 10 will be described.

(インピーダンス測定装置10の構成)
ここで、図1を参照する。図1は、インピーダンス測定装置10の構成を示す図である。図1において、インピーダンス測定装置10は、自動平衡ブリッジ法により、被測定物100のインピーダンスを測定する装置である。インピーダンス測定装置10は、信号源200と、電流電圧変換器300と、ベクトル比検出器400と、補正装置500とを備える。
(Configuration of impedance measuring apparatus 10)
Reference is now made to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the impedance measuring apparatus 10. In FIG. 1, an impedance measuring device 10 is a device that measures the impedance of a device under test 100 by an automatic balanced bridge method. The impedance measuring device 10 includes a signal source 200, a current-voltage converter 300, a vector ratio detector 400, and a correction device 500.

被測定物100は、少なくとも2つの端子を有する被測定物である。被測定物100が3以上の端子を有する場合、それらの端子のうち2つが測定に用いられる。被測定物100は、4つの端子(Hpot、Hcur、Lpot、Lcur)を介して、インピーダンス測定装置10と接続されている。   The device under test 100 is a device under test having at least two terminals. When the DUT 100 has three or more terminals, two of these terminals are used for measurement. The device under test 100 is connected to the impedance measuring apparatus 10 via four terminals (Hpot, Hcur, Lpot, Lcur).

信号源200は、被測定物100に印加するための測定信号Sを発生する信号発生器である。測定信号Sは、正弦波信号である。測定信号Sの周波数fは、PLL(Phase Locked Loop)技術またはDDS(Direct Digital Synthesizer)技術により可変である。従って、周波数fは、50ppmの絶対精度もしくは10ppmの相対精度で制御される。以下、測定信号Sの周波数fは、測定周波数fと称する。信号源200は、Hcur端子を介して被測定物100に接続される。また、信号源200は、Hcur端子およびHpot端子を介して、ベクトル比検出器400にも接続される。素子210は、信号源200の出力インピーダンスを表し、周波数に依らずほぼ一定の50オームのインピーダンスZoを呈する。   The signal source 200 is a signal generator that generates a measurement signal S to be applied to the device under test 100. The measurement signal S is a sine wave signal. The frequency f of the measurement signal S is variable by a PLL (Phase Locked Loop) technique or a DDS (Direct Digital Synthesizer) technique. Therefore, the frequency f is controlled with an absolute accuracy of 50 ppm or a relative accuracy of 10 ppm. Hereinafter, the frequency f of the measurement signal S is referred to as a measurement frequency f. The signal source 200 is connected to the device under test 100 via the Hcur terminal. The signal source 200 is also connected to the vector ratio detector 400 via the Hcur terminal and the Hpot terminal. Element 210 represents the output impedance of signal source 200 and exhibits a substantially constant 50 ohm impedance Zo regardless of frequency.

電流電圧変換器300は、被測定物100を流れる電流を電圧に変換する装置である。従って、電流電圧変換器300の出力端には、被測定物100を流れる電流を表す電圧信号が現れる。電流電圧変換器300は、ヌルアンプ310と、レンジ抵抗器320とを備える。ヌルアンプ310およびレンジ抵抗器320は、帰還ループ330を形成している。帰還ループ330は、ヌルループとも称される。   The current-voltage converter 300 is a device that converts the current flowing through the DUT 100 into a voltage. Therefore, a voltage signal representing the current flowing through the DUT 100 appears at the output terminal of the current-voltage converter 300. The current-voltage converter 300 includes a null amplifier 310 and a range resistor 320. The null amplifier 310 and the range resistor 320 form a feedback loop 330. The feedback loop 330 is also referred to as a null loop.

ヌルアンプ310は、レンジ抵抗器320を流れる電流と被測定物100を流れる電流とを平衡させることにより、ヌルアンプ310の入力端に流れ込む電流を零にするような信号を出力する装置である。レンジ抵抗器320を流れる電流と被測定物100を流れる電流とが平衡する時、Lpot端子は仮想接地される。ヌルアンプ310は、図示しないが、一般に、零位検出器、ベクトル検波器、狭帯域増幅器、および、ベクトル変調器で構成される。   The null amplifier 310 is a device that outputs a signal that makes the current flowing into the input terminal of the null amplifier 310 zero by balancing the current flowing through the range resistor 320 and the current flowing through the device under test 100. When the current flowing through the range resistor 320 and the current flowing through the DUT 100 are balanced, the Lpot terminal is virtually grounded. Although not shown, the null amplifier 310 is generally composed of a zero detector, a vector detector, a narrowband amplifier, and a vector modulator.

レンジ抵抗器320は、図中に詳しく示していないが、1つの抵抗器、または、抵抗値が異なる複数の抵抗器から構成されている。それら複数の抵抗器は、測定するインピーダンスに応じて選択される。   Although not shown in detail in the drawing, the range resistor 320 is composed of one resistor or a plurality of resistors having different resistance values. The plurality of resistors are selected according to the impedance to be measured.

ベクトル比検出器400は、バッファ410と、バッファ411と、スイッチ420と、アナログ・ディジタル変換器430とを備える。バッファ410には、Hpot端子における信号、すなわち、被測定物100に印加される信号が入力される。バッファ411には、電流電圧変換器300の出力信号が入力される。スイッチ420は、バッファ410の出力端、または、バッファ411の出力端のいずれか一方を、アナログ・ディジタル変換器430の入力端に、選択的に接続する。なお、図において、Edutは、被測定物100に印加される信号の電圧を表す。また、Errは、電流電圧変換器300の出力信号の電圧を表す。アナログ・ディジタル変換器430から出力されるデータは、補正装置500へ供給される。なお、アナログ・ディジタル変換器430がホールド回路を要する場合には、サンプル・アンド・ホールド回路(不図示)などがアナログ・ディジタル変換器430の前段に適宜備えられるものとする。   The vector ratio detector 400 includes a buffer 410, a buffer 411, a switch 420, and an analog / digital converter 430. The buffer 410 receives a signal at the Hpot terminal, that is, a signal applied to the device under test 100. An output signal of the current-voltage converter 300 is input to the buffer 411. The switch 420 selectively connects either the output terminal of the buffer 410 or the output terminal of the buffer 411 to the input terminal of the analog / digital converter 430. In the figure, “Edit” represents the voltage of the signal applied to the device under test 100. Err represents the voltage of the output signal of the current-voltage converter 300. Data output from the analog / digital converter 430 is supplied to the correction device 500. When the analog / digital converter 430 requires a hold circuit, a sample-and-hold circuit (not shown) or the like is appropriately provided before the analog / digital converter 430.

補正装置500は、アナログ・ディジタル変換器430から出力されるデータを補正する装置である。補正装置500は、プロセッサ510と、記憶装置520とを備える。プロセッサ510は、データ処理機能を有する装置である。プロセッサ510は、例えば、CPU、MPU、DSP、RISC、または、それらの少なくとも1つを含むFPGAもしくはASICである。本実施形態において、プロセッサ510は、インピーダンス測定装置10内の他の構成要素を制御する。なお、プロセッサ510は、インピーダンス測定装置10内の他の構成要素を制御する装置と別々であっても良い。また、プロセッサ510または補正装置500は、インピーダンス測定装置10の内部に備えられるコンピュータ、または、有線通信手段または無線通信手段によりインピーダンス測定装置10に接続される外部コンピュータと置き換えることができる。記憶装置520は、少なくとも1つの補正係数Gが格納される記憶装置である。補正係数Gとは、アナログ・ディジタル変換器430から出力されるデータを補正するために必要な値(データ)である。また、補正係数Gは、加数、減数、乗数、除数、または、多項式の各項の係数などである。記憶装置520は、補正係数Gを格納する機能を有する装置であれば良く、例えば、フラッシュメモリなどで構成される。   The correction device 500 is a device that corrects data output from the analog / digital converter 430. The correction device 500 includes a processor 510 and a storage device 520. The processor 510 is a device having a data processing function. The processor 510 is, for example, a CPU, MPU, DSP, RISC, or an FPGA or ASIC including at least one of them. In the present embodiment, the processor 510 controls other components in the impedance measuring apparatus 10. Note that the processor 510 may be separate from a device that controls other components in the impedance measuring apparatus 10. Further, the processor 510 or the correction device 500 can be replaced with a computer provided in the impedance measurement device 10 or an external computer connected to the impedance measurement device 10 by wired communication means or wireless communication means. The storage device 520 is a storage device that stores at least one correction coefficient G. The correction coefficient G is a value (data) necessary for correcting the data output from the analog / digital converter 430. The correction coefficient G is an addend, subtract, multiplier, divisor, coefficient of each term of the polynomial, or the like. The storage device 520 may be any device that has a function of storing the correction coefficient G, and is configured by, for example, a flash memory.

(インピーダンス測定装置10の動作)
次に、インピーダンス測定装置10の測定動作を、以下に説明する。ここで、図1に加えて図2を参照する。図2は、インピーダンス測定装置10を用いて、被測定物のインピーダンスを測定する手順を示すフローチャートである。
(Operation of impedance measuring apparatus 10)
Next, the measurement operation of the impedance measuring apparatus 10 will be described below. Reference is now made to FIG. 2 in addition to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for measuring the impedance of the object to be measured using the impedance measuring apparatus 10.

まず、ステップS10において、被測定物100がインピーダンス測定装置10に接続される。被測定物100の一端がHpot端子およびHcur端子に、被測定物100の他の一端がLpot端子およびLcur端子に、それぞれ接続される。   First, in step S <b> 10, the DUT 100 is connected to the impedance measuring device 10. One end of the device under test 100 is connected to the Hpot terminal and the Hcur terminal, and the other end of the device under test 100 is connected to the Lpot terminal and the Lcur terminal.

次に、ステップS11において、信号源200から測定信号Sが出力され、被測定物100に印加される電圧が測定され、被測定物100を流れる電流が測定される。スイッチ420が端子aを選択しているとき、アナログ・ディジタル変換器430は、被測定物100に印加される電圧を表す信号をディジタル変換する。また、スイッチ420が端子bを選択しているとき、アナログ・ディジタル変換器430は、被測定物100を流れる電流を表す信号をディジタル変換する。スイッチ420の選択状態は、一回の電流または電圧の測定毎、所定回数の電流または電圧の測定毎、あるいは、所定時間毎に切り替わる。   Next, in step S11, the measurement signal S is output from the signal source 200, the voltage applied to the device under test 100 is measured, and the current flowing through the device under test 100 is measured. When the switch 420 selects the terminal a, the analog / digital converter 430 digitally converts a signal representing a voltage applied to the device under test 100. When the switch 420 selects the terminal b, the analog / digital converter 430 digitally converts a signal representing the current flowing through the device under test 100. The selection state of the switch 420 is switched every time a current or voltage is measured, every time a predetermined number of currents or voltages are measured, or every predetermined time.

次に、ステップS12において、アナログ・ディジタル変換器430から出力される変換結果を補正する。プロセッサ510が、記憶装置520に格納される補正係数Gを用いて補正を実施する。ここで、アナログ・ディジタル変換器430の出力データをXとする。また、補正係数Gは、データに対する乗数の配列G(i)とする。なお、iは、要素番号である。さて、例えば、アナログ・ディジタル変換器430の出力データX1に対応する補正係数G(1)が記憶装置520に存在する場合、X1は次式のように補正され、補正後のデータY1が得られる。   In step S12, the conversion result output from the analog / digital converter 430 is corrected. The processor 510 performs correction using the correction coefficient G stored in the storage device 520. Here, it is assumed that the output data of the analog / digital converter 430 is X. The correction coefficient G is an array G (i) of multipliers for the data. Note that i is an element number. For example, when the correction coefficient G (1) corresponding to the output data X1 of the analog / digital converter 430 exists in the storage device 520, X1 is corrected as shown in the following equation, and corrected data Y1 is obtained. .

Y1=X1・G(1)   Y1 = X1 · G (1)

また、対応する補正係数Gが存在しない場合、記憶装置520に存在する補正係数Gを用いて線形補間により、対応する補正係数Gが算出される。例えば、アナログ・ディジタル変換器430の出力データX6に対応する補正係数Gが存在せず、その代わりに、出力データX4に対応する補正係数G(2)、および、出力データX8に対応する補正係数G(3)が存在し、出力データX6がX4とX8との間の値である場合、X6は次式のように補正され、補正後のデータY6が得られる。   When the corresponding correction coefficient G does not exist, the corresponding correction coefficient G is calculated by linear interpolation using the correction coefficient G existing in the storage device 520. For example, the correction coefficient G corresponding to the output data X6 of the analog / digital converter 430 does not exist, but instead, the correction coefficient G (2) corresponding to the output data X4 and the correction coefficient corresponding to the output data X8 When G (3) exists and the output data X6 is a value between X4 and X8, X6 is corrected as shown in the following equation, and corrected data Y6 is obtained.

Y6=X6・(G(2)・(X8−X6)+G(3)・(X6−X4))/(X8−X4)   Y6 = X6. (G (2). (X8-X6) + G (3). (X6-X4)) / (X8-X4)

最後に、ステップS13において、被測定物100のインピーダンスが求められる。具体的には、ステップS12において得られる補正後の電流測定データおよび電圧測定データから、インピーダンスが計算により求められる。言うまでもないが、インピーダンスは、電圧測定値(データ)を電流測定値(データ)で除することにより導出される。なお、詳細には述べないが、本ステップにおいて、予め校正により得られた校正係数による補正も実施される。また、本ステップにおいて得られたインピーダンスは、被測定物100のインピーダンス測定値として、図示しない表示装置、通信装置または記憶装置などの出力装置に出力される。   Finally, in step S13, the impedance of the DUT 100 is obtained. Specifically, the impedance is obtained by calculation from the corrected current measurement data and voltage measurement data obtained in step S12. Needless to say, the impedance is derived by dividing the voltage measurement (data) by the current measurement (data). Although not described in detail, in this step, correction using a calibration coefficient obtained in advance by calibration is also performed. The impedance obtained in this step is output as an impedance measurement value of the device under test 100 to an output device such as a display device, a communication device, or a storage device (not shown).

(補正係数Gの取得方法と手順)
さて、記憶装置520に格納されている補正係数Gは、インピーダンス測定装置10により、被測定物100を測定する前に取得される。補正係数Gの取得は、周波数に応じてインピーダンスが変化する素子をインピーダンス測定装置10で測定することにより実施される。以下、周波数に応じてインピーダンスが変化する素子を、リアクタンス性素子とも称する。まず、測定周波数fを制御して、リアクタンス性素子のインピーダンスを変えることにより、同素子に印加される電圧または同素子を流れる電流を変化させる。そして、その変化する電圧もしくは電流の測定値、または、そのリアクタンス性素子のインピーダンス測定値と、その電圧または電流またはインピーダンスの真値とに基づいて、補正係数Gが求められる。
(Method and procedure for obtaining correction coefficient G)
Now, the correction coefficient G stored in the storage device 520 is acquired by the impedance measuring apparatus 10 before measuring the DUT 100. Acquisition of the correction coefficient G is performed by measuring an element whose impedance changes according to the frequency with the impedance measuring apparatus 10. Hereinafter, an element whose impedance changes according to the frequency is also referred to as a reactive element. First, the voltage applied to the element or the current flowing through the element is changed by changing the impedance of the reactive element by controlling the measurement frequency f. Then, a correction coefficient G is obtained based on the measured value of the changing voltage or current, or the measured impedance value of the reactive element, and the true value of the voltage, current, or impedance.

なお、測定中は、リアクタンス性素子に印加される電圧または同素子を流れる電流が実質的に一定に保たれる。より詳しく言えば、リアクタンス性素子に印加される電圧の変動に起因して、その電圧の測定値に含まれるアナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差の変動が所定値よりも小さくなるように、その電圧が維持される。または、リアクタンス性素子を流れる電流の変動に起因して、その電流の測定値に含まれるアナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差の変動が所定値よりも小さくなるように、その電流が維持される。これは、電圧Edutの測定に起因する生じるアナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差と、電圧Errの測定に起因して生じるアナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差とを分離して扱えるようにするためである。なお、所定値は、アナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差を補正するための係数を求める精度に応じて決定される。   During measurement, the voltage applied to the reactive element or the current flowing through the element is kept substantially constant. More specifically, the variation in linearity error of the analog-to-digital converter 430 included in the measured value of the voltage due to the variation in the voltage applied to the reactive element is smaller than a predetermined value. That voltage is maintained. Alternatively, the current is maintained so that the fluctuation of the linearity error of the analog / digital converter 430 included in the measured value of the current due to the fluctuation of the current flowing through the reactive element becomes smaller than a predetermined value. The This allows the linearity error of the analog / digital converter 430 caused by the measurement of the voltage Edut and the linearity error of the analog / digital converter 430 caused by the measurement of the voltage Err to be handled separately. It is to do. The predetermined value is determined according to the accuracy with which a coefficient for correcting the linearity error of the analog / digital converter 430 is obtained.

また、上記の方法によれば、補正係数に周波数依存性が含まれる場合がある。この周波数依存性は、アナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差とは関係ない。補正係数から周波数依存性を除去するために、上記リアクタンス性素子に代えて、さらに抵抗器を測定する。そして、リアクタンス性素子および抵抗器についての、電圧または電流またはインピーダンスの測定値および真値に基づき、周波数依存性が除去された補正係数Gが求められる。   In addition, according to the above method, the correction coefficient may include frequency dependency. This frequency dependence is not related to the linearity error of the analog-to-digital converter 430. In order to remove the frequency dependence from the correction coefficient, a resistor is further measured instead of the reactive element. Then, the correction coefficient G from which the frequency dependency is removed is obtained based on the measured value and true value of the voltage, current, or impedance of the reactive element and the resistor.

補正係数Gを求める方法は、大きく分けて4種類ある。すなわち、(1)リアクタンス性素子に印加される電圧を実質的に一定にしたときの同素子のインピーダンス測定値とそのインピーダンスの真値を用いる方法、または、(2)同素子を流れる電流を実質的に一定にしたときの同素子のインピーダンス測定値とそのインピーダンスの真値を用いる方法、(3)同素子を流れる電流の測定値とその電流の真値を用いる方法、もしくは、(4)同素子に印加される電圧の測定値とその電圧の真値を用いる方法、がある。   There are roughly four methods for obtaining the correction coefficient G. That is, (1) a method of using a measured impedance value of the element when the voltage applied to the reactive element is substantially constant and a true value of the impedance, or (2) a current flowing through the element is substantially (3) A method of using the measured impedance value of the same element and the true value of the impedance when it is made constant, (3) A method of using the measured value of the current flowing through the element and the true value of the current, or (4) There is a method of using a measured value of a voltage applied to an element and a true value of the voltage.

<方法1>
まず、方法(1)により補正係数Gを取得する具体的態様について、以下に説明する。以下、図1と図3を参照する。図3は、インピーダンス測定装置10を用いて、補正係数Gを取得する手順を示すフローチャートである。
<Method 1>
First, a specific mode for obtaining the correction coefficient G by the method (1) will be described below. In the following, reference is made to FIG. 1 and FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for obtaining the correction coefficient G using the impedance measuring apparatus 10.

まず、ステップS20において、周波数に応じてインピーダンスが変化する素子110を、被測定物として、インピーダンス測定装置10に接続する。本実施形態では、素子110を、アジレント社製品の標準コンデンサ(製品型番:16386A)とする。キャパシタ標準の周波数−インピーダンス特性は、仕様として提供される既知の容量値C(=100ピコファラッド)を用いて計算により導出でき、すなわち、既知である。   First, in step S20, the element 110 whose impedance changes according to the frequency is connected to the impedance measuring apparatus 10 as an object to be measured. In this embodiment, the element 110 is a standard capacitor (product model number: 16386A) manufactured by Agilent. The frequency-impedance characteristic of the capacitor standard can be derived by calculation using a known capacitance value C (= 100 picofarads) provided as a specification, ie, known.

次に、ステップS21において、素子110に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、測定周波数fを変化させながら、素子110のインピーダンスを測定する。素子110に印加される電圧の測定値に含まれるアナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差の変化量を所定値よりも小さくするためである。所定値は、素子110を流れる電流の測定値に含まれるアナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差を所望の精度で検出できる程度に、小さく設定される。   Next, in step S21, the impedance of the element 110 is measured while changing the measurement frequency f while keeping the voltage applied to the element 110 substantially constant. This is because the amount of change in linearity error of the analog / digital converter 430 included in the measured value of the voltage applied to the element 110 is made smaller than a predetermined value. The predetermined value is set small enough to detect the linearity error of the analog / digital converter 430 included in the measured value of the current flowing through the element 110 with a desired accuracy.

さて、本ステップS21では、素子110に印加される電圧を実質的に一定に保つため、信号源200の出力電圧レベルの設定値が固定される。また、素子110のインピーダンスを素子210のインピーダンスよりも十分に大きくなるように、測定周波数fの可変範囲が選択される。信号源200の出力電圧を、ほとんど減衰させることなく、素子110に印加させるためである。例えば、本実施形態において、素子110のインピーダンスを素子210のインピーダンスの200倍以上にする場合、測定周波数fは約159kHz以下に設定される。また、信号源200の出力電圧レベルの設定値、素子110の特性、または、測定周波数fの可変範囲は、アナログ・ディジタル変換器430に入力される信号の電圧の最大値がアナログ・ディジタル変換器430のフル・スケール近傍になるように設定される。   In step S21, the set value of the output voltage level of the signal source 200 is fixed in order to keep the voltage applied to the element 110 substantially constant. In addition, the variable range of the measurement frequency f is selected so that the impedance of the element 110 is sufficiently larger than the impedance of the element 210. This is because the output voltage of the signal source 200 is applied to the element 110 with almost no attenuation. For example, in this embodiment, when the impedance of the element 110 is 200 times or more the impedance of the element 210, the measurement frequency f is set to about 159 kHz or less. Also, the set value of the output voltage level of the signal source 200, the characteristics of the element 110, or the variable range of the measurement frequency f is such that the maximum value of the voltage of the signal input to the analog / digital converter 430 is the analog / digital converter. It is set to be around 430 full scale.

次に、ステップS22において、抵抗器120を、被測定物として、インピーダンス測定装置10に接続する。抵抗器120の抵抗値は既知である。本実施形態では、抵抗器120を、アジレント社製品の標準抵抗器(製品型番:42038A)とする。この標準抵抗器は、10キロオームの抵抗値Rを有する。   Next, in step S22, the resistor 120 is connected to the impedance measuring apparatus 10 as an object to be measured. The resistance value of the resistor 120 is known. In this embodiment, the resistor 120 is a standard resistor (product model number: 42038A) manufactured by Agilent. This standard resistor has a resistance value R of 10 kilohms.

次に、ステップS23において、抵抗器120に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、測定周波数fを変化させながら、抵抗器120のインピーダンスを測定する。なお、本ステップにおける測定周波数fは、ステップS21における測定周波数fと同様に変化する。抵抗器120に印加される電圧を実質的に一定に保つため、信号源200の出力電圧レベルの設定値が固定される。また、出力電圧レベルの設定値、または、抵抗器120の特性は、アナログ・ディジタル変換器430に入力される信号の電圧の最大値がアナログ・ディジタル変換器430のフル・スケール近傍になるように設定される。   Next, in step S23, the impedance of the resistor 120 is measured while changing the measurement frequency f while keeping the voltage applied to the resistor 120 substantially constant. Note that the measurement frequency f in this step changes in the same manner as the measurement frequency f in step S21. In order to keep the voltage applied to the resistor 120 substantially constant, the set value of the output voltage level of the signal source 200 is fixed. The output voltage level setting value or the characteristic of the resistor 120 is such that the maximum value of the voltage of the signal input to the analog / digital converter 430 is close to the full scale of the analog / digital converter 430. Is set.

次に、ステップS24において、補正係数Gを求める。補正係数Gは、ステップS21およびステップS23において得られる測定値と、素子110および抵抗器120の各インピーダンスの真値とを用いて求められる。具体的には、測定点iにおける補正係数G(i)は、次式により求められる。   Next, in step S24, a correction coefficient G is obtained. The correction coefficient G is obtained using the measured value obtained in step S21 and step S23 and the true value of each impedance of the element 110 and the resistor 120. Specifically, the correction coefficient G (i) at the measurement point i is obtained by the following equation.

G(i)=Gk(i)/Gn
Gk(i)=(Zc(i)/Zct(i))/(Zr(i)/Zrt(i))
Zct(i)=−j/(2π・f(i)・C)
Zrt(i)=R/(1+2π・f(i)・Cp・R)
G (i) = Gk (i) / Gn
Gk (i) = (Zc (i) / Zct (i)) / (Zr (i) / Zrt (i))
Zct (i) = − j / (2π · f (i) · C)
Zrt (i) = R / (1 + 2π · f (i) · Cp · R)

なお、iは、各測定点を区別するための番号であり、また、各測定点に対応する数値配列の各要素を区別するための要素番号である。f(i)は、測定点iにおける測定周波数fである。Zc(i)は、測定点iにおける素子110のインピーダンス測定値である。Zr(i)は、測定点iにおける抵抗器120のインピーダンス測定値である。Zct(i)は、Zc(i)に対する理論的真値であり、測定点iにおける素子110のインピーダンスの真値である。Zrt(i)は、Zr(i)に対する理論的真値であり、測定点iにおける抵抗器120のインピーダンスの真値である。Cpは、抵抗器120の既知の寄生容量である。Gnは、最大測定周波数におけるGk(i)である。   Note that i is a number for distinguishing each measurement point, and is an element number for distinguishing each element of the numerical array corresponding to each measurement point. f (i) is the measurement frequency f at the measurement point i. Zc (i) is an impedance measurement value of the element 110 at the measurement point i. Zr (i) is an impedance measurement value of the resistor 120 at the measurement point i. Zct (i) is a theoretical true value with respect to Zc (i), and is a true value of the impedance of the element 110 at the measurement point i. Zrt (i) is a theoretical true value for Zr (i), and is a true value of the impedance of the resistor 120 at the measurement point i. Cp is a known parasitic capacitance of the resistor 120. Gn is Gk (i) at the maximum measurement frequency.

念のため、上式の導出過程を以下に示す。まず、インピーダンスの測定値Zaは、以下の一般式で表現することができる。   As a precaution, the derivation process of the above equation is shown below. First, the measured impedance value Za can be expressed by the following general formula.

Za=Va/Ia
Va=Vo・(1+efv)(1+eav)
Ia=Io・(1+efi)(1+eai)
Za = Va / Ia
Va = Vo · (1 + efv) (1 + eav)
Ia = Io · (1 + efi) (1 + eai)

ただし、Vaは、被測定物に印加される電圧の測定値である。Iaは、被測定物を流れる電流の測定値である。Voは、被測定物に印加される電圧である。Ioは、被測定物を流れる電流である。efvは、被測定物に印加される電圧を測定する際に生じる周波数誤差である。efiは、被測定物を流れる電流を測定する際に生じる周波数誤差である。eavは、被測定物に印加される電圧を測定する際に生じる直線性誤差である。eaiは、被測定物を流れる電流を測定する際に生じる直線性誤差である。   However, Va is a measured value of the voltage applied to the object to be measured. Ia is a measured value of the current flowing through the device under test. Vo is a voltage applied to the object to be measured. Io is a current flowing through the object to be measured. efv is a frequency error that occurs when measuring the voltage applied to the device under test. efi is a frequency error that occurs when measuring the current flowing through the device under test. eav is a linearity error that occurs when measuring the voltage applied to the object to be measured. eai is a linearity error that occurs when measuring the current flowing through the device under test.

被測定物のインピーダンスZoは、Zo=Vo/Io、である。また、素子110および抵抗器120に印加される電圧がそれぞれ実質的に一定に保たれているので、周波数誤差efvおよびefiならびに直線性誤差eavは、測定信号Sの周波数に依らず、変化しない。従って、ZcとZctとの関係、および、ZrとZrtとの関係は、次式のように表される。   The impedance Zo of the device under test is Zo = Vo / Io. Further, since the voltages applied to the element 110 and the resistor 120 are kept substantially constant, the frequency errors efv and efi and the linearity error eav do not change regardless of the frequency of the measurement signal S. Therefore, the relationship between Zc and Zct, and the relationship between Zr and Zrt are expressed by the following equations.

Zc=Zct・((1+e1)/(1+e2))・((1+e3)/(1+eaic))
Zr=Zrt・((1+e1)/(1+e2))・((1+e3)/(1+eair))
Zc = Zct · ((1 + e1) / (1 + e2)) · ((1 + e3) / (1 + eaic))
Zr = Zrt · ((1 + e1) / (1 + e2)) · ((1 + e3) / (1 + air))

ただし、e1は、測定周波数f(i)における周波数誤差efvである。e2は、測定周波数f(i)における周波数誤差efiである。e3は、測定周波数f(i)における直線性誤差eavである。eaicは、測定周波数f(i)において素子110を流れる電流を測定する際に生じる直線性誤差eaiである。eairは、測定周波数f(i)において抵抗器120を流れる電流を測定する際に生じる直線性誤差eaiである。   However, e1 is the frequency error efv at the measurement frequency f (i). e2 is a frequency error efi at the measurement frequency f (i). e3 is a linearity error eav at the measurement frequency f (i). eaic is a linearity error eai that occurs when measuring the current flowing through the element 110 at the measurement frequency f (i). eair is a linearity error eai that occurs when measuring the current flowing through the resistor 120 at the measurement frequency f (i).

上記2式のうち一方を、もう一方に代入して、さらに変形すると、以下の式が得られる。そして、その式をGkとする。   Substituting one of the above two formulas into the other and further transforming it yields the following formula. The equation is Gk.

(1+eair)/(1+eaic)
=(Zc/Zct)/(Zr/Zrt)
=Gk
(1 + air) / (1 + eaic)
= (Zc / Zct) / (Zr / Zrt)
= Gk

Gkには、直線性誤差eairが含まれている。しかし、抵抗器120に印加される電圧がそれぞれ実質的に一定に保たれているので、直線性誤差eairもまた一定である。ここで、測定点iにおけるGkをGk(i)とする。そして、全てのGk(i)の中から1つを選択してGnとし、そのGnによって全てのGk(i)を正規化する。そして、その正規化されたGk(i)を補正係数G(i)とする。   Gk includes a linearity error eair. However, since the voltages applied to the resistors 120 are each kept substantially constant, the linearity error eair is also constant. Here, Gk at the measurement point i is Gk (i). Then, one of all Gk (i) is selected as Gn, and all Gk (i) are normalized by the Gn. Then, the normalized Gk (i) is set as a correction coefficient G (i).

Gk(i)/Gn=G(i) Gk (i) / Gn = G (i)

G(i)は、直線性誤差eaicの相対的変化を表している。この正規化により、直線性誤差eairを無視できるようになる。また、被測定物の定義値(既知の特性値)の誤差、すなわち、容量値Cや抵抗値Rの誤差をも無視できるようになる。そして、補正係数G(i)は、インピーダンス測定装置10が利用可能なように保存される。例えば、補正係数G(i)は、記憶装置520に格納される。   G (i) represents a relative change in the linearity error eaic. This normalization makes it possible to ignore the linearity error eair. Further, an error in the definition value (known characteristic value) of the object to be measured, that is, an error in the capacitance value C or the resistance value R can be ignored. The correction coefficient G (i) is stored so that the impedance measuring apparatus 10 can be used. For example, the correction coefficient G (i) is stored in the storage device 520.

さて、方法1による補正係数の取得において、Gkを求める式中のインピーダンスの真値Zct(i)およびZrt(i)は、素子110および抵抗器120のそれぞれを流れる電流の真値に置き換えることもできる。   In the acquisition of the correction coefficient by the method 1, the true impedance values Zct (i) and Zrt (i) in the equation for obtaining Gk may be replaced with the true values of the currents flowing through the element 110 and the resistor 120, respectively. it can.

<方法2>
次に、方法(2)により補正係数Gを取得する具体的態様について、以下に説明する。以下、図1と図4を参照する。図4は、インピーダンス測定装置10を用いて、補正係数Gを取得する手順を示すフローチャートである。
<Method 2>
Next, a specific mode for obtaining the correction coefficient G by the method (2) will be described below. In the following, reference is made to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for obtaining the correction coefficient G using the impedance measuring apparatus 10.

次に、ステップS30において、素子130を、被測定物として、インピーダンス測定装置10に接続する。本実施形態では、素子130を、インダクタとする。インダクタの周波数−インピーダンス特性は、既知のインダクタンス値L(=100ミリヘンリー)を用いて計算により導出でき、すなわち、既知である。   Next, in step S30, the element 130 is connected to the impedance measuring apparatus 10 as an object to be measured. In the present embodiment, the element 130 is an inductor. The frequency-impedance characteristic of the inductor can be derived by calculation using a known inductance value L (= 100 millihenries), that is, is known.

次に、ステップS31において、素子130を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、測定周波数fを変化させながら、素子130のインピーダンスを測定する。素子130を流れる電流の測定値に含まれるアナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差の変化量を所定値よりも小さくするためである。所定値は、素子130に印加される電圧の測定値に含まれるアナログ・ディジタル変換器430の直線性誤差を所望の精度で検出できる程度に、小さく設定される。   Next, in step S31, the impedance of the element 130 is measured while changing the measurement frequency f while keeping the current flowing through the element 130 substantially constant. This is because the change amount of the linearity error of the analog / digital converter 430 included in the measured value of the current flowing through the element 130 is made smaller than a predetermined value. The predetermined value is set small enough to detect the linearity error of the analog / digital converter 430 included in the measured value of the voltage applied to the element 130 with a desired accuracy.

さて、本ステップS31では、素子130を流れる電流を実質的に一定に保つため、信号源200の出力電圧レベルの設定値が固定される。また、素子130のインピーダンスが素子210のインピーダンスよりも十分に小さくなるように、測定周波数fの可変範囲が選択される。信号源200の出力電流が、測定周波数fに依らずほとんど変化しないようにするためである。例えば、本実施形態において、素子130のインピーダンスを素子210のインピーダンスの1/200以下にする場合、測定周波数fは約15.9kHz以下に設定される。また、信号源200の出力電圧レベルの設定値、素子130の特性、または、測定周波数fの可変範囲は、アナログ・ディジタル変換器430に入力される信号の電圧の最大値がアナログ・ディジタル変換器430のフル・スケール近傍になるように設定される。   In step S31, the set value of the output voltage level of the signal source 200 is fixed in order to keep the current flowing through the element 130 substantially constant. In addition, the variable range of the measurement frequency f is selected so that the impedance of the element 130 is sufficiently smaller than the impedance of the element 210. This is so that the output current of the signal source 200 hardly changes regardless of the measurement frequency f. For example, in this embodiment, when the impedance of the element 130 is set to 1/200 or less of the impedance of the element 210, the measurement frequency f is set to about 15.9 kHz or less. In addition, the set value of the output voltage level of the signal source 200, the characteristics of the element 130, or the variable range of the measurement frequency f is such that the maximum value of the voltage of the signal input to the analog / digital converter 430 is the analog / digital converter. It is set to be around 430 full scale.

次に、ステップS32において、抵抗器120を、被測定物として、インピーダンス測定装置10に接続する。   Next, in step S32, the resistor 120 is connected to the impedance measuring apparatus 10 as a device under test.

次に、ステップS33において、抵抗器120を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、測定周波数fを変化させながら、抵抗器120のインピーダンスを測定する。なお、本ステップにおける測定周波数fは、ステップS31における測定周波数fと同様に変化する。抵抗器120を流れる電流を実質的に一定に保つため、信号源200の出力電圧レベルの設定値が固定される。また、出力電圧レベルの設定値、または、抵抗器120の特性は、アナログ・ディジタル変換器430に入力される信号の電圧の最大値がアナログ・ディジタル変換器430のフル・スケール近傍になるように設定される。   Next, in step S33, the impedance of the resistor 120 is measured while changing the measurement frequency f while keeping the current flowing through the resistor 120 substantially constant. Note that the measurement frequency f in this step changes in the same manner as the measurement frequency f in step S31. In order to keep the current flowing through the resistor 120 substantially constant, the set value of the output voltage level of the signal source 200 is fixed. The output voltage level setting value or the characteristic of the resistor 120 is such that the maximum value of the voltage of the signal input to the analog / digital converter 430 is close to the full scale of the analog / digital converter 430. Is set.

次に、ステップS34において、補正係数Gを求める。補正係数Gは、ステップS31およびステップS33において得られる測定値と、素子130および抵抗器120の各インピーダンスの真値とを用いて求められる。具体的には、測定点iにおける補正係数G(i)は、次式により求められる。   Next, in step S34, a correction coefficient G is obtained. The correction coefficient G is obtained using the measured value obtained in step S31 and step S33 and the true value of each impedance of the element 130 and the resistor 120. Specifically, the correction coefficient G (i) at the measurement point i is obtained by the following equation.

G(i)=Gk(i)/Gn
Gk(i)=(Zr(i)/Zrt(i))/(Zd(i)/Zdt(i))
Zdt(i)=j・2π・f(i)・L
G (i) = Gk (i) / Gn
Gk (i) = (Zr (i) / Zrt (i)) / (Zd (i) / Zdt (i))
Zdt (i) = j · 2π · f (i) · L

なお、Zd(i)は、測定点iにおける素子130のインピーダンス測定値である。Zdt(i)は、Zd(i)に対する理論的真値であり、測定点iにおける素子130のインピーダンスの真値である。   Zd (i) is an impedance measurement value of the element 130 at the measurement point i. Zdt (i) is a theoretical true value for Zd (i), and is a true value of the impedance of the element 130 at the measurement point i.

G(i)は、直線性誤差eavcの相対的変化を表している。この正規化により、直線性誤差eavrを無視できるようになる。また、被測定物の定義値の誤差をも無視できるようになる。そして、補正係数G(i)は、インピーダンス測定装置10が利用可能なように保存される。例えば、補正係数G(i)は、記憶装置520に格納される。   G (i) represents a relative change in the linearity error eavc. By this normalization, the linearity error eavr can be ignored. Further, the error of the definition value of the object to be measured can be ignored. The correction coefficient G (i) is stored so that the impedance measuring apparatus 10 can be used. For example, the correction coefficient G (i) is stored in the storage device 520.

さて、方法2による補正係数の取得において、Gkを求める式中のインピーダンスの真値Zdt(i)およびZrt(i)は、素子110および抵抗器120のそれぞれに印加される電圧の真値Vdt(i)およびVrt(i)に置き換えることもできる。   In the acquisition of the correction coefficient by the method 2, the true values of impedance Zdt (i) and Zrt (i) in the equation for obtaining Gk are the true values of the voltages applied to the element 110 and the resistor 120, Vdt ( i) and Vrt (i) can also be substituted.

<方法3>
次に、方法(3)により補正係数Gを取得する具体的態様について、以下に説明する。以下、図1と図5を参照する。図5は、インピーダンス測定装置10を用いて、補正係数Gを取得する手順を示すフローチャートである。
<Method 3>
Next, a specific mode for obtaining the correction coefficient G by the method (3) will be described below. In the following, reference is made to FIG. 1 and FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for obtaining the correction coefficient G using the impedance measuring apparatus 10.

まず、ステップS40において、素子110を、被測定物として、インピーダンス測定装置10に接続する。   First, in step S40, the element 110 is connected to the impedance measuring apparatus 10 as an object to be measured.

次に、ステップS41において、素子110に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、測定周波数fを変化させながら、素子110を流れる電流を測定する。   Next, in step S41, the current flowing through the element 110 is measured while changing the measurement frequency f while keeping the voltage applied to the element 110 substantially constant.

さて、本ステップS41では、素子110に印加される電圧を実質的に一定に保つため、信号源200の出力電圧レベルの設定値が固定される。また、素子110のインピーダンスが素子210のインピーダンスよりも十分に大きくなるように、測定周波数fの可変範囲が選択される。信号源200の出力電圧を、ほとんど減衰することなく、素子110に印加させるためである。例えば、本実施形態において、素子110のインピーダンスを素子210のインピーダンスの200倍以上にする場合、測定周波数fは約159kHz以下に設定される。また、信号源200の出力電圧レベルの設定値、素子110の特性、または、測定周波数fの可変範囲は、アナログ・ディジタル変換器430に入力される信号の電圧の最大値がアナログ・ディジタル変換器430のフル・スケール近傍になるように設定される。   In step S41, the set value of the output voltage level of the signal source 200 is fixed in order to keep the voltage applied to the element 110 substantially constant. The variable range of the measurement frequency f is selected so that the impedance of the element 110 is sufficiently larger than the impedance of the element 210. This is because the output voltage of the signal source 200 is applied to the element 110 with almost no attenuation. For example, in this embodiment, when the impedance of the element 110 is 200 times or more the impedance of the element 210, the measurement frequency f is set to about 159 kHz or less. Also, the set value of the output voltage level of the signal source 200, the characteristics of the element 110, or the variable range of the measurement frequency f is such that the maximum value of the voltage of the signal input to the analog / digital converter 430 is the analog / digital converter. It is set to be around 430 full scale.

次に、ステップS42において、抵抗器120を、被測定物として、インピーダンス測定装置10に接続する。   Next, in step S42, the resistor 120 is connected to the impedance measuring apparatus 10 as an object to be measured.

次に、ステップS43において、抵抗器120に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、測定周波数fを変化させながら、抵抗器120を流れる電流を測定する。なお、本ステップにおける測定周波数fは、ステップS41における測定周波数fと同様に変化する。また、抵抗器120に印加される電圧を実質的に一定に保つため、信号源200の出力電圧レベルの設定値が固定される。   Next, in step S43, the current flowing through the resistor 120 is measured while changing the measurement frequency f while keeping the voltage applied to the resistor 120 substantially constant. Note that the measurement frequency f in this step changes in the same manner as the measurement frequency f in step S41. Further, in order to keep the voltage applied to the resistor 120 substantially constant, the set value of the output voltage level of the signal source 200 is fixed.

次に、ステップS44において、補正係数Gを求める。補正係数Gは、ステップS41およびステップS43において得られる測定値と、素子110および抵抗器120のそれぞれを流れる電流の真値とを用いて求められる。具体的には、測定点iにおける補正係数G(i)は、次式により求められる。   Next, in step S44, a correction coefficient G is obtained. The correction coefficient G is obtained using the measured value obtained in step S41 and step S43 and the true value of the current flowing through each of the element 110 and the resistor 120. Specifically, the correction coefficient G (i) at the measurement point i is obtained by the following equation.

G(i)=Gk(i)/Gn
Gk(i)=(Ir(i)/Irt(i))/(Ic(i)/Ict(i))
Ict(i)=E/(Zo+Zct(i))≒E/Zct(i)
Irt(i)=E/(Zo+Zrt(i))≒E/Zrt(i)
G (i) = Gk (i) / Gn
Gk (i) = (Ir (i) / Irt (i)) / (Ic (i) / Ict (i))
Ict (i) = E / (Zo + Zct (i)) ≈E / Zct (i)
Irt (i) = E / (Zo + Zrt (i)) ≈E / Zrt (i)

ここで、Ic(i)は、測定点iにおいて素子110を流れる電流の測定値である。Ict(i)は、Ic(i)に対する理論的真値である。Ir(i)は、測定点iにおいて抵抗器120を流れる電流の測定値である。Irt(i)は、Ir(i)に対する理論的真値であり、測定点iにおいて抵抗器120を流れる電流の真値である。Eは、信号源200の出力電圧レベルである。Zoは、素子210の既知のインピーダンス値(50オーム)である。   Here, Ic (i) is a measured value of the current flowing through the element 110 at the measurement point i. Ict (i) is the theoretical true value for Ic (i). Ir (i) is a measured value of the current flowing through the resistor 120 at the measurement point i. Irt (i) is a theoretical true value for Ir (i), and is a true value of the current flowing through the resistor 120 at the measurement point i. E is the output voltage level of the signal source 200. Zo is a known impedance value (50 ohms) of the element 210.

G(i)は、直線性誤差eaicの相対的変化を表している。この正規化により、被測定物の定義値の誤差を無視できるようになる。そして、補正係数G(i)は、インピーダンス測定装置10が利用可能なように保存される。例えば、補正係数G(i)は、記憶装置520に格納される。   G (i) represents a relative change in the linearity error eaic. This normalization makes it possible to ignore the error in the definition value of the object to be measured. The correction coefficient G (i) is stored so that the impedance measuring apparatus 10 can be used. For example, the correction coefficient G (i) is stored in the storage device 520.

さて、方法3による補正係数の取得において、Gkを求める式中の電流の真値Ict(i)およびIrt(i)は、素子110および抵抗器120の各インピーダンスの真値Zct(i)およびZrt(i)に置き換えることもできる。   In the acquisition of the correction coefficient by the method 3, the current true values Ict (i) and Irt (i) in the equation for obtaining Gk are the true values Zct (i) and Zrt of the impedances of the element 110 and the resistor 120, respectively. It can also be replaced with (i).

<方法4>
次に、方法(4)により補正係数Gを取得する具体的態様について、以下に説明する。以下、図1と図6を参照する。図6は、インピーダンス測定装置10を用いて、補正係数Gを取得する手順を示すフローチャートである。
<Method 4>
Next, a specific mode for obtaining the correction coefficient G by the method (4) will be described below. In the following, reference is made to FIG. 1 and FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for obtaining the correction coefficient G using the impedance measuring apparatus 10.

まず、ステップS50において、素子130を、被測定物として、インピーダンス測定装置10に接続する。   First, in step S50, the element 130 is connected to the impedance measuring apparatus 10 as an object to be measured.

次に、ステップS51において、素子130を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、測定周波数fを変化させながら、素子130に印加される電圧を測定する。   Next, in step S51, the voltage applied to the element 130 is measured while changing the measurement frequency f while keeping the current flowing through the element 130 substantially constant.

さて、本ステップでは、素子130を流れる電流を実質的に一定に保つため、信号源200の出力電圧レベルの設定値が固定される。また、素子130のインピーダンスが素子210のインピーダンスよりも十分に小さくなるように、測定周波数fの可変範囲が選択される。信号源200の出力電流が、測定周波数fに依らず、ほとんど変化しないようにするためである。例えば、本実施形態において、素子130のインピーダンスを素子210のインピーダンスの1/200以下にする場合、測定周波数fは約15.9kHz以下に設定される。また、信号源200の出力電圧レベルの設定値、素子130の特性、または、測定周波数fの可変範囲は、アナログ・ディジタル変換器430に入力される信号の電圧の最大値がアナログ・ディジタル変換器430のフル・スケール近傍になるように設定される。   In this step, the set value of the output voltage level of the signal source 200 is fixed in order to keep the current flowing through the element 130 substantially constant. In addition, the variable range of the measurement frequency f is selected so that the impedance of the element 130 is sufficiently smaller than the impedance of the element 210. This is because the output current of the signal source 200 hardly changes regardless of the measurement frequency f. For example, in this embodiment, when the impedance of the element 130 is set to 1/200 or less of the impedance of the element 210, the measurement frequency f is set to about 15.9 kHz or less. In addition, the set value of the output voltage level of the signal source 200, the characteristics of the element 130, or the variable range of the measurement frequency f is such that the maximum value of the voltage of the signal input to the analog / digital converter 430 is the analog / digital converter. It is set to be around 430 full scale.

次に、ステップS52において、抵抗器120を、被測定物として、インピーダンス測定装置10に接続する。   Next, in step S52, the resistor 120 is connected to the impedance measuring apparatus 10 as an object to be measured.

次に、ステップS53において、抵抗器120を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、測定周波数fを変化させながら、抵抗器120に印加される電圧を測定する。なお、本ステップにおける測定周波数fは、ステップS51における測定周波数fと同様に変化する。また、抵抗器120を流れる電流を実質的に一定に保つため、信号源200の出力電圧レベルの設定値が固定される。   Next, in step S53, the voltage applied to the resistor 120 is measured while changing the measurement frequency f while keeping the current flowing through the resistor 120 substantially constant. Note that the measurement frequency f in this step changes in the same manner as the measurement frequency f in step S51. Further, in order to keep the current flowing through the resistor 120 substantially constant, the set value of the output voltage level of the signal source 200 is fixed.

次に、ステップS54において、補正係数Gを求める。補正係数Gは、ステップS51およびステップS53において得られる測定値と、素子130および抵抗器120のそれぞれに印加される電圧の真値とを用いて求められる。具体的には、測定点iにおける補正係数G(i)は、次式により求められる。   Next, in step S54, a correction coefficient G is obtained. The correction coefficient G is obtained using the measured value obtained in step S51 and step S53 and the true value of the voltage applied to each of the element 130 and the resistor 120. Specifically, the correction coefficient G (i) at the measurement point i is obtained by the following equation.

G(i)=Gk(i)/Gn
Gk(i)=(Vr(i)/Vrt(i))/(Vd(i)/Vdt(i))
Vdt(i)=E・Zdt(i)/(Zo+Zdt(i))
≒E・Zdt(i)/Zo
Vrt(i)=E・Zrt(i)/(Zo+Zrt(i))
≒E・Zrt(i)/Zo
G (i) = Gk (i) / Gn
Gk (i) = (Vr (i) / Vrt (i)) / (Vd (i) / Vdt (i))
Vdt (i) = E · Zdt (i) / (Zo + Zdt (i))
≒ E ・ Zdt (i) / Zo
Vrt (i) = E · Zrt (i) / (Zo + Zrt (i))
≒ E ・ Zrt (i) / Zo

ここで、Vd(i)は、測定点iにおいて素子130に印加される電圧の測定値である。Vdt(i)は、Vd(i)に対する理論的真値であり、測定点iにおいて素子130に印加される電圧の真値である。   Here, Vd (i) is a measured value of the voltage applied to the element 130 at the measurement point i. Vdt (i) is a theoretical true value with respect to Vd (i), and is a true value of a voltage applied to the element 130 at the measurement point i.

G(i)は、直線性誤差eavcの相対的変化を表している。この正規化により、被測定物の定義値の誤差を無視できるようになる。そして、補正係数G(i)は、インピーダンス測定装置10が利用可能なように保存される。例えば、補正係数G(i)は、記憶装置520に格納される。   G (i) represents a relative change in the linearity error eavc. This normalization makes it possible to ignore the error in the definition value of the object to be measured. The correction coefficient G (i) is stored so that the impedance measuring apparatus 10 can be used. For example, the correction coefficient G (i) is stored in the storage device 520.

さて、方法4による補正係数の取得において、Gkを求める式中の電圧の真値Vdt(i)およびVrt(i)は、素子110および抵抗器120の各インピーダンスの真値Zdt(i)およびZrt(i)に置き換えることもできる。   In the acquisition of the correction coefficient by the method 4, the true voltage values Vdt (i) and Vrt (i) in the equation for obtaining Gk are the true values Zdt (i) and Zrt of the impedances of the element 110 and the resistor 120, respectively. It can also be replaced with (i).

なお、補正係数がアナログ・ディジタル変換器430の出力データに対する除数として与えられる場合には、上記の方法で求められるG(i)の逆数Gd(i)を求めれば良い。そして、ステップS12における補正は、Y1=X1/Gd(1)、に従う。補正係数が、アナログ・ディジタル変換器430の出力データに対する加数や減数である場合にも、G(i)から求めることができるであろう。   When the correction coefficient is given as a divisor for the output data of the analog / digital converter 430, the reciprocal Gd (i) of G (i) obtained by the above method may be obtained. And the correction | amendment in step S12 follows Y1 = X1 / Gd (1). Even when the correction coefficient is an addend or subtract to the output data of the analog / digital converter 430, it can be obtained from G (i).

また、図3〜図6のそれぞれにおける各ステップは、インピーダンス測定装置10に内蔵されるプロセッサなどの制御装置が、予め用意されたプログラムを実行することにより、インピーダンス測定装置10を制御して為されるものである。または、インピーダンス測定装置10に外部接続されるコンピュータなどの制御装置が、予め用意されたプログラムを実行することにより、インピーダンス測定装置10を制御して為されるものである。   Each step in each of FIGS. 3 to 6 is performed by controlling the impedance measuring device 10 by a control device such as a processor built in the impedance measuring device 10 by executing a program prepared in advance. Is. Alternatively, a control device such as a computer externally connected to the impedance measurement device 10 controls the impedance measurement device 10 by executing a program prepared in advance.

また、本実施形態において、素子110は素子130に置き換えることができる。また、その逆に、素子130は素子110に置き換えることができる。それらの置き換えが施された場合、測定周波数fの可変範囲が変わるであろう。   In the present embodiment, the element 110 can be replaced with the element 130. Conversely, the element 130 can be replaced with the element 110. When these replacements are made, the variable range of the measurement frequency f will change.

本発明のインピーダンス測定装置10の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the impedance measuring apparatus 10 of this invention. インピーダンス測定装置10の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the impedance measuring apparatus 10. 補正係数を取得するための手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure for acquiring a correction coefficient. 補正係数を取得するための手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure for acquiring a correction coefficient. 補正係数を取得するための手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure for acquiring a correction coefficient. 補正係数を取得するための手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure for acquiring a correction coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

10 インピーダンス測定装置
100 被測定物
110,130,210 素子
120 抵抗器
200 信号源
300 電流電圧変換器
310 ヌルアンプ
320 レンジ抵抗器
330 帰還ループ
400 ベクトル比検出器
410,411 バッファ
420 スイッチ
430 アナログ・ディジタル変換器
500 補正装置
510 プロセッサ
520 記憶装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Impedance measuring apparatus 100 Device under test 110,130,210 Element 120 Resistor 200 Signal source 300 Current voltage converter 310 Null amplifier 320 Range resistor 330 Feedback loop 400 Vector ratio detector 410,411 Buffer 420 Switch 430 Analog / digital conversion 500 Correction device 510 Processor 520 Storage device

Claims (8)

インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、
インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子を流れる電流を、前記素子に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、
前記第一のステップにおける測定値、ならびに、前記素子のインピーダンスの真値または前記素子を流れる電流の真値を用いて、前記補正係数を求める第二のステップと、
を含むことを特徴とする補正係数取得方法。
An analog-to-digital converter provided in an impedance measuring device, wherein a linearity error of an analog-to-digital converter that digitally converts a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test A method for obtaining a coefficient for correcting
The impedance of an element whose impedance changes with frequency and whose frequency-impedance characteristics are known and is connected to the measurement apparatus as a device under test and to which a measurement signal generated by the measurement apparatus is applied or the current flowing through the element A first step of measuring with the measuring device while changing the frequency of the measurement signal while keeping the voltage applied to the element substantially constant;
A second step of obtaining the correction coefficient using the measured value in the first step, and the true value of the impedance of the element or the true value of the current flowing through the element;
The correction coefficient acquisition method characterized by including.
インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、
インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子を流れる電流を、前記素子に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、
抵抗値が既知であり且つ前記測定装置に被測定物として接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される抵抗器のインピーダンスまたは前記抵抗器を流れる電流を、前記抵抗器に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第二のステップと、
前記第一および前記第二のステップにおける測定値、ならびに、前記素子および前記抵抗器のインピーダンスの真値もしくは前記素子および前記抵抗器を流れる電流の真値を用いて、前記補正係数を求める第三のステップと、
を含むことを特徴とする補正係数取得方法。
An analog-to-digital converter provided in an impedance measuring device, wherein a linearity error of an analog-to-digital converter that digitally converts a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test A method for obtaining a coefficient for correcting
The impedance of an element whose impedance changes with frequency and whose frequency-impedance characteristics are known and is connected to the measurement apparatus as a device under test and to which a measurement signal generated by the measurement apparatus is applied or the current flowing through the element A first step of measuring with the measuring device while changing the frequency of the measurement signal while keeping the voltage applied to the element substantially constant;
The impedance of a resistor having a known resistance value and connected to the measuring device as an object to be measured and to which a measurement signal generated by the measuring device is applied or the current flowing through the resistor is applied to the resistor A second step of measuring with the measuring device while changing the frequency of the measurement signal while keeping the voltage substantially constant;
Thirdly, the correction coefficient is obtained by using the measured values in the first and second steps and the true value of the impedance of the element and the resistor or the true value of the current flowing through the element and the resistor. And the steps
The correction coefficient acquisition method characterized by including.
インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、
インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子に印加される電圧を、前記素子を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、
前記第一のステップにおける測定値、ならびに、前記素子のインピーダンスの真値または前記素子に印加される電圧の真値を用いて、前記補正係数を導出する第二のステップと、
を含むことを特徴とする補正係数取得方法。
An analog-to-digital converter provided in an impedance measuring device, wherein a linearity error of an analog-to-digital converter that digitally converts a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test A method for obtaining a coefficient for correcting
Impedance varies with frequency and frequency-impedance characteristics are known and connected to the measuring device as an object to be measured, and a measurement signal generated by the measuring device is applied to the impedance of the device or applied to the device A first step of measuring with the measuring device while changing the frequency of the measurement signal while maintaining the current flowing through the element substantially constant;
A second step of deriving the correction factor using the measured value in the first step and the true value of the impedance of the element or the true value of the voltage applied to the element;
The correction coefficient acquisition method characterized by including.
インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、
インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子に印加される電圧を、前記素子を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、
抵抗値が既知であり且つ前記測定装置に被測定物として接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される抵抗器のインピーダンスまたは前記抵抗器に印加される電圧を、前記抵抗器を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第二のステップと、
前記第一および前記第二のステップにおける測定値、ならびに、前記素子および前記抵抗器のインピーダンスの真値または前記素子および前記抵抗器に印加される電圧の真値を用いて、前記補正係数を求める第三のステップと、
を含むことを特徴とする補正係数取得方法。
An analog-to-digital converter provided in an impedance measuring device, wherein a linearity error of an analog-to-digital converter that digitally converts a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test A method for obtaining a coefficient for correcting
Impedance varies with frequency and frequency-impedance characteristics are known and connected to the measuring device as an object to be measured, and a measurement signal generated by the measuring device is applied to the impedance of the device or applied to the device A first step of measuring with the measuring device while changing the frequency of the measurement signal while maintaining the current flowing through the element substantially constant;
A resistance value is known and connected to the measuring device as an object to be measured, and the impedance of a resistor to which a measurement signal generated by the measuring device is applied or a voltage applied to the resistor flows through the resistor. A second step of measuring with the measuring device while changing the frequency of the measurement signal while keeping the current substantially constant;
The correction coefficient is obtained using the measured values in the first and second steps and the true value of the impedance of the element and the resistor or the true value of the voltage applied to the element and the resistor. The third step,
The correction coefficient acquisition method characterized by including.
前記素子が、キャパシタまたはインダクタであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の補正係数取得方法。   The correction coefficient acquisition method according to claim 1, wherein the element is a capacitor or an inductor. 前記補正係数が、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに対する乗数または除数であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の補正係数取得方法。   6. The correction coefficient acquisition method according to claim 1, wherein the correction coefficient is a multiplier or a divisor for the output data of the analog / digital converter. 被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器を備えるインピーダンス測定装置において、
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の方法により得られる補正係数が格納された記憶手段と、
前記記憶手段に格納された補正係数を用いて、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データを補正する演算手段と、
を備えることを特徴とするインピーダンス測定装置。
In an impedance measuring apparatus comprising an analog / digital converter for digitally converting a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test,
Storage means for storing a correction coefficient obtained by the method according to any one of claims 1 to 6;
An arithmetic means for correcting the output data of the analog / digital converter using the correction coefficient stored in the storage means;
An impedance measuring device comprising:
被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器を備えるインピーダンス測定装置において、
前記アナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数であって、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに対する乗数または除数である補正係数が格納された記憶手段と、
前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに前記補正係数を乗ずる演算手段と、
を備えることを特徴とするインピーダンス測定装置。
In an impedance measuring apparatus comprising an analog / digital converter for digitally converting a signal representing a voltage applied to a device under test and a signal representing a current flowing through the device under test,
Storage means for storing a correction coefficient that is a coefficient for correcting a linearity error of the analog-digital converter and is a multiplier or a divisor for the output data of the analog-digital converter;
Arithmetic means for multiplying the output data of the analog-digital converter by the correction coefficient;
An impedance measuring device comprising:
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