JP3162705B2 - 測定装置 - Google Patents

測定装置

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JP3162705B2
JP3162705B2 JP33464690A JP33464690A JP3162705B2 JP 3162705 B2 JP3162705 B2 JP 3162705B2 JP 33464690 A JP33464690 A JP 33464690A JP 33464690 A JP33464690 A JP 33464690A JP 3162705 B2 JP3162705 B2 JP 3162705B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は抵抗計やLCRメータ等の測定装置に係り、
更に詳しくは測定試料の電流依存性に影響されず、正確
な測定を可能とする測定装置に関するものである。
[従 来 例] 従来、この種の測定装置には、例えば第3図に示すよ
うに、測定試料1に印加する測定信号(例えば正弦波)
を発生し、かつこの測定信号の周波数を可変する測定信
号発生部2と、この測定信号を所定に増幅するパワーア
ンプ部3と、その測定信号の印加により測定試料1に流
れる電流を端子Lcを介して検出する電流検出回路4と、
測定試料1の端子電圧を端子Hp,Lpを介して検出する電
圧検出回路5とが備えられている。
そして、上記検出電流および電圧により位相を検出
し、この位相、検出電圧および検出電流の各信号をディ
ジタル変換し、これらディジタル値に基づいて測定試料
の回路定数を演算するようになってる。
[発明が解決しようとする課題] ところで、上記測定装置にあっては、測定試料1が電
流依存性を有する場合、印加する測定信号のレベルがそ
の測定試料1にとって小さいものであると、その電流依
存性による影響が少なく、つまり検出電流値および検出
電圧値の変動が小さく、その測定信号のレベルが大きい
と、それら検出値の変動値が大きくなる。
そこで、上記測定信号のレベルを可変した場合、電流
検出回路4および電圧検出回路5の増幅度をそのままと
するか、あるいは固定の増幅度(例えば1倍、10倍、10
0倍等)をもたせればよい。
しかしながら、上記測定信号のレベル可変方法におい
て、その測定信号のレベルを小さくすると、上記検出電
流値および検出電圧値をディジタル変換する分解能の低
下、および測定の演算分解能が低下し、正確な測定がで
きなくなることから、そのレベル変化に応じて電流検出
回路4および電圧検出回路5のダイミックレンジを大き
くする必要があるという問題があった。
この発明は上記課題を鑑みなされたものであり、その
目的は測定試料の電流依存性によらず、その回路定数を
正確に測定することができ、しかも簡単な回路構成を付
加するだけでよく、低コストにできるようにした測定装
置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、この発明は、測定試料に印
加する測定信号を発生し、かつ同測定信号の周波数を連
続的に可変する信号発生手段と、上記測定試料に流れる
電流を検出する電流検出手段と、上記測定試料の端子間
電圧を検出する電圧検出手段とを備え、上記検出電流値
および上記検出電圧値をそれぞれディジタル変換し、こ
れらのディジタル値に基づいて上記測定試料の回路定数
を測定する測定装置において、上記測定試料に印加する
測定信号の最大レベルを1として、同測定信号のレベル
を1/N倍(Nは正の整数)に可変する1/N倍増幅手段と、
ディジタル変換される前の上記検出電流値のレベルをN
倍に可変する第1のN倍増幅手段と、ディジタル変換さ
れる前の上記検出電圧値のレベルをN倍に可変する、位
相特性が上記第1のN倍増幅手段の位相特性と同一であ
る第2のN倍増幅手段と、上記測定信号のレベルが上記
1/N倍増幅手段により1/N倍にされたとき、これに連動し
て上記第1のN倍増幅手段および上記第2のN倍増幅手
段により上記検出電流値と上記検出電圧値の各レベルを
それぞれN倍する制御手段とを備え、ディジタル変換前
における上記検出電流値と上記検出電圧値の各レベル
が、常に上記測定信号の最大レベル時のレベルとなるよ
うにしたことを特徴としている。
[作用] 上記構成としたので、測定試料が電流依存性を有して
いる場合、上記1/N倍増幅器、第1のN倍増幅器および
第2のN増幅器の増幅度がその電流依存性等に応じて可
変され、その電流依存性に応じて、測定試料に印加する
測定信号のレベルが小さくされる。すると、測定試料の
回路定数測定に際し、その測定試料に流れる電流の信号
はその電流依存性による影響が小さく、同様にその測定
試料の端子間電圧の信号はその電流依存性による影響が
小さくなる。それら検出信号は、上記第1および第2の
N倍増幅器CでN倍にされ、上記測定信号が最大レベル
時におけるレベルの大きさになる。したがって、それら
検出信号をディジタル変換するときの分解能、およびそ
れらディジタル変換データに基づいて測定試料の回路定
数を演算するときの分解能が低下することもない。
[実 施 例] 以下、この発明の実施例を第1図および第2図に基づ
いて説明する。なお、図中、第3図と同一部分には同一
符号を付し重複説明を省略する。
第1図において、この測定装置には、測定信号発生部
2とパワーアンプ部3との間に介在し、その測定信号の
レベルを可変する1/N倍増幅器6と、電流検出回路4に
て検出した電流をN倍する第1のN倍増幅器7と、電圧
検出回路5にて検出した電圧をN倍に増幅する第2のN
倍増幅器8とが備えられている。なお、Nは正の整数で
ある。
また、例えば第2図に示されているように、それら1/
N倍増幅器6、第1のN倍増幅器7および第2のN倍増
幅器8はオペレーショナルアンプを用いた反転増幅回路
(オペレーショナルアンプ)である。また、1/N倍増幅
器6の帰還抵抗6aは可変抵抗で、第1および第2のN倍
増幅器7,8の反転入力端子側の抵抗7a,8aは可変抵抗であ
り、しかもそれら可変抵抗6a,7a,8aは連動して可変する
ようになっている。すなわち、1/N倍増幅器6の増幅度
が1/Nになると、第1および第2のN倍増幅器7,8の増幅
度はそれぞれN倍となる。
さらに、図示しないが、それら可変抵抗6a,7a,8aの可
変制御は、例えば当該測定装置の制御部(例えばCPU)
で行なうようにしてもよい。また、その可変抵抗6a,7a,
8aの部分には乗算部D/A変換器を用い、ディジタル制御
するようにしてもよい。
そして、測定試料1の回路定数を測定する際、上記1/
N倍増幅器6、第1のN倍増幅器7および第2のN倍増
幅器8の増幅度が測定試料1の電流依存性に応じた値に
される。すると、測定信号発生部2からの測定信号が1/
N倍増幅器6で1/N倍にされ、さらにパワーアンプ部3で
所定に増幅される。この1/N倍のレベルにされた測定信
号が測定試料1に印加され、この状態においてその測定
試料1に流れる電流が電流検出回路4で検出され、その
端子間の電圧が電圧検出回路5で検出される。
続いて、上記検出電流が第1のN倍増幅器7でN倍に
され、検出電圧が第2のN倍増幅器8でN倍にされるこ
とから、測定信号のレベルが微小であっても、その電流
および電圧の検出信号のレベルはその測定信号のレベル
が最大のときと同じ大きさになる。しかる後、それら電
流および電圧の各信号がA/D変換器でそれぞれディジタ
ルに変換され、それらディジタル変換データに基づいて
測定試料1の回路定数が演算される。このとき、その電
流および電圧の検出信号が最大レベルの測定信号を測定
試料1に印加して検出したときと同じ大きさであること
から、上記A/D変換器の分解能が低下することもなく、
またそのディジタル変換データによる測定試料1の測定
演算の際、その演算分解能が低下することもない。な
お、この場合、従来例同様に、その検出電流および電圧
により位相が検出され、この位相がディジタルに変換さ
れるが、上記電流および電圧同様にその分解能が下がる
こともない。
このように、その測定試料1に印加する測定信号のレ
ベルが小さいことから、その分検出電流および電圧はそ
の測定試料1の電流依存性による影響が少なくなり、ま
たその測定信号のレベルの小さい分だけ、電流および電
圧の検出値をN倍していることから、A/D変換器の分解
能および演算分解能が低下することもない。したがっ
て、測定試料1の回路定数を正確に測定することがで
き、また電流検出回路4および電圧検出回路5のダイナ
ミックレンジを大きくする必要がなく、簡単な増幅回路
を付加するだけでよいことから、低コストで済ませられ
る。
なお、上記実施例の第1および第2のN倍増幅器7,8
が位相特性等を有していても、それらN倍増幅器7,8の
位相特性等についてマッチングがとれていれば、検出電
流と検出電圧との間にはその位相特性等による誤差が生
じない。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明の測定装置によれば、
測定試料に周波数可変の測定信号を印加し、その測定試
料に流れる電流を検出し、またその測定試料の端子間の
電圧を検出する際、測定試料に印加する測定信号のレベ
ルを1/N倍にする1/N倍増幅器と、その検出電流をN倍す
る第1のN倍増幅器と、その検出電圧をN倍する第2の
N倍増幅器とを備え、そのN倍した電流検出値および電
圧検出値をディジタル変換し、上記測定試料の回路定数
を測定するようにしたので、簡単な回路構成を付加する
だけで、電流依存性を有する測定試料の回路定数の測定
の場合、測定信号のレベルを小さくしても、上記検出電
流値および検出電圧値がその測定信号のレベルの小さい
分だけ大きくなることから、A/D変換の分解能および測
定演算の分解能が低下することもないため、測定試料の
測定が電流依存性等に影響されずに、正確な測定がで
き、しかも低コストで済ませられるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す測定装置の概略的ブ
ロック図、第2図は上記測定装置の部分的具体的回路
図、第3図は従来の測定装置の概略的ブロック図であ
る。 図中、1は測定試料、2は測定信号発生部、3はパワー
アンプ部、4は電流検出回路、5は電圧検出回路、6は
1/N倍増幅器(反転増幅回路)、6aは可変抵抗(反転増
幅回路の帰還抵抗)、7は第1のN倍増幅器(反転増幅
回路)、7a,8aは可変抵抗回路(反転増幅回路の反転入
抵抗)、8は第2のN倍増幅器(反転増幅回路)であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 27/02 G01R 27/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定試料に印加する測定信号を発生し、か
    つ同測定信号の周波数を連続的に可変する信号発生手段
    と、上記測定試料に流れる電流を検出する電流検出手段
    と、上記測定試料の端子間電圧を検出する電圧検出手段
    とを備え、上記検出電流値および上記検出電圧値をそれ
    ぞれディジタル変換し、これらのディジタル値に基づい
    て上記測定試料の回路定数を測定する測定装置におい
    て、 上記測定試料に印加する測定信号の最大レベルを1とし
    て、同測定信号のレベルを1/N倍(Nは正の整数)に可
    変する1/N倍増幅手段と、 ディジタル変換される前の上記検出電流値のレベルをN
    倍に可変する第1のN倍増幅手段と、 ディジタル変換される前の上記検出電圧値のレベルをN
    倍に可変する、位相特性が上記第1のN倍増幅手段の位
    相特性と同一である第2のN倍増幅手段と、 上記測定信号のレベルが上記1/N倍増幅手段により1/N倍
    にされたとき、これに連動して上記第1のN倍増幅手段
    および上記第2のN倍増幅手段により上記検出電流値と
    上記検出電圧値の各レベルをそれぞれN倍する制御手段
    とを備え、 ディジタル変換前における上記検出電流値と上記検出電
    圧値の各レベルが、常に上記測定信号の最大レベル時の
    レベルとなるようにしたことを特徴とする測定装置。
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