JP3171466B2 - Vector voltage ratio measuring method and vector voltage ratio measuring device - Google Patents

Vector voltage ratio measuring method and vector voltage ratio measuring device

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JP3171466B2
JP3171466B2 JP30847391A JP30847391A JP3171466B2 JP 3171466 B2 JP3171466 B2 JP 3171466B2 JP 30847391 A JP30847391 A JP 30847391A JP 30847391 A JP30847391 A JP 30847391A JP 3171466 B2 JP3171466 B2 JP 3171466B2
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保明 小松
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はベクトル電圧比測定方法
およびベクトル電圧比測定装置に関し、例えばLCR部
品等のインピーダンス測定を行う装置において、1つの
A/D変換器を用いてベクトル電圧比を高速で測定でき
る上記方法および上記装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a vector voltage ratio.
For example, the present invention relates to a method and an apparatus for measuring a vector voltage ratio at high speed by using one A / D converter in an apparatus for measuring impedance of an LCR component or the like.

【0002】[0002]

【技術背景】例えばLCR部品等の被測定対象(以下、
DUTと言う)のインピーダンス測定を行うためには、
該DUTの端子間電圧と該端子間を流れる電流とのベク
トル比を測定する必要があるが、通常、電流については
電流測定用抵抗を用いて電流/電圧変換した上で、電圧
と電流とのベクトル比を求めている。ところで、従来、
1つの積分型A/Dコンバータを用いて上記端子間電圧
potおよび変換電圧(電流を電流/電圧変換した電
圧)Vcurを測定する方法が知られている。この方法
では、1つのA/Dコンバータを用いて前記両電圧V
pot およびVcurの測定を行うことでA/Dコンバ
ータの比例誤差を相殺することができる。このため、上
記方法では簡単な回路構成と補正操作により高精度のベ
クトル電圧比を測定できる利点を有している。
TECHNICAL BACKGROUND For example, an object to be measured such as an LCR component
In order to perform impedance measurement of DUT)
It is necessary to measure the vector ratio between the voltage between the terminals of the DUT and the current flowing between the terminals. Usually, the current is subjected to current / voltage conversion by using a current measuring resistor, and then the current is converted to the voltage. Find the vector ratio. By the way,
There is known a method of measuring the terminal-to-terminal voltage V pot and the converted voltage (current / voltage converted current) V cur using one integrating A / D converter. In this method, the two voltages V and V are converted using one A / D converter.
it is possible to cancel the proportional error of the A / D converter by the measurement of the pot and V cur. Therefore, the above method has an advantage that a highly accurate vector voltage ratio can be measured by a simple circuit configuration and a correction operation.

【0003】ところで、ベクトル電圧比を求めるために
は、通常、DUTの両端電圧Vpotのベクトル電圧を
求めるために2回、DUTに流れる電流の変換電圧V
curのベクトル電圧を求めるために2回、合計4回の
測定が必要である。通常、ある周波数の正弦波信号の0
°成分または90°成分を、積分型A/Dコンバータに
より測定する場合積分時間は1周期以上を要する。従
って、従来機種では1回のベクトル電圧測定4周期以
上の時間が必要となり、測定時間を短縮するのには限界
がある。
In order to determine the vector voltage ratio, usually, the converted voltage V of the current flowing through the DUT is twice obtained to determine the vector voltage of the voltage V pot across the DUT.
In order to obtain the vector voltage of cur , two measurements, a total of four measurements, are required. Normally, a sine wave signal of a certain frequency
When measuring the ° component or the 90 ° component using an integrating A / D converter , the integration time requires one cycle or more. Therefore, the conventional model requires four or more periods for one vector voltage measurement , and there is a limit to shortening the measurement time.

【0004】また、位相検波のための局発信号に測定信
号の一部をあて、積分回数を3回に短縮する方法も従来
存在するが、この方法では測定信号から局発信号を生成
する際に誤差を生じ易い等の問題がある。また、複数の
積分型A/Dコンバータを用いて、ベクトル電圧の測定
を一回の積分で終了する方法も採用されている。この方
法を用いれば、高速測定が可能となる反面、回路構成が
複雑となり、かつ補正操作が非常に複雑になる。更に、
積分型A/Dコンバータを用いた場合、オフセット電圧
の処理が必要となり、通常は検波位相を180°回転し
て、もう一度積分を行う等の操作が必要となるため、測
定時間は前述の測定時間の2倍となる。この他、ある種
のネットワーク・アナライザに用いられているように、
位相検波部分をソフトウェアにより行い高速測定を可能
とする方法も知られている。この方法では、A/Dコン
バータを3個使用し、中間周波数の1周期の時間で3つ
の電圧の測定を終了できるが、部品点数が増加すると共
に、A/Dコンバータまでの回路のトラッキング誤差が
追加誤差となる等の問題がある。
There is also a conventional method in which a part of a measurement signal is applied to a local signal for phase detection to reduce the number of integrations to three times. In this method, a local signal is generated from the measurement signal. There is a problem that an error is easily generated. In addition, a method of using a plurality of integrating A / D converters and ending the measurement of the vector voltage by one integration is also employed. If this method is used, high-speed measurement can be performed, but the circuit configuration becomes complicated and the correction operation becomes very complicated. Furthermore,
When an integrating A / D converter is used, offset voltage processing is required, and usually, an operation of rotating the detection phase by 180 ° and performing integration again is required. Is twice as large as In addition, as used in some network analyzers,
There is also known a method of performing high-speed measurement by performing a phase detection portion using software. In this method, three A / D converters are used, and the measurement of three voltages can be completed in one cycle of the intermediate frequency. However, the number of components increases and the tracking error of the circuit up to the A / D converter is reduced. There are problems such as additional errors.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は上記のような問題点を解決する
ために提案されたものであって、回路構成および補正操
作の簡素性を損なうことなく、測定信号の1周期程度の
時間で測定を終了することができるベクトル電圧比測定
方法およびベクトル電圧比測定装置を提供することを目
的とする。
Is an object of the present invention to be one that is proposed to solve the above problems without impairing the simplicity of the circuit configuration and the correction operation, the order of one cycle of the measurement signal time It is an object of the present invention to provide a vector voltage ratio measuring method and a vector voltage ratio measuring device capable of terminating the measurement at a time.

【0006】[0006]

【発明の概要】本発明では、DUTの任意2端子に正弦
波信号を与え、該2端子間電圧Vpotと該2端子間を
流れる電流の値を電圧値に変換した変換電圧Vcur
を、前記正弦波信号周期の1/4の周期(正弦波の1周
期を360°とすると90°の周期)より短いタイミン
グ、例えば前記正弦波周期の1/8のタイミングで動作
する切換器を介してA/Dコンバータに出力する。そし
て、A/Dコンバータでは電圧VpotおよびVcur
を前記切換器が次の切換動作をする前に少なくとも1
回、好ましくは前記測定周期の1/4の周期でサンプリ
ングしている。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, a sine wave signal is applied to any two terminals of a DUT, and a voltage Vpot between the two terminals and a converted voltage Vcur obtained by converting a value of a current flowing between the two terminals into a voltage value are obtained. Via a switch operating at a timing shorter than 1/4 of the sine wave signal period (90.degree . When one sine wave period is 360.degree . ), For example, at 1/8 of the sine wave period. Output to the A / D converter. In the A / D converter, the voltages V pot and V cur
At least one before the switch performs the next switching operation.
Sampling, preferably at a cycle of 1/4 of the measurement cycle.

【0007】例えば、A/Dコンバータは、電圧V
potと変換電圧Vcurとを切換器の動作毎に交互に
サンプリングしてもよいし、電圧Vpotが入力されて
いるときに該Vpotのサンプリングを連続して複数回
行い、切換器が動作して入力が変換電圧Vcurに切り
換わった後に該Vcurのサンプリングを連続して前記
と同じ回数行ってもよい。この場合には、90°の位相
差のサンプリングデータが対になって得られ相互に9
°の位相差を持つ一対の電圧Vpotのサンプリング
データおよび同じく相互に90°の位相差を持つ一対の
変換電圧Vcurのサンプリングデータが複数組得られ
ることになる。従来では、電圧Vpotあるいは変換電
圧Vcurとのサンプリングを90°の位相差で行う場
合、1番目のサンプリング(0°)が行われる時刻と2
番目のサンプリング(90°)が行われる時刻との間の
期間においては、A/Dコンバータが動作することがな
かったが、本発明では例えば電圧Vpotの0°のサン
プリングと90°のサンプリングとの間に変換電圧V
curの0°または90°のサンプリングが行われるの
で、1つのA/Dコンバータを有効利用することができ
る。そして、信号処理手段が、上記電圧Vpotと変換
電圧Vcurとについてのサンプリングデータを周知の
方法でディジタル信号処理することで、Vpotおよび
curのベクトル電圧を求めることができる。
[0007] For example, an A / D converter operates with a voltage V
The pot and the conversion voltage V cur may be sampled alternately every time the switch is operated, or when the voltage V pot is input, the V pot is sampled continuously plural times, and the switch operates. Then, after the input is switched to the converted voltage Vcur , the sampling of the Vcur may be continuously performed the same number of times as described above. In this case, sampling data with a phase difference of 90 ° is obtained as a pair,
A plurality of sets of sampling data of a pair of voltages V pot having a phase difference of 0 ° and a pair of converted data V cur having a phase difference of 90 ° are obtained. Conventionally, when the sampling with the voltage V pot or the converted voltage V cur is performed with a phase difference of 90 ° , the time when the first sampling (0 ° ) is performed and 2
The A / D converter did not operate during the period between the time when the second sampling (90 ° ) is performed, but in the present invention, for example, 0 ° sampling and 90 ° sampling of the voltage V pot are performed . Conversion voltage V
Since 0 ° or 90 ° sampling of the cur is performed, one A / D converter can be effectively used. Then, the signal processing unit performs digital signal processing on the sampling data of the voltage V pot and the converted voltage V cur by a known method, so that vector voltages of V pot and V cur can be obtained.

【0008】ところで、このようにして求めた電圧V
potのベクトル電圧は、該Vpotのサンプリング位
相に基づく座標系(第1の座標系)におけるものであ
り、変換電圧Vcurのベクトル電圧は、Vcurのサ
ンプリング位相に基づく座標系(第2の座標系)におけ
るものである。このため、各座標系におけるベクトル電
圧の0°成分と90°成分を同一の座標系における0°
成分と90°成分に変換する補正が必要となるが、この
補正は簡単なベクトル回転演算または複素数演算により
行うことができる。通常は一方の座標系を他方の座標系
に合わせる補正が行われる。
By the way, the voltage V thus obtained is
Vector voltage pot are those in the coordinate system based on the sampling phase of the V pot (first coordinate system), vector voltage conversion voltage V cur is the coordinate system based on the sampling phase of the V cur (second (Coordinate system). Therefore, the 0 ° component and the 90 ° component of the vector voltage in each coordinate system are set to 0 ° in the same coordinate system .
A correction for converting the component into a 90 ° component is required. This correction can be performed by a simple vector rotation operation or a complex number operation. Normally, correction is performed to match one coordinate system with the other coordinate system.

【0009】なお、電圧Vpotが入力されているとき
に該Vpotのサンプリングを連続して複数回行い、切
換器が動作して入力が変換電圧Vcurに切り換わった
後に該Vcurのサンプリングを連続して前記と同じ回
数行する場合に、すなわち、切換器が電圧Vpot,変
換電圧Vcurの一方を選択しいる期間中に、複数の
連続したサンプリングを行う場合には、測定時間を大幅
に短縮したままで、より高精度のベクトル電圧比を測定
することができる。
When the voltage V pot is being input, sampling of the V pot is performed a plurality of times continuously, and after the switch is operated and the input is switched to the converted voltage V cur , the sampling of the V cur is performed. when the same number of rows as said continuously, i.e., switching device voltage V pot, if during that selects one of the converted voltage V cur, performing a plurality of successive sampling measurement time , The vector voltage ratio can be measured with higher accuracy.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明を実施するための基本回路の構
成を示すブロック図である。同図において、正弦波電圧
または正弦波電流を出力する信号源1からの測定信号は
DUT(コイル,コンデンサ,抵抗等)2に与えられ、
DUTの端子間電圧Vpotおよび電流/電圧変換器
3を介した変換電圧Vcurが切換器4に入力される。
切換器4は後述するタイミングで、入力したVpot
びVcurを交互に切り換えて出力する。切換器4の
次段には増幅器5が設けられており、切換器4からの信
号は増幅器5を介してローパスフィルタ6に出力され
る。本発明におけるローパスフィルタ6は、特にアンチ
エイリアスのために設けられ、サンプリング間隔が短い
場合に生じる折り返しを防止するために有効となる。
DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a basic circuit for implementing the present onset bright. In the figure, a measurement signal from a signal source 1 that outputs a sine wave voltage or a sine wave current is given to a DUT (coil, capacitor, resistor, etc.) 2 and
The voltage V pot between the terminals of the DUT 2 and the converted voltage V cur via the current / voltage converter 3 are input to the switch 4.
The switch 4 receives the input V pot and the
And alternately switched to output a good beauty V cur. An amplifier 5 is provided next to the switch 4, and a signal from the switch 4 is output to the low-pass filter 6 via the amplifier 5. The low-pass filter 6 of the present invention is provided particularly for anti-aliasing, and is effective for preventing aliasing that occurs when the sampling interval is short.

【0011】このローパスフィルタ6の後段にはA/D
コンバータ7が設けられており、該コンバータ7は、後
述するように上記切換器4の切り換えタイミングと一定
の関係を有するタイミングでのサンプリングを行ってい
る。A/Dコンバータ7としては、通常、逐次比較型あ
るいはフラッシュ型等の高速のものが用いられる。そし
て、A/Dコンバータ7からのサンプリングデータは図
示しないレジスタ等の記憶手段に一時的に格納され、
号処理手段(本実施例では、マイクロプロセッサ(CP
U)8は該データに後述する0°成分や90°成分の
算出,ベクトル回転演算による補正等の処理を施し、ベ
クトル比電圧を算出する。この後、該ベクトル比電圧は
例えばアナログの電圧信号に変換され適宜の出力装置等
に送られる。なお、本実施例では位相検波はソフトウェ
アにより実現されるため、位相検波回路は不要となる。
An A / D converter is provided downstream of the low-pass filter 6.
A converter 7 is provided, and the converter 7 performs sampling at a timing having a certain relationship with the switching timing of the switch 4 as described later. As the A / D converter 7, a high-speed A / D converter such as a successive approximation type or a flash type is usually used. Then, the sampling data from the A / D converter 7 is temporarily stored in a storage means such as a register, not shown, Shin
Signal processing means (in this embodiment, the microprocessor (CP
U) 8 ) Performs processing such as calculation of a 0 ° component or a 90 ° component described later, correction by a vector rotation operation, and the like on the data to calculate a vector specific voltage. Thereafter, the vector specific voltage is converted into, for example, an analog voltage signal and sent to an appropriate output device or the like. In this embodiment, since the phase detection is realized by software, a phase detection circuit is not required.

【0012】以下、図2(A)〜(C)を用いて切換器
4による切り換えタイミングとA/Dコンバータ7のサ
ンプリングのタイミングとの関係を中心に説明する。図
2(A)は電圧Vpotおよび変換電圧Vcurの両波
形を示す図である。両者は任意位相を有しているが周期
は同一である。ここで、図1の切換器4は上記測定信号
周期の1/8の周期(45°間隔)でその出力をV
potからVcurに、またはその逆に交互に切り換え
て次段に出力している。図2(B)は切換器4のスイッ
チングの様子を示すタイミング図であり、切換状態SW
が高レベルでVpotがオン,Vcurがオフ、低レベ
ルでVpotがオフ,Vcurがオンとなる様子を示し
ている。なお、切換は上記測定信号の位相とは無関係の
タイミングで行われている。
Hereinafter, the relationship between the switching timing by the switch 4 and the sampling timing of the A / D converter 7 will be mainly described with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (C). FIG. 2A is a diagram showing both waveforms of the voltage V pot and the converted voltage V cur . Both have an arbitrary phase but the same period. Here, the switch 4 in FIG. 1 outputs its output to V at a period (45 ° interval) of 8 of the measurement signal period.
The output is alternately switched from pot to Vcur or vice versa and output to the next stage. FIG. 2B is a timing chart showing the state of switching of the switch 4 and the switching state SW.
Indicates that V pot is on and V cur is off at a high level, and V pot is off and V cur is on at a low level. The switching is performed at a timing irrelevant to the phase of the measurement signal.

【0013】A/Dコンバータ7は、同図(C)に示す
ように上記スイッチングの周期と同一周期でVpot
たはVcurのサンプリングを行う。ただし、サンプリ
ング周期が短い場合には、サンプリングは切換器4の出
力が定常状態となってから行うことが好ましい。同図
(C)ではスイッチングとスイッチングとの中間部付近
でサンプリングを行っている。なお、同図(C)ではV
potのサンプリング時刻をtX0,tX1,tX2
・・・で、Vcurのサンプリング時刻をtY0,t
Y1,tY2,・・・でそれぞれ示してある。いま、V
potのtX0,tX1,tX2,・・・におけるサン
プリング値をX0,X1,X2,・・・、Vcurのt
Y0,tY1,tY2,・・・におけるサンプリング値
をY0,Y1,Y2,・・・とする。これらのうち例え
ばVpotについてのサンプリング数値列X=[X0
X1 X2 X3]にN =[1 0 −1
0],N =[0 −1 0 1] を乗じる
と、Vpotのベクトル電圧の2つの直交成分(0°
分Vpot0 および90°成分Vpot90)を求める
ことができる。すなわち、Vpotの0°成分V
pot0は、
[0013] A / D converter 7 performs sampling of the V pot or V cur in the same cycle of the switching as shown in FIG. (C). However, when the sampling period is short, it is preferable that the sampling be performed after the output of the switch 4 is in a steady state. In FIG. 10C, sampling is performed near the intermediate portion between the switching operations. Note that in FIG.
the sampling time of the pot t X0, t X1, t X2,
, And the sampling time of Vcur is set to t Y0 , t
, Y 1 , t Y2 ,... Now V
pot of t X0, t X1, t X2 , the sampling value in ··· X0, X1, X2, ··· , V cur of t
Y0, t Y1, t Y2, the sampling value in ··· Y0, Y1, Y2, and .... Of these, for example, a sampling numerical sequence X T = [X0 for V pot
X1 X2 X3] T to N 1 T = [1 0 -1
0] T, is multiplied by N 2 T = [0 -1 0 1] T, can be determined two orthogonal components of the vector voltage V pot (0 ° component V POT0 and 90 ° component V pot90) . That is, the 0 ° component V of V pot
pot0 is

【0014】[0014]

【数1】 Vpot0=X・N/2=(X0−X2)/2, Vpotの90°成分Vpot90は、[Number 1] V pot0 = X T · N 1 /2 = (X0-X2) / 2, V 90 ° component V Pot90 the pot is

【0015】[0015]

【数2】Vpot90=X・N/2=(−X1+X
3)/2 により求めることができる。同様にして、Vcurのサ
ンプリング数値列X=[Y0 Y1 Y2 Y3]
にN =[1 0 −1 0],N =[0 −
1 0 1] を乗じると、Vcurのベクトル電圧
の2つの直交成分Vcur0 およびV cur90を求め
ることができる。すなわち、Vcurの0°成分V
cur0は、
[Number 2] V pot90 = X T · N 2 /2 = (- X1 + X
3) / 2. Similarly, a sampling numerical sequence X T of V cur = [Y0 Y1 Y2 Y3] T
The N 1 T = [1 0 -1 0] T, N 2 T = [0 -
1 0 1] T , two orthogonal components V cur0 and V cur90 of the vector voltage of V cur can be obtained. That is, the 0 ° component V of Vcur
cur0 is

【0016】[0016]

【数3】 Vcur0=Y・N/2=(Y0−Y2)/2 90°成分Vcur90は、Equation 3] V cur0 = Y T · N 1 /2 = (Y0-Y2) / 2 90 ° component V Cur90 is

【0017】[0017]

【数4】Vcur90=Y・N/2=(−Y1+Y
3)/2 により求めることができる。ところで、本発明方法では
potとVcurのサンプリングは同位相で行われて
いない。すなわち、Vpotのサンプリング位相に基づ
く座標系とVcurのサンプリング位相に基づく座標系
は同一ではない。したがって、上記Vpot0,V
pot90およびVcur0,Vcur90を同一座標
系に変換する必要があるがこの変換は次に述べるよう
に、ベクトル回転演算または複素数演算により簡単に補
正できる。例えば、VcurをVpotの位相に合わせ
るためには、Vcurの補正後の値をVcur0′,V
cur90の補正後の値をVcur90 すると、
[Number 4] V cur90 = Y T · N 2 /2 = (- Y1 + Y
3) / 2. By the way, in the method of the present invention, sampling of V pot and V cur is not performed in the same phase. That is, the coordinate system based on the sampling phase of V pot and the coordinate system based on the sampling phase of V cur are not the same. Therefore, V pot0 , V
It is necessary to convert the pot90 and Vcur0 , Vcur90 into the same coordinate system, but this conversion can be easily corrected by a vector rotation operation or a complex number operation as described below. For example, in order to adjust V cur to the phase of V pot , the corrected value of V cur is calculated as V cur0 ′, V cur0
Assuming that the corrected value of cur90 is Vcur90 ,

【0018】[0018]

【数5】 Vcur0′=Vcur0・cos45°+Vcur90・sin45° =(Vcur0+Vcur90)/21/2cur90′=−Vcur0・sin45°+V
cur90・cos45° =(−Vcur0+Vcur90)/21/2 となり、上記各式からベクトル電圧比(0°成分はV
pot0/Vcur0′、90°成分はVpot90
cur90′)を簡単に求めることができる。
[Number 5] V cur0 '= V cur0 · cos45 ° + V cur90 · sin45 ° = (V cur0 + V cur90) / 2 1/2 V cur90' = -V cur0 · sin45 ° + V
cur90 · cos45 ° = (− Vcur0 + Vcur90 ) / 21/2 , and the vector voltage ratio (0 ° component is V
pot0 / Vcur0 ', 90 [ deg.] component is Vpot90 /
Vcur90 ') can be easily obtained.

【0019】上記実施例では、切換器4の切換周期を4
°(測定周期の1/8)に設定したが、90°(測定
周期の1/4)より小さい角度であれば、60°(測定
周期の1/6),30°(測定周期の1/12)等の各
種の周期を採用することができる。例えば、図3(A)
に示すように切換器4の切換周期を60°(測定周期の
1/6)に設定し、例えば、Vpotについて最初の
サンプリングを切換時刻tX0から45°経過時に行
い、Vcurについての最初のサンプリングを切換時
刻tY0から45°経過時に行い、Vpotについて
の2番目のサンプリングを切換時刻tX1から15°
過時に行い、Vcurについての2番目のサンプリン
グを切換時刻tY1から15°経過時に行う。以下同様
にしてVpotとVcurとのサンプリングを時刻t
X2,tY2,tX3,tY3で順次行えば、上記と同
様にしてVpot0,Vpot90,Vcur0,V
cur90を求めることができる。そして、例えばV
cur0,Vcur90の位相をVpot0,V
pot90に合わせる補正を施すことで(この場合に
は、Vcur0,Vcur90を60°遅らせる補正を
する)ベクトル電圧比を求めることができる。なお、こ
の場合の測定時間は従来に比べて2/3倍程度とするこ
とができる。
In the above embodiment, the switching cycle of the switch 4 is set to 4
5 ° (1 / of the measurement cycle) is set, but if the angle is smaller than 90 ° (1 / of the measurement cycle), 60 ° (1 / of the measurement cycle) and 30 ° (1 of the measurement cycle) / 12) can be employed. For example, FIG.
The switching cycle of the switching unit 4 is set to 60 ° (1 / of the measurement cycle) as shown in FIG. 7. For example, the first sampling for V pot is performed at 45 ° after the switching time t X0, and the first sampling for V cur is performed. Is performed at 45 ° from the switching time t Y0 , the second sampling for V pot is performed at 15 ° from the switching time t X1 , and the second sampling for V cur is 15 ° from the switching time t Y1 . Perform at the time of elapse. Similarly, sampling of V pot and V cur is performed at time t.
X2, t Y2, t X3, if successively performed at t Y3, V pot0 in the same manner as described above, V pot90, V cur0, V
cur90 can be determined. And, for example, V
The phases of cur0 and Vcur90 are changed to Vpot0 and V
A vector voltage ratio can be obtained by performing correction to match the pot 90 (in this case, correction is performed to delay V cur0 and V cur 90 by 60 ° ). In this case, the measurement time can be reduced to about 2/3 times as compared with the related art.

【0020】また、上記実施例では、ある切換時刻と次
の切換時刻との間において1回のサンプリングのみを行
ったが、該期間に複数回のサンプリングを行うこともで
きる。例えば、図3(B)に示すように切換え周期を図
1(B)と同様45°に設定した場合において、V
potについて切換時刻tXNとtYNとの間に2回
(切換時刻から15°と30°)のサンプリングを行い
XN0およびXN1を求め、同様にVcurについて切
換時刻t YN とt N+1との間に2回のサンプリング
を行いYN0およびYN1を求める。ただし、ここでN
は0,1,2,・・・である。
Further, in the above embodiment, only one sampling is performed between a certain switching time and the next switching time, but a plurality of samplings can be performed during the period. For example, as shown in FIG. 3B, when the switching cycle is set to 45 ° as in FIG.
seeking XN0 and XN1 was sampled twice (15 ° and 30 ° from the switching time) between the switching time t XN and t YN for pot, switching time for similarly V cur t YN and t X N + 1 Request YN0 and YN1 perform sampling twice between. Where N
Are 0, 1, 2,...

【0021】そして、X00とX10,X20とX3
0,Y00とY10,Y20とY30から図1(A)〜
(C)において説明したようにして第1のベクトル電圧
比の測定結果を得、X01とX11,X21とX31,
Y01とY11,Y21とY31から同様に第2のベク
トル電圧比の測定結果を得ることができる。こうするこ
とで、より高精度の測定が可能となる。
X00 and X10, X20 and X3
0, Y00 and Y10 and Y20 and Y30 from FIG.
As described in (C), the measurement result of the first vector voltage ratio is obtained, and X01 and X11, X21 and X31,
Similarly, the measurement result of the second vector voltage ratio can be obtained from Y01 and Y11 and from Y21 and Y31. By doing so, more accurate measurement can be performed.

【0022】また、図3(C)に示すように切換時刻を
図3(A)と同様60°に設定した場合において、ある
切換時刻と次の切換時刻との間に2回(切換時刻から2
°と40°)のサンプリングを行い、上記と同様にし
て、X00とX10,X20とX30,Y00とY1
0,Y20とY30から第1のベクトル電圧比の測定結
果を、X01とX11,X21とX31,Y01とY1
1,Y21とY31から第2のベクトル電圧比の測定結
果を得ることで、より高精度の測定が可能となる。上記
の実施例では、DUTのインピーダンスを求める場合を
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
ベクトル電圧比の測定を要する装置、例えばネットワー
ク・アナライザのように参照電圧とテスト電圧とのベク
トル比を求める必要がある測定器に好適に用いられ、高
速測定を可能にすることができる。
Also, as shown in FIG. 3C, when the switching time is set to 60 ° similarly to FIG. 3A, two times between the certain switching time and the next switching time (from the switching time). 2
0 ° and 40 ° ), and X00 and X10, X20 and X30, Y00 and Y1
0, Y20 and Y30, the measurement results of the first vector voltage ratio were calculated as X01 and X11, X21 and X31, Y01 and Y1.
By obtaining the measurement result of the second vector voltage ratio from 1, Y21 and Y31, more accurate measurement can be performed. In the above embodiment, the case where the impedance of the DUT is obtained has been described. However, the present invention is not limited to this.
It is suitably used for a device that needs to measure a vector voltage ratio, for example, a measuring instrument that needs to determine a vector ratio between a reference voltage and a test voltage, such as a network analyzer, and can perform high-speed measurement.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば電
圧Vpotの0°のサンプリングと90°のサンプリン
グとの間に変換電圧Vcurの0°または90°のサン
プリングを行うことにしたので、1つのA/Dコンバー
タを用いているにもかかわらず、測定信号の1周期程度
の時間の高速測定が可能となる。本発明は、また比較的
高い周波から低周波にわたるベクトル電圧比の測定に応
用できる。
As described in the foregoing, in performing the sampling of 0 ° or 90 ° of the converted voltage V cur between 0 ° Sampling Sampling and 90 ° of the voltage V pot according to this onset bright Thus, high-speed measurement of about one cycle of the measurement signal is possible even though one A / D converter is used. The invention is also applicable to measuring vector voltage ratios from relatively high to low frequencies.

【0024】更に、切換器が電圧Vpot,変換電圧V
curの一方を選択している期間中に、複数の連続した
サンプリングを行う場合には、測定時間を大幅に短縮し
たままで、より高精度のベクトル電圧比測定が可能とな
る。これにより、例えば100Hz,120Hzにおけ
るDUTのインピーダンス測定を10msec程度で終
えることができ、製造ラインにおいて単位時間あたりに
検査できる部品点数を増やすことができるので該ライン
の高速化に大きく貢献でき、したがって部品1個あたり
の検査費用を低減することができる。また、研究開発部
門においても、単位時間あたりの測定回数を増加するこ
とができ、インピーダンスの時間変化等の特性をより細
かく測定することも可能となる。
Further, the switching device is configured to control the voltage V pot and the conversion voltage V
When a plurality of continuous samplings are performed during a period in which one of the curs is selected, the vector voltage ratio measurement can be performed with higher accuracy while the measurement time is greatly reduced. As a result, for example, the measurement of the impedance of the DUT at 100 Hz and 120 Hz can be completed in about 10 msec, and the number of components that can be inspected per unit time in the production line can be increased. The inspection cost per unit can be reduced. Also, in the R & D department, the number of measurements per unit time can be increased, and characteristics such as impedance change with time can be measured more finely.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用される基本回路構成例を示すブロ
ック図である。
1 is a block diagram showing an example basic circuit configuration of the onset bright applies.

【図2】本発明の一実施例を示す図であり、(A)は測
定信号の波形を示す図、(B)は切換器の動作状態を示
す図、(C)はA/Dコンバータのサンプリングタイミ
ングを示す図である。
[Figure 2] is a diagram showing an embodiment of the present onset bright, (A) the figure showing the waveform of the measurement signal, (B) is a diagram showing an operating state of the switching unit, (C) an A / D converter FIG. 4 is a diagram showing sampling timings of the first embodiment.

【図3】本発明の他の実施例を示す図であり、(A)は
切換器の切換周期を60°とした場合の切換器の動作状
態およびA/Dコンバータのサンプリングタイミングを
示す図、(B)は切換器周期が45°である場合に該切
換器が次の動作をする前に2回サンプリングを行う場合
の実施例を示す図、(C)は切換器周期が60°である
場合に該切換器が次の動作をする前に2回サンプリング
を行う場合の実施例を示す図である。
Figure 3 is a view showing another embodiment of the present onset bright, (A) is a diagram showing the sampling timing of the operating state and A / D converter switching device in the case of a 60 ° the switching period of the switching device (B) is a diagram showing an embodiment in which the switching unit performs sampling twice before the next operation when the switching unit period is 45 ° , and (C) shows the embodiment when the switching unit period is 60 ° . FIG. 10 is a diagram showing an embodiment in which the switch performs sampling twice before performing the next operation in a certain case.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定対象の2端子に正弦波測定信号を
与え、該2端子間の電圧Vpotと該2端子間を流れる
電流の値を電圧値に変換した変換電圧Vcurとを、両
電圧VpotとVcur 選択するように動作する切換
器を介してA/Dコンバータに出力し、該A/Dコンバ
ータにより前記電圧Vpotと前記変換電圧Vcur
を所定タイミングでそれぞれサンプリングし、該サンプ
リングデータをディジタル信号処理することでベクトル
電圧比を求めるベクトル電圧比測定方法であって、 前記切換器を前記測定信号周期の1/4の周期より短い
タイミングで動作させると共に、 前記A/Dコンバータによる前記両電圧Vpotおよび
curのサンプリングを、前記切換器が次の切換動作
をする前に少なくとも1回行うことで、電圧Vpot
サンプリング位相に基づく第1の座標系における該電圧
potの0°成分と90°成分ならびに変換電圧V
curのサンプリング位相に基づく第2の座標系におけ
る該変換電圧Vcurの0°成分と90°成分とを求
め、 この後、両座標系における両電圧VpotおよびV
curの各0°成分および90°成分を同一回転座標に
おける各成分に変換する補正を行うことで両電圧V
potとVcurとのベクトル電圧比を求めることを特
徴とするベクトル電圧比測定方法。
1. A sine wave measurement signal is supplied to two terminals of an object to be measured , and a voltage V pot between the two terminals and a converted voltage V cur obtained by converting a value of a current flowing between the two terminals into a voltage value are obtained by: The two voltages V pot and V cur are output to an A / D converter via a switch that operates so as to select them, and the A / D converter samples the voltage V pot and the converted voltage V cur at predetermined timings, respectively. A vector voltage ratio measuring method for obtaining a vector voltage ratio by subjecting the sampling data to digital signal processing, wherein the switch is operated at a timing shorter than a quarter of the measurement signal period; / D converter by said sampling of both the voltage V pot and V cur, the switching device is by performing at least once before the next switching operation, 0 ° component of the voltage V pot in a first coordinate system based on the sampling phase of the voltage V pot and 90 ° components as well as the converted voltage V
seeking a 0 ° component and 90 ° components of the converted voltage V cur in the second coordinate system based on the sampling phase of the cur, after this, both voltages V pot and V in both coordinate systems
By correcting each of the 0 ° component and the 90 ° component of the cur into each component in the same rotation coordinate, both voltages V
A vector voltage ratio measuring method, wherein a vector voltage ratio between a pot and V cur is obtained.
【請求項2】 前記A/Dコンバータによる前記両電圧2. The two voltages by the A / D converter.
V potpot およびVAnd V curcur のサンプリングを、前記測定信Sampling of the measurement signal
号周期の1/4の周期でそれぞれ行うことを特徴とするIt is characterized in that it is performed in each cycle of 1/4 of the signal cycle
請求項1に記載のベクトル電圧比測定方法。The method for measuring a vector voltage ratio according to claim 1.
【請求項3】 前記切換器を前記測定信号周期の1/8
の周期で動作させることを特徴とする請求項1または2
記載のベクトル電圧比測定方法。
3. The method according to claim 1, wherein the switch is set to 1 / of the measurement signal period.
3. The device according to claim 1, wherein the device is operated in a cycle of
2. The method for measuring a vector voltage ratio according to the item 1.
【請求項4】 被測定対象の2端子に正弦波測定信号を4. A sine wave measurement signal is applied to two terminals of a measured object.
与える信号源と、The source of the signal 該2端子間を流れる電流の値を電圧値に変換する電流/A current for converting the value of the current flowing between the two terminals into a voltage value /
電圧変換器と、A voltage converter; 該2端子間の電圧VThe voltage V between the two terminals potpot と前記電流/電圧変換器からAnd from the current / voltage converter
の変換電圧VConversion voltage V curcur When を入力し、両電圧VAnd both voltages V potpot またはOr
V curcur を選択して出力する切換器と、A switch for selecting and outputting 前記切換器からの電圧を入力し、前記電圧VThe voltage from the switch is input and the voltage V potpot と前And before
記変換電圧VConversion voltage V curcur とを所定タイミングでそれぞれサンAnd at a predetermined timing
プリングするA/Dコンバータと、A / D converter to pull, 前記A/DコンバータによりサンプリングしたデータをThe data sampled by the A / D converter is
ディジタル信号処理する信号処理手段と、Signal processing means for performing digital signal processing; を有してなるベクトル電圧比測定装置であって、A vector voltage ratio measuring device comprising: 前記切換器は、前記測定信号周期の1/4の周期より短The switch is shorter than a quarter of the measurement signal period.
いタイミングで動作し、Work at the right time, 前記A/Dコンバータは、前記切換器が次の切換動作をIn the A / D converter, the switching device performs a next switching operation.
する前に少なくとも1回、前記両電圧VAt least once before the voltage V potpot およびVAnd V
curcur のサンプリングを行い、Sampling 前記信号処理手段は、前記電圧VThe signal processing means is configured to control the voltage V potpot のサンプリングSampling
位相に基づく第1の座標系における該電圧VThe voltage V in a first coordinate system based on phase potpot の0Of 0
°成分と90°成分、ならびに変換電圧V° component and 90 ° component, and conversion voltage V curcur のサンThe sun
プリング位相に基づく第2の座標系における該変換電圧The converted voltage in a second coordinate system based on the pulling phase
V curcur の0°成分と90°成分とを求めると共に、両And the 90 ° component of
座標系における両電圧VBoth voltages V in the coordinate system potpot およびVAnd V curcur の各0°Each 0 °
成分および90°成分を同一回転座標における各成分にComponent and 90 ° component to each component at the same rotation coordinates
変換する補正を行うことで、両電圧VBy performing correction for conversion, both voltages V potpot とVAnd V curcur
とのベクトル電圧比を求める、Find the vector voltage ratio with ことを特徴とするベクトル電圧比測定装置。A vector voltage ratio measuring device, characterized in that:
【請求項5】 前記切換器は、前記測定信号周期の1/5. The switching device according to claim 1, wherein the switch is one-fourth of the measurement signal period.
4の周期でそれぞれ前記両電圧VEach of the two voltages V potpot およびVAnd V curcur
のサンプリングを行うことを特徴とする請求項4に記載5. The method according to claim 4, wherein sampling is performed.
のベクトル電圧比測定装置。Vector voltage ratio measuring device.
【請求項6】 前記切換器は、前記測定信号周期の1/6. The switching device according to claim 1, wherein the switch is one-half of the measurement signal period.
8の周期で動作することを特徴とする請求項4または56. The device according to claim 4, wherein the device operates in a cycle of eight.
に記載のベクトル電圧比測定装置。2. The vector voltage ratio measuring device according to 1.
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