JP5934479B2 - Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method - Google Patents
Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5934479B2 JP5934479B2 JP2011161833A JP2011161833A JP5934479B2 JP 5934479 B2 JP5934479 B2 JP 5934479B2 JP 2011161833 A JP2011161833 A JP 2011161833A JP 2011161833 A JP2011161833 A JP 2011161833A JP 5934479 B2 JP5934479 B2 JP 5934479B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- equivalent circuit
- evaluation value
- measurement
- complex impedance
- frequency characteristic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
本発明は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定し、この周波数特性から、電気的な等価回路の素子定数を推定する等価回路解析装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to an equivalent circuit analysis apparatus and method for measuring a frequency characteristic of a complex impedance of a measurement object and estimating an element constant of an electrical equivalent circuit from the frequency characteristic.
抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオード、トランジスタ、一次・二次電池、太陽電池、フィルタなどの電気的な部品を測定対象物(以下、DUTともいう)として、そこに周波数を掃引させつつ測定用信号電圧を印加して、その電圧及び流れた電流から、複素インピーダンスの周波数特性を測定し、測定した周波数特性を表示パネルにグラフで表示するインピーダンス測定装置が知られている。このようなインピーダンス測定装置の中には、測定した複素インピーダンスの周波数特性から、測定対象物の電気的な等価回路の素子定数を推定する等価回路解析機能を有しているものがある。 Electrical components such as resistors, capacitors, coils, diodes, transistors, primary / secondary batteries, solar cells, and filters are used as measurement objects (hereinafter also referred to as DUTs), and the signal voltage for measurement is swept through the frequency. There is known an impedance measuring apparatus that measures the frequency characteristic of complex impedance from the voltage and the flowing current, and displays the measured frequency characteristic in a graph on a display panel. Some of these impedance measuring apparatuses have an equivalent circuit analysis function for estimating an element constant of an electrical equivalent circuit of a measurement object from the frequency characteristics of the measured complex impedance.
例えば、特許文献1には、複素インピーダンスの周波数特性を測定し、モンテカルロ法により評価関数が最小になる等価回路の素子定数を演算し、この演算した素子定数を局所探索法の開始値として評価関数が極小値になる素子定数を演算して、さらにこれら演算を所定回数繰り返し行って素子定数を求める等価回路解析方法が記載されている。
For example, in
しかしながら、どのような推定方法を用いたとしても、素子定数の推定結果に誤差が生じてしまう場合がある。そのため、推定結果に誤差があるか否かを測定者が判断可能なように、推定した素子定数で等価回路の理論的な周波数特性を演算し、得られた理論的な周波数特性のグラフを、DUTの測定結果のグラフと共に表示パネルに表示させることが考えられる。測定者は、両グラフを比較して、両グラフ間にほとんど差が無ければ推定された素子定数はDUTを正しく(よく近似して)表しており、一部でも大きな差があれば素子定数はDUTを正しく表していないと判断する。測定者は、両グラフ間に一部でも差がある場合、推定された素子定数の値を手動で適宜変更(調整)して、装置に等価回路の理論的な周波数特性のグラフを再度表示させ、測定結果のグラフと一致させるようにすることで、誤差の少ない素子定数を得ることができる。 However, no matter what estimation method is used, an error may occur in the estimation result of the element constant. Therefore, the theoretical frequency characteristic of the equivalent circuit is calculated with the estimated element constant so that the measurer can determine whether there is an error in the estimation result, and the graph of the theoretical frequency characteristic obtained is It is conceivable to display on the display panel together with the graph of the DUT measurement result. The measurer compares both graphs, and if there is almost no difference between the two graphs, the estimated element constant correctly represents the DUT. It is determined that the DUT is not correctly represented. If there is any difference between the two graphs, the measurer manually changes (adjusts) the estimated value of the element constant manually, and causes the device to display the graph of the theoretical frequency characteristics of the equivalent circuit again. By making it coincide with the measurement result graph, it is possible to obtain an element constant with less error.
しかしながら、DUTの測定結果のグラフと等価回路のグラフとの間の差の有無を、測定者が目視で比較して判断しているので、判断基準が統一できず、等価回路の解析結果に差が生じてしまう可能性がある。 However, since the measurer visually determines whether there is a difference between the graph of the DUT measurement result and the graph of the equivalent circuit, the judgment standard cannot be unified, and there is a difference in the analysis result of the equivalent circuit. May occur.
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、測定対象物に対する等価回路の近似の度合いを、定量的に表すことができる等価回路解析装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an equivalent circuit analysis apparatus and method that can quantitatively represent the degree of approximation of an equivalent circuit to a measurement object.
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項1に記載された等価回路解析装置は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定部と、該測定部の測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を推定する推定部と、該等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算部と、該測定部の測定した該測定対象物の周波数特性と該理論特性演算部の算出した該等価回路の周波数特性との近似の度合いを示す評価値を、下記の式(1)
請求項2に記載された等価回路解析装置は、請求項1に記載されたもので、前記評価値演算部が、前記残差2乗平均の平方根である残差を算出して、その残差を前記評価値とすることを特徴とする。
The equivalent circuit analysis device described in
請求項3に記載された等価回路解析装置は、請求項1に記載されたもので、前記評価値演算部が、前記測定対象物の周波数特性の各測定ポイントで測定された該複素インピーダンスに基づき、該各測定ポイントに対応させて上限値及び下限値を設定し、該上限値及び下限値の範囲内に前記等価回路の複素インピーダンスが入る該測定ポイントの数を算出し、その数と全ての測定ポイントの数との比を前記評価値として算出することを特徴とする。 An equivalent circuit analysis device according to a third aspect is the one according to the first aspect , wherein the evaluation value calculation unit is based on the complex impedance measured at each measurement point of the frequency characteristic of the measurement object. The upper limit value and the lower limit value are set corresponding to each measurement point, and the number of the measurement points where the complex impedance of the equivalent circuit falls within the range of the upper limit value and the lower limit value is calculated. A ratio with the number of measurement points is calculated as the evaluation value.
請求項4に記載された等価回路解析装置は、請求項3に記載されたもので、前記評価値演算部が、前記各測定ポイントで測定された前記測定対象物の複素インピーダンスに対し、予め設定された許容上限割合及び許容下限割合で前記上限値及び下限値を算出することを特徴とする。
The equivalent circuit analysis device described in
請求項5に記載された等価回路解析装置は、請求項1から4のいずれかに記載されたもので、前記推定部が、複数の前記等価回路の各々の前記素子定数を推定し、理論特性演算部が、該複数の該等価回路の各々の周波数特性を算出し、前記評価値演算部が、該複数の該等価回路の各々の前記評価値を算出して、該複数の等価回路の中から最も該評価値のよい該等価回路を選定することを特徴とする。 An equivalent circuit analysis device according to a fifth aspect is the device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the estimation unit estimates the element constant of each of the plurality of equivalent circuits, and has a theoretical characteristic. The calculation unit calculates the frequency characteristics of each of the plurality of equivalent circuits, and the evaluation value calculation unit calculates the evaluation values of each of the plurality of equivalent circuits, The equivalent circuit having the best evaluation value is selected from the above.
請求項6に記載された等価回路解析装置は、請求項1から5のいずれかに記載されたもので、表示部を備え、前記測定対象物の周波数特性のグラフ、前記等価回路の周波数特性のグラフ、及び前記評価値を該表示部に表示させることを特徴とする。 An equivalent circuit analysis apparatus according to a sixth aspect is the apparatus according to any one of the first to fifth aspects, comprising a display unit, a graph of a frequency characteristic of the measurement object, and a frequency characteristic of the equivalent circuit. The graph and the evaluation value are displayed on the display unit.
請求項7に記載された等価回路解析方法は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定ステップと、該測定ステップで測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を推定する推定ステップと、該等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算ステップと、測定ステップで測定した該測定対象物の周波数特性と該理論特性演算ステップで演算した該等価回路の周波数特性との近似の度合いを示す評価値を、下記の式(1)
The equivalent circuit analysis method according to claim 7 includes a measurement step of measuring a frequency characteristic of a complex impedance of a measurement object, and a plurality of electric elements based on the frequency characteristic of the measurement object measured in the measurement step. An estimation step for estimating each element constant of a predetermined equivalent circuit, a theoretical characteristic calculation step for calculating a frequency characteristic of a theoretical complex impedance of the equivalent circuit, and a frequency of the measurement object measured in the measurement step An evaluation value indicating the degree of approximation between the characteristic and the frequency characteristic of the equivalent circuit calculated in the theoretical characteristic calculation step is expressed by the following equation (1).
請求項8に記載された等価回路解析方法は、請求項7に記載されたもので、前記評価値演算ステップで、前記残差2乗平均の平方根である残差を算出して、その残差を前記評価値とすることを特徴とする。 The equivalent circuit analysis method described in claim 8 is the method described in claim 7 , wherein in the evaluation value calculation step, a residual that is a square root of the residual mean square is calculated, and the residual is calculated. Is the evaluation value.
請求項9に記載された等価回路解析方法は、請求項7に記載されたもので、前記評価値演算ステップで、前記測定対象物の周波数特性の各測定ポイントで測定された該複素インピーダンスに基づき、該各測定ポイントに対応させて上限値及び下限値を設定し、該上限値及び下限値の範囲内に前記等価回路の複素インピーダンスが入る該測定ポイントの数を算出し、その数と全ての測定ポイントの数との比を前記評価値として算出することを特徴とする。 The equivalent circuit analysis method described in claim 9 is the method described in claim 7 , and is based on the complex impedance measured at each measurement point of the frequency characteristic of the measurement object in the evaluation value calculation step. The upper limit value and the lower limit value are set corresponding to each measurement point, and the number of the measurement points where the complex impedance of the equivalent circuit falls within the range of the upper limit value and the lower limit value is calculated. A ratio with the number of measurement points is calculated as the evaluation value.
請求項10に記載された等価回路解析方法は、請求項9に記載されたもので、前記評価値演算ステップで、前記各測定ポイントで測定された前記測定対象物の複素インピーダンスに対し、予め設定された許容上限割合及び許容下限割合で前記上限値及び下限値を算出することを特徴とする。
The equivalent circuit analysis method described in
請求項11に記載された等価回路解析方法は、請求項7から10のいずれかに記載されたもので、前記推定ステップで、複数の前記等価回路の各々の前記素子定数を推定し、理論特性演算ステップで、該複数の該等価回路の各々の周波数特性を算出し、前記評価値演算ステップで、該複数の該等価回路の各々の前記評価値を算出して、該複数の等価回路の中から最も該評価値のよい該等価回路を選定することを特徴とする。
Are equivalent circuit analysis method according to
請求項12に記載された等価回路解析方法は、請求項7から11のいずれかに記載されたもので、前記測定対象物の周波数特性のグラフ、前記等価回路の周波数特性のグラフ、及び前記評価値を表示部に表示させることを特徴とする。
The equivalent circuit analysis method described in
本発明の等価回路解析装置及び方法によれば、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性と、等価回路の複素インピーダンスの周波数特性との近似の度合いを示す評価値を算出することにより、測定者は、測定対象物に対する等価回路の近似の度合いを、定量的な評価値に基づいて判断することができる。そのため、判断基準を統一化することができる。 According to the equivalent circuit analysis apparatus and method of the present invention, by calculating an evaluation value indicating the degree of approximation between the frequency characteristics of the complex impedance of the measurement object and the frequency characteristics of the complex impedance of the equivalent circuit, the measurer can The degree of approximation of the equivalent circuit with respect to the measurement object can be determined based on the quantitative evaluation value. Therefore, it is possible to unify the judgment criteria.
残差2乗平均を評価値とする場合、測定対象物の周波数特性と等価回路の周波数特性との差が大きくなると評価値が大きくなり、差が小さくなると評価値が小さくなる。このため、両特性の差の大小を評価値の大小で表すことができ、測定者に素子定数の誤差の大きさを直感的に認識させることができる。 When the residual mean square is used as the evaluation value, the evaluation value increases as the difference between the frequency characteristic of the measurement object and the frequency characteristic of the equivalent circuit increases, and the evaluation value decreases as the difference decreases. Therefore, the magnitude of the difference between the two characteristics can be expressed by the magnitude of the evaluation value, and the measurer can intuitively recognize the magnitude of the error in the element constant.
測定対象物の周波数特性の中の極値から所定範囲内の測定ポイントを、演算対象から除外して残差2乗平均を算出する場合、素子定数の誤差に大きな影響が無い極値付近の両特性の差の影響を排除でき、素子定数の誤差の大きさを一層正しく表すことができる。 When calculating the residual mean square by excluding the measurement points within the specified range from the extreme value in the frequency characteristic of the measurement object and calculating the residual mean square, both of the extreme values that have no significant effect on the error of the element constant The influence of the characteristic difference can be eliminated, and the magnitude of the element constant error can be expressed more correctly.
全ての測定ポイントの残差2乗平均の平方根を予め算出し、極値の測定ポイントを中心として、[測定対象物の複素インピーダンスの値]±[残差2乗平均の平方根]内に等価回路の複素インピーダンスが入っていない範囲を、前記の所定範囲として残差2乗平均の演算対象から除外する場合、平均的な差よりも大きな差が生じている極値付近の測定ポイントを演算対象から除外できるので、素子定数の誤差の大きさをより一層正しく表すことができる。 Calculating the square root of the residual mean square of all measurement points in advance, and centering on the extreme measurement point, the equivalent circuit within [the value of complex impedance of the measurement object] ± [square root of the residual mean square] When the range that does not include complex impedance is excluded from the calculation target of the residual mean square as the predetermined range, the measurement point near the extreme value where the difference larger than the average difference is generated from the calculation target. Since it can be excluded, the magnitude of the error of the element constant can be expressed more correctly.
評価値として残差2乗平均を用いるのではなく、評価値として残差2乗平均の平方根である残差を用いる場合、評価値が測定対象物及び等価回路の両周波数特性の差に比例する値(線形な値)で表されるので、測定者は、両特性の差の大きさを容易に理解することができる。 When the residual that is the square root of the residual mean square is used as the evaluation value instead of using the residual mean square as the evaluation value, the evaluation value is proportional to the difference between both frequency characteristics of the measurement object and the equivalent circuit. Since it is represented by a value (linear value), the measurer can easily understand the magnitude of the difference between the two characteristics.
測定対象物の周波数特性の各測定ポイントで測定された複素インピーダンスに基づいて上限値及び下限値を設定し、その範囲内に等価回路の複素インピーダンスが入る測定ポイントの数を算出し、その数と全ての測定ポイントの数との比を評価値とする場合、全体の内のどの程度の範囲で両特性がほぼ一致(近似)しているかが判るので、測定者は、素子定数の誤差の大きさを直感的に容易に理解することができる。 Set the upper and lower limits based on the complex impedance measured at each measurement point of the frequency characteristics of the measurement object, calculate the number of measurement points where the complex impedance of the equivalent circuit falls within the range, and calculate the number and When the ratio to the number of all measurement points is used as the evaluation value, it is possible to determine how much of the overall characteristics are in agreement (approximate) with each other. Can be understood intuitively and easily.
各測定ポイントで測定された測定対象物の複素インピーダンスに対し、予め設定された許容上限割合及び許容下限割合で上限値及び下限値を算出する場合、設定が容易であると共に、両特性の近似の度合いを的確に表すことができる。 When calculating the upper limit and lower limit with the preset allowable upper limit ratio and allowable lower limit ratio for the complex impedance of the measurement object measured at each measurement point, it is easy to set and approximates both characteristics. The degree can be expressed accurately.
複数の等価回路の中から評価値が最もよい等価回路を測定対象物の等価回路として選定する場合、測定者が判断することなく等価回路を自動的に選定することができる。 When selecting an equivalent circuit having the best evaluation value from among a plurality of equivalent circuits as the equivalent circuit of the measurement object, the equivalent circuit can be automatically selected without the judgment of the measurer.
表示部に、測定対象物の周波数特性のグラフ、等価回路の周波数特性のグラフ、評価値を表示させる場合、測定者は、両特性の近似の度合いを容易に理解することができる。 When displaying the graph of the frequency characteristic of the measurement object, the graph of the frequency characteristic of the equivalent circuit, and the evaluation value on the display unit, the measurer can easily understand the degree of approximation of both characteristics.
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, the scope of the present invention is not limited to these forms.
本発明を適用する等価回路解析装置1は、図1に機能的ブロックで示すように、測定部2、推定部3、素子定数変更部4、理論特性演算部5、評価値演算部6、及びタッチパネル10を備え、測定対象物(DUT)90の複素インピーダンスの周波数特性を測定して、その周波数特性から等価回路の各素子定数を推定部3が推定することが可能になっている。なお、同図に示す推定部3、理論特性演算部5、素子定数変更部4、及び評価値演算部6等は、一例として、本装置1の動作を統括的に制御する1つ又は複数のCPU(不図示)がメモリ(不図示)に予め記憶されたソフトウエアに従って動作して演算処理することで実現されている。また、等価回路解析装置1は、後述する図2、図8、図10、図11、図12、図14の各フローチャートに対応するプログラムがメモリに予め記憶されていて、各フローチャートに従って動作可能に構成されている。いずれのフローチャートに従って動作するかは、測定者のタッチパネル10の操作で選択が可能になっている。なお、測定部2として従来のインピーダンス測定装置を用い、その他の推定部3、素子定数変更部4、理論特性演算部5、評価値演算部6、及びタッチパネル10としてコンピュータ(例えばパーソナルコンピュータ)を用い、両者を組み合わせて本発明の等価回路解析装置1としてもよい。
An equivalent
タッチパネル10は、画像を表示可能な液晶パネルやCRTなどの表示装置と、タッチパッドなどの位置入力装置を組み合わせたもので、画像を表示可能であると共に、指や専用ペン等が画面に触れたときに、その触れた画面上の位置情報を出力するものである。タッチパネル10は、等価回路解析装置1の表示部及び操作部として用いられる。タッチパネル10に換えて、液晶パネル等の表示部と、キーボード等の操作部とを備えるようにしてもよい。
The
等価回路解析装置1の具体的な動作について図1〜図3を参照して説明する。ここで、図2に示すフローチャートは、本発明を適用する等価回路解析方法を示し、これに沿って等価回路解析装置1の動作を説明する。
A specific operation of the equivalent
測定ステップS1では、測定部2が、不図示の交流信号源からプローブ21a,21bを介して、周波数を開始周波数から終了周波数まで掃引させて測定用信号電圧を測定対象物(DUT)90に印加し、2端子法又は4端子法などの公知の測定方法で電圧と電流とを測定し、その電圧及び電流から、DUT90の複素インピーダンスの周波数特性を測定する。ここで測定部2は、開始周波数から終了周波数まで、周波数分解能ごとに順番に、番号i=1、2・・・,n(nは整数)の測定ポイント(サンプリングポイント)の周波数で測定を行い、複素インピーダンスDi(i=1〜n)を得る。測定部2は、DUT90の複素インピーダンスの周波数特性として、一例として複素インピーダンスの絶対値の周波数特性(以下、「インピーダンス周波数特性」ともいう)のグラフ31a、及び位相周波数特性のグラフ32aを、図3に例えば実線で示すように、タッチパネル10のグラフ表示領域11に表示させる。グラフ表示領域11に、インピーダンス周波数特性のグラフ31aを表示させるか、位相周波数特性のグラフ32aを表示させるか、又は両特性のグラフ31a,32aを表示させるかの切り替えは、測定者がタッチパネル10を操作することで、自由に切り換えることができる。同図では、グラフ31a,32aの両特性を表示させた例を表している。なお、タッチパネル10にグラフ表示させる複素インピーダンスの周波数特性の表現方法は、コンダクタンス(G)−サセプタンス(B)特性、実効抵抗(Rs)−リアクタンス(X)特性、動アドミタンス円、又は動インピーダンス円などのように、公知の種々の表現方法で表現させることができる。
In the measurement step S1, the
次に、推定ステップS2では、推定部3が、測定ステップS1で測定部2の測定したDUT90の複素インピーダンスの周波数特性に基づいて、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を推定する。等価回路を構成する電気素子は、抵抗(素子定数R)、コンデンサ(素子定数C)、コイル(素子定数L)である。等価回路は、抵抗、コンデンサ、コイルのうちの少なくとも2つを接続して構成する。等価回路に用いる電気素子の数は、特に限定がなく、同種の電気素子が複数用いられていてもよい。推定部3は、推定した各素子定数を素子定数変更部4、及び理論特性演算部5に出力する。
Next, in the estimation step S2, the
等価回路の例を、図4の等価回路a〜dに示す。主として、等価回路aはコイルや抵抗を測定する場合に用いられ、等価回路bは損失が大きなコイルを測定する場合に用いられ、等価回路cは高抵抗を測定する場合に用いられ、等価回路dはコンデンサを測定する場合に用いられる。図5に、等価回路a〜dのインピーダンス周波数特性Z及び位相周波数特性θの例を図示する。同図中には、後述する並列共振周波数ωp、直列共振周波数ωmの位置を示している。 Examples of equivalent circuits are shown in equivalent circuits a to d in FIG. The equivalent circuit a is mainly used when measuring a coil or resistance, the equivalent circuit b is used when measuring a coil with a large loss, the equivalent circuit c is used when measuring a high resistance, and the equivalent circuit d. Is used when measuring capacitors. FIG. 5 illustrates an example of the impedance frequency characteristic Z and the phase frequency characteristic θ of the equivalent circuits a to d. In the figure, positions of a parallel resonance frequency ωp and a series resonance frequency ωm described later are shown.
このように複数の等価回路を予め設定しておき、測定者がタッチパネル10を操作して、1つの等価回路を選択できるようにすることが好ましい。推定部3は、等価回路a〜dの各素子定数の推定が可能になっている。測定者は、タッチパネル10を操作して、測定ステップS1又は推定ステップS2の前に、用いる等価回路を予め選択しておく。
As described above, it is preferable that a plurality of equivalent circuits be set in advance so that the measurer can select one equivalent circuit by operating the
推定部3が各素子定数を推定する例として、等価回路aが選択されている場合について説明する。等価回路aのときには、推定部3は、測定部2の測定データから各測定ポイントにおける複素インピーダンスの実効抵抗(レジスタンス)Rsを算出し、その実効抵抗Rsから各素子定数を推定する。なお、複素インピーダンスを、実効抵抗Rs及びリアクタンスXで表現できることは周知な事項であるのでその算出法等について説明は省略する。測定部2によって、図6のグラフ25に示す実効抵抗Rsの周波数特性が測定された場合、推定部3は、先ず、グラフ25(測定データ)の中の極大値Pを求める。この極大値Pのときの周波数が、並列共振周波数ωpである。次に、推定部3は、グラフ25が、極大値Pの1/2になる2つの周波数(象限周波数)ω1,ω2を求める。次に、推定部3は、共振の鋭さQを次式で算出する。
Q=ωp/(ω2−ω1)
As an example in which the
Q = ωp / (ω 2 −ω 1 )
次に、推定部3は、等価回路aのコンデンサの素子定数Cを次式で算出する。
C=Q/(ωp×P)
Next, the
C = Q / (ωp × P)
次に、推定部3は、等価回路aのコイルの素子定数Lを次式で算出する。
L=(2×Q2)/(ωp2×C×(2×Q2−1))
Next, the
L = (2 × Q 2 ) / (ωp 2 × C × (2 × Q 2 −1))
次に、推定部3は、等価回路aの抵抗の素子定数Rを次式で算出する。
R=L/(C×P)
Next, the
R = L / (C × P)
以上で、等価回路aの各素子定数の推定が終了する。 Thus, the estimation of each element constant of the equivalent circuit “a” is completed.
また、等価回路dのように直列共振回路の場合には、推定部3は、測定部2の測定データから各周波数における複素アドミタンス(複素インピーダンスの別の表現方法)のコンダクタンスGを算出し、そのコンダクタンスGから各素子定数を推定する。なお、複素アドミタンスを、コンダクタンスG及びサセプタンスBで表現できることは周知な事項であるのでその算出法等について説明は省略する。測定部2によって、図7のグラフ26に示すコンダクタンスGの周波数特性が測定された場合、推定部3は、先ず、グラフ26(測定データ)の中の極大値Mを求める。この極大値Mのときの周波数が、直列共振周波数ωmである。次に、推定部3は、グラフ26が、極大値Mの1/2になる2つの周波数(象限周波数)ω1,ω2を求める。次に、推定部3は、共振の鋭さQを次式で算出する。
Q=ωm/(ω2−ω1)
In the case of a series resonant circuit such as the equivalent circuit d, the
Q = ωm / (ω 2 −ω 1 )
次に、推定部3は、等価回路dのコイルの素子定数Lを次式で算出する。
L=Q/(ωm×M)
Next, the
L = Q / (ωm × M)
次に、推定部3は、等価回路dのコンデンサの素子定数Cを次式で算出する。
C=(2×Q2)/(ωm2×L×(2×Q2−1))
Next, the
C = (2 × Q 2 ) / (ωm 2 × L × (2 × Q 2 −1))
次に、推定部3は、等価回路dの抵抗の素子定数Rを次式で算出する。
R=(L×M)/C
Next, the
R = (L × M) / C
以上で、等価回路dの各素子定数の推定が終了する。 This completes the estimation of each element constant of the equivalent circuit d.
他の等価回路の場合であっても、並列共振周波数ωp、直列共振周波数ωm、2つの象限周波数ω1,ω2、共振の鋭さQに基づいて、R,C,Lの各素子定数を推定することができる。なお、公知の他の推定方法で等価回路の各素子定数を推定してもよい。 Even in the case of other equivalent circuits, the R, C, and L element constants are estimated based on the parallel resonance frequency ωp, the series resonance frequency ωm, the two quadrant frequencies ω 1 and ω 2 , and the sharpness Q of the resonance. can do. Note that each element constant of the equivalent circuit may be estimated by another known estimation method.
推定部3は、推定した各素子定数を素子定数変更部4、及び理論特性演算部5に出力する。素子定数変更部4は、各素子定数を個々に変更設定する操作を可能にするためのものであり、図3に示すように、等価回路に用いられている電気素子の数に対応させた各素子定数R,C,Lをタッチパネル10の素子定数表示領域12a,12b,12cに表示させると共に、素子定数設定操作用の増減ボタン14a,14b,14cをタッチパネル10に表示させて、各素子定数R,C,Lを変更する操作を可能にする。なお、増減ボタン14a〜14cに換えて、回転により値を増減させるジョグダイヤルのような回転ダイヤルを表示させてもよい。このように、一回の操作で値を増加又は減少させて変更できる素子定数変更部4の他に、二回以上の操作で値を変更できる例えばテン(10)キーと確定キーとを有するキーボードを、素子定数を変更するために表示させたり備えたりしてもよい。なお、素子定数を変更する機能の必要が無い場合には、素子定数変更部4を設けずに、素子定数を表示させるだけでよい。
The estimating
次に、理論特性演算ステップS3では、理論特性演算部5が、推定ステップS2で推定部3が推定した各素子定数で、等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する。ここで、等価回路の理論的な複素インピーダンスとは、抵抗の複素インピーダンスがR、コンデンサの複素インピーダンスが1/(jωC)、コイルの複素インピーダンスがjωLであるので、これらを等価回路の接続に対応させて合成したものである。複素インピーダンスの合成については、周知な事項であるので説明は省略する。なお、計算にはアドミタンスを用いてもよいし、複素インピーダンスと位相から算出できる他のパラメータを用いてもよい。理論特性演算部5は、タッチパネル10に表示させるグラフに適した形式で演算を行う。
Next, in the theoretical characteristic calculation step S3, the theoretical
理論特性演算部5が演算を行う周波数は、測定部2の測定した1〜nの測定ポイントに合わせた周波数で演算する。つまり、理論特性演算部5は、合成した等価回路の複素インピーダンスに、周波数を開始周波数から終了周波数まで番号1〜nの測定ポイントに合わせて可変させて演算して、等価回路の理論的な複素インピーダンスSi(i=1〜n)(例えばインピーダンス周波数特性、及び位相周波数特性)を算出する。
The frequency at which the theoretical
また、理論特性演算部5は、図3に例えば破線で示すように、算出した等価回路の複素インピーダンスの周波数特性のグラフである、インピーダンス周波数特性のグラフ31b、及び位相周波数特性のグラフ32bを、DUT90の測定結果のグラフ31a,32aと区別可能に線種や色を変えて、かつ縦軸及び横軸を合わせて重なり合うように、タッチパネル10のグラフ表示領域11に表示させる。
Further, as shown in FIG. 3 by, for example, a broken line, the theoretical
次に、測定部2の測定したDUT90の複素インピーダンスの周波数特性と、理論特性演算部5の算出した等価回路の複素インピーダンスの周波数特性との近似の度合いを示す評価値を算出する。
Next, an evaluation value indicating the degree of approximation between the frequency characteristic of the complex impedance of the
具体的には、残差2乗平均演算ステップS4では、評価値演算部6が、下記の式(1)で残差2乗平均Eを演算する。
Specifically, in the residual mean square calculation step S4, the evaluation
評価値演算部6は、タッチパネル10に表示させているグラフの種類のそれぞれに対応させて、式(1)の演算を行うことが好ましい。この例では、図3に示すように、タッチパネル10に、インピーダンス周波数特性のグラフ31a,31b、及び位相周波数特性のグラフ32a,32bの2種類のグラフを表示させているので、インピーダンス周波数特性、及び位相周波数特性の各々で、式(1)の演算を行う。従って、残差2乗平均演算ステップS4で、インピーダンス周波数特性の残差2乗平均EZ、及び位相周波数特性の残差2乗平均Eθを算出する。なお、いずれか一方の残差2乗平均だけを算出するようにしてもよい。タッチパネル10に一方の種類のグラフだけを表示させている場合には、そのグラフの残差2乗平均を算出する。
The evaluation
残差2乗平均演算ステップS4で算出した残差2乗平均E(EZ、Eθ)を、評価値としてそのまま用いてもよいが、次の残差演算ステップS5で、評価値演算部6が残差2乗平均Eの平方根である残差Xを算出して、この残差Xを評価値としてもよい。評価値として、残差2乗平均Eよりも残差Xを用いたほうが、グラフの差に比例する値となるので、測定者にとって直感的に理解しやすい数値になり好ましい。
The residual mean square E (E Z , E θ ) calculated in the residual mean square calculation step S4 may be used as it is as an evaluation value, but in the next residual calculation step S5, the evaluation
この例では、残差演算ステップS5で、評価値演算部6が、インピーダンス周波数特性の残差2乗平均の平方根である残差XZ、及び位相周波数特性の残差2乗平均の平方根である残差Xθを各々評価値として算出する。
In this example, in the residual calculation step S5, the evaluation
なお、評価値として残差2乗平均Eを用いた場合、残差2乗平均演算ステップS4が本発明における評価値演算ステップに相当し、評価値として残差Xを用いた場合、残差2乗平均演算ステップS4及び残差演算ステップS5が、本発明における評価値演算ステップに相当する。 When the residual mean square E is used as the evaluation value, the residual mean square calculation step S4 corresponds to the evaluation value calculation step in the present invention. When the residual X is used as the evaluation value, the residual 2 The multiplying average calculation step S4 and the residual calculation step S5 correspond to the evaluation value calculation step in the present invention.
次に、評価値表示ステップS6では、評価値演算部6が、評価値をタッチパネル10に表示させる。この例では、ステップS5で算出した残差(評価値)XZ、Xθを、図3に示すように、タッチパネル10のグラフ表示領域11に、評価値表示33のように数値で表示させる。なお、評価値表示33は、見やすい位置であれば、素子定数表示領域12aの上側や増減ボタン14cの下側等のように、いずれの場所に表示させてもよい。
Next, in the evaluation value display step S <b> 6, the evaluation
続いて、素子定数変更設定ステップS7では、タッチパネル10の増減ボタン14a〜14bが操作されたときに、素子定数変更部4が、変更された素子定数をタッチパネル10に表示させると共に、変更された素子定数を理論特性演算部5に出力して、理論特性演算ステップS3に戻る。これにより、理論特性演算ステップS3で、論理特性演算部5が、素子定数変更部4により変更された後の各素子定数で等価回路の周波数特性を演算して、グラフ31b,32bを再描画する。続いて、残差2乗平均演算ステップS4、残差演算ステップS5、評価値表示ステップS6の処理を行い、変更された素子定数における評価値XZ、Xθを再演算し、評価値表示33をタッチパネル10に表示する。タッチパネル10の増減ボタン14a〜14bが操作されるたびに、ステップS7,S3〜S6を繰り返し行う。
Subsequently, in the element constant change setting step S7, when the increase /
このように、評価値表示33をタッチパネル10に表示することで、測定者は、等価回路とDUT90との近似度合を数値で判断することができる。また、増減ボタン14a〜14cが操作されるたびに、等価回路の周波数特性及び評価値が再演算されて再表示されるため、素子定数の調整を迅速に行うことができる。なお、タッチパネル10に評価値表示33を表示させた方が、周波数特性のグラフ31a〜32bと共に評価値表示33を測定者が同時に確認することができるため好ましいが、タッチパネル10に評価値表示33を表示させずに、又は表示と共に、等価回路解析装置1の外部インタフェース回路(図示せず)から装置外部に評価値を出力させてもよい。例えば、この外部インタフェースにコンピュータを接続し、このコンピュータで評価値が所定範囲に入っているか否かを判別させるようにしてもよい。また、ここまではインピーダンス周波数特性Zや位相周波数特性θから残差2乗平均や残差を評価値として求めたが、Zやθから求められる他のパラメータを評価値として用いてもよい。
In this way, by displaying the
次に、本発明を適用する他の等価回路解析方法について、図8のフローチャートに沿って説明する。なお、既に説明したステップ(工程)と同様のステップについては同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, another equivalent circuit analysis method to which the present invention is applied will be described with reference to the flowchart of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the step similar to the already demonstrated step (process), and detailed description is abbreviate | omitted.
図8のフローチャートで示す等価回路解析方法は、前述した図2のフローチャートで示した解析方法を改良したものである。例えば図9に拡大図で示すように、DUT90のインピーダンス周波数特性のグラフ31a、及び等価回路のインピーダンス周波数特性のグラフ31bは、極大値P(極値)付近以外では殆どグラフが一致していたとしても、極大値P付近で両特性の差が大きくなる場合がある。これは、等価回路の素子定数が充分にDUT90を近似できていて誤差の少ないものであったとしても、極大値P付近ではグラフの傾きが非常に大きくなるため、素子定数の無視できる程度の僅かな違いにより、極大値P付近で両特性に大きな差が生じることがあるためである。同様に、極小値(極値)付近においても両特性に差が生じてしまうことがある。そのため、図2のフローチャートで説明した解析方法では、素子定数の誤差が小さくても、極値付近の差の影響で、評価値が悪化する(大きくなる)ことがあるという課題がある。このような課題を解決するために、図8のフローチャートでは、極値付近の差の影響を排除するようにして評価値を演算している。
The equivalent circuit analysis method shown in the flowchart of FIG. 8 is an improvement of the analysis method shown in the flowchart of FIG. For example, as shown in an enlarged view in FIG. 9, it is assumed that the impedance frequency
同図のフローチャートでは、既に説明した測定ステップS1、推定ステップS2、理論特性演算ステップS3、残差2乗平均演算ステップS4と同様にこの順で処理を行い、DUT90の複素インピーダンスの周波数特性と等価回路の複素インピーダンスの周波数特性との残差2乗平均Eを算出する。
In the flowchart shown in the figure, the processing is performed in this order in the same manner as the measurement step S1, the estimation step S2, the theoretical characteristic calculation step S3, and the residual mean square calculation step S4 already described, and is equivalent to the frequency characteristic of the complex impedance of the
続いて、極値選択ステップS11では、評価値演算部6が、DUT90の複素インピーダンスDi(i=1〜n)の中から極大値や極小値といった極値Dpeakを選択する。ここで、peakは、極値となる測定ポイントのiを示す。特性中に極大値があるか極小値があるかということを、等価回路モデルの種類a〜dに基づいて判別してもよい。また、例えば極値Dpeak1,極値Dpeak2・・・のように極値Dpeakが複数あってもよい。また、極値Dpeakとして、推定ステップS2で求めた極大値P,Mを用いてもよい。
Subsequently, in the extreme value selection step S <b> 11, the evaluation
次に、除外ポイント抽出ステップS12では、評価値演算部6が、極値Dpeakの測定ポイントを中心として、下記の式(2)
具体的には、例えば、評価値演算部6は、図10に示すフローチャートに従って動作して除外ポイント抽出ステップS12を実行する。先ず、評価値演算部6は、ステップS41で、極値の測定ポイント(i=peak)における式(2)を演算する。式(2)の関係を満たすときは、ステップS42に進み、除外する測定ポイントはないと判別して除外ポイント抽出ステップS12を終了する。
Specifically, for example, the
ステップS41で式(2)の関係を満たさないときは、ステップS43に進み、変数jnに初期値1に設定する。次に、評価値演算部6は、ステップS44、S45のループで、式(2)のiをpeak−jnとし、jnを1ずつ増加させ、式(2)の関係が満たされるまで演算する。これにより、peakより小さい側で式(2)の関係を満たさない測定ポイントの範囲peak−jn+1が求められる。ステップS44の関係を満たしたときに、ステップS46に進み、変数jpに初期値1に設定する。次に、評価値演算部6は、ステップS47、S48のループで、式(2)のiをpeak+jpとし、jnを1ずつ増加させ、式(2)の関係が満たされるまで演算する。これにより、peakより大きい側で式(2)の関係を満たさない測定ポイントの範囲peak+jp−1が求められる。評価値演算部6は、ステップS49で、peak−jn+1〜peak+jp−1を、除外する測定ポイントの範囲に設定して、除外ポイント抽出ステップS12を終了する。
When the relationship of the formula (2) is not satisfied in step S41, the process proceeds to step S43, and the
極値Dpeakが複数ある場合には、上記の演算を各極値Dpeak1、Dpeak2・・・について行う。 When there are a plurality of extreme values Dpeak, the above calculation is performed for each extreme value Dpeak1, Dpeak2,.
なお、評価値演算部6は、図11に示すフローチャートに従って動作して除外ポイント抽出ステップS12を実行してもよい。この例では、図10のフローチャートで得られる除外する測定ポイントの範囲よりも、得られる範囲が広くなる場合があるが、必要な変数の数が1つでよく、演算量も少なくて済むという特徴がある。具体的には、評価値演算部6は、ステップS51で変数jを初期値0に設定し、ステップS53で極値の測定ポイントであるi=peakのときの式(2)を演算する。式(2)の関係を満たすときは、評価値演算部6は、ステップS54に進み、除外する測定ポイントはないと判別して除外ポイント抽出ステップS12を終了する。
The evaluation
ステップS53で式(2)の関係を満たさないときは、評価値演算部6は、ステップS55、S52、S56のループで、式(2)のiをpeak−jとし、jを1ずつ増加させ、式(2)の関係が満たされるまで演算する。ステップS56の関係を満たしたときに、ステップS57に進む。評価値演算部6は、ステップS57で、先の演算に用いていた変数jを用いて式(2)のiをpeak+jとして演算し、式(2)の関係を満たすか否かを判別する。ステップS57の関係を満たさないときに、評価値演算部6は、S55、S52、S56、S57のループで、jを1ずつ増加させ、式(2)の関係が満たされるまで演算する。ステップS57の関係を満たしたときに、評価値演算部6は、ステップS58に進む。このように処理することで、peakよりも小さい側で式(2)の関係を満たさない測定ポイントの範囲と、peakよりも大きい側で式(2)の関係を満たさない測定ポイントの範囲とのうちで、広い方の範囲に対応するjの値が求められる。評価値演算部6は、ステップS58で、peak−j+1〜peak+j−1を、除外する測定ポイントの範囲に設定して、除外ポイント抽出ステップS12を終了する。このように求めることで、少なくとも式(2)の関係を満たさない範囲が抽出される。また、このように求めても、例えば図9に示すように、グラフの形状は極値の前後で概ね対称形になるので、図10のフローチャートで求める範囲と大きく異ならない。
When the relationship of Expression (2) is not satisfied in Step S53, the evaluation
また、除外ポイント抽出ステップS12を行う方法については、図10、図11のフローチャートの以外の方法で行ってもよい。例えば、評価値演算部6が、極値が式(2)の関係を満たさないときに極値の前後各100個(所定個数)の測定ポイントの範囲を除外するというように、極値の前後の一定の範囲を所定範囲として、式(1)の演算から除外するようにしてもよい。また、極値が式(2)の関係を満たすか満たさないかに関係なく、例えば極値の前後各100個(所定個数)の測定ポイントの中で、式(2)の関係を満たさない測定ポイントの範囲を所定範囲として除外するようにしてもよい。
Further, the method of performing the exclusion point extraction step S12 may be performed by a method other than the flowcharts of FIGS. For example, the evaluation
次に、図8のフローチャートに戻って説明すると、除外演算ステップS13では、評価値演算部6が、除外ポイント抽出ステップS12で抽出した測定ポイントを、演算対象から除外して式(1)を再演算して、再演算した残差2乗平均Eを評価値として算出する。例えば、iがpeak−A〜peak+Bの測定ポイントを演算対象から除外する場合、これら(A+B+1)個の測定ポイントが無いものとして、式(1)を演算する。演算対象の測定ポイントの数が減るので、式(1)中のnは、除外した測定ポイントの数を減算して、n−(B+A+1)となる。なお、残差2乗平均演算ステップS4、極値選択ステップS11、除外ポイント抽出ステップS12、及び除外演算ステップS13が本発明における評価値演算ステップに相当する。
Next, returning to the flowchart of FIG. 8, in the exclusion calculation step S13, the evaluation
次に、評価値表示ステップS6で、評価値演算部6が、除外演算ステップS13で再演算した残差2乗平均Eを評価値としてタッチパネル10に表示する。なお、図2のフローチャートの残差演算ステップS5で説明したように、評価値演算部6が残差2乗平均Eの平方根である残差Xを算出して、この残差Xを評価値として表示させてもよい。
Next, in the evaluation value display step S6, the evaluation
素子定数変更設定ステップS7で素子定数が変更されると、理論特性演算ステップS3に戻り、ステップS4〜S14を実行し、変更された素子定数で評価値を算出して、再表示する。 When the element constant is changed in the element constant change setting step S7, the process returns to the theoretical characteristic calculation step S3, steps S4 to S14 are executed, the evaluation value is calculated with the changed element constant, and redisplayed.
このように、所定条件のときに極値付近の所定範囲の測定ポイントを除外して残差2乗平均を算出することで、評価値が、素子定数の誤差の大きさを一層的確に表した値となる。 In this way, by calculating the residual mean square by excluding the measurement points in the predetermined range near the extreme value under the predetermined condition, the evaluation value more accurately represents the magnitude of the error of the element constant. Value.
次に、本発明を適用するさらに他の等価回路解析方法について、図12のフローチャートに沿って説明する。 Next, still another equivalent circuit analysis method to which the present invention is applied will be described with reference to the flowchart of FIG.
同図に示す解析方法は、評価値演算部6が、DUT90の周波数特性の各測定ポイントで測定された複素インピーダンスに基づき、各測定ポイントに対応させて上限値及び下限値を設定し、各測定ポイントにおける等価回路の複素インピーダンスが対応する上限値及び下限値の範囲内にあるか否かを判別し、その範囲内にある測定ポイントの数と全ての測定ポイントの数との比を評価値として演算する方法である。この場合、評価値演算部6が、各測定ポイントで測定されたDUT90の複素インピーダンスに対し、予め設定された許容上限割合及び許容下限割合で上限値及び下限値を演算することが好ましい。
In the analysis method shown in the figure, the evaluation
具体的に説明すると、同図のフローチャートでは、既に説明した測定ステップS1、推定ステップS2、理論特性演算ステップS3と同様にこの順で処理して、DUT90の複素インピーダンスの周波数特性と等価回路の複素インピーダンスの周波数特性を得る。
More specifically, in the flowchart shown in the figure, the frequency characteristics of the complex impedance of the
次に、上下限値演算ステップS21では、評価値演算部6が、DUT90の周波数特性の測定ポイント1〜nで測定された各々の複素インピーダンスDiに対し、予め設定された許容上限割合及び許容下限割合で、各測定ポイント1〜nにおける上限値及び下限値を算出する。許容上限割合及び許容下限割合は、予め不図示のメモリに記憶されている値であってもよいし、測定者によってタッチパネル10が操作されて任意の値に予め設定された値であってもよい。一例を示すと、許容上限割合が+Y%(例えば+2%)、許容下限割合が−Y%(例えば−2%)のように設定される。評価値演算部6は、各測定ポイントにおいて、上限値としてDUT90の複素インピーダンスDiに対する+Y%の値を算出し、下限値としてDUT90の複素インピーダンスDiに対する−Y%の値を算出する。上限割合と下限割合とが異なっていてもよい。
Next, in the upper and lower limit value calculation step S21, the evaluation
なお、グラフをデシベル表示で表示しているような場合には、上限割合及び下限割合を+Y dB(例えば+3dB)、−Y dB(例えば−3dB)のようにデシベル値(比の対数)で設定するようにしてもよい。また、極大値に対する上限幅割合(例えばY%)の値(上限幅)を算出し、各測定ポイントの複素インピーダンスDiに上限幅を一律に加算して上限値とし、極値に対する下限幅割合(例えばY%)の値(下限幅)を算出し、各測定ポイントの複素インピーダンスDiから下限幅を一律に減算して下限値としてもよい。 When the graph is displayed in a decibel display, the upper limit ratio and the lower limit ratio are set as decibel values (logarithm of ratio) such as + Y dB (for example, +3 dB) and −Y dB (for example, −3 dB). You may make it do. Moreover, the value (upper limit width) of the upper limit width ratio (for example, Y%) with respect to the maximum value is calculated, and the upper limit width is uniformly added to the complex impedance Di of each measurement point to obtain the upper limit value. For example, a value (lower limit width) of Y%) may be calculated, and the lower limit width may be uniformly subtracted from the complex impedance Di of each measurement point to obtain the lower limit value.
評価値演算部6は、算出した各測定ポイントにおける上限値及び下限値を、図13に拡大図で示すように、タッチパネル10にグラフで表示させてもよい。同図は、DUT90のインピーダンス周波数特性のグラフ31a、等価回路のグラフ31bと共に、上限値のグラフ35U、下限値のグラフ35Lを表示させた例である。グラフ31a,31b,35U,35Lは、例えばグラフ31aの一部を拡大して図の右上丸枠内に模式的に示すように、各々、測定ポイントにおける値を線で繋いで表示させている。
The evaluation
次に、図12の比較ステップS22では、評価値演算部6が、各測定ポイントにおいて、下限値から上限値までの範囲内に等価回路の複素インピーダンスSiが入るか否かを比較して、その範囲内に入った測定ポイントの数hを算出する。図13では、等価回路の複素インピーダンスSiのグラフ31bが上限値35U及び下限値35Lの範囲内に入る領域を「範囲内」で示し、上限値及び下限値の範囲外となる領域を「範囲外」で示している。
Next, in comparison step S22 of FIG. 12, the evaluation
続いて、比率演算ステップS23では、評価値演算部6が、比較ステップS22で算出した測定ポイントの数hと、全ての測定ポイントの数nとの比(h/n)を評価値として算出する。その比は、分数で表してもよいし、小数で表してもよいし、百分率(パーセント)で表してもよい。この解析方法では、DUT90と等価回路との両特性が近似(一致)するほど、評価値が大きくなる。なお、上下限値演算ステップS21、比較ステップS22、及び比率演算ステップS23が本発明における評価値演算ステップに相当する。
Subsequently, in the ratio calculation step S23, the evaluation
次に、評価値表示ステップS6で、評価値演算部6が、比率演算ステップS23で算出した評価値を、タッチパネル10に表示させる。素子定数変更設定ステップS7で素子定数が変更されたときには、ステップS3に戻り、前述の説明と同様に、変更された素子定数で評価値を再度演算して表示する。
Next, in the evaluation value display step S6, the evaluation
この解析方法では、評価値が、全体の内のどの程度の範囲で両特性がほぼ一致しているか示しているので、測定者が両特性の一致の度合いを直感的に理解することができる。 In this analysis method, the evaluation value indicates to what extent the two characteristics are almost the same in the whole, so that the measurer can intuitively understand the degree of coincidence between the two characteristics.
なお、図2、図8、図12のフローチャートにおいて、素子定数を変更設定する機能の必要性が無い場合には、素子定数変更設定ステップS7を設けずに、評価値表示ステップS6で各フローチャートを終了するようにしてもよい。 2, 8, and 12, when there is no need for a function for changing and setting the element constant, each element is changed in the evaluation value display step S <b> 6 without providing the element constant change setting step S <b> 7. You may make it complete | finish.
次に、本発明を適用するさらに他の等価回路解析方法について、図14のフローチャートに沿って説明する。この解析方法は、既に説明した評価値を用いて、複数の等価回路の中からDUT90を表すのに最も適した等価回路を選択する方法である。
Next, still another equivalent circuit analysis method to which the present invention is applied will be described with reference to the flowchart of FIG. This analysis method is a method of selecting an equivalent circuit most suitable for representing the
具体的に説明すると、同図の測定ステップS1でDUT90の複素インピーダンスの周波数特性を測定する。続いて、推定ステップS31で、推定部3が、測定ステップS1で測定された周波数特性に対して、例えば図4の等価回路a〜dに示すような予め設定されている複数の等価回路の各素子定数を各々推定する。
More specifically, the frequency characteristic of the complex impedance of the
次に、理論特性演算ステップS32では、理論特性演算部5が、推定ステップS31で推定した複数の等価回路の各素子定数を用いて、複数の等価回路の複素インピーダンスの周波数特性を各々算出する。続いて、評価値演算ステップS33では、評価値演算部6が、複数の等価回路のそれぞれの評価値を算出する。評価値は、図2、図8、図12のフローチャートに示したいずれの方法で算出してもよい。
Next, in the theoretical characteristic calculation step S32, the theoretical
最後に、等価回路選定ステップS34で、評価値演算部6が、最も評価値のよい等価回路を選定する。また、選定結果をタッチパネル10に表示する。
Finally, in the equivalent circuit selection step S34, the evaluation
図14のように処理することで、複数の等価回路の中から最もDUT90に適した等価回路を自動的に選定することができる。DUT90の周波数特性のグラフ、及び複数の等価回路の周波数特性のグラフをタッチパネル10に表示させるようにしてもよい。同図のように処理して等価回路を選定した後に、図2、図8、又は図12のフローチャートに示した解析方法をさらに実行して、素子定数をより誤差の無いものに測定者が調整するようにしてもよい。
By performing processing as shown in FIG. 14, an equivalent circuit most suitable for the
1は等価回路解析装置、2は測定部、3は推定部、4は素子定数変更部、5は理論特性演算部、6は評価値演算部、10はタッチパネル、11はグラフ表示領域、12・12a・12b・12cは素子定数表示領域、14・14a・14b・14cは増減ボタン(設定操作用ボタン)、21a・21bはプローブ、25は実効抵抗Rsの周波数特性のグラフ(データ)、26はコンダクタンスGの周波数特性のグラフ(データ)、31aは測定部2の測定した複素インピーダンスの絶対値の周波数特性のグラフ、31bは理論特性演算部5が演算した等価回路の理論的な複素インピーダンスの絶対値の周波数特性のグラフ、32aは測定部2の測定した複素インピーダンスの位相周波数特性のグラフ、32bは理論特性演算部5が演算した等価回路の理論的な複素インピーダンスの位相周波数特性のグラフ、33は評価値表示、35Uは上限値のグラフ、35Lは下限値のグラフ、90は測定対象物、a・b・c・dは等価回路、Cはコンデンサの素子定数、Lはコイルの素子定数、Rは抵抗の素子定数、Rsは実効抵抗、Gはコンダクタンス、P・Mは極大値、Zはインピーダンス周波数特性、θは位相周波数特性、ω1,ω2は象限周波数、ωpは並列共振周波数、ωmは直列共振周波数である。
1 is an equivalent circuit analyzer, 2 is a measurement unit, 3 is an estimation unit, 4 is an element constant changing unit, 5 is a theoretical characteristic calculation unit, 6 is an evaluation value calculation unit, 10 is a touch panel, 11 is a graph display area, 12a, 12b, and 12c are element constant display areas; 14, 14a, 14b, and 14c are increase / decrease buttons (setting operation buttons); 21a and 21b are probes; 25 is a graph (data) of frequency characteristics of the effective resistance Rs; Graph (data) of the frequency characteristic of conductance G, 31a is a graph of frequency characteristic of the absolute value of the complex impedance measured by the
Claims (12)
該測定部の測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を推定する推定部と、
該等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算部と、
該測定部の測定した該測定対象物の周波数特性と該理論特性演算部の算出した該等価回路の周波数特性との近似の度合いを示す評価値を、下記の式(1)
によって残差2乗平均を評価値として算出する評価値演算部とを備え、
該評価値演算部が、全ての該測定ポイントで式(1)を演算し、極値の該測定ポイントを中心として下記の式(2)
Based on the frequency characteristics of the measurement object measured by the measurement unit, an estimation unit that estimates each element constant of a predetermined equivalent circuit combining a plurality of electrical elements;
A theoretical characteristic calculator that calculates the frequency characteristic of the theoretical complex impedance of the equivalent circuit;
An evaluation value indicating the degree of approximation between the frequency characteristic of the measurement object measured by the measurement unit and the frequency characteristic of the equivalent circuit calculated by the theoretical characteristic calculation unit is expressed by the following equation (1).
And an evaluation value calculation unit that calculates a residual mean square as an evaluation value.
The evaluation value calculation unit calculates the expression (1) at all the measurement points, and the following expression (2) around the measurement point of the extreme value.
該測定ステップで測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を推定する推定ステップと、
該等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算ステップと、
測定ステップで測定した該測定対象物の周波数特性と該理論特性演算ステップで演算した該等価回路の周波数特性との近似の度合いを示す評価値を、下記の式(1)
によって残差2乗平均を評価値として算出する評価値演算ステップとを備え、
該評価値演算ステップで、全ての該測定ポイントで式(1)を演算し、極値の該測定ポイントを中心として下記の式(2)
An estimation step for estimating each element constant of a predetermined equivalent circuit obtained by combining a plurality of electric elements based on the frequency characteristics of the measurement object measured in the measurement step;
A theoretical characteristic calculation step for calculating a frequency characteristic of a theoretical complex impedance of the equivalent circuit;
An evaluation value indicating the degree of approximation between the frequency characteristic of the measurement object measured in the measurement step and the frequency characteristic of the equivalent circuit calculated in the theoretical characteristic calculation step is expressed by the following equation (1).
And an evaluation value calculation step for calculating a residual mean square as an evaluation value.
In the evaluation value calculation step, the equation (1) is calculated at all the measurement points, and the following equation (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011161833A JP5934479B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011161833A JP5934479B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013024793A JP2013024793A (en) | 2013-02-04 |
JP5934479B2 true JP5934479B2 (en) | 2016-06-15 |
Family
ID=47783294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011161833A Active JP5934479B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5934479B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015105928A (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 新電元工業株式会社 | Impedance measuring device and impedance measuring method |
JP2015117971A (en) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 新電元工業株式会社 | Device and method for measuring impedance |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6117962A (en) * | 1984-07-05 | 1986-01-25 | Nec Corp | Frequency characteristic selecting device |
JP4153745B2 (en) * | 2002-07-30 | 2008-09-24 | 株式会社エヌエフ回路設計ブロック | Impedance parameter estimation device |
JP2005062045A (en) * | 2003-08-15 | 2005-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Constant measuring apparatus of common mode equivalent circuit, and constant measuring method of common mode equivalent circuit |
JP5121757B2 (en) * | 2009-03-02 | 2013-01-16 | 太陽誘電株式会社 | Circuit constant analysis method and circuit simulation method for equivalent circuit model of multilayer chip inductor |
JP5362421B2 (en) * | 2009-04-17 | 2013-12-11 | 株式会社エヌエフ回路設計ブロック | Equivalent circuit element constant estimation method, apparatus and equivalent circuit element constant estimation program, characteristic measurement method, apparatus and characteristic measurement program |
-
2011
- 2011-07-25 JP JP2011161833A patent/JP5934479B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013024793A (en) | 2013-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7383140B2 (en) | Capacitance, inductance and impedance measurements using multi-tone stimulation and DSP algorithms | |
JP2013093027A5 (en) | ||
US11163272B2 (en) | Servo parameter adjustment device and servo parameter adjustment method | |
JP5934479B2 (en) | Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method | |
JP5797038B2 (en) | Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method | |
JP6756603B2 (en) | Power system state estimation device and state estimation method | |
JP5362421B2 (en) | Equivalent circuit element constant estimation method, apparatus and equivalent circuit element constant estimation program, characteristic measurement method, apparatus and characteristic measurement program | |
JP5797055B2 (en) | Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method | |
JP5797056B2 (en) | Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method | |
JP5836053B2 (en) | measuring device | |
JP5912884B2 (en) | Equivalent circuit analysis apparatus and equivalent circuit analysis method | |
WO2021212717A1 (en) | Audio data analysis method, electronic device, and storage medium | |
JP6091105B2 (en) | Physical quantity measuring apparatus and physical quantity measuring method | |
CN108169544B (en) | Voltage sag display method and device | |
JP2013088392A (en) | Measuring apparatus | |
JP6636368B2 (en) | Impedance measuring device | |
TWI832693B (en) | Data processing control device, inspection device, data processing control method and data processing control program | |
CN103610473B (en) | Ultrasonic image adaptive positioning measuring method and device | |
CN112067935B (en) | Method and device for measuring non-disconnection parameters of core device of converter valve anode reactor | |
JP6449087B2 (en) | Measuring quantity judgment device | |
JP2013117482A (en) | Apparatus and method for inspecting electronic circuits, and apparatus and method for inspecting circuit boards | |
JP5985420B2 (en) | Ground resistance meter and method for measuring ground resistance | |
US10908197B2 (en) | Measurement device and configuration method | |
JP6821458B2 (en) | Inspection data creation device and inspection data creation method | |
JP5766551B2 (en) | Equivalent circuit parameter measuring apparatus and equivalent circuit parameter measuring method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20140312 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140609 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150407 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150728 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150904 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151201 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160204 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20160308 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5934479 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |