JPH03183967A - 電圧印加電流測定装置及び電流印加電圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えばＩＣテスタの直流試験に適用され、負
荷に電圧を印加して負荷に流れる電流を測定し、又は負
荷に電流を印加して負荷の電圧を測定する装置、特に負
荷に流れる過電流や負荷に印加される過電圧を制限する
ようにした測定装置に関する。

「従来の技術」 第３図に従来の電圧印加電流測定装置を示す。

電圧設定値が電圧設定用ＤＡ変換器１１に与えられると
、電圧設定用ＤＡ変換器１１からその電圧設定値がアナ
ログ電圧に変換されて出力され、そのアナログ電圧は抵
抗器１２を通して主増幅器１３の反転入力端へ供給され
、主増幅器１３の非反転入力端は接地され、出力端は電
流検出用抵抗器１４を通じて出力端子１５に接続され、
出力端子１５は負荷１６を通して接地される共に、バッ
ファ回路１７を通して主増幅器１３の非反転入力端に接
続される。出力端子１５の電圧ｖ０がＤＡ変換器１１よ
りの設定電圧と等しくなるように動作し、設定電圧が負
荷１６に印加される。電流検出用抵抗器１４の両端間の
電圧が差動増幅器１８で取出され、その差動増幅器１８
より負荷１６を流れる電流ｉ５に応じた電圧を取出し、
その電圧がＡＤ変換器１９でデジタル値に変換され、そ
のデジタル値が表示器２１に供給されて負荷１６を流れ
る電流値が表示される。このようにして設定した電圧を
負荷１６に印加した時に負荷１６に流れる電流が測定さ
れる。

このような電圧印加電流測定において、負荷１６、例え
ばＩＣが故障で短絡している場合、負荷１６に過電流が
流れる。このような過電流を所定値以下に制限するため
に、設定された正側の電流制限値が電流制限値設定用Ｄ
Ａ変換器２２に与えられ、このＤＡ変換器２２から設定
した正側の制限電流と電流検出用抵抗器１４の抵抗値と
を掛算した正電圧が出力される。この設定制限電流と対
応する正電圧は抵抗器２３を通して正側クランプ増幅器
２４の反転入力端へ供給され、この反転入力端には差動
増幅器１８の出力も抵抗器２５を通して供給される。正
側クランプ増幅器２４の出力側は逆流阻止用ダイオード
２６を通じ、更に電流変換用抵抗器２７を通して主増幅
器１３の反転入力端に接続される。また設定された負荷
の電流制限値が電流制限値設定用ＤＡ変換器２８に与え
られ、このＤＡ変換器２８から設定した負側の制限電流
と電流検出用抵抗器１４の抵抗値とを掛算した負電圧が
出力される。この設定制限電流と対応した負電圧は抵抗
器２９を通して負側クランプ増幅器３１の反転入力端に
供給され、この反転入力端にば差動増幅器１８の出力も
抵抗器３２を通して供給される。負側クランプ増幅器３
１の出力側は逆流阻止用ダイオード３３を通し、更に抵
抗器２７を通して主増幅器１３の反転入力端に接続され
る。

例えば主増幅器１３の出力から負荷１６へ向う極性で流
れた電流１２が設定された正制限値より大になると、差
動増幅器１８の負の出力電圧の絶対値がＤＡ変換器２２
の正の出力電圧よりも大きくなり、正側クランプ増幅器
２４の入力電圧が負となり、その出力は正電圧となり、
ダイオード２６が導通して主増幅器１３に向って電流が
流れ、出力端子１５の電圧Ｖ。を下げる作用をして、正
側電流制限値設定用ＤＡ変換器２２の出力電圧の絶対値
に、差導増幅器１日の出力電圧の絶対値が等しくなるよ
うに、負荷１６．の電流１２の最大値がクランプされる
。同様にして負荷１６から主増幅器１３へ向って負荷電
流１２が流れる場合は、その電流の絶対値の最大値は、
負側電流制限値設定用ＤＡ変換器２日の出力電圧に応し
た値にクランプされる。

「発明が解決しようとする課題」 主増幅器１３の利得周波数特性は例えば第４図中の曲線
３４で与えられ、正側クランプ増幅器２４の利得周波数
特性は例えば第４図中の曲線３５で与えられ、正の負荷
電流ｉわが過電流となってダイオード２６が導通した時
の主増幅器１３及びクランプ増幅器２４を含む系全体の
利得周波数特性は曲線３４と曲線３５とを加算した曲線
３６となり、このように曲線３６の１次傾斜（２０ｄＢ
／ＤＥＣＡＤＨ）が利得ＯｄＢまで達し、２次傾斜が利
得ＯｄＢ以下であれば系は安定に動作する。しかし、ク
ランプ増幅器２４の利得を曲線３７で示すように上げる
と、この時の系全体の利得特性は曲線３８となり、利得
ＯｄＢ以上の部で２次傾斜３８ａが現われ、クランプが
かった時、系が不安定となり、発振が生したりする。主
増幅器１３の利得周波数特性を曲線３９に示すように曲
線３４より第４図で左側に移動させれば、クランプ増幅
器２４の利得を比較的大きくしても、系全体の利得周波
数特性の２次傾斜部分をＯｄＢ以下とすることができる
が、主増幅器１３の周波数帯域が狭いため、電圧設定時
の応答速度が遅くなる。

つまり、系全体の利得周波数特性として曲線３６で示す
ように、２次傾斜がＯｄＢ以下で、ダイオード２６が導
通した時に安定に動作するようにするためには、クラン
プ増幅器２４の利得を下げるか、主増幅器１３の周波数
帯域を狭くする必要があり、前者の場合はダイオード２
６の降下電圧、抵抗器２７の降下電圧のため誤差が生し
、設定した正側制限電流値と、負荷電流ｉ、のクランプ
電流値とが一致しなくなり、クランプ精度が低下する。

これらの降下電圧の影響を少なくするにはクランプ増幅
器２４の利得を上げる必要があり、この利得を大とする
と、系全体では不安定領域が生じる。

後者の場合は前述したように電圧設定時の応答速度が遅
くなる。このように応答速度とクランプ精度との間には
相反する関係があった。このことは負側クランプ増幅器
３１についても同様にいえる。

「課題を解決するための手段」 この発明によればクランプ増幅器の出力側に接続された
逆流阻止用ダイオードの出力側、つまりクランプ増幅器
と反対側は主増幅器の入力端に直接接続され、かつクラ
ンプ増幅器の負帰還抵抗器の出力側が主増幅器の入力端
に直接接続される。

「実施例」 第１図にこの発明を電圧印加電流測定装置に適用した実
施例を示し、第３図と対応する部分に同一符号を付けで
ある。この発明では正側クランプ増幅器２４の出力側に
接続された逆流阻止用ダイオード２６の出力側、つまり
正側クランプ増幅器２４を構成する演算増幅器４１の出
力端と反対側が主増幅器１３の反転入力端に直接接続さ
れ、かつ正側クランプ増幅器２４の負帰還抵抗器４２の
出力側が主増幅器１３の反転入力端に直接接続される。

つまり、負帰還抵抗器４２の出力側とダイオード２６の
出力側とが接続され、ダイオード２６が正側クランプ増
幅器２４の負帰還ループ内に挿入され、そのダイオード
２６及び負帰還抵抗器４２の接続点が主増幅器１３の反
転入力端に直接接続される。

同様に、負側クランプ増幅器３１についてもその逆流阻
止用ダイオード３３及び負帰還抵抗器４３の各出力側が
互いに接続されると共にその接続点が主増幅器１３の反
転入力端に直接接続される。

この構成によれば、設定電圧を負荷１６に印加して負荷
１６を流れる電流ｉ６を測定する動作は従来と同一であ
る。いま負荷１６に向って流れる負荷電流ｉ、が過電流
となり、差動増幅器１８の負の出力電圧の絶対値が正側
電流制限値設定用ＤＡ変換器２２の正の出力電圧より大
となると、正側クランプ増幅器２４の演算増幅器４１の
出力が正電圧となり、この正電圧が逆流阻止用ダイオー
ド２６を通し、更に負帰還抵抗器４２を通じて演算増幅
器４１の反転入力端に負帰還され、この反転入力端の電
圧がゼロになるように動作し、ダイオード２６及び負帰
還抵抗器４２の接続点は、差動増幅器１８の出力電圧と
ＤＡ変換器２２の出力電圧との差に応じた正電圧となり
、この正電圧が主増幅器１３の反転入力端へ印加される
ため、その出力電圧、つまり出力端子１５の電圧ｖ０が
下り、差動増幅器１８の出力電圧の絶対値がＤＡ変換器
２２の出力電圧と等しくなるように動作し、負荷電流１
２は設定された正電流制限値にクランプされる。

負荷電流ｉ６が主増幅器１３に向う極性の場合に、過電
流となると、負側クランプ増幅器３１が同様に動作して
、負荷電流ｉ、が設定された負電流制限値にクランプさ
れる。

なお定常状態では主増幅器１３の反転入力端は仮想接地
点電位となり、また演算増幅器４１の反転入力端も仮想
接地点電位となり、従って負帰還抵抗器４２の両端は同
電位となって、負帰還抵抗器４２に電圧設定用ＤＡ変換
器１１の出力電圧により電流が流れるおそれはない。ま
たこのＤＡ変換器１１の出力電圧により演算増幅器４１
側に電流が流れるのは逆流阻止用ダイオード２６で阻止
される。同様のことが負側クランプ増幅器３１について
もいえる。

第２図にこの発明を電流印加電圧測定装置に適用した実
施例を示し、第１図と対応する部分に同一符号を付けで
ある。この場合は電流設定値が電流設定用ＤＡ変換器４
４でアナログ電圧に変換され、そのアナログ電圧が主増
幅器１３の反転入力端へ供給され、負荷電流検出用抵抗
器１４の両端電圧が差動増幅器４５で検出され、この検
出電圧が主増幅器１３の反転入力端に帰還され、負荷電
流が電流設定値と等しくなるようにされている。

出力端子１５の電圧、つまり負荷１６の電圧が、電流が
流入しないように高入力インピーダンスとされたバッフ
ァ回路４６に印加され、バッファ回路４６の出力はＡＤ
変換器４７でデジタル値に変換され、そのデジタル値が
表示器４８へ供給されて表示器４８に負荷１６の電圧が
表示される。

バッファ回路４６の出力電圧は反転増幅器４９で極性反
転されて、正側、負側クランプ増幅器２４゜３１の各反
転入力端へ供給される。設定された正電圧制限値が正側
電圧制限値設定用ＤＡ変換器５１でアナログ電圧に変換
され、その電圧が正側クランプ増幅器２４の反転入力端
へ供給される。また設定された負電圧制限値が負側電圧
制限値設定用ＤＡ変換器５２でアナログ電圧に変換され
、この電圧は負側クランプ増幅器３１の反転入力端に供
給される。

例えば負荷１６がオープンとなり、正の負荷電圧（出力
端子１５の電圧）が過電圧になると、反転増幅器４９の
負の出力電圧の絶対値が正側電圧制限値設定用ＤＡ変換
器５１の正の出力電圧より大きくなり、正側クランプ増
幅器２４の出力側に正電圧が現われ、これが正側クラン
プ増幅器２４の入力端に負帰還され、この結果、正側ク
ランプ増幅器２４の出力電圧は、反転増幅器４９の出力
電圧とＤＡ変換器５１の出力電圧との差に対応した正電
圧となり、これが主増幅器１３の反転入力端に供給され
るため、その出力電圧、つまり出力端子１５の電圧が下
り、結局、出力端子１５の電圧は設定された正電圧制限
値にクランプされる。

出力端子１５が負の過電圧となった場合は負側クランプ
増幅器３１が同様に動作して出力端子１５の電圧は設定
された負電圧制限値にクランプされる。

第１図において正側及び負側の各過電流を制限したが、
その一方を省略してもよい。同様に第２図において正側
及び負側の各過電圧制限の一方を省略してもよい。

「発明の効果」 以上述べたようにこの発明によれば、クランプ増幅器の
出力を主増幅器１３に対し、電流加算ではなく、電圧加
算としたため、従来装置における電流変換用の抵抗器２
７を省略することができ、またクランプ増幅器内の負帰
還ループ内に逆流阻止用ダイオードを挿入したため、逆
流阻止用ダイオードの導通降下電圧に影響されることな
く、検１ 出電圧と設定制限値電圧との差に応じた電圧がクランプ
増幅器の出力に得られる。これらのため、従来装置と比
較して、抵抗器２７、及び逆流阻止用ダイオードの導通
抵抗の各電圧降下の和に対応した分だけ、クランプ増幅
器の利得を下げても、クランプ精度を高くすることがで
き、しかもクランプ増幅器の利得を低くするため、系全
体の利得周波数特性の２次傾斜部分をＯｄＢ以下として
安定に動作させるこができ、また主増幅器１３の利得同
波数特性を広帯域とすることができ、設定電圧又は設定
電流の変更に対する応答速度を速くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
この発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は従来
の測定装置を示すブロック図、第４図はその利得周波数
特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力電圧又は電流設定用ＤＡ変換器と、その設定
   用ＤＡ変換器の出力が入力され、電圧又は電流を負荷へ
   供給する主増幅器と、 電流又は電圧制限値設定用ＤＡ変換器と、 その制限値設定用ＤＡ変換器の出力と上記負荷の電流又
   は電圧の検出出力との差を増幅して逆流阻止用ダイオー
   ドを介して上記主増幅器の入力側へ帰還するクランプ増
   幅器とより構成される電圧又は電流印加電流又は電圧測
   定装置において、上記逆流阻止用ダイオードの出力側と
   上記クランプ増幅器の負帰還抵抗器の出力側とが上記主
   増幅器の入力側に直接接続されていることを特徴とする
   電圧又は電流印加電流又は電圧測定装置。