JPH03243867A - インピーダンスの測定方法及びその測定装置 - Google Patents
インピーダンスの測定方法及びその測定装置Info
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- JPH03243867A JPH03243867A JP4049790A JP4049790A JPH03243867A JP H03243867 A JPH03243867 A JP H03243867A JP 4049790 A JP4049790 A JP 4049790A JP 4049790 A JP4049790 A JP 4049790A JP H03243867 A JPH03243867 A JP H03243867A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 4
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims description 3
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、インピーダンスの測定方法及びその測定装
置に関する。
置に関する。
電気部品、アンテナ、伝送線路、電子祠料なとの高周波
領域におけるインピーダンスは、例えば第４図に示すよ
うな方法で測定されている。 すなわち、信号源１１からの測定用の高周波信号、例え
ば正弦波信号か、分配器１２に供給されて２分配され、
その一方は入射信号としてミキサ回路１３に供給される
。また、分配器１２の出力の他方は、方向性結合器２２
及び測定端子２１を通して被測定物２０に供給される。 そして、この被測定物２０から得られる反射信号が、方
向性結合器２２を通じてミキサ回路２３に供給される。 そして、ミキサ回路１３及び２３において、これら入射
信号及び反射信号は、局部発振回路２５からの局部発振
信号により中間周波信号にダウンコンバートされる。 そして、これら中間周波信号が、バンドパスフィルタ１
４．２４を通じて検出回路１５に供給されて両信号の位
相差及び振幅差が検出され、この検出出力が演算回路］
６に供給されてインピーダンスが算出され、その算出さ
れたインピーダンスが表示手段１７に表示される。
領域におけるインピーダンスは、例えば第４図に示すよ
うな方法で測定されている。 すなわち、信号源１１からの測定用の高周波信号、例え
ば正弦波信号か、分配器１２に供給されて２分配され、
その一方は入射信号としてミキサ回路１３に供給される
。また、分配器１２の出力の他方は、方向性結合器２２
及び測定端子２１を通して被測定物２０に供給される。 そして、この被測定物２０から得られる反射信号が、方
向性結合器２２を通じてミキサ回路２３に供給される。 そして、ミキサ回路１３及び２３において、これら入射
信号及び反射信号は、局部発振回路２５からの局部発振
信号により中間周波信号にダウンコンバートされる。 そして、これら中間周波信号が、バンドパスフィルタ１
４．２４を通じて検出回路１５に供給されて両信号の位
相差及び振幅差が検出され、この検出出力が演算回路］
６に供給されてインピーダンスが算出され、その算出さ
れたインピーダンスが表示手段１７に表示される。
ところが、上述のようなインピーダンスの測定装置によ
るときには、分配器１２と被測定物２０との間に、方向
性結合器２２などが介在し、この方向性結合器２２のミ
スマツチングによっても反射信号を生じてしまう。また
、方向性結合器２２の挿入損失などが周波数特性を有し
ているので、入射信号として扱っている信号が、被測定
物２０への実際の入射信号とならない。 このため、上述の測定装置においては、複雑な補正か必
要であった。 さらに、被測定物２０か、ケーブルやストリップライン
などの伝送線路を通じて測定端子１３に接続されている
場合、この測定端子１３から被測定物２０までの入射信
号の伝播時間を測定して位相を補正する必要かあるので
、インピーダンスの測定精度か伝播時間の測定精度に左
右されてしまつＯ この発明は、これらの問題点を一掃しようとするもので
ある。 圧ＶＬ（ｔ）を測定し、 上記反射電圧ＶＯ（ｔ ）、ＶＳ（ｔ）、ＶＬ （ｔ
）のフーリエ変換値を、ｖＯ（ｊω） ＶＳ（ｊω）
ｖＬ（ｊω）とするとき、後記（ａ）式に対応する演算
を行い、 その演算結果ＺＬ（ｊω）を、角周波数ωにおける上記
被測定物のインピーダンスの測定値として出力するよう
にする。
るときには、分配器１２と被測定物２０との間に、方向
性結合器２２などが介在し、この方向性結合器２２のミ
スマツチングによっても反射信号を生じてしまう。また
、方向性結合器２２の挿入損失などが周波数特性を有し
ているので、入射信号として扱っている信号が、被測定
物２０への実際の入射信号とならない。 このため、上述の測定装置においては、複雑な補正か必
要であった。 さらに、被測定物２０か、ケーブルやストリップライン
などの伝送線路を通じて測定端子１３に接続されている
場合、この測定端子１３から被測定物２０までの入射信
号の伝播時間を測定して位相を補正する必要かあるので
、インピーダンスの測定精度か伝播時間の測定精度に左
右されてしまつＯ この発明は、これらの問題点を一掃しようとするもので
ある。 圧ＶＬ（ｔ）を測定し、 上記反射電圧ＶＯ（ｔ ）、ＶＳ（ｔ）、ＶＬ （ｔ
）のフーリエ変換値を、ｖＯ（ｊω） ＶＳ（ｊω）
ｖＬ（ｊω）とするとき、後記（ａ）式に対応する演算
を行い、 その演算結果ＺＬ（ｊω）を、角周波数ωにおける上記
被測定物のインピーダンスの測定値として出力するよう
にする。
この発明によるインピーダンスの測定方法は、測定端に
信号電圧を供給し、 上記測定端をオーブン状態にしたときの反射電圧ＶＯ（
ｔ）を測定し、 上記測定端をショート状態にしたときの反射電圧ＶＳ
（ｔ ）を測定し、 上記測定端に被測定物をショート状態にしたときの反射
型・ （ａ） また、この発明のインピーダンス測定装置は、第１図の
実施例に対応させると、 被測定物を接続する測定端３５と、 この測定端に、インピーダンス測定用の信号電圧を供給
する信号発生回路３３と、 上記測定端に得られる上記信号電圧の反射電圧のうち、
上記測定端をオープン状態にしたときの反射電圧ＶＯ（
ｔ）と、上記測定端をショート状態にしたときの反射電
圧ＶＳ（ｔ）と、上記測定端に上記被測定物をショート
状態にしたときの反射電圧ＶＬ （ｔ ）とを取り出す
ゲニト回路３４と、このゲート回路３４の出力を一時的
に保持するサンプルホールド回路３６と、 このサンプルホールド回路３６の出力をデジタル値に変
換するＡ／Ｄコンバータ３７と、このＡ／Ｄコンバータ
の変換出力を記憶するメモリ回路３８と、 このメモリ回路に記憶されている値に対し、フーリエ変
換演算及び四則演算処理をして上記被測定物のインピー
ダンスを算出する演算回路４１４３とを有する。
信号電圧を供給し、 上記測定端をオーブン状態にしたときの反射電圧ＶＯ（
ｔ）を測定し、 上記測定端をショート状態にしたときの反射電圧ＶＳ
（ｔ ）を測定し、 上記測定端に被測定物をショート状態にしたときの反射
型・ （ａ） また、この発明のインピーダンス測定装置は、第１図の
実施例に対応させると、 被測定物を接続する測定端３５と、 この測定端に、インピーダンス測定用の信号電圧を供給
する信号発生回路３３と、 上記測定端に得られる上記信号電圧の反射電圧のうち、
上記測定端をオープン状態にしたときの反射電圧ＶＯ（
ｔ）と、上記測定端をショート状態にしたときの反射電
圧ＶＳ（ｔ）と、上記測定端に上記被測定物をショート
状態にしたときの反射電圧ＶＬ （ｔ ）とを取り出す
ゲニト回路３４と、このゲート回路３４の出力を一時的
に保持するサンプルホールド回路３６と、 このサンプルホールド回路３６の出力をデジタル値に変
換するＡ／Ｄコンバータ３７と、このＡ／Ｄコンバータ
の変換出力を記憶するメモリ回路３８と、 このメモリ回路に記憶されている値に対し、フーリエ変
換演算及び四則演算処理をして上記被測定物のインピー
ダンスを算出する演算回路４１４３とを有する。
一般の伝送理論において、伝送線路上の任意の点から負
荷側を見たときのアドミタンスＹＰは、次式で表される
。 ＹＰ −ＹＯ（ＺＯ＋ＺＬ ） ／ （ＺＳ ＋ＺＬ
）・・・・・・（１） ただし、ＹＯ：負荷端子をオープン状態にしたときのア
ドミタンス ２０−１／ＹＯ ＺＳ・負荷端子をショート状態に したときのインピーダンス ＺＬ＝負荷のインピーダンス また、伝送線路上の任意の点におけるインビダンスＺは
、一般の伝送理論から、次式で表される。 Ｚ−ＺＣ（ｖｌ ＋ＶＲ）／ （Ｖｌ −ＶＲ）
・・・・・・（２） ただし、ＺＣ：伝送線路の特性インピーダンス Ｖｌ ：入射電圧 ＶＲ：反射電圧 そして、負荷端子をオープン状態としたときの反射電圧
ＶＯ（ｔ）が、観測点から負荷端子までの電送線路の特
性を含んた負荷端子への入射電圧Ｖ１（１）となるので
、負荷端子に接続した被測定物のインピーダンスＺＬは
、（１） （２）式から次式のようになる。 ・・・・・・（３） 第３図は、信号電圧をステップ状電圧としたときのこれ
ら電圧ＶＯ（ｔ）、ＶＳ（ｔ）、ＶＬ（ｔ）の波形を示
すもので、破線で囲った部分が、その反射電圧の波形で
ある。 したがって、被測定物のインピーダンスＺＬの周波数特
性は、前記（ａ）式で求めることができる。 すなわち、この発明においては、電圧ＶＯ（ｔ ）、Ｖ
Ｓ（ｔ）、ＶＬ（ｔ）のうちの破線で囲った部分をフー
リエ変換し、（ａ）式から被測定物のインピーダンスＺ
Ｌ（ｊω）を求めるものである。
荷側を見たときのアドミタンスＹＰは、次式で表される
。 ＹＰ −ＹＯ（ＺＯ＋ＺＬ ） ／ （ＺＳ ＋ＺＬ
）・・・・・・（１） ただし、ＹＯ：負荷端子をオープン状態にしたときのア
ドミタンス ２０−１／ＹＯ ＺＳ・負荷端子をショート状態に したときのインピーダンス ＺＬ＝負荷のインピーダンス また、伝送線路上の任意の点におけるインビダンスＺは
、一般の伝送理論から、次式で表される。 Ｚ−ＺＣ（ｖｌ ＋ＶＲ）／ （Ｖｌ −ＶＲ）
・・・・・・（２） ただし、ＺＣ：伝送線路の特性インピーダンス Ｖｌ ：入射電圧 ＶＲ：反射電圧 そして、負荷端子をオープン状態としたときの反射電圧
ＶＯ（ｔ）が、観測点から負荷端子までの電送線路の特
性を含んた負荷端子への入射電圧Ｖ１（１）となるので
、負荷端子に接続した被測定物のインピーダンスＺＬは
、（１） （２）式から次式のようになる。 ・・・・・・（３） 第３図は、信号電圧をステップ状電圧としたときのこれ
ら電圧ＶＯ（ｔ）、ＶＳ（ｔ）、ＶＬ（ｔ）の波形を示
すもので、破線で囲った部分が、その反射電圧の波形で
ある。 したがって、被測定物のインピーダンスＺＬの周波数特
性は、前記（ａ）式で求めることができる。 すなわち、この発明においては、電圧ＶＯ（ｔ ）、Ｖ
Ｓ（ｔ）、ＶＬ（ｔ）のうちの破線で囲った部分をフー
リエ変換し、（ａ）式から被測定物のインピーダンスＺ
Ｌ（ｊω）を求めるものである。
以下、この発明によるインピーダンス測定方法及び高周
波におけるインピーダンス測定装置の一実施例を図を参
照しながら説明する。 第１図は、この発明によるインピーダンス測定装置の一
実施例のブロック図で、３１はこの測定装置の全体の動
作を制御する制御回路、３２は各種のタイミングの制御
信号を形成するタイミング信号形成回路、３３は信号発
生回路、３４はゲート回路、３５は測定端を示し、この
測定端３５に被測定物が接続される。 そして、タイミング信号形成回路３２から、例えば第２
図Ａに示すように、一定の周期のトリガパルスｐｔが出
力され、このパルスｐｔが信号発生回路３３に供給され
る。この信号発生回路３３からはパルスｐｔに同期した
例えばステップ状のパルス電圧が取り出され、この信号
電圧がゲート回路３４を通じて測定端３５に入射電圧Ｖ
］として出力される。 したがって、測定端３５には、第３図及び第２図Ｂに示
すように、入射電圧Ｖｌと、その反射電圧ＶＲとが台底
された波形の電圧ＶＭが得られる。 そして、この合成波形の電圧ＶＭか、ゲート回路３４に
供給されるとともに、タイミング信号形成回路３２から
ゲート回路３４に例えば第２図Ｃに示すように、トリが
パルスｐｔに対して位相がΔｔずつ遅れていくゲートパ
ルスＰｇが供給され、そのゲート出力がサンプル・ホー
ルド回路３６に供給される。そして、このサンプル・ホ
ールド回路３６からは第２図りに示すように、もとの高
速な波形の電圧ＶＭを低速化した波形の電圧ＶＤが取り
出される。すなわち、このサンプル・ホールド回路３６
は、ゲート回路３４の出力電圧を後段のＡ／Ｄコンバー
タ３７の変換速度に合わせて保持する。 なお、このとき、信号発生回路３３の出力インピーダン
ス、ゲート回路３４の人出力インピーダンス、信号ライ
ン４６．４７の特性インピーダンスは、（ａ） （２
） （３）式における特性インピダンスＺＣで全て統
一されている。 そして、低速化された波形の電圧ＶＤは、Ａ／Ｄコンバ
ータ３７においてデジタル化され、このデジタル化され
た電圧ＶＤか、バッファ用のメモリ回路３８に一旦記憶
されてから、高速フーリエ変換演算回路４１に供給され
、電圧ＶＤの波形が高速フーリエ変換されて周波数軸の
データとされ、このデータがメモリ回路４２に記憶され
る。 以上の処理が、測定端３５をオープンにした状態、ショ
ートした状態、被測定物２０を接続した状態のそれぞれ
について行われ、メモリ回路４２には、測定端３５をオ
ーブン状態にしたときの入射電圧ＶＯ（ｔ）のフーリエ
変換値ＶＯ（ｊω）、ショート状態にしたときの反射電
圧ＶＳ（ｔ）のフーリエ変換値ＶＳ（、ｉω）、被測定
物２０をショート状態にしたときの反射電圧ＶＬ（ｔ）
のフーリエ変換値ＶＬ（ｊω）が、それぞれ記憶される
。 そして、これらの変換値ＶＯ（ｊω） ＶＳ（ｊω）
ｖ Ｌ（ｊω）、すなわち、周波数軸のデータが、四則
演算回路４３に供給されて、前記（ａ）式にしたがって
インピーダンスｚＬ（ｊω）が算出され、これがメモリ
回路４４に記憶される。そして、このメモリ回路４４か
ら読み出されて、表示手段４５において、その測定され
、算出されたインピダンスｚＬ（ｊω）が表示される。 なお、上述において、入射電圧Ｖ１は、高速の立ち上が
りを持つインパルス状電圧でもよい。
波におけるインピーダンス測定装置の一実施例を図を参
照しながら説明する。 第１図は、この発明によるインピーダンス測定装置の一
実施例のブロック図で、３１はこの測定装置の全体の動
作を制御する制御回路、３２は各種のタイミングの制御
信号を形成するタイミング信号形成回路、３３は信号発
生回路、３４はゲート回路、３５は測定端を示し、この
測定端３５に被測定物が接続される。 そして、タイミング信号形成回路３２から、例えば第２
図Ａに示すように、一定の周期のトリガパルスｐｔが出
力され、このパルスｐｔが信号発生回路３３に供給され
る。この信号発生回路３３からはパルスｐｔに同期した
例えばステップ状のパルス電圧が取り出され、この信号
電圧がゲート回路３４を通じて測定端３５に入射電圧Ｖ
］として出力される。 したがって、測定端３５には、第３図及び第２図Ｂに示
すように、入射電圧Ｖｌと、その反射電圧ＶＲとが台底
された波形の電圧ＶＭが得られる。 そして、この合成波形の電圧ＶＭか、ゲート回路３４に
供給されるとともに、タイミング信号形成回路３２から
ゲート回路３４に例えば第２図Ｃに示すように、トリが
パルスｐｔに対して位相がΔｔずつ遅れていくゲートパ
ルスＰｇが供給され、そのゲート出力がサンプル・ホー
ルド回路３６に供給される。そして、このサンプル・ホ
ールド回路３６からは第２図りに示すように、もとの高
速な波形の電圧ＶＭを低速化した波形の電圧ＶＤが取り
出される。すなわち、このサンプル・ホールド回路３６
は、ゲート回路３４の出力電圧を後段のＡ／Ｄコンバー
タ３７の変換速度に合わせて保持する。 なお、このとき、信号発生回路３３の出力インピーダン
ス、ゲート回路３４の人出力インピーダンス、信号ライ
ン４６．４７の特性インピーダンスは、（ａ） （２
） （３）式における特性インピダンスＺＣで全て統
一されている。 そして、低速化された波形の電圧ＶＤは、Ａ／Ｄコンバ
ータ３７においてデジタル化され、このデジタル化され
た電圧ＶＤか、バッファ用のメモリ回路３８に一旦記憶
されてから、高速フーリエ変換演算回路４１に供給され
、電圧ＶＤの波形が高速フーリエ変換されて周波数軸の
データとされ、このデータがメモリ回路４２に記憶され
る。 以上の処理が、測定端３５をオープンにした状態、ショ
ートした状態、被測定物２０を接続した状態のそれぞれ
について行われ、メモリ回路４２には、測定端３５をオ
ーブン状態にしたときの入射電圧ＶＯ（ｔ）のフーリエ
変換値ＶＯ（ｊω）、ショート状態にしたときの反射電
圧ＶＳ（ｔ）のフーリエ変換値ＶＳ（、ｉω）、被測定
物２０をショート状態にしたときの反射電圧ＶＬ（ｔ）
のフーリエ変換値ＶＬ（ｊω）が、それぞれ記憶される
。 そして、これらの変換値ＶＯ（ｊω） ＶＳ（ｊω）
ｖ Ｌ（ｊω）、すなわち、周波数軸のデータが、四則
演算回路４３に供給されて、前記（ａ）式にしたがって
インピーダンスｚＬ（ｊω）が算出され、これがメモリ
回路４４に記憶される。そして、このメモリ回路４４か
ら読み出されて、表示手段４５において、その測定され
、算出されたインピダンスｚＬ（ｊω）が表示される。 なお、上述において、入射電圧Ｖ１は、高速の立ち上が
りを持つインパルス状電圧でもよい。
以上のようにして、この発明によれば、被測定物のイン
ピーダンスが測定され、方向性結合器のようなコンポー
ネントを必要とせず、パルス電圧の持つ周波数成分を使
用してインピーダンスの測定を行っているので、被測定
物のインピーダンスを高周波で広帯域に渡って測定でき
る。 また、高精度の信号発生器を必要としないため、低価格
化が容易であるという利点がある。
ピーダンスが測定され、方向性結合器のようなコンポー
ネントを必要とせず、パルス電圧の持つ周波数成分を使
用してインピーダンスの測定を行っているので、被測定
物のインピーダンスを高周波で広帯域に渡って測定でき
る。 また、高精度の信号発生器を必要としないため、低価格
化が容易であるという利点がある。
第１図はこの発明によるインピーダンス測定装置の一例
の系統図、第２図はその説明のためのタイムチャート、
第３図はその説明のための波形図、第４図は従来例の一
例の系統図である。 ２０；被測定物 ３１；制御回路 ３２；タイミング信号形成回路 ３３；信号発生回路 ３４；ゲート回路 ３５；測定端 ３６；サンプル・ホールド回路 ３７；Ａ／Ｄコンバータ ３８．４２．４４；メモリ回路 ４１；高速フーリエ変換演算回路 ４３；四則演算回路 ４５；表示手段 ４６．４７．信号ライン
の系統図、第２図はその説明のためのタイムチャート、
第３図はその説明のための波形図、第４図は従来例の一
例の系統図である。 ２０；被測定物 ３１；制御回路 ３２；タイミング信号形成回路 ３３；信号発生回路 ３４；ゲート回路 ３５；測定端 ３６；サンプル・ホールド回路 ３７；Ａ／Ｄコンバータ ３８．４２．４４；メモリ回路 ４１；高速フーリエ変換演算回路 ４３；四則演算回路 ４５；表示手段 ４６．４７．信号ライン
Claims (2)
- （１）被測定物を接続する測定端に信号電圧を供給し、 上記測定端をオープン状態にしたときの反射電圧ＶＯ（
ｔ）を測定し、 上記測定端をショート状態にしたときの反射電圧ＶＳ（
ｔ）を測定し、 上記測定端に被測定物を接続したときの反射電圧ＶＬ（
ｔ）を測定し、 上記反射電圧ＶＯ（ｔ）、ＶＳ（ｔ）、ＶＬ（ｔ）のフ
ーリエ変換値を、ＶＯ（ｊω）、ＶＳ（ｊω）、ＶＬ（
ｊω）とするとき、後記（ａ）式に対応する演算を行い
、 その演算結果ＺＬ（ｊω）を、角周波数ωにおける上記
被測定物のインピーダンスの測定値として出力するよう
にしたインピーダンスの測定方法。 ＺＬ（ｊω）＝ＺＣ（（ＶＯ（ｊω）＋ＶＬ（ｊω））
／（ＶＯ（ｊω）−ＶＬ（ｊω））−（ＶＯ（ｊω）＋
ＶＳ（ｊω））／（ＶＯ（ｊω）−ＶＳ（ｊω）））・
・・（ａ） - （２）被測定物を接続する測定端と、 この測定端に、インピーダンス測定用の信号電圧を供給
する信号発生回路と、 上記測定端に得られる上記信号電圧の反射電圧のうち、
上記測定端をオープン状態にしたときの反射電圧ＶＯ（
ｔ）と、上記測定端をショート状態にしたときの反射電
圧ＶＳ（ｔ）と、上記測定端に上記被測定物を接続した
ときの反射電圧ＶＬ（ｔ）とを取り出す検出回路と、 この検出回路の出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄコン
バータと、 このＡ／Ｄコンバータの変換出力を記憶するメモリ回路
と、 このメモリ回路に記憶されている値に対し、フーリエ変
換演算及び四則演算処理をして上記被測定物のインピー
ダンスを算出する演算回路とを有する インピーダンスの測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4049790A JPH03243867A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | インピーダンスの測定方法及びその測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4049790A JPH03243867A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | インピーダンスの測定方法及びその測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243867A true JPH03243867A (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12582205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4049790A Pending JPH03243867A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | インピーダンスの測定方法及びその測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03243867A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011523043A (ja) * | 2008-05-14 | 2011-08-04 | コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ | 多搬送波反射率測定装置及び、少なくとも１つの伝送回線のオンライン分析 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP4049790A patent/JPH03243867A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011523043A (ja) * | 2008-05-14 | 2011-08-04 | コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ | 多搬送波反射率測定装置及び、少なくとも１つの伝送回線のオンライン分析 |
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