JPH04276561A - 周波数特性校正装置 - Google Patents

周波数特性校正装置

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JPH04276561A
JPH04276561A JP3751191A JP3751191A JPH04276561A JP H04276561 A JPH04276561 A JP H04276561A JP 3751191 A JP3751191 A JP 3751191A JP 3751191 A JP3751191 A JP 3751191A JP H04276561 A JPH04276561 A JP H04276561A
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矢田 英一
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は例えば交流電圧測定装
置或はオシログラフ等の入力回路等に利用して好適な周
波数特性校正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に従来の周波数特性校正装置を示す
。図中1は被測定信号VX を出力する信号源を示す。 この信号源1は入力端子2に接続され、入力端子2から
被測定信号VX を測定装置3に入力する。測定装置3
はこの例では交流電圧測定器の場合を示す。
【0003】つまり入力側に設けた抵抗分圧回路4で適
当な電圧に分圧した被測定電圧をバッファ増幅器5を通
じて実効値変換器6に入力し、実効値変換器6で実効値
波形に変換した信号をAD変換器7でAD変換し、この
AD変換器7のAD変換出力により表示器8に測定値を
表示させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の交流電圧測定装
置或はオシログラフのように交流信号を波測定信号とし
て取扱う装置においては、入力側に設けた抵抗分圧回路
4の分圧用抵抗器4A,4Bに対して周波数特性校正用
のコンデンサ4C,4Dが並列接続される。周波数特性
校正用のコンデンサ4Cと4Dの中で何れか一方が可変
コンデンサとされ、この可変コンデンサ(この例では4
C)の容量値C1 を調整して入力端子2から測定装置
3を見た周波数特性が、図6に示す曲線A1のように下
限周波数f1 から上限周波数f2 までの間が平坦な
特性になるように調整している。
【0005】つまり可変コンデンサ4Cの容量値C1 
が大き過ぎる場合は周波数特性は図6に曲線A2に示す
ように上限周波数f2 に達する前で利得が低下してし
まう。またコンデンサ4Dの容量値C2 が可変コンデ
ンサ4Cの容量値C1 に対して大き過ぎる場合は、そ
の周波数特性は、図6に示す曲線A3の特性となる。従
って従来はコンデンサ4Cと可変コンデンサ4Dの初期
容量をほぼ等しい値に設定し、可変コンデンサ4Cの値
を調整して適正な周波数特性となるように校正している
【0006】この校正は手動によって行なわれるため校
正に要する手間と時間が多く掛る欠点がある。つまり抵
抗分圧回路4は測定レンジの切替数に対応して設けられ
るから、その数は大きい。従って数多くの抵抗分圧回路
の周波数特性を一個ずつ校正するのは大変な作業となる
。この発明の目的は周波数特性の校正を自動的に行なう
ことができる周波数特性校正装置を提供しようとするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明では、抵抗分圧
回路を具備した交流信号測定装置において、抵抗分圧回
路の分圧点に正帰還信号を帰還させる正帰還回路と、こ
の正帰還回路の帰還量を調整する帰還量調整器とメモリ
を内蔵し、このメモリに記憶した校正値により帰還量調
整器を制御し上記正帰還回路の帰還量を制御する制御器
と、校正時に抵抗分圧回路に測定周波数帯域の下限周波
数と上限周波数の2つの信号を与える基準発振器と、こ
の基準信号発振器から与えられる下限周波数の信号の電
圧測定値と、上限周波数の信号の電圧測定値が互に等し
くなる関係を満す校正値を求めてメモリに記憶する校正
値算出装置とによって周波数特性校正装置を構成する。
【0008】この発明の構成によれば抵抗分圧回路の分
圧点に正帰還信号を与え、この正帰還信号の帰還量を調
整することにより、抵抗分圧回路に並列接続したコンデ
ンサの容量を実質的に変化させたと等価な制御を行なう
ことができる。従って抵抗分圧回路の分圧点に帰還する
正帰還信号の帰還量を制御することにより測定帯域内の
下限周波数の信号でも、上限周波数の信号でも電圧測定
値が等しくなる正帰還量を求めることができる。この正
帰還量に制御するための校正値を算出し、この校正値を
メモリに記憶させることにより校正が完了する。
【0009】従ってこの発明によれば自動的に周波数特
性の校正を行なうことができる。
【0010】
【実施例】図1にこの発明による周波数特性校正装置の
一実施例を示す。図1において図5と対応する部分には
同一符号を付して示す。この発明においては抵抗分圧回
路4の抵抗分圧点Pに正帰還信号k.Vout を与え
る正帰還回路11を設ける。この正帰還回路11は分圧
点Pに帰還する正帰還量を変化させることができる帰還
量調整器11Aと、バッファ増幅器11Bと直列コンデ
ンサ11Cとの縦続回路によって構成することができる
【0011】帰還量調整器11Aはこの例ではDA変換
器を利用した場合を示す。DA変換器の基準電圧入力端
子REFにバッファ増幅器5の出力側から被測定信号又
は後述する校正用の下限周波数の信号又は上限周波数の
信号が正帰還信号として与えられ、この正帰還信号の帰
還量が調整されてバッファ増幅器11Bに同相信号で出
力され、バッファ増幅器11Bと、直列コンデンサ11
Cとを介して抵抗分圧回路4の分圧点Pに正帰還される
【0012】帰還量調整器11Aの帰還量を調整するに
はこの帰還量調整器11Aを構成するDA変換器のディ
ジタル入力端子DINに入力するディジタル信号によっ
て調整される。ディジタル入力端子DINに与えるディ
ジタル信号は制御器12から与えられる。制御器12に
はメモリMが設けられ、メモリMに校正値を記憶させ、
この校正値を帰還量調整器11Aに与える。
【0013】校正値は校正値算出装置13で算出されて
メモリMに記憶される。校正値の算出は校正モードにお
いて行なわれる。校正モードにおいては制御器12が基
準信号発生器14に起動信号を与え、基準信号発生器1
4から測定装置3の測定可能な周波数帯域の下限周波数
f1 と、上限周波数f2 を持つ信号S1 とS2 
を発生する。校正モードではモード切替スイッチSW1
 が接点B側に切替られ、基準信号発生器14から出力
される下限周波数f1 の信号S1 又は上限周波数f
2 の信号S2 を被測定信号VX の代りに抵抗分圧
回路4に入力する。
【0014】校正値算出装置13及び制御器12は例え
ばマイクロコンピュータによって構成され、制御器12
によって基準信号発生器14は下限周波数f1 を発振
する状態と、上限周波数f2 を発振する状態として切
替制御される。校正値を算出する手順として例えばメモ
リMに初期設定値Dm を設定すると共に、基準信号発
生器14は下限周波数f1 を発振する状態に制御し、
この下限周波数f1 を持つ信号S1 を分圧点Pから
、バッファ増幅器5を通じて実効値変換器6に入力し、
実効値波形に変換してAD変換器7に入力し、ディジタ
ル値に変換する。AD変換器7でAD変換したディジタ
ル値を、校正値算出装置13に入力し、校正値算出装置
13の内部メモリに下限周波数f1 に対する利得A(
図3,図6参照)として一時記憶する。これにより下限
周波数f1 に対する利得Aの取込が終了する。
【0015】下限周波数f1 の利得Aの取込が終了し
た時点で、制御器12は基準信号発生器14に発振周波
数を上限周波数f2 に切替る制御信号を与える。基準
信号発生器14は上限周波数f2 を発振し、抵抗分圧
回路4に上限周波数f2 を持つ信号S2 を与える。 信号S2 はバッファ増幅器5と実効値変換器6を通じ
てAD変換器7に入力され上限周波数f2 に対する利
得B(図3,図6参照)に相当する電圧をAD変換する
。このAD変換値は表示器8に上限周波数f2 の利得
Bとして表示されると共に、校正値算出装置13に取込
まれる。
【0016】校正値算出装置13は前回取込んだ下限周
波数f1 に対する利得Aと上限周波数に対する利得B
とを比較し、|B−A|<L(Lは許容値)であれば初
期設定値Dm を校正値として決定する。|B−A|>
Lであれば初期設定値Dm の値を修正し、再度利得の
測定を行なう。初期設定値Dm の値の修正は、初回の
利得測定値AとBがB−A<Oであれば、高い周波数側
で減衰量が大きいことからこの状態は図6に示した曲線
A2の状態に相当するからコンデンサ4Dの値が適正値
より小さくコンデンサ4Cの値が大きい状態にあること
が解る。
【0017】従ってこの場合にはコンデンサ4Cの値を
小さくする方向に校正を行なえばよい。このように校正
するには正帰還量を大きくする方向に制御すればよい。 つまり正帰還量を大きくすると、分圧点Pには正帰還回
路11から電流i1 が流れ込む。この電流i1 は直
列コンデンサ4Cを流れて正帰還回路11と電流の授受
を行なう。
【0018】コンデンサ4Cに電流i1 が流れ、コン
デンサ4Dには正帰還回路11側から電流が流れないと
すると、この場合にはコンデンサ4Cがコンデンサとし
て見えるようになりコンデンサ4Cの容量値C1 を小
さくしたと等価になる。|B−A|>Oであれば、図6
に示した曲線A3の状態にあるものと考えられる。この
場合はコンデンサ4Dの値が適正値より大きいことを意
味している。よってコンデンサ4Dに正帰還回路11か
ら電流i2 が流れるように校正すればよい。このため
には正帰還を1より小さくすればよい。つまり正帰還回
路11からの帰還量を小さくすると、分圧点Pの振幅の
方が大きくなる。この結果分圧点Pから直列コンデンサ
11Cに電流i2 が流れ出す。電流i2 はコンデン
サ4Dを流れるためコンデンサ4Dがコンデンサとして
見える状態となる。この結果としてコンデンサ4Dの容
量値を小さくしたと等価に校正したことになる。
【0019】この説明を直列コンデンサ11Cを用いて
説明する。正帰還量が1の場合には分圧点Pに入力され
る帰還電圧k・Vout と出力電圧Vout はk・
Vout =Vout となる。このために直列コンデ
ンサ11Cの両端PとQは同一電位で信号の波形に従っ
て変化する。従ってP点とQ点には電位差が発生するこ
とがなく、この状態では直列コンデンサ11Cに電流は
全く流れないから直列コンデンサ11Cは全く介在しな
いのと等価に見ることができ、インピーダンスは周波数
に関係なくほぼ0と見ることができる。
【0020】これに対して正帰還量が≠1でない場合に
は直列コンデンサ11Cに電流i1 又はi2 が流れ
ることになる。このように電流i1 又はi2 が流れ
ることにより、電流i1 又はi2 が流れたコンデン
サ11Cと4D又は11Cと4Cがコンデンサとして見
えるようになり、電流i1 又はi2 が流れたコンデ
ンサの容量値は小さくなったと等価に見える。
【0021】従って正帰還量を大きくするとコンデンサ
4Cの容量値を小さくすることができ、正帰還量を小さ
くするとコンデンサ4Dの容量値を大きくする方向に校
正することができる。これを数式で説明する。基準信号
発生器14から与えられる信号S1 又はS2 の電圧
をVin、分圧点Pから出力される電圧をVout 、
抵抗器4Aと4Bの抵抗値をR1 ,R2 、コンデン
サ4Cと4Dの容量値をC1 ,C2 、直列コンデン
サ11Cの容量値をC3 、正帰還回路11から帰還さ
れた帰還電圧をk・Vout (kは帰還量調整器11
Aに与えられるディジタル値によって決まる定数)、S
はラプラス変換演算子とすると、   Vout ={R1/ (R1+R2) }・{(
1+Sτ1)/(1+Sτ1)}Vin  …(1) 
 τ1 ={R1・R2/(R1+R2) }・{ C
1 + C2 + C3 (1−k)}    …(2
)  τ2 =R2 ・C2            
                         
        …(3)となる。周波数特性が平坦に
なるように校正するには(2)式と(3)式で示される
τ1 とτ2 を等しくすればよい。
【0022】τ2 =τ2 より           k=1+(C1/C3)−(R2
/R1)・(C2/C3)           …(
4)(4)式を満たすkを帰還量調整器11Aに与える
ことにより抵抗分圧回路4の周波数特性を平坦にするこ
とができる。制御の方法を図2と図3にフローチャート
で示す。図2及び図3にDA変換器とあるは帰還量調整
器11Aを指す。またFSはこのDA変換器のフルスケ
ール出力値、Dm は下限周波数f1 の利得を測定す
る場合に、メモリMに設定する設定値、Dn は上限周
波数f2 の利得を測定する場合に、メモリMに設定す
る設定値である。
【0023】メモリMに適正な校正値を書込むことによ
り通常の測定状態に切替られ、交流電圧等の測定が行な
われる。図4にこの発明の変形実施例を示す。この例で
は帰還量調整器11Aに与える交流信号を抵抗分圧回路
4の入力側から取出した場合を示す。このように構成し
ても図1の構成と同様の作用効果を得ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
抵抗分圧回路4の周波数特性を平坦にする校正を自動的
に行なわせることができる。よって抵抗分圧回路4を多
数装備した測定装置において、入力回路の校正を短時間
に済ませることができ便利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を説明するための接続図。
【図2】この発明の動作を説明するためのフローチャー
ト。
【図3】図2と同様のフローチャート。
【図4】この発明の変形実施例を示す接続図。
【図5】従来の技術を説明するための接続図。
【図6】従来の技術の動作を説明するためのグラフ。
【符号の説明】
1    信号源 2    入力端子 3    測定装置 4    抵抗分圧回路 5    バッファ増幅器 6    実効値変換器 7    AD変換器 8    表示器 11    正帰還回路 11A    帰還量調整器 12    制御器 13    校正値算出装置 14    基準信号発生器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  被測定交流信号を抵抗分圧回路で取出
    し、この抵抗分圧回路で分圧された被測定交流信号を実
    効値変換器によって実効値に変換し、被測定交流信号の
    実効値を測定すると共に、上記抵抗分圧回路の分圧抵抗
    器に並列接続したコンデンサの容量を調整し、入力回路
    の周波数特性を校正する機能を具備した電圧測定器にお
    いて、上記抵抗分圧回路に被測定交流信号の代りに測定
    周波数帯域の下限周波数及び上限周波数を持つ基準交流
    信号を与える基準信号発生器と、上記抵抗分圧回路の分
    圧点に入力信号を正帰還させる正帰還回路と、この正帰
    還回路の帰還量を調整する帰還量調整器と、校正時に上
    記基準発振器から与えられる測定周波数帯域の下限周波
    数と上限周波数の実効値変換値が等しくなる校正値を求
    める校正値算出装置とによって構成した周波数特性校正
    装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006238658A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Micro Space Kk 電圧検出回路及びランプ駆動回路
JP2009204398A (ja) * 2008-02-27 2009-09-10 Yokogawa Electric Corp 波形測定装置
JP2016114562A (ja) * 2014-12-17 2016-06-23 日置電機株式会社 電圧入力抵抗部の周波数特性補正構造および部品搭載基板ならびに測定装置
WO2021182082A1 (ja) * 2020-03-13 2021-09-16 日本電産リード株式会社 クランプ式交流電圧プローブ

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