JPH0583871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野 この発明は、電源誘導雑音の影響下にある端子
回路や電子部品における微小電圧または微小電流
の測定方法に関する。

(b) 従来技術とその欠点 一般に電子回路や電子部品において微小電圧ま
たは微小電流の測定を行う場合、商用電源の電源
誘導雑音（ハム雑音）の影響を受け、測定精度が
低くまた値が安定しないことが多い。このような
雑音は電源ラインから侵入したり、他の機器や配
線等から放射されるものである。このような雑音
による影響を除去するため従来は、シールドカバ
ー等により電子回路や部品を覆うことによつて雑
音を遮断する方法が行われているが、このような
方法であつても微小電圧または微小電流の測定に
おいては雑音の影響を完全に無くすことはできな
い。また、雑音の遮断を完全なものとするために
は測定すべき電子回路や電子部品の全体を或いは
測定器も含めた全体をカバーすることが必要であ
るが、このようにすることはシールドカバーの内
部を操作することができなくなり、調整等を行う
場合に問題となる。

また、電源誘導雑音による影響を実質的に除去
する方法として測定値をＡ／Ｄ変換する場合に積
分型のＡ／Ｄ変換器を用いることができるが、積
分の時間を商用電源周波数のＮ周期分に一致させ
なければその雑音による影響を完全に除去するこ
とができない。Ｎ周期の時間、積分することがで
きない場合は、電源周波数に比べてその積分時間
を永く設定する必要があり、短時間に測定するこ
とができないといつた問題があつた。

(c) 発明の目的 この発明の目的は、測定すべき信号に電源誘導
雑音が重畳されていたとしても、その雑音成分の
影響がない本来の測定電圧または電流を短時間に
測定できるようにした微小電圧測定方法を提供す
ることにある。

(d) 発明の構成および効果 この発明は要約すれば、測定すべき信号に重畳
されている電源誘導雑音が商用電源電圧の波形の
近似であり、特に電源電圧が零である瞬間、つま
り零交差点において測定すべき信号に重畳されて
いる雑音成分も略零であることに基づいて、商用
電源電圧の零交差点において測定すべき信号をサ
ンプリングし、これをＡ／Ｄ変換することを特徴
とする。

第１図はこの発明の測定方法の原理を説明する
ための図である。

図に示すように、測定信号は商用電源の交番波
形に対応して変動する。この変動成分が雑音であ
るが、商用電源の波形の零交差点ｔ１，ｔ２にお
いて、前記雑音の成分が最少となる。

信号Ｓ１は商用電源の信号を波形整形すること
によつて得られた矩形波であり、この信号Ｓ１が
立下がつた時点ｔ１からタイマをスタートさせ、
予め定めた時間TIMを計時した後のｔ２におい
てサンプリングを行う。

このように半波長分遅らせる理由は零交差点を
検出した直後にサンプリングを行つたとしても、
回路の動作遅れ時間等の関係で、多少ずれること
があるためである。すなわち、少なくとも半波長
分手前で零交差を検出し、次の零交差点で正確に
サンプリングできるタイミングに相当する時間を
タイマで計時するわけである。

この発明によれば、測定すべき電子回路や電子
部品を或いは測定装置全体に完全なシールド施さ
なくとも測定すべき信号に重畳されている電源誘
導雑音による影響を除去し、例えばバイポーラト
ランジスタのI_CBOや電解効果型トランジスタのリ
ーク電流等のμAオーダの測定を正確にしかも短
時間に測定することができる。、 (e) 実施例 第２図はこの発明の微小電圧・電流測定方法を
用いた測定装置の全体の構成を示す図である。

図において４はトランジスタ等の被測定体、３
は測定制御回路であり、CPU２から出力された
データＤ２によつて前記被測定体４に対して所定
の電圧を印加し、或いは所定の電流を流し測定す
べき点をバツフア５の入力に導くものである。バ
ツフア５は入力インピダンスを非常に高くして測
定制御回路３および被測定体４に対して影響を与
えないようにするための電圧ホロワーとして用い
るものである。サンプルホールド回路６はCPU
から出力される信号Ｓ２のタイミングでバツフア
５の出力をサンプリングし、その値を保持する。
Ａ／Ｄ変換器７は６によつて保持されている値を
アナログ／デジタル変換する回路であり、その値
D1をCPUが読み込む。１は波形整形回路であり、
商用電源の電圧波形を波形整形することによつて
矩形波Ｓ１を発生する。CPUはこの矩形波Ｓ１
がHighレベルからLowレベルに立ち下がつた時
点からそれ以降のいずれかの零交差点までの時間
を計時して零交差点において信号Ｓ２を出力す
る。ROM８は以上のような処理プログラムを予
め記憶するメモリ、RAM９は前記タイマとして
計時するための領域やその他の作業領域として使
用するメモリである。表示制御回路１０は表示す
べき内容を記憶するものであり、その記憶内容に
相当する表示を表示装置１１に行う。

第３図ＡおよびＢは前記波形整形回路の具体的
な例を示すものである。第３図Ａはツエナーダイ
オードの定電圧特性を用いたものであり、ダイオ
ードＤにより整流した電圧をツエナー電圧に制限
することによつて矩形波を得ることができる。第
３図Ｂはトランジスタの飽和領域を用いたスイツ
チング特性を利用したものであり、その出力には
この回路の電源電圧Ｖを振幅とした矩形波を得る
ことができる。

上記何れの方式の場合も正弦波形の零交差点を
直接検出するものでないため、その得られた矩形
波の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングは
現実の零交差点と若干のずれがある。したがつて
そのずれの時間差を予め考慮して前記タイマの値
を設定することが必要になる。

第４図は前記ROM８に予め記憶されている制
御用プログラムの処理手順を表すフローチヤート
である。まずステツプn10にてカウンタＣをリセ
ツトする。このカウンタＣは被測定体について測
定すべき各項目の番号に相当するものであり、例
えば被測定体がバイポーラ型トランジスタの場
合、I_CBOや飽和電圧等のトランジスタの特性を表
す各種値を順次測定する場合にその順番に相当す
る。n11はカウンタＣ値に相当する測定方法をメ
モリから読み出す処理であり、その情報のうち測
定制御回路に対する情報Ｄ２を出力する。ステツ
プn13にてカウンタＣに相当する測定項目が電源
誘導雑音の影響を考慮すべきものであるかどうか
判別する。Ｍ(C)＝１であれば、商用電源の例交差
点のタイミングで測定を行うもの、Ｍ(C)＝０であ
れば零交差点に限らず、どの時点でも測定を行う
モードである。例えばI_CBOの測定であればＭ(C)＝
１であり、n14にて前記波形整形回路から出力さ
れた信号Ｓ１の状態を読み込みその信号がHigh
レベルからLowレベルに立ち下がつたかどうか
判別する。立ち下がつた時点でn15へ進み、タイ
マＴに初期値TIM′を設定する。この値は電源周
波数の半周期に相当する時間に上述のように波形
整形回路による零交差点の検出時間遅れ或いは進
みに相当する時間を減算或いは加算した値に相当
する。n16はタイマの値が零になつたかどうかの
判別であり、零でなければn17にてタイマＴをデ
クリメントする。このステツプn16と17の繰り返
しによりTIM′に相当する時間の時間待ちを行い、
その後n18にて前記信号S2を出力する。これによ
りサンプルホールド回路は測定すべき電圧をサン
プリングし保持する。その後n19にてＡ／Ｄ変換
回路の出力Ｄ１を読み込む。この値が求めるべき
測定値である。n20にてその値が正常であるかど
うか判定する。良品であればn21にてカウンタＣ
の値が最終値であるかどうか、つまり測定すべき
全ての項目が終了したかどうか判別する。終了で
なければn22にてカウンタの値をインクリメトン
しn11へ戻る。以上の動作を繰り返すが飽和電圧
等電源誘導雑音に影響されないような値を測定す
る場合は、n13からn18へ飛び零交差点に関わり
なくサンプリングを行う。尚、n20において判定
の結果不良であればn23にて不良処理を行つてそ
の被測定体に対する測定を終わる。

上記実施例のように測定すべき値が電源誘導雑
音の影響を受ける場合と受けない場合に分けて、
サンプリングおよびＡ／Ｄ変換を行うことによつ
て一つの被測定体に対する測定時間を短縮するこ
とができ、また単一の測定回路によつてその何れ
の測定も行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の微小電圧・電流測定方法の
原理を説明するための図、第２図はこの発明の微
小電圧・電流測定方法を用いた測定装置の全体の
構成を示す図、第３図Ａ，Ｂは波形整形回路の具
体的な回路を示す図、第４図は第２図に示した
CPUの処理手順のフローチヤートを示す図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定すべき電圧または電流を所定のタイミン
   グでサンプルホールドして、これをＡ／Ｄ変換す
   ることによつて測定を行うものにおいて、 商用電源周波数の零交差点を検出する手段と、
   この零交差点の検出の後、それ以降のいずれかの
   零交差点で測定値をサンプルホールドするに必要
   な時までを計時するタイマを設け、このタイマ出
   力に基づいて、測定すべき電圧または電流を測定
   することを特徴とする微小電圧・電流測定方法。