JPS6057270A

JPS6057270A - 回路試験器

Info

Publication number: JPS6057270A
Application number: JP58166025A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Abu; 阿武　伸昭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-09-08
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1985-04-03

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】この発明は、試験される電気回路または電気部品の導体
に、電極を接近させるだけで電気回路または電気部品の
試験を可能とする回路試験器に関するものである。この
回路試験器では。

電気信号は、導体と電極の間を変位電流となって移動し
、電極側に接続された高入力インピーダンス増幅器によ
って検出される。従って、この発明における回路試験器
で検出される電気信号は、試験される電気回路または電
気部品」−において、電極が接近した場所における電位
の変化によって生ずる電気信号である。

ところで、従来より、高人力インピーダンス増幅器を内
蔵した電圧計等の測定機器は存在する。しかし、従来の
機器をそのまま用いた場合。

■−記の変位電流を検出することはむずかしい。

なぜならば、従来の測定機器で電位の変化を検出する場
合、電気回路の２ケ所で導体と直接接触できることが前
提であり、測定機器もそのように設計されているからで
ある。

さて、絶縁電線が断線して、外見上、断線した場所が不
明な場合を考える。このような場合。

従来の機器では、電線の被覆材である絶縁材料を部分的
に破壊しなければ、電圧計測、導通試験ができず、従っ
て、断線の位置を発見できなかった。従って、従来の機
器を用いれば作業性が悪く、被覆材の品質を損うことに
なる。ところが、この発明の場合、導体に直接接触する
必要のない電極を用いて電位の変化を検出するから、絶
縁電線の一端に接地点を持つことができれば、絶縁電線
の被覆材を破損することなく断線した位置を発見できる
。従って、この発明を用いれば１作業性が良＜、°被覆
材の品質を損うことが少ない。なお、この発明による回
路試験器は、キャブタイヤケーブルのように、１本のケ
ーブル内に、数本の絶縁電線が入っていて。

その内の１本が断線している場合に、その断線場所を発
見する場合にも利用できる。ただし。

その場合、調べようとする導線が他の導線や導体によっ
てシールドされていてはならない。

以上は、絶縁電線の断線場所を調べる場合の説明であっ
た。しかし、この発明は、電位の変化を検出するという
特徴のゆえに１回路動作等の点検にも利用できる。

ところで、特許請求の範囲第１項における電極から電気
信号を検出するため、従来の機器を用いれば２次のよう
な問題を生ずる。

（イ）信号対雑音の比（Ｓ／Ｎ）が悪い。

（ロ）一般に、プローブから機器の入力端子まで数メー
トルの同軸ケーブルが用いられ。

増幅器の入力端子には９周波数特性を補償するためにコ
ンデンサと抵抗による回路が取付けられるため、プロー
ブの先端から機器側を見た場合のインピーダンスは、こ
の発明の特許請求の範囲第２項で述べる方法で得られる
人力インピーダンスはど高くできない。

従って、従来の機器は、そのままでは使えない。

さて、試験される電気回路または電気部品の導体から、
接近して来た電極に流入する電流は。

極めて小さい。というのは、特許請求の範囲第１項で述
べた静電容量は極めて小さく、この静電容量によるイン
ピーダンスが非常に大きな値となるからである。それゆ
え、電極から得られた電気信号は、増幅器によって、増
幅されなければならない。ところで、このとき、できる
だけ高い入力インピーダンスを持つ増幅器を用いれば、
検出すべき電気信号の電圧が電極の位置（すなわち、増
幅器の入力側）で高くなる。その結果、雑音対信号の比
（Ｓ／Ｎ　）が改善される。さらに、特許請求の範囲第
２項で言うように、電極に高入力インピーダンス増幅器
を接近して取付ければ、雑音信号が流入することも少な
く、同時に、（ロ）に記述するような従来の機器で見ら
れる欠点も少なくすることができる。

次に、この発明における回路試験器で対象となる周波数
帯域にういて考える。

さて、試巖される電気回路または電気部品の導体と、こ
れに接近した電極とによって定まる静電容量をＣ２電極
が接近した位置におけるこの導体の電位（接地点に対す
る電圧）をｅ、静電容量Ｃを通って流れる交流信号の角
周波数をω、高入力インピーダンス増幅器の入力インピ
ーダンスを２とすれば、高入力インピーダンス増幅器へ
入力される信号の電圧Ｖは次式で与えられる。

Ｖ＝−−□−（１）従って、（１）式より明らかなように、Ｖ＝ｅを満足す
るために、または、Ｖの値をｅの値に近づけるためには
、１ω（ｚｌを太き（しなければならない。また１ωｃ
ｚｌが充分に太きければ、Ｃが多少変化しても、Ｖの値
は太き（変化しない。

とこ、ろで、Ｃの値は極めて小さいから、ωもある程度
大きい値にしなければならない。しがし、ωが高過ぎれ
ば、高周波回路におけるさまざまな問題を生ずる。従っ
て、ωは１回路試験が可能な限り低い値にすべきである
。ただし。

試験される電気回路または電気部品が高い周波数で動作
するように設計されている場合は、ωの値を大きく考え
て回路試験器を設計することができる。

ところで、高入力インピーダンス増幅器の出力インピー
ダンスは小さくできるし、その出力信号の電力は太き（
できするがら、この増幅器の出力端子に電気信号を伝送
するためのコードを接続しても、誘導による雑音信号が
混入する恐れは少ない。従って、特許請求の第２項で記
述する高入力インピーダンス増幅器の出方端子には、高
感度の電圧計、ブラウン管オシロスコープ、ペンレコー
ダ、電圧比較回路を持つ機器。

Ａ／Ｄ変換器を持つ機器等を接続することが可能である
。それゆえ、目的に適合した機器を高入力インピーダン
ス増幅器に接続して２回路試験器を構成することができ
る。また、Ｓ／Ｎが良い場合に、４ま、特許請求の範囲
第２項が厳密に守られなくとも、特許請求の範囲第１項
を満足する回路試験器を作ることは可能である。

次に、特許請求の範囲第３項で１回路試験器が、試験さ
れる電気回路または電気部品に交流電圧を印加するため
の電源を持つことを述べている。しかし、試験される電
気回路が交流電源を持つ場合、他に交流電源があって、
これを利用できる場合等においては１回路試験器は交流
電源を内蔵している必要性はない。ところが。

一般的には７交流電源を持たない電気回路を試験するこ
とも多いから、試験に必要な交流電源を回路試験器に内
蔵させる。この場合の交流電源は正弦波電圧を発生ずる
ものがよい。しかし。

回路試験器をより簡単で小型にする目的で、ブロッキン
グオシレータのように方形波に類する電圧波形を発生す
る発振器を利用することができる。

次に１図面を用いて、この発明の実施例について説明す
る。

第１図は、この実施例における回路試験器の配線図と試
験のための結線図を合せて書いたものである。この実施
例において２回路試験器は二つの主要部分に分割され、
相互にシールド線で結合される。まず、第１は、電極Ｐ
Ｌと、これに接近して取付けられた高入力インピーダン
ス増幅器ＡＭＰとによって構成されたプローブ（ａ）で
ある。このプローブ（ａ）には、ＡＭＰの接地のための
アース端子Ｇ１と、ＡＭＰのための直流電源の供給およ
びＡＭＰの出力信号を伝送するためのシールド線ｉ４を
取付けるための接栓が取付けられる。第２は、増幅器Ａ
と電圧計Ｍによって構成された交流増幅型電圧計Ｖ　Ｍ
　、試験される電気回路または電気部品に交流電圧を印
加するだめの交流電源Ｏ８９回路試験器を構成する電子
回路のための直流電源Ｅおｊ；び電源スィッチＳによっ
て構成された回路試験器の本体（１））である。この本
体（ｂｌには、アース端子Ｇ２゜シールド線）４でプロ
ーブ（ａ）と結線するための接栓、さらに、交流電源Ｏ
８の出力端子Ｉおよび２が取付５．けられる。なお、こ
の配線図において、５はＶＭの入力端子、３はＡＭＰの
入力端子、ＶＣＣは直流電源のプラス側の配線およびそ
の端子、Ｇは接地線およびその端子を示す。

次に、第１図において２回路試験を行うための結線につ
いて述べる。図において、１５および１６は、試験され
る電気回路または電気部品の導体の一部を示す。まず、
Ｏ８の出力端子ｌおよび２が、それぞれ導線１１および
１２によって、導体１５の接点ＰＩおよびノロの接点Ｐ
２に接続される。次に、プローブ（ａｌに取付けられた
アース端子Ｇ１と導体１５の接点Ｐ３が導線）３によっ
て接続される。以上のように結線された状態で９図のよ
うに電極ＰＬを導体ｉ６に接近させれば、電圧計Ｍは数
式（１）の電圧Ｖの値を表示できる。また、電極Ｐ　Ｌ
を導体ノ５に接近させれば、電圧計Ｍは０に近い値を表
示することができる。Ｐ４とＰ５は、それぞれ、導体ｊ
１５と１６の端部を示す。ここで、２導体ノ５と１６が
一本の導体であったものであり、Ｒ４およびＲ５で示さ
れる部分で断線したものであるとすれば、電極Ｐ）Ｌを
導体１５およびＪ１６に沿って移動しながら、電圧計Ｍ
の指示値を観察することによって、端部Ｐ５を発見する
ことができる。

第２図は、第１図における交流電源Ｏ８の回路図である
。この場合、簡単化のために、無安定マルチバイブレー
タ回路によって方形波電圧を発生させ、トランスＴを介
して出力信号を得る方法を用いた。ここで、コンデンサ
ＣＯは。

直流電流がトランスＴの２次側コイルへ流入することを
防ぐために用いる。第２図において。

交流電源の周波数ωは、Ｒ１，Ｒ２：　ｃｔ、ｃ２によ
って決定される。また、ダイオードＤＩ〜Ｄ４は、トラ
ンジスタＱｌおよびＱ２が不飽和で動作するために、さ
らに、これらのトランジスタのベース電流が逆流するこ
とにより、周波数ωが不安定になることがないように用
いる。

さらには、これらのダイオードは、端子Ｉおよび２に接
続される負荷の大きさが変化することがあっても７．ト
ランジスタが導通状態にあるとき、そのトランジスタの
コレクタ電圧をベース電圧と同じ電圧にするように働く
から、交流電源Ｏ８の動作を安定にする。

第３図は、高入力インピーダンス増幅器ＡＭＰの回路図
である。この増幅器は、電界効果トランジスタＱ３，１
−ランジスタＱ４およびＱ５によって構成される。まず
、Ｑ３はソースホロウで用いている。次に、その出力信
号は、Ｑ４およびＱ５により増幅される。このようにし
て増幅された信号は抵抗Ｒ１１に印加される。ところで
、抵抗Ｒ１１に生じた電圧は、第３図より明らかである
ように、Ｑ３のソース側に帰還されるから、この場合Ａ
ＭＰの利得はＯｄＢとなる。ここで、ＡＭＰの出力電圧
は、コンデンサＣ５によってＱ３のドレインへ、および
、コンデンサＣ４によってＱ３のゲートの７（イアメ回
路とＡＭＰの過大入力信号に対する保護回路の一部であ
るダイオードＤ５とＤ６の接続点へ帰還されている。従
って、ＡＭ、Ｐへ人力された電気信号は、Ｑ３のバイア
ス回路やＡＭＰの保護回路、および、Ｑ３のドレインを
通して接地側へ流入しにくくなるから、ＡＭＰの入力イ
ンピーダンスは高くなる。ところで、Ｒ３およびダイオ
ードＤ５．Ｄ６’は、’ＡＭＰの保護回路を構成する。

第４図は、交流増幅型電圧計の増幅器Ａの回路図である
。この回路の特徴は、入力端子５にプローブ（ａ）を接
続する代りに１通常の電圧計で用いるプローブを接続し
た場合、低い電圧から高い電圧まで測定できるようにレ
ンジ切換えのスイッチＳ１およびＳ２が取付けられてい
ること、および、プローブ（ａ）を使用する場合、電圧
計の感度を微調節できる可変抵抗器ＶＲ２が取付けられ
ていることである。このために、増幅器Ａの入力インピ
ーダンスは比較的高くしてあり、過大入力信号に対して
、ダイオードＤ７゜Ｄ８を用いて回路を保護している。

電界効果トランジスタＱ（３，ｌ−ランジスタＱ７は、
高入力インピーダンス増幅器を構成している。コンデン
サＣ９は、、、Ｑ６のバイアス回路へ、増幅器の出力信
号を正帰還させることにより入力インピーダンスを高く
する作用を行なう。スイ・チＳ１および抵抗Ｒ１３，Ｒ
１４は１人力信号を分圧する回路を構成する。スイッチ
Ｓ２と抵抗Ｒ２０−Ｒ２５は、増幅器Ａの前段の出力信
号をさらに分圧するために動作する。増幅器Ａの後段は
、トランジスタＱ８．ＱＩＯおよび電界効果トランジス
タＱ９によって構成されている。

この後段の増幅器は高い電圧利得を有するが。

出力端子６および７に接続された電圧計を流れた電流に
比例した電圧が入力側へ抵抗Ｒ３５を介して負帰還され
る。この場合、帰還率は、半固定抵抗Ｖ、Ｒ１によって
調節される。従って。

交流増幅型電圧計ＶＭは、ＶＲＩによって感度を較正で
きる。ところで１スイツチＳ３と可変抵抗ＶＲ２は、増
幅器Ａの帰還率を変化させることにより、電圧計の感度
を微調節するために用いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は９回路試験器の配線および試験のための結線を
示す回路図。第２図は、交流電源Ｏ８の回路図。第３図
は、高人力インピーダンス増幅器ＡＭＰの回路図。第４
図は、増幅器Ａの回路図。Ｏ８は交流電源。Ａは増幅器
。Ｍは電圧計。Ｓはスイッチ。Ｅは直流電源。ＡＭＰは
高入力インピーダンス増幅器。ＰＬは電極。ＶＭは交流
増幅型電圧別。ｆａ）はプローブ。［有］）は回路試験
器の本体。ｖＣＣは直流電源のプラス側配線。Ｇは直流
電源のマイナス側の配線。１および２はＯ８の出力端子
。３はＡＭＰの入力端子。４はＡＭＰの出力端子。５は
ＶＭの入力端−ｒ−０６および７は増幅器Ａの出力端子
。Ｇｌ。Ｇ２はアース端子。１ｌ−１３は導線。ｉ４はシールド
線。ｉ５．７６は試験される電気回路または電気部品の
導体。Ｐ１〜Ｐ３は接点。Ｐ４、Ｐ５は導体ｉ５．ノロ
の端部。′ｒはトランス。Ｃｏ−ＣＦ２はコンデンヤ゛
。Ｒ１−Ｒ３５は抵抗。１つ１〜１月Ｏはダイメー−Ｉ
’ｏＱ’〜Ｑ１０は電界、効果トランジスタまた（まト
ランジスタ。８１〜Ｓ３はスイッチ。Ｖ　Ｒｌ　ｉｔ半
固定（氏抗。Ｖ　Ｒ，２は可変抵抗。特許出願人　阿武伸昭￥１■ 潴ン１ｇＯ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　試験される電気回路または電気部品の導体と、
これに接近することができる電極とによって定まる静電
容量を利用し、試験される電気回路または電気部品の導
体の電位変化による電気信号を、この電極に通して検出
することを特徴とする回路試験器。
（２）　特許請求の範囲第１項に記す電極に接近して高
入力インピーダンス増幅器を接続し、試験される電気回
路または電気部品の導体」−に接地点を設けるための端
子をこの高入方インピーダンス増幅器に取付け、さらに
、この高入力インピーダンス増幅器の出方端子に出力信
号の大きさを表示または記録するための機器を接続した
特許請求の範囲第１項の回路試験器。
（３）　試験される電気回路または電気部品に試験で用
いる交流電圧を印加するための電源を内蔵する特１、許
請求の範囲第１項の回路試験器。