KR940009817B1 - 멀티플라이어를 이용한 r-c 또는 r-l 병렬회로의 분리측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

멀티플라이어를 이용한 R-C 또는 R-L 병렬회로의 분리측정장치

제 1 도는 종래 ICT 장비의 임피던스 모드 블록도.

제 2 도는 제 1 도에 따른 플로우차트.

제 3 도는 본 발명 분리측정장치의 블록도.

제 4 도는 본 발명 실시예를 나타낸 회로도.

제 5 도는 본 발명에 따른 플로우차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정현파 발진기 2 : 피 측정체

3 : 전류/전압 변환 증폭부 4 : 실효치 검출기

5 : A/D 콘버터 6 : 퍼스널 컴퓨터

7 : 멀티 플라이어 8 : 저대역 필터

본 발명은 멀티플라이어를 이용한 R-C 또는 R-L 병렬회로의 분리측정장치에 관한 것으로 특히 인-서큐트(In-circuit)상에서의 소자를 측정하기에 적당하도록 한것이다.

종래 ICT(In circuit Tester)장비의 R-C 또는 R-L 병렬회로측정부의 구성은 제 1 도에 도시된 바와같이 정전압원으로서 일정한 주파수값을 갖는 출력을 내보내는 정현파 발진기(1)와, R-C 또는 R-L 병렬회로로 된 피측정체(2)와, 상기 피측정체(2)의 반응전류를 전압으로 변화시킨 후 증폭시키는 전류/전압 변환 증폭부(3)와, 상기 전류/전압 변환 증폭부(3)로부터 실효치를 검출하는 실효치 검출기(4)와, 상기 실효치 검출기(4)의 아날로그 출력을 디지탈로 변환시키는 A/D 콘버터(5)와, 상기 A/D 콘버터(5)의 출력을 받아들여 임피던스 크기를 계산하는 퍼스널 컴퓨터(6)를 구비하여서 이루어진다. 이와같이 구성된 종래 기술의 동작을 살펴보면 정현파 발진기(1)로부터 일정 주파수와 전압의 사인파(γ_s)를 발생시켜 측정하고자 하는 피측정체(2)에 인가하면 그 피측정체(2)의 임피던스 크기 | Zx | 에 따라 정해진 단응전류(i_r)를 전류/전압 변환 증폭부(3)를 통해 전압으로 변환하고 실효치 검출기(4)를 경유하여 이 전압의 실효값을 나타내는 DC전압(V_z)으로 변환시킨다.

또한, DC 전압은 다시 A/D 콘버터(5)에 입력되어 디지탈값으로 변환된 후 퍼스널 컴퓨터(6)에 입력되어 피측정체(2)의 임피던스 크기 | Z_y|가 다음식에 의해 계산된다.

즉,(단, V_s는 i_r의 최대값) 그러나, 상기와 같은 종래 ICT 장비는 R-C 또는 R-L 병렬회로의 합성 임피던스 크기만을 측정하기 때문에 인-서큐트상에서 각각 소자 측정이 이루어지지 않는다.

예를들어 Z₁=R₁// C₁, Z₂=R₂// C₂

R₁=1.414Ω, C₁=0.11_μF, R₂=1.155K, C₂=0.08_μF

이면 | Z₁| = | Z₂|이 되어 각 소자값이 달라도 임피던스 크기가 같아지므로 회로를 정확하게 해석할 수 없다. 본 발명은 이와같이 종래의 결정을 해결하기 위한 것으로 페이즈(phase)를 측정하여 각 소자를 분리측정할 수 있는 멀티플라이어를 이용한 R-C 또는 R-L 병렬회로의 분리측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하에서 이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 제 3 도 내지 제 5 도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 제 3 도는 본 발명 분리측정장치의 블록도로 정전압원으로서 일정한 주파수 값을 갖는 출력을 내보내는 정현파 발진기(1)와, R-C 또는 R-L 병렬회로로 된 피측정체(2)와, 상기 피측정체(2)의 반응 전류를 전압으로 변환시킨 후 증폭시키는 전류/전압 변환 증폭부(3)와, 상기 전류/전압 변환 증폭부(3)로부터 실효치를 검출하는 실효치 검출기(4)와, 상기 실효치 검출기(4)의 아날로그 출력을 디지탈로 변환시키는 A/D 콘버터(5)와, 상기 A/D 콘버터(5)의 출력을 받아 피측정체(2)의 임피던스 크기를 계산하는 퍼스널 컴퓨터(6)와, 상기 정현파 발진기(1)의 사인파 전압(γ_s)과 전류/전압 변환 증폭부(3)의 출력전압(γ_r)을 받아 이를 곱하는 멀티플라이어(7)와, 상기 멀티플라이어(7)의 출력성분중 고대역 성분을 제거하여 상기 A/D 콘버터(5)로 보내는 저대역 필터(8)를 구비하여서 이루어진다.

제 4 도는 상기 제 3 도에서 멀티플라이어(7)와 저대역 필터(8)의 실시예를 나타낸 회로도로 먼저 멀티플라이어(7)는 멀티플라이어용 IC(IC₁)와 OP앰프(IC₂) 그리고 가변저항(VR₁∼VR₃)과 저항(R₁∼R₄)(R_s)(R_r) 및 콘덴서(C₁)(C₂)를 포함하여 이루어지고 저대역 필터(8)는 상기 멀티플라이어(7)의 출력측에 접속되어 OP앰프(IC₃)(IC₄)와 가변저항(VR₄) 그리고 저항(R₅∼R₈)과 콘덴서(C₃)(C₄)를 포함하여서 이루어진다.

이와같이 구성된 본 발명은 먼저 정현파 발진기(1)는 일정 주파수와 전압(γ_s=V_ssinwt)을 출력시키며 이 전압(γ_s)이 피측정체(2)를 통과한 후 전류/전압 변환 증폭부(3)를 거치면 출력 전압(γ_s=V_rsin(wh+θ)이 얻어진다. 따라서, 상기 정현파 발진기(1)로부터의 전압(γ_s)과 전류/전압 변환 증폭부(3)로 부터의 전압(γ_r)은 콘덴서(C₁)(C₂)와 자항(R₁∼R₂)을 통하면서 AC 커플링되고 이렇게 커플링된 전압(γ_s)(V_r)은 멀티플라이어용 IC(IC₁)의 단자(s)(r)에 입력되어 곱해진다. 이때 저항(R₃)은 멀티플라이어용 IC(IC₁)에 에러율을 작게 갖는 범위를 설정하는 바이어스용이고 저항(R₃)은 전압(γ_s)에 그리고 저항(R_r)은 전압(γ_r)에 대한 이득 설정용으로 이 설정은 γ_s(최대치)=V_s[V]일때 R_s 3V_s[KΩ]이고, γ_r(최대치)=V_s[V]일때 R_r 6V_r[KΩ]이다.

또한, 가변저항(VR₁)은 OP앰프(IC₂) 출력 지점의 전압(이를 γ_T1이라 한다)의 DC 오프-셋을 조정하는 것으로 γ_s또는 γ_r의 이 OV이거나 γ_s와 γ_r의 위상차가 90°일때 출력이 0V되게 한다.

한편, OP앰프(IC₂)는 멀티플라이어용 IC(IC₁)의 출력이 전류인 것을 전압으로 변환 출력하는 것이며 이점까지의 곱셈기 이득은로 구해지는데 여기서 I₁은 저항(R₃)에 의해 정해진 상수이다. 또한, T₁지점의 전압은 아래와 같다.

즉, γ_r1=K γ_Sγ_r=K₁V_ssinwt V_rsin(wt+θ)

= 1/2 K₁V_sV_rcosθ -1/2 K₁V_sV_rcos(2wt-θ)

여기서 K₂=1/2K₁·V_s로 간주하는데 이는 K·V_s가 상수이기 때문이며 γ_T1=K₂V_rcosθ -K₂V_rcos(2wt-θ)가 된다.

그리고, OP앰프(IC₃)는 저대역 필터로 상기식에서 K₂V_rcos(2wt-θ)항을 제거한다. 또한, OP앰프(IC₄)는 인버터 앰프이고 Vθ=K₃V_rcosθ로 K₃=-q K₂(단 -q는 op 앰프(IC₄)의 증폭도)가 된다.

따라서, A/D 콘버터(5)로 읽어지는 값은 V_z와 Vθ 인데 V_z는 기존방법으로 | Z_y|가 계산되고 Vθ는 다음식에 의해 θ를 구한다. 즉,이므로Vθ=K₃V_rcos이며,(왜냐하면 V_z는 V_r의 RMS이다)이므로로 θ가 구해진다. 한편, 피측정체(2)가 R-C 병렬회로일 경우 각각 분류 측정되는 R과 C는 다음식에 의해 구해진다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 멀티플라이어(7)를 사용하여 페이즈 앵글을 측정할 수 있고 합성 백터 분리법을 이용하여 저항(R), 콘버터(C),코일(L)을 분리 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 정현파 발진기(1), 피측정체(2), 전류/전압 변환 증폭부(3), 실효치 검출기(4), A/D 콘버터(5), 퍼스널 컴퓨터(6)로 이루어진 것에 있어서, 상기 정현파 발진기(1)의 사인파 전압(γ_s)과 상기 전류/전압 변환 증폭부(3)의 출력 전압(γ_r)을 받아 이를 곱하는 멀티플라이어(7)와, 상기 멀티플라이어(7)의 출력성분중 고대역 성분을 제거하여 상기 A/D 콘버터(5)로 보내는 저대역 필터(8)을 구비하여서 이루어짐을 특징으로 하는 멀티플라이어를 이용한 R-C 또는 R-L 병렬회로의 분리 측정장치.