TW561264B

TW561264B - Apparatus for accurately measuring impedance and method used therein

Info

Publication number: TW561264B
Application number: TW088121949A
Authority: TW
Inventors: Akira Yukawa
Original assignee: Nec Electronics Corp
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2003-11-11
Also published as: JP3608952B2; US6581016B1; JP2000046882A

Description

561264 五、發明說明（1) 【發明領域】尤關於一種量測阻抗之設本發明係關於阻抗之量測備及其所採用之方法。【習知技術之描述】在^下的敘述中，「阻抗」意謂一電值’-實部的值，一虛部的值與其之間的比值。=專巴: 公開公報第61 -m965號揭露了—種典❹ 專利設備。圖工顯示習知用以量測阻抗的設備。雖= 不同羽m，相當於日本專利公開公報中所揭露的圖广波白知a又備係用以量測目標電路丨〇〇的阻抗。該為電導且β為電納。習知設備包含一交流電源ι〇2、一 “流/電壓轉換器1〇3、一相位鑑別器1〇4、一移相器丨〇5、 =相位鑑別器106、一比較器1〇7、一開關單元1〇8，以及 =類比/數位轉換器11 〇。交流電源1 0 2施加一電壓e至目標電路\且電流ig自目標電路丨〇〇流入電流/電壓轉換器 1〇3 °電流的大小表示為e(G+：jB)。電流/電壓轉換器丨⑽轉換，流ig為一輸出電壓ey，且輸出電壓ey為一Rx k。輸出電壓ey施加至相位鑑別器丨〇 4與丨〇 6。相位鑑別器1 〇4將電壓ey乘以交流電源1 〇2的輸出電壓 e ’且取出直流電部份。相位鑑別器丨04輸出與電導G成比例之dc電壓ea。另一方面，另一相位鑑別器106將電壓ey 乘以移相器1 05的輸出電壓。移相器1 〇5被施加以交流電源 561264

102的電壓e，並於電壓e與輸出電壓之間導入一9〇度的相位延遲。因此，相位鑑別器丨〇6輸出一與電納b成比例的電壓eb 〇胃開關單元1 〇 8具有兩個輸入節點1 〇 9 a與1 〇 9 b。該直流電壓二施加至輸入端1〇9a，另一直流電壓以則施加至另一輸入端109b。開關單元ι〇8選擇性地供應直流電壓⑽與吡至類比/數位轉換器1 1 0，且類比/數位轉換器1 1 0轉換直流電壓ea或eb為一數位信號。習知量測設備更包含一微電腦丨丨丨、一交流電壓/直流電壓轉換器1 1 2、一類比/數位轉換器11 3與顯示單元 114a/114b。輸出電壓ey供應至交流電壓/直流電壓轉換器 11 2，且交流電壓/直流電壓轉換器丨丨2由輸出電壓g產生一直流電壓。該直流電壓係與導納丫的絕對值成正比。直流電壓係供應至類比/數位轉換器丨丨3，且轉換為一數位號。 ° 類比/數位轉換器丨丨〇與丨丨3係連接至微電腦丨丨1。微電腦111根據類比/數位轉換器丨丨〇所供應之數位信號計算電導G與電納B，且顯示單元丨丨“與丨丨仂分別顯示電導^與電納B。微電腦根據計算類比/數位轉換器丨丨3所供應之數位信號計算導納的絕對值。〜比較器107如了運作：直流電壓ea與直流電壓以比杈。若導納Y遠大於電導G，即Y>>G，則電納B表示為：

561264 五、發明說明（3) 因此，微電腦1 1 1忽略由直流電壓eb轉換之數位信號，且根據由類比/數位轉換器11 3所供應的數位信號計算電納B。另一方面，當導納Y遠大於電納B，即Y>>B，則電導g 表不為·

ru '逆>二,¾二丨丨丨丨，丨、V ‘ 妒，#)筠 r 因此，微電腦111忽略由直流電壓e a轉換之數位信號，且根據由類比/數位轉換器11 3所供應的數位信號計算電導G。此係由於交流電壓/直流電壓轉換器11 2的準確度遠高於相位鑑別器1 0 4與1 〇 6。事實上，相位鑑別器1 〇 4與 106所產生的誤差為百分之0.1至〇·2。另一方面，交流電壓/直流電壓轉換器11 2所產生的誤差為百分之〇 · 〇 1。所以，微電腦111對交流電壓/直流電壓轉換器丨丨2經由類比/ 數位轉換器11 3所供應的數位信號給予優先權，以提升準確度。曰本專利公開公報亦揭露一種量測感應元件之阻抗的設備。電阻R、電抗X與阻抗z以與先前相似的方法量測。微電腦亦對由直流電壓代表阻抗z的數位信號給予優先權，並在Z>>X或Z>>R的狀態下量測根據數位信號阻 R與電抗X。

111 — 第7頁 561264 五、發明說明（4) 雖然給予交流電壓/直流電壓轉換器1 1 2優先權可以相當地提升量測的準確性，即，在Y > > G或Y > > B之下之電導或電納，但量測中仍然包含根據由直流電壓eb或ea轉換之數位信號所計算的電納或電導。當導納Y並未遠大於電導G與電納B時，電導G與電納B係根據由直流電壓eb或ea轉換之數位信號計算。所以，習知設備仍然具有量測準確度的問題。此為習知設備固有的第^一個問題。第二個問題為由於相位鑑別器1 〇4與1 〇6中的直流偏移電壓所造成的雜訊部份。習知設備連接至各種的電路 105，且相位鑑別器1〇4與1〇6需要在一動態範圍之直流放大。直流電壓ea與eb包含直流偏移電壓，且直流偏移電壓經由類比/數位轉換成為數位信號。所以，數位信號包含雜訊部份，且該雜訊部份使量測品質惡化。此為知設備固有的第二個問題。第二個問題為移相器1 G 5。雖然移相器1 0 5的目標為9 0 度的相位I遲邊移相器不能每次都將輸出電壓偏移9 〇度。此意謂其類比增加並不準確。相同的問題亦出現在習知用於感應元件的設備中。【發明概要】本毛月之目的，為提供一種準確量測阻抗的設備。本發明之另-㈣，為提供一種準破量測阻抗的方法0

第8頁 561264 五、發明說明（5) 為達上述目的，本發明係將信號處理數位化以決〜抗。、疋阻依本發明之一實施態樣，提供了一種量測一目標物阻抗的設備，包含一連接到目標物之埠；一連接到埠之之週期信號產生器，並經由淳供應一週期性變化，且由一第一數位信號所產生之一第一類比信號至目標物（丨丨），以產生一因阻抗而變化之第二類比信號；一數位信號產生器，，由第二類比信號產生一第二數位信號；以及一資以週產金生器與數位信號產生器、：並数位L唬與第二數位信號以決定阻抗。依本發明之另—每 ^ ^ 仏曰夕阳h M 具施恶樣，如供了一種$測一目標物生一 ΐ 一 _ Ϊ i其包含以下步驟：由一第一數位信號產、k號；b)供應第一類比信號至目標物（11 ) ί變:匕之一第二類比信?虎；c)轉換第二類比一 ^位f % : /位k號；以及d)經由對第一數位信號與第 —數位k就進行一數位處理來決定阻抗。【較佳實施例之詳細說明】弟一貫施例 ^ π參/?、圖2，本發明之量測設備包含一唯讀$怜沪1、一轉換器4、一乘^、5一，壓/電流轉換器3、一類比/數位腦9以及一控制器1〇。一一累積益6、、暫存器7與8、-微電〇。一目標物1 1連接在量測設備與接地 561264 五、發明說明（6) 之間’且目標物11之阻抗即為欲量測之阻抗。且兮記憶體1儲存表示四分之一個正弦波的離散值，〇。離散值係反覆自唯讀二】弦ί具有一角頻“ M ^ ^ 节’ °己體1碩取，且經由數位/類比 ^ , σσ /、心至電壓/電流轉換器3。一交流電流由離散值六-雷ΐ該交流電流流入該目標物11。該交流電流轉換為腦9 -且^比/ ί位轉換器4數位化該交流電壓。微電 η . &又不又机電壓與離散值的數位信號來計算目標物 Η在角頻率ω 0時的阻抗。控：器10管理唯讀記憶體！、乘法器5與累積器6。詳 ;離2!1510自唯讀記憶體1讀取離散值。如前所述，值表示四分之—個正弦波，且控制器ig如後所述依序讀：：：：體m先’控制器1〇依正常的順序循 r ^ 者反向碩取。之後，控制器1 ο指示唯讀 urr值的極性反轉，並依正常的順序循序讀出 ::值：最f，控制器i。反向讀取極性已反向之離散值。接者’正弦波即由離散值產生。 -餘弦波亦由離散值產生。控制器1Q依分時方式取離=波的動作及產生餘弦波。首先，控制器10反向讀 :離2。=制器10指示唯讀記憶船反向離散值的極並依正吊的順序循序讀出極性反向之離散值。接 =制器10反向讀取極性已反向之離散值，取極性未反向之離散值。餘弦波= if 第10頁五、發明說明（7) 數位/類比轉換杰2轉換表示正弦波或餘弦波的離散值系列為一類比信號。類比信號改變電壓位準，並被供應至電壓/、電流轉換器3。電壓/電流轉換器3由類比電壓信號產生父〃IL電流，並將其供應至目標物1 1。電壓/電流轉換器可採用如圖1所示的運算放大器。當交流電流流進目標物丨丨時，交流電流的量係被乘以目標物11的阻抗。該乘積以交流電壓表示。該交流電壓係，分時方式以正弦波與餘弦波表示，流電麗供應至類 ^數:轉換益4 ’且轉換為數位信號。該數位信號供應至乘法器5將數位信號乘上以部值。乘法器5更將數位信號乘上以部份：=:的2 散值。即使唯讀記憶體1中所儲存的離散值。有=離個具有角頻率ω 0的正弦沽。有四刀之一比/數位轉換之信號處理合將：：雜由數位/類比轉換至海位信號巾。目此，此數與外㈣料入數入右夂蘇&相安位仏號成為於角頻率ω 0之外#、、曰有各種角頻率ω之正弦波與餘弦波。更此位信號係以角頻率為ω0正 '、、、而_’百先假設數本發明之量測原理，而不；餘弦波表以敘述依同。罝/;,L電壓與交流電壓的不假設正弦波sin ω〇ί表示交产會影響交流電☆，且響應函數因：Vv?標物11的阻抗 sin ，且一阻抗的-的貫部而成為正弦波述，乘法考5 Α尤门士成為餘弦波c〇s ω 01 〇 4 〜 5在不同時序時，將數位信號乘以表示正如弦月，波所 561264 五、發明說明（8) 與餘弦波咖_的離散值。當乘法器5將正弦波散值日，:餘弦波Τ ω〇的值乘以表示正弦波幻㈣01的離〇t) ’才且P阻广二貝部使乘積成為Sin2 ω(Η = 1/20—COs2 ω =且阻抗的虛部使乘積成為sin“txcos0 乘積1 乂流電流cos2 ω0ΐ與sin2 ω〇ί的部份由其f值的數位信號值與實部成比例。以乘以声_二=t态5將正弦波s i η ω 0與餘弦波cos ω 〇乘積不Γ —的離散值時’阻抗的實部使乘乘積：為：二Slnw0t=1/2sin2—，且阻抗的虛部使買风马cos 6j〇tx cos + /0,1 , 。户雷、六一 I / 2 (I + c 〇 s 2 ω 01)。在消去交 ΐ二份Λ’數位信號係與阻抗的虛部成比例。份。積的數位信號中消去交流電流成轉換週期中將乘積累加。若由類比/數位竹佚為4所供應的數位作缺曰戈人丨則交流雷治A彳八# &乜娩不包$ ®化雜訊與外部雜訊，份僅在：;:ί 與c〇s2—，且交流電流成而，供應至乘法器5的數位除。然訊與外部雜訊。為了自乘7;、可避免地會包含量化雜份，累積器6累積乘積上積一中二果，一乘積的總人盥另一千社上的週期。累積的結暫存器7與8。暫i %刻二積的總合分別供應至並儲存於下所述日存W與8分別分配到正弦項與餘弦項，如元成累積時，微電腦9由暫存和的數位值。微電《分別將乘積；方:：=:總第12頁 561264 — *—_ - ------------- 五、發明說明（9) "" 加。微電腦9求出相加值的平方根。該平方根與阻抗的、絕對值成比例。微電腦9決定總和的比例，其與實部與虛部的比例，即相位角t a η Θ相等。供應至乘法器5的數位信號Vi假設表示為Asin( ω t + 0 )。當乘法5在η週期後算出表示正弦波部份的數位值與表示餘弦波部份的數位值，累積器6即將玉弦項Hs( ω ) 與餘弦項Hc( ω)分別儲存於暫存器7°盘8 玉弦項Hs( ω) 與餘弦項H C ( 6l))係表示為 :J vi sin(她)邊首先’正弦項H S ( )如下計管若ω〇，則正弦項Hs( ω)為

561264 五、發明說明（ίο) =ΜπΜχϋ<^Β(ψ)^ωΟ 另一方面，若ωτ^ωΟ，則正弦項Hs(6j)為 &，齡_+齡雷獻_ -+滅K(樹 + ^0]3!細㈣ 5 :p分露、(('册/㉝> 一—一缈句二 [sm{ 2ηπ((ωΙ ωΰ) -1) +^} - sm(^)]/(^4- mO)} » (Ai /2){sin( 2η(ωί ω0)π+ψ) - m(^r)} {2mQf(m2 - mO2)}

Mi t〇B{n(mi mO)w + ψ) ώι{ η(ωί ωϋ)π) {mtii(m^ - ωϋ^)} 餘弦項Hc( ω)表示為 '':' ^^^r) t0s(m〇i)dt 益(：#y 2》渺 Ψ 獻0》i+θ + sE{(私/ 獻 0)1+滅若ω= ωΟ，則餘弦項Hc( ω)表示為

+ψ) +'»(ψ)}4& s、、、、、、s ：χ ) s s Vw % 11 " " ' \ Ss s

ψ) tmQ •^、今、A，、、· 、、、V» s、”、s \、v> 1, ir s * 、

第14頁 561264 五、發明說明（π) 另一方面，若ω妾ωΟ，則餘弦項Hc(o)表示為 / 2)[[ο〇δ{(ώ> -f /(^ -f £»0)] +4-¾^} i(m - £2?Ο)]]〇^/λ?0 =-(Ai / 2)[[cos{2^((^/ £2?0) -f 1) 4-ψ) - cos(^r)]/(a?4* ωΰ) 4* [oos{2n^(mi ωϋ) -1) HH^r) ~ cos(^r)3 ί(ω— mO)] =2){cos{2^(^/ ωΰ)π +ψ)- cos(^r)} [{l/(e + ^0)} 4· {l/(<£2? - mO)}] ^ 2Ai ήα{ η(ω}ω0)π ^ψ) sia{^(m/ ω?0)^ζγ} -mQ2)}

若ω二ω 0，則平方總和H ( ω )2為 \Β (m)2 = (η 2π 2Ai2) -----方程式1 另一方面’若若6ϋ # 6J 0 5則平方總和H ( 6ϋ ) 2為具㈣产；4j4# 毋运/(—含，册0念竹cosa1>(啦/册0)贫+的+ »>4λί? ζίχί^ΐηζώί'^0)ίτ) [ί{ύ^ ^'ι^Ο} +,

(U(m2 - ώύ2)} m -----方程式 2 本發明之發明人基於η為3 2之假設，將總和Η ( ω )2晝在圖3中。當角頻率ω遠離角頻率ω 0時，增益會減少。在第一實施例中，唯讀記憶體1、控制器1 0、數位/類

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五、發明說明（12) ，轉換器2以及電壓/電流轉換器3 —起構成週期信號產生 -器’且類比/數位轉換器4係作為數位信號產生器。乘法器〕、控制器1 0、累積器6、暫存器7與8以及微電腦9以其成資料處理器。、如前所述，依本發明之量測設備以數位碼的型式儲存表=正弦波的資料，並轉換交流電壓為數位信號。此意謂阻抗係取決於數位信號的處理。只有量化雜訊會被導入由類比/數位轉換器4供應至乘法器5的數位信號中。離散值係以數位碼儲存，且直接供應至乘法器5。此意謂數位信 :虎不會因直流偏移電壓而產生雜訊成份。當累積器5累積N 個正弦波週期的乘積時，解析度的改進為1/2ι〇&ν。為2M，則解析度提升了4位元。因此，數位信號處理比類比b唬處理更為準確’ 1量測設備達到比習知技術更高的又’累積器6在相乘動作之後如數位濾波器般取出直 ί成！：1匕？謂不需要低通遽波器來消除交流電流成份。 ^ ^ 4波&中具有電容器’且低通渡波器對積體電路而吕疋不理想的。累積器6 Φ 土 π班士 + 6 肀未设置有電容器，故製造者可輕易也在半導體晶片上整合元件1至。第二實施例圖4敘述另-種實施本發明之設備。在第一實施例的裝置中加入一混合器1 2、一雜訊源丨3以及暫存器1 4與丨5，其它的兀件均對應到第一實施例。因&，其它的元件均以

561264 五、發明說明（13) 對應的參照符號表示並省略其詳細說明。暫存器丨4分配表示正弦波的離散值’而暫存器丨5分配表示餘弦波的離散值。如前所述，在數位/類比轉換與類比/數位轉換間所引起的雜訊成份以正弦項Hs( ω)與餘弦項Hc( ω)經由累積乘積而消除。然而，當控制器丨〇由唯讀記憶體工規則地讀取離散值時，量化雜訊亦混入供應至乘法器5的數位信號，且難以由正弦項Hs(w與餘弦項叫）經由累積乘積而消 ^雜訊源1⑴見則地產生雜訊成份，且混合器12不規則 :將：：成份引入數位信號中。該不規則的雜訊中斷量化雜成份的規則性，並允件g籍弦項He(心肖去雜訊成^累積^由正弦她㈤與餘 ο你暫存器14與15儲存表示部份正弦波的離散值盥表示邱伤餘弦波的離散值，並供應其至乘法器5。哭、。使相乘的控制簡單。當然，運_ 暫存。。14與b 達成第-實施例中的優點。用第…例的量測設備亦在第二實施例中，唯讀記憶體1、控制比轉換器2與電壓/電流轉換器3 — °。數位/類器，且類比/數位轉換器4、雜 °人月k號產生信號產生器的組合。乘法器5合/12形成數位器7、8、14與15以及;^電腦q , 口累積器6、暫存、5以及撇電知9 —起構成資料處理器。實施存j 圖5描述另一實施本發明之量測設備。暫存器7、8、 $ 17頁 561264 五發明說明（14) _____ 14與15分別以複數個暫存器16/18、複數〜複數個暫存器20/22與複數個暫 θ存器17/1 9、與第二實施例中的元件相同，故；相同的2:;它元件省略詳細說明。 > 付號表示並唯5貝έ己憶體1儲存複數纟且表干又複數個暫存器2。與22儲存角頻率η的°正弦離散值。 2正弦波。相似土也’複數個暫存器”㈣儲：广的餘弦波與另一角頻率f2的餘弦波。另一方率fl 存器16與18儲存角頻率"的正弦值Hs(㈦與角頻暫 :值:心）’且複數個暫存器17與19儲存角頻率η的餘； =(一ο—)與另-角頻率f2的餘弦值……。因此，使用每 ί二苐二實施例的量測設備在不同的角頻率f丨與f 2下量汽抗此特彳政疋理想的，因為阻抗會因角頻率而得到不同值。使用實現第三實施例的量測設備，使用者在不同自頻率Π與f2下量測阻抗。實現第三實施例的量測設備達角所有第一實施例中的優點。 1 施例圖6描述另一種實現本發明之量測設備。電壓/電流轉換器3以一電壓隨耦器2 4取代。一電阻2 5與一交流電放大器26加入到電路組態中。電阻25具有遠小於目標物11阻抗值的電阻。電阻2 5連接於目標物1 1與接地之間，且交流^ 放大器2 6的兩個輸入接點分別連接於電阻2 5的兩端。在第一、第二與第三實施例中，交流電流係由電壓/電流轉換

561264 五、發明說明（15) 器3供應至目標物丨丨。電一且該非常小的電堡堡备 ^ 生一非常小的電壓壓降，徵均與第一實施例相似，父$電放大器26放大。其它的特實施例的量測設備诖w i故痛略其相關的敘述。運用第四在第四實施例施例相同的優點。比轉換器2以及電壓隨相哭η體】:控制器η、數位/類電阻25、交流電放大之構成週期信號產生器。 25、交流電放大器26: ?及類比/數位轉換器4。電阻號產生器。乘法器5、"二二/數：：換器4結合成數位信及微電腦9 一起構成資料處“：累積益6、暫存器7與8以方法量測設備由加以描述。唯讀散值。該離散值隔描繪出四分之的控制資料，以目標物1 1連備被施加能量。離散值，且該離器2。數位/類比 3 ’且電壓/電流果’ T1端出現交比/數位轉換器4 ，下的方法量測阻抗。該方法係參照圖2 吕己憶體1儲存表示四分之一個正弦波的離係以數位碼方式儲存，且以預定的時間間一個正弦波。控制器1 0儲存預定時間間隔及另一預定累積週期的控制資料。接於量測設備的端點T1與72之間。量測設接著，控制器1 〇在預定的時間間隔時讀取散值由唯讀記憶體1供應至數位/類比轉換轉換器2供應類比信號至電壓/電流轉換器轉換器3使交流電流流入目標物11。結流電壓，且供應至類比/數位轉換器4。類供應數位信號至乘法器5。該數位信號乘

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561264 五發明說明（16) ___ 以表示部份正弦波的離散值，且以期。其總和以正弦值Hs(〇)表示，並累加預定的週又，數位信號乘以表示部份餘弦波的暫存器7中。 6累加預定的週期。其總和以餘且以累積器於暫存器8中。值11“ ω)表不，並儲存的計算，並決定阻抗的絕對值值!;(：)與二弦值Hc“）與虛部之間的比例。f值“值、虛部值以及實部值，t:所述’量測設備係進行數位資料處理以決定阻抗並牦進量測的解析度與量測值的精確度。孰朵2上所顯不與描述的僅為本發明的特定實施例。任何太二項技術者均可對其進行各種修改與變更，而不脫離本發明之精神。例如’唯讀記憶體可儲存表示部份餘弦波的離散值。此日才，，器10產生一正弦波與一餘弦波。 —顯示器或一指示器可連接到微電腦9以顯示阻抗。

561264 圖式簡單說明依本發明之量測設備與方法的優點若參照以下之圖式將更為明白。圖1為一方塊圖，顯示日本專利公開公報第6 1 -2 66 9 65 號中所揭露，習知量測設備之電路組態。圖2為一方塊圖，顯示依本發明之量測設備之電路組態。圖3為一直方圖，顯示正規化之角頻率與增益的關係。

圖4為一方塊圖，顯示另一依本發明之量測設備之電路組態。圖5為一方塊圖，顯示另一依本發明之量測設備之電路組態。圖6為一方塊圖，顯示另一依本發明之量測設備之電路組態。【圖式之符號說明】 1 唯讀記憶體

10控制器 1 0 0目標電路 1 0 2 父流電源 103電流/電壓轉換器 1 0 4 相位鑑別器 1 0 5移相器 1 0 6 相位鑑別器

第21頁 561264 圖式簡單說明 1 0 7 e比較器 1 0 8開關單元 1 0 9 a輸入節點 I 0 9 b輸入節點 11目標物 II 0 類比/數位轉換器 III 微電腦 11 2交流電壓/直流電壓轉換器 113類比/數位轉換器 11 4 a顯示單元 1 1 4 b顯示單元 12 混合器 13 雜訊源 14暫存器 15暫存器 16暫存器 17暫存器 18暫存器 19暫存器 2數位/類比轉換器 2 0暫存器 21暫存器 22暫存器 23暫存器

第22頁 561264 圖式簡單說明 2 4 電壓隨耦器 25 電阻 2 6 交流電放大器 3 電壓/電流轉換器 4 類比/數位轉換器 5乘法器 6累積器 7暫存器 8暫存器 9微電腦 T1 端點 T 2 端點 f 1角頻率 f 2角頻率

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Claims

561264 _案號88121949_年月日__ 六、申請專利範圍方式以不同順序讀取該部份之該離散值系列，以產生該第一數位信號；及一數位/類比轉換器（2 )，連接於該記憶體與該埠之間，以產生一交流電流作為該第一類比信號。

5 ·如申請專利範圍第2項之設備，其中該部份之該離散值系列係為四分之一之該第一週期波，且該控制器（1 0 )讀取該部份之該離散值系列之方式，係由一端向另一端，由該另一端至該一端，在該離散值的極性反轉後由該一端至該另一端，以及在該離散值的該極性反轉之下由該另一端至該端。 6. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該週期信號產生器包括一記憶體（1 )，用以儲存表示部份之該離散值系列之數位碼；一控制器（1 0 )，連接至該記憶體，並反覆地以分時方式以不同順序讀取該部份之該離散值系列，以產生該第一數位信號；

一數位/類比轉換器（2 )，連接至該記憶體，以將該第一數位信號轉換為一類比信號；以及一電壓隨耦器（2 4 )，連接於該數位/類比轉換器與該埠之間，以由該類比信號產生一交流電流電壓作為該第一類比信號。 7. 如申請專利範圍第6項之設備，其中該部份之該離散值系列為四分之一之該第一週期波，且該控制器（1 0 )

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讀取該部份之該離散值系 ^ . ^ 尔夕,J之方式，係由一端向另一端， ^ &至4 ^ 在該離散值的極性反轉後由該一端至該另一端’以及在該離散值的該極性反轉之下由該另一端至該端。 08·如申請專利範圍第1項之設備，其中該數位信號產生1§包括一類比/數位轉換器（4 )，其連接於該崞與該資料處理器之間。、 9 ·如申請專利範圍第8項之設備，其中該數位信號產生器更包括一雜訊源（1 3 )，以產生表示一不規則雜訊之雜訊信號；以及一混合器（1 2 )，具有一連·接至該埠之第一輸入節點，一連接至該雜訊源之第二輪入節點，以及一連接至該類比/數位轉換器之輸出節點，以混合該第二類比信號與該雜訊信號。 1 0 ·如申請專利範圍第8項之設備，其中：該璋具有··一輸出節點，連接至該目標物；及一輸入卽點’連接至该週期信號產生器，其供應一交流電流電壓至該目標物以作為該第一類比信號；且該數位信號產生器更包括：一電阻元件（25)，其連接於該埠之該輸出節點與一常電壓源之間，以產生一在其兩端之間變化的電壓信號；以及一放大器（2 6 )，其具有輪入節點以及輸出節點，該等輸入節點分別連接至該兩端以增加該電壓信號的強度，該輸出節點連接至該類比/數

第26頁 561264 _案號88121949_年月日__ 六、申請專利範圍位轉換器（4 )。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之設備，其中該第一數位信號係為表示一第一週期波之一離散值系列與表示一第二週期波之另一離散值系列，該第二週期波之相位角係與該第一週期波相差9 0度，且該第二數位信號為表示該阻抗實部之一第一系列二進位值，與表示該阻抗虛部之一第二系列二進位值。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之設備，其中該資料處理器包括：一乘法器（5 )，連接至該週期信號產生器與該數位信號產生器，並將該第一系列二進位值與該第二系列二進位值乘以該離散值系列與該另一離散值系列，以產生第一乘積與第二乘積；一累積器（6 )，連接至該乘法器，且累積該第一乘積與該第二乘積，以產生一第一乘積總和與一第二乘積總和；一第一資料儲存器（7/8 ; 1 6/1 7/18/19 )，用以儲存該第一乘積總和與該第二乘積總和；以及一電腦（9 )，連接至該第一資料儲存器，以根據該第一乘積總和與該第二乘積總和決定該阻抗。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之設備，其中該電腦（9 ) 分別計算該第一乘積總和與該第二乘積總和之第一平方與第二平方，再計算該第一平方與該第二平方的總和，並計算該總和的平方根以決定該阻抗。

第27頁 561264 _案號88121949_年月曰修正_ 六、申請專利範圍 1 4.如申請專利範圍第1 2項之設備，其中該資料處理器更包括一第二資料儲存器（1 4 / 1 5 )以分開儲存該離散值系列與該另一離散值系列。 1 5 .如申請專利範圍第1 2項之設備，其中該累積器（6 )重覆預定週期之累積動作，以從該第一乘積總和與該第二乘積總和消除雜訊成份。 1 6.如申請專利範圍第1 2項之設備，其中該離散值系列對不同頻率的第一週期波分別具有複數個離散值副系列，且該另一離散值系列對不同頻率的第二週期波具有複數個離散值副系列。 1 7.如申請專利範圍第1 6項之設備，其中該電腦決定該不同頻率下之複數個值。 1 8 · —種量測一目標物之阻抗的方法，包含以下步驟： a) 由一第一數位信號產生一第一類比信號； b) 供應該第一類比信號至該目標物（1 1 )以產生一隨該阻抗變化之一第二類比信號； c) 轉換該第二類比信號為一第二數位信號；以及 d) 經由對該第二數位信號與該第二數位信號進行一相乘運算來決定該阻抗。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之方法，其中該步驟b)包含以下副步驟： b- 1)供應該第一類比信號至該目標物（11 )以產生一隨該阻抗變化之一初步類比信號；以及

第28頁 561264 _案號88121949_年月日__ 六、申請專利範圍 b - 2 )將該初步類比信號與一表示不規則雜訊之雜訊信號混合，以產生該第二類比信號。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項之方法，其中該第一數位信號為一表示第一週期波之離散值系列與表示一第二週期波之另一離散值系列，且該第二數位信號，為表示該阻抗實部之一第一系列二進位值，與表示該阻抗虛部之一第二系列二進位值，且該步驟d)包括以下副步驟： d- 1 )將該第一系列二進位值與該第二系列二進位值乘以該離散值系列與該另一離散值系列，以產生第一乘積與第二乘積； d-2)累積該第一乘積與該第二乘積，以產生一第一乘積總和與一第二乘積總和； d- 3)計算該第一乘積總和與該第二乘積總和之第一平方與第二平方； d- 4)計算該第一平方與該第二平方的和；以及 d- 5)計算該和的平方根，其絕對值與該阻抗成正比。 2 1 .如申請專利範圍第1 9項之方法，其中該離散值系列係不同頻率之複數個週期波，另一離散值系列係其它與該複數個週期波相角差為9 0度之週期波，且該阻抗對不同頻率具有不同的值。

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