JPS62204166A - ベクトル電圧比測定装置 - Google Patents

ベクトル電圧比測定装置

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JPS62204166A
JPS62204166A JP61046983A JP4698386A JPS62204166A JP S62204166 A JPS62204166 A JP S62204166A JP 61046983 A JP61046983 A JP 61046983A JP 4698386 A JP4698386 A JP 4698386A JP S62204166 A JPS62204166 A JP S62204166A
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JP
Japan
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phase
signals
switch
phase signal
output
Prior art date
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Application number
JP61046983A
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English (en)
Inventor
Tomio Wakasugi
若杉 富雄
Hideji Tanaka
秀司 田中
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Hewlett Packard Japan Inc
Original Assignee
Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measuring Phase Differences (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 不発明はベクトル電圧比測定装置に係り、特に2個の交
流信号のベクトル電圧比を測定することにより、これら
交流1d号の振幅比、位相差、供試素子のインピーダン
ス等ケ測定する装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
第4図は供試素子1のインピーダンスZを測定する回路
であり、供試素子1に入力電圧Vを与え。
帰還抵抗器Rを、有する演算増幅器3より出力電圧は基
草電圧Cに対して第5図のように表わすことができる。
そしてI/V=x+j Y = (工0+ j I90
 ) /(Vo + j V2O)であるから、x、 
y、 zはIo + I!1o +Vo +V9Gを求
め、そして計算することにより求められる。かかる測定
原理については、米国特許第4.196,475号に詳
細に述べられている。
従来、かかる測定を行う、即ち−vo+ ’V90+ 
Io +Isoを求める装置として2個の装置が知られ
ている。第6図は前述米1−ii’+許に述べられてい
る装置のブロック図、第7図はその測定順序および21
固の交流信号のどの成分が出力されるかを示した図であ
る。入力電圧■、出力電圧工はスイッチ5を介して位相
検波器7の一方の入力端子に印加される。位相検波器7
 F、1)他方の入力端子には、町変位相信号発生器6
より、選択された位相(0’または90°)をもつ信号
が印加される。位相検波器7の出力信号はアナログ/デ
ジタル変換器(ADC)8(例えばデュアルスロープ形
成DC)によりデジタル化され出力される。第7図に示
すように、スイッチをa、b側に順次切替えると共に、
可変位相信号発生器60位相が選択されて、Vo 、 
V2O、Io 。
I90が順次求められる。即ち直列型処理が行なわれる
この、装置は、4個の測定に対して共通に位相検波67
、入DC8を使用し、そしてその後孔を求ある。しかし
ながら、4個の測定を順次直列的に行うので低速である
欠点がある。
第8図は従来の他の測定装置のブロック図であり、第9
図は2個の交流石号のどの成分が出力されるかを示した
図である。第8図の装置が第6図の装置と異なる点は、
vo + V2O+ IO+ I90の測定に対して、
各別に位相検波器9〜12、入DC13〜16を使用し
た点である。したがって、ADC13〜16よりそれぞ
れv、 l V2Or IO+ I90が同時に出力さ
れ、並列型処理が行なわれる。
この装置は、4個の測定を同時に行うので高速測定が可
能である。しかしながら、4個の測定回路の伝達特性(
例えば、利得、位相特性)にはバラツキ(特に周囲温度
変化に基づくバラツキ)があるので、測定精度が悪い欠
点があった。
〔発明の目的〕
本発明は上述した欠点を除去し、直列型処理と並列型処
理とを選択的に実行しつる装置を提供することである。
本発明の他の目的&i直列型処理の利点と並列型処理の
利点とを合せ持つ装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、従来の直列型処理よ、りも
高精度な測定を行うことができる装置を提供することで
ある。
〔発明の概安〕
本発明においては、2個の交流信号な選択的に4個の位
相検波器に導入するスイッチと、該位相検波器にそれぞ
れ直列接続されたADCと、測定モードに応じて選択さ
れた位相信号を該位相検波器に与えるX可変位相信号発
生器と、各測定値を記憶すると共に計算および平均化処
理を行う処理手段とより構成される。スイッチの切替え
と位相信号の位相とを制御することにより並列型処理と
、直並列型処理が行なわれ、高速度測定が必要なときに
は並列型処理が、高精度測定が必要なとぎには直並列型
処理が行なわれる。
〔発明の9i!、流側〕 第1図は本発明の一実施例によるベクトル電圧比測定装
置のブロック図である。交流信号Vはスイッチ20の接
点台に、交流信号工はスイッチ20の接点dに印加され
る。スイッチ20の可動片aは位相検波621.22の
一方の入力端子に接続される。スイッチ200片動片す
は位相検波器23゜24の一方の入力端子に接続される
。位相検波器21〜24の出力端子はアナログ/デジタ
ル変換器(入DC)25〜280入力端子にそれぞれ接
続される。可変位相信号発生器29は例えば2個の出力
端子32.33を有し、一方の出力端子32は位相検波
器21.23の他方の入力端子に、他方の出力端子33
は位相検波器22.24の他方の入力端子に接続される
。スイッチ20の切替え動作と、可変位相信号発生器2
9の出力信号の位相とは測定モードに応じて制御回路3
1により制御される。ADC25〜28の出力信号は記
憶回路を含む計′JILKよび平均化回路30、例えば
マイクロブロセ丈に与えられ、所望の計算および平均化
動作が行なわれる。
上記のように構成された装置は次のように動作する。
(1)高速測定モード 以下第1図および第2図に基づいて説明すも第2図は、
第1図に示した装置により2個の交流信号のどの成分が
出力されるかを示した特性図である。スイッチ20はa
と0% bとdが接触するように接続される。そして可
変位相信号発生器29の出力端子32.33には%基準
位相信号(例えば第5図の6)に対して00% 90°
の信号がそれぞれ送出される。したがって、位相検波器
21.22には交流信号Vが、位相検波器23゜24に
は交流信号Iがそれぞれ与えられ、第2図に示すように
、所定期間′rの間にADC25〜28からVo 、 
V9゜、工。+ I9゜が同時に求められる。計算/平
均化回路はこれら4個の値を用いて、前述の式に基づき
z、x、y等を求める。なお、この測定モードにおいて
は平均化動作は不必要である。
この測定モードは、従来の第8図の装置と構成、動作が
同一となり、並列型処理が行なわれ、高速測定が行なわ
れる。したがって、高速測定を要求する場合にはこの測
定モードを1吏用する。
(2)高精度測定モード 以下第1図Sよび第3図に基づいて説明すも第3図は第
1図に示した装置の測定順序と、2個の交流信号のどの
成分が出力されるかを示した特性図である。この測定モ
ードは直並列型処理である。最初に、スイッチ20はa
とc、bとdが接触するように接続される。そして可変
位相信号発生器29の出力端子32.33には、基準位
相信号Eに対してO’、90°の信号がそれぞれ送出さ
れる。したがって、ADC25〜28の出力(チャンネ
ル、ch、−ch4)よりVo + V9G+ Io 
r I9oが求められ、これらの直は計算/平均化回路
30中に記憶される。次にスイッチ20の設定状態を維
持したままで、可変位相信号発生器29の出力端子32
゜33に90°、0°の位相信号が送出される。したが
ってADC25〜28の出力よりVso +’Vo +
 Iso + Ioが求められ、これらの直は計算/平
均化回路30中に記憶される。次に、スイッチ20は、
aとdlbとCが接触するように切替えられると共に、
出力端子32.33にはO’、90°の位相信号が送出
される。したがって、人DC25〜28の出力よりIO
+ I9o+ Vo I V2Oが求められ、同様に計
算/平均化回路30中に記憶される。次にス・イッチ2
oの設定状態を維持したままで、出力端子32.33に
90°、0°の位相信号が送出される。したがってAD
C25〜28の指刀よりIso l Io l v90
1 v、が求められ、同様に計算/平均化回路30中に
記憶される。そして最終的に、計:Jl、/平均化回路
30により、各チャンネル毎に以前に記憶された4個の
唾を用いて、例えばインピーダンスZI−Z4が求めら
れる。各チャンネル毎にインピーダンスZを求めるから
、各チャンネル毎の伝達特性の相違は誤差要因にならな
い。即ち、直列型処理の利点を有する。次に、計算/平
均化回路30により、導出された4個のZを用いて平均
化動作が行なわれ(Zl+ Z2+ Za+ Z4/ 
4 )、Zの平均値が求められし る。これによりS/N比が同上台、より高精度測定が実
現される。
なお、スイッチ20の切替え動作および可変位相信号発
生器29の出力信号の位相切替え動作は、前述した順序
に限定されるものでは彦く、各チャンネルにつき、4個
の成分が導出できればよい。
また可変位相信号発生器29の出力信号の位相さ はOo、90°に限定糞れるものではなく、第3図に示
す、! 5 K、 V2O3N’18G+ I901 
LsoヤI9G + Itgo+v9o +VI&1が
得られるようにしてもよい。またV(I HV2Or 
V+so +V27G + Io + I90 + I
+eo + I2?0と8回測定すればオフセット電圧
を除去できることは勿論である。しかしこのオフセット
除去動作は所要時に°1[g1行なえばよい。また本出
願人が以前に出願した特開昭60−28306号のよう
に可変位相信号発生器29の出力信号の位相を所定角毎
に回転させてもよい。
〔発明の効果〕
本発明は直列型処理と並列型処理とを必要に応じて選択
できるので、高速性を要求する場合には並列型処理を、
高精度を要求する場合には直並列型処理を行なえばよい
直並列型処理においては、装置の伝達特性は誤差になら
ないと共に、従来の直列型処理に比べてS/N比が向上
する。何故ならば同一成分(例えば、 Vo )は全体
的に4回測定され、また平均化動作を行なっているから
である。換言すると、従来の直列型処理と同−S/N比
で良ければ、各成分の測定時間を1/4(T/4)にな
し得るので、従来の直夕1j型処理よりも高速測定が実
現できることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるベクトル電圧比測定装置のブロッ
ク図、第2図は第1図に示した装置における並列型処理
において、2個の交流信号のどの成分が出力されるかを
示した特性図、第3図は第1図に示した装置における直
並列壓処理において、測定順序と、2個の交流信号のど
の成分が出力されるかを示した特性図、第4図はインビ
ーダンスZを測定する回路例を示した図、第5図は2個
の交流信号のベクトル図、第6図は従来のベクトル電圧
比測定装置のブロック図、第7図は第6図の装置の測定
順序および2個の交流信号のどの成分が出力されるかを
示した図、第8図は従来の他のベクトル電圧比測定装置
のブロック図、第9図は第8図の装置において2個の交
流信号のどの成分が出力されるかを示した図である。 20:スイッチ、 21〜24.7.9〜12:位相検波器29.6.17
:可変位相信号発生器 25〜28.13〜16:アナログ/デジタル変換器3
0:計算および平均化(ロ)路 31:制御回帰。 出願人 備河叱ニーVット・パツカード株式会社代理人
 弁理士  長 谷 川  次  男篤1図 第2図 b−d(11 第3図 b−d(I )     b−c(V )第5図 qn6 第6図 第7図 第8図      第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 4個の位相検波器と、2個の交流信号を選択的に切替え
    て前記位相検波器の一方の入力端子に導入するスイッチ
    と、前記スイッチの切替え動作に連動して所望位相をも
    つ位相信号を前記位相検波器の他方の入力端子に印加す
    る可変位相信号発生器と、前記位相検波器の出力端子に
    それぞれ接続されたアナログ/デジタル変換器と、前記
    アナログ/デジタル変換器の出力端子に接続されて計算
    および平均化処理を行なう処理手段とより成るベクトル
    電圧比測定装置。
JP61046983A 1986-03-04 1986-03-04 ベクトル電圧比測定装置 Pending JPS62204166A (ja)

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