JP3062506B1 - Impedance measuring device - Google Patents
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Abstract
【要約】
【課題】 正弦波の基準電圧の振幅を一定に制御する際
の制御電圧中のリップル分を十分に低く抑えつつ、基準
電圧を応答性よく安定させる。
【解決手段】 基準電圧発生回路14から正弦波の基準
電圧を発生して測定対象物13に加え、これによって測
定対象物13に流れる電流から、インピーダンス算出回
路29によって測定対象物13のインピーダンスを算出
する。このときに、自動レベル制御回路22により、測
定対象物13に生じる電圧を基に基準電圧の振幅を一定
に制御する。上記の自動レベル制御回路22では、周波
数逓倍回路29にて測定対象物13に生じる電圧の周波
数を逓倍し、交流−直流変換回路24にて周波数逓倍回
路29の出力電圧を直流化し、フィルタ回路27Aにて
交流−直流変換回路24の出力電圧のリップル分を除去
して基準電圧発生回路14に対して制御電圧として与え
る。Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize a reference voltage with high responsiveness while sufficiently suppressing a ripple in a control voltage when controlling the amplitude of a sine wave reference voltage to be constant. SOLUTION: A reference voltage generation circuit 14 generates a sine-wave reference voltage and applies the voltage to a measurement target 13, whereby the impedance of the measurement target 13 is calculated by an impedance calculation circuit 29 from a current flowing through the measurement target 13. I do. At this time, the amplitude of the reference voltage is controlled to be constant by the automatic level control circuit 22 based on the voltage generated at the measurement target 13. In the automatic level control circuit 22 described above, the frequency of the voltage generated in the measuring object 13 is multiplied by the frequency multiplying circuit 29, and the output voltage of the frequency multiplying circuit 29 is converted to direct current by the AC-DC conversion circuit 24. And removes the ripple of the output voltage of the AC-DC conversion circuit 24 and supplies it to the reference voltage generation circuit 14 as a control voltage.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一定振幅の正弦波
の基準電圧を抵抗器、キャパシタ、またはインダクタ等
の測定対象物に加え、これに伴って測定対象物に流れる
電流から測定対象物のインピーダンスを算出するか、も
しくは一定振幅の正弦波の基準電流を上記測定対象物に
流し、これに伴って測定対象物に生じる電圧(測定対象
物の両端間に生じる電圧降下)から測定対象物のインピ
ーダンスを算出するインピーダンス測定装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of applying a reference voltage of a sine wave having a constant amplitude to a measuring object such as a resistor, a capacitor, or an inductor, and a current flowing through the measuring object. The impedance is calculated, or a reference current of a sine wave having a constant amplitude is applied to the object to be measured, and the voltage (voltage drop between both ends of the object to be measured) generated in the object to be measured is measured. The present invention relates to an impedance measuring device for calculating impedance.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4に一定振幅の正弦波の基準電圧を測
定対象物に加えることにより、測定対象物に流れる電流
から、測定対象物のインピーダンスを算出する従来のイ
ンピーダンス測定装置のブロック図を示す。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram of a conventional impedance measuring device for calculating the impedance of a measuring object from a current flowing through the measuring object by applying a sine wave reference voltage having a constant amplitude to the measuring object. Show.
【0003】このインピーダンス測定装置は、図4に示
すように、一対の測定端子11,12の間に抵抗器、キ
ャパシタ、またはインダクタ等の測定対象物(インピー
ダンスをZxとする)13が接続される。In this impedance measuring apparatus, as shown in FIG. 4, a measuring object (impedance Zx) 13 such as a resistor, a capacitor, or an inductor is connected between a pair of measuring terminals 11 and 12. .
【0004】そして、このインピーダンス測定装置で
は、基準電圧発生回路14から出力される一定振幅の正
弦波の基準電圧e0 が一方の測定端子11から測定対象
物13に加えられ、この電圧印加に伴って測定対象物1
3に流れる電流iが他方の測定端子12から検出されて
電流/電圧変換回路15で電圧に変換される。In this impedance measuring device, a reference voltage e 0 of a sine wave having a constant amplitude output from a reference voltage generating circuit 14 is applied from one measuring terminal 11 to a measuring object 13. Measuring object 1
The current i flowing through 3 is detected from the other measurement terminal 12 and converted into a voltage by the current / voltage conversion circuit 15.
【0005】さらに、位相検波回路16で、正弦波の基
準電圧e0 を基に、電流/電圧変換回路15の出力電圧
が位相検波されることにより、電流/電圧変換回路15
の出力電圧において、基準電圧e0 と同相の成分、すな
わち測定対象物13の抵抗成分に対応した電圧成分が取
り出される。Further, the output voltage of the current / voltage conversion circuit 15 is phase-detected by the phase detection circuit 16 based on the sine wave reference voltage e 0 , so that the current / voltage conversion circuit 15
, A component in phase with the reference voltage e 0 , that is, a voltage component corresponding to the resistance component of the measuring object 13 is extracted.
【0006】そして、この位相検波回路16の出力がA
/D変換回路17でディジタル値に変換されることで、
測定対象物13の抵抗成分に対応した電圧成分がディジ
タル値として得られる。The output of the phase detection circuit 16 is A
By being converted into a digital value by the / D conversion circuit 17,
A voltage component corresponding to the resistance component of the measurement target 13 is obtained as a digital value.
【0007】上記の基準電圧発生回路14は、例えば周
波数f0 で発振する正弦波発振器18と、その発振出力
を増幅する可変利得の増幅器19とから構成されてい
る。また、電流/電圧変換回路15は、例えば、演算増
幅器20と、その出力端と反転入力端の間に接続された
抵抗器21とから構成されている。The reference voltage generating circuit 14 comprises, for example, a sine wave oscillator 18 oscillating at a frequency f 0 and a variable gain amplifier 19 for amplifying the oscillation output. The current / voltage conversion circuit 15 includes, for example, an operational amplifier 20 and a resistor 21 connected between the output terminal and the inverting input terminal.
【0008】上記の電流/電圧変換回路15、位相検波
回路16およびA/D変換回路17が測定対象物に流れ
る電流iから測定対象物13のインピーダンスZxを算
出するインピーダンス算出回路28を構成している。The current / voltage conversion circuit 15, the phase detection circuit 16 and the A / D conversion circuit 17 constitute an impedance calculation circuit 28 for calculating the impedance Zx of the measurement object 13 from the current i flowing through the measurement object. I have.
【0009】なお、位相検波回路16に対して基準電圧
e0 を90度を位相で進めた状態で入力することによっ
て、電流/電圧変換回路15の出力電圧において、基準
電圧e0 より90度進相の成分、すなわち測定対象物1
3の容量性リアクタンス成分に対応した電圧成分が取り
出され、それがディジタル値として得られる。By inputting the reference voltage e 0 to the phase detection circuit 16 with the phase advanced by 90 degrees, the output voltage of the current / voltage conversion circuit 15 is advanced by 90 degrees from the reference voltage e 0. Components of phase, ie, object 1 to be measured
A voltage component corresponding to the capacitive reactance component of No. 3 is extracted and obtained as a digital value.
【0010】また、位相検波回路16に対して基準電圧
e0 を90度を位相で遅らせた状態で入力することによ
って、電流/電圧変換回路15の出力電圧において、基
準電圧e0 より90度遅相の成分、すなわち測定対象物
13の誘導性リアクタンス成分に対応した電圧成分が取
り出され、それがディジタル値として得られる。Further, by inputting the reference voltage e 0 to the phase detection circuit 16 with the phase delayed by 90 degrees, the output voltage of the current / voltage conversion circuit 15 is delayed by 90 degrees from the reference voltage e 0. A phase component, that is, a voltage component corresponding to the inductive reactance component of the measurement target 13 is extracted and obtained as a digital value.
【0011】ところで、上記のインピーダンス測定を精
度よく行うために、基準電圧発生回路14から出力され
る正弦波の基準電圧e0 の振幅が一定となるように制御
する必要がある。ここで、測定対象物13に生じる電圧
を基に、基準電圧発生回路14から出力される基準電圧
e0 の振幅を一定に制御するための自動レベル制御回路
22について説明する。In order to accurately measure the impedance, it is necessary to control the amplitude of the sine wave reference voltage e 0 output from the reference voltage generation circuit 14 to be constant. Here, the automatic level control circuit 22 for controlling the amplitude of the reference voltage e 0 output from the reference voltage generation circuit 14 to be constant based on the voltage generated at the measurement target 13 will be described.
【0012】この自動レベル制御回路22では、測定対
象物13に生じる電圧(つまり、基準電圧e0 )をバッ
ファアンプ23で増幅し、バッファアンプ23の出力を
絶対値回路等からなる交流−直流変換回路24で直流に
変換し、さらに抵抗器(抵抗R)25およびコンデンサ
(容量C)26からなるフィルタ回路27に通すことで
リップル分を除去した上で基準電圧発生回路14の増幅
器19の利得制御入力端に制御電圧として加えるように
している。これによって、基準電圧発生回路14から出
力される基準電圧e0 の振幅が一定に制御される。In the automatic level control circuit 22, the voltage (that is, the reference voltage e 0 ) generated in the measuring object 13 is amplified by the buffer amplifier 23, and the output of the buffer amplifier 23 is subjected to AC-DC conversion comprising an absolute value circuit or the like. The DC voltage is converted by a circuit 24, and the DC voltage is further passed through a filter circuit 27 including a resistor (resistor R) 25 and a capacitor (capacitance C) 26 to remove the ripple component, and then the gain control of the amplifier 19 of the reference voltage generating circuit 14 is performed. A control voltage is applied to the input terminal. Thereby, the amplitude of the reference voltage e 0 output from the reference voltage generation circuit 14 is controlled to be constant.
【0013】図5に一定振幅の正弦波の基準電流を測定
対象物に流すことにより、測定対象物に生じる電圧から
測定対象物のインピーダンスを算出する従来のインピー
ダンス測定装置のブロック図を示す。FIG. 5 is a block diagram of a conventional impedance measuring apparatus for calculating the impedance of a measuring object from a voltage generated in the measuring object by flowing a sine wave reference current having a constant amplitude through the measuring object.
【0014】このインピーダンス測定装置は、図5に示
すように、一対の測定端子31,32の間に抵抗器、キ
ャパシタ、またはインダクタ等の測定対象物(インピー
ダンスをZxとする)33が接続される。In this impedance measuring device, as shown in FIG. 5, a measuring object (impedance is Zx) 33 such as a resistor, a capacitor or an inductor is connected between a pair of measuring terminals 31 and 32. .
【0015】そして、このインピーダンス測定装置で
は、基準電流発生回路34から出力される一定振幅の正
弦波の基準電流i0 が一方の測定端子31から測定対象
物33に流され、この基準電流i0 が他方の測定端子3
2から検出されて電流/電圧変換回路35で電圧に変換
され、同時にこの基準電流i0 の供給に伴って測定対象
物33に生じる電圧(測定対象物33による電圧降下)
eが一方の測定端子31から検出される。[0015] Then, in the impedance measuring device, the reference current i 0 of the sine wave of constant amplitude output from the reference current generation circuit 34 is passed through the measuring object 33 from one measurement terminal 31, the reference current i 0 Is the other measurement terminal 3
2 and is converted to a voltage by the current / voltage conversion circuit 35, and at the same time, a voltage (voltage drop due to the measurement target 33) generated in the measurement target 33 due to the supply of the reference current i 0.
e is detected from one of the measurement terminals 31.
【0016】さらに、位相検波回路36で、電流/電圧
変換回路35から出力される正弦波の基準電流i0 に相
当する電圧を基に、測定対象物33に生じる電圧eが位
相検波されることにより、測定対象物33に生じる電圧
eにおいて、基準電流i0 と同相の成分、すなわち測定
対象物33の抵抗成分に対応した電圧成分が取り出され
る。Further, the phase detection circuit 36 detects the voltage e generated in the measuring object 33 based on the voltage corresponding to the sine wave reference current i 0 output from the current / voltage conversion circuit 35. Accordingly, a component having the same phase as the reference current i 0 , that is, a voltage component corresponding to the resistance component of the measurement target 33, is extracted from the voltage e generated in the measurement target 33.
【0017】そして、この位相検波回路36の出力がA
/D変換回路37でディジタル値に変換されることで、
測定対象物33の抵抗成分に対応した電圧成分がディジ
タル値として得られる。The output of the phase detection circuit 36 is A
By being converted into a digital value by the / D conversion circuit 37,
A voltage component corresponding to the resistance component of the measurement target 33 is obtained as a digital value.
【0018】上記の基準電流発生回路34は、例えば周
波数f0 で発振する正弦波発振器38と、その発振出力
を増幅する可変利得の増幅器39とから構成されてい
る。また、電流/電圧変換回路35は、例えば、演算増
幅器40と、その出力端と反転入力端の間に接続された
抵抗器41とから構成されている。The reference current generating circuit 34 includes a sine wave oscillator 38 oscillating at a frequency f 0 , for example, and a variable gain amplifier 39 for amplifying the oscillation output. The current / voltage conversion circuit 35 includes, for example, an operational amplifier 40 and a resistor 41 connected between the output terminal and the inverting input terminal.
【0019】上記の電流/電圧変換回路35、位相検波
回路36およびA/D変換回路37が測定対象物に生じ
る電圧eから測定対象物33のインピーダンスZxを算
出するインピーダンス算出回路48を構成している。The current / voltage conversion circuit 35, the phase detection circuit 36 and the A / D conversion circuit 37 constitute an impedance calculation circuit 48 for calculating the impedance Zx of the object 33 from the voltage e generated at the object. I have.
【0020】なお、位相検波回路36に対して基準電流
i0 を90度位相を進めた状態で入力することによっ
て、電流/電圧変換回路35の出力電圧において、基準
電流i 0 より90度進相の成分、すなわち測定対象物3
3の容量性リアクタンス成分に対応した電圧成分が取り
出され、それがディジタル値として得られる。また、位
相検波回路36に対して基準電流i0 を90度位相を遅
らせた状態で入力することによって、電流/電圧変換回
路35の出力電圧において、基準電流i0 より90度遅
相の成分、すなわち測定対象物33の誘導性リアクタン
ス成分に対応した電圧成分が取り出され、それがディジ
タル値として得られる。Note that a reference current is supplied to the phase detection circuit 36.
i0Is input with the phase advanced by 90 degrees.
In the output voltage of the current / voltage conversion circuit 35,
Current i 0More 90-degree advanced component, ie, object 3
The voltage component corresponding to the capacitive reactance component of
And it is obtained as a digital value. Also rank
The reference current i for the phase detection circuit 360Delays the phase by 90 degrees
Input with the current / voltage conversion circuit
At the output voltage of the path 35, the reference current i090 degrees slower
Ingredient of the phase, that is, the inductive reactant of the measurement object 33
Voltage component corresponding to the
Obtained as tall value.
【0021】ところで、上記のインピーダンス測定を精
度よく行うために、基準電流発生回路34から出力され
る正弦波の基準電流i0 の振幅が一定となるように制御
する必要がある。ここで、測定対象物33に流れる電流
を基に、基準電流発生回路34から出力される基準電流
i0 の振幅を一定に制御するための自動レベル制御回路
42について説明する。In order to accurately measure the impedance, it is necessary to control the amplitude of the sinusoidal reference current i 0 output from the reference current generating circuit 34 to be constant. Here, an automatic level control circuit 42 for controlling the amplitude of the reference current i 0 output from the reference current generation circuit 34 to be constant based on the current flowing through the measurement target 33 will be described.
【0022】この自動レベル制御回路42では、測定対
象物33に流れる電流(つまり、基準電流i0 )によっ
て抵抗器41の両端に生じる電圧をバッファアンプ43
で増幅し、バッファアンプ43の出力を絶対値回路等か
らなる交流−直流変換回路44で直流に変換し、さらに
抵抗器(抵抗R)45およびコンデンサ(容量C)46
からなるフィルタ回路47に通すことでリップル分を除
去した上で基準電流発生回路34の増幅器39の利得制
御入力端に制御電圧として加えるようにしている。これ
によって、基準電流発生回路34から出力される基準電
流i0 の振幅が一定に制御される。In the automatic level control circuit 42, a voltage generated at both ends of the resistor 41 by a current flowing through the measuring object 33 (that is, the reference current i 0 ) is supplied to the buffer amplifier 43.
, And the output of the buffer amplifier 43 is converted to DC by an AC-DC conversion circuit 44 composed of an absolute value circuit and the like, and further a resistor (resistance R) 45 and a capacitor (capacitance C) 46
After removing the ripple component by passing through a filter circuit 47 composed of a filter circuit 47, a reference voltage is applied to the gain control input terminal of the amplifier 39 of the reference current generating circuit 34 as a control voltage. Thus, the amplitude of the reference current i 0 output from the reference current generation circuit 34 is controlled to be constant.
【0023】[0023]
【発明が解決しようとする課題】上述した図4のインピ
ーダンス測定装置の自動レベル制御回路22において
は、交流−直流変換回路24は、絶対値回路で構成され
ていて、その出力電圧は正弦波電圧を全波整流したよう
な脈流波電圧となる。したがって、交流−直流変換回路
24の出力電圧で基準電圧発生回路14の基準電圧の振
幅を一定に制御するには、交流−直流変換回路24の出
力電圧に含まれるリップル分を極力少なくすることが必
要である。In the above-described automatic level control circuit 22 of the impedance measuring apparatus shown in FIG. 4, the AC-DC conversion circuit 24 is constituted by an absolute value circuit, and its output voltage is a sine wave voltage. Becomes a pulsating wave voltage as if the full-wave rectified waveform was obtained. Therefore, in order to control the amplitude of the reference voltage of the reference voltage generation circuit 14 to be constant with the output voltage of the AC-DC conversion circuit 24, it is necessary to minimize the ripple component included in the output voltage of the AC-DC conversion circuit 24 as much as possible. is necessary.
【0024】その理由は、基準電圧発生回路14への制
御電圧Ecに、図6(a)の波形Ec′で示すようにリ
ップル分erが含まれていると、制御電圧Ecによって
振幅が制御される基準電圧発生回路14の正弦波の基準
電圧e0 は、図7(a)に測定信号波形e0 ′で示すよ
うにリップル分erで振幅変調された波形となる。その
ため、高精度のインピーダンス測定ができない。The reason is that if the control voltage Ec to the reference voltage generation circuit 14 includes the ripple er as shown by the waveform Ec 'in FIG. 6A, the amplitude is controlled by the control voltage Ec. The reference voltage e 0 of the sine wave of the reference voltage generation circuit 14 has a waveform that is amplitude-modulated by the ripple er as shown by a measurement signal waveform e 0 ′ in FIG. 7A. Therefore, high-precision impedance measurement cannot be performed.
【0025】そのため、抵抗25およびコンデンサ26
からなるフィルタ回路27の時定数をできるだけ大きく
して、基準電圧発生回路14への制御電圧Ecに、リッ
プル分が現れないようにしている。Therefore, the resistor 25 and the capacitor 26
The time constant of the filter circuit 27 is made as large as possible so that the ripple does not appear in the control voltage Ec to the reference voltage generating circuit 14.
【0026】ところが、リップル分の排除のためにフィ
ルタ回路27の時定数を大きく設定すると、温度変動や
電源電圧の変動による正弦波の基準電圧e0 の急激な変
動、あるいは測定対象物13のインピーダンスが低い場
合に起こる基準電圧e0 の急激な変動が発生した場合
に、基準電圧発生回路14への制御電圧Ecは、図6
(b)の波形Ec″で示すようにパルス状に急変する。
このとき、フィルタ回路27の時定数が大きいため、制
御電圧Ecが安定するまでに要する時間tが長くなる。
このとき、正弦波の基準電圧e0 は、図7(b)に測定
信号波形e0 ″で示すように、制御電圧Ecで変調され
た波形となり、基準電圧e0 が安定するのに長い時間t
を要することになる。なお、図7(b)において、実線
は基準電圧e 0 の測定信号波形を示し、破線は基準電圧
e0 の測定信号波形e0 ″のエンベロープを示してい
る。However, in order to eliminate ripples, a filter is required.
If the time constant of the filter circuit 27 is set to a large value,
Sine wave reference voltage e due to power supply voltage fluctuation0Sudden change of
Motion or when the impedance of the measuring object 13 is low.
Reference voltage e0If a sudden change in
The control voltage Ec to the reference voltage generation circuit 14 is
As shown by the waveform Ec ″ in FIG.
At this time, since the time constant of the filter circuit 27 is large,
The time t required until the control voltage Ec is stabilized becomes longer.
At this time, the sine wave reference voltage e0Is measured in Fig. 7 (b).
Signal waveform e0Is modulated by the control voltage Ec.
And the reference voltage e0Long time to stabilize
Will be required. In FIG. 7B, a solid line
Is the reference voltage e 0Shows the measurement signal waveform of
e0Measurement signal waveform e0″ Shows the envelope
You.
【0027】また、上述した図5のインピーダンス測定
装置の自動レベル制御回路42についても、図4の自動
レベル制御回路22と同様の問題があった。The automatic level control circuit 42 of the impedance measuring apparatus of FIG. 5 has the same problem as the automatic level control circuit 22 of FIG.
【0028】したがって、本発明の目的は、正弦波の基
準電圧もしくは基準電流の振幅を一定に制御する際の制
御電圧中のリップル分を十分に低く抑えつつ、基準電圧
もしくは基準電流を応答性よく安定させることができる
インピーダンス測定装置を提供することである。Accordingly, an object of the present invention is to control the reference voltage or the reference current with good responsiveness while sufficiently suppressing the ripple in the control voltage when controlling the amplitude of the sine wave reference voltage or the reference current to be constant. An object of the present invention is to provide an impedance measuring device that can be stabilized.
【0029】[0029]
【課題を解決するための手段】第1の発明のインピーダ
ンス測定装置は、正弦波の基準電圧を発生して測定対象
物に加える基準電圧発生回路と、測定対象物に流れる電
流から測定対象物のインピーダンスを算出するインピー
ダンス算出回路と、測定対象物に生じる電圧を基に基準
電圧の振幅を一定に制御する自動レベル制御回路とから
なる。According to a first aspect of the present invention, there is provided an impedance measuring apparatus for generating a reference voltage of a sine wave and applying the reference voltage to a measuring object, and a reference voltage generating circuit for measuring the measuring object based on a current flowing through the measuring object. It comprises an impedance calculation circuit for calculating impedance and an automatic level control circuit for controlling the amplitude of the reference voltage to be constant based on the voltage generated at the object to be measured.
【0030】上記の自動レベル制御回路は、測定対象物
に生じる電圧の周波数を逓倍する周波数逓倍回路と、周
波数逓倍回路の出力電圧を直流化する交流−直流変換回
路と、交流−直流変換回路の出力電圧のリップル分を除
去して基準電圧発生回路に対して制御電圧として与える
フィルタ回路とで構成されている。The above-mentioned automatic level control circuit comprises a frequency multiplying circuit for multiplying the frequency of the voltage generated in the object to be measured, an AC-DC converting circuit for converting the output voltage of the frequency multiplying circuit into DC, and an AC-DC converting circuit. And a filter circuit that removes a ripple component of the output voltage and provides the control voltage to the reference voltage generation circuit.
【0031】ここで、交流−直流変換回路は、例えば絶
対値回路からなる。周波数逓倍回路は、例えば測定対象
物に生じる電圧を基に互いに位相が90度ずれた第1お
よび第2の電圧を発生する移相回路と、移相回路から出
力される第1および第2の電圧を乗算するアナログ乗算
器とからなる。なお、移相回路は、例えば抵抗器とコン
デンサとからなる。Here, the AC-DC conversion circuit comprises, for example, an absolute value circuit. The frequency multiplying circuit includes, for example, a phase shift circuit that generates first and second voltages whose phases are shifted from each other by 90 degrees based on a voltage generated in the object to be measured, and first and second output signals from the phase shift circuit. And an analog multiplier for multiplying the voltage. The phase shift circuit includes, for example, a resistor and a capacitor.
【0032】第1の発明の構成によれば、測定対象物に
生じる電圧を交流−直流変換回路によって直流化する前
に、周波数逓倍回路によりその周波数の逓倍を行ってい
るので、必要なリップル低減機能を得るのにフィルタ回
路の時定数を従来例より小さくすることが可能となる。
その結果、正弦波の基準電圧の振幅を一定に制御する際
の制御電圧中のリップル分を十分に低く抑えつつ、基準
電圧を応答性よく安定させることができる。例えば、同
じリップル低減機能を得るのにフィルタ回路の時定数を
逓倍比の逆数倍に小さくすることが可能となる。このよ
うに、リップル低減機能を落とすことなく、フィルタ回
路の時定数を小さくできることから、基準電圧を応答性
よく安定させることができる。According to the configuration of the first invention, before the voltage generated in the object to be measured is converted into DC by the AC-DC converter, the frequency is multiplied by the frequency multiplier, so that the necessary ripple can be reduced. In order to obtain the function, the time constant of the filter circuit can be made smaller than in the conventional example.
As a result, the reference voltage can be stabilized with good responsiveness while suppressing the ripple in the control voltage when controlling the amplitude of the sine wave reference voltage to be constant. For example, in order to obtain the same ripple reduction function, the time constant of the filter circuit can be reduced to a reciprocal multiple of the multiplication ratio. As described above, since the time constant of the filter circuit can be reduced without lowering the ripple reduction function, the reference voltage can be stabilized with good responsiveness.
【0033】第2の発明のインピーダンス測定装置は、
正弦波の基準電流を発生して測定対象物に流す基準電流
発生回路と、測定対象物に生じる電圧から測定対象物の
インピーダンスを算出するインピーダンス算出回路と、
測定対象物に流れる電流を基に基準電流の振幅を一定に
制御する自動レベル制御回路とからなる。According to a second aspect of the present invention, there is provided an impedance measuring apparatus comprising:
A reference current generation circuit that generates a sine wave reference current and flows the measurement object, an impedance calculation circuit that calculates the impedance of the measurement object from a voltage generated in the measurement object,
An automatic level control circuit for controlling the amplitude of the reference current to be constant based on the current flowing through the object to be measured.
【0034】上記の自動レベル制御回路は、測定対象物
に流れる電流に相当する電圧の周波数を逓倍する周波数
逓倍回路と、周波数逓倍回路の出力電圧を直流化する交
流−直流変換回路と、交流−直流変換回路の出力電圧の
リップル分を除去して基準電流発生回路に対して制御電
圧として与えるフィルタ回路とで構成されている。The automatic level control circuit includes a frequency multiplying circuit for multiplying the frequency of a voltage corresponding to the current flowing through the object to be measured, an AC-DC converting circuit for converting the output voltage of the frequency multiplying circuit into DC, and an AC-DC converting circuit. And a filter circuit for removing a ripple component of the output voltage of the DC conversion circuit and applying the ripple as a control voltage to the reference current generation circuit.
【0035】ここで、交流−直流変換回路は、例えば絶
対値回路からなる。また、周波数逓倍回路は、例えば測
定対象物に流れる電流に相当する電圧を基に互いに位相
が90度ずれた第1および第2の電圧を発生する移相回
路と、移相回路から出力される第1および第2の電圧を
乗算するアナログ乗算器とからなる。なお、移相回路
は、例えば抵抗器とコンデンサとからなる。Here, the AC-DC conversion circuit comprises, for example, an absolute value circuit. Further, the frequency multiplier circuit outputs, for example, a phase shift circuit that generates first and second voltages having phases shifted from each other by 90 degrees based on a voltage corresponding to a current flowing through the object to be measured, and output from the phase shift circuit. An analog multiplier for multiplying the first and second voltages. The phase shift circuit includes, for example, a resistor and a capacitor.
【0036】第2の発明の構成によれば、測定対象物に
流れる電流に相当する電圧を交流−直流変換回路によっ
て直流化する前に、周波数逓倍回路によりその周波数の
逓倍を行っているので、必要なリップル低減機能を得る
のにフィルタ回路の時定数を従来例より小さくすること
が可能となる。その結果、正弦波の基準電流の振幅を一
定に制御する際の制御電圧中のリップル分を十分に低く
抑えつつ、基準電流を応答性よく安定させることができ
る。例えば、同じリップル低減機能を得るのにフィルタ
回路の時定数を逓倍比の逆数倍に小さくすることが可能
となる。このように、リップル低減機能を落とすことな
く、フィルタ回路の時定数を小さくできることから、基
準電流を応答性よく安定させることができる。According to the configuration of the second invention, before the voltage corresponding to the current flowing through the object to be measured is converted to DC by the AC-DC converter, the frequency is multiplied by the frequency multiplier, so that the frequency is multiplied. It is possible to make the time constant of the filter circuit smaller than that of the conventional example in order to obtain the required ripple reduction function. As a result, while controlling the amplitude of the sine wave reference current to be constant, the ripple in the control voltage can be suppressed sufficiently low, and the reference current can be stabilized with good responsiveness. For example, in order to obtain the same ripple reduction function, the time constant of the filter circuit can be reduced to a reciprocal multiple of the multiplication ratio. As described above, the time constant of the filter circuit can be reduced without deteriorating the ripple reduction function, so that the reference current can be stabilized with good responsiveness.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0038】〔第1の実施の形態〕図1に一定振幅の正
弦波の基準電圧を測定対象物に加えることにより、測定
対象物に流れる電流から、測定対象物のインピーダンス
を算出する、本発明の第1の実施の形態におけるインピ
ーダンス測定装置のブロック図を示す。[First Embodiment] The present invention calculates the impedance of a measuring object from a current flowing through the measuring object by applying a sine wave reference voltage having a constant amplitude to the measuring object in FIG. 1 is a block diagram of an impedance measuring device according to a first embodiment of the present invention.
【0039】このインピーダンス測定装置は、図1に示
すように、図4の自動レベル制御回路22に代えて、自
動レベル制御回路22Aを用いたもので、その他の構成
は図4と同じである。As shown in FIG. 1, this impedance measuring apparatus uses an automatic level control circuit 22A in place of the automatic level control circuit 22 of FIG. 4, and the other configuration is the same as that of FIG.
【0040】この自動レベル制御回路22Aでは、バッ
ファアンプ23と交流−直流変換回路24の間に、2n
倍周波数逓倍回路(nは1以上の整数)29を挿入し、
フィルタ回路27に代えてフィルタ回路27Aを用いた
点が、図4の自動レベル制御回路22とは異なる。In the automatic level control circuit 22A, between the buffer amplifier 23 and the AC-DC conversion circuit 24, 2 n
A frequency doubler (n is an integer of 1 or more) 29 is inserted,
The difference from the automatic level control circuit 22 in FIG. 4 is that a filter circuit 27A is used instead of the filter circuit 27.
【0041】上記の2n 倍周波数逓倍回路29は、入力
信号の周波数を2倍にする逓倍回路291〜29nをn
段縦続接続したものであり、バッファアンプ23の出力
信号の周波数がf0 であると、例えば初段の逓倍回路2
91の出力信号の周波数は2f0 となり、最終段の逓倍
回路29nの出力信号の周波数は2n f0 となる。The 2 n -times frequency multiplying circuit 29 includes n multiplying circuits 291 to 29 n for doubling the frequency of the input signal.
When the frequency of the output signal of the buffer amplifier 23 is f 0 , for example, the first-stage multiplication circuit 2
The frequency of the output signal of 91 is 2f 0 , and the frequency of the output signal of the final stage multiplier 29n is 2 n f 0 .
【0042】逓倍回路291〜29nは、同一構成で、
例えば図3に示すように、測定対象物13に生じる電圧
を基に互いに位相が90度ずれた第1および第2の電圧
を発生する移相回路51と、移相回路51から出力され
る第1および第2の電圧を乗算するアナログ乗算器52
とからなる。The multiplying circuits 291 to 29n have the same configuration.
For example, as shown in FIG. 3, a phase shift circuit 51 that generates first and second voltages whose phases are shifted from each other by 90 degrees based on a voltage generated in the measurement target 13, and a second phase shift circuit 51 that is output from the phase shift circuit 51. Analog multiplier 52 for multiplying the first and second voltages
Consists of
【0043】移相回路51は、例えば抵抗器(抵抗r)
53とコンデンサ(容量c)54の直列回路とからな
り、その時定数は、入力信号の周波数をf0 としたとき
に、 2πf0 =1/cr を満たすように設定される。The phase shift circuit 51 includes, for example, a resistor (resistance r).
53 and a series circuit of a capacitor (capacitance c) 54, and the time constant is set so as to satisfy 2πf 0 = 1 / cr when the frequency of the input signal is f 0 .
【0044】また、アナログ乗算器52としては、例え
ばバー・ブラウン社製のMPY634またはアナログ・
デバイセズ社製のAD633等が用いられる。そして、
このアナログ乗算器52は、抵抗器53の両端に生じる
第1の電圧(周波数f0 の正弦波の入力信号と同相)が
端子X1 ,X2 間に与えられ、コンデンサ54の両端に
生じる第2の電圧(入力信号に対して90度進相)が端
子Y1 ,Y2 間に加えられ、第1および第2の電圧をア
ナログ的に乗算する。そして、その乗算結果が端子Wよ
り得られることになる。この端子Wからの出力信号は、
その周波数が2f0 となる。なお、端子Zはオフセット
電圧を与えるために設けられているが、この例では、接
地されており、第1および第2の電圧が互いに位相が9
0度異なるので、この端子Wからの出力信号の直流成分
は零となっている。As the analog multiplier 52, for example, MPY634 or an analog
AD633 or the like manufactured by Devices Inc. is used. And
In the analog multiplier 52, a first voltage (in phase with a sine wave input signal having a frequency f 0 ) generated at both ends of a resistor 53 is applied between terminals X 1 and X 2 , and a first voltage generated at both ends of a capacitor 54 is provided. A voltage of 2 (90 degrees advanced with respect to the input signal) is applied between the terminals Y 1 and Y 2 , and multiplies the first and second voltages in an analog manner. Then, the result of the multiplication is obtained from the terminal W. The output signal from this terminal W is
The frequency is 2f 0. The terminal Z is provided to apply an offset voltage. In this example, the terminal Z is grounded, and the first and second voltages have a phase of 9
Since it differs by 0 degrees, the DC component of the output signal from this terminal W is zero.
【0045】なお、アナログ乗算器52は、端子X1 ,
X2 ,Y1 ,Y2 ,W,Zの電圧をそれぞれ、各端子と
同じ記号で表した場合に、 W=(X1 −X2 )・(Y1 −Y2 )/10〔V〕+Z で示される演算を行う。The analog multiplier 52 has terminals X 1 ,
When the voltages of X 2 , Y 1 , Y 2 , W, and Z are represented by the same symbols as the respective terminals, W = (X 1 −X 2 ) · (Y 1 −Y 2 ) / 10 [V] The operation indicated by + Z is performed.
【0046】また、フィルタ回路27Aは、抵抗器(抵
抗R′)25Aおよびコンデンサ(容量C′)26Aか
らなり、その時定数は例えばフィルタ回路27の時定数
の1/2n に設定されている。すなわち、例えば R′C′=RC/2n の関係を満たすように設定される。The filter circuit 27A comprises a resistor (resistor R ') 25A and a capacitor (capacitance C') 26A, and its time constant is set to, for example, 1/2 n of the time constant of the filter circuit 27. That is, for example, it is set so as to satisfy the relationship of R′C ′ = RC / 2 n .
【0047】上記の2n 倍周波数逓倍回路29における
逓倍回路段数nは1段以上であれば何段でもよく、フィ
ルタ回路27Aの時定数を一定とした場合に、段数が多
いほどリップル分の抑制能力が大きい。一方、時定数を
上記の数式の条件のように小さく設定すると、リップル
分の抑制能力が従来例の図4と同じになる。この場合、
フィルタ回路27Aの時定数はフィルタ回路27の時定
数の1/2n であるので、その応答性は従来例に比べて
2n 倍に速くなる。The number n of multiplication circuits in the 2 n -times frequency multiplication circuit 29 may be any number as long as it is one or more. When the time constant of the filter circuit 27A is constant, the larger the number of stages, the more ripple is suppressed. Great ability. On the other hand, when the time constant is set to be small as in the condition of the above equation, the suppression capability of the ripple becomes the same as that of the conventional example shown in FIG. in this case,
Since the time constant of the filter circuit 27A is 1/2 n of the time constant of the filter circuit 27, the response is 2 n times faster than the conventional example.
【0048】その結果、温度変動や電源電圧の変動によ
る正弦波の基準電圧e0 の急激な変動、あるいは測定対
象物13のインピーダンスが低い場合に起こる基準電圧
e0の急激な変動が発生した場合に、基準電圧発生回路
14への制御電圧Ecは、パルス状に急変する。このと
き、フィルタ回路27Aの時定数が小さいため、制御電
圧Ecが安定するまでに要する時間t(図6(b)参
照)が短くなる。このとき、正弦波の基準電圧e0 は、
制御電圧Ecで変調された波形となり、基準電圧e0 が
安定するまでの時間t(図7(b)参照)も短くなる。As a result, when a sudden change in the sine wave reference voltage e 0 due to a temperature change or a change in the power supply voltage, or a sudden change in the reference voltage e 0 which occurs when the impedance of the measuring object 13 is low, occurs. Then, the control voltage Ec to the reference voltage generating circuit 14 changes suddenly in a pulse shape. At this time, since the time constant of the filter circuit 27A is small, the time t (see FIG. 6B) required until the control voltage Ec is stabilized becomes short. At this time, the sine wave reference voltage e 0 is
The waveform is modulated by the control voltage Ec, and the time t (see FIG. 7B) until the reference voltage e 0 stabilizes is also shortened.
【0049】なお、フィルタ回路27Aの時定数は、逓
倍回路段数nの値にとらわれることなくフィルタ回路2
7の時定数より小さく設定することで制御電圧Ecが安
定するまでに要する時間tは従来例に比べて短くでき、
したがって基準電圧e0 が安定するまでの時間tも短く
できる。It should be noted that the time constant of the filter circuit 27A is not restricted by the value of the number of stages n of the multiplication circuit, and the time constant of the
7, the time t required for the control voltage Ec to stabilize can be made shorter than in the conventional example.
Therefore, the time t until the reference voltage e 0 is stabilized can be shortened.
【0050】上記以外の構成および動作については、図
4の従来例で説明したのと同じである。The configuration and operation other than those described above are the same as those described in the conventional example of FIG.
【0051】以上のように、本発明の第1の実施の形態
のインピーダンス測定装置によれば、測定対象物13に
生じる電圧を交流−直流変換回路24によって直流化す
る前に、2n 倍周波数逓倍回路29でその周波数の逓倍
を行っているので、必要なリップル低減機能を得るのに
フィルタ回路27Aの時定数を従来例より小さくするこ
とが可能となる。その結果、正弦波の基準電圧の振幅を
一定に制御する際の制御電圧中のリップル分を十分に低
く抑えつつ、基準電圧を応答性よく安定させることがで
きる。As described above, according to the impedance measuring apparatus of the first embodiment of the present invention, before the voltage generated in the measuring object 13 is converted to DC by the AC-DC conversion circuit 24, the frequency is increased by 2 n times. Since the frequency is multiplied by the multiplying circuit 29, the time constant of the filter circuit 27A can be made smaller than that of the conventional example in order to obtain a necessary ripple reducing function. As a result, the reference voltage can be stabilized with good responsiveness while the ripple in the control voltage when the amplitude of the sine wave reference voltage is controlled to be constant is sufficiently suppressed.
【0052】例えば、同じリップル低減機能を得るのに
フィルタ回路27Aの時定数を逓倍比の逆数倍に小さく
することが可能となり、フィルタ回路27Aの時定数を
小さくできることから、基準電圧e0 を応答性よく安定
させることができる。[0052] For example, the time constant of the filter circuit 27A becomes possible to reduce the reciprocal of the multiplication factor to achieve the same ripple reduction function, since the time constant of the filter circuit 27A can be reduced, the reference voltage e 0 Responsiveness can be stabilized.
【0053】上記したように、2n 倍周波数逓倍回路2
9の逓倍段数とフィルタ回路27Aの時定数の値とは、
相互に連動させる必要はなく、少なくとも周波数を2逓
倍し、フィルタ回路27Aの時定数を従来例のフィルタ
回路27の時定数より小さく設定することで、正弦波の
基準電圧の振幅を一定に制御する際の制御電圧中のリッ
プル分を十分に低く抑えつつ、基準電圧を応答性よく安
定させることができる。As described above, the 2 n frequency multiplier 2
9 and the value of the time constant of the filter circuit 27A are:
It is not necessary to interlock with each other, and at least the frequency is doubled, and the time constant of the filter circuit 27A is set smaller than the time constant of the filter circuit 27 of the conventional example, thereby controlling the amplitude of the sine wave reference voltage to be constant. The reference voltage can be stabilized with good responsiveness while suppressing the ripple component in the control voltage at this time sufficiently.
【0054】〔第2の実施の形態〕図2に一定振幅の正
弦波の基準電流を測定対象物に流すことにより、測定対
象物に生じる電圧から、測定対象物のインピーダンスを
算出する、本発明の第2の実施の形態におけるインピー
ダンス測定装置のブロック図を示す。[Second Embodiment] In FIG. 2, an impedance of a measurement object is calculated from a voltage generated in the measurement object by flowing a sine wave reference current having a constant amplitude through the measurement object. FIG. 4 is a block diagram of an impedance measuring device according to a second embodiment.
【0055】このインピーダンス測定装置は、図2に示
すように、図5の自動レベル制御回路42に代えて、自
動レベル制御回路42Aを用いたもので、その他の構成
は図5と同じである。As shown in FIG. 2, this impedance measuring apparatus uses an automatic level control circuit 42A in place of the automatic level control circuit 42 shown in FIG. 5, and the other configuration is the same as that of FIG.
【0056】この自動レベル制御回路42Aは、バッフ
ァアンプ43と交流−直流変換回路44の間に、2n 倍
周波数逓倍回路(nは1以上の整数)49を挿入し、フ
ィルタ回路47に代えてフィルタ回路47Aを用いた点
が、図5の自動レベル制御回路42とは異なる。In the automatic level control circuit 42 A, a 2 n frequency multiplier (n is an integer of 1 or more) 49 is inserted between the buffer amplifier 43 and the AC-DC converter 44, and is replaced with the filter circuit 47. The difference from the automatic level control circuit 42 of FIG. 5 is that a filter circuit 47A is used.
【0057】上記の2n 倍周波数逓倍回路49は、入力
信号の周波数を2倍にする逓倍回路491〜49nをn
段縦続接続したものであり、バッファアンプ43の出力
信号の周波数がf0 であると、例えば初段の逓倍回路4
91の出力信号の周波数は2f0 となり、最終段の逓倍
回路49nの出力信号の周波数は2n f0 となる。な
お、上記の2逓倍回路491〜49nの構成は、図3に
示したものと同じである。The 2 n -times frequency multiplying circuit 49 includes n multiplying circuits 491 to 49n for doubling the frequency of the input signal.
When the frequency of the output signal of the buffer amplifier 43 is f 0 , for example, the first stage multiplication circuit 4
The frequency of the output signal of 91 is 2f 0 , and the frequency of the output signal of the final stage multiplier 49n is 2 n f 0 . The configuration of the above-mentioned doublers 491-49n is the same as that shown in FIG.
【0058】また、フィルタ回路47Aは、抵抗器(抵
抗R′)45Aおよびコンデンサ(容量C′)46Aか
らなり、その時定数は例えばフィルタ回路47の時定数
の1/2n に設定されている。すなわち、例えば R′C′=RC/2n の関係を満たすように設定される。The filter circuit 47A comprises a resistor (resistance R ') 45A and a capacitor (capacitance C') 46A, and its time constant is set to, for example, 1/2 n of the time constant of the filter circuit 47. That is, for example, it is set so as to satisfy the relationship of R′C ′ = RC / 2 n .
【0059】上記の2n 倍周波数逓倍回路49における
逓倍回路段数nは1段以上であれば何段でもよく、フィ
ルタ回路47Aの時定数を一定とした場合に、段数が多
いほどリップル分の抑制能力が大きい。一方、上記の数
式の条件のように小さく設定すると、リップル分の抑制
能力が従来例の図5と同じになる。この場合、フィルタ
回路47Aの時定数はフィルタ回路47の時定数の1/
2n であり、その応答性は従来例に比べて2n 倍に速く
なる。The number n of multiplication circuits in the 2 n -times frequency multiplication circuit 49 may be any number as long as it is one or more. When the time constant of the filter circuit 47A is constant, the larger the number of stages, the more ripple is suppressed. Great ability. On the other hand, if the value is set to be small as in the condition of the above formula, the suppression capability for the ripple becomes the same as that of the conventional example shown in FIG. In this case, the time constant of the filter circuit 47A is 1/1 / the time constant of the filter circuit 47.
2 n , and the response is 2 n times faster than the conventional example.
【0060】その結果、温度変動や電源電圧の変動によ
る正弦波の基準電流i0 の急激な変動、あるいは測定対
象物33のインピーダンスが低い場合に起こる基準電流
i0の急激な変動が発生した場合に、基準電圧発生回路
34への制御電圧Ecは、パルス状に急変する。このと
き、フィルタ回路47Aの時定数が大きいため、制御電
圧Ecが安定するまでに要する時間が短くなる。このと
き、正弦波の基準電流i0 は、制御電圧Ecで変調され
た波形となり、基準電流i0 が安定するまでの時間も短
くなる。As a result, when a sudden change in the sine wave reference current i 0 due to a temperature change or a change in the power supply voltage, or a sudden change in the reference current i 0 which occurs when the impedance of the measuring object 33 is low, occurs. Then, the control voltage Ec to the reference voltage generation circuit 34 changes suddenly in a pulse shape. At this time, since the time constant of the filter circuit 47A is large, the time required until the control voltage Ec is stabilized becomes short. At this time, the sine wave reference current i 0 has a waveform modulated by the control voltage Ec, and the time required for the reference current i 0 to stabilize is also shortened.
【0061】なお、フィルタ回路47Aの時定数は、逓
倍回路段数nの値にとらわれることなくフィルタ回路4
7の時定数より小さく設定することで制御電圧Ecが安
定するまでに要する時間は従来例に比べて短くでき、し
たがって基準電流i0 が安定するまでの時間も短くでき
る。It should be noted that the time constant of the filter circuit 47A is not limited to the value of the number of stages n of the multiplying circuit, and the time constant of the filter circuit 47A is not limited.
By setting the time constant smaller than 7, the time required for the control voltage Ec to stabilize can be shorter than that of the conventional example, and therefore, the time required for the reference current i 0 to stabilize can be shortened.
【0062】上記以外の構成および動作については、図
5の従来例で説明したのと同じである。The configuration and operation other than those described above are the same as those described in the conventional example of FIG.
【0063】以上のように、本発明の第2の実施の形態
のインピーダンス測定装置によれば、測定対象物33に
流れる電流に相当する電圧を交流−直流変換回路44に
よって直流化する前に、2n 倍周波数逓倍回路49でそ
の周波数の逓倍を行っているので、必要なリップル低減
機能を得るのにフィルタ回路47Aの時定数を従来例よ
り小さくすることが可能となる。その結果、正弦波の基
準電流の振幅を一定に制御する際の制御電圧中のリップ
ル分を十分に低く抑えつつ、基準電流を応答性よく安定
させることができる。As described above, according to the impedance measuring apparatus of the second embodiment of the present invention, before the voltage corresponding to the current flowing through the measuring object 33 is converted to DC by the AC-DC conversion circuit 44, Since the frequency is multiplied by the 2n frequency multiplier 49, the time constant of the filter circuit 47A can be made smaller than that of the conventional example in order to obtain a necessary ripple reduction function. As a result, while controlling the amplitude of the sine wave reference current to be constant, the ripple in the control voltage can be suppressed sufficiently low, and the reference current can be stabilized with good responsiveness.
【0064】例えば、同じリップル低減機能を得るのに
フィルタ回路47Aの時定数を逓倍比の逆数倍に小さく
することが可能となり、フィルタ回路47Aの時定数を
小さくできることから、基準電流i0 を応答性よく安定
させることができる。[0064] For example, the time constant of the filter circuit 47A becomes possible to reduce the reciprocal of the multiplication factor to achieve the same ripple reduction function, since the time constant of the filter circuit 47A can be reduced, the reference current i 0 Responsiveness can be stabilized.
【0065】上記したように、2n 倍周波数逓倍回路4
9の逓倍段数とフィルタ回路47Aの時定数の値とは、
相互に連動させる必要はなく、少なくとも周波数を2逓
倍し、フィルタ回路47Aの時定数を従来例のフィルタ
回路47の時定数より小さく設定することで、正弦波の
基準電圧の振幅を一定に制御する際の制御電圧中のリッ
プル分を十分に低く抑えつつ、基準電流を応答性よく安
定させることができる。As described above, the 2 n frequency multiplier 4
9 and the value of the time constant of the filter circuit 47A are:
It is not necessary to interlock with each other, and at least the frequency is doubled, and the time constant of the filter circuit 47A is set smaller than the time constant of the filter circuit 47 of the conventional example, so that the amplitude of the sine wave reference voltage is controlled to be constant. The reference current can be stabilized with good responsiveness while suppressing the ripple component in the control voltage at this time sufficiently.
【0066】[0066]
【発明の効果】第1の発明のインピーダンス測定装置に
よれば、測定対象物に生じる電圧を交流−直流変換回路
によって直流化する前に、その周波数の逓倍を行ってい
るので、必要なリップル低減機能を得るのにフィルタ回
路の時定数を従来例より小さくすることが可能となる。
その結果、正弦波の基準電圧の振幅を一定に制御する際
の制御電圧中のリップル分を十分に低く抑えつつ、基準
電圧を応答性よく安定させることができる。According to the impedance measuring apparatus of the first invention, before the voltage generated in the object to be measured is converted into a direct current by the AC-DC conversion circuit, the frequency is multiplied. In order to obtain the function, the time constant of the filter circuit can be made smaller than in the conventional example.
As a result, the reference voltage can be stabilized with good responsiveness while suppressing the ripple in the control voltage when controlling the amplitude of the sine wave reference voltage to be constant.
【0067】第2の発明のインピーダンス測定装置によ
れば、測定対象物に流れる電流に相当する電圧を交流−
直流変換回路によって直流化する前に、その周波数の逓
倍を行っているので、必要なリップル低減機能を得るの
にフィルタ回路の時定数を従来例より小さくすることが
可能となる。その結果、正弦波の基準電流の振幅を一定
に制御する際の制御電圧中のリップル分を十分に低く抑
えつつ、基準電流を応答性よく安定させることができ
る。According to the impedance measuring apparatus of the second invention, the voltage corresponding to the current flowing through the object to be measured is converted to an AC-
Since the frequency is multiplied before the DC conversion is performed by the DC conversion circuit, the time constant of the filter circuit can be made smaller than that of the conventional example in order to obtain a necessary ripple reduction function. As a result, while controlling the amplitude of the sine wave reference current to be constant, the ripple in the control voltage can be suppressed sufficiently low, and the reference current can be stabilized with good responsiveness.
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるインピーダ
ンス測定装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an impedance measuring device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態におけるインピーダ
ンス測定装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an impedance measuring device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】逓倍回路の具体的な構成の一例を示すブロック
図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of a multiplier circuit.
【図4】従来の第1のインピーダンス測定装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a first conventional impedance measuring device.
【図5】従来の第2のインピーダンス測定装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a second conventional impedance measuring device.
【図6】自動レベル制御回路の動作を示す波形図であ
る。FIG. 6 is a waveform chart showing an operation of the automatic level control circuit.
【図7】基準電圧発生回路の基準電圧を示す波形図であ
る。FIG. 7 is a waveform diagram showing a reference voltage of a reference voltage generation circuit.
11 測定端子 12 測定端子 13 測定対象物 14 基準電圧発生回路 15 電流/電圧変換回路 16 位相検波回路 17 A/D変換回路 18 正弦波発振器 19 増幅器 20 演算増幅器 21 抵抗器 22A 自動レベル制御回路 23 バッファアンプ 24 交流−直流変換回路 25A 抵抗器 26A コンデンサ 27A フィルタ回路 28 インピーダンス算出回路 29 2n 倍周波数逓倍回路 31 測定端子 32 測定端子 33 測定対象物 34 基準電流発生回路 35 電流/電圧変換回路 36 位相検波回路 37 A/D変換回路 38 正弦波発振器 39 増幅器 40 演算増幅器 41 抵抗器 42A 自動レベル制御回路 43 バッファアンプ 44 交流−直流変換回路 45A 抵抗器 46A コンデンサ 47A フィルタ回路 48 インピーダンス算出回路 49 2n 倍周波数逓倍回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Measurement terminal 12 Measurement terminal 13 Measurement object 14 Reference voltage generation circuit 15 Current / voltage conversion circuit 16 Phase detection circuit 17 A / D conversion circuit 18 Sine wave oscillator 19 Amplifier 20 Operational amplifier 21 Resistor 22A Automatic level control circuit 23 Buffer Amplifier 24 AC-DC conversion circuit 25A Resistor 26A Capacitor 27A Filter circuit 28 Impedance calculation circuit 29 2n frequency multiplier 31 Measurement terminal 32 Measurement terminal 33 Measurement object 34 Reference current generation circuit 35 Current / voltage conversion circuit 36 Phase detection Circuit 37 A / D conversion circuit 38 Sine wave oscillator 39 Amplifier 40 Operational amplifier 41 Resistor 42A Automatic level control circuit 43 Buffer amplifier 44 AC-DC conversion circuit 45A Resistor 46A Capacitor 47A Filter circuit 48 Impedance calculation Circuit 49 2 n times the frequency multiplier circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 27/00 H03G 3/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 27/00 H03G 3/20
Claims (6)
に加える基準電圧発生回路と、前記測定対象物に流れる
電流から前記測定対象物のインピーダンスを算出するイ
ンピーダンス算出回路と、前記測定対象物に生じる電圧
を基に前記基準電圧の振幅を一定に制御する自動レベル
制御回路とを備え、 前記自動レベル制御回路は、前記測定対象物に生じる電
圧の周波数を逓倍する周波数逓倍回路と、前記周波数逓
倍回路の出力電圧を直流化する交流−直流変換回路と、
前記交流−直流変換回路の出力電圧のリップル分を除去
して前記基準電圧発生回路に対して制御電圧として与え
るフィルタ回路とで構成したことを特徴とするインピー
ダンス測定装置。1. A reference voltage generating circuit for generating a sine wave reference voltage and applying the reference voltage to a measurement target; an impedance calculation circuit for calculating an impedance of the measurement target from a current flowing through the measurement target; An automatic level control circuit that controls the amplitude of the reference voltage to be constant based on a voltage generated in the object; a frequency multiplying circuit that multiplies a frequency of the voltage generated in the measurement object; and An AC-DC converter circuit for converting the output voltage of the frequency multiplier circuit into DC,
An impedance measuring apparatus, comprising: a filter circuit that removes a ripple component of an output voltage of the AC-DC conversion circuit and provides the control voltage to the reference voltage generation circuit.
なる請求項1記載のインピーダンス測定装置。2. The impedance measuring device according to claim 1, wherein the AC / DC conversion circuit comprises an absolute value circuit.
電圧を基に互いに位相が90度ずれた第1および第2の
電圧を発生する移相回路と、前記移相回路から出力され
る第1および第2の電圧を乗算するアナログ乗算器とか
らなる請求項1記載のインピーダンス測定装置。3. A frequency multiplying circuit comprising: a phase shifter for generating first and second voltages having phases shifted from each other by 90 degrees based on a voltage generated on an object to be measured; and a second phase shifter output from the phase shifter. The impedance measuring device according to claim 1, further comprising an analog multiplier that multiplies the first and second voltages.
に流す基準電流発生回路と、前記測定対象物に生じる電
圧から前記測定対象物のインピーダンスを算出するイン
ピーダンス算出回路と、前記測定対象物に流れる電流を
基に前記基準電流の振幅を一定に制御する自動レベル制
御回路とを備え、 前記自動レベル制御回路は、前記測定対象物に流れる電
流に相当する電圧の周波数を逓倍する周波数逓倍回路
と、前記周波数逓倍回路の出力電圧を直流化する交流−
直流変換回路と、前記交流−直流変換回路の出力電圧の
リップル分を除去して前記基準電流発生回路に対して制
御電圧として与えるフィルタ回路とで構成したことを特
徴とするインピーダンス測定装置。4. A reference current generating circuit for generating a sine wave reference current and flowing the same to an object to be measured, an impedance calculating circuit for calculating an impedance of the object to be measured from a voltage generated in the object to be measured, and An automatic level control circuit that controls the amplitude of the reference current to be constant based on a current flowing through the object, wherein the automatic level control circuit multiplies a frequency of a voltage corresponding to the current flowing through the object to be measured. A circuit, and an AC for converting the output voltage of the frequency multiplying circuit into DC.
An impedance measuring apparatus, comprising: a DC conversion circuit; and a filter circuit that removes a ripple component of an output voltage of the AC-DC conversion circuit and provides a control voltage to the reference current generation circuit.
なる請求項1記載のインピーダンス測定装置。5. The impedance measuring device according to claim 1, wherein the AC-DC conversion circuit comprises an absolute value circuit.
電流に相当する電圧を基に互いに位相が90度ずれた第
1および第2の電圧を発生する移相回路と、前記移相回
路から出力される第1および第2の電圧を乗算するアナ
ログ乗算器とからなる請求項1記載のインピーダンス測
定装置。6. A frequency multiplying circuit, comprising: a phase shifter for generating first and second voltages having phases shifted from each other by 90 degrees based on a voltage corresponding to a current flowing through an object to be measured; 2. The impedance measuring device according to claim 1, further comprising an analog multiplier for multiplying the output first and second voltages.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11335489A JP3062506B1 (en) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | Impedance measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11335489A JP3062506B1 (en) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | Impedance measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3062506B1 true JP3062506B1 (en) | 2000-07-10 |
JP2001153901A JP2001153901A (en) | 2001-06-08 |
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ID=18289154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11335489A Expired - Lifetime JP3062506B1 (en) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | Impedance measuring device |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3062506B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11730425B2 (en) | 2019-09-20 | 2023-08-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Signal measurement apparatus and signal measurement method |
-
1999
- 1999-11-26 JP JP11335489A patent/JP3062506B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11730425B2 (en) | 2019-09-20 | 2023-08-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Signal measurement apparatus and signal measurement method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001153901A (en) | 2001-06-08 |
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