JP6421012B2 - 回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法に関し、さらに詳しく言えば、配線ケーブルとして同軸ケーブルが用いられる回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法に関するものである。

図２に示すように、ＬＣＲメータ等の回路素子測定装置は、基本的な構成として、測定信号発生部１０と、電圧測定部２０と、電流測定部３０とを備え、測定信号発生部１０より出力抵抗１１および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料ＤＵＴに交流測定信号を供給し、これによって被測定試料ＤＵＴに流れる電流を電流測定部３０にて電流検出プローブＬｃを介して測定するとともに、被測定試料ＤＵＴの端子間電圧を一対の電圧検出プローブＨｐ，Ｌｐを介して電圧測定部２０にて測定し、測定された電圧Ｖと電流Ｉとから被測定試料ＤＵＴのインピーダンスＺ等を求める（例えば、特許文献１参照）。

多くの場合、電流供給プローブＨｃ，電流検出プローブＬｃ，電圧検出プローブＨｐおよび電圧検出プローブＬｐの各配線ケーブルには、それぞれ、同軸ケーブルＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３，ＣＡ４が用いられている。各同軸ケーブルＣＡ１〜ＣＡ４は、ほぼ同じ長さである。

同軸ケーブルＣＡは、芯線とシールド線との間に静電容量が存在し、その容量値は特性インピーダンスにより決められている。特性インピーダンスが５０Ωの場合、容量値は約１０４ｐＦ／ｍである。

このように、同軸ケーブルＣＡは、その長さによって異なる容量値を持つため、回路素子測定装置に接続される同軸ケーブル長ごとに、試料のインピーダンスについて出荷時調整が行われ、その調整値が内部メモリに保存される。

これにより、ユーザー側で接続した同軸ケーブルの長さを設定（入力）すると、その長さに応じてメモリから調整データが読み出され、ケーブル長により生ずる誤差を補正した測定を行うことができる。

特開２００９−２７０９４２号公報

しかしながら、ユーザーにより設定されたケーブル長が正しくない場合や、設定し忘れた場合には、接続されているケーブル長と、回路素子測定装置での設定とが異なるため、測定誤差が増大してしまうことがある。

そこで、本発明の課題は、ケーブル長の判別モードを有し、接続した同軸ケーブル（延長ケーブル）の長さを回路素子測定装置側で判別可能とすることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、出力抵抗および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料に交流測定信号を供給する測定信号発生部と、高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐを介して上記被測定試料の端子間電圧を測定する電圧測定部と、電流検出プローブＬｃを介して上記被測定試料に流れる電流を測定する電流測定部とを含み、上記各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐの配線ケーブルに同軸ケーブルが用いられている回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法において、
上記測定信号発生部の出力抵抗と上記電流供給プローブＨｃの第１同軸ケーブルとの間に接続された第１スイッチＳＷ１と、上記第１スイッチＳＷ１と上記第１同軸ケーブルとの接続点と接地との間に接続された第２スイッチＳＷ２と、上記電流検出プローブＬｃの第２同軸ケーブルと上記電流測定部との間に接続された第３スイッチＳＷ３と、上記電圧検出プローブＨｐ側に第４スイッチＳＷ４を介して接続されたコンタクトチェック用の第１直流電源および第１電圧検出手段と、上記電圧検出プローブＬｐ側に第５スイッチＳＷ５を介して接続されたコンタクトチェック用の第２直流電源および第２電圧検出手段とを有するコンタクトチェック手段を備え、
オープン補正を行う前にコンタクトチェックとして、上記第１スイッチＳＷ１をオフ、上記第２スイッチＳＷ２，上記第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンとし、このとき、上記第１電圧検出手段、上記第２電圧検出手段で検出される電圧のレベルに基づいて上記各プローブの接触抵抗の良否を判定し、
上記オープン補正時には、上記電流供給プローブＨｃと上記電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、上記電圧検出プローブＬｐと上記電流検出プローブＬｃとを接続して上記被測定試料をオープンの状態とし、上記第１スイッチＳＷ１，上記第３スイッチＳＷ３をオン、上記第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフとして、上記測定信号発生部より上記被測定試料に交流測定信号を供給し、上記電圧測定部にて上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、上記電流測定部にて上記電流供給プローブＨｃ−電流検出プローブＬｃ間に流れる電流を測定して、上記被測定試料のオープン時のインピーダンスを測定し、
上記オープン補正時の測定電圧Ｖｖと、所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、上記プローブに接続されている上記同軸ケーブルの長さを判別するにあたって、上記参照電圧Ｖｒｅｆを、上記出力抵抗の抵抗値と、上記同軸ケーブル固有の単位長さ当たりの容量値および上記交流測定信号の周波数とから求めることを特徴としている。

請求項２に記載された発明は、出力抵抗および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料に交流測定信号を供給する測定信号発生部と、高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐを介して上記被測定試料の端子間電圧を測定する電圧測定部と、電流検出プローブＬｃを介して上記被測定試料に流れる電流を測定する電流測定部とを含み、上記各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐの配線ケーブルに同軸ケーブルが用いられている回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法において、
上記測定信号発生部の出力抵抗と上記電流供給プローブＨｃの第１同軸ケーブルとの間に接続された第１スイッチＳＷ１と、上記第１スイッチＳＷ１と上記第１同軸ケーブルとの接続点と接地との間に接続された第２スイッチＳＷ２と、上記電流検出プローブＬｃの第２同軸ケーブルと上記電流測定部との間に接続された第３スイッチＳＷ３と、上記電圧検出プローブＨｐ側に第４スイッチＳＷ４を介して接続されたコンタクトチェック用の第１直流電源および第１電圧検出手段と、上記電圧検出プローブＬｐ側に第５スイッチＳＷ５を介して接続されたコンタクトチェック用の第２直流電源および第２電圧検出手段とを有するコンタクトチェック手段を備え、
オープン補正を行う前にコンタクトチェックとして、上記第１スイッチＳＷ１をオフ、上記第２スイッチＳＷ２，上記第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンとし、このとき、上記第１電圧検出手段、上記第２電圧検出手段で検出される電圧のレベルに基づいて上記各プローブの接触抵抗の良否を判定し、
上記オープン補正時には、上記電流供給プローブＨｃと上記電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、上記電圧検出プローブＬｐと上記電流検出プローブＬｃとを接続して上記被測定試料をオープンの状態とし、上記第１スイッチＳＷ１，上記第３スイッチＳＷ３をオン、上記第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフとして、上記測定信号発生部より上記被測定試料に交流測定信号を供給し、上記電圧測定部にて上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、上記電流測定部にて上記電流供給プローブＨｃ−電流検出プローブＬｃ間に流れる電流を測定して、上記被測定試料のオープン時のインピーダンスを測定し、
上記オープン補正時の測定電圧Ｖｖと、所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、上記プローブに接続されている上記同軸ケーブルの長さを判別するにあたって、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、上記交流測定信号の出力電圧を用いることを特徴としている。

請求項３に記載された発明は、出力抵抗および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料に交流測定信号を供給する測定信号発生部と、高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐを介して上記被測定試料の端子間電圧を測定する電圧測定部と、電流検出プローブＬｃを介して上記被測定試料に流れる電流を測定する電流測定部とを含み、上記各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐの配線ケーブルに同軸ケーブルが用いられている回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法において、
上記測定信号発生部の出力抵抗と上記電流供給プローブＨｃの第１同軸ケーブルとの間に接続された第１スイッチＳＷ１と、上記第１スイッチＳＷ１と上記第１同軸ケーブルとの接続点と接地との間に接続された第２スイッチＳＷ２と、上記電流検出プローブＬｃの第２同軸ケーブルと上記電流測定部との間に接続された第３スイッチＳＷ３と、上記電圧検出プローブＨｐ側に第４スイッチＳＷ４を介して接続されたコンタクトチェック用の第１直流電源および第１電圧検出手段と、上記電圧検出プローブＬｐ側に第５スイッチＳＷ５を介して接続されたコンタクトチェック用の第２直流電源および第２電圧検出手段とを有するコンタクトチェック手段を備え、
オープン補正を行う前にコンタクトチェックとして、上記第１スイッチＳＷ１をオフ、上記第２スイッチＳＷ２，上記第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンとし、このとき、上記第１電圧検出手段、上記第２電圧検出手段で検出される電圧のレベルに基づいて上記各プローブの接触抵抗の良否を判定し、
上記オープン補正時には、上記電流供給プローブＨｃと上記電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、上記電圧検出プローブＬｐと上記電流検出プローブＬｃとを接続して上記被測定試料をオープンの状態とし、上記第１スイッチＳＷ１，上記第３スイッチＳＷ３をオン、上記第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフとして、上記測定信号発生部より上記被測定試料に交流測定信号を供給し、上記電圧測定部にて上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、上記電流測定部にて上記電流供給プローブＨｃ−電流検出プローブＬｃ間に流れる電流を測定して、上記被測定試料のオープン時のインピーダンスを測定し、
上記オープン補正時の測定電圧Ｖｖと、所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、上記プローブに接続されている上記同軸ケーブルの長さを判別するにあたって、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、上記オープン補正時に上記同軸ケーブル長を０ｍとしたときに測定された上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の測定電圧を用いることを特徴としている。

請求項４に記載された発明は、出力抵抗および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料に交流測定信号を供給する測定信号発生部と、高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐを介して上記被測定試料の端子間電圧を測定する電圧測定部と、電流検出プローブＬｃを介して上記被測定試料に流れる電流を測定する電流測定部とを含み、上記各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐの配線ケーブルに同軸ケーブルが用いられている回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法において、
上記測定信号発生部の出力抵抗と上記電流供給プローブＨｃの第１同軸ケーブルとの間に接続された第１スイッチＳＷ１と、上記第１スイッチＳＷ１と上記第１同軸ケーブルとの接続点と接地との間に接続された第２スイッチＳＷ２と、上記電流検出プローブＬｃの第２同軸ケーブルと上記電流測定部との間に接続された第３スイッチＳＷ３と、上記電圧検出プローブＨｐ側に第４スイッチＳＷ４を介して接続されたコンタクトチェック用の第１直流電源および第１電圧検出手段と、上記電圧検出プローブＬｐ側に第５スイッチＳＷ５を介して接続されたコンタクトチェック用の第２直流電源および第２電圧検出手段とを有するコンタクトチェック手段を備え、
オープン補正を行う前にコンタクトチェックとして、上記第１スイッチＳＷ１をオフ、上記第２スイッチＳＷ２，上記第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンとし、このとき、上記第１電圧検出手段、上記第２電圧検出手段で検出される電圧のレベルに基づいて上記各プローブの接触抵抗の良否を判定し、
上記オープン補正時には、上記電流供給プローブＨｃと上記電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、上記電圧検出プローブＬｐと上記電流検出プローブＬｃとを接続して上記被測定試料をオープンの状態とし、上記第１スイッチＳＷ１，上記第３スイッチＳＷ３をオン、上記第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフとして、上記測定信号発生部より上記被測定試料に交流測定信号を供給し、上記電圧測定部にて上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、上記電流測定部にて上記電流供給プローブＨｃ−電流検出プローブＬｃ間に流れる電流を測定して、上記被測定試料のオープン時のインピーダンスを測定し、
上記オープン補正時の測定電圧Ｖｖと、所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、上記プローブに接続されている上記同軸ケーブルの長さを判別するにあたって、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、上記オープン補正時に上記同軸ケーブルにケーブル長が既知の同軸ケーブルを用いたときに測定された上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の測定電圧を用いることを特徴としている。

プローブの配線ケーブルに同軸ケーブルを使用する場合、オープン補正時、測定信号発生部の出力抵抗と同軸ケーブルの静電容量とにより一種のローパスフィルタが形成されるため、オープン補正時の測定電圧Ｖｖは同軸ケーブルの長さに応じて変化する。したがって、オープン補正時の測定電圧Ｖｖと基準となる所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、プローブに接続されている同軸ケーブルの長さを判別することができる。

本発明の配線ケーブル長の判別方法を実施するうえでの回路素子測定装置を示す模式図。 従来の一般的な回路素子測定装置を示す模式図。

次に、図１を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１を参照して、この実施形態においても、回路素子測定装置は、先の図２で説明した回路素子測定装置と同じく、基本的な構成として、測定信号発生部１０と、電圧測定部２０と、電流測定部３０と、４本のプローブ（電流供給プローブＨｃ，電流検出プローブＬｃ，高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐ）とを備えている。なお、各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐを特に区別する必要がない場合には、総称としてプローブＰと言う。

測定信号発生部１０は、周波数、信号レベルともに任意の交流測定信号を出力抵抗１１を介して出力する。電圧測定部２０には、差動型の演算増幅器が用いられ、電流測定部３０には、電流ｉを電圧Ｖｉとして検出する反転型の演算増幅器が用いられている。

電流供給プローブＨｃは、同軸ケーブルＣＡ１を介して測定信号発生部１０の出力抵抗１１に接続されるが、同軸ケーブルＣＡ１と出力抵抗１１との間には、第１スイッチＳＷ１が設けられている。また、第１スイッチＳＷ１と同軸ケーブルＣＡ１との接続点と接地との間には、第２スイッチＳＷ２が設けられている。

また、電流検出プローブＬｃは、同軸ケーブルＣＡ２を介して電流測定部３０に接続されるが、同軸ケーブルＣＡ２と電流測定部３０との間には、第３スイッチＳＷ３が設けられている。同軸ケーブルＣＡ２は、第３スイッチＳＷ３を介して電流測定部３０の反転入力端子に接続され、その非反転入力端子は接地されている。

高電位側の電圧検出プローブＨｐは、同軸ケーブルＣＡ３を介して電圧測定部２０の一方の入力端子（＋側端子）に接続され、低電位側の電圧検出プローブＬｐは、同軸ケーブルＣＡ４を介して電圧測定部２０の他方の入力端子（−側端子）に接続されている。

同軸ケーブルＣＡ１〜ＣＡ４は、ほぼ同じ長さで、その特性インピーダンスも同じであり、特に区別する必要がない場合には、総称として同軸ケーブルＣＡと言う。この実施形態において、各同軸ケーブルＣＡの特性インピーダンスは５０Ωで、芯線とシールド線間の静電容量値は約１０４ｐＦ／ｍである。

各プローブＰは、各同軸ケーブルＣＡの一端側に取り付けられ、各同軸ケーブルＣＡの他端側は、上記のように、出力抵抗１１、電圧測定部２０もしくは電流測定部３０のいずれかに接続される。

この実施形態によると、電圧検出プローブＨｐの同軸ケーブルＣＡ３の他端側には、コンタクトチェック用の第１直流電源２１ａと、第１電圧検出部２１ｂとが接続され、同様に、電圧検出プローブＬｐの同軸ケーブルＣＡ４の他端側にも、コンタクトチェック用の第２直流電源２２ａと、第２電圧検出部２２ｂとが接続されている。

この場合、第１直流電源２１ａは、抵抗ｐｒおよび第４スイッチＳＷ４を介して同軸ケーブルＣＡ３の他端側に接続され、第２直流電源２２ａは、抵抗ｐｒおよび第５スイッチＳＷ５を介して同軸ケーブルＣＡ４の他端側に接続される。第１直流電源２１ａと第２直流電源２２ａには、装置内電源が用いられてよい。

各同軸ケーブルＣＡは、ユーザー側で所定の長さのものが選択される。例えば、１ｍ，２ｍ，４ｍ等の長さの同軸ケーブルＣＡがオプションとして用意され、ユーザーは、その中から、測定部から被測定試料ＤＵＴに至る距離に見合った長さの同軸ケーブルＣＡを選択して使用する。通常、４本とも同じ長さのものが使用される。

被測定試料ＤＵＴのインピーダンス測定時には、図１に示すように、電流供給プローブＨｃと電圧検出プローブＨｐとを被測定試料ＤＵＴの一方の端子に接触させ、電流検出プローブＬｃと電圧検出プローブＬｐとを被測定試料ＤＵＴの他方の端子に接触させて、第１スイッチＳＷ１，第３スイッチＳＷ３をオン、第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフにする。

これにより、測定信号発生部１０より出力抵抗１１、同軸ケーブルＣＡ１および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料ＤＵＴに交流測定信号が供給され、被測定試料ＤＵＴに流れる電流が電流測定部３０にて電流検出プローブＬｃおよび同軸ケーブルＣＡ２を介して測定されるとともに、被測定試料ＤＵＴの端子間電圧が一対の電圧検出プローブＨｐ，Ｌｐおよび同軸ケーブルＣＡ３，ＣＡ４を介して電圧測定部２０にて測定され、測定された電圧Ｖと電流Ｉとから被測定試料ＤＵＴのインピーダンスＺ等が求められる。

本発明では、ユーザー側で選択された同軸ケーブルＣＡの長さを自動で判別する機能を備えている。通常、被測定試料ＤＵＴを高精度で測定するため、ＬＣＲメーター等の回路素子測定装置では、オープン補正とショート補正を実施する。本発明では、オープン補正時に測定される測定データを利用して、同軸ケーブルＣＡの長さを自動で判別する。

オープン補正時には、電流供給プローブＨｃと電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、電圧検出プローブＬｐと電流検出プローブＬｃとを接続して被測定試料をオープンの状態としたうえで、第１スイッチＳＷ１，第３スイッチＳＷ３をオン、第２スイッチＳＷ２をオフにして、測定信号発生部１０より交流測定信号を供給し、電圧測定部２０にて電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、電流測定部３０にて電流供給プローブＨｃ−電圧検出プローブＬｐ間に流れる電流Ｖｉを測定して、被測定試料ＤＵＴのオープン時のインピーダンスＺを測定する。

このオープン補正時において、測定信号発生部１０の出力抵抗１１の抵抗値Ｒｓと、同軸ケーブルＣＡ１，ＣＡ３の静電容量値Ｃとにより一種のローパスフィルタが形成されるため、電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間で測定される測定電圧Ｖｖは、同軸ケーブルＣＡ１，ＣＡ３での電圧降下分、減衰（低下）している。

したがって、測定電圧Ｖｖを所定の参照電圧Ｖｒｅｆと比較して、減衰量を算出することにより、使用されている同軸ケーブルＣＡの長さが分かる。

なお、電流測定部３０の反転演算増幅器の反転入力端子はバーチャルショートにより「０」電位（接地電位）であるため、この反転入力端子に同軸ケーブルＣＡ４，ＣＡ２を介して接続されている電圧測定部２０の差動演算増幅器の−側端子も「０」電位、したがって、電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間で測定される測定電圧Ｖｖは、実質的に同軸ケーブルＣＡ３の他端側（プローブＨｐの接続端とは反対側）の電圧である。

同軸ケーブルＣＡによる減衰特性は、出力抵抗値Ｒｓと、同軸ケーブルの長さＬと、交流測定信号の周波数ｆとにより決まる。一例として、出力抵抗が１００Ω，周波数が８ＭＨｚ時における同軸ケーブル長が１ｍ，２ｍ．４ｍのときの減衰特性は概ね次のとおり。
０ｍ時…０％，
１ｍ時…−１０％，
２ｍ時…−３０％，
４ｍ時…−５５％

上記参照電圧Ｖｒｅｆには、種々の電圧値を用いることができる。例えば、出力抵抗１１の抵抗値Ｒｓと、同軸ケーブルＣＡ固有の単位長さ当たりの容量値Ｃおよび交流測定信号の周波数ｆとから求められた電圧値が採用されてよい。

別の例として、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、測定信号発生部１０より出力される交流測定信号の出力電圧（レベル）Ｖｓを用いることもできる。

また、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、オープン補正時に同軸ケーブル長を０ｍとしたときに測定された電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の測定電圧Ｖｖが用いられてもよい。

また、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、オープン補正時に同軸ケーブルＣＡにケーブル長が既知の同軸ケーブルを用いたときに測定された電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の測定電圧Ｖｖを用いてもよい。この場合には、測定電圧Ｖｖが参照電圧Ｖｒｅｆよりも大きくなり、その増大量から同軸ケーブル長を判別することもあり得る。

さらには、装置の浮遊容量等を加味して、同軸ケーブル長に応じた減衰率を予めデータとして保持し、「実際に接続されているケーブル長」と「設定されているケーブル長」とが一致しているかどうかを判定するようにしてもよい。

その一例として、交流測定信号レベル１Ｖ，周波数３ＭＨｚ時のデータとして、
０ｍ設定時…１Ｖ±５０ｍＶ
１ｍ設定時…０．９Ｖ±５０ｍＶ
２ｍ設定時…０．８Ｖ±５０ｍＶ
４ｍ設定時…０．６Ｖ±１００ｍＶ
等のデータを保持しておき、測定電圧Ｖｖがどの範囲に入るかによって実際に接続されているケーブル長を判定するようにしてもよい。これによれば、設定されているケーブル長が例えば１ｍである場合、測定電圧Ｖｖが２ｍ設定時の０．８Ｖ±５０ｍＶの範囲内であるときには、ケーブル長設定間違いと判定することになる。

いずれにして、測定電圧Ｖｖと参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、実際に接続されている同軸ケーブルのケーブル長が分かるため、そのケーブル長に見合う調整データを読み出して補正を行うことにより、ケーブル延長時の誤差を低減した測定が可能となる。

また、測定電圧Ｖｖは、オープン補正時に測定される電圧であるため、回路素子測定装置や同軸ケーブルに追加回路等を設けことなく、ソフトウェア処理だけでケーブル長判別を行うことができる。

なお、測定電圧Ｖｖにより検出されるケーブル長は、同軸ケーブルＣＡ１，ＣＡ３の長さであるが、各同軸ケーブルＣＡの長さはほぼ等しいため、１本当たりのケーブル長は検出されるケーブル長の約１／２となる。

ところで、図１に示すように、各プローブＰに接触抵抗ｒがある場合、接触抵抗ｒが出力抵抗１１と直列になるため、接触抵抗ｒの大きさによっては減衰特性に誤差が含まれることになる。

オープン補正を行う前に、コンタクトチェックを行い、プローブＰの接触抵抗ｒが十分に小さいかどうかをチェックすることが好ましい。この実施形態において、コンタクトチェックは次のようにして行う。

すなわち、コンタクトチェック時には、第１スイッチＳＷ１をオフ、第２スイッチＳＷ２，第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンにする。

これにより、第１スイッチＳＷ１により測定信号発生部１０が切り離され、また、同軸ケーブルＣＡ１が第２スイッチＳＷ２により接地に接続され、同軸ケーブルＣＡ２が第３スイッチＳＷ３により電流測定部（反転演算増幅器）３０の反転入力端子に接続された状態で、第１直流電源２１ａより同軸ケーブルＣＡ３に所定の直流電圧が印加され、また、第２直流電源２２ａより同軸ケーブルＣＡ４所定の直流電圧が印加される。

このとき、各プローブＰの接触抵抗ｒが十分に小さければ、第１電圧検出部２１ｂ、第２電圧検出部２２ｂは、ほぼ接地電位を検出する。

これに対して、各プローブＰの接触抵抗ｒがある程度大きい場合には、直流電源２１ａ，２２ａにより印加された電圧が抵抗ｐｒと接触抵抗ｒとで分圧され、第１電圧検出部２１ｂおよび／または第２電圧検出部２２ｂの電圧検出部分が高電位となるため、図示しないブザーや警告ランプ等により、接触抵抗が大きいことを報知する。

このようにして、事前にコンタクトチェックを行って、各プローブＰの接触抵抗ｒが十分に小さいことを確認することにより、より正確なケーブル長判別を行うことができる。

１０ 測定信号発生部
１１ 出力抵抗
２０ 電圧測定部
２１ａ 第１直流電源（コンタクトチェック用）
２１ｂ 第１電圧検出部（コンタクトチェック用）
２２ａ 第２直流電源（コンタクトチェック用）
２２ｂ 第２電圧検出部（コンタクトチェック用）
３０ 電流測定部
ＣＡ（ＣＡ１〜ＣＡ４） 同軸ケーブル
Ｈｐ 電圧検出プローブ（高電位側）
Ｌｐ 電圧検出プローブ（低電位側）
Ｈｃ 電流供給プローブ
Ｌｃ 電流検出プローブ
ＳＷ（ＳＷ１〜ＳＷ５） スイッチ
ｐｒ 抵抗

Claims (4)

1. 出力抵抗および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料に交流測定信号を供給する測定信号発生部と、高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐを介して上記被測定試料の端子間電圧を測定する電圧測定部と、電流検出プローブＬｃを介して上記被測定試料に流れる電流を測定する電流測定部とを含み、上記各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐの配線ケーブルに同軸ケーブルが用いられている回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法において、
   上記測定信号発生部の出力抵抗と上記電流供給プローブＨｃの第１同軸ケーブルとの間に接続された第１スイッチＳＷ１と、上記第１スイッチＳＷ１と上記第１同軸ケーブルとの接続点と接地との間に接続された第２スイッチＳＷ２と、上記電流検出プローブＬｃの第２同軸ケーブルと上記電流測定部との間に接続された第３スイッチＳＷ３と、上記電圧検出プローブＨｐ側に第４スイッチＳＷ４を介して接続されたコンタクトチェック用の第１直流電源および第１電圧検出手段と、上記電圧検出プローブＬｐ側に第５スイッチＳＷ５を介して接続されたコンタクトチェック用の第２直流電源および第２電圧検出手段とを有するコンタクトチェック手段を備え、
   オープン補正を行う前にコンタクトチェックとして、上記第１スイッチＳＷ１をオフ、上記第２スイッチＳＷ２，上記第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンとし、このとき、上記第１電圧検出手段、上記第２電圧検出手段で検出される電圧のレベルに基づいて上記各プローブの接触抵抗の良否を判定し、
   上記オープン補正時には、上記電流供給プローブＨｃと上記電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、上記電圧検出プローブＬｐと上記電流検出プローブＬｃとを接続して上記被測定試料をオープンの状態とし、上記第１スイッチＳＷ１，上記第３スイッチＳＷ３をオン、上記第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフとして、上記測定信号発生部より上記被測定試料に交流測定信号を供給し、上記電圧測定部にて上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、上記電流測定部にて上記電流供給プローブＨｃ−電流検出プローブＬｃ間に流れる電流を測定して、上記被測定試料のオープン時のインピーダンスを測定し、
   上記オープン補正時の測定電圧Ｖｖと、所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、上記プローブに接続されている上記同軸ケーブルの長さを判別するにあたって、上記参照電圧Ｖｒｅｆを、上記出力抵抗の抵抗値と、上記同軸ケーブル固有の単位長さ当たりの容量値および上記交流測定信号の周波数とから求めることを特徴とする回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法。
2. 出力抵抗および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料に交流測定信号を供給する測定信号発生部と、高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐを介して上記被測定試料の端子間電圧を測定する電圧測定部と、電流検出プローブＬｃを介して上記被測定試料に流れる電流を測定する電流測定部とを含み、上記各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐの配線ケーブルに同軸ケーブルが用いられている回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法において、
   上記測定信号発生部の出力抵抗と上記電流供給プローブＨｃの第１同軸ケーブルとの間に接続された第１スイッチＳＷ１と、上記第１スイッチＳＷ１と上記第１同軸ケーブルとの接続点と接地との間に接続された第２スイッチＳＷ２と、上記電流検出プローブＬｃの第２同軸ケーブルと上記電流測定部との間に接続された第３スイッチＳＷ３と、上記電圧検出プローブＨｐ側に第４スイッチＳＷ４を介して接続されたコンタクトチェック用の第１直流電源および第１電圧検出手段と、上記電圧検出プローブＬｐ側に第５スイッチＳＷ５を介して接続されたコンタクトチェック用の第２直流電源および第２電圧検出手段とを有するコンタクトチェック手段を備え、
   オープン補正を行う前にコンタクトチェックとして、上記第１スイッチＳＷ１をオフ、上記第２スイッチＳＷ２，上記第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンとし、このとき、上記第１電圧検出手段、上記第２電圧検出手段で検出される電圧のレベルに基づいて上記各プローブの接触抵抗の良否を判定し、
   上記オープン補正時には、上記電流供給プローブＨｃと上記電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、上記電圧検出プローブＬｐと上記電流検出プローブＬｃとを接続して上記被測定試料をオープンの状態とし、上記第１スイッチＳＷ１，上記第３スイッチＳＷ３をオン、上記第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフとして、上記測定信号発生部より上記被測定試料に交流測定信号を供給し、上記電圧測定部にて上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、上記電流測定部にて上記電流供給プローブＨｃ−電流検出プローブＬｃ間に流れる電流を測定して、上記被測定試料のオープン時のインピーダンスを測定し、
   上記オープン補正時の測定電圧Ｖｖと、所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、上記プローブに接続されている上記同軸ケーブルの長さを判別するにあたって、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、上記交流測定信号の出力電圧を用いることを特徴とする回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法。
3. 出力抵抗および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料に交流測定信号を供給する測定信号発生部と、高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐを介して上記被測定試料の端子間電圧を測定する電圧測定部と、電流検出プローブＬｃを介して上記被測定試料に流れる電流を測定する電流測定部とを含み、上記各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐの配線ケーブルに同軸ケーブルが用いられている回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法において、
   上記測定信号発生部の出力抵抗と上記電流供給プローブＨｃの第１同軸ケーブルとの間に接続された第１スイッチＳＷ１と、上記第１スイッチＳＷ１と上記第１同軸ケーブルとの接続点と接地との間に接続された第２スイッチＳＷ２と、上記電流検出プローブＬｃの第２同軸ケーブルと上記電流測定部との間に接続された第３スイッチＳＷ３と、上記電圧検出プローブＨｐ側に第４スイッチＳＷ４を介して接続されたコンタクトチェック用の第１直流電源および第１電圧検出手段と、上記電圧検出プローブＬｐ側に第５スイッチＳＷ５を介して接続されたコンタクトチェック用の第２直流電源および第２電圧検出手段とを有するコンタクトチェック手段を備え、
   オープン補正を行う前にコンタクトチェックとして、上記第１スイッチＳＷ１をオフ、上記第２スイッチＳＷ２，上記第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンとし、このとき、上記第１電圧検出手段、上記第２電圧検出手段で検出される電圧のレベルに基づいて上記各プローブの接触抵抗の良否を判定し、
   上記オープン補正時には、上記電流供給プローブＨｃと上記電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、上記電圧検出プローブＬｐと上記電流検出プローブＬｃとを接続して上記被測定試料をオープンの状態とし、上記第１スイッチＳＷ１，上記第３スイッチＳＷ３をオン、上記第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフとして、上記測定信号発生部より上記被測定試料に交流測定信号を供給し、上記電圧測定部にて上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、上記電流測定部にて上記電流供給プローブＨｃ−電流検出プローブＬｃ間に流れる電流を測定して、上記被測定試料のオープン時のインピーダンスを測定し、
   上記オープン補正時の測定電圧Ｖｖと、所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、上記プローブに接続されている上記同軸ケーブルの長さを判別するにあたって、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、上記オープン補正時に上記同軸ケーブル長を０ｍとしたときに測定された上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の測定電圧を用いることを特徴とする回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法。
4. 出力抵抗および電流供給プローブＨｃを介して被測定試料に交流測定信号を供給する測定信号発生部と、高電位側の電圧検出プローブＨｐおよび低電位側の電圧検出プローブＬｐを介して上記被測定試料の端子間電圧を測定する電圧測定部と、電流検出プローブＬｃを介して上記被測定試料に流れる電流を測定する電流測定部とを含み、上記各プローブＨｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐの配線ケーブルに同軸ケーブルが用いられている回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法において、
   上記測定信号発生部の出力抵抗と上記電流供給プローブＨｃの第１同軸ケーブルとの間に接続された第１スイッチＳＷ１と、上記第１スイッチＳＷ１と上記第１同軸ケーブルとの接続点と接地との間に接続された第２スイッチＳＷ２と、上記電流検出プローブＬｃの第２同軸ケーブルと上記電流測定部との間に接続された第３スイッチＳＷ３と、上記電圧検出プローブＨｐ側に第４スイッチＳＷ４を介して接続されたコンタクトチェック用の第１直流電源および第１電圧検出手段と、上記電圧検出プローブＬｐ側に第５スイッチＳＷ５を介して接続されたコンタクトチェック用の第２直流電源および第２電圧検出手段とを有するコンタクトチェック手段を備え、
   オープン補正を行う前にコンタクトチェックとして、上記第１スイッチＳＷ１をオフ、上記第２スイッチＳＷ２，上記第３スイッチＳＷ３，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオンとし、このとき、上記第１電圧検出手段、上記第２電圧検出手段で検出される電圧のレベルに基づいて上記各プローブの接触抵抗の良否を判定し、
   上記オープン補正時には、上記電流供給プローブＨｃと上記電圧検出プローブＨｐとを接続するとともに、上記電圧検出プローブＬｐと上記電流検出プローブＬｃとを接続して上記被測定試料をオープンの状態とし、上記第１スイッチＳＷ１，上記第３スイッチＳＷ３をオン、上記第２スイッチＳＷ２，第４スイッチＳＷ４，第５スイッチＳＷ５をオフとして、上記測定信号発生部より上記被測定試料に交流測定信号を供給し、上記電圧測定部にて上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の電圧Ｖｖを測定し、上記電流測定部にて上記電流供給プローブＨｃ−電流検出プローブＬｃ間に流れる電流を測定して、上記被測定試料のオープン時のインピーダンスを測定し、
   上記オープン補正時の測定電圧Ｖｖと、所定の参照電圧Ｖｒｅｆとの比率に基づいて、上記プローブに接続されている上記同軸ケーブルの長さを判別するにあたって、上記参照電圧Ｖｒｅｆとして、上記オープン補正時に上記同軸ケーブルにケーブル長が既知の同軸ケーブルを用いたときに測定された上記電圧検出プローブＨｐ−Ｌｐ間の測定電圧を用いることを特徴とする回路素子測定装置における配線ケーブル長の判別方法。

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