发明名称 用以精确量测阻抗之设备及其采用之方法
摘要 一种量测阻抗的设备,其由表示一正弦波的数位码产生一交流电流,并将因交流电流流入目标物(11)而产生之交流电压转换为数位信号;一乘法器(5)连续地将数位信号的二进位码与表示正弦波及余弦波的二进位码相乘,一累积器(6)将乘积累加,而一微电脑(9)则根据乘积和来计算目标物的阻抗值,藉此增进计算结果的准确度。
申请公布号 TW561264 申请公布日期 2003.11.11
申请号 TW088121949 申请日期 1999.12.14
申请人 NEC电子股份有限公司 发明人 汤川彰
分类号 G01R27/02 主分类号 G01R27/02
代理机构 代理人 周良谋 新竹市东大路一段一一八号十楼
主权项 1.一种量测一目标物(11)之阻抗的设备,包含:一埠,用以连接至该目标物(11);一周期信号产生器(1/2/3/10;1/2/3/10;1/2/10/24),连接至该埠,并经由该埠供应一周期性变化且由一第一数位信号所产生之一第一类比信号至该目标物(11)以产生一因该阻抗而变化之第二类比信号;一数位信号产生器(4;4/12/13;4/25/26),由该第二类比信号产生一第二数位信号;及一资料处理器(5/6/7/8/9;6/7/8/9/14/15;5/6/9/16/17/18/19/20/21/22/23),连接至该周期信号产生器与该数位信号产生器,并被供应以该第一数位信号与该第二数位信号,并透过该第一数位信号与该第二数位信号之间的相乘运算来决定该阻抗。2.如申请专利范围第1项之设备,其中该第一数位信号系为表示一第一周期波(正弦波)之一离散値系列,以及表示一第二周期波(余弦波)之另一离散値系列,该第二周期波之相位角与该第一周期波相差90度。3.如申请专利范围第2项之设备,其中该第一周期波与该第二周期波分别为一正弦波与一余弦波。4.如申请专利范围第2项之设备,其中该周期信号产生器包括:一记忆体(1),用以储存表示部份之该离散値系列之数位码;一控制器(10),连接至该记忆体,并反覆地以分时方式以不同顺序读取该部份之该离散値系列,以产生该第一数位信号;及一数位/类比转换器(2),连接于该记忆体与该埠之间,以产生一交流电流作为该第一类比信号。5.如申请专利范围第2项之设备,其中该部份之该离散値系列系为四分之一之该第一周期波,且该控制器(10)读取该部份之该离散値系列之方式,系由一端向另一端,由该另一端至该一端,在该离散値的极性反转后由该一端至该另一端,以及在该离散値的该极性反转之下由该另一端至该端。6.如申请专利范围第2项之设备,其中该周期信号产生器包括:一记忆体(1),用以储存表示部份之该离散値系列之数位码;一控制器(10),连接至该记忆体,并反覆地以分时方式以不同顺序读取该部份之该离散値系列,以产生该第一数位信号;一数位/类比转换器(2),连接至该记忆体,以将该第一数位信号转换为一类比信号;以及一电压随耦器(24),连接于该数位/类比转换器与该埠之间,以由该类比信号产生一交流电流电压作为该第一类比信号。7.如申请专利范围第6项之设备,其中该部份之该离散値系列为四分之一之该第一周期波,且该控制器(10)读取该部份之该离散値系列之方式,系由一端向另一端,由该另一端至该一端,在该离散値的极性反转后由该一端至该另一端,以及在该离散値的该极性反转之下由该另一端至该端。8.如申请专利范围第1项之设备,其中该数位信号产生器包括一类比/数位转换器(4),其连接于该埠与该资料处理器之间。9.如申请专利范围第8项之设备,其中该数位信号产生器更包括:一杂讯源(13),以产生表示一不规则杂讯之杂讯信号;以及一混合器(12),具有一连接至该埠之第一输入节点,一连接至该杂讯源之第二输入节点,以及一连接至该类比/数位转换器之输出节点,以混合该第二类比信号与该杂讯信号。10.如申请专利范围第8项之设备,其中:该埠具有:一输出节点,连接至该目标物;及一输入节点,连接至该周期信号产生器,其供应一交流电流电压至该目标物以作为该第一类比信号;且该数位信号产生器更包括:一电阻元件(25),其连接于该埠之该输出节点与一常电压源之间,以产生一在其两端之间变化的电压信号;以及一放大器(26),其具有输入节点以及输出节点,该等输入节点分别连接至该两端以增加该电压信号的强度,该输出节点连接至该类比/数位转换器(4)。11.如申请专利范围第1项之设备,其中该第一数位信号系为表示一第一周期波之一离散値系列与表示一第二周期波之另一离散値系列,该第二周期波之相位角系与该第一周期波相差90度,且该第二数位信号为表示该阻抗实部之一第一系列二进位値,与表示该阻抗虚部之一第二系列二进位値。12.如申请专利范围第11项之设备,其中该资料处理器包括:一乘法器(5),连接至该周期信号产生器与该数位信号产生器,并将该第一系列二进位値与该第二系列二进位値乘以该离散値系列与该另一离散値系列,以产生第一乘积与第二乘积;一累积器(6),连接至该乘法器,且累积该第一乘积与该第二乘积,以产生一第一乘积总和与一第二乘积总和,一第一资料储存器(7/8;16/17/18/19),用以储存该第一乘积总和与该第二乘积总和;以及一电脑(9),连接至该第一资料储存器,以根据该第一乘积总和与该第二乘积总和决定该阻抗。13.如申请专利范围第12项之设备,其中该电脑(9)分别计算该第一乘积总和与该第二乘积总和之第一平方与第二平方,再计算该第一平方与该第二平方的总和,并计算该总和的平方根以决定该阻抗。14.如申请专利范围第12项之设备,其中该资料处理器更包括一第二资料储存器(14/15)以分开储存该离散値系列与该另一离散値系列。15.如申请专利范围第12项之设备,其中该累积器(6)重覆预定周期之累积动作,以从该第一乘积总和与该第二乘积总和消除杂讯成份。16.如申请专利范围第12项之设备,其中该离散値系列对不同频率的第一周期波分别具有复数个离散値副系列,且该另一离散値系列对不同频率的第二周期波具有复数个离散値副系列。17.如申请专利范围第16项之设备,其中该电脑决定该不同频率下之复数个値。18.一种量测一目标物之阻抗的方法,包含以下步骤:a)由一第一数位信号产生一第一类比信号;b)供应该第一类比信号至该目标物(11)以产生一随该阻抗变化之一第二类比信号;c)转换该第二类比信号为一第二数位信号;以及d)经由对该第一数位信号与该第二数位信号进行一相乘运算来决定该阻抗。19.如申请专利范围第18项之方法,其中该步骤b)包含以下副步骤:b-1)供应该第一类比信号至该目标物(11)以产生一随该阻抗变化之一初步类比信号;以及b-2)将该初步类比信号与一表示不规则杂讯之杂讯信号混合,以产生该第二类比信号。20.如申请专利范围第18项之方法,其中该第一数位信号为一表示第一周期波之离散値系列与表示一第二周期波之另一离散値系列,且该第二数位信号,为表示该阻抗实部之一第一系列二进位値,与表示该阻抗虚部之一第二系列二进位値,且该步骤d)包括以下副步骤:d-1)将该第一系列二进位値与该第二系列二进位値乘以该离散値系列与该另一离散値系列,以产生第一乘积与第二乘积;d-2)累积该第一乘积与该第二乘积,以产生一第一乘积总和与一第二乘积总和;d-3)计算该第一乘积总和与该第二乘积总和之第一平方与第二平方;d-4)计算该第一平方与该第二平方的和;以及d-5)计算该和的平方根,其绝对値与该阻抗成正比。21.如申请专利范围第19项之方法,其中该离散値系列系不同频率之复数个周期波,另一离散値系列系其它与该复数个周期波相角差为90度之周期波,且该阻抗对不同频率具有不同的値。图式简单说明:图1为一方块图,显示日本专利公开公报第61-266965号中所揭露,习知量测设备之电路组态。图2为一方块图,显示依本发明之量测设备之电路组态。图3为一直方图,显示正规化之角频率与增益的关系。图4为一方块图,显示另一依本发明之量测设备之电路组态。图5为一方块图,显示另一依本发明之量测设备之电路组态。图6为一方块图,显示另一依本发明之量测设备之电路组态。
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