專(zhuān)利名稱(chēng)：輸出阻抗測(cè)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種關(guān)于阻抗測(cè)量方法及裝置，特別是可以測(cè)量所有交直流類(lèi)型的電 源產(chǎn)品的輸出阻抗，其為利用待測(cè)元件因輸出阻抗流過(guò)拉載電流所造成輸出的電壓變化來(lái) 分析其輸出阻抗的測(cè)量方法與裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的阻抗測(cè)量裝置，例如電感/電容/電阻儀表(LCR Meter)，雖然可以測(cè)量 被動(dòng)元件的阻抗特性，但是若要測(cè)量電源供應(yīng)器等主動(dòng)元件的輸出阻抗卻十分困難。在傳 統(tǒng)測(cè)量方式上，如網(wǎng)絡(luò)/頻譜/阻抗分析儀(Network/Spectrum Impedance Analyzer), 雖然可以測(cè)量出電源供應(yīng)器的輸出阻抗，但實(shí)際操作的時(shí)候仍需外接變壓器、電容等裝置 的輔助才能測(cè)量。由于一般電源產(chǎn)品，其輸出皆具有一定的阻抗值，而在使用的時(shí)候也會(huì)因?yàn)椴煌?待測(cè)物的不同阻抗值導(dǎo)致應(yīng)用上整體的操作特性會(huì)受到影響，若在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)沒(méi)有考慮該 交流電源的輸出阻抗，容易造成整體系統(tǒng)操作的不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)產(chǎn)生震蕩甚至機(jī)體爆 炸。因此為避免以上所敘述的危險(xiǎn)情形發(fā)生，并保持電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性，需要設(shè)計(jì)一 種得以直接測(cè)量輸出阻抗值的裝置。本發(fā)明將待測(cè)物、電壓與電流測(cè)量以及分析系統(tǒng)結(jié)合，架構(gòu)出一個(gè)可通過(guò)直接拉 載電流并分析待測(cè)物輸出電壓的裝置，實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量待測(cè)物輸出阻抗的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所欲解決的技術(shù)問(wèn)題與目的傳統(tǒng)技術(shù)在待測(cè)物為主動(dòng)元件的測(cè)量上，沒(méi)有可以直接測(cè)量其輸出阻抗的工具及 方法，但若是直接忽視或粗估該待測(cè)物的輸出阻抗下，容易造成電路的不穩(wěn)定甚至發(fā)生產(chǎn) 品內(nèi)部燒毀的危險(xiǎn)。過(guò)去利用網(wǎng)絡(luò)/頻譜/阻抗分析儀測(cè)量，又因需要外加其他的元件及 裝置輔助才能得到輸出阻抗值，相當(dāng)不方便，且若要得到輸出阻抗的數(shù)值，其輸出波形須經(jīng) 十個(gè)周期以上才能有較準(zhǔn)確的數(shù)值，缺乏效率。由上述所提的因素，本發(fā)明希望達(dá)到當(dāng)待測(cè)物為主動(dòng)元件時(shí)，可以不需要外加其 他元件，直接得到輸出阻抗的技術(shù)及裝置，且能在更短的周期得到該待測(cè)物的輸出阻抗值。本發(fā)明可以單獨(dú)作為阻抗測(cè)量器，或者是成為交流、直流電子負(fù)載產(chǎn)品上的其中 的一個(gè)功能，即可直接測(cè)量電源相關(guān)產(chǎn)品的輸出阻抗。本發(fā)明解決問(wèn)題的技術(shù)手段 本發(fā)明為一種輸出阻抗測(cè)量方法及裝置，用以測(cè)量一待測(cè)主動(dòng)元件的一輸出阻抗 值，該輸出阻抗測(cè)量裝置包含一可控制電流單元、一信號(hào)處理單元、一電流測(cè)量電路、以及 一電壓測(cè)量電路。 將上述元件暨待測(cè)主動(dòng)元件彼此電性連接后，使信號(hào)處理單元輸出一控制信號(hào)至可控制電流單元，可控制電流單元將依據(jù)控制信號(hào)調(diào)整其內(nèi)部元件參數(shù)值，而改變?cè)摰葏?數(shù)值能夠控制一拉載電流信號(hào)的波形與大小，拉載電流信號(hào)是指流經(jīng)過(guò)可控制電流單元的 電流，我們會(huì)通過(guò)調(diào)整控制信號(hào)使得待測(cè)主動(dòng)元件輸出我們預(yù)期中的拉載電流信號(hào)。首先測(cè)量待測(cè)主動(dòng)元件的原始電壓信號(hào)，以及使信號(hào)處理單元輸出適當(dāng)?shù)目刂菩?號(hào)，用以設(shè)定拉載電流信號(hào)的波形及大小，開(kāi)啟該可控制電流單元，令其對(duì)待測(cè)主動(dòng)元件拉 載我們所要求的電流，再次測(cè)量該待測(cè)主動(dòng)元件的一測(cè)試電壓信號(hào)。由于該拉載電流信號(hào)的產(chǎn)生，使得該待測(cè)主動(dòng)元件的輸出電壓會(huì)因內(nèi)部輸出阻抗 影響而產(chǎn)生變化，此時(shí)的電壓即為該測(cè)試電壓信號(hào)，因此依據(jù)該測(cè)試電壓信號(hào)與該原始電 壓信號(hào)之間的電壓變化，以及該拉載電流信號(hào)，再利用傅立葉分析，便能解析出該輸出阻抗 值。本發(fā)明對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果本發(fā)明的一種關(guān)于輸出阻抗測(cè)量方法及裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.提供產(chǎn)品操作時(shí)待測(cè)物輸出狀況的參考，避免因忽略輸出阻抗，造成電路不穩(wěn) 或機(jī)體爆炸等危險(xiǎn)；該待測(cè)物為主動(dòng)元件。2.可以直接得到阻抗值，不需要外接其他元件或裝置。3.僅需輸出波形的半個(gè)周期即可，提升工作效率。本發(fā)明所采用的具體實(shí)施例，將通過(guò)以下實(shí)施例及附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。


為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖詳細(xì) 說(shuō)明如下圖1為本發(fā)明的輸出阻抗測(cè)量裝置示意圖；以及圖2為本發(fā)明的輸出阻抗測(cè)量方式流程圖。其中，附圖標(biāo)記輸出阻抗測(cè)量裝置1待測(cè)主動(dòng)元件 10信號(hào)處理單元 11可控制電流單元12電流測(cè)量電路 14電壓測(cè)量電路 15顯示模塊1具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖1，其為本發(fā)明的一輸出阻抗測(cè)量裝置1示意圖，用以測(cè)量一待測(cè)主動(dòng)元 件10的一輸出阻抗。輸出阻抗測(cè)量裝置1由一信號(hào)處理單元11、一可控制電流單元12、一電流測(cè)量電 路14以及一電壓測(cè)量電路15所組成，并可具有一顯示模塊16。信號(hào)處理單元11分別與可控制電流單元12、電流測(cè)量電路14、電壓測(cè)量電路15 以及顯示模塊16電性連接。可控制電流單元12分別與待測(cè)主動(dòng)元件10以及電流測(cè)量電路14連接。電流測(cè)量電路14同樣連接待測(cè)主動(dòng)元件10。電壓測(cè)量電路15另有兩端，皆直接地連接到待測(cè)主動(dòng)元件10?？煽刂齐娏鲉卧?2可以是一個(gè)電子負(fù)載，其內(nèi)部具有電流放大器等元件，通過(guò)所 述電流放大器等元件的參數(shù)改變，可以決定拉載電流信號(hào)的大小及波形。一控制信號(hào)是由 信號(hào)處理單元11產(chǎn)生，該控制信號(hào)會(huì)傳送到可控制電流單元12內(nèi)，而該控制信號(hào)可以改變 可控制電流單元12內(nèi)元件的參數(shù)，使得拉載電流信號(hào)的波形及大小皆符合使用者的期望。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用者希望能夠產(chǎn)生5安培的拉載電流信號(hào)時(shí)，使用者可先對(duì)信號(hào) 處理單元11輸入一指令，以拉載一 5安培的拉載電流信號(hào)；信號(hào)處理單元11會(huì)自動(dòng)判斷可 控電流單元12內(nèi)部元件于此時(shí)所應(yīng)該對(duì)應(yīng)的參數(shù)，然后輸出控制信號(hào)。此控制信號(hào)內(nèi)含所 述對(duì)應(yīng)的參數(shù)，可控電流單元12便依照控制信號(hào)調(diào)整內(nèi)部元件的參數(shù)，以拉載一個(gè)5安培 的拉載電流信號(hào)。電流測(cè)量電路14是用以測(cè)量電流信號(hào)，電壓測(cè)量電路15則是用以測(cè)量待測(cè)主動(dòng) 元件10的電壓信號(hào)，電流測(cè)量電路14與電壓測(cè)量電路15皆將測(cè)量結(jié)果傳送至信號(hào)處理單
元Ilo顯示模塊16用以顯示測(cè)量到的電壓信息、電流信息、測(cè)試狀態(tài)以及分析結(jié)果等。 其為具有顯示能力的面板及其組成電路，可由一液晶顯示器(Liquid Crystal Display ； IXD)或一發(fā)光二極管模塊(Light Emitting Diode ；LED)或一有機(jī)發(fā)光二極管模塊 (Organic Light Emitting Diode ；OLED)構(gòu)成。當(dāng)信號(hào)處理單元11接收到信號(hào)時(shí)，將對(duì)所接收到的電壓信號(hào)以及電流信號(hào)進(jìn)行 傅立葉分析，再計(jì)算出待測(cè)主動(dòng)元件10的輸出阻抗值，并將計(jì)算結(jié)果傳送至顯示模塊16， 由顯示模塊16顯示出測(cè)量結(jié)果。信號(hào)處理單元11可以是一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理單元(Digital Signal Process Unit ；DSP Unit)、一微控制器(Microcontroller Unit ;MCU)、一微處理器 (Microprocessor Unit ；MPU)或一系統(tǒng)級(jí)芯片(System-on-a-chip ;SoC 或 S0C)。請(qǐng)參考圖2，其為本發(fā)明的輸出阻抗測(cè)量方法流程圖，本發(fā)明的方法用以測(cè)量待測(cè) 主動(dòng)元件的輸出阻抗，將所有元件連接完成后，進(jìn)行下列步驟測(cè)量待測(cè)主動(dòng)元件10的一原始電壓信號(hào)。(S101)開(kāi)啟可控制電流單元12。(S102)輸出一控制信號(hào)，控制信號(hào)控制可控制電流單元12要求待測(cè)主動(dòng)元件10輸出一 拉載電流信號(hào)。(S103)測(cè)量拉載電流信號(hào)。(S104)再次測(cè)量待測(cè)主動(dòng)元件10的電壓，取得一測(cè)試電壓信號(hào)。(S105)分析原始電壓信號(hào)與測(cè)試電壓信號(hào)的電壓變化值，以及分析拉載電流信號(hào)的電流 變化值。(S106)分析電壓變化值以及電流變化值，利用傅立葉分析后求得輸出阻抗。(S107)步驟SlOl以及步驟S105中，皆是利用電壓測(cè)量電路15量得原始電壓信號(hào)與測(cè)試 電壓信號(hào)，并將測(cè)量結(jié)果傳至信號(hào)處理單元11。由于拉載電流信號(hào)是由待測(cè)主動(dòng)元件10所提供，因此當(dāng)拉載電流信號(hào)產(chǎn)生的時(shí) 候，待測(cè)主動(dòng)元件會(huì)因此電流信號(hào)流過(guò)其輸出阻抗而使得待測(cè)主動(dòng)元件10的輸出電壓產(chǎn) 生變化。換句話說(shuō)，尚未開(kāi)啟可控制電流單元12時(shí)所測(cè)量到的原始電壓信號(hào)，與開(kāi)啟可控制電流單元12后所測(cè)量到的測(cè)試電壓信號(hào)，此兩電壓信號(hào)的波形將不相同，信號(hào)處理單元 11通過(guò)對(duì)比原始電壓信號(hào)與測(cè)試電壓信號(hào)的波形圖，計(jì)算出一電壓變化值，再利用電壓變 化值與拉載電流信號(hào)，便能夠求得輸出阻抗。依據(jù)上述，使用本發(fā)明的輸出阻抗測(cè)量裝置1，可測(cè)量待測(cè)主動(dòng)元件10的輸出阻 抗值，若能在產(chǎn)品操作時(shí)將該阻抗效應(yīng)考慮進(jìn)去，即可避免因忽略輸出阻抗，造成電路不穩(wěn) 或機(jī)體爆炸等危險(xiǎn)；待測(cè)主動(dòng)元件10可為直流元件或交流元件。另外，本發(fā)明的輸出阻抗測(cè)量方法及裝置1，在與待測(cè)主動(dòng)元件10相連接后，可以 直接得到測(cè)量的輸出阻抗值，不需要外接其他元件或裝置。且測(cè)量時(shí)間僅需要輸出波形的 半個(gè)周期即可，可提升工作效率。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明還可有 其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù) 本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所 附的權(quán)利 要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種輸出阻抗測(cè)量裝置，用以測(cè)量一待測(cè)元件的輸出阻抗，其特征在于，該輸出阻抗測(cè)量裝置包含一可控制電流單元，通過(guò)調(diào)整內(nèi)部元件參數(shù)，進(jìn)而控制通過(guò)的一拉載電流信號(hào)的波形及大小，且該可控制電流單元的一端與該待測(cè)元件連接；一信號(hào)處理單元，與該可控制電流單元連接，輸出一控制信號(hào)，該可控制電流單元依該控制信號(hào)調(diào)整該拉載電流信號(hào)，且該信號(hào)處理單元具有分析信號(hào)的功能；一電流測(cè)量電路，其一端與該可控制電流單元的另一端連接，其另一端與該待測(cè)元件連接，且該電流測(cè)量電路亦與該信號(hào)處理單元連接，該電流測(cè)量電路用以測(cè)量該拉載電流信號(hào)，并將該拉載電流信號(hào)傳送至該信號(hào)處理單元；以及一電壓測(cè)量電路，其兩端分別連接該待測(cè)元件，且與該信號(hào)處理單元連接，該電壓測(cè)量電路用以測(cè)量該待測(cè)元件的電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳送至該信號(hào)處理單元；其中，該信號(hào)處理單元通過(guò)因該拉載電流信號(hào)流過(guò)該待測(cè)元件的輸出阻抗所造成的該電壓變化值及該拉載電流信號(hào)來(lái)分析以獲得該待測(cè)元件的輸出阻抗值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出阻抗測(cè)量裝置，其特征在于，該裝置還包含一顯示模塊， 與該信號(hào)處理單元相連接，用以顯示一分析結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出阻抗測(cè)量裝置，其特征在于，該信號(hào)處理單元，為一數(shù)字 信號(hào)處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出阻抗測(cè)量裝置，其特征在于，該待測(cè)元件為一交流電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出阻抗測(cè)量裝置，其特征在于，該待測(cè)元件為一直流電源。
6.一種輸出阻抗測(cè)量方法，用以測(cè)量一待測(cè)主動(dòng)元件的一輸出阻抗，其特征在于，其步 驟包含a.測(cè)量該待測(cè)主動(dòng)元件的一原始電壓信號(hào)；b.開(kāi)啟一可控制電流單元；c.輸出一控制信號(hào)以控制該可控制電流單元要求待測(cè)主動(dòng)元件輸出一拉載電流信號(hào)；d.測(cè)量該拉載電流信號(hào)；e.測(cè)量此時(shí)該待測(cè)主動(dòng)元件的一測(cè)試電壓信號(hào)；f.分析該原始電壓信號(hào)與該測(cè)試電壓信號(hào)的一電壓變化值，以及分析該拉載電流信號(hào) 的一電流變化值；以及g.分析該電壓變化值以及該電流變化值，計(jì)算后求得該輸出阻抗。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸出阻抗測(cè)量方法，其特征在于，該控制信號(hào)由一信號(hào)處理單元產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸出阻抗測(cè)量方法，其特征在于，該可控制電流單元依據(jù)該 控制信號(hào)，調(diào)整其內(nèi)部元件的參數(shù)，進(jìn)而控制該拉載電流信號(hào)的大小及波形。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸出阻抗測(cè)量方法，其特征在于，該待測(cè)主動(dòng)元件為一交流 電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸出阻抗測(cè)量方法，其特征在于，該待測(cè)主動(dòng)元件為一直流 電源。
全文摘要
一種輸出阻抗測(cè)量裝置及方法，用以測(cè)量一待測(cè)主動(dòng)元件的輸出阻抗，其包含一可控制電流單元，通過(guò)改變其內(nèi)部元件的參數(shù)，進(jìn)而控制流經(jīng)過(guò)的一拉載電流信號(hào)的波形與大??；一信號(hào)處理單元，輸出一控制信號(hào)，可控制電流單元依據(jù)控制信號(hào)改變內(nèi)部元件的參數(shù)；一電流測(cè)量電路，用以測(cè)量拉載電流信號(hào)，并將拉載電流信號(hào)傳送至信號(hào)處理單元；以及一電壓測(cè)量電路，用以測(cè)量待測(cè)主動(dòng)元件拉載前后的電壓信號(hào)，并將該兩筆電壓信號(hào)傳送至信號(hào)處理單元；信號(hào)處理單元利用拉載電流信號(hào)以及該兩筆電壓信號(hào)進(jìn)行分析后，即可求得待測(cè)主動(dòng)元件的輸出阻抗值。
文檔編號(hào)G01R27/08GK101858940SQ20091013336
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者劉國(guó)成, 鄒明穎, 陳文鐘 申請(qǐng)人:中茂電子(深圳)有限公司