專利名稱：電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，并且特別涉及一種計(jì)算阻抗測(cè)量電路的反饋電路特性，并補(bǔ)償阻抗測(cè)量電路相位的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，于阻抗測(cè)量模塊中，各個(gè)元件的間通過纜線(cable)互相連接，但在測(cè)量信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，纜線往往會(huì)造成測(cè)量信號(hào)的相位差，使得阻抗測(cè)量的結(jié)果有誤差。因此，傳統(tǒng)的阻抗測(cè)量模塊于低頻范圍使用四線式(four-terminal pairs)方法進(jìn)行阻抗測(cè)量時(shí)，需要進(jìn)行校正程序。舉例來(lái)說(shuō)，秀樹(Hideki)于美國(guó)第6，054，867號(hào)專利中提到了阻抗測(cè)量的傳統(tǒng)方法。其中，Hideki指出于阻抗測(cè)量時(shí)，至少需要使用三種以上且具有不同測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)阻抗，分別連接于阻抗測(cè)量模塊的中以進(jìn)行三次或多次的校準(zhǔn)。也就是說(shuō)，傳統(tǒng)的阻抗測(cè)量方法是通過三次以上的校準(zhǔn)，以消除連接待測(cè)物(device under test, DUT)的纜線的影響因素，如纜線材質(zhì)、長(zhǎng)短或者其他原因，以得到精確的測(cè)量值。然而，多次更換標(biāo)準(zhǔn)阻抗增加了需要花費(fèi)的校準(zhǔn)時(shí)間，于更換標(biāo)準(zhǔn)阻抗時(shí)也可能一并產(chǎn)生其他的誤差。再者，隨著測(cè)量頻率的增加，連接待測(cè)物的連接線所產(chǎn)生的相位偏移(Phase Shift)不僅會(huì)降低測(cè)量的精確度，而且阻抗測(cè)量模塊中反饋電路也會(huì)因相位的位移而導(dǎo)致整體系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此，以往的設(shè)計(jì)方式為了維持測(cè)量的穩(wěn)定度，會(huì)對(duì)使用于反饋路徑中用以測(cè)量的纜線作嚴(yán)格的限制(包括材質(zhì)、長(zhǎng)度等)，而降低阻抗測(cè)量模塊使用上的彈性。因此，針對(duì)上述問題需要一種新的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，使得在高頻阻抗測(cè)量時(shí)，能夠通過相位補(bǔ)償以解決高頻測(cè)量時(shí)因纜線不同所導(dǎo)致的測(cè)量準(zhǔn)確與穩(wěn)定度問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，使得阻抗測(cè)量裝置于進(jìn)行高頻阻抗測(cè)量時(shí)，能計(jì)算阻抗測(cè)量裝置中反饋電路的相位偏移，并通過相位補(bǔ)償以解決高頻測(cè)量時(shí)的測(cè)量準(zhǔn)確與穩(wěn)定度問題。本發(fā)明提出一種電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，用以校準(zhǔn)具有一反饋電路的阻抗測(cè)量裝置。電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法包含下列步驟提供一第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第一測(cè)量程序；提供一第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第二測(cè)量程序；由第一測(cè)量程序與第二測(cè)量程序的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算反饋電路的一相位偏移；依據(jù)相位偏移執(zhí)行一校準(zhǔn)程序，所述校準(zhǔn)程序調(diào)整阻抗測(cè)量裝置的頻率響應(yīng)特性。于一示范實(shí)施例中，本發(fā)明的第一測(cè)量程序包含下列步驟于阻抗測(cè)量裝置的一第一電流回路中，提供一第一標(biāo)準(zhǔn)電壓；自第一電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第一測(cè)量電壓；于阻抗測(cè)量裝置的一第二電流回路中，提供一第二標(biāo)準(zhǔn)電壓；自第二電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第二測(cè)量電壓。此外，第二測(cè)量程序包含下列步驟于阻抗測(cè)量裝置的第一電流回路中，提供第一標(biāo)準(zhǔn)電壓；自第一電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第三測(cè)量電壓；于阻抗測(cè)量裝置的第二電流回路中，提供第二標(biāo)準(zhǔn)電壓；自第二電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第四測(cè)量電壓。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法利用兩個(gè)已知阻抗的待測(cè)物與兩組可控制的信號(hào)源，判斷阻抗測(cè) 量裝置的反饋電路特性，使得當(dāng)阻抗測(cè)量裝置被置入任意待測(cè)物時(shí)，可調(diào)整最佳的相位補(bǔ)償量，使得阻抗測(cè)量裝置不會(huì)受到反饋電路和測(cè)試?yán)|線(cable)的限制，仍可維持系統(tǒng)的精確與穩(wěn)定度。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附附圖得到進(jìn)一步的了解。


圖IA為應(yīng)用本發(fā)明的阻抗測(cè)量裝置的功能方框圖。圖IB為應(yīng)用本發(fā)明的阻抗測(cè)量裝置的等效電路示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法的流程圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的第一測(cè)量程序的流程圖。圖4為反饋回路轉(zhuǎn)移函數(shù)對(duì)應(yīng)阻抗至復(fù)數(shù)平面的示意圖。圖5為調(diào)整反饋回路轉(zhuǎn)移函數(shù)的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下2:阻抗測(cè)量裝置20、30、40、50 :測(cè)量纜線21、51:電阻22、43、45、74 :電流回路切換器23、46、70、71 :信號(hào)源31、42、72 :向量電位計(jì)41、44、47、73 :放大器60 :待測(cè)物載臺(tái)61 :第一端62 :第二端Zp Z2:阻抗SlO S16、S102 S108 :流程步驟
具體實(shí)施例方式請(qǐng)一并參閱圖IA以及圖1B。圖IA為應(yīng)用本發(fā)明的阻抗測(cè)量裝置的功能方框圖。本發(fā)明的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法用以校準(zhǔn)阻抗測(cè)量裝置2，且阻抗測(cè)量裝置2至少具有一反饋電路。以下分別描述本發(fā)明的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法的流程以及相對(duì)應(yīng)的元件。如圖IA所示，阻抗測(cè)量裝置2為一種四線式的測(cè)量載具，使得待測(cè)物載臺(tái)60分別連接測(cè)量纜線20、測(cè)量纜線30、測(cè)量纜線40以及測(cè)量纜線50。其中，電阻21、電流回路切換器22與信號(hào)源23通過測(cè)量纜線20連接待測(cè)物載臺(tái)60的第一端61，且電流回路切換器22用以切換測(cè)量纜線20，電流回路切換器22應(yīng)連接至信號(hào)源23或連接至電位地面。待測(cè)物載臺(tái)60用以設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)阻抗以及其他未知阻抗的待測(cè)物。另外，向量電位計(jì)31通過測(cè)量纜線30連接待測(cè)物載臺(tái)60的第一端61。另一方面，測(cè)量纜線40以及測(cè)量纜線50之間為一反饋電路。測(cè)量纜線40的一端連接待測(cè)物載臺(tái)60的第二端62，而測(cè)量纜線40的另一端連接輸入放大器41、向量電位計(jì)42、電流回路切換器43、窄帶高增益放大器44、電流回路切換器45、信號(hào)源46以及輸出放大器47。此外，電阻51連接于輸出放大器47的輸出端以及測(cè)量纜線50之間，并且電阻51通過測(cè)量纜線50連接待測(cè)物載臺(tái)60的第二端62。 為了方便說(shuō)明，在此將圖IA簡(jiǎn)化成戴維寧(Thevenin)等效電路如圖1B。圖IB為應(yīng)用本發(fā)明的阻抗測(cè)量裝置的等效電路示意圖。如圖IB所示，阻抗Z1與阻抗Z2分別為從第一端61以及第二端62對(duì)地所看出去的戴維寧等效阻抗值，信號(hào)源70與信號(hào)源71則分別代表兩個(gè)戴維寧等效的信號(hào)源，輸入放大器73具有開回路增益值A(chǔ)。其中，當(dāng)信號(hào)源23用以提供E1電壓，且信號(hào)源46用以提供Etp電壓時(shí)，信號(hào)源70與信號(hào)源71則分別提供K1E1電壓以及皆為復(fù)數(shù)變量。以下搭配本發(fā)明的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，介紹如何通過切換不同的信號(hào)源與向量電位計(jì)72的測(cè)量值，以求得這些變量的過程。電流回路切換器74整合了電流回路切換器43以及電流回路切換器45。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)電流回路切換器43未導(dǎo)通且電流回路切換器45連接至電位地面時(shí)，則相當(dāng)于從待測(cè)物載臺(tái)60的第二端62看出去，電流回路切換器74連接至電位地面。請(qǐng)一并參閱圖1B、圖2以及圖3，圖2為根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法的流程圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的第一測(cè)量程序的流程圖。如圖所示，于步驟SlO中，首先將標(biāo)準(zhǔn)阻抗Zxsl置入待測(cè)物載臺(tái)60以執(zhí)行一第一測(cè)量程序。在此，第一測(cè)量程序還可進(jìn)一步由步驟S102至步驟S108說(shuō)明。于步驟S102中，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)阻抗Zxsl置入待測(cè)物載臺(tái)60后，可形成一電流回路，此電流回路由電流回路切換器22與電流回路切換器74所決定。于本步驟中，阻抗測(cè)量裝置2的電流回路切換器22連接到信號(hào)源70，電流回路切換器74連接到電位地面。借此，阻抗測(cè)量裝置2中可形成一信號(hào)源70、阻抗Z1、標(biāo)準(zhǔn)阻抗Zxsl與阻抗Z2以接地的電流回路。于步驟S104中，向量電位計(jì)72可由步驟S102的電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)阻抗Zxsl的一測(cè)量電壓Vtpp其中，由圖IB的阻抗測(cè)量裝置2的等效電路可運(yùn)算出測(cè)量電壓Vcpi，
如下式⑴所示。
權(quán)利要求
1.一種電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，用以校準(zhǔn)一阻抗測(cè)量裝置，該阻抗測(cè)量裝置具有一反饋電路，該方法包含下列步驟 提供一第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第一測(cè)量程序； 提供一第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第二測(cè)量程序； 由該第一測(cè)量程序與該第二測(cè)量程序的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算該反饋電路的一相位偏移；以及 依據(jù)該相位偏移執(zhí)行一校準(zhǔn)程序，該校準(zhǔn)程序調(diào)整該阻抗測(cè)量裝置的頻率響應(yīng)特性。
2.如權(quán)利要求I所述的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，其特征在于，該第一測(cè)量程序包含下列步驟 于該阻抗測(cè)量裝置的一第一電流回路中，提供一第一標(biāo)準(zhǔn)電壓； 自該第一電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第一測(cè)量電壓； 于該阻抗測(cè)量裝置的一第二電流回路中，提供一第二標(biāo)準(zhǔn)電壓；以及 自該第二電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第二測(cè)量電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，其特征在于，該第二測(cè)量程序包含下列步驟 于該阻抗測(cè)量裝置的該第一電流回路中，提供該第一標(biāo)準(zhǔn)電壓； 自該第一電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第三測(cè)量電壓； 于該阻抗測(cè)量裝置的該第二電流回路中，提供該第二標(biāo)準(zhǔn)電壓；以及 自該第二電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第四測(cè)量電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，其特征在于，于計(jì)算該反饋電路的該相位偏移的步驟中，依據(jù)該第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗、該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗、該第一標(biāo)準(zhǔn)電壓、該第二標(biāo)準(zhǔn)電壓、該第一測(cè)量電壓、該第二測(cè)量電壓、該第三測(cè)量電壓與該第四測(cè)量電壓以計(jì)算該相位偏移。
5.如權(quán)利要求3所述的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，其特征在于，于計(jì)算該反饋電路的該相位偏移的步驟中，包含下列步驟 由該第一標(biāo)準(zhǔn)電壓與該第一測(cè)量電壓計(jì)算一第一轉(zhuǎn)移函數(shù)； 由該第二標(biāo)準(zhǔn)電壓與該第二測(cè)量電壓計(jì)算一第二轉(zhuǎn)移函數(shù)； 由該第一標(biāo)準(zhǔn)電壓與該第三測(cè)量電壓計(jì)算一第三轉(zhuǎn)移函數(shù)； 由該第二標(biāo)準(zhǔn)電壓與該第四測(cè)量電壓計(jì)算一第四轉(zhuǎn)移函數(shù)；以及依據(jù)該第一轉(zhuǎn)移函數(shù)、該第二轉(zhuǎn)移函數(shù)、該第三轉(zhuǎn)移函數(shù)與該第四轉(zhuǎn)移函數(shù)計(jì)算該相位偏移。
6.如權(quán)利要求I所述的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，其特征在于，該第二測(cè)量程序包含下列步驟 于該阻抗測(cè)量裝置的一第一電流回路中，提供一第一標(biāo)準(zhǔn)電壓； 自該第一電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第三測(cè)量電壓； 于該阻抗測(cè)量裝置的一第二電流回路中，提供一第二標(biāo)準(zhǔn)電壓；以及 自該第二電流回路中，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第四測(cè)量電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，用以校準(zhǔn)具有一反饋電路的阻抗測(cè)量裝置。電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法包含下列步驟提供一第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第一測(cè)量程序；提供一第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第二測(cè)量程序；由第一測(cè)量程序與第二測(cè)量程序的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算反饋電路的一相位偏移；依據(jù)相位偏移執(zhí)行一校準(zhǔn)程序，所述校準(zhǔn)程序調(diào)整阻抗測(cè)量裝置的頻率響應(yīng)特性。借此，本發(fā)明可使得阻抗測(cè)量裝置不會(huì)受到反饋電路和測(cè)試?yán)|線的限制。
文檔編號(hào)G01R27/02GK102621385SQ20111003285
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者王遵義, 黃桂霖 申請(qǐng)人:致茂電子股份有限公司