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)算阻抗測量電路的反饋電路特性，并補(bǔ)償阻抗測量電路相位的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
一般來說，于阻抗測量模塊中，各個元件的間通過纜線(cable)互相連接，但在測量信號傳輸?shù)倪^程中，纜線往往會造成測量信號的相位差，使得阻抗測量的結(jié)果有誤差。因此，傳統(tǒng)的阻抗測量模塊于低頻范圍使用四線式(four-terminal pairs)方法進(jìn)行阻抗測量時，需要進(jìn)行校正程序。舉例來說，秀樹(Hideki)于美國第6，054，867號專利中提到了阻抗測量的傳統(tǒng)方法。其中，Hideki指出于阻抗測量時，至少需要使用三種以上且具有不同測量值的標(biāo)準(zhǔn)阻抗，分別連接于阻抗測量模塊的中以進(jìn)行三次或多次的校準(zhǔn)。也就是說，傳統(tǒng)的阻抗測量方法是通過三次以上的校準(zhǔn)，以消除連接待測物(device under test, DUT)的纜線的影響因素，如纜線材質(zhì)、長短或者其他原因，以得到精確的測量值。然而，多次更換標(biāo)準(zhǔn)阻抗增加了需要花費(fèi)的校準(zhǔn)時間，于更換標(biāo)準(zhǔn)阻抗時也可能一并產(chǎn)生其他的誤差。再者，隨著測量頻率的增加，連接待測物的連接線所產(chǎn)生的相位偏移(Phase Shift)不僅會降低測量的精確度，而且阻抗測量模塊中反饋電路也會因相位的位移而導(dǎo)致整體系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此，以往的設(shè)計(jì)方式為了維持測量的穩(wěn)定度，會對使用于反饋路徑中用以測量的纜線作嚴(yán)格的限制(包括材質(zhì)、長度等)，而降低阻抗測量模塊使用上的彈性。因此，針對上述問題需要一種新的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法，使得在高頻阻抗測量時，能夠通過相位補(bǔ)償以解決高頻測量時因纜線不同所導(dǎo)致的測量準(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，使得阻抗測量裝置于進(jìn)行高頻阻抗測量時，能計(jì)算阻抗測量裝置中反饋電路的相位偏移，并通過相位補(bǔ)償以解決高頻測量時的測量準(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)行一第一測量程序；提供一第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第二測量程序；由第一測量程序與第二測量程序的測量結(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)明的第一測量程序包含下列步驟于阻抗測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)生對應(yīng)第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第一測量電壓；于阻抗測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)生對應(yīng)第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第二測量電壓。此外，第二測量程序包含下列步驟于阻抗測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)生對應(yīng)第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第三測量電壓；于阻抗測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)生對應(yīng)第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第四測量電壓。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的電路穩(wěn)定度補(bǔ)償方法利用兩個已知阻抗的待測物與兩組可控制的信號源，判斷阻抗測 量裝置的反饋電路特性，使得當(dāng)阻抗測量裝置被置入任意待測物時，可調(diào)整最佳的相位補(bǔ)償量，使得阻抗測量裝置不會受到反饋電路和測試?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)明的阻抗測量裝置的功能方框圖。圖IB為應(yīng)用本發(fā)明的阻抗測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)明的第一測量程序的流程圖。圖4為反饋回路轉(zhuǎn)移函數(shù)對應(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)記說明如下2:阻抗測量裝置20、30、40、50 :測量纜線21、51:電阻22、43、45、74 :電流回路切換器23、46、70、71 :信號源31、42、72 :向量電位計(jì)41、44、47、73 :放大器60 :待測物載臺61 :第一端62 :第二端Zp Z2:阻抗SlO S16、S102 S108 :流程步驟
具體實(shí)施例方式請一并參閱圖IA以及圖1B。圖IA為應(yīng)用本發(fā)明的阻抗測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)阻抗測量裝置2，且阻抗測量裝置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應(yīng)的元件。如圖IA所示，阻抗測量裝置2為一種四線式的測量載具，使得待測物載臺60分別連接測量纜線20、測量纜線30、測量纜線40以及測量纜線50。其中，電阻21、電流回路切換器22與信號源23通過測量纜線20連接待測物載臺60的第一端61，且電流回路切換器22用以切換測量纜線20，電流回路切換器22應(yīng)連接至信號源23或連接至電位地面。待測物載臺60用以設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)阻抗以及其他未知阻抗的待測物。另外，向量電位計(jì)31通過測量纜線30連接待測物載臺60的第一端61。另一方面，測量纜線40以及測量纜線50之間為一反饋電路。測量纜線40的一端連接待測物載臺60的第二端62，而測量纜線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的輸出端以及測量纜線50之間，并且電阻51通過測量纜線50連接待測物載臺60的第二端62。 為了方便說明，在此將圖IA簡化成戴維寧(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對地所看出去的戴維寧等效阻抗值，信號源70與信號源71則分別代表兩個戴維寧等效的信號源，輸入放大器73具有開回路增益值A(chǔ)。其中，當(dāng)信號源23用以提供E1電壓，且信號源46用以提供Etp電壓時，信號源70與信號源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源與向量電位計(jì)72的測量值，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。舉例來說，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，則相當(dāng)于從待測物載臺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置入待測物載臺60以執(zhí)行一第一測量程序。在此，第一測量程序還可進(jìn)一步由步驟S102至步驟S108說明。于步驟S102中，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)阻抗Zxsl置入待測物載臺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，阻抗測量裝置2的電流回路切換器22連接到信號源70，電流回路切換器74連接到電位地面。借此，阻抗測量裝置2中可形成一信號源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)生對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)阻抗Zxsl的一測量電壓Vtpp其中，由圖IB的阻抗測量裝置2的等效電路可運(yùn)算出測量電壓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)一阻抗測量裝置，該阻抗測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)行一第一測量程序； 提供一第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第二測量程序； 由該第一測量程序與該第二測量程序的測量結(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，該第一測量程序包含下列步驟 于該阻抗測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)生對應(yīng)該第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第一測量電壓； 于該阻抗測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)生對應(yīng)該第一標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第二測量電壓。
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，該第二測量程序包含下列步驟 于該阻抗測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)生對應(yīng)該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第三測量電壓； 于該阻抗測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)生對應(yīng)該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第四測量電壓。
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、該第一測量電壓、該第二測量電壓、該第三測量電壓與該第四測量電壓以計(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，該第二測量程序包含下列步驟 于該阻抗測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)生對應(yīng)該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第三測量電壓； 于該阻抗測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)生對應(yīng)該第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗的一第四測量電壓。
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)行一第一測量程序；提供一第二標(biāo)準(zhǔn)阻抗以執(zhí)行一第二測量程序；由第一測量程序與第二測量程序的測量結(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)整阻抗測量裝置的頻率響應(yīng)特性。借此，本發(fā)明可使得阻抗測量裝置不會受到反饋電路和測試?yán)|線的限制。
文檔編號G01R27/02GK102621385SQ20111003285
公開日2012年8月1日 申請日期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 申請人:致茂電子股份有限公司