DE19722471A1 - Impedanz- und Strommeßeinrichtung - Google Patents
Impedanz- und StrommeßeinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Strommes
sung und genauer einen Impedanzmesser, welcher einen großen
Bereich Impedanzen über einen großen Bereich Frequenzen mes
sen kann.
In der Vergangenheit wurden verschiedene Verfahren vorge
schlagen, um einen Impedanzmesser aufzubauen, welcher einen
großen Bereich Impedanzen über einen großen Bereich Frequen
zen messen kann.
Eine Lösung wurde in der US-A-5,345,182 (Wakamatsu) gefun
den, welche einen Impedanzmesser vorsieht, der Impedanzen
über einen Frequenzbereich von 1 MHz bis zu 1 GHz messen
kann. Der Impedanzmesser verwendet ein Verfahren zum Messen
einer Spannung und eines Stroms, welches eine präzise Mes
sung der Impedanz (des Scheinwiderstandes) über einen großen
Impedanzbereich erlaubt (dieses Verfahren ist im folgenden
als Voltmeter-Amperemeter-Verfahren bezeichnet). Fig. 5 der
vorliegenden Anmeldung zeigt einen Schaltungsaufbau des oben
genannten Impedanzmessers und Fig. 6 zeigt ein Ersatz
schaltbild.
Eine andere Lösung findet man in der US-A-5,463,323 (Wakama
tsu), welche einen Impedanzmesser vorsieht, der koaxiale
Kabel und triaxiale Kabel verwendet. Eine solche Realisier
ungsform hat die Vorteile der in der US-A-5,345,182 offen
barten Einrichtung, wobei hier eine Fernmessung durchgeführt
wird. Die Fig. 7 und 8 zeigen Schaltungsstrukturen für
eine solche Einrichtung, und die Fig. 9 und 10 zeigen die
Ersatzschaltbilder.
Bei den Ersatzschaltbildern der Fig. 6, 9 und 10 wird der
Strom, welcher durch eine zu prüfende Einrichtung (DUT; de
vice under test) 60 geht (d. h. durch den zu messenden Gegen
stand) , durch einen Stromerfassungswiderstand geführt, wel
cher entweder einen Widerstand 32 oder zwei parallele Wider
stände 32, 38 umfaßt. Durch Messen der Spannung über dem
Stromerfassungswiderstand (d. h. zwischen den beiden Enden
des Widerstands) mit einem Voltmeter 30 kann der durch die
DUT 60 gehende Strom gemessen werden. Mit anderen Worten,
der Stromerfassungswiderstand und das Voltmeter bilden zu
sammen ein Amperemeter. Wie in den Ersatzschaltbildern ge
zeigt, wird ein solches Amperemeter üblicherweise als erd
freies (schwebendes) Amperemeter bezeichnet, welches das Po
tential von dem Massepotential abhebt.
Wenn bei der Fig. 10 sowie den Fig. 5 und 6 ein Schalter
40 in der Aus-Stellung ist, kann die Einrichtung zum Messen
einer niedrigen Impedanz (eines niedrigen Scheinwiderstan
des) verwendet werden. Diese Einrichtung eignet sich nicht
zum Messen einer hohen Impedanz, weil der durch einen Innen
widerstand 11 des Voltmeters 10 fließende Strom auch durch
den Stromerfassungswiderstand fließt, wobei seine Größe im
Vergleich zu dem durch die DUT 60 fließenden Strom nicht
vernachlässigbar ist.
Wenn in den Fig. 5 und 6 der Schalter 40 in der Ein-Stel
lung ist, kann die Einrichtung zum Messen einer hohen Impe
danz (eines hohen Scheinwiderstandes) verwendet werden.
Fig. 7 zeigt eine Schaltungsstruktur, welche die Fernmessung
einer hohen Impedanz vorsieht, wobei Fig. 9 ein Ersatzsch
altbild darstellt. Es ist bekannt, daß diese Schaltungs
struktur hohe Impedanzen messen kann.
Wie in den Fig. 5, 7 und 8 gezeigt, verwendet das erd
freie Amperemeter ein geerdetes Voltmeter 30 und einen Sym
metrieübertrager (balun) 35. Der Symmetrieübertrager 35 wird
durch Hindurchführen eines koaxialen Kabels 36 durch einen
magnetischen Kern gebildet, oder wie in Fig. 13 gezeigt,
durch Wickeln eines koaxialen Kabels 36 (einmal oder mehr
mals) um einen Magnetkern 70. Fig. 11 zeigt ein Ersatz
schaltbild mit einem Symmetrieübertrager. Bei hohen Frequen
zen hat der Symmetrieübertrager 35 eine hohe Erregerimpe
danz. Selbst wenn das Voltmeter 30 geerdet ist, ist es daher
dem Stromerfassungswiderstand noch immer möglich, das Poten
tial vom Erdpotential abzuheben.
Bei niedrigen Frequenzen nimmt jedoch die Erregerimpedanz
des Symmeterieübertragers 35 ab, so daß der Signalerzeuger
20 belastet wird. Um die untere Grenze für die Betriebsfre
quenz hinauszuschieben, muß der Symmetrieübertrager 35 einen
großen Kern mit einer großen Anzahl Windungen haben. Die
Länge des Wicklungskabels und die Größe des Kerns führen
jedoch insbesondere bei hohen Frequenzen zu einer Ver
schlechterung des Temperaturkoeffizienten und einem Verlust
an Signalstärke. Es war daher in der Praxis nicht möglich,
die obere Grenze für die Meßfrequenz beizubehalten, wenn ein
Symmetrieübertrager verwendet wird, um die Betriebsfrequenz
bis in das Tonfrequenzband hinauszuschieben.
Es ist auch bekannt, daß bei erdfreien Amperemetern Diffe
rentialverstärker eingesetzt werden können, um die Potenti
aldifferenz an dem Widerstand zu erfassen, der zum Messen
des Stroms verwendet wird. Fig. 12 zeigt eine solche Anord
nung. Differentialverstärker ermöglichten es in der jüngeren
Vergangenheit, ein Gleichtakt-Unterdrückungs-Verhältnis von
mehr als 100 dB zu erreichen, wodurch ein erdfreies Ampere
meter erzeugt wird, das ideal für den Einsatz in Impedanz
meßgeräten (oder Ohmmetern) ist. Die Verwendung von Diffe
rentialverstärkern ist jedoch auf die niedrigen Frequenzbe
reiche beschränkt, weil das Gleichtakt-Unterdrückungs-Ver
hältnis sich mit einer Zunahme der Frequenz verstärkt. Es
ist schwierig, ein Gleichtakt-Unterdrückungs-Verhältnis von
50 dB bei 10 MHz, von 30 dB bei 100 MHz und sogar von nur 10
dB bei 1 GHz zu erhalten.
Insbesondere bei den höheren Frequenzen führt dieses schle
chte Gleichtakt-Unterdrückungs-Verhältnis zu einem Strom-Offsetwert
zwischen dem offenen Meßanschlüssen 61 und 62
(d. h. in Leerlaufschaltung). Das bedeutet, daß der Meßwert
des Stromes zwischen den offenen (nicht angeschlossenen)
Meßanschlüssen 61 und 62 nicht mehr Null ist. Ein solcher
Offset kann durch Berechnung korrigiert werden. Das Gleich
takt-Unterdrückungs-Verhältnis ändert sich jedoch mit der
Temperatur, so daß es nicht möglich ist, den Offset über
längere Zeitspannen vorherzusagen und somit zu korrigieren.
Aus demselben Grund hat der Meßwert für die Admittanz
(Scheinleitwert) einen Offset und einen Meßfehler, wenn die
Schaltung zwischen den Meßanschlüssen unterbrochen ist.
Um hohe Impedanzen (Scheinwiderstände) zu messen, muß die
Empfindlichkeit der Messung des Stromes, welcher durch die
DUT fließt, erhöht werden. Aus diesem Grund muß die Spannung
zwischen den Enden des Stromerfassungswiderstandes entspre
chend verstärkt werden. Eine große Verstärkung ist jedoch
nicht möglich, wenn der Offset des Strom-Nullwertes groß
ist. Mit anderen Worten, die Fähigkeit des Impedanzmesser
zum Messen hoher Impedanzen ist in hohem Maße durch das
Gleichtakt-Unterdrückungs-Verhältnis begrenzt, wie oben er
läutert wurde.
Im allgemeinen können Impedanzmesser welche einen Symmetrie
übertrager verwenden, bei hohen Frequenzen Stabilität und
extrem hohe Gleichtakt-Unterdrückungs-Verhältnisse errei
chen, wodurch erdfreie Amperemeter für hohe Frequenzen über
1 GHz realisiert werden können. Solche Geräte sind jedoch
bei niedrigen Frequenzen ineffektiv. Andererseits sind Dif
ferentialverstärker bei niedrigen Frequenzen, jedoch nicht
bei hohen Frequenzen effektiv. Die heutigen Verfahren zum
Messen hoher Impedanzen sind somit entweder auf Hochfre
quenzbereiche oder auf Niederfrequenzbereiche beschränkt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten
Impedanzmesser vorzusehen, der einen breiten Bereich Impe
danzen über einem großen Bereich Frequenzen messen kann,
welche hohe und niedrige Frequenzbereiche umfassen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein erdfreies Am
peremeter vorzusehen, das über einem großen Frequenzbereich
ein hohes Gleichtakt-Unterdrückungs-Verhältnis hat.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Impedanz
messer vorzusehen, der ein erdfreies Amperemeter mit einem
hohen Gleichtakt-Unterdrückungs-Verhältnis über einem großen
Frequenzbereich verwenden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Meßgerät mit den Merkmalen von
Anspruch 1 und einem Impedanzmeßgerät mit den Merkmalen von
Anspruch 9 gelöst.
Das Impedanzmeßgerät oder der Impedanzmesser umfaßt ein erd
freies Amperemeter, welches eine Spannung zwischen den Enden
eines Stromerfassungswiderstandes mißt und einen durch die
sen fließenden Strom ermittelt. Ein Symmetrieübertrager eli
miniert die Gleichtakt-Spannungskomponente in dem Hochfre
quenzbereich; ein Differentialverstärker eliminiert die
Gleichtakt-Stromkomponente in dem Niederfrequenzbereich. Die
Gleichtakt-Unterdrückungswirkung (Gleichtakt-Elimination)
des Symmeterieübertragers und des Differentialverstärkers
geht bei einer Grenzfrequenz oder Übergangsfrequenz über,
bei der die Impedanz eines Kondensators und die Impedanz des
Symmetrieübertragers gleich sind. Als Ergebnis kann das Im
pedanzmeßgerät für einen großen Bereich der Impedanzen über
einen großen Frequenzbereich hoch genaue Messungen durchfüh
ren (d. h. von Gleichstrom bis zum GHz-Bereich).
Die vorliegende Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zum
Glätten der Übergangscharakteristik vor. Insbesondere wird
ein Widerstand vorgesehen, um die Resonanz des Kondensators
und die Induktivität des Symmetrieübertragers bei der Über
gangsfrequenz zu dämpfen.
Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh
rungsformen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In
den Figuren zeigt:
Fig. 1 ein Schaltdiagramm einer ersten Ausführungsform
eines Impedanzmeßgerätes gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Schaltdiagramm einer zweiten Ausfüh
rungsform eines Impedanzmeßgerätes gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt ein Schaltdiagramm einer dritten Ausfüh
rungsform eines Impedanzmeßgerätes gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines Impedanzmeßgerätes des
Standes der Technik;
Fig. 6 zeigt die Prinzipien eines Impedanzmeßgerätes,
welches das Voltmeter-Amperemeter-Verfahren
verwendet;
Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Impedanzmeßgerätes mit
Kabelerweiterung nach dem Stand der Technik;
Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines Impedanzmeßgerätes mit
Kabelerweiterung nach dem Stand der Technik;
Fig. 9 zeigt ein Ersatzschaltbild für Fig. 7;
Fig. 10 zeigt ein Ersatzschaltbild für Fig. 8;
Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines erdfreien Amperemeters
mit einem Symmetrieübertrager;
Fig. 12 zeigt ein Beispiel eines erdfreien Amperemeters
mit einem Differentialverstärker;
Fig. 13 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines Symmetrie
übertragers, welcher ein koaxiales Kabel ver
wendet.
Bezugszeichenliste
10 Voltmeter (oder Spannungsmesser)
11 Widerstand
12 koaxiales Kabel
13 Widerstand
20 Signalerzeuger (oder Signalgenerator)
21 Widerstand
22 koaxiales Kabel
30 Voltmeter
31 Differentialverstärker
32 Widerstand
33 Kondensator
34 Schalter
35 Symmetrieübertragung (balun)
36 koaxiales Kabel
37 Widerstand
38 Widerstand
40 Schalter
51 koaxiales Kabel
52 triaxiales Kabel
60 DUT (device under test; zu prüfende Vorrichtung)
61 Meßanschluß
62 Meßanschluß
70 Magnetkern.
11 Widerstand
12 koaxiales Kabel
13 Widerstand
20 Signalerzeuger (oder Signalgenerator)
21 Widerstand
22 koaxiales Kabel
30 Voltmeter
31 Differentialverstärker
32 Widerstand
33 Kondensator
34 Schalter
35 Symmetrieübertragung (balun)
36 koaxiales Kabel
37 Widerstand
38 Widerstand
40 Schalter
51 koaxiales Kabel
52 triaxiales Kabel
60 DUT (device under test; zu prüfende Vorrichtung)
61 Meßanschluß
62 Meßanschluß
70 Magnetkern.
Bevor mit einer ausführlichen Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fortgefahren
wird, sollte man beachten, daß im folgenden dieselben Be
zugszeichen für die Komponenten verwendet werden, welche
gleich denen des Standes der Technik gemäß den Fig. 5 bis
13 sind.
Wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, umfaßt das Impedanzmeß
gerät ein Amperemeter, welches ein Voltmeter 30, einen Dif
ferentialverstärker 31, zwei Widerstände 32 und 38 und einen
Symmetrieübertrager 35 enthält, welcher durch Wickeln eines
koaxialen Kabels 36 um einen Magnetkern gebildet ist. Ein
Widerstand 37 ist zwischen einem Eingang und einem Ausgang
des Symmetrieübertragers 35 an dem äußeren Leiter des koaxi
alen Kabels angeschlossen. Ein Kondensator 33 ist zwischen
dem äußeren Leiter des koaxialen Kabels 36 auf der Eingangs
seite des Differentialverstärkers 31 und Masse angeschlos
sen.
Das Impedanzmeßgerät umfaßt ferner ein Voltmeter 10, einen
Signalerzeuger 20, koaxiale Kabel 12 und 22 und einen Schal
ter 40. Obwohl in den Fig. 1 und 4 nicht gezeigt, wird
auch eine Rechen/Steuer-Schaltung verwendet. Der Rechen/-Steuer-Block
ist im Stand der Technik gut bekannte und wird
hier nicht mehr im einzelnen beschrieben.
Für die Anpassung im Hochfrequenzbereich sind die Widerstän
de 32 und 38 gleich der charakteristischen Impedanz des ko
axialen Kabels. Eine ausführliche Beschreibung dieses Teils
findet man in der US-A-5,463,323, und es wird hier nicht
weiter beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, welche die Merkmale der in der US-A-5,463,323
offenbarten Einrichtung umfaßt, welche zur Messung hoher
Impedanzen dient. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform,
die oben beschrieben wurde, verwendet die zweite Ausfüh
rungsform insbesondere ein koaxiales Kabel 51 und ein tri
axiales Kabel 52 für die Fernmessung. Im Hinblick auf den
Amperemeterteil ist ein Ersatzschaltbild für die zweite Aus
führungsform in Fig. 4 gezeigt.
Wie in den Fig. 5, 7 und 8 und dem Ersatzschaltbild der
Fig. 11 gezeigt, ist beim Stand der Technik der äußere Lei
ter des Kabels auf der Ausgangsseite des Symmetrieübertra
gers 35 geerdet. Wie in den Fig. 1 und 2 und dem Ersatz
schaltbild der Fig. 4 gezeigt, ist bei der ersten und der
zweiten Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung der äuße
re Leiter des Kabels auf der Ausgangsseite des Symmetrie
übertragers 35, wie beim Knoten (b) in Fig. 4 gezeigt, über
einen Kondensatoren 33 mit Masse verbunden.
Im Niederfrequenzbereich hat der Kondensator 33 eine hohe
Impedanz, weshalb der Symmetrieübertrager 35 den Signaler
zeuger 25 selbst dann nicht kurzschließt, wenn die Erre
gerimpedanz des Symmetrieübertragers 35 niedrig wird. Die
Tatsache, daß die Erregerimpedanz niedrig ist, bedeutet, daß
die Gleichtaktspannung unverändert an den Differentialver
stärker 31 übertragen wird, so daß die große Gleichtakt-Unter
drückungswirkung des Differentialverstärkers 31 nur die
Differentialspannung verstärkt. Die parallelen Widerstände
32 und 38 bilden den Stromerfassungswiderstand, und die
Spannung über den Widerständen ist die Differentialspannung.
Das Voltmeter 30 mißt das Ausgangssignal des Differential
verstärkers 31. Mit dieser Anordnung wird ein erdfreies Am
peremeter für den Niederfrequenzbereich gebildet.
Andererseits hat der Kondensator 33 im Hochfrequenzbereich
eine niedrige Impedanz, wodurch der gemeinsame Verbindungs
punkt des Symmetrieübertragers 35, des Widerstandes 32 und
des Kondensators 33, der in Fig. 4 als Knoten (b) gezeigt
ist, äquivalent geerdet ist. Diese Anordnung ist äquivalent
zu den in den Fig. 5, 7 und 8 gezeigten Schaltkreisen
sowie zu dem Ersatzschaltbild der Fig. 11.
Längs des Weges, der von einem Knoten (a) durch die Konten
(b) und (c) zu dem Knoten (d) geht, ist die Anzahl der Wick
lungen des Symmetrieübertragers 35 äquivalent zum Nullpunkt.
Dies ist somit äquivalent zu einer Parallelschaltung des
Widerstandes 32 zu dem Widerstand 38 über den Symmetrieüber
trager 35. Das bedeutet, daß wie im Fall des Niederfrequenz
bereichs auch für den Fall des Hochfrequenzbereichs der
Stromerfassungswiderstand durch die Parallelschaltung der
Widerstände 32 und 38 gebildet wird.
Dadurch wird von dem Differentialverstärker 31 nur die Span
nung zwischen den Enden des Stromerfassungswiderstandes ver
stärkt, welche von dem Voltmeter 30 gemessen wird. Mit die
ser Anordnung wird ein erdfreies Amperemeter für den Hoch
frequenzbereich gebildet.
Im folgenden wird die Grenze zwischen dem Niederfrequenzbe
reich und dem Hochfrequenzbereich beschrieben. Die Frequenz,
bei der die Erregerimpedanz des Symmetrieübertragers 35
gleich der Impedanz des Kondensators 33 ist, wird als die
Übergangsfrequenz oder die Grenzfrequenz bezeichnet. Die
Grenzfrequenz definiert die Grenze, bei die Gleichtakt-Unter
drückungswirkung des Symmetrieübertragers 35 im Ver
hältnis zu der des Differentialverstärkers 31 eingesetzt
wird. Bei der Grenzfrequenz haben die Erregerimpedanz des
Symmetrieübertragers 35 und die Impedanz des Kondensators 33
in Bezug auf den Signalerzeuger 20 über den gesamten Fre
quenzbereich die größte Belastung. Ihre jeweiligen Werte
werden daher so gewählt, daß die Impedanz des Kondensators
33 und die Erregerimpedanz des Symmetrieübertragers 35 bei
der Grenzfrequenz im Verhältnis zu dem Ausgangswiderstand 31
des Signalerzeugers 20 groß sind.
Der Zweck des Widerstands 37 ist, das Q der Serienresonanz
zu dämpfen, welches aus der Erregerimpedanz des Symmetrie
übertragers 35 und dem Kondensator 33 besteht. Wenn bei dem
Kern des Symmetrieübertragers 35 ein großer Verlust auf
tritt, wird der Widerstand 37 nicht benötigt. Wenn Q jedoch
hoch ist, wäre das Übergangsverhalten oder die Übergangs
charakteristik bei der Grenzfrequenz schlecht. Mit anderen
Worten, es gibt bei dieser Frequenz am Eingangsanschluß des
Differentialverstärkers 31 eine große Gleichtaktspannung
sowie an dem Signalerzeuger 20 eine große Last. Der Wert des
Widerstands 37 wird daher so gewählt, daß bei der Resonanz
ein Verlust auftritt.
Man beachte, daß es möglich ist, die Funktion des Konden
sators 33 mit einem mechanischen oder einem Halbleiter-Schalter
auszuführen. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann der Kon
densator 33 durch einen Schalter 34 ersetzt werden. Der
Schalter 34 wird bei der Grenzfrequenz ein- oder ausgeschal
tet, um entweder den Symmetrieübertrager 35 oder den Dif
ferentialverstärker 31 zu verwenden. Ein Rechen/Steuer-Block
steuert den Schalter 34 abhängig von der jeweiligen Meßfre
quenz.
In der US-A-5,345,182 und US-A-5,463,323 ist eine Schal
tungsstruktur zum Anpassen der charakteristischen Impedanz
offenbart, welche für die vorliegende Erfindung geeignet
ist. Wenn zwei solche Schaltungen in Kombination eingesetzt
werden, so daß ihre jeweiligen Signalerzeuger abwechselnd
ein- und ausgeschaltet werden können, ist es möglich, eine
Einrichtung zum Messen des S-Parameters oder S-Wertes zu
realisieren. Eine solche Zweikanal-Meßeinrichtung macht eine
präzise Messung von S11 und S22 solcher DUT möglich, die
hohe Eingangs-/Ausgangs-Impedanzen haben, selbst wenn die
Einrichtung eine Anschlußimpedanz von 50 Ohm hat.
Bei der Schaltung von Fig. 2 ist es auch möglich, eine ex
terne Abschirmung für das koaxiale Kabel 36 zwischen dem
Symmetrieübertrager 35 und dem Widerstand 32 vorzusehen, um
eine externe Störung durch Rauschen zu verhindern. Die äuße
re Abschirmung kann vorgesehen werden, ohne die Vorteile
dieser Erfindung zu beeinträchtigen.
Zusammengefaßt kann festgehalten werden, daß dann, wenn die
vorliegenden Erfindung auf das in der US-A-5,463,323 offen
barte Voltmeter-Amperemeter-Verfahren angewendet wird, wel
ches es ermöglicht, eine hoch genaue Fernmessung für einen
großen Bereich Impedanzwerte über einen großen Bereich Fre
quenzen, von 1 MHz bis 1 GHz, zu realisieren, es auch mög
lich ist, die untere Grenze der Frequenz bis zu d,er Frequenz
des Gleichstroms, d. h. Null, auszudehnen, ohne das Hochfre
quenzverhalten dadurch zu beeinträchtigen.
Die Erfindung wurde in Bezug auf ihre bevorzugten Ausfüh
rungsformen beschrieben, es ist jedoch offensichtlich, daß
zahlreiche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden
können, ohne den Bereich der Erfindung gemäß den folgenden
Ansprüchen zu verlassen. In die in der vorstehenden Be
schreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kom
bination für die Realisierung der Erfindung in ihren ver
schiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Claims (9)
1. Meßeinrichtung zum Messen eines Stromes durch Messung
einer Spannung an einem Stromerfassungswiderstand
über einem breiten Frequenzbereich, mit folgenden
Merkmalen:
einem Symmetrieübertrager (35), welcher ein koaxiales Kabel (36) mit einem Mittelleiter und einem Außenlei ter, einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite auf weist;
einen Differentialverstärker (31), bei dem ein Ein gangsanschluß mit dem Mittelleiter des koaxialen Ka bels (36) auf der Ausgangsseite des Symmetrieüber tragers (35) und ein anderer Eingangsanschluß mit dem Außenleiter des koaxialen Kabels verbunden ist;
einem Stromerfassungswiderstand (32; 32, 38), der zwischen dem Mittelleiter und dem Außenleiter des Symmetrieübertragers angeschlossen ist;
einem Spannungsmesser (30) zum Messen einer Ausgangs spannung des Differentialverstärkers (31), um einen durch den Stromerfassungswiderstand fließenden Strom zu ermitteln; und
einer Erdungsvorrichtung (33; 34), die
einem Symmetrieübertrager (35), welcher ein koaxiales Kabel (36) mit einem Mittelleiter und einem Außenlei ter, einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite auf weist;
einen Differentialverstärker (31), bei dem ein Ein gangsanschluß mit dem Mittelleiter des koaxialen Ka bels (36) auf der Ausgangsseite des Symmetrieüber tragers (35) und ein anderer Eingangsanschluß mit dem Außenleiter des koaxialen Kabels verbunden ist;
einem Stromerfassungswiderstand (32; 32, 38), der zwischen dem Mittelleiter und dem Außenleiter des Symmetrieübertragers angeschlossen ist;
einem Spannungsmesser (30) zum Messen einer Ausgangs spannung des Differentialverstärkers (31), um einen durch den Stromerfassungswiderstand fließenden Strom zu ermitteln; und
einer Erdungsvorrichtung (33; 34), die
- (i) auf einen Strom in einem Hochfrequenzbereich anspricht, um eine Verbindung niedriger Impe danz zwischen dem Außenleiter des koaxialen Kabels (36) und Masse vorzusehen, und
- (ii) auf den Strom in einem Niederfrequenzbereich anspricht, um eine Verbindung hoher Impedanz zwischen dem Außenleiter des koaxialen Kabels (36) und Masse vorzusehen.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der
Stromerfassungswiderstand (32; 32, 38) zwischen dem
Mittelleiter und dem Außenleiter auf der Eingangssei
te des Symmetrieübertragers (35) angeschlossen ist.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der
Stromerfassungswiderstand (32; 32, 38) zwischen dem
Mittelleiter und dem Außenleiter auf der Ausgangssei
te des Symmetrieübertragers (35) angeschlossen ist.
4. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei welcher der Stromerfassungswiderstand einen
primären und einen sekundären Widerstand (32, 38)
aufweist, wobei jeder Widerstand eine Impedanz hat,
die gleich der charakteristischen Impedanz des koaxi
alen Kabels (36) ist, wobei der primäre Widerstand
(38) zwischen dem zentralen Leiter und dem Außenlei
ter des Symmetrieübertragers (35) angeschlossen ist,
und der sekundäre Widerstand (32) zwischen dem zen
tralen Leiter und dem Außenleiter auf der Ausgangs
seite des Symmetrieübertragers (35) angeschlossen
ist.
5. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der die Erdungsvorrichtung einen Kondensator
(33) aufweist, der zwischen Masse und dem Außenleiter
angeschlossen ist.
6. Meßeirichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei
der die Erdungseinrichtung einen Schalter (24) auf
weist, der zwischen dem Außenleiter und Masse ange
schlossen ist.
7. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Anschlüs
se, mit einem Widerstand (37), welcher zwischen der
Eingangsseite und der Ausgangsseite des Symmeterie
übertragers (35) an dem Außenleiter des koaxialen
Kabels (36) angeschlossen ist.
8. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der das koaxiale Kabel (36) einen externen
Schirm auf der Außenseite des Symmeterieübertragers
aufweist.
9. Impedanzmeßeinrichtung zum Messen einer Impedanz für
eine zu prüfende Einrichtung, welche ein Amperemeter
mit den Merkmalen der Meßeinrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13640596A JP3809223B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | インピーダンス測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19722471A1 true DE19722471A1 (de) | 1997-12-04 |
DE19722471C2 DE19722471C2 (de) | 2003-08-21 |
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ID=15174402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722471A Expired - Fee Related DE19722471C2 (de) | 1996-05-30 | 1997-05-28 | Impedanz- und Strommeßeinrichtung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5818243A (de) |
JP (1) | JP3809223B2 (de) |
DE (1) | DE19722471C2 (de) |
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