6章:PWMによる高周波波形と周波数特性の測定(2)
作成2014.12.05
PIC18F4553マイコンのPWM機能を利用すると2.9KHz〜12MHzの高周波波形を得ることができます。この機能を利用した抵抗、
コンデンサ、インダクターの周波数特性測定を検討します。
- 周基準素子抵抗・測定素子抵抗の測定データ
(1)基準素子抵抗・測定素子抵抗の評価値
基準素子1kΩ、測定素子3.3kΩの測定結果を以下に示します。
基準素子抵抗・測定素子抵抗の場合、RA0とRA1の電圧は周波数に対してほぼフラットになります。この場合の評価値として
を用いることにします。
(2)基準素子抵抗・測定素子抵抗の場合の評価値グラフ
基準素子抵抗・測定素子抵抗の場合の評価値グラフを以下に示します。
上記グラフから、評価値は基準抵抗の値から離れると非線形となり、正確な値が求まりにくくなるため、基準抵抗と測定抵抗の
値は近似的に一致させる必要があることが理解できます。
- 基準素子抵抗・測定素子コンデンサの測定データ
(1)基準素子抵抗・測定素子コンデンサの評価値
基準素子1kΩ、測定素子100pFの測定結果を以下に示します。
基準素子抵抗・測定素子コンデンサの場合、RA0とRA1の電圧は特定の周波数でクロスします。この場合の評価値として
を用いることにします。
(2)基準素子抵抗(1kΩ)・測定素子コンデンサの場合の評価値グラフ
基準素子抵抗(1kΩ)・測定素子コンデンサの場合の評価値グラフを以下に示します。
上記グラフから、評価値は対数目盛で直線となります。基準素子抵抗(1kΩ)で約10pF〜0.1μFま
での容量測定が可能であることが理解できます。
- 基準素子抵抗・測定素子インダクタの測定データ
(1)基準素子抵抗・測定素子インダクタの評価値
基準素子1kΩ、測定素子1mHの測定結果を以下に示します。
基準素子抵抗・測定素子インダクタの場合、RA0とRA1の電圧は特定の周波数でクロスします。この場合の評価値として
を用いることにします。
(2)基準素子抵抗(1kΩ)・測定素子インダクタの場合の評価値グラフ
基準素子抵抗(1kΩ)・測定素子インダクタの場合の評価値グラフを以下に示します。
測定点数が少ないですが上記グラフから、評価値は対数目盛で直線となります。基準素子抵抗(1kΩ)で
約0.1mH〜10mHまでのインダクタ測定が可能であることが理解できます。
- 基準素子インダクタ(1mH)・測定素子抵抗の測定データ
(1)基準素子インダクタ(1mH)・測定素子抵抗の場合の評価値グラフ
基準素子インダクタ(1mH)・測定素子抵抗の場合の評価値グラフを以下に示します。
上記グラフから、評価値は対数目盛で直線となります。基準素子インダクタ(1mH)で約100Ω〜10kΩま
での抵抗測定が可能であることが理解できます。
- 基準素子インダクタ(1mH)・測定素子コンデンサの測定データ
(1)基準素子インダクタ(1mH)・測定素子コンデンサの場合の評価値グラフ
基準素子インダクタ(1mH)・測定素子コンデンサの場合の評価値グラフを以下に示します。
上記グラフから、評価値は対数目盛で直線となります。基準素子インダクタ(1mH)で約10pF〜0.1μF
までの容量測定が可能であることが理解できます。
- 基準素子コンデンサ(100pF)・測定素子抵抗の測定データ
(1)基準素子コンデンサ(100pF)・測定素子抵抗の場合の評価値グラフ
基準素子コンデンサ(100pF)・測定素子抵抗の場合の評価値グラフを以下に示します。
上記グラフから、評価値は対数目盛で直線となります。基準素子コンデンサ(100pF)で約
100Ω〜10kΩまでの抵抗測定が可能であることが理解できます。
- 基準素子コンデンサ(100pF)・測定素子インダクタの測定データ
(1)基準素子コンデンサ(100pF)・測定素子インダクタの場合の評価値グラフ
基準素子コンデンサ(100pF)・測定素子インダクタの場合の評価値グラフを以下に示します。
データ点数が少ないですが上記グラフから、評価値は対数目盛で近似的に直線となります。基準素子コンデンサ
(100pF)で約0.1mH〜10mHまでのインダクタ測定が可能であることが理解できます。
- 結果の検討
(1)周波数特性測定回路を抵抗測定、容量測定、インダクタ測定に適用してみました。
(2)測定素子が純粋な容量またはインダクタの場合、基準素子は抵抗が最適な結果となりました。
(3)測定素子が純粋な抵抗の場合は、基準素子はインダクタまたはコンデンサが最適と思われます。
(4)今回は、純粋な抵抗測定、容量測定、インダクタ測定について検討しました。
(5)抵抗、容量、インダクタ複合素子については、今後の課題となります。
7章:PWMによる高周波波形と周波数特性の測定(3)に行く。
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