Smart Measurement Solutions - OMICRON-Lab オミク …omicron-lab.jp/Bode100GettingStarted.pdf Z using の測定が可能チャンネル1の電流プローブもしくは分流抵抗器、

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OMICRON Lab

OMICRON Lab とはとはとはとは …

- OMICRON electronicsの事業部

- 工業及び教育分野において計測器の

発展に貢献

OMICRON electronicsの概要の概要の概要の概要

- 従業員数:550人(世界各国)

- 年商:120億円

- 世界市場において電気計測の革新的な解決策を提案

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従来のネットワーク解析従来のネットワーク解析従来のネットワーク解析従来のネットワーク解析

従来のネットワークアナライザー従来のネットワークアナライザー従来のネットワークアナライザー従来のネットワークアナライザー

最低測定周波数

typ. ~3kHz (3kHz以上は非常に

高価になるため)

非常に大きく重い試験機

OMICRONの提案の提案の提案の提案

低周波ネットワーク解析

コンパクトで軽いデザイン

パソコンで制御可能

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Bode 100の機能の機能の機能の機能

DUT

DUT

DUT

ゲイン / 位相計測

インピーダンス/反射計測

Bode ダイアグラムダイアグラムダイアグラムダイアグラム

スミスチャートスミスチャートスミスチャートスミスチャート

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Bode 100 ブロックダイアグラムブロックダイアグラムブロックダイアグラムブロックダイアグラム

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FRA vs. VNA

周波数応答アナライザー周波数応答アナライザー周波数応答アナライザー周波数応答アナライザー(Frequency Response Analyzer) 2つの電圧の複素数比を計測

インピーダンスを測る外部パーツが必要

高インピーダンスポート及びプローブを使用

ベクトルネットワークアナライザーベクトルネットワークアナライザーベクトルネットワークアナライザーベクトルネットワークアナライザー

(Vector Network Analyzer) Sパラメーターを計測

計測ポートには定義された

インピーダンス Z (主に 50 Ohms)がある

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Bode 100 周波数応答アナライザー周波数応答アナライザー周波数応答アナライザー周波数応答アナライザー(Frequency Response Analyzer)


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Bode 100


ベクトルネットワークアナライザーベクトルネットワークアナライザーベクトルネットワークアナライザーベクトルネットワークアナライザー(Vector Network Analyzer)

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Sパラメーターパラメーターパラメーターパラメーター


下記アプリケーションノートをご参照下さい。:

S-Parameter Measurements with the Bode 100

http://www.omicron-lab.com/articles-use-cases.html

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インピーダンスインピーダンスインピーダンスインピーダンスメーターメーターメーターメーター

直接インピーダンスを計測直接インピーダンスを計測直接インピーダンスを計測直接インピーダンスを計測

前のスライドを参照

方向性結合器モード方向性結合器モード方向性結合器モード方向性結合器モード

外部測定ブリッジの使用が可能

下記使用例をご参照下さい。: High Impedance Measurements

http://www.omicron-lab.com/articles-use-cases.html

Z usingの測定が可能

チャンネル1の電流プローブもしくは分流抵抗器、

およびチャンネル2の電圧の計測

インピーダンスアダプターインピーダンスアダプターインピーダンスアダプターインピーダンスアダプター

インピーダンス計測アダプターの最適化


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一体型:

- ベクトルネットワークアナライザー

- 周波数応答アナライザー

- インピーダンスアナライザー

- ゲイン・位相メーター

- 正弦波ジェネレーター

周波数レンジ:

- 1 Hz – 40 MHz

分析

- 電源

- 超音波コンポーネンツ

- DSLケーブル

- 無線自動識別装置(RFID)

- ...

Bode 100

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Bode 100のアクセサリーのアクセサリーのアクセサリーのアクセサリー


広帯域インジェクショントランスフォーマー

B-WIT 100

B-WIC 有線コンポーネンツ用インピーダンスアダプター

B-SMC SMDコンポーネンツ用インピーダンスアダプター

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Picotestインジェクターシリーズインジェクターシリーズインジェクターシリーズインジェクターシリーズ


Bode 100 と Picotestシ

グナルインジェクターシ

リーズを併用することで、

下記の測定が可能です。

電源電圧変動除去比(PSRR)

出力インピーダンス

入力インピーダンス

逆転写

クロストーク

...

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オートメーションオートメーションオートメーションオートメーションインターフェイスインターフェイスインターフェイスインターフェイス


OLE互換オートメーション・インターフェイス互換オートメーション・インターフェイス互換オートメーション・インターフェイス互換オートメーション・インターフェイス(OLE compatible Application Programming Interface (API))

• 既存のオートメーションセットアップの容易な統合

• 新たな自動計測システムの容易な構築

下記プログラム及びプログラム言語に対応した下記プログラム及びプログラム言語に対応した下記プログラム及びプログラム言語に対応した下記プログラム及びプログラム言語に対応した

ライブラリーを提供ライブラリーを提供ライブラリーを提供ライブラリーを提供:

• LabVIEW®

• MATLAB®

• C#

• VB.NET

• Visual Basic®

• Excel® with VBA

• C++

• TCL

• Python®

abVIEW® is a registered trademark of National Instruments Corporation.

MATLAB® is a registered Trademark of The MathWorks, Inc.

Excel® and Visual Basic® are registered trademarks of Microsoft Corporation.

Python® is a registered trademark of the Python Software foundation

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利用例利用例利用例利用例

客先は五大陸40ヶ国以上

スイッチモード

電源デザイン

超音波

(分析的及びセラピューティック)

圧電電化センサー

セキュリティシステム

(生体認証技術スキャン, 無線アクセスコントロール)

遠隔通信

(DSL, DSL 2)

同軸ケーブル解析

中波アンテナ計測

工場

80%

学校

20%

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フィルター分析フィルター分析フィルター分析フィルター分析

計測計測計測計測: - S パラメーター- スミスチャート- 1 Hzに至るフィルター特性

TR1: Mag(Gain)

f/MHz1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

TR1/dB

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

TR2: Mag(Reflection)

f/MHz1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

TR2/dB

-50

-40

-30

-20

-10

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オーディオコンポーネンツオーディオコンポーネンツオーディオコンポーネンツオーディオコンポーネンツ

トーンコントロール

スピーカー共鳴

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シグナルトランスフォーマーシグナルトランスフォーマーシグナルトランスフォーマーシグナルトランスフォーマー

計測計測計測計測: - 伝達率- 結合係数- 共鳴周波数- 寄生容量- 伝達関数

LL

MK

21 ⋅=

9988.0µH421

µH0.11

L

L-1

1

s =−==K

L

L-1

1

s=K

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EMI フィルター分析フィルター分析フィルター分析フィルター分析


下記アプリケーションノートをご参照下さい。: RFI Power Inlet Filter Measurement with Bode 100

http://www.omicron-lab.com/application-notes/

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DSL ケーブル分析ケーブル分析ケーブル分析ケーブル分析 with Bode 100


DSL-Cable の解析により、下記パラメーターの計測が可能です。

減衰

インピーダンス

近端漏話 (NEXT)

遠端漏話 (FEXT)

リターンロス (RL)

位相遅延

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NEXT & FEXT（クロストーク）（クロストーク）（クロストーク）（クロストーク）計測計測計測計測


TR1: Mag(Gain) TR1(Memory): Mag(Gain)

f/MHz5 10 15 20 25 30 35

TR1/dB

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10


f/MHz5 10 15 20 25 30 35

TR1/dB

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10NEXT

FEXT

下記アプリケーションノートをご参照下さい。: DSL-Cable Measurements with Bode 100

http://www.omicron-lab.com/application-notes/dsl-cable-analysis.html

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中波アンテナの計測中波アンテナの計測中波アンテナの計測中波アンテナの計測

アンテナ計測アンテナ計測アンテナ計測アンテナ計測

- インピーダンス- 低在波比(VSWR)- 複素反射

(スミスチャート)

I

VZ =

RZ

-RZr

+=

0

0

r

rVSWR

−

+=

1

1

Z…複素インピーダンス

V…基準面における電圧

I…基準面における電流

r…反発係数

R0…標準抵抗

VSWR …(定在波比)Voltage Standing Wave Ratio

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電力供給安定解析電力供給安定解析電力供給安定解析電力供給安定解析

位相マージン位相マージン位相マージン位相マージン

ゲインゲインゲインゲインマージンマージンマージンマージン

下記アプリケーションノートをご参照下さい。: DC Power Supply Measurements with Bode 100

http://www.omicron-lab.com/application-notes/dc-power-supply-analysis.html

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計測セットアップ計測セットアップ計測セットアップ計測セットアップ


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選択可能なインジェクションポイント選択可能なインジェクションポイント選択可能なインジェクションポイント選択可能なインジェクションポイント

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測定結果測定結果測定結果測定結果

位相マージン位相マージン位相マージン位相マージン

ゲインゲインゲインゲインマージンマージンマージンマージン

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一次電圧の影響一次電圧の影響一次電圧の影響一次電圧の影響

magnitude(Gain) in dB

phase(Gain) in °

f/Hz2000 5000 10000 20000 50000 100000

TR2/°

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

TR1/dB

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

magnitude(Gain) in dB

phase(Gain) in °

f/Hz2000 5000 10000 20000 50000 100000

TR2/°

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

TR1/dB

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

供給電圧変化の結果

- 安定動作の変化

- 0dB周波数の変化

Uprim=12V

Uload = 1A

Uprim=12V

Uload = 1A

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スイープ時の非直線性スイープ時の非直線性スイープ時の非直線性スイープ時の非直線性

あらゆる理由により引き起こされる

- 回転率問題

- 電流シンクとしてソースが作動しない

- DC/DC コンバータのバーストモード

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非直線性の克服非直線性の克服非直線性の克服非直線性の克服

magnitude Data(Gain) in dB

phase Data(Gain) in °

f/Hz2000 5000 10000 20000 50000 100000

TR2/°

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

TR1/dB

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

オプション1:

- Bodeの音源信号を減らす

- デメリット

• 信号雑音の減少

• 原動力の損失

オプション2:

- Bode 100のレベル形成機能の

使用

- メリット

• 必要に応じた信号の減少

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正しいインジェクションレベルの獲得正しいインジェクションレベルの獲得正しいインジェクションレベルの獲得正しいインジェクションレベルの獲得


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内部制御に影響しない内部制御に影響しない内部制御に影響しない内部制御に影響しない計測計測計測計測技術技術技術技術


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内部制御に影響しない計測内部制御に影響しない計測内部制御に影響しない計測内部制御に影響しない計測技術技術技術技術


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キャパシタキャパシタキャパシタキャパシタESR（等価直列抵抗）（等価直列抵抗）（等価直列抵抗）（等価直列抵抗）の測定の測定の測定の測定

Bode 100 and B-WIC


DUT Specification: 1000µF /16V non-polarized

Dissipation Factor DF max. 20% (= worst case).

tanδ = DF = 0,2

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キャリブレーションキャリブレーションキャリブレーションキャリブレーション


開放

短絡50Ω負荷

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-5m

-4m

-3m

-2m

-1m

0

1m

2m

3m

4m

5m

101 102 103 104 105 106

TR

2/F

f/HzTR2: Cs(Impedance)

-210

-110

010

101 102 103 104 105 106

TR

1/O

hm

f/HzTR1: Rs(Impedance)

下記アプリケーションノートをご参照下さい。: Capacitor ESR Measurement with Bode 100 and B-WIC

http://www.omicron-lab.com/application-notes/

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インピーダンスアダプターインピーダンスアダプターインピーダンスアダプターインピーダンスアダプター


全てに共通する受動的

な電気コンポーネンツの

RLC-Q測定を最適化

1 Hz - 40 MHzの周波

数レンジのおける複素イ

ンピーダンスの測定

高速DUTの交換

金メッキの接点

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DSLケーブル分析ケーブル分析ケーブル分析ケーブル分析 with Bode 100


DSL-Cable対を分析することで、下記パラメーターの計測が可能:

減衰

インピーダンス

近端漏話 (NEXT)

遠端漏話 (FEXT)

リターンロス (RL)

位相遅延

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ケーブルの減衰ケーブルの減衰ケーブルの減衰ケーブルの減衰


TR1: Mag(Gain)

f/MHz5 10 15 20 25 30 35

TR1/dB

-30.0

-27.5

-25.0

-22.5

-20.0

-17.5

-15.0

-12.5

-10.0

-7.5

-5.0

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NEXT & FEXT 定義定義定義定義


in

xTALK

V

VNEXT =

in

xTALK

V

VFEXT =

NEXT ... 近端漏話(Near End Cross Talk)

FEXT ... 遠端漏話(Far End Cross Talk)

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NEXT & FEXT 計測計測計測計測



f/MHz5 10 15 20 25 30 35

TR1/dB

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10


f/MHz5 10 15 20 25 30 35

TR1/dB

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10NEXT

FEXT

下記アプリケーションノートをご参照下さい。: DSL-Cable Measurements with Bode 100


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Special: 等レベル遠端漏話等レベル遠端漏話等レベル遠端漏話等レベル遠端漏話(ELFEXT) 計測計測計測計測

基準によると、基準によると、基準によると、基準によると、ELFEXT はははは2つのつのつのつの計測結果によって計算される計測結果によって計算される計測結果によって計算される計測結果によって計算される:

ELFEXT = FEXT – ケーブル減衰

Bode 100 は等レベル遠端漏話は等レベル遠端漏話は等レベル遠端漏話は等レベル遠端漏話(ELFEXT)を直接計測を直接計測を直接計測を直接計測

可能可能可能可能です。です。です。です。


out

xTALK

V

VELFEXT =

ELFEXT ... 等レベル遠端漏話(Equal Level Far End Crosstalk)

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Special: 等レベル遠端漏話等レベル遠端漏話等レベル遠端漏話等レベル遠端漏話(ELFEXT) 計測計測計測計測 (II)


計算結果及び計測結果の

整合

下記アプリケーションノートをご参照下さい。: Add-On: DSL-Cable ELFEXT Measurement with Bode 100


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(RFID) アンテナ整合アンテナ整合アンテナ整合アンテナ整合


Bode 100の周波数レンジは費用効率が高い以下のような計測をサポートしています。

RFID 無線自動識別(Radio Frequency IDentification)

中波伝送器

ワイヤレスアクセスシステム

...

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アンテナ整合アンテナ整合アンテナ整合アンテナ整合


ia ZZ =

整合条件

Za整合前

Za = 46,067 Ω - 1,044 kΩ

アンテナのデータシートアンテナのデータシートアンテナのデータシートアンテナのデータシート

中心周波数中心周波数中心周波数中心周波数: 27 MHz

バンド幅バンド幅バンド幅バンド幅: 400 kHz

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整合ネットワーク整合ネットワーク整合ネットワーク整合ネットワーク


1R*Z

XR*ZX

i

22

iL −+

=

X1R*Z

XR*Z

)X(RX

i

22

i

22

C

−−+

+−=

jXRZa +=

H 6.5327MHz*π*2

Ω 1119.2

f*π*2

XL L µ===

F 11.59p) (-508.7*27MHz*π*2

1-

X*f*π*2

1C

L

=Ω

=−

=

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アンテナ整合結果アンテナ整合結果アンテナ整合結果アンテナ整合結果


結果

Za = 48,2 Ω + 633 mΩ

S11 = - 35 dB

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使用レンジ使用レンジ使用レンジ使用レンジ

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中波アンテナの計測中波アンテナの計測中波アンテナの計測中波アンテナの計測

アンテナ計測アンテナ計測アンテナ計測アンテナ計測

- インピーダンス- 電圧低在波比- 複素反射

(スミスチャート)

I

VZ =

RZ

-RZr

+=

0

0

r

rVSWR

−

+=

1

1

Z…複素インピーダンス

V…基準面における電圧

I…基準面における電流

r…反発係数

R0…標準抵抗

VSWR …電圧低在波比(Voltage Standing Wave Ratio )

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測定方法測定方法測定方法測定方法

直接の計測直接の計測直接の計測直接の計測

単純なセットアップ

ポテンシャル問題

- アンテナから受信する信号による少ないノイズ

- アンテナから受信する稲妻や電流の逆流による機器ダメージの

危険

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測定方法測定方法測定方法測定方法

外部カプラー外部カプラー外部カプラー外部カプラー

利点:- より高度なレベルのソースが可能

よりよいノイズ

- アンテナから受信する過電圧からのベクトルネックワークアナライ

ザーの保護

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複素反射:- スミスチャートで表示

複素反射:- 極性のフォーマットで表示

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Bode 100の主な利点の主な利点の主な利点の主な利点

信頼できる結果 –高精度

周波数応答アナライザー及びベクトルネットワークアナライザーの一体型

単純な統合 –オートメーションインターフェイス

ポータブル –コンパクトで軽量なデザイン

使いやすさ –パソコンでコントロール可能な構造

コストパフォーマンスの良さ

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終わりに終わりに終わりに終わりに…

下記に関する情報をお求めの方は下記に関する情報をお求めの方は下記に関する情報をお求めの方は下記に関する情報をお求めの方は …

- Bode 100を用いたゲイン/フェーズあるいはインピーダンス/ 反射の測定

- 測定アプリケーションの特別ご要望(例:オートメーションインターフェイス)

- ネットワーク解析に関するあらゆるトピック

お気軽にご相談下さいお気軽にご相談下さいお気軽にご相談下さいお気軽にご相談下さい!

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