In fig. t_è riportata lo schema di principia di un misuratcre

d'impeden~a di tip~ numerica. Dallo schema si evince che si

tratta di una tecnica di tipo voltamp~rcmetrico~ in quanto si

basa sulla misura dalle cadute di tensione ai capi dell'~mpedenza

i ncogn i ta ed ai- cap i d i una l"es3. stenz a c:arnp i cm: at.t:n~vef"si!:l:e

dalla medesima

In Fig. 1 si possono notare:

un generatol-e

l"impedenza incognita

la resistenza campiones

due amplifl;c,:\'l::o\-i differenziali A

cadute di tensione. ai ~api

resistenza

un

gar.ant i $ce

( i l suo

i mped~!:r'1 Z.1.

-

--

~

-

t Esistono in commercio diversi tipi di

utilizzata per valutare,

le diverse cpmponenti

la tec:n:i c: ,-aper

Un primo

oltretipo utilizza il

cir~uito elem~ntareal

;"""';~~~~\{~f;iiit~~~~

METODI NUMERICI PER MISURE DI IMPEDENZA

C:OI"r~n'l:e .

di sel~nal c=J .,

o

z ;xR ;

per la mi SUI'" a

ed ai Ccl\p ied ElI );

2transconduttanza,

alle due

a.ll a SLl<a

e A dell e

della1 2

dell~inc:ognita(rispettiv~mente e

1operazionale a

~erra del punto comune

massa virtuale graziecollegamento diretto.

I:he

impedenza

elevata

a

una

senz.:\

che differi$ccnomistll'" a tcd,

a partire dai segnali dii nc:ogn j, :I:a..

.

-fig.

sonoIn essa,2.in

presenti:

~

-, Un. . gener.~tore,"d:i;.':$e~;)n,~l e'Odi .. ti'pc ::<nWIH~r:i cc G;

.- Lln~unità' diconnettere la sua

t ngi-es5~ ;- mQlt~plii:'..~"l:gY:'e., 1':11t,::"

circuito di controllo di

segnali che siano.in fase con

sfasati risp~ttc ad esso di 90 ,

un convertitore tensione-tempo V/T,

un .. .

gen (-ar ,':\!'" e

Esaminiamo pi~ in dettaglio il generatore di segnale numerico. Il

suo funzionamento può essere descritto tramite lo schema a

ql..t<arzo

(deci ne

di

altredi

sono

segnale

prova

l.ln-

-c:antatan=!

display

I..tn

un-misura..

blocchi di fig.

In esso compaiono:

c,un c:lcc:k

elevata stabilità,

MHz) ;

un di vi SCI""S

generare

parti

forma

una

-

di

v cS\ l''' i

-i

dellO 5tl"Ltmento,

d'onda sinusoidale

memoria a sola letturamemorizzati in 4orma

sinusoidale'dif~equenzapre~ista dallo strumento;

un convertitore digitale-analogicoottenere una forma d'ond~ a gradini che

d~onda $fnusoidale ~i 4requenza f che si. .

un filtro F di tipo passa banda, opportunamente

-,

-

-

~

..

CJ-'mult.iple:'~el'" MUX,"c:he.'; ",

usc:itaalternativamente

di

due

'consente

con iscansione:

l..U"1 :i. c a

.f c:\ se di

il oriff?rimel1ta

doppia r ampa~

c~

risultate dellala visualizzazione. . . delp(~rD:I

3.

direli\l i zz<:\tCJ trami 'te un oscil1atcire al

elevata frequenza dioperante ad

digitale, cheDF di consente.f 1"'.?qLlenza tipoclock e segnali di trigger necessari in

il generatorenonchè di pilotare

propriamente dette;M CRsad

nl.lmel"'ic:a i

pè.~ri al! a.

inMemory' , cuiOnlydivaI ClI" i un

ma5sim~-frequenza di

D/A, diche

appl"'ossima

vuole generare;

accordato

consente

l a forma

con

.

la frequenza prescelta.

L ,:\ t. E! C n i c: a i: o~~~:e:~j.;. .:9.e:~~:.~~~~!~".E:Ef-~.~~~~':!?j,:.3.~:~t~t5}U~~~:;t'::~:gli:t~,i SOI'-~:' P ~~r

costruire la voluta forma d"onda in uscita è illustrata in

4. In tale figura, si vede com~ un " opportuna scelta

punt1memorizzati ~ermette dicostruire"la,fDrma d"onda

Appare chi~~o che ndn è possibile variare la frequenza

continua casi come in un generatore analogica, bensi

discreto. Questa limitazicneè senz.al~ro

notsvoli vantaggi:- " ".. ,- ','" ,

possibilità di fa~ili ,e pi~ precise

segn<:il i, d i versi (l avor an"tI o pel'o vi Cl

definire un qualunque punto su cui

precisione e ripetibilità>;

maggiore stabilità in frequenza della forma d"onda

Questo secondo punto riveste particolare i~portanza

applicazione~ ove è neces~arie r~alizzare sfasamenti

d"onda. Appare chiaro, ad esempio, che 5 mgnen saranno

uno sfasamento pari a T/4 in un segnale la cui frequenza

causa di instabilità, tra 49.8 e 50.2 Hz.

Il metodo di calcolo adottato è il seg~ente: all~ingresso del

moltiplicatore vengono portati une dei segnali di misura ed uri~

riferimerito oppartunaments sfasata. Cc n riferimento

5, i primi due valori misurati saranno:

(t) v (t) dt = E V cosS (1)

1. O 1 O 1

<t) v (-I:.) dt = E V cosS <2)2 O' 2 O 2

" "::i'"

.f i';1.

-

.-

tensione di

ai simboli di fig.

,

rE

le

t/T

l/T

'.

deive l ut a.

in maniera

scIo in mode

compensata dai ssgu~nti

tl'"asinc~QnizzaziQni

numerica è

agganciarsi conpossibile

estrema

~

generata.

i n questa.

ti"" d. .f cw"me

semp"'s

vari, a

.

in~ianda=cio~un'$egnàle di

moltiplicatore ed effettuando

c cm vel":"\:. i tona,' 'al octop P :i:-ò:\~~ i,'"a'mp.1\ ~

sfas~mento' di 90~si',o,

'Ct) clt -=::0. E' V'

O

1 /T "' [ '~" ',or- ). -- \-1:.lo .

'T".

lIT 1"':2 (t)

T.

di

V'~

yP

.. .

elaborazione dello strumento è oraL' Llni't:.",,'

valutare sia lo sfasamento fra e1

E = arctg [(4)/(2)J - arctg [(3)/(1)J

nonr..hè il

~Q1~S'~-V;~<a>~t

modLll CIQ.~E\

E2.=

R ccs8 Icos8z =:.: s 2

Da tali valori vengono- poi valutati la componente in ~ase e

quella in quadratura dell'impeden~a incognita.

Dalle ~elazioni appena

caratterizzato da elevati

piccolo (impedenza di

p~oblema effettuando

di 1800 <nell a modi"l i tàaltre due misure con v

sistema può sceglierecomportano un minor

,

I

Un secondo tipo di misuratore di impedenza utilizza lo schemariportato in fig. 6. .

.

~

sf,as,amenta o

c:\ttl'.averso

:a-tale~égnale\unovaI 01" i :

.' "... ' ",.., ..,, ..'" ,'," ,:

':= E' V sen8'1 ,1 O 1

alri-ferimento con

l' integl"'a<:~iC:H1eDc'ando : poi

il

bt~engoh~-1 seguenti..." .

~~

..,

~

.(3)Cb!; (90":"0'..)

o 1

.-. .. . .. .

E V cos($2 O,

(4)-90> v(-1:) sen,S'2:2 oo

gr'ade diineq e come.

2

incognitadell came~ impedenza

O(.1

51':1'" i tte si metodoevin~e che il

nel case in cui basso valore). Lo strumento ovvia

altre due misure con una tensione

di funzionamento SLOW vengono

In questo

essere

errori sia.

sfasata

..

270). modosfasata diOfra le misure effettu~ta quelle ~he gli

eli""" 01'"8.

~

.... - -

I n~sS!q ,c:olJ)p-c:\ i Orl...o' _~q$~~n>z ~~~1 i1J~I1~}~,: o;j~:,t '. !?t~~~i :' ff~,~I'!I~~1; i '7:pr:,e~en t i

nel ti p°d.e.~C:I'~..,i t,to i,q~_..Rt;,ec:ed:ell~a. ~9~..J, ad ~:.f"fel...~n~,~ cl')}::i I? ~ questa

s..fas;..."\t.or::~.~,:;ii::ac:eL.g}o,:r'et.:t.<=ll!1;~n~~ St~~ t~~I:(::J, de.~,_dwa..,seQr:'al i., " ,',', , ",' "," " '" ,

C:Lli.;:":,~~~I~.:~.. 01:.:-.\1 e ,stl~umentQ' valutiamo

.t:en~;:i an i che

f;i.\~ -,A" ,).,n ..ct,.li .

un l:;jen(i!!'"atore

ed ~ $t(~to..

schematizzato

relazioni:

.1..0.. .c: .~. so

Per .c omp.':"4.ndel'" e. .l~ "l q9..~,.c~.ç.on, ',', ,. ' ..'..,

l G!(;)<:i\IlO 1. e duE?

<=}). l.<:\

le j-elazioni che

Si ..-f ac:c: i a r i ;:~I~ imen tqil generat6re di ~egnale

coo una resistenza iO

i nr:.ogn H:. a un

equivalente dj:-

possibile

serie R,O

condensatore reale

SCI"" i yer.e,. 1.E! segu~nt i

::: E Y I(1 ~<

( t +R Y )O H

E Y I (l+R V )O x O x

dunque tra i segnali

all'ammettenza

E' possibile in anzi

nè il valCH-c-:!

sua resi s'!:enzala resistenza R ,

$)

frequenza, che deve

di misura.

possono essere

e.:\1 quale si f.a

I (R +l/Y )() ~<

E I YI=1 H

I RE2

Rs

==s

ed assumendo E

EE I:2

(G + j ~",!c: ) Rjx :0( 5

= -1

rapporto

proporzionale

stl"t..tmental e.

alcuna influenza

quello della

riveste inver:e

risposta in

campo di frequenze

Relazioni simili

l~incognita.considerata

equivalente

Il

,

..

~

'.

miSUI'"'i':=lIT10..

è stato 5chematizzato,.., °,, "",'" '..'

ideale di

c:onst den:o\ta

con il

EO'

tensionecome

come

c: i l'''CLlÌ -t: osuo

tipo . pau"~\ll;~l.o.

j ~1ove Y == G c+( t +F< )vo x :< :< v.

come segnale di riferimento 5i h~1

<5)

di mi~ura risulta dunque~.

essendo R una costantes

tutta notare che non hanno

tensione di alimentazioné

Particolare importanzain particolare la sua

essere piatta all'interno del

incognita,

dellai n°l:erna..

ed

nè

siaottenute

qualunque siarifel"'imento.

qua 110m qLle

tipo di c:i rC:Lti toil

Vedi~mo ora come opera la $ezione di

a partire dai segnali di tensione e.- 1

i'ncagnj,,\:i.

, Eguagli~ndc ~ale carica con quella p~ecedent~mente accumulata, $i

ha:

à fattoSe poi si

segnale di

freque~za f

di impulsi

1prova, e si e$prime il

dt:~l

. : .n ..) .,

ai: ten eroei!,m i S \-lI'" ,"l a\ 1

ed e ~ i2

fine di

pal""ametri

a.

mi$ur~.

zero

si

:= k T EQ2

.2 1

T R T= 51 C1$I2 >t

in modo che T T, con T periodo del1

tempo T come prodotto tra la2conteggio ed il numero

= n

clcck utilizzat? per il

clock contati n , si ottiene:2

con la possibilità di regolare

.. .-

c:om~. .$e.g.Lt~~.:

fase i"c-e'" ed e al mQltiplicat~r~2, 1

e ed e .sfasata di2 1

moltiplicatore

ed u~uagliando, avendo posto T

opportune

impedenza.

circuito

B!BLIOGRAFIA

Instruc:tion

fase .2)

Con scel te

sfa5c-amento dadell o

incognitail equivalente

General F~ac:li o:-ManLtalll ,

F'ac:kard:Hewlett.-

~

. ..'..":".: ": :.i

~~

sino ad otteneref C>(

= n2c

i l tg~ d,~11 a ~"e~.e:S~,~a, c:o~,.f i gLtraz i ane si opera

, " '",'" :, ' "o." ..'. .." , :':-: ":',,:", o", -, '~,

, ,"" "0 °, ' " ",', """, " "","

) Q ::: - k G R E T'1 :': s 1 1

..:..:: ) "Q ::: k '~'C R ET

2 x 5 1 2

n If e T ::: n /f , st hc!.-1.:

1 c 2 2c

C..),:::n'"tgo,' "',...x 1

da inviare al moltiplicatore e

~

270 al

.

==

1

==n2

dei segnaliimprimere si

qualunque

di unaot 'tengono parametl""ii

natura e qui\\l unque si Cilasia suac:onsi del'"ato.

Precision RLC Digibridge.Il GR H,89/1689M

Jl..lne 1985.

IIRLC I n st:rLIC:t. i on manu~lllmeteI'"

~

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:i Ci rcu.tt D

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