Jednoduchý impedanční analyzátor

Ing. Marek Stašík

Master's thesis

Simple Impedance Analyzer

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá zejména návrhem metody pro přesné měření impedance za pomocí laboratorního generátoru signálů osciloskopu. Konkrétně je součástí práce návrh měřicího přípravku na desce plošných spojů s ohledem na dosažení přesnosti měření, opakovatelnosti měření a rozsahu měřených hodnot. Součástí práce je testování různých metod zpřesnění výsledku měření jako například kalibrace a kompenzace. Zároveň jsou v práci popsány použité algoritmy zpracování naměřených dat, jejichž cílem je zpřesnění a zrychlení měření. Dále se práce zabývá vývojem obslužného softwaru měření pro PC, jehož cílem je spravovat naměřená data a poskytnou uživateli možnost je graficky zobrazit. Zejména je u vývoje softwaru kladen důraz na budoucí rozšiřitelnost pro dosažení kompatibility s dalšími generátory, osciloskopy a měřicími obvody. Práce se dále zabývá vývojem numerických a testováním různých numerických metod pro nalezení parametrů libovolného náhradního obvodu pro dvojpól na základě změřených dat. Práce se velice podrobně zabývá vývojem metodiky a matematického aparátu pro výpočet nejistot naměřených hodnot impedance. V závěru práce je porovnání vlastností vyvinutého řešení s vlastnostmi přesného komerčního analyzátoru.

Abstract:

This diploma thesis mainly deals with development of the precise measurement method for impedance using function generator and oscilloscope. More specifically it is for example development of the measurement circuit on the PCB to achieve measure precision, repeatability and large range for measured values. This work includes testing of different measurement precision improvement methods. For example calibration and compensation methods are presented. The work contains description of the used data processing algorithms. These algorithms are intended to increase measurement precision and speed. Another topic is service software development pro PC platform. Main purpose of this software is measured data management and graphical visualization. During software development special concern was given to compatibility extensibility to allow later addition of another oscilloscope's, generator's and measure circuit's support. Another topic is development of the algorithms for equivalent circuit calculation from measured data using numeric methods. This work very in details deals with development of uncertainty calculation procedures and mathematical apparatus for mentioned measurement methods. In the end are results compared with accurate commercial impedance analyzer.

Keywords

impedanční analyzátor, měření impedance, generátor funkcí, osciloskop, nejistoty měření, náhradní obvod, algoritmy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2017
• Supervisor: Ing. Martin Černík, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Mechatronics