株式会社エヌエフ回路設計ブロック
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周波数特性分析器

周波数特性分析器

FRA5087 / FRA5097

FAQ

測定に関するFAQ

#01 Q: ループゲイン特性がきれいに得られない場合の対処方法は?
A:

1. 測定点数を増やす。
測定点の間を直線で結んで表示するため、測定点数が少ないと、グラフがギザギザに見えることがあります。測定点数の設定をを500step/sweep程度まで増やしてみてください。
2.注入電圧を増やす。

サーボループへの注入電圧が小さい場合、ノイズとの分離が難しくなり測定結果が暴れて見えます。サーボループが誤動作しない(注入した電圧がひずまない)程度まで出力電圧を大きくするか、注入抵抗を大きくしてみてください。
3. 積分回数を増やす。

ループゲインが大きな低周波領域、ループゲインが小さい高周波領域では、FRAが検出する信号のどちらかがノイズレベルに近づいてしまいますので、測定結果がばらつきます。この場合、積分回数を増やすことでノイズの影響を減らすことができます。

Q: ループゲイン測定アダプタとシグナルインジェクタプローブ 5055を使用したときの違いは?
A:

ループゲイン測定アダプタを使って抵抗注入する場合、抵抗の接続点の電圧は±42VDCまで可能ですが、5055は±11Vに制限されます。 また、5055の重畳信号の周波数範囲は、DC~100kHzです。

Q: 入力の電圧レンジは?
A:

入力レンジはオートレンジなので、ダイナミックレンジの広い測定が可能になります。
電圧レンジは、14mVpから350Vpの間で15レンジに分割されます。

Q: 周波数 1ポイントの測定時間は?
A:

「遅延時間+積分回数+演算処理時間+電圧急変時のオートレンジの整定時間」になります。
遅延時間:0秒、積分回数:1回のときの測定時間は、周波数により下記のとおりとなります。

 
周波数 測定時間
<55Hz 1/f 秒
55Hz≦~<3kHz 約20ms~55ms(周波数による)
≧3kHz  約20ms

 

演算処理時間 約2ms
オートレンジの整定時間  1~3回の測定時間
 (レンジが整定するまで)

 

したがって、1ポイントの測定時間は、測定周波数、オートレンジの整定時間により異なります。

 

Q: 測定終了後、自動的に発振部の出力をOFFにできますか?
A:

オートシーケンス機能により可能です。
出力ON、スイープスタート、出力OFFのキー操作を記録しておけば、[AUTO SEQ]を押すと登録された手順で動作します。

Q: ループゲインの測定で、注入抵抗はなぜ必要なのですか?
A:

注入抵抗が無くても、FRAの出力インピーダンスが50Wあるので多くの場合測定できますが、FRAへの接続ケーブルが不用意に外れてしまうと回路がオープン状態になって破損の危険がありますので、注入抵抗を挿入(容易に外れないようにハンダ付け等を推奨します。)しておけば安全です。

Q: オプションのインピーダンス測定アダプタを使って抵抗器のインピーダンスを測定すると、位相0°のはずが180°になるのはなぜ?
A:

よりよい性能を得るために逆相になっております。

インピーダンス測定アダプタの取扱説明書に記述されていますが、メニュー[Input]、[INVERT]を[ON]に設定することにより、正しい位相でインピーダンスを測定できます。

Q: オプションのインピーダンス測定アダプタは4端子法ですか?
A:

4端子法です。交換用ケルビンクリップはLCRメータのケルビンクリップテストリード 2325AL/AMの交換用ケルビンクリップと同じものです。

Q: SCREENキーで設定した画面にグラフを表示できないのはなぜ?
A:

測定したデータは画面1にのみ表示され、画面2~6に表示することはできません。画面2~6への表示は、マスメモリ、パーマネントメモリ、USBメモリのデータが表示できます。但し、マスメモリ、パーマネントメモリのデータは画面2~6の全ての画面に表示できますが、USBメモリのデータは任意の1画面のみの表示となります。

Q: FRA5087/FRA5097用LabVIEWドライバはFRA5095/FRA5096で使用できますか?
A:

FRA5087/FRA5097以外では使用できません。

Q:

FRA5087/FRA5097と旧機種FRA5095/FRA5096の相違点は?

A: 下表の通りです。
 

項目

FRA5097

FRA5087

FRA5096

FRA5095

測定周波数

0.1mHz~15MHz

0.1mHz~10MHz

0.1mHz~15MHz

0.1mHz~2.2MHz

インピーダンス表示

オプション

オプション

オプション

BASIC SETUP キー

×

 

×

SCREEN COPY キー

×

×

CONDITION キー

×

×

外部記憶

USBメモリ

USBメモリ

フロッピーディスク

フロッピーディスク

LabVIEWドライバ

×

×

CEマーキング

×

×

外部インタフェース

USBTMC、GPIB

USBTMC、GPIB

GPIB

GPIB

外形寸法

434(W)×177(H)×453(D)

434(W)×177(H)×453(D)

434(W)×177(H)×500(D)

434(W)×177(H)×500(D)

質量

約12kg

約12kg

約15kg

約15kg

 

Q: インピーダンスアナライザとの違いは?
A: 測定精度の面では一般的に劣りますが、測定条件の面では、FRAの場合は最大250Vrmsまで入力できるので、高い動作電圧が必要なDUT(例: 圧電素子)でも、実際に動作するレベルで測定を行うことができます。
Q: スイッチング電源のループゲインと出力インピーダンスの関係は?
A: 出力インピーダンスZout≒Zopen/Aβ(Zopen: オープンループの出力インピーダンス、Aβ: ループゲイン)になりますので、ループゲインが大きいほど出力インピーダンスが低くなります。
Q:

オプションのインピーダンス測定アダプタを使用して、高周波までどの程度の精度でインピーダンスを測定できますか?

A: シャント抵抗設定1Ω、10Ωで試料のインピーダンスが1Ω~10kΩの時、測定確度は200kHz以下で±5%です。シャント抵抗設定100Ωで試料のインピーダンスが100Ω~100kΩの時、測定確度は20kHz以下で±5%です。200kHz以上での測定確度は保証していません。
  Q: ループゲイン測定において、利得余裕は入出力間の位相差が180°となるときに定義されるのでは?
A:

FRAで測定する場合は、ループの一巡特性を測定していますので、入出力間位相差が0°のときに位相余裕を定義します。

一般的な負帰還回路の原理は下図のようになっており、加算部の入力側が+、フィードバック側が-になっています。その場合は、入出力間の位相差が180°のときに位相余裕を定義します。

負帰還回路の原理図

技術用語集「位相余裕/利得余裕」

Q: 周波数軸低速高密度スイープとは何ですか?
A:

圧電素子や水晶振動子の共振特性など、測定データが大幅に変化するときは、その急変データだけを自動的に細かく測定できる機能です。

共振特性を測定するときに周波数点数を減らしても、データが急変する共振周波数付近は周波数点数を増やして測定したときと同程度の密度で測定でき、測定時間を大幅に短縮することができます。

具体的な操作手順は、FRA5087取扱説明書(4-26ページ)、FRA5097取扱説明書(4-27ページ)をご覧ください。

FRA5087/FRA5097取扱説明書

 

Q: 発振部の出力電圧を変更しても出力電圧が変化しないのはなぜですか?
A:

[AC/DC ON]ランプが点灯していても、[AC/DC ON]キーを押さないと出力電圧は変化しないためです。

Q: 手動スイープの途中で積分回数を変更しても動作に反映されないのはなぜですか?
A:

手動スイープで1周波数の測定が終了した状態というのはFRAの内部ではスイープ途中の状態なので、積分回数の設定を変えても動作に反映されません。[AC/DC ON]キーを押すと測定が終了し、次回測定時から変更した積分回数が反映されます。

Q: キーを押すたびに鳴るブザー音をOFFにできませんか?
A:

OFFにする機能はありません。メッセージを表示時のブザー音、入力信号のオーバロード時のブザー音はON/OFFできます。

Q: COHERENCE MODEとは何ですか?
A:

S/Nの悪い測定データを、一定の信頼度になるまで積分回数を増やして測定する機能がCOHERENCE MODEです。

測定データのコヒーレンス推定値(分散推定値)は“SHORT”(0.9)、または“LONG”(0.99)に設定できます。コヒーレンス推定値は1.0に近いほど測定データの信頼度が高くなります。

本機能はコヒーレンス推定値を測定するものではありません。手動積分では使用できません。

Q: キャリブレーション、イコライズを実行すれば測定確度を保証できますか?
A:

キャリブレーションは、FRA本体内で完結しているのでメーカで確度を保証できますが、イコライズはお客様が外部に接続する測定対象によるので、確度を保証できません。

イコライズの目的は、外部に接続されるケーブル等の特性を補正するものです。10MHz程度になると、測定ケーブルを捻るだけのストレスで特性が変化しますので、イコライズ実行時の補正値が測定時にそのまま使用できる保証はありません。