特表 2024-522884 インピーダンスシミュレーションを使用する較正のためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-21

(54)【発明の名称】インピーダンスシミュレーションを使用する較正のためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 27/02 20060101AFI20240614BHJP

【ＦＩ】

G01R27/02 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023579519

(86)(22)【出願日】2022-08-16

(85)【翻訳文提出日】2023-12-25

(86)【国際出願番号】 US2022040460

(87)【国際公開番号】W WO2023023053

(87)【国際公開日】2023-02-23

(31)【優先権主張番号】17/404,760

(32)【優先日】2021-08-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】509233459

【氏名又は名称】フルークコーポレイション

【氏名又は名称原語表記】Ｆｌｕｋｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

【住所又は居所原語表記】６９２０ Ｓｅａｗａｙ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ｅｖｅｒｅｔｔ， Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ ９８２０３ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】チェン，リャンチュー

(72)【発明者】

【氏名】ファン，ソンナン

(72)【発明者】

【氏名】ウー，リャンクン

(72)【発明者】

【氏名】トドラケフ，ミレン

(72)【発明者】

【氏名】ガスト，ジェフ

【テーマコード（参考）】

2G028

【Ｆターム（参考）】

2G028AA01

2G028BB10

2G028CG08

2G028DH05

2G028GL02

(57)【要約】

インピーダンス測定デバイス（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）を較正するための方法及び装置が提供される。インピーダンス測定デバイスは、第１のＡＣ信号を位相同期電流発生器（１２４）に出力する（５０２）。位相同期電流生成器は、第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相を有し、かつ既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅を有する第２のＡＣ信号を生成する（５０４）。位相同期電流発生器は、第２のＡＣ信号をインピーダンス測定デバイスに出力する。インピーダンス測定デバイスは、提示されたインピーダンスに関連付けられた、測定されたインピーダンス値を作り出すように、第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行う（５０６）。インピーダンス測定デバイスは、測定されたインピーダンス値と提示されたインピーダンスの既知のインピーダンス値とに基づいて較正される（５０８）。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インピーダンス測定デバイスであって、
第１のＡＣ信号を位相同期電流発生器に出力するように構成された出力端子と、
位相同期電流発生器によって生成されたものであり、前記第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相と、既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅とを有する第２のＡＣ信号を受信するように構成された入力端子と、
コントローラと、を備え、前記コントローラは、
前記提示されたインピーダンスに関連付けられた、測定されたインピーダンス値を作り出すように、前記第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行い、かつ
前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて較正されるように構成されている、インピーダンス測定デバイス。

【請求項2】

前記位相同期電流発生器は、動作中、前記第２のＡＣ信号の前記振幅を変化させ、
前記提示されたインピーダンスは、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の変化に応答して変化し、
前記提示されたインピーダンスの前記変化の第１の粒度は、前記位相同期電流発生器によって提供される、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の前記変化の第２の粒度に対応する、請求項１に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項3】

前記入力端子は、前記位相同期電流発生器によって生成されたものであり、かつ前記位相同期電流発生器によって提供される最も微細な刻み幅設定だけ前記第２のＡＣ信号の前記振幅とは異なる振幅を有する第３のＡＣ信号を受信するように構成されている、請求項１に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項4】

前記コントローラは、調整係数に基づいて、測定されたインピーダンス値を調整して、それぞれの読み出しインピーダンス測定値を作り出すように構成されており、前記調整係数は、前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて決定される、請求項１に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項5】

前記調整係数は、前記提示されたインピーダンスの関数として線形に変化し、
前記コントローラは、複数の調整係数で較正されるように構成されており、前記複数の調整係数は、それぞれの複数の対の測定されたインピーダンス値と対応する提示されたインピーダンスとに基づいて決定され、
前記コントローラは、外挿された調整係数で較正されるように構成されており、前記外挿された調整係数は、前記複数の調整係数のうちの第１の調整係数と第２の調整係数との間に外挿することによって決定される、請求項４に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項6】

前記出力端子に結合されており、電流信号を受信するように構成されたサンプリング抵抗であって、前記サンプリング抵抗は、前記電流信号の通過に応答して前記第１のＡＣ信号を生成するように構成されている、サンプリング抵抗と、
前記入力端子に結合されており、前記第２のＡＣ信号を受信するように構成された基準抵抗であって、前記基準抵抗は、前記第２のＡＣ信号の通過に応答して電圧信号を生成するように構成されている、基準抵抗と、を備え、
前記インピーダンス測定デバイスは、前記電流信号に対する前記電圧信号の比に基づいて、前記測定されたインピーダンス値を決定するように構成されており、前記測定されたインピーダンス値は、前記インピーダンス測定デバイスによる処理中に行われる位相偏移を補償するように位相偏移される、請求項１に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項7】

前記第２のＡＣ信号は、前記基準抵抗の両端の前記電圧信号を１０ナノボルト（ｎＶ）～１ミリボルト（ｍＶ）にするように動作する、請求項６に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項8】

調整係数は、前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値との間の比として決定される、請求項１に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項9】

インピーダンス測定デバイスを較正するための方法であって、
第１のＡＣ信号を位相同期電流生成器に出力することと、
位相同期電流発生器によって生成されたものであり、前記第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相と、既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅とを有する第２のＡＣ信号を受信することと、
前記インピーダンス測定デバイスによって、前記提示されたインピーダンスに関連付けられた、測定されたインピーダンス値を作り出すように、前記第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行うことと、
前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて、前記インピーダンス測定デバイスを較正することと、を含む、方法。

【請求項10】

前記第２のＡＣ信号の前記振幅を変化させることと、
前記第２のＡＣ信号の前記振幅を変化させることに応答して、前記提示されたインピーダンスを変化させることと、を更に含み、
前記提示されたインピーダンスの前記変化の第１の粒度は、前記位相同期電流発生器によって提供される、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の前記変化の第２の粒度に対応する、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記位相同期電流発生器によって生成されたものであり、かつ前記位相同期電流発生器によって提供される最も微細な刻み幅設定だけ前記第２のＡＣ信号の前記振幅とは異なる振幅を有する第３のＡＣ信号を受信することを更に含む、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて調整係数を決定することと、
前記調整係数に基づいて、測定されたインピーダンス値を調整して、それぞれの読み出しインピーダンス測定値を生み出すことと、を更に含む、請求項９に記載の方法。

【請求項13】

前記調整係数は、前記提示されたインピーダンスの関数として線形に変化し、前記方法は、
複数の調整係数を、それぞれの複数の対の測定されたインピーダンス値と対応する提示されたインピーダンスとに基づいて決定することと、
外挿された調整係数を、前記複数の調整係数のうちの第１の調整係数と第２の調整係数との間に外挿することによって決定することと、
前記複数の調整係数及び前記外挿された調整係数で前記インピーダンス測定デバイスを較正することと、を更に含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第２の交流信号を前記インピーダンス測定デバイス内に含まれる基準抵抗に通すことと、
前記基準抵抗の両端の電圧信号を検出することと、
電流信号をサンプリング抵抗に通すことと、
前記サンプリング抵抗の両端の前記第１のＡＣ信号を検出することと、
前記測定されたインピーダンス値を前記電圧信号と前記電流信号との比として決定することと、
前記インピーダンス測定デバイスによる処理中に行われる位相偏移を補償するように、前記測定されたインピーダンス値を位相偏移することと、を更に含む、請求項９に記載の方法。

【請求項15】

前記基準抵抗の両端の前記電圧信号が１０ナノボルト（ｎＶ）～１ミリボルト（ｍＶ）であることを検出することを更に含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値との間の比として調整係数を決定することを更に含む、請求項９に記載の方法。

【請求項17】

システムであって、
インピーダンス測定デバイスであって、
第１のＡＣ信号を出力するように構成された出力端子と、
既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅を有する第２のＡＣ信号を受信するように構成された入力端子と、
コントローラと、を含み、前記コントローラは、
前記提示されたインピーダンスに関連付けられた、測定されたインピーダンス値を作り出すように、前記第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行い、かつ
前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて較正されるように構成されている、インピーダンス測定デバイスと、
位相同期電流発生器と、を備え、前記位相同期電流発生器は、
前記インピーダンス測定デバイスの前記出力端子に結合されており、前記第１のＡＣ信号を受信するように構成された入力端子と、
前記第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相を有する前記第２のＡＣ信号を生成させるように構成されたコントローラと、
前記インピーダンス測定デバイスの前記入力端子に結合されており、前記第２のＡＣ信号を出力するように構成された入力端子と、を含む、システム。

【請求項18】

前記位相同期電流発生器の前記コントローラは、前記第２のＡＣ信号の前記振幅を変化させるように構成されており、
前記提示されたインピーダンスは、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の変化に応答して変化し、
前記提示されたインピーダンスの前記変化の第１の粒度は、前記位相同期電流発生器によって提供される、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の前記変化の第２の粒度に対応する、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記位相同期電流発生器の前記コントローラは、
前記位相同期電流発生器によって提供される最も微細な刻み幅設定だけ前記第２のＡＣ信号の前記振幅とは異なる振幅を有する第３のＡＣ信号を生成するように構成されている、請求項１７に記載のシステム。

【請求項20】

前記インピーダンス測定デバイスの前記コントローラは、調整係数に基づいて、測定されたインピーダンス値を調整して、それぞれの読み出しインピーダンス測定値を作り出すためのものであり、前記調整係数は、前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて決定される、請求項１７に記
載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、インピーダンス測定デバイスを較正することに関し、具体的には、提示されたインピーダンスをシミュレートすることによってインピーダンス測定デバイスを較正することに関する。

【背景技術】

【0002】

製造後、測定デバイスは、仕様内の性能を検証するために較正プロセスを受ける。インピーダンス測定デバイスを較正するための既存の技法は、較正のための固定的な変圧器構成に依拠する。しかしながら、固定的な変圧器構成の使用は、提示されたインピーダンスの広い範囲にわたる測定の性能を試験する際の柔軟性を可能にしない。インピーダンス間を細かく刻み、トランス方式によって高分解能のシミュレートされたインピーダンスを得ることは非常に困難である。

【発明の概要】

【0003】

本明細書では、インピーダンス測定デバイスを較正するためにインピーダンスをシミュレート及び提示することを可能にするシステムにおいて、位相同期電流発生器（位相同期多機能較正器とも称される）を使用することが示される。インピーダンス測定デバイスは、外部サンプリング抵抗が使用される場合にはＡＣ電流信号であり、内部サンプリング抵抗が使用される場合にはＡＣ電圧信号である第１のＡＣ信号を出力する。位相同期電流発生器は、第１のＡＣ信号に応答して第２のＡＣ信号を発生する。第２のＡＣ信号は、第１のＡＣ信号に対して位相同期され、同じ周波数を有する。第２のＡＣ信号の振幅は、インピーダンス測定デバイスによる測定のために提示されたインピーダンスを設定する。

【0004】

位相同期電流発生器と基準抵抗モデルであり得るインピーダンスデバイスとによって生成される第２のＡＣ信号は、理想的な又は非常に近い様式でインピーダンス測定デバイスに提示されたインピーダンスをモデル化する。第２のＡＣ信号は、第１のＡＣ信号に位相同期される。

【0005】

位相同期電流発生器は、第２のＡＣ信号の振幅が微細に調整されることを可能にすることによって、提示されたインピーダンスの非常に正確な設定可能性及び粒度を提供する。位相同期電流発生器は、第２のＡＣ信号の振幅を、１ナノアンペア（ｎＡ）などの微細な増分又は刻みで調整することを可能にする。これは、次に、提示されたインピーダンスの微細な調整につながる。

【0006】

提示されたインピーダンスの非常に正確な設定可能性及び粒度は、広範囲のインピーダンス値をモデル化するための柔軟性を提供する。インピーダンス測定デバイスは、第２のＡＣ信号の振幅を設定することによって、異なる提示されたインピーダンス値に対して較正され得る。

【0007】

インピーダンス測定デバイスは、複数の調整係数を使用して較正され得る。調整係数は、測定されたインピーダンスを読み出しインピーダンスにスケーリング又は調整するために使用されてもよい。調整係数は、それぞれの提示されたインピーダンスに対して（例えば、インピーダンス測定デバイスの測定範囲の両端において）決定され得る。それぞれの提示されたインピーダンスについて決定された調整係数間を外挿することによって、更なる調整係数は決定され得る。

【0008】

複数の調整係数を使用することにより、インピーダンス測定デバイスによって測定されたインピーダンスに対して行われる調整の変動を考慮する。更に、複数の調整係数を使用することにより、調整を、特定の測定されたインピーダンス又はインピーダンス範囲に合わせる。

【0009】

位相同期電流発生器によって提供される第２のＡＣ信号は、基準抵抗に通されてもよく、基準抵抗は、インピーダンス測定デバイスの外部の抵抗ボックスの一部である代わりに、インピーダンス測定デバイス内に含まれてもよい。

【0010】

基準抵抗が含まれることは、外部抵抗を接続する追加のワイヤを不要にすることをもたらすという事実により、較正中に使用されるケーブル長を減少させることをもたらす。その結果、ワイヤ及びケーブルによって引き起こされるノイズ、干渉及び動作周波数アーチファクトが軽減される。

【0011】

インピーダンス測定デバイスのサンプリング抵抗は、インピーダンス測定デバイスのデジタルアナログ変換器（digital-to-analog converter、ＤＡＣ）の出力が、サンプリング抵抗の両端の指定される範囲の電圧降下をもたらすように、選択又は設定され得る。指定される範囲は、位相同期電流発生器の位相同期機能の範囲内であり得る。

【0012】

そのため、サンプリング抵抗を選択することは、インピーダンス測定デバイスと位相同期電流発生器との間の適切な動作性を保証することをもたらす。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】インピーダンス測定デバイスの従来の較正の回路図を示す。

【図2】インピーダンス測定デバイスを較正するためのシステムを示す。

【図3】較正動作と試験動作とを切り替えるための複数のスイッチングデバイスを含むインピーダンス測定デバイスを示す。

【図4】インピーダンス測定デバイスを較正するためのシステムを示す。

【図5】インピーダンス測定デバイスを較正するための方法の流れ図を示す。

【図6】インピーダンス測定デバイスを較正するためのシステムを示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

インピーダンス測定デバイスを、高精度に、かつ微細な粒度の設定可能性を有する複数レベルのインピーダンスで較正するための技法が提供される。インピーダンス測定デバイスと位相同期電流発生器（又は多機能較正器の位相同期電流発生機能）とを含むシステムが提供される。更に、システムは、インピーダンス測定デバイスの内部又はインピーダンス測定デバイスの外部にある、サンプリング抵抗及び基準抵抗を含み得る。システムは、インピーダンス測定デバイスを較正する目的で測定するために、インピーダンスをシミュレートし、インピーダンス測定デバイスにインピーダンスを提示することを可能にする。

【0015】

インピーダンス測定デバイスは、励振ＡＣ信号を位相同期電流発生器に出力する。位相同期電流発生器は、励振ＡＣ信号の位相に同期し、位相同期信号をインピーダンス測定デバイスに戻す。位相同期信号の振幅は、提示されたインピーダンスを決定する。インピーダンス測定デバイスは、提示されたインピーダンスを測定する。

【0016】

提示されたインピーダンス及び測定されたインピーダンスを知ることにより、将来の測定されたインピーダンスを較正された読み出しインピーダンスにスケーリングするための係数が決定され得る。インピーダンス測定デバイスの測定範囲にわたって係数を決定するために、複数のインピーダンスをインピーダンス測定デバイスに提示することができる。

【0017】

位相同期電流発生器は、微細な粒度の設定可能性を提供することができる。例えば、位相同期電流発生器は、１ナノアンペア（ｎＡ）程度の低い粒度の位相同期信号の振幅を提供することができる。振幅はインピーダンスに変換されるため、インピーダンスの粒度は、４．５マイクロオーム／オーム（μΩ／Ω）程度に低くすることができる。

【0018】

図１は、被試験デバイス１０１の従来の較正の回路図を示す。較正中、被試験デバイス１０１は、較正回路１０２に結合されている。被試験デバイス１０１は、インピーダンス（又は抵抗）を測定するように構成された任意のデバイスであってよい。被試験デバイス１０１は、被試験デバイス１０１が交流（alternating current、ＡＣ）である励振電流を出力することに基づいてインピーダンスを測定するという点で、ＡＣ測定デバイスであり得る。被試験デバイス１０１は、バッテリなどの任意のデバイスのインピーダンスを測定し得る。

【0019】

被試験デバイス１０１は、第１の端子１０４、第２の端子１０６、第３の端子１０８及び第４の端子１１０を有する。較正中、第１の端子１０４及び第２の端子１０６は出力端子として動作し、第３の端子１０８及び第４の端子１１０は被試験デバイス１０１への入力端子として動作する。較正回路１０２は、ソース抵抗１１２と、バッファ１１４と、一次巻線１１８及び二次巻線１２０を有する変圧器１１６とを含む。変圧器１１６は、一次巻線１１８と二次巻線１２０との間にＫの変圧比を有する。ソース抵抗１１２は、較正回路１０２の一部であってもよく、又は較正回路１０２とは別個であり、かつ較正回路２１０の外部にある抵抗ボックスの一部であってもよいことに留意されたい。

【0020】

ソース抵抗１１２は、第１の端子及び第２の端子を有する。バッファ１１４は、ソース抵抗１１２の第１の端子に結合された第１の入力を有する。バッファ１１４は、バッファ１１４の出力部に結合された第２の端子を有する。一次巻線１１８は、バッファ１１４の出力部に結合された第１の端部と、ソース抵抗１１２の第２の端子に結合された第２の端部とを有する。二次巻線１２０は、第１の端部５０及び第２の端部５２を有する。

【0021】

較正中、被試験デバイス１０１の第１の端子１０４及び第２の端子１０６は、ソース抵抗１１２の第１の端子及び第２の端子にそれぞれ結合されている。更に、被試験デバイス１０１の第３の端子１０８及び第４の端子１１０は、二次巻線１２０の第１の端部及び第２の端部にそれぞれ結合されている。

【0022】

被試験デバイス１０１は、励振信号として、第１のＡＣ信号（μ_Ｉ（ｔ））を較正回路１０２に出力する。第１のＡＣ信号（μ_Ｉ（ｔ））は、Ｒがソース抵抗１１２の抵抗であるとき、ソース抵抗１１２の両端に電圧（μ_Ｉ（ｔ）Ｒ）を発生させる。バッファ１１４は、電圧をバッファリングし、バッファリングされた電圧を１次巻線１１８に出力する。変圧器１１６の動作は、二次巻線１２０の両端に電圧（μ_Ｉ（ｔ）Ｒ／Ｋ）をもたらす。被試験デバイス１０１は、電圧（μ_Ｉ（ｔ）Ｒ／Ｋ）を検出し、検出された電圧（例えば、第１のＡＣ信号（μ_Ｉ（ｔ））に対する検出された電圧の比）に基づいてインピーダンス測定値を決定する。較正回路１０２によってシミュレートされるインピーダンスは、以下のように表され得る。

【0023】

【数1】

【0024】

従来の較正は、ケーブル長によって引き起こされるランダム信号干渉の存在によって影
響を受ける不適切な不確実性、及びトランス方式を介した追跡可能性を含む、種々の欠点を抱えている。更に、ソース抵抗１１２は不安定である場合があり、これは被試験デバイス１０１の較正に悪影響を及ぼす。加えて、固定的な変圧比は、被試験デバイス１０１を較正するための１つのシミュレートされたインピーダンスデータ点のみを可能にする。他のシミュレートされたインピーダンスデータ点を得るために、変圧器１１６は、異なる比を有する他の変圧器で置換され得る。しかしながら、異なる変圧器の使用は面倒であり、追加の較正誤差を引き起こす場合がある。

【0025】

図２は、インピーダンス測定デバイス１００ａを較正するためのシステム１２２を示す。システム１２２は、インピーダンス測定デバイス１００ａ及び位相同期電流発生器１２４を含む。インピーダンス測定デバイス１００ａは、デジタルアナログ変換器（digital-to-analog converter、ＡＤＣ）１２６と、アナログデジタル変換器（analog-to-digital
converter、ＤＡＣ）１２８と、第１のチャネル１３０及び第２のチャネル１３２と、サンプリング抵抗１３４と、基準抵抗１３７とを含む。本明細書に記載するように、インピーダンス測定デバイス１００ａは、第１の端子１０４及び第２の端子１０６と、第３の端子１０８及び第４の端子１１０とを更に含む。位相同期電流発生器１２４は、第１の入力部１３６及び第２の入力部１３８と、第１の出力部１４０及び第２の出力部１４２とを含む。

【0026】

位相同期電流発生器１２４は、位相同期動作が可能な任意のタイプのデバイスであり得る。位相同期電流発生器１２４は、第１の入力部１３６及び第２の入力部１３８を通して第１の信号を受信し、第１の信号の位相に位相同期された第２の信号を第１の出力部１４０及び第２の出力部１４２を通して出力するように構成されている。これにより、位相同期電流発生器１２４は、第１信号の位相に対応する（又は第１信号の位相と同じである）位相を有する第２信号を出力する。位相同期電流発生器１２４は、ユーザによって設定又は調整され得る振幅を有する第２の信号を出力する。位相同期電流発生器１２４は、任意の位相同期装置であってもよく、電圧信号又は電流信号を同期してもよい。

【0027】

位相同期電流発生器１２４は、例えば、Ｆｌｕｋｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＦｌｕｋｅ（登録商標）５７３０Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃａｌｉｂｒａｔｏｒなどの多機能較正器であってもよい。位相同期電流発生器１２４は、一般に、出力信号振幅調整能力を有する位相同期デバイスであり得る。

【0028】

較正中、インピーダンス測定デバイス１００ａは、位相同期電流発生器１２４に結合されている。インピーダンス測定デバイス１００ａの第１の端子１０４及び第２の端子１０６は、位相同期電流発生器１２４の第１の入力部１３６及び第２の入力部１３８に結合されている。加えて、インピーダンス測定デバイス１００ａの第３の端子１０８及び第４の端子１１０は、位相同期電流発生器１２４の第１の出力部１４０及び第２の出力部１４２に結合されている。

【0029】

デジタルアナログ変換器１２６は、第１のチャネル１３０の入力部１２９に結合された第１の出力部１２７を有する。第１のチャネル１３０は、インピーダンス測定デバイス１００ａの第１の端子１０４に結合された第１の出力部１３１を有する。第１のチャネル１３０はまた、サンプリング抵抗１３４の第１の端子に結合され、それによって、サンプリング抵抗１３４の第２の端子は，接地ノード１４４に結合されている。本明細書では接地を参照するが、接地ノード１４４は、任意の基準電圧ノードであってもよく、ゼロ電圧以外の任意の基準電圧を供給してもよいことに留意されたい。

【0030】

基準抵抗１３７は、インピーダンス測定デバイス１００ａの第３の端子１０８及び第４の端子１１０にそれぞれ結合された第１の端子及び第２の端子を有する。第２のチャネル
１３２は、基準抵抗１３７の第１の端子に結合された第１の入力部１３３を有する。第２のチャネル１３２は、インピーダンス測定デバイス１００ａの第２の端子１０６に結合された第２の入力部１３５を有し、インピーダンス測定デバイス１００ａの第２の端子１０６は、接地ノード１４４に結合されている。第２のチャネル１３２は、出力部１３９を有する。アナログデジタル変換器１２８は、デジタルアナログ変換器１２６の出力に結合された第１の入力部１４１と、第１のチャネル１３０の第２の出力部１４５に結合された第２の入力部１４３と、第２のチャネル１３２の出力部に結合された第３の入力部１４７と、接地ノード１４４に結合された第４の入力部１４９とを有する。

【0031】

サンプリング抵抗１３４、基準抵抗１３７、又はその両方は、インピーダンス測定デバイス１００ａの外部にあり得る。例えば、抵抗１３４、１３７は、インピーダンス測定デバイス１００ａに結合された抵抗ボックスによって提供されてもよく、位相同期電流発生器１２４は、抵抗ボックスに結合されてもよい。しかしながら、インピーダンス測定デバイス１００ａ内に抵抗１３４、１３７を含めることは、抵抗ボックスをインピーダンス測定デバイス１００ａ及び位相同期電流発生器１２４に結合するために使用させるケーブル又はワイヤ長を減少させることをもたらすという点で有利であり得る。ケーブル長を減少させることは、ケーブルによって引き起こされる干渉、ノイズ、又はエラーを減少させることをもたらす。

【0032】

較正中、デジタルアナログ変換器１２６は、信号（μ_Ｉ（ｔ））を生成し、第１のチャネル１３０に出力する。第１のチャネル１３０は、とりわけ、複数の増幅器を含み得る。第１のチャネル１３０は、デジタルアナログ変換器１２６の出力部をサンプリング抵抗１３４に結合している。加えて、第１のチャネル１３０は、サンプリング抵抗１３４を位相同期電流発生器１２４の第１の入力部１３６に結合している。第１のチャネル１３０は、信号を少なくともバッファリング又は増幅することによって信号を処理する。信号（μ_Ｉ（ｔ））は、ＡＣ電流信号であり得、そのため、サンプリング抵抗１３４の両端の電圧降下を引き起こし得る。信号（μ_Ｉ（ｔ））は、例えば、１キロヘルツ（ｋＨｚ）等の任意の周波数を有してもよい。

【0033】

第１のチャネル１３０は、抵抗値Ｒを有するサンプリング抵抗１３４の両端の電圧降下に基づいて、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））を作り出し、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））を出力する。サンプリング抵抗１３４の抵抗値Ｒ並びに信号（μ_Ｉ（ｔ））の大きさ及び周波数は、結果として生じる第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））が位相同期電流発生器１２４の位相同期関数の範囲内にあり、それによって位相同期関数の範囲内で適切な動作性を確実にするように選択され得る。

【0034】

位相同期電流発生器１２４は、第１の入力部１３６を通して第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））を受信し、第２の入力部１３８を通して基準電圧（接地）を受信する。位相固定電流生成器１２４は、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））の位相を決定する。位相同期電流生成器１２４は、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））の位相と同じ位相を有する第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））を生成する。第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））は、電流信号であり得る。第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））は、位相同期電流発生器１２４のユーザ（試験担当者など）によって設定及び／又は調整され得る。具体的には、位相同期電流発生器１２４は、１ナノアンペア（ｎＡ）程度の低い振幅の分解能を有し得る。例えば、振幅に応じて、位相同期電流発生器１２４の最小刻み幅サイズは、１、１０、又は１００ｎＡであってもよい。Ｆｌｕｋｅ（登録商標）５７３０Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃａｌｉｂｒａｔｏｒは、低い二乗平均平方根（root mean square、ＲＭＳ）不確実性を有する設定可能な振幅を提供する。例えば、１ｋＨｚで２０ｍＡの信号の不確実性は、９５％の信頼度で０．０３％未満である。生成された信号の高い精度は、シミュレートされた又は提示されたインピーダンスの高い精度をもたらす。

【0035】

ユーザ又は較正デバイスは、第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））の振幅を指定し得、位相同期電流生成器１２４は、指定された振幅を有し、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））の位相に同期されている位相を有する第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））を生成し得る。

【0036】

位相同期電流発生器１２４は、第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））をインピーダンス測定デバイス１００ａに出力する。第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））は、Ｒ_ｒｅｆの抵抗値を有する基準抵抗１３７の両端の電圧降下をもたらす。第２のチャネル１３２は、電圧降下を表す第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））を受信する。基準抵抗１３７は、結果として生じる第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））がアナログデジタル変換器１２８の範囲内にあり、それによってアナログデジタル変換器１２８の範囲内の適切な動作性を確実にするように選択され得る。

【0037】

第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））は、ミリボルト又はマイクロボルトの信号であってもよく、例えば、１マイクロボルト（μＶ）～１ミリボルト（ｍＶ）又は１ｍＶ～１ボルト（Ｖ）の電圧レベルを有してもよい。特に、第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））は、１０ナノボルト（ｎＶ）～１ｍＶの電圧を有してもよい。更に、提示されたインピーダンスは、１ミリオーム（ｍΩ）未満又は０．５ｍΩ未満であってもよい。そのため、インピーダンス測定デバイス１００ａの応答は、ノイズ及び干渉がより高い電圧信号よりもはっきりとした小さい信号レベルで試験され得る。第２のチャネル１３２はまた、接地電圧を受け取る。第２チャネル１３２は、第１電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））に対して差動処理を行う複数の増幅器を含む。第２チャネル１３２は、第２電圧信号（μ_Ｖｋ（ｔ））をアナログデジタル変換器１２８に出力する。アナログデジタル変換器１２８はまた、デジタルアナログ変換器１２６によって出力された信号（μ_Ｉ（ｔ））を受信する。そのため、アナログデジタル変換器１２８は、信号（μ_Ｉ（ｔ））をデジタル化し得、インピーダンス測定デバイス１００ａは、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））に対して第１のチャネル１３０によって引き起こされる影響、アーチファクト、又はノイズの影響を受け得る。追跡可能性分析は、計量コンプライアンスのために、デジタルアナログコンバータ１２６からアナログデジタルコンバータ１２８に戻るシグナリング経路上で行われ得ることに留意されたい。追跡可能性分析は、信号が経路を進むときの測定不確実性を示し、ドキュメント化し得る。追跡可能性分析は、サンプリング抵抗１３４及び基準抵抗１３７など、シグナリング経路に沿ったデバイスの変動性（例えば、誤差のマージン）をもたらす測定の不確実性を評価するために使用され得る。

【0038】

システム１２２は、シミュレートされたインピーダンスをインピーダンス測定デバイス１００ａに提示する。位相同期電流発生器１２４の構成の動作は、サンプリング抵抗１３４及び基準抵抗１３７とともに、構成が電流信号として信号（μ_Ｉ（ｔ））を受信し、かつ構成によって提供されるエミュレートされた設定可能インピーダンスを表す第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））を提供するという点で、設定可能なインピーダンスをエミュレートする。第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））、したがって、第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））を第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））に位相同期することは、励振信号に対する物理的インピーダンス（又は「理想的な」物理的インピーダンス）の応答性をエミュレートする。

【0039】

位相同期電流発生器１２４の振幅設定可能性は、微細な分解能でインピーダンスをシミュレートすることを可能にする。例えば、Ｆｌｕｋｅ（登録商標）５７３０Ａ Ｈｉｇｈ
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃａｌｉｂｒａｔｏｒは、最小で４．５マイクロオーム／オーム（μΩ／Ω）という分解能をもたらすことができる。Ｆｌｕｋｅ（登録商標）５７３０Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃａｌｉｂｒａｔｏｒは、１０～２２０マイクロアンペア（μＡ）の振幅に対して１ｎＡの分解能を有する。そのため、１０μＡの振幅レベルでは、分解能は１
ｎＡ／１０μＡ（又は１００μＡ／Ａ）である。μＡ／Ａは、百万分の一（parts per million、ｐｐｍ）に対応することに留意されたい。２２０μＡの範囲の上端では、分解能は、（範囲の上端が範囲の下端の２２倍であるという事実に起因して）２２倍向上し、１００／２２μＡ／Ａ（又は４．５μＡ／Ａ）になる。第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））を提供する電流源の分解能は、第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））を通じて得られるインピーダンスソース分解能（単位はμΩ／Ω）に直接変換される。

【0040】

位相同期電流発生器１２４の振幅分解能は、インピーダンス測定デバイス１００ａ（又は本明細書に記載されるようなそれのコントローラ）を、微細な粒度のインピーダンスレベルに対して、かつ広範囲のインピーダンスにわたって較正することを可能にする。位相同期電流生成器１２４は、シミュレートされたインピーダンスのマイクロオームレベルに対してインピーダンス測定デバイス１００ａを較正するために、位相同期電流生成器１２４によって提供される最も微細な粒度で、例えば、ナノアンペアレベルで振幅を刻むように動作され得る。

【0041】

インピーダンス測定デバイス１００ａは、インピーダンス（Ｚ_０ｘ）を、第２の電圧信号（μ_Ｖｋ（ｔ））と第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））との比、すなわち、次式として検出する。

【0042】

【数2】

【0043】

位相同期電流発生器１２４によって提示されたインピーダンス（Ｚ_ｘ）は、デジタルアナログ変換器１２６によって出力された信号（μ_Ｉ（ｔ））に対する第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））の比として表され得る。すなわち、提示されたインピーダンスは、次式のとおりである。

【0044】

【数3】

【0045】

インピーダンス測定デバイス１００ａの精度を評価するために、検出されたインピーダンスは、提示されたインピーダンスにまでたどる。第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））は、基準抵抗１３７（「Ｒ_ｒｅｆ」と示される）と第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））との積である。第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））は、Ａ_ＩｘのＲＭＳ値と、位相同期電流生成器１２４によって生成される位相偏移（Δθ_ｓ）とを有する。そのため、提示されたインピーダンスは、次式のように表すことができる。

【0046】

【数4】

ここでＡ_Ｉは、デジタルアナログ変換器１２６によって出力される信号（μ_Ｉ（ｔ））のＲＭＳである。

【0047】

提示されたインピーダンス（Ｚ_ｘ）は、実数部（Ｒ_ｘ）及び虚数部（Ｘ_ｘ）を有し、これらは、それぞれ、次式のように表される。

【0048】

【数5】

【0049】

本明細書に記載する、第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））を受信することに応答して、第２チャネル１３２は、第２電圧信号（μ_Ｖｋ（ｔ））をアナログデジタル変換器１２８に出力する。第２チャネル１３２は、第１電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））に対して、第２電圧信号（μ_Ｖｋ（ｔ））に利得（ｋ_Ｖ）と位相偏移（Δθ_Ｖ）を適用する。そのため、第２の電圧信号（μ_Ｖｋ（ｔ））は、次式のように表され得る。

【0050】

【数6】

【0051】

アナログデジタル変換器１２８はまた、デジタルアナログ変換器１２６によって出力される信号μ_Ｉ（ｔ）を直接受信する。更に、アナログデジタル変換器１２８は、位相偏移（Δθ_Ｉ）を受けた第１のチャネル１３０からの第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））を受信する。第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））は、信号（μ_Ｉ（ｔ））のＲＭＳ（Ａ_Ｉとサンプリング抵抗１３４（Ｒ）に関して、次式のように表され得る。

【0052】

【数7】

【0053】

これにより、式（２）の検出されたインピーダンス（Ｚ_０ｘは、次式のように表され得る。

【0054】

【数8】

【0055】

式（８）から、検出されたインピーダンス（Ｚ_０ｘ）の実数部、虚数部、及び位相は、それぞれ、次式のように表され得る。

【0056】

【数9】

【0057】

検出されたインピーダンス（Ｚ_０ｘ）は、インピーダンス測定デバイス１００ａにおいてサンプリングされ、相関処理される。インピーダンス測定デバイス１００ａは、検出されたインピーダンス（Ｚ_０ｘ）に基づいてインピーダンスを測定する。測定されたインピーダンスは、次式のように表され得る。

【0058】

【数10】

ここで、Ｒ_０ｘ＿、Ｘ_０ｘ＿、｜Ｚ_０ｘ＿｜、及びθ_０ｘ＿は、それぞれ、測定されたインピーダンス（Ｚ_０ｘ＿）の実数部、虚数部、係数及び位相である。

【0059】

インピーダンス測定デバイス１００ａは、式（１０）の位相シフ（θ_０ｘ）を説明するために、測定されたインピーダンスの位相（Ｚ_０ｘ＿）を、位相（Δθ_０）だけ偏移させる。位相を偏移することは、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）をもたらす。位相（Δθ_０）は、第２のチャネル１３２によって行われる処理（例えば、フィルタリング及び増幅）による位相変化を補償することに留意されたい。第１のチャネル１３０によって行われる処理は、位相同期電流発生器１２４によって補償される。位相同期電流生成器１２４は、第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））を第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））に位相同期した独立した信号として出力する。第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））は、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））と同じ位相である。しかしながら、位相の変化を除いて、第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））は、第１のチャネル１３０によって行われる調整又は処理によって影響を受けない。

【0060】

位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）は、次式のように表すことができる。

【0061】

【数11】

ここで、Ｒ_θ０ｘ及びＸ_θ０ｘは、それぞれ、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）の実数部及び虚数部である。

【0062】

インピーダンス測定デバイス１００ａは、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）を、提示されたインピーダンスを表す読み出しインピーダンス（Ｚ_ｘ）に調整するために、調整係数（ｋ_０ｘ）を用い得る。調整係数（ｋ_０ｘ）は、乗算係数であり得、それによって、インピーダンス測定デバイス１００ａは、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）に調整係数（ｋ_０ｘ）を乗算して、提示されたインピーダンス（Ｚ_ｘ）を表す読み出しインピーダンスを取得し得る。そのため、読み出しインピーダンスは、次式のように表され得る。

【0063】

【数12】

【0064】

調整係数（ｋ_０ｘ）は、インピーダンス範囲にわたって（例えば、提示されたインピーダンス（Ｚ_ｘ）の範囲にわたって）線形に変化し得る。そのため、位相同期電流生成器１２４は、少なくとも２つのインピーダンスをインピーダンス測定デバイス１００ａに提示し得る。インピーダンス測定デバイス１００ａは、少なくとも２つの測定されたインピーダンスに対するそれぞれの調整係数を決定し得る。インピーダンス測定デバイス１００ａは、測定されたインピーダンスと調整係数との間の線形（又は他のタイプの）関係を決定するために、調整係数の間を外挿し得る。実施形態では、提示されたインピーダンスは、インピーダンス測定デバイス１００ａのインピーダンス測定範囲の両端に対応し得る。インピーダンス測定デバイス１００ａが評価される測定範囲全体の調整係数は、測定範囲の両端の調整係数の間に外挿され得る。

【0065】

複数のインピーダンスの調整係数の決定は、インピーダンス測定デバイス１００ａが評価されるインピーダンスの範囲にわたる変動を試験することを考慮することに留意されたい。測定されたインピーダンスに対する調整は、インピーダンス範囲にわたって変化し得る。そのため、インピーダンス範囲にわたって複数の調整係数を決定することは、インピーダンス測定デバイス１００ａによって行われるべき調整における変動を考慮するのに役立つ。

【0066】

インピーダンス測定は、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）の実数部に基づいて行われ得ることに留意されたい。そのため、測定値の虚数部分は、無視され得る。更に、式（１２）を使用して調整係数（ｋ_０ｘ）を決定することは、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）及び提示されたインピーダンス（Ｚ_ｘ）の実数部に基づいて行われ得る。実数インピーダンスの虚数対応物は無視され得る。

【0067】

提示されたインピーダンス（Ｚ_ｘ）は、不確実性の複数のソースに帰せられる。不確実性のソースは、（１）デジタルアナログ変換器１２６によって出力される信号（μ_Ｉ（ｔ））のＲＭＳにおける不確実性（「φ_Ｉｘ」で示される）、（２）第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））のＲＭＳにおける不確実性（「φ_ａｉ」で示される）、（３）基準抵抗１３７における不確実性（「φ_ｒｅｆ」で示される）、及び（４）位相ロック電流生成器１２４によって生成される位相偏移Δθ_ｓにおける不確実性（「φ_θｒｘ」で示される）を含む。提示されたインピーダンス（Ｚ_ｘ）の実数部（Ｒ_ｘ）の複合不確実性（標準不確実性とも称される）は、次式のように表すことができる。

【0068】

【数13】

【0069】

フルスケール測定範囲が３ｍΩであり、振幅が３００ｍＡで周波数が１ｋＨｚである第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））の場合、複合不確実性は、次式のように表すことができる。

【0070】

【数14】

【0071】

９５％の信頼水準を有する拡張された不確実性は、複合不確実性に係数２を乗算することによって得られる。そのため、拡張された不確実性は、次式のように表すことができる。

【0072】

【数15】

【0073】

インピーダンス測定デバイス１００ａは、複数のスイッチングデバイスを含む。複数のスイッチングデバイスは、インピーダンス測定デバイス１００ａを較正動作から試験動作に移行させるように動作され得る。

【0074】

図３は、較正動作と試験動作とを切り替えるための複数のスイッチングデバイスを含むインピーダンス測定デバイス１００ｂを示す。インピーダンス測定デバイス１００ｂは、第１スイッチングデバイス１４６、第２スイッチングデバイス１４８、第３スイッチングデバイス１５０、第４スイッチングデバイス１５２及び第５スイッチングデバイス１５４を含む。試験中、インピーダンス測定デバイス１００ｂの第１の端子１０４及び第３の端子１０８は、バッテリであり得る被試験デバイスの第１の端子（例えば、アノード）に結合され得る。第２の端子１０６及び第４の端子１１０は、被試験デバイスの第２の端子（例えば、カソード）に結合され得る。端子１０４、１０６、１０８、１１０は、選択的に双方向であり、端子１０４、１０６、１０８、１１０の機能は、較正と比較されるように試験中に切り替えられる。試験中、第１の端子１０４及び第２の端子１０６は、インピーダンス測定デバイス１００ｂの入力端子として動作し、第３の端子１０８及び第４の端子１１０は、インピーダンス測定デバイス１００ｂの出力端子として動作する。

【0075】

第１のスイッチングデバイス１４６は、第３の端子１０８を第１のチャネル１３０又は基準抵抗１３７に結合するように動作する２つのスイッチ１４６ａ、１４６ｂを含む。第２のスイッチングデバイス１４８は、第４の端子１１０を第１のチャネル１３０又は基準抵抗１３７に結合するように動作する２つのスイッチ１４８ａ、１４８ｂを含む。第１のスイッチングデバイス１４６及び第２のスイッチングデバイス１４８は更に、第１のチャネル１３０をサンプリング抵抗１３４に結合するか、又はサンプリング抵抗１３４から結合解除する。第３のスイッチングデバイス１５０は、第１のチャネル１３０をサンプリング抵抗１３４に結合するか、又は第１のチャネル１３０をサンプリング抵抗１３４から結合解除する。

【0076】

第４のスイッチングデバイス１５２は、２つのスイッチ１５２ａ、１５２ｂを含み、第
１の端子１０４を第１のチャネル１３０又は第２のチャネル１３２に結合し、基準抵抗１３７を第２のチャネル１３２に結合するか、又は基準抵抗１３７を第２のチャネル１３２から結合解除する。第５のスイッチングデバイス１５４は、２つのスイッチ１５４ａ、１５４ｂを含み、第２の端子１０６を第２のチャネル１３２又は基準抵抗１３７に結合する。

【0077】

スイッチングデバイス１４６～１５４は、インピーダンス測定デバイス１００ｂが試験のために使用されるときに配置されるものとして図３に示されている。スイッチングデバイス１４６～１５４の各々の状態を図３に示される位置から切り替えることにより、インピーダンス測定デバイス１００ｂが較正用に構成され、図２の配置がもたらされることに留意されたい。

【0078】

実施形態では、スイッチングデバイス１４６～１５４が省略され得ることに留意されたい。例えば、サンプリング抵抗１３４及び基準抵抗１３７は、インピーダンス測定デバイスの一部である代わりに、抵抗ボックス内にあってもよい。そのため、インピーダンス測定デバイスを抵抗ボックスに物理的結合すること、及び抵抗ボックスを位相同期電流発生器１２４に物理的に結合することは、インピーダンス測定デバイスを較正動作状態にする際にスイッチングデバイス１４６～１５４を使用する代わりになる。インピーダンス測定デバイスを抵抗ボックスから物理的に切り離すことは、インピーダンス測定デバイスを試験動作状態にする際にスイッチング装置１４６～１５４を使用する代わりとなる。

【0079】

図４は、インピーダンス測定デバイス１００ｃを較正するためのシステム１６０を示す。インピーダンス測定デバイス１００ｃは、本明細書に記載されるインピーダンス測定デバイス１００ａ、１００ｂと類似に又は同一に構成され得ることに留意されたい。システム１６０は、インピーダンス測定デバイス１００ｃと、位相同期電流発生器１２４と、較正デバイス１６２とを含む。較正デバイス１６２は、インピーダンス測定デバイス１００ｃを較正し得、それによって、例えば、較正デバイス１６２は、調整係数を決定し、調整係数を用いてインピーダンス測定デバイス１００ｃを構成し得る。本明細書に記載されるインピーダンス測定デバイス１００ａと類似のインピーダンス測定デバイス１００ｃの要素は、同じ参照番号を有する。インピーダンス測定デバイス１００ｃは、コントローラ１６４と、通信デバイス１６６と、出力デバイス１６８とを備える。同様に、較正デバイス１６２は、コントローラ１７０と、通信デバイス１７２と、出力デバイス１７４とを含む。また、位相同期電流発生器１２４は、コントローラ１７６と通信デバイス１７８とを含む。

【0080】

コントローラ１６４は、本明細書に記載される技法を行うように構成された任意のタイプのデバイスであり得る。コントローラ１６４は、とりわけ、プロセッサ、マイクロコントローラ、又はマイクロプロセッサであってもよく、他の計算ユニットの中でも、算術論理演算ユニット（arithmetic and logic unit、ＡＬＵ）を含み得る。コントローラ１６４は、組み込みシステムオンチップ（system-on-chip、ＳｏＣ）であってもよい。コントローラ１６４は、とりわけ、中央処理ユニット（central processing unit、ＣＰＵ）又はグラフィックス処理ユニット（graphics processing unit、ＧＰＵ）を含んでもよい。コントローラ１６４は、本明細書に記載するように、信号（μ_Ｉ（ｔ））を生成し、第１のチャネル１３０に出力するように、デジタルアナログ変換器１２６を制御し得る。更に、コントローラ１６４は、第２の電圧信号（μ_Ｖｋ（ｔ））を表すデジタル信号をアナログデジタル変換器１２８から受信し得る。更に、コントローラ１６４は、検出されたインピーダンス（Ｚ_０ｘ）を決定し、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）を作り出すために、検出されたインピーダンス（Ｚ_０ｘ）を位相偏移し、読み出しインピーダンスを生成するために、調整係数（ｋ_０ｘ）を位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）に適用し得る。コントローラ１６４は、調整係数（ｋ_０ｘ）で較正され
、構成され得、それによって、インピーダンス測定デバイスを較正することは、本明細書に記載するように、インピーダンス測定デバイスのコントローラ１６４を較正することを含む。

【0081】

コントローラ１６４は、メモリ（図示せず）に記憶された実行可能命令を実行し得る。実行可能命令がサーバ１６４によって実行されるとき、実行可能命令は、サーバ１６４に、本明細書に記載される機能又は技法を行わせる。コントローラ１６４は、任意の決定されたインピーダンスを、別のデバイスへの送信のために通信デバイス１６６に、又はユーザへの出力のために出力デバイス１６８に送信し得る。

【0082】

通信デバイス１６６は、別のデバイスと通信するように動作可能である任意のタイプのデバイスであり得る。通信デバイス１６６は、とりわけ、送信機、受信機、送受信機、又はモデムであってもよい。通信デバイス１６６は、任意のタイプの通信プロトコルを使用して通信するように構成され得る。プロトコルは、とりわけ、ロングタームエボリューション（long term evolution、ＬＴＥ）などのセルラー通信プロトコル、又は電気電子技術者協会（Institute of Electrical and Electronics Engineers、ＩＥＥＥ）８０２プロトコルなどの無線通信プロトコルであり得る。プロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離通信プロトコルであってもよい。通信デバイス１６６は、決定されたインピーダンスを較正デバイス１６２に伝送し得る。

【0083】

出力デバイス１６８は、ユーザにデータを出力するように構成された任意のタイプのデバイスであってもよい。例えば、出力デバイス１６８は、とりわけ、ディスプレイ又はスピーカであってもよい。出力デバイス１６８は、ユーザに、インピーダンス測定デバイス１００ｃによって行われるインピーダンス測定の結果を出力し得る。

【0084】

較正デバイス１６２のコントローラ１７０、通信デバイス１７２、及び出力デバイス１７４は、それぞれ、インピーダンス測定デバイス１００ｃのコントローラ１６４、通信デバイス１６６、及び出力デバイス１６８と類似のデバイスであり得る。コントローラ１７０は、インピーダンス測定デバイス１００ｃ（又はそれのコントローラ１６４）を較正するために、インピーダンス測定デバイス１００ｃ及び位相同期電流発生器１２４を制御し得る。コントローラ１７０は、位相同期電流発生器１２４に対して、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））の位相に同期し、提示されたインピーダンスを指定するために第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））の振幅を設定するように命令し得る。

【0085】

コントローラ１７０は、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）を受信し、提示されたインピーダンス（Ｚ_ｘ）に対する調整係数（ｋ_０ｘ）を決定し得る。コントローラ１７０はまた、複数の提示されたインピーダンスに対する複数の調整係数を決定し得る。コントローラ１７０は、インピーダンス測定デバイス１００ｃによって決定された位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）と調整係数（ｋ_０ｘ）との間の関係を決定するために、調整係数を外挿し得る。例えば、その関係は、関数関係（例えば、とりわけ、線形又は二次）であってもよい。調整係数は、位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）の関数として変化する変数であってもよい。曲線は、調整係数と位相偏移された測定されたインピーダンス（Ｚ_θ０ｘ）との間の関係を表し得る。

【0086】

加えて、その関係は、ルックアップテーブルとして表され得る。コントローラ１７０は、通信デバイス１７２を用いて、調整係数をインピーダンス測定デバイス１００ｃに送信し得る。インピーダンス測定デバイス１００ｃは、動作中に、位相偏移された測定されたインピーダンスをそれぞれの読み出しインピーダンスに調整する際に調整係数を使用し得る。

【0087】

位相同期電流発生器１２４のコントローラ１７６及び通信デバイス１７８は、それぞれ、インピーダンス測定デバイス１００ｃのコントローラ１６４及び通信デバイス１６６と類似のデバイスであり得る。通信デバイス１７８は、較正デバイス１６２の通信デバイス１７２から、第１のＡＣ信号の位相に同期するためのコマンド（μ_ＩＲ（ｔ））を受信し得る。更に、通信デバイス１７８は、第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））の振幅の指示を受信し得る。通信デバイス１７８は、コマンド及び振幅を表すデータをコントローラ１７６に出力し得る。

【0088】

コントローラ１７６は、位相同期電流生成器１２４に本明細書に記載される技法を行わせるために、位相同期電流生成器１２４を制御し得る。コントローラ１７６は、第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））の位相を、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））の位相に同期させるために、位相同期電流生成器１２４を制御し得る。コントローラ１７６は、較正デバイス１６２によって命令された振幅を有する第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））を出力し得る。

【0089】

代替的な実施形態では、較正デバイス１６２は省略されてもよく、インピーダンス測定デバイス１００ｃが較正デバイス１６２の機能を行ってもよいことに留意されたい。例えば、インピーダンス測定デバイス１００ｃの通信デバイス１６６は、位相同期電流発生器１２４の通信デバイス１７８に結合されてもよい。位相同期電流生成器１２４の調整係数決定及び命令は、インピーダンス測定デバイス１００ｃのコントローラ１６４によって行われ得る。

【0090】

図５は、インピーダンス測定デバイスを較正するための方法５００のフロー図を示す。方法５００では、５０２において、図２を参照して記載されるインピーダンス測定デバイス１００ａなどのインピーダンス測定デバイスは、第１のＡＣ信号を位相同期電流発生器に出力する。５０４において、位相同期電流生成器は、既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅を有し、かつ第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相を有する第２のＡＣ信号を生成する。位相同期電流発生器は、第２のＡＣ信号をインピーダンス測定デバイスに出力する。５０６において、インピーダンス測定デバイスは、提示されたインピーダンスに関連付けられた測定されたインピーダンス値を作り出すように、第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行う。本明細書に記載するように、インピーダンス測定デバイスは、インピーダンス測定値を、第２のＡＣ信号から生成される電圧と第１のＡＣ信号を生成するために使用される電流との比として決定し得る。更に、インピーダンス測定デバイスは、インピーダンス測定デバイスによって行われる処理に起因する位相変化を補償するために、インピーダンス測定値を位相偏移し得る。

【0091】

方法５００は、５０８において、測定されたインピーダンス値と提示されたインピーダンスの既知のインピーダンス値とに基づいて、インピーダンス測定デバイスを較正することを含む。本明細書に記載するように、インピーダンス測定デバイスを較正することは、調整係数を用いてインピーダンス測定デバイスを構成することを含み得る。調整係数は、測定されたインピーダンスとシミュレートされたインピーダンスの既知のインピーダンス値とに基づいて決定され得る。動作中、インピーダンス測定デバイスは、それぞれの読み出しインピーダンス測定値を作り出すために、調整係数に基づいて、測定されたインピーダンスを調整する。

【0092】

本明細書に記載するように、サンプリング抵抗１３４及び基準抵抗１３７は、インピーダンス測定デバイスの一部である代わりに、抵抗ボックス内にあってもよい。

【0093】

図６は、インピーダンス測定デバイス１００ｄを較正するためのシステム１８０を示す。システム１８０は、インピーダンス測定デバイス１００ｄと、抵抗モデル１８２と、位相同期電流発生器１２４とを含む。抵抗モデル１８２は、抵抗ボックスであってもよいが
、サンプリング抵抗１８４と基準抵抗１８８とを含む。これにより、サンプリング抵抗１３４及び基準抵抗１３７は、インピーダンス測定デバイス１００ｄに組み込まれない。抵抗１３４、１３７がインピーダンス測定デバイス１００ｄに組み込まれないモードでは、デバイスは、本明細書の図３を参照して示される通常試験モードで構成される。図３を参照して本明細書に記載するように、基準抵抗１３７は、スイッチングデバイス１５２、１５４の動作によってバイパスされる。本明細書において図３を参照して説明されるインピーダンス測定デバイス１００ｂと類似のインピーダンス測定デバイス１００ｄの要素は、同じ参照番号を有する。

【0094】

抵抗モデル１８２は、第１のサンプリング抵抗端子１９０、第２のサンプリング抵抗端子１９２、第３のサンプリング抵抗端子１９４及び第４のサンプリング抵抗端子１９６と、第１の基準抵抗端子１９８、第２の基準抵抗端子２０２、第３の基準抵抗端子２０４及び第４の基準抵抗端子２０６とを有する。第１のサンプリング抵抗端子１９０及び第２のサンプリング抵抗端子１９２は、サンプリング抵抗１８４の第１の端子に結合されている。第３のサンプリング抵抗端子１９４及び第４のサンプリング抵抗端子１９６は、サンプリング抵抗１８４の第２の端子に結合されている。第１の基準抵抗端子１９８及び第２の基準抵抗端子２０２は、基準抵抗１８８の第１の端子に結合されている。第３の基準抵抗端子２０４及び第４の基準抵抗端子２０６は、基準抵抗１８８の第２の端子に結合されている。

【0095】

インピーダンス測定デバイス１００ｄの第１の端子１０４及び第２の端子１０６は、それぞれ、第１のサンプリング抵抗端子１９０及び第３のサンプリング抵抗端子１９４に結合されている。位相同期電流発生器１２４の第１の入力部１３６及び第２の入力部１３８は、それぞれ、第２のサンプリング抵抗端子１９２及び第４のサンプリング抵抗端子１９６に結合されている。

【0096】

インピーダンス測定デバイス１００ｄの第３の端子１０８及び第４の端子１１０は、それぞれ、第１の基準抵抗端子１９８及び第３の基準抵抗端子２０４に結合されている。位相同期電流発生器１２４の第１の出力部１４０及び第２の出力部１４２は、それぞれ、第２の基準抵抗端子２０２及び第４の基準抵抗端子２０６に結合されている。

【0097】

本明細書に記載するように、インピーダンス測定デバイス１００ｄは、信号（μ_Ｉ（ｔ））を生成する。インピーダンス測定デバイス１００ｄは、信号（μ_Ｉ（ｔ））をサンプリング抵抗１８４に出力する。信号（μ_Ｉ（ｔ））は、サンプリング抵抗１８４の両端に第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））をもたらす。位相同期電流生成器１２４は、第１のＡＣ信号（μ_ＩＲ（ｔ））を受信する。本明細書に記載するように、位相同期電流生成器１２４は、第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））を生成する。位相同期電流生成器１２４は、第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））を抵抗モデル１８２に出力する。第２のＡＣ信号（μ_Ｉｘ（ｔ））は、基準抵抗１８８の両端の第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））の電圧降下をもたらす。インピーダンス測定デバイス１００ｄは、抵抗モデル１８２によって生成される第１の電圧信号（μ_Ｖｘ（ｔ））を受信する。システム１８０は、インピーダンス測定デバイスからサンプリング抵抗及び基準抵抗を結合解除し、インピーダンス測定デバイスに結合可能な抵抗モデル内に配置される抵抗を提供する。

【0098】

前述の開示を考慮して、インピーダンス測定デバイスを較正するための方法、インピーダンス測定デバイス、及びインピーダンス測定デバイスを較正するためのシステムの様々な実施例は、以下の特徴、すなわち、第１のＡＣ信号を出力することと、第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相を有する第２のＡＣ信号を受信することと、提示されたインピーダンスに関連付けられた測定されたインピーダンス値を作り出すように、第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行うことと、測定されたインピーダンス値及び提示
されたインピーダンスの既知のインピーダンス値に基づいてインピーダンス測定デバイスを較正することと、のうちのいずれか１つ又は組み合わせを含み得る。

【0099】

本方法、本デバイス、及び本システムは、第１のＡＣ信号を位相同期電流発生器に出力すること、及び第２のＡＣ信号を位相同期電流発生器から受信することなど、別の特徴を含んでもよい。

【0100】

本方法、本デバイス、及び本システムは、既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅を有する第２のＡＣ信号など、別の特徴を含んでもよい。

【0101】

本方法、本デバイス、及び本システムは、インピーダンス測定デバイスによって行われるインピーダンス測定など、別の特徴を含んでもよい。

【0102】

本方法、本デバイス、及び本システムは、位相同期電流発生器によって提供される提示インピーダンスを変化させるために第２のＡＣ信号の振幅を変化させることなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、位相同期電流発生器によって提供される、第２のＡＣ信号の振幅の変化の粒度に対応する提示されたインピーダンスの変化の粒度など、別の特徴を含んでもよい。

【0103】

本方法、本デバイス、及び本システムは、第２のＡＣ信号の振幅を第１の振幅から第２の振幅に変化させるなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、位相同期電流発生器によって提供される最も微細な刻み幅設定によって第２の振幅が第１の振幅と異なるなど、別の特徴を含んでもよい。

【0104】

本方法、本デバイス、及び本システムは、測定されたインピーダンス値と提示されたインピーダンスの既知のインピーダンス値とに基づいて調整係数を決定することなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、調整係数に基づいてそれぞれの読み出しインピーダンス測定値を作り出すために、測定されたインピーダンス値を調整することなど、別の特徴を含んでもよい。

【0105】

本方法、本デバイス、及び本システムは、提示されたインピーダンスの関数として調整係数が線形に変化することなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、それぞれの複数対の測定されたインピーダンス値と対応する提示されたインピーダンスとに基づいて、かつ複数の調整係数の間に外挿することによって、複数の調整係数を決定することなど、別の特徴を含み得る。

【0106】

本方法、本デバイス、及び本システムは、第２のＡＣ信号をインピーダンス測定デバイスに含まれる基準抵抗に通すなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、基準抵抗の両端の電圧信号を検出することなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、電流信号をサンプリング抵抗に通すことなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、サンプリング抵抗の両端の第１のＡＣ信号を検出することなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、測定されたインピーダンス値を電圧信号と電流信号との比として決定することなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、インピーダンス測定デバイスによって行われる処理を考慮するために、測定されたインピーダンス値を位相偏移させることなど、別の特徴を含んでもよい。

【0107】

本方法、本デバイス、及び本システムは、測定されたインピーダンス値と提示されたインピーダンスの既知のインピーダンス値との間の比として調整係数を決定することなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、第２のＡＣ信号が、
基準抵抗の両端の電圧信号を１０ｎＶ～１ｍＶにさせるように動作可能であるなど、別の特徴を含んでもよい。

【0108】

本方法、本デバイス、及び本システムは、インピーダンス測定デバイスの出力端子が、第１のＡＣ信号を位相同期電流発生器に出力するように構成されていること、インピーダンス測定デバイスの入力端子が第２のＡＣ信号を受信するように構成されていること、及びインピーダンス測定デバイスのコントローラがインピーダンス測定を行うように構成されていることなど、別の特徴を含んでもよい。

【0109】

本方法、本デバイス、及び本システムは、位相同期電流発生器によって第２のＡＣ信号の振幅を変化させることなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、位相同期電流発生器によって、第２のＡＣ信号の振幅を第１の振幅から第２の振幅に変化させることなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、インピーダンス測定デバイスのコントローラが、調整係数を用いて構成され、かつ測定されたインピーダンス値を調整するように構成されているなど、別の特徴を含んでもよい。

【0110】

本方法、本デバイス及び本システムは、サンプリング抵抗がインピーダンス測定デバイスに組み込まれているなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、サンプリング抵抗が、出力端子に結合されており、電流信号を受信するように構成されているなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、サンプリング抵抗が、電流信号の通過に応答して第１のＡＣ信号を生成するように構成されているな、別の特徴を含んでもよい。

【0111】

本方法、本デバイス、及び本システムは、基準抵抗がインピーダンス測定デバイスに組み込まれているなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、基準抵抗が入力端子に結合されており、第２のＡＣ信号を受信するように構成されているなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、基準抵抗が、第２のＡＣ信号の通過に応答して電圧信号を生成するように構成されているなど、別の特徴を含んでもよい。

【0112】

本方法、本デバイス、及び本システムは、インピーダンス測定デバイスが、測定されたインピーダンス値を決定するように構成されているなど、別の特徴を含んでもよい。

【0113】

本方法、本デバイス、及び本システムは、位相同期電流発生器が、インピーダンス測定デバイスの出力端子に結合されており、第１のＡＣ信号を受信するように構成された入力端子を含むこと、コントローラが、第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相を有する第２のＡＣ信号を生成されるように構成されていること、入力端子が、インピーダンス測定デバイスの入力端子に結合されており、第２のＡＣ信号を出力するように構成されていることなど、別の特徴を含んでもよい。

【0114】

本方法、本デバイス、及び本システムは、位相同期電流発生器のコントローラが、提示されたインピーダンスを変化させるために、第２のＡＣ信号の振幅を変化させるように構成されているなど、別の特徴を含んでもよい。本方法、本デバイス、及び本システムは、位相同期電流発生器のコントローラが、第２のＡＣ信号の振幅を第１の振幅から第２の振幅に変化させるように構成されているなど、別の特徴を含んでもよい。

【0115】

上に記載した様々な実施形態を組み合わせ、更なる実施形態を提供することができる。上記の「発明を実施する形態」を考慮して、これらの変更及び他の変更を実施形態に行うことができる。概して、以下の「特許請求の範囲」において、使用される用語は、「特許
請求の範囲」を明細書及び「特許請求の範囲」に開示される具体的な実施形態に限定するものと解釈すべきではなく、このような「特許請求の範囲」によって権利が与えられる均等物の全範囲に沿った全ての可能な実施形態を含むと解釈すべきである。したがって、「特許請求の範囲」は、本明細書の開示によって制限されるものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インピーダンス測定デバイスであって、
第１のＡＣ信号を位相同期電流発生器に出力するように構成された出力端子と、
前記位相同期電流発生器によって生成されたものであり、前記第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相と、既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅とを有する第２のＡＣ信号を受信するように構成された入力端子と、
コントローラと、を備え、前記コントローラは、
前記提示されたインピーダンスに関連付けられた、測定されたインピーダンス値を作り出すように、前記第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行い、かつ
前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて較正されるように構成されている、インピーダンス測定デバイス。

【請求項2】

前記位相同期電流発生器は、動作中、前記第２のＡＣ信号の前記振幅を変化させ、
前記提示されたインピーダンスは、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の変化に応答して変化し、
前記提示されたインピーダンスの前記変化の第１の粒度は、前記位相同期電流発生器によって提供される、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の前記変化の第２の粒度に対応する、請求項１に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項3】

前記入力端子は、前記位相同期電流発生器によって生成されたものであり、かつ前記位相同期電流発生器によって提供される最も微細な刻み幅設定だけ前記第２のＡＣ信号の前記振幅とは異なる振幅を有する第３のＡＣ信号を受信するように構成されている、請求項１または請求項２に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項4】

前記コントローラは、調整係数に基づいて、測定されたインピーダンス値を調整して、それぞれの読み出しインピーダンス測定値を作り出すように構成されており、前記調整係数は、前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて決定される、請求項１または請求項２に記載のインピーダン
ス測定デバイス。

【請求項5】

前記調整係数は、前記提示されたインピーダンスの関数として線形に変化し、
前記コントローラは、複数の調整係数で較正されるように構成されており、前記複数の調整係数は、それぞれの複数の対の測定されたインピーダンス値と対応する提示されたインピーダンスとに基づいて決定され、
前記コントローラは、外挿された調整係数で較正されるように構成されており、前記外挿された調整係数は、前記複数の調整係数のうちの第１の調整係数と第２の調整係数との間に外挿することによって決定される、請求項４に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項6】

前記出力端子に結合されており、電流信号を受信するように構成されたサンプリング抵抗であって、前記サンプリング抵抗は、前記電流信号の通過に応答して前記第１のＡＣ信号を生成するように構成されている、サンプリング抵抗と、
前記入力端子に結合されており、前記第２のＡＣ信号を受信するように構成された基準抵抗であって、前記基準抵抗は、前記第２のＡＣ信号の通過に応答して電圧信号を生成するように構成されている、基準抵抗と、を備え、
前記インピーダンス測定デバイスは、前記電流信号に対する前記電圧信号の比に基づいて、前記測定されたインピーダンス値を決定するように構成されており、前記測定されたインピーダンス値は、前記インピーダンス測定デバイスによる処理中に行われる位相偏移を補償するように位相偏移される、請求項１または請求項２記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項7】

前記第２のＡＣ信号は、前記基準抵抗の両端の前記電圧信号を１０ナノボルト（ｎＶ）～１ミリボルト（ｍＶ）にするように動作する、請求項６に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項8】

調整係数は、前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値との間の比として決定される、請求項１または請求項２に記載のインピーダンス測定デバイス。

【請求項9】

インピーダンス測定デバイスを較正するための方法であって、
第１のＡＣ信号を位相同期電流生成器に出力することと、
前記位相同期電流発生器によって生成されたものであり、前記第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相と、既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅とを有する第２のＡＣ信号を受信することと、
前記インピーダンス測定デバイスによって、前記提示されたインピーダンスに関連付けられた、測定されたインピーダンス値を作り出すように、前記第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行うことと、
前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて、前記インピーダンス測定デバイスを較正することと、を含む、方法。

【請求項10】

前記第２のＡＣ信号の前記振幅を変化させることと、
前記第２のＡＣ信号の前記振幅を変化させることに応答して、前記提示されたインピーダンスを変化させることと、を更に含み、
前記提示されたインピーダンスの前記変化の第１の粒度は、前記位相同期電流発生器によって提供される、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の前記変化の第２の粒度に対応する、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記位相同期電流発生器によって生成されたものであり、かつ前記位相同期電流発生器
によって提供される最も微細な刻み幅設定だけ前記第２のＡＣ信号の前記振幅とは異なる振幅を有する第３のＡＣ信号を受信することを更に含む、請求項９または請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて調整係数を決定することと、
前記調整係数に基づいて、測定されたインピーダンス値を調整して、それぞれの読み出しインピーダンス測定値を生み出すことと、を更に含む、請求項９または請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記調整係数は、前記提示されたインピーダンスの関数として線形に変化し、前記方法は、
複数の調整係数を、それぞれの複数の対の測定されたインピーダンス値と対応する提示されたインピーダンスとに基づいて決定することと、
外挿された調整係数を、前記複数の調整係数のうちの第１の調整係数と第２の調整係数との間に外挿することによって決定することと、
前記複数の調整係数及び前記外挿された調整係数で前記インピーダンス測定デバイスを較正することと、を更に含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第２の交流信号を前記インピーダンス測定デバイス内に含まれる基準抵抗に通すことと、
前記基準抵抗の両端の電圧信号を検出することと、
電流信号をサンプリング抵抗に通すことと、
前記サンプリング抵抗の両端の前記第１のＡＣ信号を検出することと、
前記測定されたインピーダンス値を前記電圧信号と前記電流信号との比として決定することと、
前記インピーダンス測定デバイスによる処理中に行われる位相偏移を補償するように、前記測定されたインピーダンス値を位相偏移することと、を更に含む、請求項９または請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記基準抵抗の両端の前記電圧信号が１０ナノボルト（ｎＶ）～１ミリボルト（ｍＶ）であることを検出することを更に含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値との間の比として調整係数を決定することを更に含む、請求項９または請求項１０に記載の方法。

【請求項17】

システムであって、
インピーダンス測定デバイスであって、
第１のＡＣ信号を出力するように構成された出力端子と、
既知のインピーダンス値を有する提示されたインピーダンスを表す振幅を有する第２のＡＣ信号を受信するように構成された入力端子と、
コントローラと、を含み、前記コントローラは、
前記提示されたインピーダンスに関連付けられた、測定されたインピーダンス値を作り出すように、前記第２のＡＣ信号に基づいてインピーダンス測定を行い、かつ
前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて較正されるように構成されている、インピーダンス測定デバイスと、
位相同期電流発生器と、を備え、前記位相同期電流発生器は、
前記インピーダンス測定デバイスの前記出力端子に結合されており、前記第１のＡＣ信
号を受信するように構成された入力端子と、
前記第１のＡＣ信号の位相に同期されている位相を有する前記第２のＡＣ信号を生成させるように構成されたコントローラと、
前記インピーダンス測定デバイスの前記入力端子に結合されており、前記第２のＡＣ信号を出力するように構成された出力端子と、を含む、システム。

【請求項18】

前記位相同期電流発生器の前記コントローラは、前記第２のＡＣ信号の前記振幅を変化させるように構成されており、
前記提示されたインピーダンスは、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の変化に応答して変化し、
前記提示されたインピーダンスの前記変化の第１の粒度は、前記位相同期電流発生器によって提供される、前記第２のＡＣ信号の前記振幅の前記変化の第２の粒度に対応する、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記位相同期電流発生器の前記コントローラは、
前記位相同期電流発生器によって提供される最も微細な刻み幅設定だけ前記第２のＡＣ信号の前記振幅とは異なる振幅を有する第３のＡＣ信号を生成するように構成されている、請求項１７または請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記インピーダンス測定デバイスの前記コントローラは、調整係数に基づいて、測定されたインピーダンス値を調整して、それぞれの読み出しインピーダンス測定値を作り出すためのものであり、前記調整係数は、前記測定されたインピーダンス値と前記提示されたインピーダンスの前記既知のインピーダンス値とに基づいて決定される、請求項１７または請求項１８に記載のシステム。

【国際調査報告】