JPH01160206A - 対数増幅器用校正器及び校正方法 - Google Patents
対数増幅器用校正器及び校正方法Info
- Publication number
- JPH01160206A JPH01160206A JP63287482A JP28748288A JPH01160206A JP H01160206 A JPH01160206 A JP H01160206A JP 63287482 A JP63287482 A JP 63287482A JP 28748288 A JP28748288 A JP 28748288A JP H01160206 A JPH01160206 A JP H01160206A
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- JP
- Japan
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- logarithmic amplifier
- resonator
- output
- microprocessor
- frequency
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
- G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は校正方法及び装置、特に電子機器に使用する対
数増幅器の校正方法及び校正器に関する。
数増幅器の校正方法及び校正器に関する。
[従来技術とその問題点]
測定結果をデシベルで表示又は測定する電子機器等にあ
っては対数増幅器が広く使用されている。
っては対数増幅器が広く使用されている。
対数増幅器を使用する精密機器には、この対数増幅器を
高精度で校正し最も高い測定精度を得ることが必要にな
る。このためには、一般に研究室用の極めて高精度の試
験機器、即ち高精度信号発生器及びステップ減衰器を必
要とする。
高精度で校正し最も高い測定精度を得ることが必要にな
る。このためには、一般に研究室用の極めて高精度の試
験機器、即ち高精度信号発生器及びステップ減衰器を必
要とする。
第4図に示す従来の校正器では、包絡線が指数状の試験
信号を校正したい精密機器の対数増幅器に入力し、その
出力を観測する。理想的な対数増幅器の出力は傾斜がな
めらかなランプ(傾斜)信号になる。しかし、実際の出
力には傾斜部分にすップルが現れる。この対数増幅器の
出力をその信号発生器からの反転ランプ信号と比較する
。この出力を反転ランプ信号と加算すると一定のDC出
力成分を生じる。次に、対数増幅器を調整してリンギン
グが最小になるようにする。その後、指数信号を取り除
き、振幅が既知の高精度信号を高精度減衰器を介して入
力する。そして対数増幅器が希望する利得特性を生じる
ようにする。この校正手順は極めて時間を要し、しかも
必要な試験機器を具えているテストベンチでのみ実行可
能である。
信号を校正したい精密機器の対数増幅器に入力し、その
出力を観測する。理想的な対数増幅器の出力は傾斜がな
めらかなランプ(傾斜)信号になる。しかし、実際の出
力には傾斜部分にすップルが現れる。この対数増幅器の
出力をその信号発生器からの反転ランプ信号と比較する
。この出力を反転ランプ信号と加算すると一定のDC出
力成分を生じる。次に、対数増幅器を調整してリンギン
グが最小になるようにする。その後、指数信号を取り除
き、振幅が既知の高精度信号を高精度減衰器を介して入
力する。そして対数増幅器が希望する利得特性を生じる
ようにする。この校正手順は極めて時間を要し、しかも
必要な試験機器を具えているテストベンチでのみ実行可
能である。
従って、外部試験機器を必要とする事なく現場で電子機
器の対数増幅器を高精度で校正可能な装置及び方法が必
要になる。
器の対数増幅器を高精度で校正可能な装置及び方法が必
要になる。
[発明の概要]
本発明は電子機器に内蔵された対数増幅器校正器及び校
正方法を提供する。掃引周波数信号を単一ポールの共振
器に印加する。この共振器の出力を校正したい対数増幅
器に入力する。対数増幅器の出力はデジタイズ(アナロ
グデジタル変換)してマイクロプロセッサに入力する。
正方法を提供する。掃引周波数信号を単一ポールの共振
器に印加する。この共振器の出力を校正したい対数増幅
器に入力する。対数増幅器の出力はデジタイズ(アナロ
グデジタル変換)してマイクロプロセッサに入力する。
このデータは共振器の周波数応答を表す。約3dB下が
った点で、周波数を計数して、周波数差Fを最大振幅と
約−3dB点の振幅と共に記録する。次に、共振器にエ
ネルギーをチャージしてリングダウンを実行する。対数
増幅器の出力を再度デジタイズしてマイクロプロセッサ
にストアする。リングダウン振幅を最大振幅及び−3d
B振幅と比較し、且つ両振幅間のリングダウン時間Tを
記録する。FとTから共振器の正確な3.01dB帯域
幅BWを決定し、且つ帯域幅から対数増幅器の対数特性
が極めて正確に校正できる。リップル誤差はマイクロプ
ロセッサ内のルックアップテーブル内にストアされる。
った点で、周波数を計数して、周波数差Fを最大振幅と
約−3dB点の振幅と共に記録する。次に、共振器にエ
ネルギーをチャージしてリングダウンを実行する。対数
増幅器の出力を再度デジタイズしてマイクロプロセッサ
にストアする。リングダウン振幅を最大振幅及び−3d
B振幅と比較し、且つ両振幅間のリングダウン時間Tを
記録する。FとTから共振器の正確な3.01dB帯域
幅BWを決定し、且つ帯域幅から対数増幅器の対数特性
が極めて正確に校正できる。リップル誤差はマイクロプ
ロセッサ内のルックアップテーブル内にストアされる。
利得誤差はアナログ信号に変換して対数増幅器の利得を
調整する。
調整する。
[実施例]
第1図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。電
子機器内の校正したい対数増幅器(10)はスイッチ(
14)を介して帯域フィルタとじて作用する単一ポール
の共振器(16)に結合される掃引周波数発生器(12
)を有する。この対数増幅器(10)及び共振器(16
)の正確な特性・は未知である。対数増幅器(10)の
出力はデジタイザ(20)を介してマイクロプロセッサ
(18)に結合する。周波数カウンタ(22)を掃引周
波数発生器(12)の出力に接続してマイクロプロセッ
サ(18)に入力される掃引周波数発生器の出力信号の
周波数を決定する。マイクロプロセッサ(18)は必要
な計算と掃引周波数発生器(12)、周波数カウンタ(
22)及びスイッチ(14)の動作制御を行う。マイク
ロプロセッサ(18)はデジタルアナログ変換器(DA
C)(24)を介して対数増幅器(10)に利得制御信
号を与えて利得誤差を補正する。
子機器内の校正したい対数増幅器(10)はスイッチ(
14)を介して帯域フィルタとじて作用する単一ポール
の共振器(16)に結合される掃引周波数発生器(12
)を有する。この対数増幅器(10)及び共振器(16
)の正確な特性・は未知である。対数増幅器(10)の
出力はデジタイザ(20)を介してマイクロプロセッサ
(18)に結合する。周波数カウンタ(22)を掃引周
波数発生器(12)の出力に接続してマイクロプロセッ
サ(18)に入力される掃引周波数発生器の出力信号の
周波数を決定する。マイクロプロセッサ(18)は必要
な計算と掃引周波数発生器(12)、周波数カウンタ(
22)及びスイッチ(14)の動作制御を行う。マイク
ロプロセッサ(18)はデジタルアナログ変換器(DA
C)(24)を介して対数増幅器(10)に利得制御信
号を与えて利得誤差を補正する。
スイッチ(14)を閉じて時点TOに校正シーケンスを
開始すると、共振器(16)は時点T1に定常状態にな
るまでチャージアップされる。時点Tlに掃引周波数発
生器(12)の出力は共振器(16)の全周波数レンジ
をカバーする範囲で掃引する。対数増幅器(10)の出
力は第2図に示す周波数特性曲線(26)である。共振
器(16)の周波数特性曲線はデジタイズして、周波数
カウンタ(22)からの対応する周波数値と共にマイク
ロプロセッサ(18)にストアする。
開始すると、共振器(16)は時点T1に定常状態にな
るまでチャージアップされる。時点Tlに掃引周波数発
生器(12)の出力は共振器(16)の全周波数レンジ
をカバーする範囲で掃引する。対数増幅器(10)の出
力は第2図に示す周波数特性曲線(26)である。共振
器(16)の周波数特性曲線はデジタイズして、周波数
カウンタ(22)からの対応する周波数値と共にマイク
ロプロセッサ(18)にストアする。
記録された周波数応答に基づき、マイクロプロセッサ(
18)は概略帯域幅Fを計算し、最大振幅と約−3dB
点の振幅を記録する。
18)は概略帯域幅Fを計算し、最大振幅と約−3dB
点の振幅を記録する。
次に、マイクロプロセッサ(18)は周波数応答により
決まる共振周波数の高振幅試験信号で共振器(16)を
充電し、且つ時点T2でスイッチ(14)を開き、この
発振器がリングダウンするようにする。この共振器(1
6)は単一ポールの帯域フィルタであるので、それは校
正信号として実質的に完全な指数減衰特性を生じる。共
振器(16)からの指数減衰が対数増幅器(10)を通
過するとき、対数増幅器からの出力は第2図の略直線(
28)で示す如く直線状に変化する。完全な直線からの
偏差又は不完全さはリップル誤差となるが、これはマイ
クロプロセッサ(18)により決定してルックアップテ
ーブルにストアする。
決まる共振周波数の高振幅試験信号で共振器(16)を
充電し、且つ時点T2でスイッチ(14)を開き、この
発振器がリングダウンするようにする。この共振器(1
6)は単一ポールの帯域フィルタであるので、それは校
正信号として実質的に完全な指数減衰特性を生じる。共
振器(16)からの指数減衰が対数増幅器(10)を通
過するとき、対数増幅器からの出力は第2図の略直線(
28)で示す如く直線状に変化する。完全な直線からの
偏差又は不完全さはリップル誤差となるが、これはマイ
クロプロセッサ(18)により決定してルックアップテ
ーブルにストアする。
また、マイクロプロセッサ(18)は、対数線形出力が
最大値から一3dB点に低下(リングダウン)するのに
要する時間Tを決定する。FとTから、共振器(16)
の正確に3.01dB低下帯域を次式を用いて求める。
最大値から一3dB点に低下(リングダウン)するのに
要する時間Tを決定する。FとTから、共振器(16)
の正確に3.01dB低下帯域を次式を用いて求める。
BW−10/27. 2875/T* 1 o g (
F/BW)” +1 ここで、Tは約−3dBリングダウンの時間(秒)であ
り、Fは共振器の約3dB低下点間の周波数差()Iz
)であり、これはTを測定した時のデジタイザ(20)
と同じ数値である。またBWは共振器(16)の正確な
3.0103dB低下の共振器周波数(H2)である。
F/BW)” +1 ここで、Tは約−3dBリングダウンの時間(秒)であ
り、Fは共振器の約3dB低下点間の周波数差()Iz
)であり、これはTを測定した時のデジタイザ(20)
と同じ数値である。またBWは共振器(16)の正確な
3.0103dB低下の共振器周波数(H2)である。
一度共振器(16)の帯域幅BWを決定すると、対数増
幅器(10)は極めて正確に校正できる。
幅器(10)は極めて正確に校正できる。
その理由は対数リングダウンの割合は27.2875*
BWであって、その結果はdB/秒となるからである。
BWであって、その結果はdB/秒となるからである。
決定した利得誤差は、DAC(24)を介して対数増幅
器に利得補正信号を与えることによりマイクロプロセッ
サ(18)で補償される。
器に利得補正信号を与えることによりマイクロプロセッ
サ(18)で補償される。
対数増幅器を有するスペクトラム・アナライザの如き電
子機器を校正するには、表示のスケールを1dB/di
vに設定し、対数増幅器の利得をdaclとして記録し
、且つ適当な共振器フィルタ(16)を校正したい対数
増幅器に対して選択する。マイクロプロセッサ(18)
は掃引周波数発生器(12)に指令を与えて共振器(1
6)に掃引周波数信号を与え、デジタイザ(20)の振
幅と周波数カウンタ(22)からの対応する周波数を夫
々振幅(y)及び周波数(X)として記録する0表示の
基準レベルは、デジタイザ(20)からの最大振幅が垂
直方向に3目盛を超す、即ち3dBを超すようにセット
する。最大振幅は(yma x、xma x)として決
定する。垂直l目盛当たり100の分解能を有するデジ
タイザ(20)では、概略帯域幅点は300を最大振幅
から差し引いたybw=ymax−300で決定できる
。
子機器を校正するには、表示のスケールを1dB/di
vに設定し、対数増幅器の利得をdaclとして記録し
、且つ適当な共振器フィルタ(16)を校正したい対数
増幅器に対して選択する。マイクロプロセッサ(18)
は掃引周波数発生器(12)に指令を与えて共振器(1
6)に掃引周波数信号を与え、デジタイザ(20)の振
幅と周波数カウンタ(22)からの対応する周波数を夫
々振幅(y)及び周波数(X)として記録する0表示の
基準レベルは、デジタイザ(20)からの最大振幅が垂
直方向に3目盛を超す、即ち3dBを超すようにセット
する。最大振幅は(yma x、xma x)として決
定する。垂直l目盛当たり100の分解能を有するデジ
タイザ(20)では、概略帯域幅点は300を最大振幅
から差し引いたybw=ymax−300で決定できる
。
次に、概略舎域幅Fはピーク振幅点の両側の2つの帯域
点間の周波数差(deltax)を求めることにより決
定する。
点間の周波数差(deltax)を求めることにより決
定する。
次に、マイクロプロセッサ(18)は共振器(16)を
最大振幅yma xに対応する固定周波数試験信号でチ
ャージする。この固定周波数試験信号の振幅は掃引周波
数試験信号の振幅より大きく、関心ある領域の前にリン
グダウン曲線の過渡状態が生じるようにする。その後、
マイクロプロセッサ(18)はスイッチ(14)に開放
指令を送り、対数増幅器(10)からのリングダウンデ
ータをデジタイザ(20)を介して得るようにする。ピ
ークデータ点と概略帯域データ点に対応するリングダウ
ンデータ点の時間及び振幅座標(X、y)を決定する。
最大振幅yma xに対応する固定周波数試験信号でチ
ャージする。この固定周波数試験信号の振幅は掃引周波
数試験信号の振幅より大きく、関心ある領域の前にリン
グダウン曲線の過渡状態が生じるようにする。その後、
マイクロプロセッサ(18)はスイッチ(14)に開放
指令を送り、対数増幅器(10)からのリングダウンデ
ータをデジタイザ(20)を介して得るようにする。ピ
ークデータ点と概略帯域データ点に対応するリングダウ
ンデータ点の時間及び振幅座標(X、y)を決定する。
一般に、X座標の正しい値は補間により求める。その理
由は、ピークデータ点と概略帯域データ点はリングダウ
ン曲線のサンプリング点と正確には一致しないためであ
る。このようにして決定したXの値から、リングダウン
時間Tを決定する。FとTの値から共振器(16)の実
際の帯域幅を前述した試験機器を用いて決定する。
由は、ピークデータ点と概略帯域データ点はリングダウ
ン曲線のサンプリング点と正確には一致しないためであ
る。このようにして決定したXの値から、リングダウン
時間Tを決定する。FとTの値から共振器(16)の実
際の帯域幅を前述した試験機器を用いて決定する。
対数増幅器(10)の利得は次式から求められる。
利得=傾斜/(dB/div)+インタセプトその理由
は、対数増幅器の出力は指数入力に対して略直線である
ためである。従って、10目盛のリングダウン時間は1
0と1010目盛間で決められ、1目盛は100である
。dBlの値は次式から決定する。
は、対数増幅器の出力は指数入力に対して略直線である
ためである。従って、10目盛のリングダウン時間は1
0と1010目盛間で決められ、1目盛は100である
。dBlの値は次式から決定する。
dB1=rdtime*BW*2728.75’/10
00 スケールは10dB/divに設定し、対数増幅器の利
得をdacloとして記録する。新たなリングダウンデ
ータを取り、一定振幅間(例えば1000と400)の
リングダウン時−を決定する。dBloの値は次式から
求める。
00 スケールは10dB/divに設定し、対数増幅器の利
得をdacloとして記録する。新たなリングダウンデ
ータを取り、一定振幅間(例えば1000と400)の
リングダウン時−を決定する。dBloの値は次式から
求める。
dB10=rdtime*BW*272B、75/60
0 dBl、dBlo、dacl及びdacloの値から、
傾斜(スロープ)及びインタセプトを次式を用いて決定
する。
0 dBl、dBlo、dacl及びdacloの値から、
傾斜(スロープ)及びインタセプトを次式を用いて決定
する。
1頃斜−(daclo−dacl)/
(1/dB 10−1/dB l)
インタセプト干dacl−傾斜*dB1傾斜とインタセ
プトから、対数振幅の完全な利得特性を決定する。
プトから、対数振幅の完全な利得特性を決定する。
また、利得線が定まると、リップル誤差、即ちリングダ
ウンデータの直線からの偏差は容易に決定でき且つルッ
クアップテーブルにロードして対数増幅器の校正を完了
する。
ウンデータの直線からの偏差は容易に決定でき且つルッ
クアップテーブルにロードして対数増幅器の校正を完了
する。
校正したい対数増幅器(10)を含む総ての素子をスペ
クトラム・アナライザ等の電子機器内に含め、外部試験
機器が不要になるようにすることも可能である。校正は
電子機器を最初に作動させたとき及びその後定期的且つ
自動的に実施してもよ(、また予定の温度上昇が生じた
ときに実施しても良い。
クトラム・アナライザ等の電子機器内に含め、外部試験
機器が不要になるようにすることも可能である。校正は
電子機器を最初に作動させたとき及びその後定期的且つ
自動的に実施してもよ(、また予定の温度上昇が生じた
ときに実施しても良い。
[発明の効果]
以上説明した通り、本発明の対数増幅器用校正器及び校
正方法によると、電子機器内部に使用する対数増幅器を
、共振器の周波数特性を決定し、且つ共振器の概略帯域
幅と共振器が最大及び−3dB点に対応する振幅間のリ
ングダウン時間から対数増幅器の正確な−3,01dB
帯域幅を決定して、外部試験機器を使用する事なく対数
増幅器の正確な校正が可能になる。よって、特に掃引周
波数発生器を内蔵しているスペクトラム・アナライザの
対数増幅器の簡単且つ高精度の校正に使用する場合に好
適である。
正方法によると、電子機器内部に使用する対数増幅器を
、共振器の周波数特性を決定し、且つ共振器の概略帯域
幅と共振器が最大及び−3dB点に対応する振幅間のリ
ングダウン時間から対数増幅器の正確な−3,01dB
帯域幅を決定して、外部試験機器を使用する事なく対数
増幅器の正確な校正が可能になる。よって、特に掃引周
波数発生器を内蔵しているスペクトラム・アナライザの
対数増幅器の簡単且つ高精度の校正に使用する場合に好
適である。
第1図は本発明による対数増幅器校正器のブロック図、
第2図は本発明の対数増幅器校正器の校正動作中の対数
増幅器の出力を示す図、第3図は本発明による対数増幅
器校正器の動作説明図、第4図は従来の対数増幅器校正
システムのブロック図である。 図中、(10)は対数増幅器、(16)は共振器、(1
4)は信号中断手段、(18)、(20)、(22)及
び(24)は校正パラメータ決定手段である。
第2図は本発明の対数増幅器校正器の校正動作中の対数
増幅器の出力を示す図、第3図は本発明による対数増幅
器校正器の動作説明図、第4図は従来の対数増幅器校正
システムのブロック図である。 図中、(10)は対数増幅器、(16)は共振器、(1
4)は信号中断手段、(18)、(20)、(22)及
び(24)は校正パラメータ決定手段である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、試験信号を入力に受け対数増幅器に出力を印加する
共振器と、 該共振器への試験信号の印加を中断して上記共振器の出
力を指数的に低下させる手段と、上記対数増幅器の出力
から校正パラメータを決定する手段と を具えることを特徴とする対数増幅器用校正器。 2、掃引周波数信号をスイッチ及び共振器を介して対数
増幅器に印加することと、 該対数増幅器の出力をデジタイズして上記共振器の周波
数特性としてストアすることと、上記共振器を固定周波
数信号でチャージした後上記対数増幅器を介して指数的
に減衰させることと、 上記対数増幅器の減衰出力をデジタイズして線形対数応
答としてストアすることと、 上記周波数応答及び線形対数応答から上記対数増幅器の
校正パラメータを計算することとを具える対数増幅器の
校正方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US121187 | 1987-11-16 | ||
| US07/121,187 US4785419A (en) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | Logarithmic amplifier calibrator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01160206A true JPH01160206A (ja) | 1989-06-23 |
| JPH0666623B2 JPH0666623B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=22395122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63287482A Expired - Lifetime JPH0666623B2 (ja) | 1987-11-16 | 1988-11-14 | 対数増幅器用校正器及び校正方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4785419A (ja) |
| JP (1) | JPH0666623B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110531296A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-12-03 | 格威半导体(厦门)有限公司 | 电池管理系统的增益校准方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4876654A (en) * | 1988-04-01 | 1989-10-24 | Wavetek Microwave, Inc. | True RMS power demodulation system and method for a modulated RF signal |
| US5065351A (en) * | 1989-03-30 | 1991-11-12 | Eastman Kodak Company | Stabilization and calibration of precision electronic circuit component |
| US5142284A (en) * | 1990-04-25 | 1992-08-25 | Tektronix, Inc. | Sample and hold with intermediate reset voltage outside of the magnitude range of the input |
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