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A Method of Measuring Impedance Fast using FFT

By 浄彦 豊田 and 初男 児島

Abstract

1. 供試した測定システムのハードウェア構成および信号処理アルゴリズムにより,ノイズFFTインピーダンス法によるインピーダンス測定が可能であり,ダミーセルに対応するBode線図,Cole-Coleのプロットが得られることを確認した。2. 信号処理に際して,アンチェリアジング・フィルタ,移動平均,積算平均などの方法がノイズの低減,測定精度の向上に大きく寄与することが分かった。3. 本研究で示した汎用機器による計測システムでも,従来のインピーダンスメーター等に比べて迅速な測定が可能であることが分かった。今回の実験では,ノイズ発生器の最高周波数,ポテンショスタットの応答速度の制約から,測定上限周波数は約20kHzに制限されたが,一般にインピーダンス測定では広帯域が要求されるため,十分な帯域とはいえない。そこで,高周波特性に優れた雑音発生器およびI/V変換アンプ等の導入が必要と考えられる。また,FFT処理は短時間の演算で周波数性を求めるのに適しているが,帯域の拡張に伴い,測定点数が著しく増加するため,計算時間が限界となる。そこでDSP(Digital Signal Processor)等の高速演算を利用した線形予測法の採用も必要と考えられる。現在,これらについて検討を進めている。 / An impedance measuring system based on the fast Fourier transform (FFT) algorithm was constructed by application of only commercially available interfaces and C language available for an personal computer PC-9801. A modification of the sampling system is effective for reducing errors : the aliasing is much reduced because of the Nyquist frequency being doubled by using a programmable anti-aliasing filter; the moving averaging and cumulative averaging also reduced the noisy variation. This modification enables us to acquire accuracy data and successful results in the Bode diagram and the Cole-Cole plot for a tested dummy cell. The modified impedance measurement using the FFT algorithem may be applicable to a plant cell and the measurement time to get frequency spectra may be made extremely shorter than with an impedance meter

Publisher: 神戸大学農学部
Year: 1994
OAI identifier: oai:infocom.co.jp:G0000003oai:00198260

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