br>[0345] (電流限制模式）
[0346] 函數(shù)發(fā)生器123-邊從函數(shù)發(fā)生器121向測定部13輸出任意波形的電流信號，一邊 依次地產(chǎn)生正弦波SG,f，SG,f/2,......，3&,￡/11，并把這些正弦波3&,:￡?，3&,:￡72,......，SG,f/n作為參照 信號，依次分別供給到鎖相放大器154、155。
[0347] 鎖相放大器154把從函數(shù)發(fā)生器123依次地供給的正弦波SG,f，SG, f/2,……，SG,f/n作 為參照信號，提取出從測定部13依次地供給的電壓信號（響應(yīng)信號）的頻率分量f，f/ 2,……，f/n的信息(實(shí)部、虛部），然后供給到多通道A/D轉(zhuǎn)換器156。此外，也可以只提取出 從由測定部13依次供給的電壓信號（響應(yīng)信號）的頻率分量f的信息(實(shí)部、虛部），然后供給 到多通道A/D轉(zhuǎn)換器156。在這種情況下，也可以只把正弦波S c,f作為參照信號，從函數(shù)發(fā)生 器123供給鎖相放大器154。
[0348] 鎖相放大器155把從函數(shù)發(fā)生器123依次地供給的正弦波SG,f，SG, f/2,……，SG,f/n作 為參照信號，提取出從函數(shù)發(fā)生部121依次地供給的電流信號的頻率分量f，f/2,……，f/n 的信息(實(shí)部、虛部），然后供給到多通道A/D轉(zhuǎn)換器156。
[0349] 4通道A/D轉(zhuǎn)換器156把從鎖相放大器154依次地供給的頻域的電壓信號VresUd， Vres(t2),……，Vres ( U)各自的頻率分量f，f/2，……，f/η的信息(實(shí)部、虛部），以及從鎖相放 大器155依次地供給的頻域的電流信號I in()，Iin(t2)，……，Iin(tm)各自的頻率f，f/ 2,……，f/n的信息(實(shí)部、虛部），依次地從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并供給到運(yùn)算部16。
[0350] (變形例2)
[0351] 參照圖11，對本技術(shù)的第一實(shí)施方式的變形例2的計(jì)量裝置lb的結(jié)構(gòu)的一個例子 進(jìn)行說明。該計(jì)量裝置lb具備信號發(fā)生部12b及解析部14b來代替信號發(fā)生部12及解析部14 (參照圖6)，這一點(diǎn)與第一實(shí)施方式的計(jì)量裝置1不同。
[0352] 信號發(fā)生部12b具備函數(shù)發(fā)生器121。解析部14b具備提取部15b以及運(yùn)算部16。提 取部15b具備2通道A/D轉(zhuǎn)換器157以及傅里葉變換器158。此外，在第一實(shí)施方式的變形例2 中，對與第一實(shí)施方式相同的部位賦予相同的符號并省略其說明。
[0353] 以下，對2通道A/D轉(zhuǎn)換器157及傅里葉變換器158的動作的一個例子，分為電位限 制模式和電流限制模式來進(jìn)行說明。
[0354](電位限制模式）
[0355] 2通道A/D轉(zhuǎn)換器157把從函數(shù)發(fā)生器121供給的任意波形的電壓信號(輸入信號）， 以及從測定部13供給的電流信號（響應(yīng)信號），依次地從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并供給 到傅里葉變換器158。
[0356] 傅里葉變換器158通過對從2通道A/D轉(zhuǎn)換器157供給的電壓信號和電流信號進(jìn)行 傅里葉變換，計(jì)算出每時每刻都在變化的頻率f，f/2，……，f/η分量的頻域的電壓信號V in (tl),Vin(t2),……，Vin(tm)，以及每時每刻都在變化的頻率f分量的頻域的電流信號I res (ti) Jres(t2),……，Ires(U)，并把這些信息(實(shí)部、虛部)供給到運(yùn)算部16。
[0357](電流限制模式）
[0358] 2通道A/D轉(zhuǎn)換器157把從函數(shù)發(fā)生器121供給的任意波形的電流信號(輸入信號）， 以及從測定部13供給的電壓信號（響應(yīng)信號），依次地從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并供給 到傅里葉變換器158。
[0359] 傅里葉變換器158通過對從2通道A/D轉(zhuǎn)換器157供給的電流信號和電壓信號進(jìn)行 傅里葉變換，計(jì)算出每時每刻都在變化的頻率f，f/2，……，f/η分量的頻域的電流信號I in (tl),Iin(t2),……，Iin(tm)，以及每時每刻都在變化的頻率f分量的頻域的電壓信號Vres (tl),Vres(t2), ······，VreS(U)，并把這些信息(實(shí)部、虛部)供給到運(yùn)算部16〇
[0360] 〈4第二實(shí)施方式〉
[0361] [4.1計(jì)量裝置的概略結(jié)構(gòu)]
[0362] 參照圖12,對本技術(shù)的第二實(shí)施方式的計(jì)量裝置2的概略結(jié)構(gòu)的一個例子進(jìn)行說 明。該計(jì)量裝置2是施加正弦波方式的計(jì)量裝置，具備:控制部11、信號發(fā)生部22、測定部23、 解析部24、存儲部17以及操作部18。解析部24具備提取部25以及運(yùn)算部26。此外，在第二實(shí) 施方式中，對與第一實(shí)施方式相同的部位賦予相同的符號并省略其說明。
[0363] 第二實(shí)施方式的計(jì)量裝置1與第一實(shí)施方式同樣地，具有3種動作模式，即（1)電位 限制模式(恒電位模式），⑵也流限制模式(恒電流模式）以及⑶它們的復(fù)合模式。
[0364] (信號發(fā)生部）
[0365] 信號發(fā)生部22產(chǎn)生頻率f，2f，……，nf(n:2以上的整數(shù)）的正弦波。然后，把產(chǎn)生的 頻率f的正弦波作為輸入信號供給到測定部23,并且把產(chǎn)生的頻率f，2f，……，nf的正弦波 作為參照信號供給到解析部24。
[0366](測定部）
[0367]測定部23把從信號發(fā)生部22供給的輸入信號（正弦波)供給到測定樣品3,并測定 針對這些輸入信號的響應(yīng)信號，然后供給到解析部24。
[0368](解析部）
[0369]解析部24把從信號發(fā)生部22供給的頻率f，2f，……，nf的正弦波作為參照信號，并 且根據(jù)由測定部23供給的響應(yīng)信號，計(jì)算出1個線性阻抗和(n-1)個非線性阻抗(例如2次以 后的非線性阻抗）。
[0370](提取部）
[0371]提取部25把從信號發(fā)生部22供給的頻率f，2f，……，nf的正弦波作為參照信號，并 且從由測定部23供給的響應(yīng)信號中，提取出各個頻率分量f，2f，……，nf的信息，然后供給 到運(yùn)算部26。
[0372](運(yùn)算部）
[0373]運(yùn)算部26根據(jù)由提取部25供給的各個頻率分量f，2f，……，nf的信息，計(jì)算出1個 線性阻抗和(n-1)個非線性阻抗(例如2次以后的非線性阻抗），并供給到存儲部17。
[0374] [4.2計(jì)量裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)]
[0375]參照圖13,對本技術(shù)的第二實(shí)施方式的計(jì)量裝置2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一個例子進(jìn)行說 明。信號發(fā)生部22具備函數(shù)發(fā)生器22h，2212,……，221n。提取部25具備鎖相放大器25h， 251 2,……，251n，以及多通道A/D轉(zhuǎn)換器252。
[0376](函數(shù)發(fā)生器）
[0377] 在電位限制模式下，函數(shù)發(fā)生器22U，2212,……，221"分別產(chǎn)生正弦波SP, f， Sp,2f，......，Sp,nf。然后，把所產(chǎn)生的正弦波Sp,f作為電壓信號(輸入信號)供給到測定部23。此 外，把所產(chǎn)生的正弦波Sp, f，Sp, 2f，......，Sp, nf作為參照信號，分別供給到鎖相放大器251l， 2512,......，251n〇
[0378] 在此，SP,nf的下標(biāo)"P"表示動作模式是電位限制模式(恒電位模式），"nf"表示正弦 波的頻率為nf。因此，正弦波S P,f，SP,2f，……，SP,nf分別是具有電位限制模式中的頻率f， 2f，……，nf的正弦波。
[0379] 另一方面，在電流限制模式下，函數(shù)發(fā)生器22h，2212，……，221"分別產(chǎn)生正弦波 Sc, f，Sc, 2f，......，Sc, nf。然后，把所產(chǎn)生的正弦波Sc, f作為電流信號(輸入信號）I in⑴供給到 測定部23。此外，把所產(chǎn)生的正弦波SG,f，SG,2f，……，S G,nf作為參照信號，分別供給到鎖相放 大器 25h，2512,……，251n。
[0380] 在此，SG,nf的下標(biāo)"G"表示動作模式是在電流限制模式(恒電流模式），"nf"表示正 弦波的頻率為nf。因此，正弦波S c,f，Sc,2f，……，Sc, nf分別是具有電流限制模式中的頻率f， 2f，……，nf的正弦波。
[0381 ]此外，在本實(shí)施方式中，以由函數(shù)發(fā)生器22h，2212，……，221n分別產(chǎn)生的正弦波 的頻率間隔△ f為恒定間隔（△ f = f)的情況作為例子進(jìn)行說明，但頻率間隔△ f不限于這個 例子。此外，也可以不以恒定的間隔，而是以一定的比率來改變正弦波的頻率。
[0382](測定部）
[0383] 測定部23例如是穩(wěn)壓器/恒流器。測定部23通過模式切換控制部111的控制，動作 模式被設(shè)定成電位限制模式及電流限制模式中的任一個。在電位限制模式下，測定部23基 于從函數(shù)發(fā)生器221:供給的電壓信號(輸入信號），對施加到測定樣品3的電壓進(jìn)行限制。然 后，通過該電位限制，測定在測定樣品3中流通的電流，然后把其測定結(jié)果作為電流信號（響 應(yīng)信號)分別供給到鎖相放大器25h，251 2,……,251n〇
[0384] 另一方面，在電流限制模式下，測定部23基于從信號發(fā)生部22供給的電流信號(輸 入信號），對在測定樣品3中流通的電流進(jìn)行限制。然后，通過該電流限制，測定施加到測定 樣品3的電壓，然后把其測定結(jié)果作為電壓信號（響應(yīng)信號）分別供給到鎖相放大器25h， 2512,......，251n〇
[0385] (鎖相放大器）
[0386] 在電位限制模式下，鎖相放大器251ι，2512,......，251n分別把從函數(shù)發(fā)生器221ι， 2212,……，221n供給的正弦波SP,f，SP,2f，……，S P,nf作為參照信號，并且從由測定部23供給 的電流信號（響應(yīng)信號）中，提取出頻率分量f，2f，……，nf的信息(實(shí)部、虛部），然后供給到 多通道A/D轉(zhuǎn)換器252。
[0387]另一方面，在電流限制模式下，鎖相放大器251ι，2512,......，25ln分別把從函數(shù)發(fā) 生器22h，2212,……，221n供給的正弦波SG,f，S G,2f，……，SG,nf作為參照信號，并且從由測定 部23供給的電壓信號（響應(yīng)信號）中，提取出頻率分量f，2f，……，nf的信息(實(shí)部、虛部），然 后供給到多通道A/D轉(zhuǎn)換器252。
[0388] (多通道A/D轉(zhuǎn)換器）
[0389] 在電位限制模式下，多通道A/D轉(zhuǎn)換器252把從鎖相放大器25h，2512,……，251"供 給的頻域的電流信號的頻率分量f，2f，……，nf的信息（實(shí)部、虛部)從模擬信號轉(zhuǎn)換成 數(shù)字信號，并供給到運(yùn)算部26。
[0390]在電流限制模式下，多通道A/D轉(zhuǎn)換器252把從鎖相放大器25h，2512,……，251"供 給的頻域的電壓信號Vres的頻率分量f，2f，……，nf的信息（實(shí)部、虛部)從模擬信號轉(zhuǎn)換成 數(shù)字信號，并供給到運(yùn)算部26。
[0391] (運(yùn)算部）
[0392] 在電位限制模式下，運(yùn)算部26把從多通道A/D轉(zhuǎn)換器252供給的電流信號Ires的頻 率分量f，2f，......，nf的信息(實(shí)部、虛部)與輸入電壓Vin的振幅代入到數(shù)學(xué)式(8)，計(jì)算出Ω 維的線性阻抗分量Ζ(1)Ρ，以及Ων，Ων2,……，Ων1- 1維的非線性阻抗分量Ζ(2)ρ，Ζ(3)ρ，……，Ζ (η)Ρ，然后供給到存儲部17。
[0393]另一方面，在控制電流模式下，運(yùn)算部26把從多通道A/D轉(zhuǎn)換器252供給的電壓信 號Vre3S的頻率分量f，2f，……，nf的信息（實(shí)部、虛部）與輸入電流Ιιη的振幅代入到數(shù)學(xué)式 (16)，計(jì)算出Ω維的線性阻抗分量Z (1)c，以及Ω /Α，Ω /A2,……，Ω /A1-1維的非線性阻抗分量 Z(1)g,Z(2)g,……，Z (n)G，然后供給到存儲部17。
[0394] 在復(fù)合模式下，運(yùn)算部26除了使用如上所述地計(jì)算出的線性阻抗Z(1)P和Z(1)G，以及 把非線性阻抗分量Z (2)p，Z(3)p，……，Z(n)P與Z(2) g，Z(3)g，……，Z(n)G以外，作為第一實(shí)施方式， 計(jì)算出線性阻抗以及非線性阻抗，并供給到存儲部17。
[0395] [4.3電位限制模式的動作]
[0396] 以下，參照圖14,對電位限制模式下的計(jì)量裝置2的動作的一個例子進(jìn)行說明。
[0397] 首先，在步驟SI 11中，通過模式切換控制部111的控制，測定部23被設(shè)定為電位限 制模式。
[0398] 接著，在步驟S112中，函數(shù)發(fā)生器221!，2212,……，221"分別產(chǎn)生正弦波S P, f， Sp,2f，......，Sp,nf。然后，把所產(chǎn)生的正弦波Sp,f作為電壓信號(輸入信號)供給到測定部23,并 且把所產(chǎn)生的正弦波Sp,f，Sp,2f，......，Sp,nf作為參照信號，分別供給到鎖相放大器251l， 2512,......，251n〇
[0399] 接著，在步驟SI 13中，測定部23把與從函數(shù)發(fā)生器221:供給的電壓信號（輸入信 號）成比例的電壓，施加到探測器13a與13b之間。然后，測定部23測定針對該電壓的施加而 在測定樣品3中流通的電流值，并獲取與該電流值成比例的電流信號I res，供給到鎖相放大 器 25h，2512,……，251n。
[0400] 接著，在步驟S114中，鎖相放大器25h，2512,……，251n分別把從函數(shù)發(fā)生器22h， 2212,……，221n供給的正弦波SP,f，SP,2f，……，S P,nf作為參照信號，從由測定部23供給的電 流信號中，提取出頻率分量f，2f，……，nf的信息（實(shí)部、虛部）。提取出的頻率分量f， 2f,……，nf的信息(實(shí)部、虛部)在多通道A/D轉(zhuǎn)換器252中從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并 供給到運(yùn)算部26。
[0401 ]接著，在步驟S115中，運(yùn)算部26把從多通道A/D轉(zhuǎn)換器252供給的頻域的電流信號 Ires的頻率分量f，2f，……，nf的信息(實(shí)部、虛部)與輸入電壓Vin的振幅代入到數(shù)學(xué)式(4)， 計(jì)算出Ω維的線性阻抗分量Z (1)P，以及Ω vH(i : 2以上的整數(shù))維的非線性阻抗分量Z(2)P，Z (3)p,……，Z(n)P，然后供給到存儲部17。
[0402]接著，在步驟S116中，存儲部17對從運(yùn)算部26供給的線性阻抗分量Z(1)P以及非線 性阻抗分量Z(2)P，Z⑶p，……，Z('進(jìn)行存儲。
[0403] [4.4電流限制模式的動作]
[0404]以下，參照圖15,對電流限制模式下的計(jì)量裝置2的動作的一個例子的進(jìn)行說明。 [0405]首先，在步驟S121中，通過模式切換控制部111的控制，測定部23被設(shè)定為電流限 制模式。
[0406] 接著，在步驟S122中，函數(shù)發(fā)生器221!，2212,……，221"分別產(chǎn)生正弦波SG, f， Sc,2f，......，Sc,nf。然后，把所產(chǎn)生的正弦波Sc,f作為電壓信號（輸入信號）Iin供給到測定部 23，并且把所產(chǎn)生的正弦波36,￡，36,2￡，......，SG,nf作為參照信號，分別供給到鎖相放大器 251i，25l2,......，251n〇
[0407] 接著，在步驟S123中，測定部23使與從函數(shù)發(fā)生器22lH*給的電流信號（輸入信 號）成比例的電流，在探測器13a與13b之間流通。然后，測定部23測定針對該電流而施加于 測定樣品3的電壓值，并獲取與該電壓值成比例的電壓信號Vres，供給到鎖相放大器25h， 2512,......，251 n〇
[0408] 接著，在步驟S124中，鎖相放大器25h，2512,……，251n分別把從函數(shù)發(fā)生器22h， 2212,……，221n供給的正弦波SG,f，SG, 2f，……，SG,nf作為參照信號，從由測定部23供給的電 壓信號中，提取出頻率分量f，2f，……，nf的信息（實(shí)部、虛部）。提取出的頻率分量f， 2f,……，nf的信息(實(shí)部、虛部)在多通道A/D轉(zhuǎn)換器252中從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并 供給到運(yùn)算部26。
[0409]接著，在步驟S125中，運(yùn)算部26把從多通道A/D轉(zhuǎn)換器252供給的頻域的電壓信號 Vres的頻率分量f，2f，……，nf的信息(實(shí)部、虛部)與輸入電流Ιιη的振幅代入到數(shù)學(xué)式(5)， 計(jì)算出Ω維的線性阻抗分量Z(1)c，以及Ω/ΑΗ(?:2以上的整數(shù))維的非線性阻抗分量Z(1)c，Z (2)g，……，Z(n)G，然后供給到存儲部17。
[0410] 接著，在步驟S126中，存儲部17對從運(yùn)算部26供給的線性阻抗分量Z(1)G以及非線 性阻抗分量Z (2)G，Z(3V……，z(n\進(jìn)行存儲。
[0411] [4.5變形例]
[0412] (變形例1)
[0413] 參照圖16,對本技術(shù)的第二實(shí)施方式的變形例1的計(jì)量裝置2a的結(jié)構(gòu)的一個例子 進(jìn)行說明。該計(jì)量裝置2a具備信號發(fā)生部22a及解析部24a來代替信號發(fā)生部22及解析部24 (參照圖13)，這一點(diǎn)與第二實(shí)施方式的計(jì)量裝置2不同。
[0414] 信號發(fā)生部22a具備函數(shù)發(fā)生器221:以及函數(shù)發(fā)生器222。解析部24a具備提取部 25a以及運(yùn)算部26。提取部25a具備鎖相放大器253以及2通道A/D轉(zhuǎn)換器254。此外，在第二實(shí) 施方式的變形例1中，對與第二實(shí)施方式相同的部位賦予相同的符號并省略其說明。
[0415] 以下，對函數(shù)發(fā)生器222、鎖相放大器253以及2通道A/D轉(zhuǎn)換器254的動作的一個例 子，分為電位限制模式和電流限制模式來進(jìn)行說明。
[0416](電位限制模式）
[0417]函數(shù)發(fā)生器222依次地產(chǎn)生正弦波SP,f，SP, 2f，……，SP,nf，并把這些正弦波SP,f， Sp, 2f，......，Sp, nf作為參照信號，依次地供給到鎖相放大器253。
[0418]鎖相放大器253把從函數(shù)發(fā)生器222依次地供給的正弦波Sp, f，Sp, 2f，......，Sp, nf作為 參照信號，依次地提取測定部23供給的電流信號（響應(yīng)信號）中所含的頻率分量f，2f，……， nf的信息(實(shí)部、虛部）。
[0419] 2通道A/D轉(zhuǎn)換器254把鎖相放大器253依次地供給的電流信號所含的頻率分量f， 2f,……，nf的信息，從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并供給到運(yùn)算部26。
[0420](電位限制模式）
[0421 ]函數(shù)發(fā)生器222依次地產(chǎn)生正弦波SG, f，SG, 2f，……，SG, nf，并把這些正弦波SG, f， Sc, 2f，......，Sg, nf作為參照信號，依次地供給到鎖相放大器253。
[0422] 鎖相放大器253把從函數(shù)發(fā)生器222依次地供給的正弦波SG,f，SG,2f，……，S G,nf作為 參照信號，依次地提取測定部23供給的電壓信號（響應(yīng)信號）中所含的頻率分量f，2f，……， nf的信息(實(shí)部、虛部）。
[0423] 2通道A/D轉(zhuǎn)換器254把鎖相放大器253依次地供給的電壓信號所含的頻率分量f， 2f,……，nf的信息，從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并供給到運(yùn)算部26。
[0424] (變形例3)
[0425] 參照圖17,對本技術(shù)的第二實(shí)施方式的變形例2的計(jì)量裝置2b的結(jié)構(gòu)的一個例子 進(jìn)行說明。該計(jì)量裝置2b具備信號發(fā)生部22b及解析部24b來代替信號發(fā)生部22及解析部24 (參照圖13)，這一點(diǎn)與第二實(shí)施方式的計(jì)量裝置2不同。
[0426] 信號發(fā)生部22b具備函數(shù)發(fā)生器22h。解析部24b具備提取部25b以及運(yùn)算部26。提 取部25b具備A/D轉(zhuǎn)換器255以及傅里葉變換器256。此外，在第二實(shí)施方式的變形例2中，對 與第二實(shí)施方式相同的部位賦予相同的符號并省略其說明。
[0427] 以下，對2通道A/D轉(zhuǎn)換器255及傅里葉變換器256的動作的一個例子，分為電位限 制模式和電流限制模式來進(jìn)行說明。
[0428](電位限制模式）
[0429] A/D轉(zhuǎn)換器255把測定部23供給的電流信號（響應(yīng)信號）從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號，并供給到傅里葉變換器256。
[0430]傅里葉變換器256通過對從A/D轉(zhuǎn)換器255供給的電流信號進(jìn)行傅里葉變換，把該 頻域的電流信號Ires的頻率分量f，2f，……，nf的信息(實(shí)部、虛部)供給到運(yùn)算部26。
[0431] (電流限制模式）
[0432] A/D轉(zhuǎn)換器255把測定部23供給的電壓信號（響應(yīng)信號）從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號，并供給到傅里葉變換器256。
[0433] 傅里葉變換器256通過對從A/D轉(zhuǎn)換器255供給的電壓信號進(jìn)行傅里葉變換，把該 頻域的電壓信號vres的頻率分量f，2f，……，nf的信息(實(shí)部、虛部)供給到運(yùn)算部26。
[0434] 〈5第三實(shí)施方式〉
[0435] [5.1電子設(shè)備以及電池組的概略結(jié)構(gòu)]
[0436] 參照圖18,對本技術(shù)的第三實(shí)施