621.382

імпедансна спектроскопія
SPICE модель
параметричний аналіз
діаграма Найквіста
impedance spectroscopy
SPICE model
parametric analysis
Nyquist plot

Розглянуто особливості SPICE моделювання вимірювальних перетворювачів імпедансної спектроскопії. На основі результатів модельних досліджень запропоновано методику аналізу похибок вимірюваних значень активної та реактивної складових імпедансу, яка ґрунтується на порівнянні малосигнального AC аналізу за змінним струмом та перехідного Transient аналізу. В ході AC аналізу отримано імпедансні діаграми Найквіста в ідеалізованому випадку, а в ході Transient аналізу розраховано значення активної ReẐ та реактивної ImẐ складових імпедансу для фактичних параметрів вимірювальних перетворювачів, у тому числі – форми активуючих сигналів. Реалізація такого підходу здійснюється шляхом синхронного детектування вихідних сигналів та інтегрування результату детектування в часових інтервалах, що відповідають їх активним та реактивним складовим.
In this paper, we examine the peculiarities of SPICE simulation measuring transducers impedance spectroscopy. Based on results of modeling research proposed the method of analysis errors measured values of active and reactive impedance component, which based on a comparison of small-signal AC analysis and Transient analysis. During AC analysis received impedance Nyquist plot in the idealized case and in the Transient analysis calculated value active ReẐ and reactive ImẐ impedance components for actual parameters of measuring transducers, including forms of activating signals. Implementation of this approach is done by synchronous detection output signals and the integration results in the detection time intervals that fit their active and reactive components.

1. Григорчак, І.І. Імпедансна спектроскопія: навч. посібник [Текст] / І.І. Григорчак, Г.В. Понеділок. – Львів. Видавництво Львівської політехніки, 2011. – 352 с.
2. Ritzmann D., Wright P.S., Davis P., Holderbaum W., Potter B. Synchrophasor-based transmission line impedance measurement, Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM), 2016, pp. 1 – 2.
3. Eeles A.S., Gottschalg R., Betts T.R. Optimising I-V measurements of high capacitance modules using dark impedance measurements, IEEE 43rd Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2016, pp. 3693 – 3697.
4. Thanh Trung Do, Michael Jordan, Hauke Langkowski, Detlef Schulz. Novel grid impedance measurement setups in electrical power systems, IEEE International Workshop on Applied Measurements for Power Systems (AMPS), 2016, pp. 1 – 6.
5. Spartak Mankovskyy, Emilia Mankovska. Symbolic model of the quadrature detector, 13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET), 2016, pp. 87 – 89.
6. Alessandro Bassi, Martin Bauer, Martin Fiedler, Thorsten Kramp, Rob van Kranenburg, Sebastian Lange, Stefan Meissner. Enabling Things to Talk: Designing IoT solutions with the IoT Architectural Reference Model, Springer, 2013, 352 p.
7. Pipino A., Pezzotta A., Resta F., De Matteis M., Baschirotto A. A rail-to-rail-input chopper instrumentation amplifier in 28nm CMOS, IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems (ICECS), 2015, pp. 73 – 76.
8. Xiaofang Zha, Yongsheng Yin. The design rail-to-rail operational amplifier used in PGA, IEEE 9th International Conference on Anti-counterfeiting, Security, and Identification (ASID), 2015, pp. 61 – 65.
9. Davide Meroni, Dario Bovio, Pietro A. Frisoli, Andrea Aliverti. Measurement of electrical impedance in different ex-vivo tissues, 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2016, pp. 2311 – 2314.
10. Steven Sandler, Charles Hymowitz. SPICE Circuit Handbook, The McGraw Hill, 2006, 326 p.
11. MICRO-CAP. Electronic Circuit Analysis Program. Spectrum Software, 2014, 8 p. [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.spectrum-soft.com.

1. Hryhorchak I.I., Ponedilok G.V. Impedance spectroscopy, teach. manual. Lviv. Lviv Polytechnic National University Publishing House, 2011, 352 р. [Іn Ukrainian].
2. Ritzmann D., Wright P.S., Davis P., Holderbaum W., Potter B. Synchrophasor-based transmission line impedance measurement, Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM), 2016, pp. 1 – 2.
3. Eeles A.S., Gottschalg R., Betts T.R. Optimising I-V measurements of high capacitance modules using dark impedance measurements, IEEE 43rd Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2016, pp. 3693 – 3697.
4. Thanh Trung Do, Michael Jordan, Hauke Langkowski, Detlef Schulz. Novel grid impedance measurement setups in electrical power systems, IEEE International Workshop on Applied Measurements for Power Systems (AMPS), 2016, pp. 1 – 6.
5. Spartak Mankovskyy, Emilia Mankovska. Symbolic model of the quadrature detector, 13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET), 2016, pp. 87 – 89.
6. Alessandro Bassi, Martin Bauer, Martin Fiedler, Thorsten Kramp, Rob van Kranenburg, Sebastian Lange, Stefan Meissner. Enabling Things to Talk: Designing IoT solutions with the IoT Architectural Reference Model, Springer, 2013, 352 p.
7. Pipino A., Pezzotta A., Resta F., De Matteis M., Baschirotto A. A rail-to-rail-input chopper instrumentation amplifier in 28nm CMOS, IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems (ICECS), 2015, pp. 73 – 76.
8. Xiaofang Zha, Yongsheng Yin. The design rail-to-rail operational amplifier used in PGA, IEEE 9th International Conference on Anti-counterfeiting, Security, and Identification (ASID), 2015, pp. 61 – 65.
9. Davide Meroni, Dario Bovio, Pietro A. Frisoli, Andrea Aliverti. Measurement of electrical impedance in different ex-vivo tissues, 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2016, pp. 2311 – 2314.
10. Steven Sandler, Charles Hymowitz. SPICE Circuit Handbook, The McGraw Hill, 2006, 326 p.
11. MICRO-CAP. Electronic Circuit Analysis Program. Spectrum Software, 2014, p. 8. Available at: http://www.spectrum-soft.com.