오실로스코프 기반 인덕턴스 측정 방법, 안전, 정확성 및 실용적인 응용 프로그램
2026-09-28 1338

인덕턴스는 오실로스코프를 사용하여 직접 측정할 수 없습니다. 대신, 오실로스코프는 전압, 전류 관련 신호, 위상 관계 또는 제어된 테스트 설정하에서의 공진을 관찰하는 데 사용되며, 이러한 측정으로부터 인덕턴스가 계산됩니다. 이 기사는 알려진 저항기 방법과 LC 공진 방법 두 가지 실용적인 접근 방식을 설명합니다. 또한 테스트 설정, 접지 안전, 주파수 선택, 측정 정확도, 일반적인 오류, 그리고 LCR 미터가 더 적합할 수 있는 시점도 다룹니다.

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그림 1. 오실로스코프 기반 인덕턴스 측정

오실로스코프 기반 인덕턴스 측정 방법

오실로스코프는 일반적으로 인덕턴스를 직접 측정하지 않습니다. 대신, 오실로스코프는 전압과 시간과 같은 전기적 양을 측정하여 인덕터가 AC 신호에 어떻게 반응하는지 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 인덕터는 전류의 변화를 반대하므로, 그 전기적 특성은 인덕턴스와 적용된 신호의 주파수 모두에 따라 달라집니다. 전압, 전류 관련 신호, 위상 차이 또는 공진을 관찰함으로써 인덕턴스를 간접적으로 계산할 수 있습니다. [1,3]

일반적인 접근 방법 중 하나는 알려진 저항기 방법입니다. 알려진 값의 저항기가 테스트 회로에 연결되어 저항기에서의 전압이 인덕터를 통과하는 전류를 나타내도록 합니다. 오실로스코프는 이 전류 관련 파형을 인덕터나 적용된 신호와 관련된 전압과 비교합니다. 그들의 진폭과 위상 관계를 통해 인덕터의 인덕티브 동작을 결정하고 인덕턴스를 계산할 수 있습니다. [1]

또 다른 접근 방법은 공진 방법입니다. 이 방법에서는 인덕터가 알려진 용량을 가진 커패시터와 결합되어 공진 회로를 형성합니다. 오실로스코프는 회로가 공진에 도달하는 주파수를 식별하는 데 사용됩니다. 공진 주파수는 인덕턴스와 용량 모두에 따라 달라지므로, 측정된 공진 주파수와 알려진 커패시터 값을 통해 알 수 없는 인덕턴스를 결정할 수 있습니다. [3,5]

따라서 두 방법 모두 오실로스코프를 직접 유도 계측기로가 아니라 파형 측정 기기로 사용합니다. 다음 섹션에서는 각 방법에 대한 회로 설정 및 측정 절차를 설명합니다.

필요한 것과 테스트 회로 설정 방법

알려진 저항기 방법을 사용하여 오실로스코프를 이용해 유도성을 측정하기 위해, 인덕터를 기준 저항기와 직렬로 연결하고 신호 발생기로 회로를 구동합니다. 오실로스코프는 회로의 선택된 지점에서 전압을 모니터링하여 인덕터의 동작을 다음 측정 단계에서 결정할 수 있습니다.[1]

필요한 장비

• 오실로스코프 – 테스트 회로의 전압 파형을 표시합니다.

• 신호 발생기 – AC 테스트 신호를 공급합니다.

• 기준 저항기 – 측정된 전압으로부터 회로 전류를 결정하는 데 사용되는 알려진 저항을 제공합니다.

• 테스트 중인 인덕터 – 그 유도성이 측정될 구성 요소입니다.

• 오실로스코프 프로브 – 오실로스코프 채널을 필요한 측정 지점에 연결합니다.

• 연결선 또는 브레드보드 – 물리적인 회로 연결을 제공합니다.

기준 저항기는 알려지거나 측정된 저항 값을 가져야 합니다. 그 저항은 또한 저항기와 인덕터와 관련된 전압이 신뢰할 수 있는 오실로스코프 측정을 위해 충분히 큰 값을 유지하도록 선택되어야 합니다. 한 전압이 다른 전압에 비해 매우 작으면 측정 불확실성이 증가할 수 있습니다.

기본 테스트 회로

전형적인 연결은 다음과 같습니다:

함수 발생기 출력 → 기준 저항기 R_ref → 인덕터 L_x → 공통 회로 기준

저항기와 인덕터가 직렬로 연결되어 있으므로 동일한 전류가 두 구성 요소를 통해 흐릅니다.[1]

두 채널 오실로스코프의 경우, CH1 은 기준 저항기의 입력 측에서 함수 발생기 출력을 측정할 수 있으며, CH2 는 R_ref와 L_x 사이의 노드를 측정합니다. 두 프로브 기준 리드는 오실로스코프와 신호 발생기의 접지 배열이 이를 안전하게 허용하는 경우 동일한 공통 회로 기준에 연결해야 합니다.

그림 2. 알려진 저항기를 사용한 오실로스코프 기반 유도성 측정을 위한 테스트 회로 설정

측정을 시작하기 전에 두 오실로스코프 채널을 적절한 전압 범위로 설정하여 파형이 명확하게 보이도록 합니다. 신호 발생기를 안정적인 주기적 파형, 일반적으로 사인파로 설정하고, 인덕터, 저항기, 신호 발생기 또는 오실로스코프 입력을 과부하하지 않는 적절한 출력 레벨로 시작합니다.

이 단계에서는 목표가 안정적인 테스트 회로를 구축하고 명확한 파형을 얻는 것뿐입니다. 다음 섹션에서는 측정된 전압이 인덕턴스를 계산하는 데 어떻게 사용되는지를 설명합니다.

알려진 저항기를 사용하여 인덕턴스를 측정하는 방법

그림 2와 같이 회로가 연결되면 오실로스코프 측정을 사용하여 인덕터의 임피던스를 결정할 수 있습니다. 실제 인덕터는 직렬 저항과 인덕티브 리액턴스 모두를 가지고 있으므로 이러한 구성 요소를 정확하게 분리해야 할 때 위상 정보가 필요합니다. [1,3]

측정 절차

1. 신호 발생기를 안정적인 사인파 주파수로 설정하고 테스트 주파수 f를 기록합니다.
2. CH1로 입력 전압을 측정하고 CH2로 인덕터 전압을 측정합니다.
3. 오실로스코프 수학 함수를 사용하여 기준 저항기 전압을 얻습니다.

V_R = V_CH1 − V_CH2

4. 직렬 회로를 통한 전류를 계산합니다.

I = V_R R_ref

5. 크기를 계산합니다. 인덕터 임피던스:

Z_L = V_L I

V_L와 V_R에 대해 동일한 전압 측정 유형을 사용하십시오. 두 경우 모두 RMS 값을 사용하십시오.

저항과 리액턴스 분리

오실로스코프가 인덕터 전압과 회로 전류 간의 위상 각 q_L 를 측정할 수 있다면, 인덕터 임피던스의 저항 성분과 리액티브 성분을 분리할 수 있습니다.

동등한 직렬 저항은:

R_s = |Z_L| cos(θ_L)

유도 리액턴스는:

X_L = |Z_L| sin(θ_L)

인덕턴스는 다음과 같습니다:

L = X_L 2πf

이 방법은 실제 인덕터가 순수한 인덕티브 성분처럼 작용하지 않고 권선 저항 및 기타 손실을 가진다는 사실을 반영합니다.

이상 인덕터 근사

유도체의 저항 성분이 유도 리액턴스에 비해 작다면 임피던스는 순수하게 유도성으로 근사할 수 있습니다. 이 경우:

X_L ≈ V_L I

그리고:

L ≈ V_LR_ref 2πfV_R

이 방정식은 이상적인 유도체 근사입니다. 이들은 유도체 임피던스의 저항 부분이 무시할 수 있다고 가정합니다. 권선 저항 또는 다른 손실이 작지 않을 때는 상당한 오류를 가져올 수 있습니다.

예제 작업

가정합니다:

• R_ref = 100Ω

• f = 1.00 kHz

• V_R = 0.707 VRMS

• V_L = 0.707 VRMS

• θ_L = 80°

회로 전류는 다음과 같습니다:

I = 0.707 100 = 7.07 mA

유도체 임피던스의 크기는:

|Z_L| = 0.707 0.00707 = 100 Ω

등가 직렬 저항은:

R_s = 100 cos(80°) ≈ 17.4 Ω

유도 리액턴스는:

X_L = 100 sin(80°) ≈ 98.5 Ω

따라서:

L = 98.5 2π(1000) ≈ 0.0157 H

L≈15.7 mH

오실로스코프 접지 및 측정 안전

일반적인 벤치 오실로스코프는 일반적으로 프로브 접지 클립을 보호 접지에 연결합니다. 이로 인해 지면 전위에서 의도되지 않은 회로 점에 프로브 접지 클립을 부착하면 의도하지 않은 단락이 발생하거나 프로브 접지 연결을 통해 과도한 전류가 흐를 수 있습니다. 오실로스코프는 명확하게 식별된 안전한 회로 기준으로만 사용하십시오. [2,7,8]

테스트 또는 측정 회로가 포함된 측정 장비는 IEC 61010-2-030과 같은 안전 요구 사항에 따라 규제가 됩니다. 이는 측정 회로 및 외부 회로와의 연결과 관련된 위험을 다룹니다. [9]

안전 실천	해야 할 일
하나의 공통 접지 기준 사용	오실로스코프와 신호 발생기 접지를 의도된 공통 회로 기준 점에만 연결하십시오. [2]
접지 단락 피하기	표준 지면 참조 프로브 접지를 보호 접지와 다른 전위의 회로 점에 연결하지 마십시오. [2,8]
재배선 전에 전원 차단	프로브를 이동하거나 저항, 유도체 또는 배선을 변경하기 전에 신호 소스를 끄십시오. [2,9]
저전압에서 테스트 유지	유도 측정 시 가능할 때마다 저전압, 분리된 벤치 신호를 사용하십시오.
오실로스코프를 떠 있지 않게 하지 마십시오	부동 측정을 얻기 위해 오실로스코프의 보호 접지 연결을 무력화하거나 분리하지 마십시오. [2,8]
필요한 경우 차동 측정 사용	어느 측정점도 안전하게 지면에 연결할 수 없다면 차동 프로브 또는 적절한 분리 측정 시스템을 사용하십시오.
차동 프로브 한계 확인	테스트 중인 회로에 대해 적절한 차동 전압 등급, 공통 모드 전압 등급, 대역폭, 작동 전압 및 측정 범주를 가진 차동 프로브를 선택하십시오.
모든 장비 등급 확인	오실로스코프, 프로브, 액세서리 및 테스트 리드가 관련된 전압, 주파수, 과도 환경 및 측정 범주에 적합한지 확인하십시오. [2,8,9]

중요한 접지 규칙

일반적인 지면 참조 오실로스코프에서 여러 프로브의 접지 클립은 일반적으로 장비의 접지 및 보호 접지 시스템을 통해 내부적으로 연결됩니다. 이 클립을 서로 다른 회로 전위에 연결하면 의도하지 않은 단락이 발생할 수 있습니다. [2]

이 문서에 설명된 저전압 저항-유도체 측정을 위해 모든 장비 접지를 동일한 공통 회로 기준 점 에 연결하고 신호 소스가 꺼진 경우에만 배선 변경을 하십시오.

이 개정판은 " 적절히 등급이 매겨진 차동 프로브"라는 모호한 문구를 확인해야 하는 실제 매개변수로 교체합니다: 차동 전압, 공통 모드 전압, 대역폭, 작동 전압 및 측정 범주. 또한 섹션을 긴 표준 논의로 바꾸지 않고 IEC 61010-2-030 을 도입합니다.

공명 방법을 이용한 유도 측정

공진 방법은 알려지지 않은 값을 가진 인덕터와 알려진 값을 가진 커패시터를 사용합니다. 신호 주파수는 회로가 공진 상태에 도달할 때까지 변경됩니다. 그런 다음 공진 주파수를 사용하여 인덕턴스를 계산합니다. [3,5]

기본 회로

그림 3. 오실로스코프를 이용한 인덕턴스 측정을 위한 LC 공진 테스트 회로

절차

• 알려지지 않은 인덕터와 알려진 커패시터를 LC 회로에 연결합니다.

• 사인파 신호를 적용합니다.

• 신호 주파수를 천천히 변화시킵니다.

• 오실로스코프를 관찰하고 회로가 가장 강한 공진 응답을 보이는 주파수를 찾습니다.

• 이 주파수를 f_r로 기록합니다.

• 인덕턴스를 다음을 사용하여 계산합니다:

여기서:

L = 헨리 단위의 인덕턴스

f_r = 헤르츠 단위의 공진 주파수

C= 패럿 단위의 알려진 정전 용량

작업 예제

가정:

C = 100 nF

및:

f_r = 5.00 kHz

값을 변환합니다:

C = 100 x 10^-9F

f_r = 5000 Hz

그런 다음:

L = 1 4π²(5000)²(100 × 10⁻⁹)

L ≈ 0.0101 H

따라서, 측정된 인덕턴스는 대략 10.1 mH입니다.

저항기 방법 대 공진 방법

두 방법 모두 인덕턴스를 간접적으로 결정하지만, 측정되는 양이 다르고 그로 인해 오차 원인이 다릅니다.

비교	알려진 저항기 방법	공진 방법
측정된 양	기준 저항기와 인덕터에서의 전압; 위상도 측정될 수 있습니다.	최대 직렬 전류 또는 최대 전류 감지 저항기 전압에서 확인된 공진 주파수
추가 구성 요소	알려진 기준 저항기	알려진 커패시터; 전류 감지 저항기도 사용될 수 있습니다.
필요한 계산	전류, 인덕터 임피던스, 리액턴스 및 인덕턴스를 계산합니다.	공진 주파수와 알려진 정전 용량으로부터 인덕턴스를 계산합니다.
위상 측정	인덕티브 리액턴스와 직렬 저항을 정확히 분리할 때 필요합니다.	이상적인 공진 계산에는 필요하지 않습니다.
주요 오차 원인	기준 저항기 허용오차, 전압 측정 오차, 위상 오차, 인덕터 직렬 저항, 프로브 로딩 및 파형 왜곡	커패시터 허용오차, 공진 주파수 측정 오차, 코일 저항, 커패시터 ESR, 기생 정전 용량 및 넓은 공진
주파수 제한	테스트 주파수는 측정 가능한 리액턴스를 생성해야 하며, 기생 효과가 지배하는 영역 아래에 있어야 합니다.	공진은 인덕터, 커패시터, 신호 발생기 및 오실로스코프의 사용 가능한 주파수 범위 내에서 발생해야 합니다.
손실의 영향	손실은 측정된 임피던스에 영향을 미치며, 정확성이 요구될 때 리액턴스로부터 분리되어야 합니다.	손실은 Q를 감소시키고 공진 피크를 넓히며, 공진 주파수를 정확히 식별하기 더 어렵게 만듭니다.
주요 계산 기준	ZL = VL/I, 그 다음 위상이 가능할 때 RS와 XL를 분리합니다.	L = 1/(4p2fr2C)는 이상적인 LC 관계에 대한 것입니다.

따라서 두 방법은 주로 측정되는 것과 어떤 불확실성이 지배하는지에서 다릅니다. 알려진 저항기 방법은 전압과 위상 측정의 품질에 크게 의존하며, 공진 방법은 알려진 커패시터 값과 공진 주파수를 얼마나 명확하게 식별할 수 있는지에 크게 의존합니다.

적절한 테스트 주파수 선택

알려진 저항기 방법의 경우, 저항기와 인덕터 전압이 명확하게 측정될 수 있도록 충분한 인덕티브 리액턴스를 생성하는 테스트 주파수를 선택합니다. 주파수가 너무 낮으면, X_L =2pfL가 인덕터의 권선 저항과 비교하여 작아져 측정 불확실성이 증가할 수 있습니다. [3]

테스트 주파수는 인덕터의 자기 공진 주파수보다 상당히 낮아야 하며, 자기 공진에 가까워질수록 기생 정전 용량이 점점 더 중요해지기 때문입니다. 자기 공진을 넘어서면, 구성 요소는 더 이상 주로 인덕터처럼 동작하지 않을 수 있습니다. [3,5]

제조업체 데이터에 인덕턴스 테스트 주파수가 지정되면, 실제적인 경우 해당 주파수를 사용하여 오실로스코프 측정값을 데이터시트 값과 의미 있게 비교할 수 있도록 합니다. 응용 프로그램별 테스트의 경우, 인덕터의 유도 영역 내에 남아 있으면서 의도된 작동 영역 내의 주파수가 더 관련성이 있을 수 있습니다. [3]

실제 인덕터 동작: 저항, 기생 용량, 그리고 자기 공진

실제 인덕터는 이상적인 인덕턴스처럼 동작하지 않습니다. 그 인선, 코어 재료, 기하학, 및 구조는 측정된 임피던스와 인덕턴스에 영향을 미치는 저항, 커패시턴스, 및 주파수 의존 손실을 도입합니다.

단순화된 등가 모델에는 의도된 인덕턴스 L, 유효한 직렬 저항 R_S, 및 기생 커패시턴스 C_p가 포함됩니다. [3]

그림 4. 실제 인덕터의 등가 회로

DC 저항

권선 와이어는 유한한 DC 저항(DCR)을 가지고 있습니다. 이 저항은 전류가 인덕터를 통과할 때 전압 강하와 전력 소모를 유발합니다. [4,7] 그러나 DCR만으로는 AC 작동 중 모든 손실을 나타내지 않습니다. 권선 스킨 효과, 근접 효과, 코어 손실, 및 기타 주파수 의존 메커니즘이 유효한 직렬 저항을 증가시킬 수 있습니다. [3,6]

기생 커패시턴스

인접한 권선 턴과 전도 구조는 작은 의도하지 않은 커패시턴스를 생성합니다. 이는 기생 커패시턴스 로 표현되며 주파수가 상승함에 따라 점점 더 중요해집니다.

손실 및 Q 팩터

실제 인덕터의 손실은 일반적으로 품질 인자 Q를 사용하여 설명됩니다. 지정된 측정 주파수에서 시리즈 등가 모델의 경우:

Q = X_L R_s

다음과 같은 관계가 있습니다:

X_L = 2πfL

그러므로 관계는 다음과 같이도 쓸 수 있습니다:

Q = 2πfL R_s

여기서 R_S는 측정 주파수에서의 유효 직렬 저항이며, 단순히 DC 권선 저항이 아닙니다. 이는 명시된 AC 테스트 조건 하에서 인덕터와 관련된 저항 손실을 나타냅니다.

더 큰 Q는 반응 임피던스가 해당 주파수에서의 유효 저항 손실에 비해 크다는 것을 의미합니다. [4]

자기 공진 주파수

인덕터의 의도된 인덕턴스와 기생 커패시턴스는 서로 공진할 수 있습니다. 이러한 일이 발생하는 주파수를 자기 공진 주파수(SRF)라고 합니다.

SRF 이하에서 구성 요소는 일반적으로 주로 인덕터로 동작합니다. SRF 근처에서는 기생 커패시턴스가 임피던스에 강하게 영향을 미칩니다. SRF 이상에서는 용도 행동이 지배적일 수 있으므로, 구성 요소는 더 이상 주로 인덕터로 동작하지 않을 수 있습니다. [3,5]

DC 바이어스, 테스트 신호 수준, 및 코어 비선형성

인덕턴스는 DC 바이어스 전류 및 AC 테스트 신호 진폭에 따라 달라질 수 있으며, 특히 자성 코어를 사용하는 인덕터의 경우에 그렇습니다.

DC 전류가 증가함에 따라 코어 작동 지점이 변합니다. 일부 인덕터에서는 이것이 코어가 포화에 가까워질 때 유효 또는 증분 인덕턴스를 감소시킵니다. 따라서 제조업체는 인덕턴스를 일정한 값으로 처리하기보다는 DC 전류 대비 인덕턴스 곡선을 제공할 수 있습니다.

AC 테스트 신호 수준도 중요합니다. 작은 신호 측정은 기존 자성 작동 지점 주위에서 인덕턴스를 결정하는 반면, 더 큰 자극은 코어를 비선형 자화 곡선의 더 넓은 부분으로 이동시킬 수 있습니다. 따라서 측정된 인덕턴스는 테스트 진폭이 변경될 때 다를 수 있습니다.

의미 있는 오실로스코프 측정을 위해, 인덕터를 상당한 비선형 작동으로 구동하지 않는 테스트 진폭을 사용하십시오. 그 경우의 동작이 특별히 조사되지 않는 한, 제조업체가 인덕턴스 테스트 수준, 테스트 주파수 또는 DC 바이어스 조건을 지정한 경우, 측정값을 데이터시트 값과 비교할 때 해당 조건을 사용하십시오.

이는 페라이트 코어, 분말철, 및 전력 인덕터에 특히 중요합니다. 여기서 인덕턴스는 전류 및 자극 수준에 따라 달라질 수 있습니다.

주파수 의존 동작

유효 저항, 기생 커패시턴스, 자속 손실, 및 인덕턴스는 모두 주파수에 따라 달라질 수 있으므로, 실제 인덕터는 모든 작동 조건에서 완벽하게 일정한 전기 값을 가지지 않습니다. 따라서 데이터시트는 일반적으로 정해진 조건에서 인덕턴스, Q, 임피던스, SRF, 테스트 주파수, 신호 수준, 및 때때로 DC 바이어스를 지정합니다.

인덕턴스 측정 정확도 및 오류 원천

오실로스코프 기반 인덕턴스 측정은 테스트 구성 요소, 기기, 프로브 및 연결의 정확도에 영향을 받습니다. 전압, 위상, 저항, 주파수 또는 구성 요소 값의 오류는 계산된 인덕턴스에 전파될 수 있습니다. 지배적인 원인은 알려진 저항기 방법 또는 공진 방법이 사용되는지에 따라 다릅니다. [1,2,3]

오류 원인	측정에 미치는 영향
기준 저항기 허용오차	잘못된 Rref 값은 알려진 저항기 방법에서 계산된 전류를 변경하고 따라서 계산된 임피던스 및 인덕턴스를 변경합니다.
오실로스코프 진폭 정확도	전압 측정 오류는 VR, VL 및 그 비율에 영향을 미칩니다. 하나의 측정된 전압이 다른 전압에 비해 훨씬 작을 경우 오류는 더 중요해질 수 있습니다.
위상 정확도	위상 오류는 인덕터 임피던스의 저항과 리액티브 부분의 분리를 영향을 미치고 따라서 XL 및 L에 영향을 미칩니다.
콘덴서 허용오차	공진 방법에서는 알려진 콘덴서 값의 불확실성이 계산된 인덕턴스의 불확실성을 초래합니다.
주파수 정확도	주파수 오류는 L = XL/(2pf)와 또한 공진 관계 L=1/(4p2fr2C)에 영향을 미칩니다.
프로브 로딩	프로브 저항 및 정전 용량은 회로를 약간 변경하여 측정된 전압, 위상 또는 공진을 이동시킬 수 있으며, 특히 고주파에서 그러합니다. [2]
리드 및 배선 기생 요소	테스트 리드, 브레드보드 및 연결은 측정된 임피던스나 공진 주파수를 변경할 수 있는 저항, 인덕턴스 및 정전 용량을 추가합니다. [3]
발생기 출력 임피던스	소스 임피던스는 실제 테스트 회로의 일부가 되어 전류 및 전압 분포에 영향을 미칠 수 있습니다.
전기적 잡음	잡음 및 파형 불안정성은 진폭, 타이밍, 위상 및 공진 측정의 불확실성을 증가시킵니다.
기기 교정	교정 오류는 전압, 위상 및 주파수 측정에 체계적인 오류를 도입할 수 있습니다.

간단한 측정 불확실성 예시

약 10.0 mH의 측정된 인덕턴스를 고려하십시오. 다음 숫자는 설명용 불확실성 예산일 뿐이며, 모든 오실로스코프나 테스트 설정의 사양이 아닙니다.

알려진 저항기 측정의 경우, 추정된 상대 기여도를 가정하면 다음과 같습니다:

• 기준 저항기: ±0.5%

• 오실로스코프 진폭 측정: ±1.0%

• 위상 관련 기여: ±1.0%

• 프로브 로딩 및 배선 기생 요소: ±0.7%

• 주파수 정확도: ±0.1%

이러한 독립적인 기여도가 제곱근 합으로 결합되면:

u_r ≈ √ (0.5%)² + (1.0%)² + (1.0%)² + (0.7%)² + (0.1%)²

u_r ≈ 1.7%

따라서 설명적 결과는 다음과 같습니다:

L ≈ 10.0 mH±0.17 mH

공진 방법의 경우, 콘덴서 허용오차는 직접 인덕턴스 계산에서 여러 저항기 방법의 항목을 대체합니다.

±1%의 콘덴서 허용오차는 L에 약 ±1%의 불확실성을 기여하며, 공진 주파수 오류는 L이 f_r^-2에 의존하기 때문에 그 상대 오류의 약 두 배의 기여를 합니다. 프로브 로딩 및 배선 기생 요소는 관찰된 공진을 이동시켜 추가 불확실성을 더할 수 있습니다.

이 예시는 불확실성 예산이 어떻게 구성되는지를 보여주기 위한 것입니다. 실제 불확실성은 사용되는 특정 저항기, 콘덴서, 오실로스코프, 프로브, 신호 발생기 및 테스트 장비의 사양을 사용해야 합니다. 제조업체나 발표된 연구에서 특정 불확실성이나 정확도 수치를 보고하는 경우 이를 명시된 테스트 조건 하에 얻은 제3자 데이터로 식별하고 오실로스코프 기반 인덕턴스 측정에 대한 보편적인 정확도 사양으로 간주해서는 안 됩니다.

오실로스코프 파형 해석 및 문제 해결 결과

좋은 측정은 안정적이고 반복 가능한 파형을 생성해야 하며, 명확하게 측정할 수 있을 만큼 충분히 큰 형태와 진폭을 가져야 합니다. 비정상적인 추적은 종종 인덕턴스의 진정한 변화보다는 연결, 신호 수준 또는 측정 조건의 문제를 나타냅니다.

파형 또는 결과	그것이 나타낼 수 있는 것	교정 조치
깨끗하고 안정적인 사인파	정상적인 측정 조건	계산에 필요한 진폭, 타이밍 또는 위상 값을 기록하십시오.
예상 위상 이동	정상 유도 동작	선택한 방법이 필요로 하는 경우 측정된 위상 관계를 사용하십시오.
불안정하거나 드리프팅 되는 추적	트리거가 잠기지 않았거나 소스가 불안정합니다	트리거 레벨과 소스를 조정한 후 발생기 주파수가 안정적인지 확인하십시오.
잘린 파형	신호 진폭이 너무 높거나 회로의 일부가 포화 상태이거나 과부하 상태입니다.	발생기 진폭을 줄이고 오실로스코프 수직 범위를 확인하십시오.
왜곡된 사인파	과도한 구동, 코어 비선형성, 열악한 소스 파형 또는 부하	신호 레벨을 낮추고 발생기 파형을 확인하십시오.
소음이 많은 파형	전기 간섭, 불량 연결 또는 신호가 너무 작음	연결을 개선하고 불필요한 리드를 줄이며 적절할 때 유용한 신호 레벨을 증가시키십시오.
예상보다 작은 진폭	잘못된 프로브 포인트, 불량 연결 또는 부적합한 테스트 조건	측정 포인트와 회로 연결을 확인하십시오.
예상보다 큰 진폭	잘못된 채널 스케일링, 프로브 감쇠 설정 또는 공진 관련 전압 상승 [2]	프로브 계수와 오실로스코프 채널 설정을 확인하십시오.
계산된 유도 값이 비현실적입니다.	측정된 전압, 위상, 주파수 또는 부품 값이 잘못 입력되었을 수 있습니다.	계산을 반복하기 전에 표시된 값, 단위 및 부품 값을 다시 확인하십시오.
파형이 주파수에 따라 크게 변함	인덕터 또는 테스트 회로가 강하게 주파수 의존적이 되고 있습니다 [4]	인근 주파수에서 측정을 비교하고 측정이 의도된 작동 영역에 남아 있는지 확인하십시오.

정상 파형이 어떻게 보여야 하는지

사인파 테스트 신호와 함께 표시된 파형은 일반적으로 부드럽고 주기적으로 유지되어야 합니다. 알려진 저항기 방법에서 저항기 전압은 전류 파형을 나타내며, 인덕터 관련 전압은 일반적으로 이에 대한 위상 이동을 표시합니다 [1,4]. 정확한 위상 관계는 회로에 존재하는 실제 저항 및 기생 효과에 따라 다릅니다.

공진 측정의 가장 중요한 특징은 저항 주파수 주변에서의 명확한 응답 변화 [3]입니다. 잘 정의되지 않거나 불규칙한 피크는 공진점을 식별하기 어렵게 만들 수 있습니다.

문제 해결은 계산된 유도값을 해석하기 전에 표시된 파형이 안정적이고, 잘리지 않으며, 올바르게 스케일링되고, 의도된 회로 포인트에서 측정되었는지 먼저 검사하는 데 집중해야 합니다.

유도 측정의 실용적인 예

오실로스코프 기반의 유도 측정은 인덕터가 실제 회로에 적합한지, 알려지지 않은 구성 요소를 식별하거나 측정된 값을 예상 사양과 비교할 때 유용할 수 있습니다.

벅 컨버터 인덕터

벅 변환기는 인덕터에 의존하여 전류 리플을 제어하고 스위칭 중에 에너지를 저장합니다. 인덕턴스를 측정하면 교체 또는 알려지지 않은 인덕터가 요구 사항에 가까운지 확인할 수 있습니다. 섹션 3의 알려진 저항기 방법은 이 유형의 벤치 테스트에 적합합니다.

알려지지 않은 코일

표시가 없는 코일이나 구세주 코일에는 읽을 수 있는 인덕턴스 값이 없을 수 있습니다. 오실로스코프를 사용하여 측정하면 가능한 용도를 식별하는 데 도움이 되는 근사 값을 제공합니다. 코일과 사용 가능한 구성 요소에 따라 알려진 저항기 방법이나 공진 방법을 사용할 수 있습니다.

오디오 크로스오버 인덕터

수동 스피커 크로스오버의 인덕터는 드라이버 간에 주파수가 어떻게 분할되는지 결정하는 데 도움을 줍니다. 인덕턴스가 의도한 값과 크게 다르면 크로스오버 응답이 변화할 수 있습니다. 따라서 코일을 측정하는 것은 크로스오버 구성 요소를 검사, 교체 또는 구축할 때 유용합니다.

RF 인덕터

RF 인덕터는 주파수 의존적 동작에 더 민감합니다. 그 유효 인덕턴스와 임피던스는 작동 주파수가 증가함에 따라 변화할 수 있습니다. 따라서 RF 인덕터를 의도된 주파수 근처에서 측정하면 저주파 측정보다 더 많은 의미 있는 정보를 제공할 수 있습니다. [4,7]

오실로스코프 대 LCR 미터로 유도 측정하기

오실로스코프와 LCR 미터는 모두 인덕턴스를 측정하는 데 사용할 수 있지만, 서로 다른 목적을 가지고 있습니다. LCR 미터는 인덕턴스 읽기를 직접 제공하는 반면, 오실로스코프는 일반적으로 측정된 파형 값을 계산에 사용해야 합니다. [1,4,5]

비교	오실로스코프	LCR 미터
측정 결과	인덕턴스는 측정된 전기량으로부터 계산됩니다	인덕턴스를 직접 표시합니다
편리함	테스트 회로와 계산이 필요합니다	구성 요소를 연결하고 필요한 측정 모드를 선택합니다
테스트 주파수	신호 발생기에서 사용할 수 있는 주파수를 사용하고 설정에 적합합니다	미터에 의해 지정된 고정 또는 선택 가능한 테스트 주파수를 사용합니다
파형 가시성	진폭, 위상, 왜곡, 잡음, 과도 동작을 보여줍니다	일반적으로 파형 모양보다 구성 요소 파라미터에 집중합니다
정확성	전체 테스트 설정 및 계산에 강하게 의존합니다	일반적으로 미터 사양에 따라 정확한 구성 요소 특성화에 더 적합합니다
측정 속도	여러 측정이 필요할 수 있기 때문에 느립니다	일반적으로 일상적인 구성 요소 테스트에는 더 빠릅니다
추가 정보	회로에서 인덕터가 전기적으로 어떻게 작동하는지를 관찰하는 데 유용합니다	많은 모델이 임피던스, Q, 소산 계수 또는 저항과 같은 파라미터도 측정할 수 있습니다
비용 고려 사항	오실로스코프와 신호 발생기가 이미 마련되어 있을 때 유용합니다	기본 모델은 저렴하지만 정밀도 및 고주파 LCR 미터는 비쌀 수 있습니다

정확하고 반복 가능한 구성 요소 값이 주요 요구 사항인 경우 전문화된 LCR 미터가 바람직합니다, 특히 많은 인덕터를 테스트해야 할 때는 더욱 그렇습니다. 특정 회로 조건에서 파형, 위상 관계, 왜곡 또는 인덕터의 동작을 보는 목적이 포함될 때 오실로스코프가 더 유용합니다. [1,3,4]

기술 참고

[1] 테크트로닉스, Inc. “오실로스코프와 함수 발생기로 인덕턴스와 커패시턴스를 측정하는 방법.” 테크트로닉스 애플리케이션 노트, 2025년 9월 21일. 문서 번호 75W-28152-2.

[2] 테크트로닉스, Inc. “프로브의 ABC.” 테크트로닉스 백서, 2024년 6월 19일.

[3] 키사이트 테크놀로지스, Inc. “임피던스 측정 핸드북.” 키사이트 테크놀로지스 애플리케이션 노트, 발행 번호 5950-3000.

[4] 키사이트 테크놀로지스, Inc. “E4980B/BL 정밀 LCR 미터 사용자 가이드.” 키사이트 테크놀로지스 사용자 매뉴얼, 발행 번호 9924-01854.EN, 2024년 12월 13일.

[5] 무라타 제조 주식회사. “인덕터와 커패시터의 고주파 특성에 대한 기본 지식 – 임피던스와 공진 (1).” 무라타 제조 기사, 2023년 1월 24일.

[6] 코일크래프트, Inc. “RF 초크로서의 인덕터.” 코일크래프트 애플리케이션 노트.

[7] 국제 전기 기술 위원회. IEC 61010-031:2022, 측정, 제어 및 실험실 용 전기 장비에 대한 안전 요구 사항 – 031 부문: 전기 테스트 및 측정을 위한 핸드헬드 및 수동 프로브 어셈블리에 대한 안전 요구 사항. IEC, 2022.

[8] 국제 전기 기술 위원회. IEC 61010-1:2010+AMD1:2016 CSV, 측정, 제어 및 실험실 용 전기 장비에 대한 안전 요구 사항 – 1부: 일반 요구 사항. IEC, 3.0판, 2016년 12월 16일.

[9] 국제 전기 기술 위원회. IEC 61010-2-030:2023, 측정, 제어 및 실험실 용 전기 장비에 대한 안전 요구 사항 – 2-030 부문: 테스트 또는 측정 회로를 갖는 장비에 대한 특별 요구 사항. IEC, 3.0판, 2023년 9월 20일.