(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意時間長の試験信号を受け、デジタル信号を発生するアナログ・デジタル変換器と、
取込みメモリに蓄積せずに上記デジタル信号を受け、周波数領域出力を発生するＦＦＴモジュールと、
上記周波数領域出力のパワー統計値を上記任意時間長にわたって測定して、この測定結果を出力するパワー計算器とを具え、
上記任意時間長は、該任意時間長で発生する上記デジタル信号の容量が取込みメモリの蓄積容量を超える長さであることを特徴とする測定機器。
【請求項２】
任意時間のパワー統計を求める方法であって、
試験信号をアナログ・デジタル変換して、デジタル信号を発生するステップと、
取込みメモリに蓄積せずに上記デジタル信号を時間領域から周波数領域に変換するステップと、
上記周波数領域内で上記任意時間にわたって実時間でパワー統計を計算して、この計算結果を出力するステップとを具え、
上記任意時間の長さは、該任意時間に発生する上記デジタル信号の容量が取込みメモリの蓄積容量を超える長さであることを特徴とする任意時間のパワー統計を求める方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、測定機器、特に、実時間スペクトラム・アナライザである測定機器と、パワー統計を求める方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スペクトラム・アナライザやオシロスコープの如き測定機器には、実時間でデータを取込み分析する能力がある。実時間測定をできるスペクトラム・アナライザの例としては、本願出願人のテクトロニクス社製ＷＣＡ２００型、ＷＣＡ３００型、ＲＳＡ２２００型、ＲＳＡ３３００型のスペクトラム・アナライザがある（非特許文献１）。これらスペクトラム・アナライザは、データのブロックをシームレス（連続的）に捕捉して分析する。
【０００３】
実時間デジタル測定機器は、信号を実時間で捕捉するので、これら信号を、取込みメモリを用いて蓄積する。周波数マスク・トリガのようなトリガ機能（特許文献１）により、トリガの前、その間、及び後に生じた事象を捕捉し、表示したり、又は、更なる処理のためにセーブしたりする。
【０００４】
【非特許文献１】日本テクトロニクス株式会社発行「計測機器カタログ２００５」２１１〜２１８ページ
【特許文献１】特開平９−６８５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、信号の概要を識別するためにトリガを提供する他に、信号全体が取込みメモリの容量を越えた場合でも、全体の信号をカバーする他の測定が行えることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の測定機器は、任意時間長の試験信号を受け、デジタル信号を発生するアナログ・デジタル変換器（３０）と；取込みメモリに蓄積せずにデジタル信号を受け、周波数領域出力を発生するＦＦＴモジュール（５４）と；周波数領域出力のパワー統計値を上記任意時間長にわたって測定して、この測定結果を出力するパワー計算器（５５）とを具え；上記任意時間長は、この任意時間長で発生する上記デジタル信号の容量が取込みメモリの蓄積容量を超える長さであることを特徴とする。
また、本発明は、任意時間のパワー統計を求める方法であって；試験信号をアナログ・デジタル変換して、デジタル信号を発生するステップと；取込みメモリに蓄積せずにデジタル信号を時間領域から周波数領域に変換するステップと；周波数領域内で任意時間にわたって実時間でパワー統計を計算して、この計算結果を出力するステップとを具え；上記任意時間長は、この任意時間長で発生する上記デジタル信号の容量が取込みメモリの蓄積容量を超える長さであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明は、信号の概要を識別するためにトリガを提供する他に、信号全体が取込みメモリの容量を越えた場合でも、全体の信号をカバーする測定が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
よって、本発明波の測定機器は、周波数領域の出力を発生するＦＦＴ（高速周波数変換）モジュールと；このＦＦＴモジュールの周波数領域出力端に接続され、任意時間長の試験信号のパワー統計を測定するパワー計算器とを具えている。いくつかの実施例では、ある周波数帯域内に含まれるパワーを計算するスペクトラム積分モジュールか、又は、平均を計算するフィルタ／平均モジュールを含んでいる。測定機器の種々の実施例は、最大パワー、平均パワー、最小パワー、ピーク対平均パワーなどのパワー測定データを蓄積するアキュムレータを含んでいる。いくつかの実施例では、ＣＣＤＦ（Complementary Cumulative Distribution Function：相補累積分布関数）モジュールを設けて、パワーの傾向（トレンド）を追跡してもよい。
【０００９】
この測定機器は、任意の時間長の信号に対するパワー測定を行える。本発明の方法の実施例では、信号を周波数領域に変換し、その周波数領域におけるパワー統計を計算する。計算されたパワー統計は、最大パワー、最小パワー、平均パワー、ピーク対平均パワー又はＣＣＤＦ測定値を含んでもよい。
【００１０】
本発明の種々の実施例の概要は、添付図を参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。
【実施例】
【００１１】
図１は、スペクトラム計算エンジンを有する実時間スペクトラム・アナライザのブロック図である。実時間スペクトラム・アナライザ１０は、入力ＲＦ信号又は他の関心信号を受ける入力プロセッサ２０を有する。この入力プロセッサは、典型的には、ロウパス・フィルタ２２と、このフィルタに続くミキサ２４を具えている。ミキサ２４は、局部発振器２６を用いて、ろ波された入力信号を中間周波数（ＩＦ）信号に変換する。ＩＦ信号は、バンドパス・フィルタ２８を介して、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３０に入力し、デジタル信号に変換されて更に処理される。このデジタル信号は、デジタルＩＦ直角位相プロセッサ３１に入力し、このデジタル信号から同相（Ｉ）信号及び直角位相（Ｑ）信号を得る。これらＩ及びＱ信号は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）３２に入力し、モニタ３４の表示用に実時間処理される。このモニタ３４は、スペクトグラムと呼ばれる周波数対時間対振幅の３次元表示を行う。これらＩ及びＱ信号は、また、取込みメモリ３６及びトリガ発生器４０にも供給される。
【００１２】
トリガ発生器４０が事象を検出すると、トリガが発生する。このトリガにより、トリガ事象の前及び／又は後のデータを保持して、更なる処理が行われる。これら処理は、ＤＳＰ３２又は他のプロセッサ（図示せず）により行える。これら処理は、実時間分析、又は非実時間分析に利用できる。スペクトラム計算エンジン５０がデジタルＩＦ直角位相プロセッサ３１に接続され、信号パワー統計を測定する。測定機器が実時間で信号の摂動を捕獲又は分析し続ける任意の期間にわたって、この信号パワー統計を測定できる。取込みメモリの蓄積容量を超える場合でも、任意の期間にわたって、信号パワー統計を累積し更新できる。
【００１３】
図２は、スペクトラム計算エンジン５０の詳細を示す。このスペクトラム計算エンジン５０の一実施例は、Ｉ及びＱ入力を受ける循環バッファ５２を具えている。循環バッファ５２の出力は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）モジュール５４に供給される。別の実施例においては、循環バッファを用いない。ＦＦＴモジュール５４は、デジタルＩＦ直角位相プロセッサ３１が供給する実時間データに基づいて信号スペクトルを計算する。パワー計算モジュール（パワー計算器）５５がＦＦＴモジュール５４に接続されて、１つ以上の周波数帯域内に含まれるパワーに関連した値を測定し、計算する。これら帯域幅は、ユーザが定めたものでもよいし、測定機器内でデフォルトとなっていてもよい。スペクトラム計算エンジンの一実施例においては、スペクトラム積分モジュール５６が、パワー計算モジュール５５の一部として、ＦＦＴモジュール５４に接続される。別の実施例においては、スペクトラム積分モジュールを独立の回路ブロックとしてＦＦＴモジュール５４に接続する。スペクトラム積分モジュール５６は、振幅スペクトラムを加算しスケーリング（拡大／縮小）することにより、特定の単一の周波数帯域又は複数の周波数帯域内に含まれるパワーを計算する。一実施例において、複数の周波数帯域は、固定したデフォルトである。別の実施例においては、複数の周波数帯域は、ユーザが選択できる。
【００１４】
スペクトラム計算エンジン５０の実施例において、フィルタ／平均化モジュール５８がＦＦＴモジュール５４に接続される。フィルタ／平均化回路５８は、任意の期間にわたって信号パワー統計を計算する。この任意期間は、ユーザが選択してもよいし、トリガ条件によい決めてもよい。フィルタ／平均化モジュールは、単純な平均化機能ブロック、周期的平均化ブロック、又は平均化フィルタとして実現できる。図２に示すように、フィルタ／平均化モジュール５８は、パワー計算器５５の一部として実現してもよい。別の実施例においては、フィルタ／平均化モジュール５８は、分離した回路ブロックとして実現してもよい。
【００１５】
スペクトラム計算エンジン５０の一実施例において、アキュムレータを設けて、ある測定値を蓄積できる。例えば、最大パワー・アキュムレータ６２は、ある周波数帯域内の最大測定パワーを蓄積する。代わりに、多数の帯域用に、多数の最大パワー・アキュムレータを設けてもよい。同様に、最小パワー・アキュムレータ６４を設けて、最小測定パワーに関する情報を蓄積し、平均パワー・アキュムレータ６６を設けて、平均測定パワーに関する情報を蓄積してもよい。他の実施例において、ピーク対平均アキュムレータ６８を設けてもよい。いくつかの場合では、アキュムレータは、単一の値を保持してもよい。また、他の場合には、アキュムレータは、長時間にわたり多くの値を蓄積できる長いレジスタとしてアキュムレータを実現でしてもよい。
【００１６】
スペクトラム計算エンジンのいくつかの実施例において、相補累積分布関数（ＣＣＤＦ）モジュール７２を設ける。ＣＣＤＦモジュールは、ＣＣＤＦを計算し、ピークに関する情報を収集し、最大値に関する傾向情報を蓄積する。ＣＣＤＦは、測定信号の平均パワー以上のピーク・パワーがしきい値を超える可能性を示す。ＣＣＤＦモジュール７２において、信号振幅の分布は、平均パワーと共に累積される。しきい値を超える平均以上のピークの可能性は、１から０の範囲の確率として連続的に計算される。
【００１７】
図２に示すように、循環バッファ５２及びＦＦＴモジュール５４は、スペクトラム計算エンジン５０に専用のコンポーネントとして設けられている。別の実施例においては、例えば、ＦＦＴモジュールが実時間トリガ・システムと関連して設けられており、トリガ発生器のＦＦＴモジュールの出力が、トリガ回路及びパワー計算器５５の両方に接続されている。これにより、トリガ発生器内の既存の機能により、付加的に有用な測定を援助する。
【００１８】
いくつかの実施例においては、スペクトラム計算エンジン５０は、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣを用いて実現される。いくつかの実施例において、スペクトラム計算エンジン５０は、トリガ発生器の部分と共に同じＦＰＧＡ又はＡＳＩＣにより実現してもよい。他の実施例においては、スペクトラム計算エンジン５０を構成するモジュールのいくつか又は全ては、ＣＰＵ、又は汎用プロセッサ、又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）で実行されるソフトウェアを用いて実現してもよい。
【００１９】
いくつかのアプリケーションにおいて、いくつかのサンプルの損失を許容できる。サンプルの損失は、一般的には望ましくないが、一般的に用いるものとしてスペクトラム計算エンジンを用いて、これらアプリケーションを実施できる。
【００２０】
スペクトラム計算エンジン５０により求めた計算信号パワーを用いて、種々の測定を行える。例えば、広範囲の種々の信号状態にわたる信号の動きに対する包括的なシステム特徴を求めることも可能である。疑似ランダム・ビット・シーケンス（ＰＲＢＳ）駆動試験シナリオでは、スペクトラム計算エンジンで可能な計測時間パワー測定を用いて、全体的な試験シーケンスにわたる信号摂動を評価できる。これにより、ＰＲＢＳ試験シーケンスの期間又は速度が従来の測定機器の信号捕捉能力を越えた場合、又は、取込みメモリの能力を越えた場合、従来方法以上の利点がある。連続時間方法を用いることにより、全ての試験信号条件を捕捉し含むとしても、任意の長時間にわたるパワー統計の測定を維持する。いくつかの実施例において、連続時間方法測定は、測定精度が影響を受けるかもしれないが、信号を実際に測定する期間中、依然盲点となるシステムにも、有効な測定を提供できる。
【００２１】
ＣＣＤＦモジュール７２を含むスペクトラム計算エンジン５０の実施例において、ＣＣＤＦを計算し且つログをとることができ、パワー振幅の非線形性の評価に利用できる傾向情報を提供できる。
【００２２】
スペクトラム計算エンジン５０は、ピーク対平均の比、ピーク・パワー、平均パワー、最小パワーなどの種々の信号パワー統計を測定するための方法も提供する。例えば、実行平均のような実行ベースで平均パワーを測定できる。他の測定も、新たな最大又は最小を測定する際に値を更新して、実行ベースで維持できる。
【００２３】
現在のパワーを測定して、この現在のパワーを蓄積最大パワー値（蓄積された最大パワー値）と比較し、現在のパワーが蓄積最大パワー値を越えたときに、蓄積最大パワー値を更新することにより、最大パワーを求めることができる。同様に、現在のパワーを測定して、この現在のパワーを蓄積最小パワー値と比較し、現在のパワーが蓄積最小パワー値未満のときに、蓄積最小パワー値を更新することにより、最小パワーを求めることができる。ピーク対平均パワー測定は、現在のピーク値を実行平均パワーと比較して、得られる。
【００２４】
また、スペクトラム計算エンジン５０は、帯域選択パワーを測定する方法をＳＥＭ（Standard Error of the  Mean：標準誤差）又はＡＣＬＲ（Adjacent Channel Leakage Ratio：隣接チャネル漏洩比）／ＡＣＰＲ（Adjacent Channel Power Ratio：隣接チャネル漏洩パワー比）測定に関係させる。ＳＥＭ又はＡＣＬＲ／ＡＣＰＲ周波数ゾーン・パワー・レベルを求めるのに、一連の周波数帯域内に含まれる平均パワーの測定を用いることができる。一連の周波数帯域は、測定機器内でプリセットされてもよいし、又は、その代わりに、ユーザが関心のある周波数帯域を特定してもよい。ＳＥＭ又はＡＣＬＲ／ＡＣＰＲ測定にとって、一連の周波数ゾーン内に各周波数ゾーンに含まれるパワー・レベルを計算できる。いくつかの実施例では、この計算したパワー・レベルを、限定規格と比較してもよい。この限定規格は、測定機器にプリセットされていてもよいし、ユーザが設定してもよい。連続時間周波数帯域選択パワー計算方法を用いることにより、信号摂動を失うことなく、各周波数ゾーンのパワーを連続時間で計算できる。この方法により、連続時間パワー計算を試験信号の時間長にわたって実行させることにより、試験信号の全体の時間長にわたり、これら周波数ゾーンのパワーを計算できる。
【００２５】
本発明の要旨を逸脱することなく、上述の実施例の細部において種々の変形が可能なことが当業者には理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】スペクトラム計算エンジンを有する実時間スペクトラム・アナライザのブロック図である。
【図２】スペクトラム計算エンジンの実施例のブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  実時間スペクトラム・アナライザ
２０  入力プロセッサ
２２  ロウパス・フィルタ
２４  ミキサ
２６  局部発振器
２８  バンドパス・フィルタ
３０  Ａ／Ｄ変換器
３１  デジタルＩＦ直角位相プロセッサ
３２  ＤＳＰ
３４  表示モニタ
３６  取込みメモリ
４０  トリガ発生器
５０  スペクトラム計算エンジン
５２  循環バッファ
５４  ＦＦＴ
５５  パワー計算器（モジュール）
５６  スペクトラム積分モジュール
５８  フィルタ／平均化モジュール
６２  最大パワー・アキュムレータ
６４  最小パワー・アキュムレータ
６６  平均パワー・アキュムレータ
６８  ピーク対平均アキュムレータ
７２  相補累積分布関数（ＣＣＤＦ）モジュール
【図１】
0005632572.tif 000002
【図２】
0005632572.tif 000003