(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機構成機器が接続されている状態の入力信号を電力増幅する電力増幅器単体で発生する相互変調歪を測定する相互変調歪測定装置において、前記入力信号を分配して一方の信号を前記電力増幅器へ供給する第１の分配部と、この第１の分配部により分配された他方の信号の振幅、位相および遅延を調整する調整部と、前記電力増幅器の出力信号を分配する第２の分配部と、この第２の分配部により分配された信号のレベルを可変するレベル可変部と、前記調整部の出力信号と前記レベル可変器の出力信号とを合成する合成部と、この合成部の出力信号に基づき前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記合成部の出力信号の平均電力を検出する平均電力検出回路と、この平均電力検出回路により検出された平均電力値が最小となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する調整制御回路とを有し、前記制御部が、前記レベル可変部の出力信号に含まれる前記入力信号の成分と前記調整部の出力信号とが互いに同振幅かつ逆位相となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御することにより、前記相互変調歪成分を前記合成部の出力信号として抽出して測定することを特徴とする相互変調歪測定装置。
【請求項２】
送信機構成機器が接続されている状態の入力信号を電力増幅する電力増幅器単体で発生する相互変調歪を測定する相互変調歪測定装置において、前記入力信号を分配して一方の信号を前記電力増幅器へ供給する第１の分配部と、この第１の分配部により分配された他方の信号の振幅、位相および遅延を調整する調整部と、前記電力増幅器の出力信号を分配する第２の分配部と、この第２の分配部により分配された信号のレベルを可変するレベル可変部と、前記調整部の出力信号と前記レベル可変器の出力信号とを合成する合成部と、この合成部の出力信号に基づき前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記合成部の出力信号の平均電力を検出する平均電力検出回路と、この平均電力検出回路により検出された平均電力値が最小となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する調整制御回路とを有し、前記制御部が、前記レベル可変部の出力信号に含まれる前記入力信号の成分と前記調整部の出力信号とが互いに同振幅かつ逆位相となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御することにより、前記相互変調歪成分を前記合成部の出力信号として抽出して測定し、更に、前記調整部と前記合成部との間に設けられて前記合成部へ供給する前記調整部の出力信号をオンオフすることにより相互変調歪測定の基準レベルを測定するためのスイッチを備えることを特徴とする相互変調歪測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は相互変調歪測定装置に関し、特にデジタルテレビ送信機の電力増幅器単体の相互変調歪（ＩＭ）を測定する相互変調歪測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常のデジタルテレビ送信機の電力増幅器においては、信号帯域内に発生する相互変調歪が信号帯域外の信号と関連していると考え、信号帯域外の信号を測定することによって、発生する相互変調歪を予測している。
【０００３】
従来は、図３に示すように、テレビ送信機の電力増幅器２１の出力信号の一部を分配器２２で分配し、スペクトラムアナライザ２３により出力信号の周波数成分を分析することにより、相互変調歪を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルテレビ送信機においては、ピーククリップやフィルタリング等の信号処理が行われるため、信号帯域外の相互変調歪と信号帯域内の相互変調歪との関係はなくなる。また、デジタルテレビの信号品質はビットレートに大きく影響され、また、信号帯域内の相互変調歪に大きく影響される。良質なデジタルテレビ放送を行うためには、信号帯域内の相互変調歪を低減させる必要があり、そのためには、電力増幅器単体の信号帯域内外の相互変調歪の測定が必要となっている。
【０００５】
しかし、従来のように、スペクトラムアナライザにより電力増幅器の出力信号の周波数成分を単に分析しても、信号帯域内に発生する相互変調歪が本来の送信信号成分と周波数的に重なるために、信号帯域内の相互変調歪を測定することは不可能である。
【０００６】
また、デジタルテレビ送信機は通常、変調器、周波数変換器、電力増幅器および歪補償器等により構成されるが、各機器からもそれぞれ相互変調歪が発生するため、これらの機器が接続された状態では、電力増幅器の出力信号から電力増幅器単体の相互変調歪を測定することは不可能である。
【０００７】
更に、相互変調歪を測定するスペクトラムアナライザは、レベルの大きい変調信号もスペクトラムアナライザへ一緒に入力されるため、スペクトラムアナライザ自体で発生する相互変調歪が十分に小さくなければならず、高性能のスペクトラムアナライザが必要である。
【０００８】
本発明の目的は、変調器や周波数変換器等が接続された状態でも、高性能のスペクトラムアナライザを使用しなくても、電力増幅器単体の信号帯域内外の相互変調歪を測定することができる相互変調歪測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の相互変調歪測定装置は、入力信号を電力増幅する電力増幅器単体で発生する相互変調歪を測定する相互変調歪測定装置において、前記入力信号に基づき前記電力増幅器の出力信号に含まれる前記入力信号の成分を相殺する信号を生成し、前記電力増幅器の出力信号と合成することにより前記相互変調歪成分を抽出して測定する手段を備える。
【００１０】
具体的には、送信機構成機器が接続されている状態の入力信号を電力増幅する電力増幅器単体で発生する相互変調歪を測定する相互変調歪測定装置において、前記入力信号を分配して一方の信号を前記電力増幅器へ供給する第１の分配部と、この第１の分配部により分配された他方の信号の振幅、位相および遅延を調整する調整部と、前記電力増幅器の出力信号を分配する第２の分配部と、この第２の分配部により分配された信号のレベルを可変するレベル可変部と、前記調整部の出力信号と前記レベル可変器の出力信号とを合成する合成部と、この合成部の出力信号に基づき前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記合成部の出力信号の平均電力を検出する平均電力検出回路と、この平均電力検出回路により検出された平均電力値が最小となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する調整制御回路とを有し、前記制御部が、前記レベル可変部の出力信号に含まれる前記入力信号の成分と前記調整部の出力信号とが互いに同振幅かつ逆位相となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御することにより、前記相互変調歪成分を前記合成部の出力信号として抽出して測定する。
【００１１】
また、前記調整部は、信号の振幅を可変する可変減衰器と、信号の位相を可変する可変位相器と、信号に所定の遅延を与える遅延線とを有する。
【００１２】
更に、前記制御部は、前記合成部の出力信号の平均電力を検出する平均電力検出回路と、この平均電力検出回路により検出された平均電力値が最小となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する調整制御回路とを有する。
【００１３】
また更に、送信機構成機器が接続されている状態の入力信号を電力増幅する電力増幅器単体で発生する相互変調歪を測定する相互変調歪測定装置において、前記入力信号を分配して一方の信号を前記電力増幅器へ供給する第１の分配部と、この第１の分配部により分配された他方の信号の振幅、位相および遅延を調整する調整部と、前記電力増幅器の出力信号を分配する第２の分配部と、この第２の分配部により分配された信号のレベルを可変するレベル可変部と、前記調整部の出力信号と前記レベル可変器の出力信号とを合成する合成部と、この合成部の出力信号に基づき前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記合成部の出力信号の平均電力を検出する平均電力検出回路と、この平均電力検出回路により検出された平均電力値が最小となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する調整制御回路とを有し、前記制御部が、前記レベル可変部の出力信号に含まれる前記入力信号の成分と前記調整部の出力信号とが互いに同振幅かつ逆位相となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御することにより、前記相互変調歪成分を前記合成部の出力信号として抽出して測定し、更に、前記調整部と前記合成部との間に設けられて前記合成部へ供給する前記調整部の出力信号をオンオフすることにより相互変調歪測定の基準レベルを測定するためのスイッチを備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態を示すブロック図であり、電力増幅器１に入力する信号Ｓ１の一部を分配する分配部２と、電力増幅器１の出力信号Ｓ２の一部を分配する分配部３と、分配部２により分配された信号Ｓ３の振幅、位相および遅延時間を調整する調整部４と、分配部３により分配された信号Ｓ５のレベルを調整するレベル可変部５と、調整部４およびレベル可変部５をそれぞれ制御する制御部６と、調整部４により振幅、位相が調整された信号Ｓ４とレベル可変部５によりレベル調整された信号Ｓ６とを合成する合成部７と、調整部４から合成部７への信号供給をオンオフするスイッチ８と、合成部７の出力信号Ｓ７を分配して制御部６およびスペクトラムアナライザ１０へそれぞれ供給する分配部９と、分配部９により分配された信号の周波数成分を分析して相互変調歪を測定するスペクトラムアナライザ１０とを備えている。
【００１６】
また、調整部４は、制御部６によって制御される可変減衰器４１および可変位相器４２、並びに所定の遅延時間を与える遅延線４３とを有し、レベル可変部５の出力信号Ｓ６に含まれる入力信号成分を相殺する信号を生成する。
【００１７】
制御部６は、分配部９により分配された信号Ｓ８の平均電力を検出する平均電力検出回路６１と、検出される平均電力値Ｄｐが最小となるように調整部４およびレベル可変部５をそれぞれ制御する調整制御回路６２とを有している。
【００１８】
調整部４と合成部８との間に設けられるスイッチ８は、相互変調歪を測定する時に調整部４からの信号Ｓ４を合成部７へ供給し、相互変調歪測定のための基準レベルの測定時は、調整部４からの信号を終端抵抗１１に入力させて合成部７へ供給しないようにする。
【００１９】
ところで、電力増幅器１の出力信号Ｓ２には、電力増幅器１により増幅された入力信号成分と、電力増幅器１の内部で発生した相互変調歪成分とが含まれている。従って、電力増幅器１の出力信号Ｓ２に含まれる入力信号成分を相殺すれば、電力増幅器単体の相互変調歪成分を抽出することができる。
【００２０】
本発明は、電力増幅器１の入力信号Ｓ１を分配して振幅、位相、遅延時間を調整することにより、電力増幅器１の出力信号Ｓ２から分配した信号Ｓ６に含まれる入力信号成分と同振幅かつ逆位相の信号Ｓ４を生成し、この信号Ｓ４と信号Ｓ６とを合成することにより、入力信号成分を相殺して相互変調歪成分のみとなった信号Ｓ７を抽出し、スペクトラムアナライザ１０により測定するように構成している。
【００２１】
次に動作を説明する。
【００２２】
図１において、入力信号Ｓ１は分配部２により分配され、分配された一方の信号は電力増幅器１により所定の電力に増幅され出力信号Ｓ２として出力される。また、分配された他方の信号Ｓ３は、調整部４およびスイッチ８を経由し、信号Ｓ４として合成部７へ入力する。
【００２３】
電力増幅器１の出力信号Ｓ２は分配部３により分配され、分配された一方の信号は、電力増幅器の出力信号として送出される。また、分配された他方の信号Ｓ５は、レベル可変部５によりレベル調整されて信号Ｓ６として合成部７へ入力する。ここで、信号Ｓ６には、入力信号成分と電力増幅器内部で発生した相互変調歪成分とが含まれている。そして、信号Ｓ４と信号Ｓ６とが合成されて信号Ｓ７として出力される。
【００２４】
ここで、信号Ｓ４は、入力信号Ｓ１から分配されて振幅、位相、遅延時間が調整される信号であり、信号Ｓ６に含まれる入力信号成分と同振幅かつ逆位相になるように最適に調整されたとき、信号Ｓ４は信号Ｓ６の入力信号成分を相殺するので、合成部７から出力される信号Ｓ７には相互変調歪成分のみが含まれることになる。
【００２５】
合成部７から出力される信号Ｓ７は分配部９により分配され、分配された一方の信号Ｓ８は制御部６へ供給される。分配された他方の信号はスペクトラムアナライザ１０に供給されてモニタされる。
【００２６】
なお、分配部２，３，９および合成部７、調整部４、レベル可変部５およびスイッチ８における相互変調歪の発生は無視できる。
【００２７】
分配部９により分配された合成部７の出力信号Ｓ７の一方は、信号Ｓ８として制御部６の平均電力検出回路６１に入力し、信号帯域の平均電力値Ｄｐが検出され、検出された平均電力値Ｄｐは調整制御回路６２へ通知される。
【００２８】
ところで、合成部７において信号Ｓ４と信号Ｓ６とが合成されて、信号Ｓ６の入力信号成分が完全に打ち消されたとき、すなわち、信号４の振幅および位相が、信号Ｓ６に含まれる入力信号成分と同振幅かつ逆位相に調整されたとき、信号帯域の平均電力値Ｄｐは最小になる。
【００２９】
調整制御回路６２は、平均電力検出回路６１により検出された平均電力値Ｄｐが最小となるように、調整部４の可変減衰器４１および可変位相器４２、並びにレベル可変部５をそれぞれ制御する。
【００３０】
なお、調整部４の遅延線４３の遅延時間は、入力信号Ｓ１が分配部２で分配され電力増幅器１で増幅された後に信号Ｓ６として合成器７に入力するまでの時間と、分配部２により分配された信号Ｓ３が調整部４により振幅、位相を調整されて信号Ｓ４として合成器７に入力するまでの時間とが、一致するように設定されている。
【００３１】
さて、相互変調歪を測定するときは、まず、スイッチ８を終端抵抗１１側に設定し、信号Ｓ４が合成器７に供給されないようにする。このときスペクトラムアナライザ１０へ入力する信号のスペクトラムは、図２（ａ）に示すように、電力増幅器１の出力信号Ｓ２と同じスペクトラムが観測される。このスペクトラムには、入力信号成分および電力増幅器１で発生した相互変調歪成分が含まれ、相互変調歪測定のための基準レベルを測定できる。
【００３２】
次にスイッチ８を切り替えて信号Ｓ２を合成器７へ供給する。制御部６は、合成器７の出力信号の平均電力値が最小となるように、調整部４の可変減衰器４１および可変位相器４２並びにレベル可変部５をそれぞれ制御する。そして、平均電力値が最小になったとき、信号６に含まれる入力信号成分が信号４によって完全に打ち消されるので、スペクトラムアナライザ１０では、例えば図２（ｂ）に示すように、信号帯域内外の相互変調歪成分のスペクトラムを観測できる。
【００３３】
上述したように構成することにより、入力信号Ｓ１に既に相互変調歪が含まれていたとしても、相互変調歪が含まれた入力信号成分が打ち消されることになるので、入力信号に含まれる歪成分の影響を受けることはなく、従って、変調器や周波数変換器等が接続された状態でも、電力増幅器単体で発生した相互変調歪を測定することが可能になる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力増幅器の出力信号に含まれる入力信号成分を相殺し、電力増幅器単体で発生した相互変調歪成分のみを抽出することにより、信号帯域内外の相互変調歪を測定することができる。また、送信機を構成する変調器や周波数変換器等が接続された状態でも、電力増幅器単体で発生した相互変調歪成分のみを測定できる。更に、使用するスペクトラムアナライザは、相互変調歪成分のみを観測できる程度の性能があればよく、高性能のスペクトラムアナライザを使用しなくてもよいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示したスペクトラムアナライザ１０で観測されるスペクトラムの一例を示す図である。
【図３】従来例を示すブロックである。
【符号の説明】
１    電力増幅器
２，３，９    分配部
４    調整部
５    レベル可変部
６    制御部
７    合成部
８    スイッチ
１０    スペクトラムアナライザ
１１    終端抵抗
【図１】
0003646629.tif 000002
【図２】
0003646629.tif 000003
【図３】
0003646629.tif 000004