(57)【要約】  測定のための構成を簡素化することができ、測定にかかる手間を低減することができる周波数特性測定装置を提供することを目的とする。スペクトラムアナライザ１０は、２つの入力信号のそれぞれに対して別々に周波数特性を測定する２組の測定手段としてのミキサ１１０、２１０、局部発振器１１２、２１２、ＩＦ部１２０、２２０と、これら２組の測定手段のそれぞれにおける測定開始タイミングを指定するトリガ信号を発生するトリガ発生部３１０と、トリガ信号が入力されたときに、２つの局部発振器１１２、２１２に同時に指示を送って、これら２つの局部発振器１１２、２１２によって同じ周波数の局部発振信号が同じタイミングで出力されるように掃引制御を行う掃引制御部３００とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力信号のそれぞれに対して別々に周波数特性を測定する複数の測定手段と、
前記複数の測定手段のそれぞれにおける測定開始タイミングを指定するトリガ信号を発生するトリガ発生手段と、
を備える周波数特性測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の測定手段のそれぞれは、
周波数掃引を行う局部発振器と、
前記局部発振器から出力される局部発振信号を用いて前記入力信号に対して周波数変換を行うミキサと、
前記ミキサから出力される中間周波信号から所定周波数の信号成分を抽出する中間周波フィルタと、
を含んでおり、前記トリガ発生手段による前記トリガ信号の発生タイミングに合わせて、前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記局部発振器の周波数掃引を開始する周波数特性測定装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記局部発振器の周波数掃引のタイミングを制御する掃引制御手段をさらに備え、
前記掃引制御手段は、前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記局部発振器の周波数掃引を前記トリガ信号の発生タイミングに合わせて開始する第１の掃引制御と、前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記局部発振器の周波数掃引を別々に開始する第２の掃引制御とを選択的に行う周波数特性測定装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記局部発振器の周波数掃引のタイミングを制御する掃引制御手段をさらに備え、
前記掃引制御手段は、前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記局部発振器の周波数掃引を前記トリガ信号の発生タイミングに合わせて開始する第１の掃引制御を行う周波数特性測定装置。
【請求項５】
請求項２において、
前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記局部発振器の周波数掃引のタイミングを制御する掃引制御手段をさらに備え、
前記掃引制御手段は、前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記局部発振器の周波数掃引を別々に開始する第２の掃引制御を行う周波数特性測定装置。
【請求項６】
請求項１において、
周波数掃引を行う局部発振器をさらに備え、
前記複数の測定手段のそれぞれは、
前記局部発振器から出力される局部発振信号を用いて前記入力信号に対して周波数変換を行うミキサと、
前記ミキサから出力される中間周波信号から所定周波数の信号成分を抽出する中間周波フィルタと、
を含んでおり、前記トリガ発生手段による前記トリガ信号の発生タイミングに合わせて、前記局部発振器の周波数掃引を開始する周波数特性測定装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記複数の測定手段のそれぞれは、前記中間周波フィルタを用いて抽出された信号成分の特性値を測定する特性値測定手段をさらに含んでいる周波数特性測定装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記複数の測定手段のそれぞれに含まれる前記中間周波フィルタを用いて抽出された信号成分の特性値を測定する特性値測定手段をさらに備える周波数特性測定装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記複数の測定手段のそれぞれに対応して得られた特性値を表示部に同時に表示する表示処理手段をさらに備える周波数特性測定装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記表示処理手段は、複数の前記特性値を互いに識別可能な状態で表示する周波数特性測定装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記表示処理手段は、複数の前記特性値の色を異ならせて表示する周波数特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトラムアナライザ等において入力信号の周波数特性等を測定する周波数特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から周波数掃引を行うことにより入力信号の周波数特性を測定するスペクトラムアナライザが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このスペクトラムアナライザは２系統の入力端子を有し、いずれかの入力端子から入力される信号の周波数特性を測定する。測定された周波数特性は表示部に表示される。
【特許文献１】特開平８−２３３８７５号公報（第３−４頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１等に開示された従来のスペクトラムアナライザは、２つの入力端子を有するが、周波数特性の測定は一方の入力端子から入力される信号について行われる。したがって、２種類の信号について同時に周波数特性を測定しようとすると、２台のスペクトラムアナライザや、これらの測定を同期させるためのトリガ信号を発生する外付けのトリガ装置が必要になり、測定のための構成が複雑になるとともに測定に手間がかかるという問題があった。また、２種類の信号の周波数特性を比較する方法としては、それぞれの測定結果を印刷して比較する方法が考えられるが、この方法では正確な解析が難しいという問題があった。あるいは、２種類の信号の周波数特性を比較する他の方法としては、外部の解析装置（外部コンピュータ）に取り込んでデータ処理を行って比較する方法が考えられるが、そのために解析装置を用意して測定とは別に解析作業をする必要があるため、さらに測定のための構成が複雑になるとともに測定に手間がかかるという問題があった。【０００４】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、測定のための構成を簡素化することができ、測定にかかる手間を低減することができる周波数特性測定装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、容易に解析精度を向上させることができる周波数特性測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の周波数特性測定装置は、複数の入力信号のそれぞれに対して別々に周波数特性を測定する複数の測定手段と、複数の測定手段のそれぞれにおける測定開始タイミングを指定するトリガ信号を発生するトリガ発生手段とを備えている。これにより、内部で発生したトリガ信号に同期するように複数の入力信号に対する測定を並行して行うことが可能となり、外付けする装置が不要になるため、測定のための構成を簡素化することができ、測定にかかる手間を低減することができる。【０００６】
また、上述した複数の測定手段のそれぞれは、周波数掃引を行う局部発振器と、局部発振器から出力される局部発振信号を用いて入力信号に対して周波数変換を行うミキサと、ミキサから出力される中間周波信号から所定周波数の信号成分を抽出する中間周波フィルタとを含んでおり、トリガ発生手段によるトリガ信号の発生タイミングに合わせて、複数の測定手段のそれぞれに含まれる局部発振器の周波数掃引を開始することが望ましい。これにより、周波数掃引のタイミングを一致させることができ、容易に周波数特性の測定タイミングを合わせることができる。【０００７】
また、上述した複数の測定手段のそれぞれに含まれる局部発振器の周波数掃引のタイミングを制御する掃引制御手段をさらに備え、掃引制御手段は、複数の測定手段のそれぞれに含まれる局部発振器の周波数掃引をトリガ信号の発生タイミングに合わせて開始する第１の掃引制御と、複数の測定手段のそれぞれに含まれる局部発振器の周波数掃引を別々に開始する第２の掃引制御とを選択的に行うことが望ましい。これにより、複数の入力信号に対して同時に測定を実施する動作と、別々に測定を実施する動作とを適宜選択することが可能になる。【０００８】
また、周波数掃引を行う局部発振器をさらに備え、複数の測定手段のそれぞれは、局部発振器から出力される局部発振信号を用いて入力信号に対して周波数変換を行うミキサと、ミキサから出力される中間周波信号から所定周波数の信号成分を抽出する中間周波フィルタとを含んでおり、トリガ発生手段によるトリガ信号の発生タイミングに合わせて、局部発振器の周波数掃引を開始することが望ましい。共通の局部発振信号を用いることにより、周波数掃引のタイミングを位相を含めて一致させることが可能となる。【０００９】
また、上述した複数の測定手段のそれぞれは、中間周波フィルタを用いて抽出された信号成分の特性値を測定する特性値測定手段をさらに含んでいることが望ましい。複数の測定手段のそれぞれに対応した特性値測定手段を用いることにより、従来から用いられているハードウエアを利用することが可能になり、開発コスト等の低減が可能となる。【００１０】
また、上述した複数の測定手段のそれぞれに含まれる中間周波フィルタを用いて抽出された信号成分の特性値を測定する特性値測定手段をさらに備えることが望ましい。複数の測定手段に対応した共通の特性値測定手段を用いることにより、部品点数削減にともなうコストの低減が可能となる。【００１１】
また、上述した複数の測定手段のそれぞれに対応して得られた特性値を表示部に同時に表示する表示処理手段をさらに備えることが望ましい。この場合に、複数の特性値は、互いに識別可能な状態（例えば色を異ならせる）で表示することが望ましい。複数の測定結果を同時に表示することにより、外部の解析装置を用意して測定とは別に解析作業をする手間がなくなり、容易に解析精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態のスペクトラムアナライザの構成を示す図である。
【図２】本実施形態のスペクトラムアナライザの動作手順を示す流れ図である。
【図３】本実施形態のスペクトラムアナライザの表示例を示す図である。
【図４】局部発振器を省略したスペクトラムアナライザの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
１０、１０Ａ  スペクトラムアナライザ
１１０、２１０  ミキサ
１１２、２１２  局部発振器
１２０、２２０  ＩＦ部（中間周波処理部）
１２２、２２２  中間周波フィルタ
１２４、２２４  ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）
１２６、２２６  ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）
３００  掃引制御部
３１０  トリガ発生部
４００  ＣＰＵ
４１０  表示部
４２０  操作部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した一実施形態の周波数特性測定装置としてのスペクトラムアナライザについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、一実施形態のスペクトラムアナライザの構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態のスペクトラムアナライザ１０は、ミキサ１１０、２１０、局部発振器１１２、２１２、ＩＦ部（中間周波処理部）１２０、２２０、掃引制御部３００、トリガ発生部３１０、ＣＰＵ４００、表示部４１０、操作部４２０を含んで構成されている。【００１５】
本実施形態のスペクトラムアナライザ１０は、被測定信号が入力される２つの入力端子ＩＮ１、ＩＮ２を備え、これら２つの入力端子ＩＮ１、ＩＮ２に入力される２つの被測定信号ｆin１、２の周波数特性を同時に測定し、測定結果としてのスペクトラムを表示する。【００１６】
一方の入力端子ＩＮ１から入力される被測定信号ｆin１の周波数特性を測定するために、ミキサ１１０、局部発振器１１２、ＩＦ部（中間周波処理部）１２０が備わっている。ミキサ１１０は、一方の入力端子ＩＮ１から入力された被測定信号ｆin１と、局部発振器１１２から出力される局部発振信号ｆOSC1とが入力されており、これらの被測定信号ｆin１と局部発振信号ｆOSC1とを混合した信号を出力する。局部発振器１１２は、発振周波数が所定範囲で掃引可能な局部発振信号ｆOSC1を出力する。【００１７】
ＩＦ部１２０は、ミキサ１１２の出力信号に対してアナログおよびデジタルの信号処理を行って周波数特性を行うものであり、中間周波フィルタ１２２、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）１２４、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）１２６を含んでいる。中間周波フィルタ１２２は、ミキサ１１０の出力信号から所定の中間周波数成分（中間周波信号）のみを通過させる帯域通過フィルタである。ＡＤＣ１２４は、中間周波フィルタ１２２から出力される中間周波信号を所定のサンプリング周波数でデジタルデータに変換する。ＤＳＰ１２６は、デジタルデータに変換された中間周波信号に対して各種の信号処理を行うことにより、この中間周波信号の特性値（例えば信号レベルやビットエラー率など）を測定する。具体的には、ＤＳＰ１２６によって、中間周波信号に対する検波処理やイメージ除去処理などが行われる。【００１８】
同様に、他方の入力端子ＩＮ２から入力される被測定信号ｆin２の周波数特性を測定するために、ミキサ２１０、局部発振器２１２、ＩＦ部２２０が備わっている。ミキサ２１０は、他方の入力端子ＩＮ２から入力された被測定信号ｆin２と、局部発振器２１２から出力される局部発振信号ｆOSC2とが入力されており、これらの被測定信号ｆin２と局部発振信号ｆOSC2とを混合した信号を出力する。局部発振器２１２は、発振周波数が所定範囲で掃引可能な局部発振信号ｆOSC2を出力する。【００１９】
ＩＦ部２２０は、ミキサ２１２の出力信号に対してアナログおよびデジタルの信号処理を行って周波数特性を行うものであり、中間周波フィルタ２２２、ＡＤＣ２２４、ＤＳＰ２２６を含んでいる。中間周波フィルタ２２２は、ミキサ２１０の出力信号から所定の中間周波数成分（中間周波信号）のみを通過させる帯域通過フィルタである。ＡＤＣ２２４は、中間周波フィルタ２２２から出力される中間周波信号を所定のサンプリング周波数でデジタルデータに変換する。ＤＳＰ２２６は、デジタルデータに変換された中間周波信号に対して各種の信号処理を行うことにより、この中間周波信号の特性値を測定する。具体的には、ＤＳＰ２２６によって、中間周波信号に対する検波処理やイメージ除去処理などが行われる。【００２０】
なお、上述した説明では周波数特性の測定に必要な概略的な構成のみが示されている。実際には、入力端子ＩＮ１とミキサ１１０の間や入力端子ＩＮ２とミキサ２１０の間には減衰器が備わっており、信号レベルの調整が行われる。また、実際には、ミキサと局部発振器を１組あるいは複数組追加することによってイメージ除去処理が行われる。また、周波数測定に必要な構成は、適宜要求仕様に合わせて変更することができるが、本発明を適用するために重要なことは同じ構成を２組備えることである。【００２１】
掃引制御部３００は、トリガ信号が入力されたときに、２つの局部発振器１１２、２１２に同時に指示を送って、これら２つの局部発振器１１２、２１２によって同じ周波数の局部発振信号が同じタイミングで出力されるように掃引制御を行う。具体的には、一方の局部発振器１１２と可変分周器とが含まれる第１のＰＬＬ回路（図示せず）と、他方の局部発振器２１２と可変分周器とが含まれる第２のＰＬＬ回路（図示せず）とが含まれており、掃引制御部３００によってこれら２つの可変分周器の分周比を同時に同じ値を維持しながら変更することで、２つの局部発振器１１２、２１２の局部発振信号の周波数掃引が行われる。トリガ発生部３１０は、利用者によって測定の開始が指示されたときにトリガ信号を発生する。このトリガ信号は掃引制御部３００に入力される。【００２２】
ＣＰＵ４００は、スペクトラムアナライザ１０の全体を制御するとともに、ＩＦ部１２０、２２０から出力される２つの測定結果（特性値）を表示部４１０に同時に表示したり、操作部４２０を用いた利用者の指示に応じて測定条件を設定する処理を行う。操作部４２０は、利用者によって操作される複数のスイッチや操作ボリューム等を備えている。これらを操作することにより、測定条件の設定や測定開始、終了等の指示が利用者によって行われる。【００２３】
上述したミキサ１１０、２１０、局部発振器１１２、２１２、ＩＦ部１２０、２２０が複数の測定手段に、トリガ発生部３１０がトリガ発生手段に、掃引制御部３００が掃引制御手段に、ＤＳＰ１２６、２２６が特性値測定手段にそれぞれ対応する。【００２４】
本実施形態のスペクトラムアナライザ１０はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図２は、本実施形態のスペクトラムアナライザ１０の動作手順を示す流れ図である。【００２５】
利用者の指示内容に応じた測定条件の設定が行われた後（ステップ１００）、ＣＰＵ４００は、測定開始が指示されたか否かを判定する（ステップ１０１）。測定開始が指示されない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。なお、測定条件の設定は、必ずしも測定毎に行う必要はなく、設定が不要の場合はステップ１００は省略される。【００２６】
また、測定開始が指示されるとステップ１０１の判定において肯定判断が行われる。次に、トリガ発生部３１０は、トリガ信号を発生する（ステップ１０２）。例えば、パルス状の信号を出力したり、信号のレベルをローレベルからハイレベルに変化（あるいはハイレベルからローレベルに変化）させることでトリガ信号を発生する場合が考えられる。【００２７】
このトリガ信号が入力されると、掃引制御部３００は、２つの局部発振器１１２、２１２に同時に掃引指示を送り、同じ開始タイミングで２つの局部発振器１１２、２１２による周波数掃引動作を行う（ステップ１０３、１０４）。この周波数掃引動作と並行して、ＩＦ部１２０、２２０のそれぞれによって中間周波信号の特性値が測定される（ステップ１０５）。【００２８】
また、掃引制御部３００は、掃引終了か否かを判定しており（ステップ１０６）、掃引周波数が測定範囲の上限値（あるいは下限値）に達するまでは否定判断を行い、ステップ１０４に戻って周波数掃引を継続する。また、掃引周波数が測定範囲の上限値（あるいは下限値）に達するとステップ１０６の判定において肯定判断が行われる。次に、ＣＰＵ４００は、２つのＩＦ部１２０、２２０のそれぞれの測定結果を表示部４１０に表示し（ステップ１０７）、一連の周波数特性の測定が終了する。【００２９】
図３は、本実施形態のスペクトラムアナライザ１０の表示例を示す図であり、２つの測定結果を表示画面内に並べて表示した場合が示されている。図３に示すように、表示部４１０の表示画面には、２つの表示領域Ａ、Ｂが含まれている。一方の表示領域Ａは、一方のＩＦ部１２０を用いた測定結果を表示するためのものであり、周波数範囲ｆ11〜ｆ12の周波数スペクトラムが表示されている。また、他方の表示領域Ｂは、他方のＩＦ部２２０を用いた測定結果を表示するためのものであり、表示領域Ａと同じように、周波数範囲ｆ11〜ｆ12の周波数スペクトラムが表示されている。【００３０】
このように、本実施形態のスペクトラムアナライザ１０では、内部で発生したトリガ信号に同期するように２つの入力信号に対する測定を並行して行うことが可能となり、外付けする装置が不要になるため、測定のための構成を簡素化することができ、測定にかかる手間を低減することができる。【００３１】
また、２つのＩＦ部１２０、２２０のそれぞれに特性値測定に必要な信号処理を行うＤＳＰ１２６あるいは２２６を備えることにより、従来から用いられているハードウエアを利用することが可能になり、開発コスト等の低減が可能となる。また、２つの測定結果を同時に表示することにより、外部の解析装置を用意して測定とは別に解析作業をする手間がなくなり、容易に解析精度を向上させることができる。【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。図３に示した表示例では、２つの測定結果を並べて表示したが、互いに識別可能な状態（例えば色を異ならせる）で重ねて表示するようにしてもよい。【００３３】
また、上述した実施形態では、２つの入力信号の周波数特性を同時に測定するために同じ２組の構成を備えるようにしたが、３つ以上の入力信号の周波数特性を同時に測定するために同じ構成を３組以上備えるようにしてもよい。【００３４】
また、上述した実施形態では、２つのＤＳＰ１２６、２２６を備えるようにしたが、処理能力に余裕がある場合には、他方のＤＳＰ２２６を省略して一方のＤＳＰ１２６でＤＳＰ２２６の処理を行うようにしてもよい。これにより、部品点数削減にともなうコストの低減が可能となる。【００３５】
また、上述した実施形態では、掃引制御部３００は、トリガ信号が入力されたときに２つの局部発振器１１２、２１２を同期させた掃引制御を行うようにしたが、必要に応じて２つの局部発振器１１２、２１２を用いて別々の掃引制御を行うようにしてもよい。すなわち、掃引制御部３００は、２つの局部発振器１１２、２１２の周波数掃引をトリガ信号の発生タイミングに合わせて開始する第１の掃引制御と、２つの局部発振器１１２、２１２の周波数掃引を別々に開始する第２の掃引制御とを選択的に行うことができる。これにより、２つの入力信号に対して同時に測定を実施する動作と、別々に測定を実施する動作とを適宜選択することが可能になる。あるいは、掃引制御部３００は、第２の掃引制御のみを行うようにしてもよい。【００３６】
また、上述した実施形態では、２つの局部発振器１１２、２１２を備えたが、他方の局部発振器２１２を省略し、一方の局部発振器１１２から出力される局部発振信号を２組の構成で共通に使用するようにしてもよい。【００３７】
図４は、局部発振器２１２を省略したスペクトラムアナライザの変形例を示す図である。図４に示すスペクトラムアナライザ１０Ａは、図１に示したスペクトラムアナライザ１０に対して、局部発振器２１２が省略されている点と、局部発振器１１２から出力される局部発振信号を２つのミキサ１１０、２１０に入力している点が異なっている。共通の局部発振信号を用いることにより、周波数掃引のタイミングを位相を含めて一致させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、内部で発生したトリガ信号に同期するように複数の入力信号に対する測定を並行して行うことが可能となり、外付けする装置が不要になるため、測定のための構成を簡素化することができ、測定にかかる手間を低減することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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