(57)【要約】【課題】フラクショナルスプリアスに応じたノイズを除去した周波数スペクトラムを出力する。【解決手段】スペクトラムアナライザであって、指定された周波数のローカル信号を発生するローカル信号発生部と、ローカル信号と入力信号とを乗算した合成信号を出力する乗算部と、合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタにより通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力するＡＤ変換部と、入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成するスペクトラム生成部と、スペクトラム生成部により生成された第１周波数スペクトラムに基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する除去部とを備えるスペクトラムアナライザを提供する。【選択図】図１
2008111832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライザであって、
指定された周波数のローカル信号を発生するローカル信号発生部と、
前記ローカル信号と前記入力信号とを乗算した合成信号を出力する乗算部と、
前記合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタにより通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力するＡＤ変換部と、
前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成するスペクトラム生成部と、
前記スペクトラム生成部により生成された前記第１周波数スペクトラムに基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する除去部と
を備えるスペクトラムアナライザ。
【請求項２】
前記ローカル信号発生部は、基準クロックの基準周波数に小数点以下の精度を有する倍数を乗じたローカル周波数のローカル信号を出力する同期部を備え、
前記スペクトラム生成部は、前記ローカル信号のローカル周波数を制御して前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき前記第１周波数スペクトラムを生成し、前記第１周波数スペクトラムの生成時とは異なる前記ローカル周波数に制御して前記入力信号の前記測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成し、
前記除去部は、前記第１周波数スペクトラムおよび前記第２周波数スペクトラムに基づいて、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項１に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項３】
前記スペクトラム生成部は、前記ローカル信号のローカル周波数を離散的に順次変化させて前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき周波数スペクトラムを生成する
請求項２に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項４】
前記スペクトラム生成部は、前記バンドパスフィルタを通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号をフーリエ変換することにより、周波数スペクトラムを生成する
請求項２に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項５】
前記除去部は、前記第１周波数スペクトラムおよび前記第２周波数スペクトラムにおける略同一周波数の信号成分のうちの小さい値に基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項２に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項６】
前記同期部は、
制御信号に応じた周波数のローカル信号を発生する発振器と、
整数値の第１分周比で分周する期間と整数値の第２分周比で分周する期間との切替比率が前記ローカル信号の周波数に応じて指定され、前記第１分周比および前記第２分周比を前記切替比率で切り替えながら前記ローカル信号を分周した分周信号を出力する分周器と、
前記分周信号と基準クロックとの位相差に応じた前記制御信号を出力する位相検出器と、
を有する請求項２に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項７】
前記除去部は、前記第１周波数スペクトラムと前記第２周波数スペクトラムとを比較することにより、前記第１周波数と前記ローカル信号の周波数との差により定まる周波数に発生するフラクショナルスプリアスに応じたノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項６に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項８】
前記除去部は、前記基準クロックの基準周波数に前記第１分周比を乗じた第１周波数または前記基準周波数に前記第２分周比を乗じた第２周波数との周波数差が予め定められた閾値以下となる周波数のローカル信号が設定されて、前記バンドパスフィルタから出力された入力信号の信号成分に対して、ノイズの除去処理をする
請求項６に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項９】
前記同期部は、前記位相検出器により出力された制御信号を、第１時定数または当該第１時定数とは異なる第２時定数でローパスフィルタリングして、前記発振器に出力するローパスフィルタを更に有し、
前記スペクトラム生成部は、前記第１周波数スペクトラムの生成時において前記ローパスフィルタの時定数を前記第１時定数に設定し、前記第２周波数スペクトラムの生成時において前記ローパスフィルタの時定数を前記第２時定数に設定し、
前記除去部は、前記第１周波数スペクトラムと前記第２周波数スペクトラムとを比較し、比較結果に基づき信号成分が予め定められた振幅以上変化した周波数を検出し、検出した周波数近傍の信号成分からノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項６に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項１０】
前記除去部は、前記第１周波数スペクトラムと前記第２周波数スペクトラムとを比較することにより、前記バンドパスフィルタを通過した信号にミキシングされた、ローカル周波数の変化に応じて周波数が変化するノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項２に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項１１】
整数値の第１分周比で分周する期間と整数値の第２分周比で分周する期間との切替比率が前記ローカル信号の周波数に応じて指定され、前記第１分周比および前記第２分周比を前記切替比率で切り替えながら前記ローカル信号を分周した分周信号を出力する分周器と、
前記分周信号と基準クロックとの位相差に応じた前記制御信号を出力する位相検出器と、
前記位相検出器により出力された制御信号を、第１時定数または当該第１時定数とは異なる第２時定数でローパスフィルタリングして、前記ローカル信号発生部が有する発振器に出力するローパスフィルタと、
を更に備え、
前記発振器は、前記制御信号に応じた周波数のローカル信号を発生し、
前記スペクトラム生成部は、前記ローパスフィルタの時定数を前記第１時定数に設定し、前記ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成し、前記ローパスフィルタの時定数を前記第２時定数に設定し、前記ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて前記入力信号の前記測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成し、
前記除去部は、前記第１周波数スペクトラムと前記第２周波数スペクトラムとを比較し、比較結果に基づき信号成分が予め定められた振幅以上変化した周波数を検出し、検出した周波数近傍の信号成分からノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項１に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項１２】
スペクトラムアナライザにより、入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライズ方法であって、
指定された周波数のローカル信号を発生し、
前記ローカル信号と前記入力信号とを乗算した合成信号を出力し、
前記合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させ、
通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力し、
前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成し、
生成された前記第１周波数スペクトラムに基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する、
スペクトラムアナライズ方法。
【請求項１３】
ローカル信号を発生する段階において、基準クロックの基準周波数に小数点以下の精度を有する倍数を乗じたローカル周波数のローカル信号を出力し、
第１周波数スペクトラムを生成する段階において、前記ローカル信号のローカル周波数を制御して前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき前記第１周波数スペクトラムを生成し、
更に、前記第１周波数スペクトラムの生成時とは異なるローカル周波数に制御して前記入力信号の前記測定周波数範囲内の信号成分を通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成し、
ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する段階において、前記第１周波数スペクトラムおよび前記第２周波数スペクトラムに基づいて、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項１２に記載のスペクトラムアナライズ方法。
【請求項１４】
ローカル信号を発生する段階において、制御信号に応じた周波数のローカル信号を発生し、
整数値の第１分周比で分周する期間と整数値の第２分周比で分周する期間との切替比率が前記ローカル信号の周波数に応じて指定され、前記第１分周比および前記第２分周比を前記切替比率で切り替えながら前記ローカル信号を分周した分周信号を出力し、
前記分周信号と基準クロックとの位相差に応じた前記制御信号を出力し、
前記制御信号を、第１時定数または当該第１時定数とは異なる第２時定数でローパスフィルタリングして、前記ローカル信号を発生する段階に出力し、
第１周波数スペクトラムを生成する段階において、前記ローパスフィルタリングの時定数を前記第１時定数に設定し、前記ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき前記第１周波数スペクトラムを生成し、
前記ローパスフィルタリングの時定数を前記第２時定数に設定し、前記ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて前記入力信号の前記測定周波数範囲内の信号成分を通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成し、
ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する段階において、前記第１周波数スペクトラムと前記第２周波数スペクトラムとを比較し、比較結果に基づき信号成分が予め定められた振幅以上変化した周波数を検出し、検出した周波数近傍の信号成分からノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項１２に記載のスペクトラムアナライズ方法。
【請求項１５】
入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライザをコンピュータにより制御するプログラムであって、
前記スペクトラムアナライザを、
指定された周波数のローカル信号を発生するローカル信号発生部と、
前記ローカル信号と前記入力信号とを乗算した合成信号を出力する乗算部と、
前記合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタにより通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力するＡＤ変換部と、
前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成するスペクトラム生成部と、
前記スペクトラム生成部により生成された第１周波数スペクトラムに基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する除去部と
して機能させるプログラム。
【請求項１６】
前記ローカル信号発生部は、基準クロックの基準周波数に小数点以下の精度を有する倍数を乗じたローカル周波数のローカル信号を出力する同期部を備え、
前記スペクトラム生成部は、前記ローカル信号のローカル周波数を制御して前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき前記第１周波数スペクトラムを生成し、前記第１周波数スペクトラムの生成時とは異なる前記ローカル周波数に制御して前記入力信号の前記測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成し、
前記除去部は、前記第１周波数スペクトラムおよび前記第２周波数スペクトラムに基づいて、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項１５に記載のプログラム。
【請求項１７】
前記プログラムは、
前記スペクトラムアナライザを、
整数値の第１分周比で分周する期間と整数値の第２分周比で分周する期間との切替比率が前記ローカル信号の周波数に応じて指定され、前記第１分周比および前記第２分周比を前記切替比率で切り替えながら前記ローカル信号を分周した分周信号を出力する分周器と、
前記分周信号と基準クロックとの位相差に応じた前記制御信号を出力する位相検出器と、
前記位相検出器により出力された制御信号を、第１時定数または当該第１時定数とは異なる第２時定数でローパスフィルタリングして、前記ローカル信号発生部が有する発振器に出力するローパスフィルタと、
として更に機能させ、
前記発振器は、前記制御信号に応じた周波数のローカル信号を発生し、
前記スペクトラム生成部は、前記ローパスフィルタの時定数を前記第１時定数に設定し、前記ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき前記第１周波数スペクトラムを生成し、前記ローパスフィルタの時定数を前記第２時定数に設定し、前記ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて前記入力信号の前記測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成し、
前記除去部は、前記第１周波数スペクトラムと前記第２周波数スペクトラムとを比較し、比較結果に基づき信号成分が予め定められた振幅以上変化した周波数を検出し、検出した周波数近傍の信号成分からノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する
請求項１５に記載のプログラム。
【請求項１８】
前記スペクトラム生成部により前記第１周波数スペクトラムが生成された後、前記除去部によるノイズの除去が完了するまでの間に前記第１周波数スペクトラムを表示し、前記除去部によるノイズの除去が完了したことに応じてノイズを除去した周波数スペクトラムを表示する表示部を更に備える、請求項１に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項１９】
前記スペクトラム生成部は、前記第１の周波数スペクトラムを生成した後に、前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第２の周波数スペクトラムを生成し、
前記除去部は、前記第１の周波数スペクトラムおよび前記第２の周波数スペクトラムに基づき、前記ノイズ除去済周波数スペクトラムを生成する
請求項１８に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項２０】
前記ローカル信号発生部は、
基準クロックの基準周波数に小数点以下の精度を有する倍数を乗じたローカル周波数のローカル信号を出力する同期部を有し、
前記スペクトラム生成部は、前記ローカル信号のローカル周波数を制御して前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第１の周波数スペクトラムを生成し、前記第１の周波数スペクトラムの生成時とは異なる前記ローカル周波数に制御して前記入力信号の前記測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第２の周波数スペクトラムを生成する
請求項１９に記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項２１】
第１周波数スペクトラムを生成する段階により前記第１周波数スペクトラムが生成された後、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する段階によるノイズの除去が完了するまでの間に前記第１周波数スペクトラムを表示し、前記ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する段階によるノイズの除去が完了したことに応じてノイズを除去した周波数スペクトラムを表示する
請求項１２に記載のスペクトラムアナライズ方法。
【請求項２２】
前記プログラムは、
前記スペクトラムアナライザを、
前記スペクトラム生成部により前記第１の周波数スペクトラムが生成された後、前記除去部によるノイズの除去が完了するまでの間に前記第１の周波数スペクトラムを表示し、前記除去部によるノイズの除去が完了したことに応じて前記ノイズ除去済周波数スペクトラムを表示する表示部として更に機能させる
請求項１５に記載のプログラム。
【請求項２３】
入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライザであって、
指定された周波数のローカル信号を発生するローカル信号発生部と、
前記ローカル信号と前記入力信号とを乗算した合成信号を出力する乗算部と、
前記合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタにより通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力するＡＤ変換部と、
前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成するスペクトラム生成部と
を備え、
前記ローカル信号発生部は、
制御信号に応じた周波数のローカル信号を発生する発振器と、
整数値の第１分周比で分周する期間と整数値の第２分周比で分周する期間との切替比率が前記ローカル信号の周波数に応じて指定され、前記第１分周比および前記第２分周比を前記切替比率で切り替えながら前記ローカル信号を分周した分周信号を出力する分周器と、
前記分周信号と基準クロックとの位相差に応じた前記制御信号を出力する位相検出器と、
を有し、
前記スペクトラム生成部は、前記基準クロックの基準周波数に前記第１分周比を乗じた第１周波数または前記基準周波数に前記第２分周比を乗じた第２周波数との周波数差が予め定められた閾値以下とならない周波数のローカル信号を発生するよう前記ローカル信号発生部を設定する
スペクトラムアナライザ。
【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、スペクトラムアナライズ方法およびプログラムに関する。特に本発明は、入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライザ、スペクトラムアナライズ方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号の周波数解析をする装置として、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、２参照。）。スペクトラムアナライザは、測定対象となる入力信号と、所定の周波数範囲で周波数を変化させたローカル信号とを乗算してＩＦ信号を生成し、生成したＩＦ信号の所定の周波数帯域成分をバンドパスフィルタにより通過させる。そして、スペクトラムアナライザは、バンドパスフィルタにより通過させた信号成分をサンプリングし、サンプリングして得られたデータに基づき入力信号の周波数スペクトラムを生成する。
【０００３】
また、フラクショナル分周器を用いたＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路が知られている。フラクショナル分周器を用いたＰＬＬ回路は、出力周波数を、基準クロックの小数点以下の精度の倍数に設定することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７２４２５号公報
【特許文献２】国際公開第２００２／０２９４２６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スペクトラムアナライザにおいて、フラクショナル分周器を用いたＰＬＬ回路をローカル信号発生器として適用した場合、ローカル信号の周波数を基準周波数よりも細かく変化させることができるので、周波数分解能を高くすることができる。しかしながら、フラクショナル分周器は、基準クロックとローカル信号との位相差に応じた周波数を有する信号であるフラクショナルスプリアスを発生する。従って、フラクショナル分周器を用いたＰＬＬ回路をローカル信号発生器として適用したスペクトラムアナライザは、フラクショナルスプリアスによるノイズを含んだ周波数スペクトラムを出力していた。また、スペクトラムアナライザは、バンドパスフィルタを通過した信号に対して回路の動作クロックがミキシングされて測定結果にノイズが含まれる場合もあった。
【０００６】
そこで本明細書に含まれる技術革新（イノベーション）の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできるスペクトラムアナライザ、スペクトラムアナライズ方法およびプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、本明細書に含まれるイノベーションに関連する第１の側面によるスペクトラムアナライザの一つの例 (exemplary) によると、入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライザであって、指定された周波数のローカル信号を発生するローカル信号発生部と、ローカル信号と入力信号とを乗算した合成信号を出力する乗算部と、合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタにより通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力するＡＤ変換部と、入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成するスペクトラム生成部と、スペクトラム生成部により生成された第１周波数スペクトラムに基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する除去部とを備えるスペクトラムアナライザを提供する。
【０００８】
また、本明細書に含まれるイノベーションに関連する第２の側面によるスペクトラムアナライズ方法の一つの例 (exemplary) によると、スペクトラムアナライザにより、入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライズ方法であって、指定された周波数のローカル信号を発生し、ローカル信号と入力信号とを乗算した合成信号を出力し、合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させ、通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力し、入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成し、生成された第１周波数スペクトラムに基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する、スペクトラムアナライズ方法を提供する。
【０００９】
また、本明細書に含まれるイノベーションに関連する第３の側面によるプログラムの一つの例 (exemplary) によると、入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライザをコンピュータにより制御するプログラムであって、スペクトラムアナライザを、指定された周波数のローカル信号を発生するローカル信号発生部と、ローカル信号と入力信号とを乗算した合成信号を出力する乗算部と、合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタにより通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力するＡＤ変換部と、入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成するスペクトラム生成部と、スペクトラム生成部により生成された第１周波数スペクトラムに基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する除去部として機能させるプログラムを提供する。
【００１０】
また、本明細書に含まれるイノベーションに関連する第４の側面によるスペクトラムアナライザの一つの例 (exemplary) によると、入力信号の周波数毎の信号成分を計測するスペクトラムアナライザであって、指定された周波数のローカル信号を発生するローカル信号発生部と、前記ローカル信号と前記入力信号とを乗算した合成信号を出力する乗算部と、前記合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタにより通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力するＡＤ変換部と、前記入力信号の測定周波数範囲内の信号成分を前記バンドパスフィルタにより通過させ、通過させた信号成分から得られた前記デジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成するスペクトラム生成部とを備え、前記ローカル信号発生部は、制御信号に応じた周波数のローカル信号を発生する発振器と、整数値の第１分周比で分周する期間と整数値の第２分周比で分周する期間との切替比率が前記ローカル信号の周波数に応じて指定され、前記第１分周比および前記第２分周比を前記切替比率で切り替えながら前記ローカル信号を分周した分周信号を出力する分周器と、前記分周信号と基準クロックとの位相差に応じた前記制御信号を出力する位相検出器と、を有し、前記スペクトラム生成部は、前記基準クロックの基準周波数に前記第１分周比を乗じた第１周波数または前記基準周波数に前記第２分周比を乗じた第２周波数との周波数差が予め定められた閾値以下とならない周波数のローカル信号を発生するよう前記ローカル信号発生部を設定するスペクトラムアナライザを提供する。
【００１１】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明の（一）側面を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１０の構成を示す。スペクトラムアナライザ１０は、ローカル信号発生部２０と、乗算部２２と、バンドパスフィルタ２４と、ＡＤ変換部２６と、スペクトラム生成部２８と、除去部３０と、出力部３２とを備え、入力信号の周波数毎の信号成分を計測する。そして、スペクトラムアナライザ１０は、計測した結果に基づき、入力信号の測定周波数範囲内の各周波数に対する信号レベルを表す周波数スペクトラムを出力する。
【００１４】
ローカル信号発生部２０は、指定された周波数のローカル信号を発生する。ローカル信号発生部２０は、基準クロック発生部４０と、同期部４１とを有する。基準クロック発生部４０は、基準周波数の基準クロックを発生する。同期部４１は、基準クロックの基準周波数に小数点以下の精度を有する倍数を乗じたローカル周波数のローカル信号を出力する。例えば、Ｎを１以上の整数、Ｆを０以上１以下の値とした場合、同期部４１は、一例として、基準周波数の（Ｎ＋Ｆ）倍のローカル周波数のローカル信号を出力してよい。
【００１５】
同期部４１は、発振器４２と、フラクショナル分周器４４と、位相検出器４６と、ローパスフィルタ４８とを含んでよい。発振器４２は、制御信号に応じた周波数のローカル信号を発生する。
【００１６】
フラクショナル分周器４４は、本発明に係る分周器の一例である。フラクショナル分周器４４は、整数値の第１分周比と、整数値の第２分周比と、整数値の第１分周比で分周する期間と整数値の第２分周比で分周する期間との切替比率とが、発生すべきローカル信号の周波数に応じて指定される。フラクショナル分周器４４は、一例として、第１分周比としてＮ（Ｎは、１以上の整数）、第２分周比として（Ｎ＋１）、切替比率として、０以上１以下の値Ｆが指定されてよい。フラクショナル分周器４４は、第１分周比および第２分周比を指定された切替比率で切り替えながらローカル信号を分周する。フラクショナル分周器４４は、一例として、第１分周比Ｎで分周する期間と第２分周比（Ｎ＋１）で分周する期間とをＦ：（１−Ｆ）の比率で切り替えながら、ローカル信号を分周してよい。
【００１７】
これにより、フラクショナル分周器４４は、時間方向に平均化した場合に整数値の第１分周比と整数値の第２分周比との間における切替比率に応じた小数点以下の比率となる分周比で、ローカル信号を分周することができる。フラクショナル分周器４４は、一例として、第１分周比Ｎ、第２分周比（Ｎ＋１）、切替比率Ｆが指定された場合、平均化したときに（Ｎ＋Ｆ）となる分周比でローカル信号を分周することができる。そして、フラクショナル分周器４４は、ローカル信号を分周した分周信号を出力する。なお、フラクショナル分周器４４は、一例として、整数値の分周比で固定された第１の分周器を例えば前段に含み、第１の分周器の出力を小数点以下の分周比で分周することができる第２の分周器を後段に含んでよい。
【００１８】
位相検出器４６は、分周信号と基準クロックとの位相差を検出する。そして、位相検出器４６は、検出した位相差に応じた制御信号を出力する。ローパスフィルタ４８は、位相検出器４６により出力された制御信号をローパスフィルタリングして、発振器４２に出力する。ローパスフィルタ４８は、一例として、フラクショナル分周器４４に指定される切替比率に応じて時定数を変化させてよい。ローパスフィルタ４８は、一例として、フラクショナル分周器４４の切替比率に応じて発生するフラクショナルスプリアスが大きい場合には時定数を大きく、フラクショナルスプリアスが小さい場合には時定数を小さくしてよい。これにより、ローパスフィルタ４８は、フラクショナルスプリアスが大きくなる切替比率の場合にはフラクショナルスプリアスをより低減し、フラクショナルスプリアスが小さくなる切替比率の場合には応答をより早くすることができる。
【００１９】
このような構成のローカル信号発生部２０によれば、基準クロックの基準周波数をＸ倍（ここで、Ｘは、小数点以下の精度で表された値）した周波数のローカル信号を出力することができる。さらに、ローカル信号発生部２０は、第１分周比、第２分周比および切替比率により定まる周波数のローカル信号を出力することができる。すなわち、ローカル信号発生部２０は、基準クロックの基準周波数に第１分周比を乗じた第１周波数と、基準周波数に第２分周比を乗じた第２周波数との間における切替比率に応じた周波数のローカル信号を出力することができる。ローカル信号発生部２０は、一例として、第１分周比Ｎ、第２分周比（Ｎ＋１）、切替比率Ｆが指定された場合、基準周波数の（Ｎ＋Ｆ）倍の周波数のローカル信号を出力することができる。
【００２０】
例えば、出力するローカル信号のローカル周波数が２〜４ＧＨｚ、基準クロックの基準周波数が１０ＭＨｚ、２００〜４００の整数倍の分周比により動作するＰＬＬ回路は、１０ＭＨｚ間隔のローカル信号を出力する。すなわち、当該ＰＬＬ回路は、２ＧＨｚ（分周比２００）、２．０１ＧＨｚ（分周比２０１）、２．０２ＧＨｚ（分周比２０２）、・・・、３．９９ＧＨｚ（分周比３９９）、４ＧＨｚ（分周比４００）のローカル信号を出力する。これに対して、フラクショナル分周器４４を有するローカル信号発生部２０は、小数点以下のより細かい分解能で周波数を制御することができる。例えば、１／４０９６の分周比を設定することができるフラクショナル分周器４４を有するローカル信号発生部２０は、２ＧＨｚ（分周比２００＋０）、２．０００００２４４１ＧＨｚ（分周比２００＋１／４０９６）、２．０００００４８８２ＧＨｚ（分周比２００＋２／４０９６）、・・・、２．０１ＧＨｚ（分周比２００＋０）、２．０１０００２４４１ＧＨｚ（分周比２００＋１／４０９６）、・・・、４ＧＨｚ（分周比４００＋０）のローカル信号を出力することができる。
【００２１】
乗算部２２は、ローカル信号と入力信号とを乗算した合成信号を出力する。これにより、乗算部２２は、入力信号をローカル周波数分周波数シフトした合成信号を出力することができる。バンドパスフィルタ２４は、合成信号の所定の周波数帯域の信号成分を通過させる。これにより、バンドパスフィルタ２４は、入力信号におけるローカル周波数により定まる周波数の信号成分を通過させることができる。
【００２２】
ＡＤ変換部２６は、バンドパスフィルタ２４より通過された信号成分をサンプリングしてデジタル化したデジタル出力信号を出力する。ＡＤ変換部２６は、一例として、ＡＤ変換器５２と、記憶部５４とを有してよい。ＡＤ変換器５２は、所定のサンプリング周波数でバンドパスフィルタ２４により通過された信号をサンプリングしたデジタル出力信号を出力する。記憶部５４は、ＡＤ変換器５２から出力されたデジタル出力信号を順次に記憶する。
【００２３】
スペクトラム生成部２８は、ローカル信号発生部２０から発生されるローカル信号のローカル周波数を制御して、入力信号の測定周波数範囲の信号成分をバンドパスフィルタ２４により通過させる。そして、スペクトラム生成部２８は、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成する。次に、スペクトラム生成部２８は、ローカル信号発生部２０から発生されるローカル信号を、第１周波数スペクトラムの生成時とは異なるローカル周波数に制御して、入力信号の測定周波数範囲の信号成分をバンドパスフィルタ２４により通過させる。そして、スペクトラム生成部２８は、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成する。
【００２４】
本実施形態において、スペクトラム生成部２８は、第１分周比、第２分周比および切替比率をローカル信号発生部２０に対して指定することにより、所定の周波数のローカル信号をローカル信号発生部２０から出力させる。すなわち、スペクトラム生成部２８は、第１分周比、第２分周比および切替比率をフラクショナル分周器４４に対して指定することにより、所定の周波数のローカル信号を発振器４２から出力させる。
【００２５】
さらに、スペクトラム生成部２８は、ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させることにより入力信号を周波数方向に掃引して、入力信号の測定周波数範囲内の各周波数の信号成分をバンドパスフィルタ２４より通過させ、通過させた信号成分をＡＤ変換部２６にサンプリングさせる。そして、スペクトラム生成部２８は、ＡＤ変換部２６によりサンプリングされた測定周波数範囲内の各周波数の信号成分のデジタル出力信号に基づき、周波数スペクトラムを生成する。
【００２６】
ここで、ローカル信号発生部２０は、フラクショナル分周器４４を用いていることから、当該フラクショナル分周器４４の切替比率に応じた周波数にフラクショナルスプリアスが含まれるローカル信号を出力する。すなわち、ローカル信号発生部２０は、基準クロックの基準周波数と第１分周比とを乗算した周波数と、ローカル信号の周波数との差に応じた周波数に、フラクショナルスプリアスが含まれるローカル信号を出力する。この結果、スペクトラム生成部２８は、所定の周波数位置にフラクショナルスプリアスの影響によるノイズが含まれた周波数スペクトラムを出力する。
【００２７】
このようなスペクトラム生成部２８は、第１掃引部５６と、第２掃引部５８とを有する。第１掃引部５６は、ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタ２４より通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成する。第２掃引部５８は、第１周波数スペクトラムの生成時とは異なる切替比率によりローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタ２４より通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成する。すなわち、第２掃引部５８は、第１周波数スペクトラムの生成時とは異なる周波数で、ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタ２４より通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成する。
【００２８】
このようにスペクトラム生成部２８は、異なる切替比率により入力信号を２回掃引する。すなわち、スペクトラム生成部２８は、異なる周波数のローカル信号を順次に発生させて、入力信号を２回掃引する。これにより、スペクトラム生成部２８は、フラクショナルスプリアスに応じたノイズの発生周波数が異なる２つの周波数スペクトラムを生成することができる。
【００２９】
除去部３０は、第１掃引部５６により生成された第１周波数スペクトラムおよび第２掃引部５８により生成された第２周波数スペクトラムに基づいて、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する。除去部３０は、一例として、第１周波数スペクトラムおよび第２周波数スペクトラムにおける略同一周波数の信号成分のうちの小さい値に基づき、ノイズを除去した周波数スペクトラムを生成してもよい。除去部３０は、一例として、フラクショナルスプリアスに応じたノイズの発生周波数が異なる第１周波数スペクトラムと第２周波数スペクトラムとを比較することにより、フラクショナルスプリアスに応じたノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する。
【００３０】
出力部３２は、ノイズが除去された周波数スペクトラムを除去部３０から取得して、出力する。出力部３２は、一例として、除去部３０から取得した周波数スペクトラムをモニタ上に表示してよい。以上のような構成のスペクトラムアナライザ１０によれば、フラクショナルスプリアスに応じたノイズを除去した周波数スペクトラムを出力することができる。
【００３１】
図２は、測定結果出力画面６２の一例を示す。出力部３２は、一例として、コンピュータのモニタ上に測定結果出力画面６２を表示して、当該測定結果出力画面６２を介して利用者に対して当該スペクトラムアナライザ１０よる計測結果を出力してよい。出力部３２は、一例として、Ｘ軸に周波数、Ｙ軸に信号レベルを表したグリッド６４上に周波数スペクトラムを示すグラフ６６がプロットされた測定結果出力画面６２を、表示してよい。このような測定結果出力画面６２によれば、フラクショナルスプリアスによるノイズが除去された周波数スペクトラムを表示することができる。
【００３２】
図３（Ａ）は、第１周波数スペクトラムの一例を示し、図３（Ｂ）は、第２周波数スペクトラムの一例を示す。第１掃引部５６および第２掃引部５８は、互いに異なる切替比率をフラクショナル分周器４４に対して指定することにより、互いに異なるローカル周波数を発振器４２から発生させて入力信号を掃引する。従って、第１掃引部５６および第２掃引部５８は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、対応するサンプル点における入力信号の周波数が互いに異なる第１周波数スペクトラムおよび第２周波数スペクトラムを生成する。これにより、第１掃引部５６および第２掃引部５８は、フラクショナルスプリアスに応じたノイズの発生周波数が互いに異なる第１周波数スペクトラムと第２周波数スペクトラムを生成することができる。
【００３３】
除去部３０は、一例として、第１周波数スペクトラムにおけるフラクショナルスプリアスに応じたノイズが含まれた周波数の信号成分を、第２周波数スペクトラムにおける略同一の周波数の信号成分に置き換えることにより、フラクショナルスプリアスに応じたノイズを除去した周波数スペクトラムを生成してよい。
【００３４】
また、スペクトラム生成部２８は、一例として、第１周波数スペクトラムと第２周波数スペクトラムとの対応するサンプル点の周波数の差を、バンドパスフィルタ２４の通過帯域内の周波数差としてよい。より好ましくは、スペクトラム生成部２８は、一方のサンプル点においてフラクショナルスプリアスが大きい場合には、他方のサンプル点においてフラクションスプリアスが小さくなるような関係の周波数差とする。そして、除去部３０は、第１周波数スペクトラムと第２周波数スペクトラムとの対応するサンプル点のレベルを比較して、レベルの低い一方の値を選択して周波数スペクトラムを生成してよい。これにより、除去部３０は、フラクショナルスプリアスに応じたノイズを除去した周波数スペクトラムを簡単に生成することができる。
【００３５】
図４は、ローカル周波数に対するフラクショナルスプリアスの強度、および、フラクショナルスプリアスの除去するローカル周波数の範囲を示す。本実施形態においてフラクショナルスプリアスは、ローカル信号の周波数ｆ０が、基準クロックの基準周波数に第１分周比を乗じた第１周波数ｆ１とより近い場合に、強度が大きくなる。さらに、フラクショナルスプリアスは、ローカル信号の周波数ｆ０が、基準クロックの基準周波数に第２分周比を乗じた第２周波数ｆ２とより近い場合に、強度が大きくなる。すなわち、フラクショナルスプリアスは、ローカル信号の周波数ｆ０が第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との丁度中間の周波数近傍の場合には強度が小さくなり、第１周波数ｆ１または第２周波数ｆ２に近付くにつれて強度が大きくなる。
【００３６】
そこで、除去部３０は、第１周波数ｆ１または第２周波数ｆ２との周波数差が予め定められた閾値以下となる周波数のローカル信号が設定されて、バンドパスフィルタ２４から出力された入力信号の信号成分に対して、ノイズの除去処理をしてよい。除去部３０は、一例として、第１周波数ｆ１または第２周波数ｆ２との周波数の差が、レジスタに格納された予め定められた閾値以下となる周波数のローカル信号が設定されて、ノイズの除去処理をしてよい。これにより、除去部３０は、周波数スペクトラムの各周波数成分のうち、フラクショナルスプリアスが発生する周波数の信号成分に対してだけノイズの除去処理をすることができる。これにより、除去部３０によれば、効率よくノイズの除去処理をすることができる。
【００３７】
以上に代えて、除去部３０は、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２の中間周波数から負側に所定量離れた負側閾周波数以上、中間周波数から正側に所定量離れた正側閾周波数以下の中心周波数範囲以外の周波数に、ローカル信号の周波数が設定され、ノイズの除去処理をしてよい。なお、この場合において、負側閾周波数と中間周波数との距離（周波数の絶対値）と、正側閾周波数と中間周波数との距離（周波数の絶対値）とは異なってよい。
【００３８】
また、スペクトラム生成部２８は、第１周波数ｆ１または第２周波数ｆ２との周波数差が予め定められた閾値以下とならない周波数のローカル信号を発生するようローカル信号発生部を設定してよい。ローカル周波数を、第１周波数ｆ１または第２周波数ｆ２との周波数差が、予め定められた閾値以下となることがないように設定することで、ノイズの除去処理をしなくともフラクショナルスプリアスを抑制できる。この場合、第１掃引部５６による周波数掃引の結果として得られる第１周波数スペクトラムにより、フラクショナルスプリアスを抑制し得る。
【００３９】
以上に代えて、スペクトラム生成部２８は、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２の中間周波数から負側に所定量離れた負側閾周波数以上、中間周波数から正側に所定量離れた正側閾周波数以下の中心周波数範囲に、ローカル信号の周波数を設定してよい。なお、この場合において、負側閾周波数と中間周波数との距離（周波数の絶対値）と、正側閾周波数と中間周波数との距離（周波数の絶対値）とは異なってよい。
【００４０】
図５は、本実施形態の第１変形例に係るスペクトラムアナライザ１０の構成を示す。本変形例に係るスペクトラムアナライザ１０は、図１に示したスペクトラムアナライザ１０と略同一の構成および機能を採るので、図１の部材と略同一の構成および機能を有する部材については図１と同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００４１】
本変形例において、ローパスフィルタ４８は、位相検出器４６により出力された制御信号を、第１時定数または当該第１時定数とは異なる第２時定数でローパスフィルタリングして、発振器４２に出力する。ローパスフィルタ４８は、一例として、位相検出器４６により出力された制御信号に対して第１時定数のローパスフィルタリングをする第１ＬＰＦ７２と、位相検出器４６により出力された制御信号に対して第２時定数によりローパスフィルタリングをする第２ＬＰＦ７４と、第１ＬＰＦ７２および第２ＬＰＦ７４の出力を切り替えて発振器４２に出力する切替部７６とを含んでよい。
【００４２】
ここで、ローパスフィルタ４８は、ローパスフィルタリングの時定数を長くすると、ノイズをより低減することができる。従って、ローパスフィルタ４８は、ローパスフィルタリングの時定数を切り替えることにより、ローカル信号に含まれるフラクショナルスプリアスの強度を増減することができる。
【００４３】
スペクトラム生成部２８の第１掃引部５６は、ローパスフィルタ４８の時定数を第１時定数に設定し、ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタ２４により通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第１周波数スペクトラムを生成する。また、スペクトラム生成部２８の第２掃引部５８は、ローパスフィルタ４８の時定数を第２時定数に設定し、ローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタ２４により通過させ、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に基づき第２周波数スペクトラムを生成する。これに加えて、第２掃引部５８は、第１周波数スペクトラムの生成時とは異なる切替比率によりローカル信号の周波数を離散的に順次変化させて入力信号の測定周波数範囲内の信号成分をバンドパスフィルタ２４より通過させてもよい。
【００４４】
そして、除去部３０は、第１周波数スペクトラムと第２周波数スペクトラムとを比較し、比較結果に基づき信号成分が予め定められた振幅以上変化した周波数を検出し、検出した周波数近傍の信号成分からノイズを除去した周波数スペクトラムを生成する。第１周波数スペクトラムと第２周波数スペクトラムとは、同じ周波数においてローカル信号に含まれるフラクショナルスプリアスの強度が異なるので、フラクショナルスプリアスに応じたノイズが発生する周波数において信号レベルが変化する。従って、除去部３０は、比較結果が予め定められた振幅以上変化した場合、当該変化した周波数近傍にフラクショナルスプリアスに応じたノイズが含まれているとして、フラクショナルスプリアスに応じたノイズの除去処理をしてよい。
【００４５】
これにより、第１変形例に係る除去部３０は、周波数スペクトラムの各周波数成分のうち、フラクショナルスプリアスが発生する周波数の信号成分に対してだけノイズの除去処理をすることができる。よって、除去部３０によれば、効率よくノイズの除去処理をすることができる。
【００４６】
図６は、本実施形態の第２変形例に係るスペクトラムアナライザ１０の構成を示す。本変形例に係るスペクトラムアナライザ１０は、図１に示したスペクトラムアナライザ１０と略同一の構成および機能を採るので、図１の部材と略同一の構成および機能を有する部材については図１と同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００４７】
スペクトラム生成部２８は、第１掃引部５６および第２掃引部５８に代えて、第１ＦＦＴ演算部８２と、第２ＦＦＴ演算部８４と有してよい。第１ＦＦＴ演算部８２は、ローカル信号の周波数を制御して、入力信号における測定周波数範囲の信号成分をバンドパスフィルタ２４により通過させる。そして、第１ＦＦＴ演算部８２は、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に対してフーリエ変換演算（例えばＦＦＴ演算）して、第１周波数スペクトラムを生成する。第２掃引部５８は、ローカル信号の周波数を第１周波数スペクトラムの生成時とは異なる周波数に制御して、入力信号における測定周波数範囲の信号成分をバンドパスフィルタ２４により通過させる。そして、第２ＦＦＴ演算部８４は、通過させた信号成分から得られたデジタル出力信号に対してフーリエ変換演算（例えばＦＦＴ演算）して、第２周波数スペクトラムを生成する。
【００４８】
以上のような第２変形例に係るスペクトラムアナライザ１０によれば、ＦＦＴ演算することにより周波数スペクトラムを生成することができる。これにより、スペクトラムアナライザ１０によれば、バンドパスフィルタ２４の通過帯域よりも狭い周波数分解能の周波数スペクトラムを生成することができる。
【００４９】
また、バンドパスフィルタ２４の通過帯域よりも広い周波数スパンの周波数スペクトラムを生成する場合、スペクトラム生成部２８は、バンドパスフィルタ２４の通過帯域またはこれより狭い帯域毎に周波数スパンを分割した複数の分割範囲を生成する。スペクトラム生成部２８は、複数の分割範囲のそれぞれを測定周波数範囲とし、ローカル周波数をそれぞれの分割範囲に応じた周波数に順次に制御して、それぞれの分割範囲から複数のデジタル出力信号を取得する。スペクトラム生成部２８は、取得した複数のデジタル出力信号のそれぞれに対してＦＦＴ演算を行って複数の周波数スペクトラムを生成する。そして、スペクトラム生成部２８は、生成した複数の周波数スペクトラムを周波数方向に合成する。
【００５０】
また、スペクトラム生成部２８は、ＦＦＴ演算によって周波数スペクトラムを生成する場合、測定周波数範囲の中心周波数からＩＦ周波数分だけ離れた位置に、ローカル周波数を設定してよい。例えば、乗算部２２は、２つのミキサーを含むとする。１段目のミキサーは、ローカル信号発生部２０から出力されたローカル信号を入力信号に乗算することにより、入力信号を４２１．４ＭＨｚのＩＦ信号にダウンコンバートする。２段目のミキサーは、１段目のミキサーの出力信号に４００ＭＨｚの正弦波信号を乗算して、入力信号を更に２１．４ＭＨｚのＩＦ信号にダウンコンバートする。このような構成の乗算部２２を用いて、中心周波数３ＧＨｚ、周波数スパン８ＭＨｚの周波数スペクトラムを生成する場合、スペクトラム生成部２８は、ローカル周波数を、３．４２１４ＧＨｚ（＝３ＧＨｚ＋４２１．４ＭＨｚ）又は２．５７８６ＧＨｚ（＝３ＧＨｚ−４２１．４ＭＨｚ）に設定してよい。
【００５１】
図７は、フラクショナルスプリアスに応じて発生するノイズの一例を示す。フラクショナル分周器４４を用いる場合、ローカル信号にフラクショナルスプリアスが重畳されるので、スペクトラム生成部２８により生成される周波数スペクトラムには、フラクショナルスプリアスに応じたノイズが含まれる。
【００５２】
例えば、上記の構成の乗算部２２を用いて、中心周波数３ＧＨｚ、周波数スパン８ＭＨｚの周波数スペクトラムを生成する場合、スペクトラム生成部２８は、フラクショナル分周器４４に対して（３４２＋（５７３／４０９６））の分周比を設定してよい。このような場合、周波数スペクトラムには、図７（Ａ）に示すように、入力信号から１．４ＭＨｚ（＝１０ＭＨｚ×（５７３／４０９６））離れた位置に、フラクショナルスプリアスに応じたノイズが含まれる。
【００５３】
ここで、スペクトラム生成部２８は、図７（Ａ）に示すような第１周波数スペクトラムを生成した後、ローカル周波数を僅かにずらして第２周波数スペクトラムを生成する。例えば、第１周波数スペクトラムの生成時におけるローカル周波数よりも１ＭＨｚ高周波数側にずらしたローカル周波数により第２周波数スペクトラムを生成してよい。この場合、中心周波数は、３．００１ＧＨｚとなり、ローカル周波数は、３．４２２４ＧＨｚ（＝３．４２１４ＧＨｚ＋１ＭＨｚ）となり、フラクショナル分周器４４に設定する分周比は、（３４２＋（９８３／４０９６））となる。従って、スペクトラム生成部２８は、図７（Ｂ）に示すように、入力信号から２．４ＭＨｚ（＝１０ＭＨｚ×（９８３／４０９６））離れた位置に、フラクショナルスプリアスに応じたノイズが含まれた周波数スペクトラムを生成する。
【００５４】
このような第１周波数スペクトラム及び第２周波数スペクトラムは、周波数スパンが互いにずれるが、入力信号の周波数位置が３ＧＨｚで互いに同一となる。これに対して、第１周波数スペクトラム及び第２周波数スペクトラムは、フラクショナルスプリアスに応じたノイズが含まれる周波数位置が互いに異なる。従って、除去部３０は、第１周波数スペクトラムおよび第２周波数スペクトラムを比較することにより、フラクショナルスプリアスに応じたノイズと、入力信号の信号成分とを区別することができる。
【００５５】
例えば、除去部３０は、第１周波数スペクトラムおよび第２周波数スペクトラムについて、同じ周波数位置の信号成分を比較して、小さい方の値を用いて新たな周波数スペクトラムを生成することによって、フラクショナルスプリアスに応じたノイズを除去した周波数スペクトラムを生成してよい。なお、この場合、除去部３０により新たに生成される周波数スペクトラムの周波数スパンが、ローカル周波数のずれ分だけ短くなるので、スペクトラム生成部２８は、ローカル周波数のずれの分だけ予め第１周波数スペクトラムおよび第２周波数スペクトラムの周波数スパンを広く設定してよい。
【００５６】
なお、除去部３０は、フラクショナルスプリアスを除去することに加えて、第１周波数スペクトラムと第２周波数スペクトラムとを比較することにより、バンドパスフィルタ２４を通過した信号にミキシングされた、ローカル周波数の変化に応じて周波数が変化するノイズを除去した周波数スペクトラムを生成してもよい。例えば、除去部３０は、バンドパスフィルタ２４を通過した信号に対して回路の動作クロックがミキシングされた信号を除去した周波数スペクトラムを生成してよい。例えば、２５ＭＨｚの動作クロックが２１．４ＭＨｚのＩＦ信号とミキシングされることにより、周波数スペクトラムには、３．６ＭＨｚのノイズが含まれる。ローカル信号の周波数の変化に応じてＩＦ信号の周波数が変化するので、当該ノイズは、ローカル信号の周波数の変化に応じて、周波数が変化する。除去部３０は、このようなノイズを、フラクショナルスプリアスに応じたノイズと共に除去した周波数スペクトラムを生成してよい。
【００５７】
図８は、本実施形態の第３変形例に係るスペクトラムアナライザ１０の構成を示す。本変形例に係るスペクトラムアナライザ１０は、図１に示したスペクトラムアナライザ１０と略同一の構成および機能を採るので、図１の部材と略同一の構成および機能を有する部材については図１と同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００５８】
本変形例に係るスペクトラムアナライザ１０は、出力部３２に代えて、表示部３４を備える。表示部３４は、スペクトラム生成部２８により第１の周波数スペクトラムが生成された後、除去部３０によるノイズの除去が完了するまでの間に第１の周波数スペクトラムをスペクトラム生成部２８から取得して表示する。そして、表示部３４は、除去部３０によるノイズの除去が完了したことに応じてノイズ除去済周波数スペクトラムを除去部３０から取得して表示する。
【００５９】
以上のような構成のスペクトラムアナライザ１０によれば、ノイズを除去した周波数スペクトラムを出力することができる。さらに、このような構成のスペクトラムアナライザ１０によれば、ノイズの除去処理に長時間を費やしてしまう場合であっても、ノイズ除去処理の経過に応じた計測結果を表示することができる。
【００６０】
なお、除去部３０は、フラクショナルスプリアスに応じたノイズに限らず、他の種類のノイズを除去してよい。この場合において、表示部３４は、除去部３０によるノイズの除去が完了するまでの間にノイズ除去前の第１の周波数スペクトラムをスペクトラム生成部２８から取得して表示し、除去部３０によるノイズの除去が完了したことに応じてノイズ除去済周波数スペクトラムを表示してよい。
【００６１】
除去部３０は、一例として、乗算部２２から出力された合成信号の中心周波数（中間周波数）の２倍の周波数に含まれるノイズを除去してよい。この場合において、除去部３０は、スペクトラム生成部２８により生成された周波数スペクトラムに対して、各周波数のスペクトル値と、当該周波数に中間周波数の２倍の周波数を加算又は減算した周波数のスペクトル値との２つのスペクトル値のうち、より値が小さいスペクトル値を選択する。そして、除去部３０は、選択したスペクトル値を、スペクトラム生成部２８により生成された周波数スペクトラムにおける各周波数のスペクトル値とすることにより、ノイズを除去してよい。また、除去部３０は、乗算部２２から出力された合成信号に、ローカル信号の高調波成分が含まれる場合には、当該高調波成分を除去すべく処理を行ってもよい。
【００６２】
図９は、ノイズ除去前の測定結果出力画面６２の一例を示す。図１０は、ノイズ除去後の測定結果出力画面６２の一例を示す。表示部３４は、一例として、コンピュータのモニタ上に測定結果出力画面６２を表示して、当該測定結果出力画面６２を介して利用者に対して当該スペクトラムアナライザ１０よる計測結果を出力してよい。表示部３４は、一例として、Ｘ軸に周波数、Ｙ軸に信号レベルを表したグリッド６４上に周波数スペクトラムを示すグラフ６６がプロットされた測定結果出力画面６２を、表示してよい。
【００６３】
計測動作が開始されると、まず、スペクトラム生成部２８は、第１の周波数スペクトラムを生成する。そして、表示部３４は、スペクトラム生成部２８により第１の周波数スペクトラムが生成された後、除去部３０によるノイズの除去が完了するまでの間に、図９に示すような第１の周波数スペクトラムをスペクトラム生成部２８から取得して表示する。
【００６４】
第１の周波数スペクトラムを生成が終了すると、次に、スペクトラム生成部２８は、第２の周波数スペクトラムを生成する。第２の周波数スペクトラムが生成されると、除去部３０は、第１の周波数スペクトラムと第２の周波数スペクトラムとに基づき、ノイズ除去済周波数スペクトラムを生成する。そして、表示部３４は、除去部３０によるノイズの除去が完了したことに応じて、図１０に示すようなノイズ除去済周波数スペクトラムを表示する。さらに、表示部３４は、ノイズ除去処理を行った部分を、ノイズ除去処理を行っていない部分と識別可能に表示してもよい。以上のように表示部３４によれば、ノイズ除去処理の経過に応じた計測結果を表示することができる。
【００６５】
図１１は、本実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、及び表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部とを備える。
【００６６】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００及びグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０及びＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００６７】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
【００６８】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラムや、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０や、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
【００６９】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【００７０】
コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００をスペクトラムアナライザ１０の制御装置として機能させるプログラムは、ローカル信号発生モジュールと、乗算モジュールと、バンドパスフィルタモジュールと、ＡＤ変換モジュールと、スペクトラム生成モジュールと、除去モジュールと、出力モジュールとを備える。また、当該プログラムは、出力モジュールに代えて、表示モジュールを備えてもよい。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、スペクトラムアナライザ１０を、ローカル信号発生部２０、乗算部２２、バンドパスフィルタ２４、ＡＤ変換部２６、スペクトラム生成部２８、除去部３０、出力部３２、表示部３４としてそれぞれ機能させる。
【００７１】
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤやＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
【００７２】
以上、本発明の（一）側面を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るスペクトラムアナライザ１０の構成を示す。
【図２】図２は、測定結果出力画面６２の一例を示す。
【図３】図３（Ａ）は、第１周波数スペクトラムの一例を示し、図３（Ｂ）は、第２周波数スペクトラムの一例を示す。
【図４】図４は、ローカル周波数に対するフラクショナルスプリアスの強度、および、フラクショナルスプリアスの除去するローカル周波数の範囲を示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態の第１変形例に係るスペクトラムアナライザ１０の構成を示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態の第２変形例に係るスペクトラムアナライザ１０の構成を示す。
【図７】図７は、フラクショナルスプリアスに応じて発生するノイズの一例を示す。
【図８】図８は、本発明の実施形態の第３変形例に係るスペクトラムアナライザ１０の構成を示す。
【図９】図９は、ノイズ除去前の測定結果出力画面６２の一例を示す。
【図１０】図１０は、ノイズ除去後の測定結果出力画面６２の一例を示す。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【符号の説明】
【００７４】
１０  スペクトラムアナライザ
２０  ローカル信号発生部
２２  乗算部
２４  バンドパスフィルタ
２６  ＡＤ変換部
２８  スペクトラム生成部
３０  除去部
３２  出力部
３４  表示部
４０  基準クロック発生部
４１  同期部
４２  発振器
４４  フラクショナル分周器
４６  位相検出器
４８  ローパスフィルタ
５２  ＡＤ変換器
５４  記憶部
５６  第１掃引部
５８  第２掃引部
６２  測定結果出力画面
６４  グリッド
６６  グラフ
７２  第１ＬＰＦ
７４  第２ＬＰＦ
７６  切替部
８２  第１ＦＦＴ演算部
８４  第２ＦＦＴ演算部
１９００  コンピュータ
２０００  ＣＰＵ
２０１０  ＲＯＭ
２０２０  ＲＡＭ
２０３０  通信インターフェイス
２０４０  ハードディスクドライブ
２０５０  フレキシブルディスク・ドライブ
２０６０  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
２０７０  入出力チップ
２０７５  グラフィック・コントローラ
２０８０  表示装置
２０８２  ホスト・コントローラ
２０８４  入出力コントローラ
２０９０  フレキシブルディスク
２０９５  ＣＤ−ＲＯＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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