(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望する解析周波数帯域を複数の帯域にブロック分割して順次周波数解析し、その解析が前記複数の帯域の総てで終了した時点で、前記複数の帯域の解析結果を組合わせて表示することで、前記解析周波数帯域に亘る周波数スペクトラムを所定周期で更新表示するようにしたスペクトラムアナライザにおいて、入力信号を２系統として、それらの解析結果を同時に表示可能とするにあたって、
前記２系統の入力信号を所定の周期で切換えて前記周波数解析を行う共通の解析手段と、
２つの表示手段と、
前記解析手段における各ブロックの解析結果を対応する前記２つの表示手段に振分ける切換え手段と、
前記２つの表示手段で表示すべき前記解析周波数帯域の分割ブロック数および１ブロック当りの解析時間を設定する設定手段と、
前記設定手段への設定に応答して前記解析手段および切換え手段を制御し、前記所望する解析周波数帯域の解析に必要な時間の短い方の系統に関しては、前記分割ブロック数に亘り、前記解析手段に連続して総てのブロックを処理させ、長い方の系統に関しては、その系統の解析時間の倍数で、かつ前記短い方の系統の時間以上の最小時間に亘り、前記解析手段に順次、その最小時間内で処理可能な数のブロックを処理させる制御手段とを含むことを特徴とするスペクトラムアナライザ。
【請求項２】
前記制御手段は、前記２系統の同時表示を行っている状態で、前記解析に必要な時間の長い系統に関して、前記分割ブロック数と処理可能な数との最小公倍数から表示ゆらぎの生じる周期に含まれる該解析に必要な時間の長い系統のブロック数を求め、そのブロック数の間に含まれる２つの系統の総処理時間の加算値からゆらぎの周期を求め、そのゆらぎの周期を前記解析に必要な時間の長い系統の画面数で除算することで、理想の更新タイミングを求め、前記解析手段から表示手段へ入力された表示データに対して、その入力が前記理想の更新タイミングの先後であるかに基づいて、更新タイミングを制御することを特徴とする請求項１記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項３】
前記解析手段の前段には復調回路が設けられており、前記入力信号は無線信号であることを特徴とする請求項１または２記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項４】
アマチュア無線機に搭載されることを特徴とする請求項３記載のスペクトラムアナライザ。
【請求項５】
所望する解析周波数帯域を複数の帯域にブロック分割して順次周波数解析し、その解析が前記複数の帯域の総てで終了した時点で、前記複数の帯域の解析結果を組合わせて表示することで、前記解析周波数帯域に亘る周波数スペクトラムを所定周期で更新表示するようにしたスペクトラムアナライザの表示制御方法において、入力信号を２系統として、それらの解析結果を同時に表示可能とするにあたって、
２つの表示手段で表示すべき前記解析周波数帯域の分割ブロック数および１ブロック当りの解析時間を予め設定しておくステップと、
前記２系統の入力信号を所定の周期で切換えて共通の解析手段に入力を行うステップと、
前記解析手段が入力信号を前記周波数解析するステップと、
切換え手段が、前記解析手段における各ブロックの解析結果を対応する前記２つの表示手段に振分けるステップと、
前記２つの表示手段が、振り分けられたブロックを前記所望する解析周波数帯域分組合わせて更新表示するステップとを含み、
前記解析手段および切換え手段の制御は、前記設定に応答して、前記所望する解析周波数帯域の解析に必要な時間の短い方の系統に関して、前記分割ブロック数に亘り、前記解析手段に連続して総てのブロックを処理させるステップと、長い方の系統に関して、その系統の解析時間の倍数で、かつ前記短い方の系統の時間以上の最小時間に亘り、前記解析手段に順次、その最小時間内で処理可能な数のブロックを処理させるステップとを有することを特徴とするスペクトラムアナライザの表示制御方法。
【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に関し、特にアマチュア無線機に搭載されて、電波状況などの確認に用いられるもので好適に実施される表示制御の手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記アマチュア無線機において、特に据置式の高価格なハイエンドユーザー向けの商品になると、スペクトラムアナライザが搭載され、前記電波状況の確認などに極めて有効に利用されている。たとえば、バンドスコープと称される現在の電波の利用状況の表示が行われ、またウォーターフォールと称される受信信号の履歴の時系列表示が行われると、前記バンドスコープでは判別し難かった微弱な信号やノイズに埋もれていた信号を視認することが可能になる。こうして、ユーザは、傍受や通信の開始にあたって、極めて容易に、前記電波状況を確認することができる。
【０００３】
一方、前記アマチュア無線機においては、たとえばメインバンドとサブバンドとのように、同時に２チャネルの受信を可能にすることで、交信を行っていない別のバンドの空き状況や、空き周波数等の情報を得られるようにして、通信の機会を増やすようにした構成が、広く普及している。図６は、そのようなアマチュア無線機の表示画面の一例で、上段左右に、２つのチャネル（波）の周波数、受信電界強度レベルおよび送信電力などが表示され、中段に第１のチャネルのバンドスコープ画面およびウォーターフォール画面（スコープＡ）、下段に第２のチャネルのバンドスコープ画面およびウォーターフォール画面（スコープＢ）が示されるデュアルスコープ画面である。
【０００４】
しかしながら、そのような構成に、単純に２つのスペクトラムアナライザを搭載してしまうと、非常にコストが嵩むとともに、回路の占有スペースも大きくなるという問題がある。そこで、特許文献１では、周波数解析を行う高価なバンドパスフィルタの前後に切換え手段を設けて、２つのチャネルでバンドパスフィルタを時間分割して利用するようにした構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−１１４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の従来技術は、２系統の入力信号に、それぞれ対応した画面を１画面出力する毎に、バンドパスフィルタを割当てている。したがって、周波数解析を行うバンドパスフィルタは、２系統の入力信号に対して均等に切換えられ、更新（スイープ）周期も、１系統で占有する場合の２倍となっている。
【０００７】
ところで、スペクトラムアナライザでは、解析すべき周波数帯域を設定することが可能である。図６の中段の例では、７．０７８５ＭＨｚの選択（チューニング）周波数に対して、下側の７．０００ＭＨｚから、上側の７．３００ＭＨｚまでを解析することを示している。このように、所望する解析周波数帯域（周波数スパン）Ｆ０に対して、解析手段の適応周波数範囲Ｆ１が狭い場合は、図７で示すように、前記解析周波数帯域（周波数スパン）Ｆ０を複数の帯域（図７ではＭ１〜Ｍ４の４つ）にブロック分割して順次周波数解析し、その解析が前記複数の帯域Ｍ１〜Ｍ４で終了した時点で、前記複数の帯域Ｍ１〜Ｍ４の解析結果を組合わせて表示することで、前記解析周波数帯域（周波数スパン）Ｆ０に亘る周波数スペクトラムを、所定周期で更新（スイープ）表示できるようになる。
【０００８】
更新（スイープ）可能な周期は、解析周波数帯域（周波数スパン）Ｆ０が広くなる、すなわち前記分割ブロック数が多くなる程、長くなる。勿論、Ｆ０≦Ｆ１の場合は、分割の必要は無い。
【０００９】
したがって、このようなブロック分割を行う構成で上述の従来技術では、たとえば狭い帯域と広い帯域との２つの系統で解析を行う等の場合で、２つの系統で更新周期（実際の表示時間間隔）に大きな違いが生じると、早い系統の更新も遅い系統に合わせなければならなくなってしまう。具体的には、１．０秒に１回更新するスコープＡと、０．１秒に１回更新するスコープＢとの組合せの場合、１．１秒に１回ずつ更新するようにしてしまうと、ＢはＡの１０倍速い設定にしている意味が無くなってしまう。
【００１０】
本発明の目的は、２つの系統の入力信号の周波数解析を共通の解析手段を用いて行うにあたって、更新周期が不所望に遅くならず、滑らかな表示を行うことができるスペクトラムアナライザおよびその表示制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のスペクトラムアナライザは、所望する解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢを複数の帯域にブロック分割して順次周波数解析し、その解析が前記複数の帯域の総てで終了した時点で、前記複数の帯域の解析結果を組合わせて表示することで、前記解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢに亘る周波数スペクトラムを所定周期で更新表示するようにしたスペクトラムアナライザにおいて、入力信号をＡ，Ｂの２系統として、それらの解析結果を同時に表示可能とするにあたって、前記２系統の入力信号を所定の周期で切換えて前記周波数解析を行う共通の解析手段と、２つの表示手段と、前記解析手段における各ブロックの解析結果を対応する前記２つの表示手段に振分ける切換え手段と、前記２つの表示手段で表示すべき前記解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢの分割ブロック数ＮＡ，ＮＢおよび１ブロック当りの解析時間ＴＡ，ＴＢを設定する設定手段と、前記設定手段への設定に応答して前記解析手段および切換え手段を制御し、前記所望する解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢの解析に必要な時間τＡ（＝ＴＡ×ＮＡ）とτＢ（＝ＴＢ×ＮＢ）との短い方の系統、たとえばＢに関しては、前記分割ブロック数ＮＢに亘り、前記解析手段に連続して総てのブロックを処理させ、長い方の系統、すなわちＡに関しては、その系統Ａの解析時間ＴＡの倍数で、かつ前記短い方の系統Ｂの時間τＢ以上の最小時間τＡ’に亘り、前記解析手段に順次、その最小時間τＡ’内で処理可能な数ｎのブロックを処理させる制御手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のスペクトラムアナライザの表示制御方法は、所望する解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢを複数の帯域にブロック分割して順次周波数解析し、その解析が前記複数の帯域の総てで終了した時点で、前記複数の帯域の解析結果を組合わせて表示することで、前記解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢに亘る周波数スペクトラムを所定周期で更新表示するようにしたスペクトラムアナライザの表示制御方法において、入力信号をＡ，Ｂの２系統として、それらの解析結果を同時に表示可能とするにあたって、２つの表示手段で表示すべき前記解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢの分割ブロック数ＮＡ，ＮＢおよび１ブロック当りの解析時間ＴＡ，ＴＢを予め設定しておくステップと、前記２系統の入力信号を所定の周期で切換えて共通の解析手段に入力を行うステップと、前記解析手段が入力信号を前記周波数解析するステップと、切換え手段が、前記解析手段における各ブロックの解析結果を対応する前記２つの表示手段に振分けるステップと、前記２つの表示手段が、振り分けられたブロックを前記所望する解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢ分（すなわち、ＮＡ，ＮＢ個）組合わせて更新表示するステップとを含み、前記解析手段および切換え手段の制御は、前記設定に応答して、前記所望する解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢの解析に必要な時間τＡ（＝ＴＡ×ＮＡ）とτＢ（＝ＴＢ×ＮＢ）との短い方の系統、たとえばＢに関して、前記分割ブロック数ＮＢに亘り、前記解析手段に連続して総てのブロックを処理させるステップと、長い方の系統、すなわちＡに関して、その系統Ａの解析時間ＴＡの倍数で、かつ前記短い方の系統Ｂの時間τＢ以上の最小時間τＡ’に亘り、前記解析手段に順次、その最小時間τＡ’内で処理可能な数ｎのブロックを処理させるステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、入力信号の周波数解析を行う解析手段の周波数分解能や、その前段の回路の通過特性などに起因して、所望する解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢを複数の帯域にブロック分割して順次周波数解析し、その解析が前記複数の帯域の総てで終了した時点で、前記複数の帯域の解析結果を組合わせて表示することで、前記解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢに亘る周波数スペクトラムを所定周期で更新表示するようにしたスペクトラムアナライザにおいて、入力信号をＡ，Ｂの２系統として、それらの解析結果を対応する２つの表示手段で同時に表示可能とするにあたって、切換え手段、設定手段および制御手段を設け、ブロックの処理を適宜２つの系統Ａ，Ｂ間で切換えることで、前記解析手段や前段の回路などを共用化する。
【００１４】
前記切換え手段は、前記解析手段における各ブロックの解析結果を、対応する前記２つの表示手段に振分ける。前記設定手段は、前記２つの表示手段で表示すべき前記解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢそれぞれの分割ブロック数ＮＡ，ＮＢおよび１ブロック当りの解析時間ＴＡ，ＴＢを設定する。前記制御手段は、前記設定手段への設定に応答して、前記解析手段および切換え手段を、以下のように制御する。
【００１５】
すなわち、前記制御手段は、前記所望する解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢの解析に必要な時間τＡ（＝ＴＡ×ＮＡ）とτＢ（＝ＴＢ×ＮＢ）との短い方の系統、たとえばＢに関しては、前記分割ブロック数ＮＢに亘り、前記解析手段に連続して総てのブロックを処理させる。これに対して、前記制御手段は、解析に必要な時間が長い方の系統、すなわちＡに関しては、その系統Ａの解析時間ＴＡの倍数で、かつ前記短い方の系統Ｂの時間τＢ以上の最小時間τＡ’に亘り、前記解析手段に順次、その最小時間τＡ’内で処理可能な数ｎずつのブロックを処理させる。要約すると、ブロック毎の解析処理を、解析に必要な時間τＢが短いＢの系統については連続して行い、長いτＡの系統については、前記短い系統Ｂの処理への影響を小さくできるτＡ’の範囲で分断して行う。
【００１６】
したがって、解析手段や前段の回路などを共用化し、低コスト化および回路スペースの縮小を図っても、２つの系統Ａ，Ｂ間の影響をできるだけ小さくし、あたかも２つの系統Ａ，Ｂが独立したスコープ回路を持っているかのように振る舞わせることができるとともに、単一の系統のみで解析手段や前段の回路などを占有して表示を行っている場合と比べて、解析に必要な時間τＡの長い系統Ａおよび解析に必要な時間τＢの短い系統Ｂ共に、それぞれの更新周期ＲＡ，ＲＢを、２倍に近付け、滑らかな表示を行うことができる。
【００１７】
さらにまた、本発明のスペクトラムアナライザでは、前記制御手段は、前記２系統の同時表示を行っている状態で、前記解析に必要な時間の長い系統に関して、前記分割ブロック数と処理可能な数との最小公倍数から表示ゆらぎの生じる周期に含まれる該解析に必要な時間の長い系統のブロック数を求め、そのブロック数の間に含まれる２つの系統の総処理時間の加算値からゆらぎの周期を求め、そのゆらぎの周期を前記解析に必要な時間の長い系統の画面数で除算することで、理想の更新タイミングを求め、前記解析手段から表示手段へ入力された表示データに対して、その入力が前記理想の更新タイミングの先後であるかに基づいて、更新タイミングを制御することを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、解析に必要な時間の長い方の系統Ａに関しても、その系統Ａが解析手段を独占した場合の更新（スイープ）周期と比較して、略２倍となるものの、更新（スイープ）周期は毎回略一定となり、滑らかな表示を行うことができる。
【００１９】
また、本発明のスペクトラムアナライザでは、前記解析手段の前段には復調回路が設けられており、前記入力信号は無線信号であることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、周波数解析を行う高速フーリエ変換回路などの解析手段に加えて、前段の復調回路なども２つの入力信号の系統で共用化することができ、特にスーパーヘテロダイン復調回路におけるバンドパスフィルタなどの高額の部品を削減し、一層低コスト化を図ることができる。
【００２１】
さらにまた、本発明のスペクトラムアナライザは、アマチュア無線機に搭載されることを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、スペクトラムアナライザ専用機のようにはならないけれども、アマチュア無線機にスペクトラムアナライザを搭載することで、空きチャネルなどを極めて容易に探索することができる。したがって、上述のように低コストにスペクトラムアナライザを搭載できることは、アマチュア無線機にとって、極めて有益である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスペクトラムアナライザおよびその表示制御方法は、所望する解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢを複数の帯域にブロック分割して順次周波数解析し、その解析が前記複数の帯域の総てで終了した時点で、前記複数の帯域の解析結果を組合わせて表示することで、前記解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢに亘る周波数スペクトラムを所定周期で更新表示するようにしたスペクトラムアナライザにおいて、共通の解析手段で、入力信号をＡ，Ｂの２系統として、それらの解析結果を対応する２つの表示手段で同時に表示可能とするにあたって、ブロック毎の解析処理を、解析に必要な時間τＢが短い系統Ｂについては連続して行い、長い系統Ａについては、前記短い系統Ｂの処理に影響を与えない範囲で分断して行う。
【００２４】
それゆえ、２つの系統Ａ，Ｂ間の影響をできるだけ小さくし、あたかも２つの系統Ａ，Ｂが独立したスコープ回路を持っているかのように振る舞わせることができるとともに、単一の系統のみで解析手段や前段の回路などを占有して表示を行っている場合と比べて、解析に必要な時間τＡの長い系統Ａおよび解析に必要な時間τＢの短い系統Ｂ共に、それぞれの更新周期ＲＡ，ＲＢを、２倍に近付け、滑らかな表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の一形態に係るスペクトラムアナライザの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】前記スペクトラムアナライザにおけるスーパーヘテロダイン復調回路の一構成例の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】周波数解析を行う表示データ演算回路およびその前段のスーパーヘテロダイン復調回路を、２つの入力信号で共用するにあたって、時間分割の様子を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】前記時間分割のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図５】前記時間分割による表示更新周期のばらつき補正を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】アマチュア無線機に搭載されたスペクトラムアナライザによるバンドスコープ画面およびウォーターフォール画面の一例を示す図である。
【図７】スペクトラムアナライザの解析周波数帯域（周波数スパン）に対して、解析手段の適応周波数範囲が狭く、複数の帯域にブロック分割して解析する様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施の一形態に係るスペクトラムアナライザ１の電気的構成を示すブロック図である。このスペクトラムアナライザ１は、アマチュア無線機に搭載されて、２つの系統Ａ，Ｂの入力信号に対して、それぞれ対応する表示回路１１，１２に、図６で示すようなバンドスコープ画面およびウォーターフォール画面を表示するものである。図６における選択チャネルの周波数や受信電界強度レベルの表示などは、この構成または他の構成を用いて、適宜行われればよい。表示回路１１，１２は、特許請求の範囲における２つの表示手段に相当する。
【００２７】
図示しないアンテナからの受信信号は、図示しない高周波回路や高周波アンプなどを経て、前記２つの系統Ａ，Ｂの入力信号として、このスペクトラムアナライザ１に入力される。入力された信号は、入力段のスイッチ２によって択一的に選択されて、スーパーヘテロダイン復調回路３に入力され、復調された後、デジタル信号に変換されて出力される。デジタル信号に変換された復調信号は、デジタルシグナルプロセッサから成る表示データ演算回路４において、高速フーリエ変換されることで周波数スペクトラムが生成され、表示データとして出力される。その表示データは、表示データ演算回路４の出力段のスイッチ５によって択一的に選択された、２つの系統Ａ，Ｂの入力に対応する表示回路１１，１２の何れかに入力される。これらのスーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４は、特許請求の範囲における解析手段に相当し、スイッチ５は切換え手段に相当する。
【００２８】
表示回路１１，１２は、表示データが入力されると、ライン１３，１４を介して、制御回路６へ表示データの入力タイミングを出力し、そのタイミングに基づき、制御回路６は、後述するようにして実際の表示更新のタイミングを決定し、ライン１５，１６を介して表示回路１１，１２に制御信号を出力し、表示を更新させる。制御回路６は、特許請求の範囲における制御手段に相当する。
【００２９】
表示回路１１，１２は、関連する表示設定部１７，１８をそれぞれ備え、解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢおよび更新（スイープ）速度ＲＡ，ＲＢが、この表示設定部１７，１８から制御回路６に設定される。前記解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢは、図６の中下段における表示範囲で、図７のＦ０に対応する。表示設定部１７，１８は、特許請求の範囲における設定手段に相当する。
【００３０】
表示設定部１７，１８には、ユーザ操作によって、前記バンドスコープ画面およびウォーターフォール画面における解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢと、周波数分解能（画面の棒グラフにおける棒の幅）とが設定される。その設定値に応じて、表示設定部１７，１８は、後述する解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢに対する分割ブロック数ＮＡ，ＮＢ、１ブロック当りの解析時間ＴＡ，ＴＢおよび画面の更新（スイープ）速度ＲＡ，ＲＢを演算する。制御回路６は、前記の分割ブロック数ＮＡ，ＮＢおよび解析時間ＴＡ，ＴＢに応じて、スイッチ２，５のタイミングを制御する。
【００３１】
前記スーパーヘテロダイン復調回路３、表示データ演算回路４および表示回路１１，１２は、それぞれ独立に動作を行うことができ、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４は、処理を完了し、後段へデータを受け渡した後、後段の処理状態に関係無く、次の処理を行うことができる。
【００３２】
図２は、スーパーヘテロダイン復調回路３の一構成例を示すブロック図である。スイッチ２から入力された信号は、ミキサ３１において局部発振器３２からの局部発振信号と混合され、バンドパスフィルタ３３を通して、２段目のミキサ３４に入力される。ミキサ３４では、局部発振器３５からの固定周波数の局部発振信号と混合され、出力はローパスフィルタ３６を通して、アナログ／デジタル変換器３７に入力される。アナログ／デジタル変換器３７でデジタル信号に変換された信号は、バッファ３８に蓄積され、蓄積が完了するとまとめてブロックデータとして前記表示データ演算回路４へ出力される。バッファ３８のデータの蓄積時間は、制御回路６によって決定される。
【００３３】
したがって、入力信号Ａ，Ｂがミキサ３１で局部発振器３２からの局部発振信号で周波数変換され、固定のカットオフ周波数を有する帯域幅が、前記通過帯域幅Ｆ１をもつバンドパスフィルタ３３を通過することで、イメージ除去を行うことができる。得られた中間周波信号は、固定周波数の局部発振器３５からの局部発振信号と混合され、ローパスフィルタ３６を通過することで、下側波帯成分が抽出される。
【００３４】
前記バンドパスフィルタ３３の帯域幅は、前記適応周波数範囲Ｆ１に対応するもので、局部発振器３２をある周波数に固定したときに、表示データ演算回路４の内部で得られる周波数スペクトルデータのうち、有意なデータの得られる周波数帯域幅である。局部発振器３２の発振周波数を、前記図７の４つの帯域Ｍ１〜Ｍ４のように、各帯域Ｍ１〜Ｍ４の中心周波数に適切に固定することで、入力信号Ａ，Ｂのうち、任意の帯域幅（適応周波数範囲Ｆ１）の周波数スペクトルを解析することができる。そのため、表示回路１１，１２から出力される図７のような１つの画面データを構成するために、表示設定部１７，１８は、解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢを、下式のように、この帯域幅（適応周波数範囲Ｆ１）で除算することで、必要な分割ブロック数ＮＡ，ＮＢを求める。
【００３５】
ＮＡ＝ceil(ＦＡ÷Ｆ１)，ＮＢ＝ceil(ＦＢ÷Ｆ１)
なお、ceil(x)は、xの小数点以下を切り上げる関数とする。つまり、表示データ演算回路４からの図７のような１つの画面データを構成するために、スーパーヘテロダイン復調回路３からのブロックデータがＮＡまたはＮＢセット必要になり、ブロック分割の関係で、最後のブロックにおいて、解析対象とならない周波数については、解析が行われないか、或いは行われてもデータが破棄される。
【００３６】
一方、表示の更新（スイープ）は、スーパーヘテロダイン復調回路３や表示データ演算回路４を共用するので、２つの系統Ａ，Ｂの入力信号は、それらの回路を占有し続けることはできず、それぞれの解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢから、解析に必要な最小限の時間が求まり、これをτＡ，τＢすると、各系統Ａ，Ｂの入力信号の１ブロック当りに必要な解析時間ＴＡ，ＴＢは、
ＴＡ＝τＡ÷ＮＡ，ＴＢ＝τＢ÷ＮＢ
となり、この解析時間ＴＡ，ＴＢも前記表示設定部１７，１８で演算されて、制御回路６のタイミング制御に使用される。すなわち、この解析時間ＴＡ，ＴＢは、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を、入力信号Ａ，Ｂの系が占有する単位時間になり、表示データ演算回路４で正しく周波数解析を行うためには、各ブロックデータは、この単位時間の間、局部発振器３２の発振周波数を変更せず、またスイッチ２を切換えずに、連続でアナログ／デジタル変換器３７のデータを取込む必要がある。
【００３７】
上述のように構成されるスペクトラムアナライザ１において、２系統の入力信号Ａ，Ｂのうち、１系統のみの周波数スペクトルデータを対応する表示回路１１または１２から出力する場合は、スイッチ２，５を固定し、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４の入出力を切換えずに済むので、それらはその１系統の系で独占的に使用することができる。そのため、表示設定部１７，１８は、設定された更新（スイープ）速度に対して、前記解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢや周波数分解能から対応可能な速度での滑らかな更新が可能になる。
【００３８】
これに対して、２つの系統Ａ，Ｂの入力信号を切換える場合、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を時分割で使用することになるので、表示回路１１，１２の更新速度が低下するのは避けられない。しかしながら、理想的には、２つの系統Ａ，Ｂの入力信号が、それぞれ上述のようにスーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を独占し続けた場合に得られる表示回路１１，１２の出力内容はそのままに、更新（スイープ）間隔の延長だけで対応できることが望まれる。
【００３９】
そこで本実施の形態では、制御回路６は、前記表示設定部１７，１８への設定および演算結果に応答して、以下のアルゴリズムに従い、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を、２つの系統Ａ，Ｂに時間分割して占有させる。すなわちスイッチ２，５の切換えを、図３で示すように制御する。図３では、ＮＡ＝３，ＮＢ＝４、ＴＡ：ＴＢ＝２．１：１としており、したがってτＡ≧τＢとしている。また、系統Ａの入力信号に対する分割データは、Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３；Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３；Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３・・・、組合わせられた１画面分のデータはＡ１，Ａ２，Ａ３・・・で示し、同様に、系統Ｂの入力信号に対する分割データは、Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ１４；Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２３，Ｂ２４；Ｂ３１，Ｂ３２，Ｂ３３，Ｂ３４・・・、組合わせられた１画面分のデータはＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・で示している。
【００４０】
そして、図３（ａ）はスイッチ２の切換えおよびスーパーヘテロダイン復調回路３からの出力を表し、図３（ｂ）は表示データ演算回路４からの出力およびスイッチ５の切換えを表し、図３（ｃ）は表示回路１１での表示データの出力のための蓄積を表し、図３（ｄ）は表示回路１２での表示データの出力のための蓄積を表している。図３では、表示データ演算回路４の処理時間は、スーパーヘテロダイン復調回路３の処理時間の８割程度で表しており、そのため空白の（処理の休止）時間が生じている。したがって、本実施形態では、スーパーヘテロダイン復調回路３の処理時間と表示データ演算回路４の処理時間とのうち、実際に解析時間ＴＡ，ＴＢを決定（支配）するのは、長い方のスーパーヘテロダイン復調回路３の処理時間である。
【００４１】
注目すべきは、制御回路６は、２つの系統Ａ，Ｂの入力信号でスーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を共用するにあたって、単位処理時間である前記解析時間ＴＡ，ＴＢを基本として、任意の１または複数ブロックずつ処理を行って、２つの系統Ａ，Ｂの切換えを行うと、非常に多くの切換えパターンが存在するところ、先ず第１に、解析に必要な時間が短い系統Ｂに関しては、分割ブロック数ＮＢ、すなわち時間τＢに亘り、連続して、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を占有させることである。
【００４２】
したがって、図３（ｂ）から図３（ｄ）で示すように、表示データ演算回路４から表示回路１２へ、分割ブロックの最終のデータＢ１４，Ｂ２４，・・・の入力が完了した時点で、表示回路１２は、表示内容を更新（スイープ）することができ、図３（ｄ）はそのまま表示回路１２の表示内容を示すことになる。そして、その実際の更新（スイープ）周期ＲＢは、解析に必要な時間τＢの２倍に近付けることができる。
【００４３】
これに対して、第２に、制御回路６は、解析に必要な時間が長い系統Ａに関しては、その系統Ａの解析時間ＴＡの倍数で、かつ前記短い方の系統Ｂの時間τＢ以上の最小時間τＡ'に亘り、前記スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４に、順次、その最小時間τＡ'内で処理可能な数ｎずつのブロックを処理させる。つまり、制御回路６は、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４に、ブロック毎の解析処理を、解析に必要な時間τＢが短い系統Ｂについては、上述のように連続して行わせ、時間τＡが長い系統Ａについては、短い系統Ｂの処理に大きな影響を与えない範囲で分断して行わせる。図３の例では、ｎ＝２であり、最初のサイクルではデータＡ１１，Ａ１２の処理が行われ、次のサイクルでデータＡ１３の処理が終了した時点で、一画面、すなわち、周波数帯域（周波数スパン）ＦＡに亘る表示データＡ１が完成する。
【００４４】
このような時間分割のアルゴリズムをフローチャートで示すと、図４の通りである。すなわち、ステップＳ１では、２つの表示回路１１，１２で表示すべき解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢの分割ブロック数ＮＡ，ＮＢおよび１ブロック当りの解析時間ＴＡ，ＴＢを、表示設定部１７，１８で予め解析して、設（決）定しておく。ステップＳ２では、２つの系統Ａ，Ｂの入力信号を、スイッチ２によって、後述のステップＳ６で決定される所定の周期で切換えて、共通のスーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４に入力する。ステップＳ３では、前記スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４が、入力信号を周波数解析する。ステップＳ４では、スイッチ５によって、表示データ演算回路４における各ブロックの解析結果を、対応する表示回路１１，１２に振分ける。ステップＳ５では、表示回路１１，１２が、振り分けられたブロックを解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢ分（すなわち、１画面分のＮＡ，ＮＢ個）蓄積して、表示画面を更新して、処理を終了する。
【００４５】
なお、上述の説明では、表示データ演算回路４が、１ブロックの解析を終了すると、その結果を逐次対応する表示回路１１または１２へ出力し、表示回路１１，１２側で、解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢ分（すなわち、１画面分のＮＡ，ＮＢ個）のブロックデータを蓄積しているが、スイッチ５を含む表示データ演算回路４から表示回路１１，１２へのデータ転送の経路の転送速度が充分高速である場合、表示データ演算回路４側で、解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢ分（すなわち、１画面分のＮＡ，ＮＢ個）のブロックデータを蓄積し、一括して表示回路１１，１２へ転送するようにしてもよい。
【００４６】
そして、ステップＳ２の入力切換え、ステップＳ３の周波数解析およびステップＳ４の出力切換えに亘る処理は、前記単位処理時間である解析時間ＴＡ，ＴＢ毎に行われ、その解析時間ＴＡ，ＴＢが終了した後のスイッチ２，５の切換えは、ステップＳ６において行われる。すなわち、制御回路６は、上述のように、所望する解析周波数帯域ＦＡ，ＦＢの解析に必要な時間τＡ（＝ＴＡ×ＮＡ）とτＢ（＝ＴＢ×ＮＢ）との短い方、図３では系統Ｂに関しては、総ての分割ブロック数ＮＢに亘り、連続してスーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を占有させて処理を行わせる。これに対して、制御回路６は、解析に必要な時間の長い方、図３では系統Ａに関しては、その系統Ａの解析時間ＴＡの倍数ｎ、図３ではｎ＝２で、かつ短い方の系統Ｂの時間τＢ以上となる最小時間τＡ’に亘り、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を使用して、順次、その最小時間τＡ’内で処理可能な数ｎのブロックを処理させる。
【００４７】
このようにして、本実施形態のスペクトラムアナライザ１は、周波数解析を行う解析手段である表示データ演算回路４やスーパーヘテロダイン復調回路３を共用化し、低コスト化を図っても、２つの系統Ａ，Ｂ間の影響をできるだけ小さくし、あたかも２つの系統Ａ，Ｂが独立したスコープ回路を持っているかのように振る舞わせることができるとともに、単一の系統のみでスーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４を占有して表示を行っている場合と比べて、解析に必要な時間τＡの長い系統Ａおよび解析に必要な時間τＢの短い系統Ｂ共に、それぞれの更新周期ＲＡ，ＲＢを、２倍に近付け、滑らかな表示を行うことができる。
【００４８】
なお、制御回路６は、τＡ＝τＢの場合、いずれの系統も、スーパーヘテロダイン復調回路３および表示データ演算回路４に連続処理を行わせることで、共に滑らかな表示を行わせることができ、望ましい。また、上述の説明では、τＡ＞τＢであったが、解析周波数帯域（周波数スパン）ＦＡ，ＦＢおよび周波数分解能の設定によっては、τＡ＜τＢとなることもある。
【００４９】
ここで、上述のように、制御回路６は、スイッチ２，５を、時間τＡ’，τＢ毎に切換えることになるが、解析に必要な時間τＢで一画面（フレーム）分の解析を終了できる系統Ｂでは、更新周期ＲＢは一定（毎回同じ）になるが、時間τＡ’で一画面（フレーム）分の解析を終了できない系統Ａでは、解析が完了したタイミングで即座に表示を更新すると、更新周期ＲＡにばらつき（ゆらぎ）が発生する。図５（ａ）に、その様子を模式的に示す。図５（ａ）では、データＡ３の更新周期が長く、データＡ５の更新周期が短くなっている。
【００５０】
図３の例の場合、ｎ＝２、つまりデータＡ１１，Ａ１２；Ａ１３，Ａ２１；Ａ２２，Ａ２３；・・・の対で解析され、ＮＡ＝３、つまり３つの分割データＡ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２３，・・・で、一画面分のデータＡ１，Ａ２，・・・が構成されるので、ゆらぎが発生する周期内に含まれる該系統Ａのブロック数Ｐは、
Ｐ＝lcm(ＮＡ，ｎ)＝６
となる。すなわち、６ブロック分のデータを表示する周期、したがって２つのデータＡ１，Ａ２；，Ａ３，Ａ４；・・・を表示する周期２ＲＡ毎に、周期的に前記ゆらぎが生じることになる。なお、lcm(x, y)は、xとyの最小公倍数である。
【００５１】
そこで本実施形態の制御回路６は、２つの系統Ａ，Ｂを切換える場合は、解析に必要な時間τＡが長い系統Ａについては、一画面を構成する最後のデータＡ１３，Ａ２３，・・・の入力が完了した時点で、直ちに表示内容を更新するのではなく、下記のアルゴリズムを使用して、前述の理想的な分割、すなわち実際の更新（スイープ）周期ＲＡを、処理に要する時間τＡの略２倍で、毎回略一定となるようにする。
【００５２】
その実際の更新（スイープ）周期ＲＡの求め方を以下に説明する。系統Ａで繰返すゆらぎの周期は、上述のようにＰブロック分のデータを表示する毎であり、その間に含まれる系統Ａの画面（フレーム）は、Ｐ÷ＮＡ＝２である。また、系統Ｂの画面（フレーム）は、Ｐ÷ｎ＝３である。したがって、図３の例では、Ｐ＝６ブロック分のデータの周期ＴＰ内で、系統Ａの画面は２面、Ｂの画面は３面含まれ、ＴＰ＝２τＡ＋３τＢとなる。つまり、周期ＴＰは、系統Ａのゆらぎの周期内での２つの系統Ａ，Ｂを合わせた総処理時間となる。
【００５３】
一般化すると、
ＲＡ＝ＴＰ／ｎ＝｛（Ｐ÷ＮＡ）τＡ＋（Ｐ÷ｎ）τＢ｝／ｎ
＝｛（Ｐ÷ＮＡ）（ＴＡ×ＮＡ）＋（Ｐ÷ｎ）（ＴＢ×ＮＢ）｝／ｎ
となる。
【００５４】
制御回路６は、前述のように、ライン１１を介して表示データ演算回路４から表示回路１１への入力を検知し、―画面（フレーム）を構成する最後のデータＡ１３，Ａ２３，Ａ３３，・・・の入力完了タイミングを、上述のようにして求めた理想の更新周期ＲＡと対比し、ライン１５を介して表示回路１１の表示画面を、下記のように更新（スイープ）させる。
【００５５】
先ず、制御回路６は、初回（最初）のデータＡ１は、表示回路１１に即表示させる。また、最後のデータＡ１３，Ａ２３，Ａ３３，・・・の入力が完了した時、前回の更新から前記理想の更新周期ＲＡを超えているデータＡ３も、即表示させる。その超えている時間は、δ１で示している。通常、この時間δ１は微小時間なので、無視することができる。これに対して、最後のデータＡ１３，Ａ２３，Ａ３３，・・・の入力が完了した時、前回の更新から前記理想の更新周期ＲＡの前であるデータＡ５は、その理想の更新周期ＲＡとなるまで、更新を猶予する。その猶予期間を、δ２で示している。前の画面のデータ待ち中に、次の画面のデータが発生した場合は、古い方のデータは破棄し、即表示する。
【００５６】
なお、上述の説明では、説明を簡略化するために、Ｐ＝６、したがってデータＡ１，Ａ２，Ａ３，・・・は、図５で示すように２つ毎に更新周期ＲＡが揃っているが、実際は分割ブロック数ＮＡ，ＮＢは１０以上となることが多く、ゆらぎの周期内に含まれるブロック数Ｐは数十以上となり、多くのデータで上記のタイミング調整が行われることになる。
【００５７】
このように構成することで、解析に必要な時間τＡが長い系統Ａについても、実際の更新（スイープ）周期ＲＡを、処理に要する時間τＡの略２倍で、毎回略一定となるようにすることができ、滑らかな表示を行うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    スペクトラムアナライザ
２，５    スイッチ
３    スーパーヘテロダイン復調回路
４    表示データ演算回路
６    制御回路
１１，１２    表示回路
１７，１８    表示設定部
３１，３４    ミキサ
３２，３５    局部発振器
３３    バンドパスフィルタ
３６    ローパスフィルタ
３７    アナログ／デジタル変換器
３８    バッファ
【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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