(57)【要約】      （修正有）【課題】専用の測定器を必要とせず、単に電圧測定を行うマルチメータなどの汎用の測定器とコンピュータを利用して低コストで高速に測定できるようにする。【解決手段】ＦＭ復調回路に対して無変調の周波数掃引信号を入力するとともに入力信号の周波数毎にＦＭ復調回路の出力電圧を測定して周波数−電圧特性データＡを求める、その周波数−電圧特性データを基に、入力信号の周波数が正弦波状に変化した時の出力電圧の波形（復調出力波形Ｂ）を等価的に求め、その波形の実効値を復調出力として求め、更に復調出力波形をフーリエ変換した周波数スペクトルＣから復調歪率を算出する。【選択図】  図２
2005027187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の周波数変化に対応して出力電圧が変化するＦＭ復調回路の特性測定方法であって、
ＦＭ復調回路に対して無変調の周波数掃引信号を入力し、該入力信号の周波数毎に当該ＦＭ復調回路の出力電圧を測定して周波数−電圧特性データを求めるステップと、
前記周波数−電圧特性データを基に、入力信号の周波数が周期性のある形状に変化したときの出力電圧の波形である復調出力波形を求め、該復調出力波形の各時刻における電圧に基づいて、前記復調出力波形の実効値を算出するステップとを含むＦＭ復調回路の特性測定方法。
【請求項２】
入力信号の周波数変化に対応して出力電圧が変化するＦＭ復調回路の特性測定方法であって、
ＦＭ復調回路に対して無変調の周波数掃引信号を入力し、該入力信号の周波数毎に当該ＦＭ復調回路の出力電圧を測定して周波数−電圧特性データを求めるステップと、
前記周波数−電圧特性データを基に、入力信号の周波数が正弦波状に変化したときの出力電圧の波形である復調出力波形を求め、該復調出力波形を高速フーリエ変換して復調出力波形の周波数スペクトルを求め、該周波数スペクトルから前記復調出力波形の歪率を算出するステップとを含むＦＭ復調回路の特性測定方法。
【請求項３】
入力信号の周波数変化に対応して出力電圧が変化するＦＭ復調回路の特性測定装置において、
ＦＭ復調回路に対して無変調の周波数掃引信号を入力し、該入力信号の周波数毎に当該ＦＭ復調回路の出力電圧を測定して周波数−電圧特性データを求める手段と、
前記周波数−電圧特性データを基に、入力信号の周波数が周期性のある形状に変化したときの出力電圧の波形である復調出力波形を求め、該復調出力波形の各時刻における電圧に基づいて、前記復調出力波形の実効値を算出する手段と、
を備えたＦＭ復調回路の特性測定装置。
【請求項４】
入力信号の周波数変化に対応して出力電圧が変化するＦＭ復調回路の特性測定装置において、
ＦＭ復調回路に対して無変調の周波数掃引信号を入力し、該入力信号の周波数毎に当該ＦＭ復調回路の出力電圧を測定して周波数−電圧特性データを求める手段と、
前記周波数−電圧特性データを基に、入力信号の周波数が正弦波状に変化したときの出力電圧の波形である復調出力波形を求め、該復調出力波形を高速フーリエ変換して復調出力波形の周波数スペクトルを求め、該周波数スペクトルから前記復調出力波形の歪率を算出する手段と、
を備えたＦＭ復調回路の特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力信号の周波数変化を電圧変化に変換するＦＭ復調回路の特性測定方法およびその特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＴＶや音響機器などに用いるＦＭ復調回路として、例えばクワドラチャ型やディファレンシャルピーク型のＦＭ復調回路が用いられている。このようなＦＭ復調回路の製造時または開発実験時にその電気的特性を測定する必要が生じる。
【０００３】
従来はＦＭ復調回路に対して周波数掃引信号を入力する信号発生器（スイープジェネレータ）を用い、ＦＭ復調回路に対して所定周波数範囲で周波数が変化する信号を入力し、ＦＭ復調回路の出力信号の電圧と歪率の測定を行うオーディオアナライザ（歪率計）を用い、更に測定の自動化を行うために上記信号発生器の制御およびオーディオアナライザの解析結果を入力する制御用コンピュータを用いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記歪率の測定のためには上述した専用の高価な測定器（歪率計）が必要であり、また測定器の機能上その回路規模が大きく全体に大掛かりになるので費用がかかるという問題があった。更に、測定もそれ相当に長時間を要するものであった。
【０００５】
この発明の目的は、専用の測定器を必要とせず、単に電圧測定を行うマルチメータなどの汎用の測定器を利用して低コストで高速に測定できるようにしたＦＭ復調回路の特性測定方法およびその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ＦＭ復調回路に対して無変調の周波数掃引信号を入力し、該入力信号の周波数毎に当該ＦＭ復調回路の出力電圧を測定して周波数−電圧特性データを求めるステップと、前記周波数−電圧特性データを基に、入力信号の周波数が周期性のある形状に変化したときの出力電圧の波形である復調出力波形を求め、該復調出力波形の各時刻における電圧に基づいて、前記復調出力波形の実効値を算出するステップとによってＦＭ復調回路の特性を測定することを特徴としている。
【０００７】
このようにＦＭ復調回路の周波数−電圧特性を一旦求めた後に、入力信号の周波数が周期性のある形状に変化した時の出力電圧波形を等価的に求めて、その実効値を算出することによって、専用の測定器を用いることなく復調出力特性を求める。
【０００８】
また、この発明は、上記周波数−電圧特性データを基に、入力信号の周波数を正弦波状に変化させて得られる復調出力波形を等価的に求め、この復調出力波形を高速フーリエ変換することによって復調出力波形の周波数スペクトルを求め、該周波数スペクトルから復調歪率を求めることを特徴としている。
【０００９】
このように、物理的な測定は上記周波数−電圧特性データを求めるだけとして測定時間の短縮化を図る。また専用の測定器（歪率計）を用いることなく歪率測定を可能とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は実施形態に係るＦＭ復調回路の特性測定方法およびその装置の構成を示すブロック図である。ここでＦＭ復調回路Ｓが被測定回路である。信号発生器１は無変調の周波数掃引信号（チャープ信号）を発生し、それをＦＭ復調回路Ｓへ入力する。マルチメータ２はＦＭ復調回路Ｓの出力電圧を測定する。制御／計算用コンピュータ３は信号発生器１を制御して上記チャープ信号を出力させる。また、マルチメータ２が測定した電圧値を順次入力する。そして、この制御／計算用コンピュータ３は復調出力波形の実効値を算出することによってＦＭ復調回路Ｓの復調出力特性（後述する、所定の周波数を中心とし所定の周波数幅で変調したときに得られる出力電圧）を求める。また、復調出力波形の周波数スペクトルを求めて、その周波数スペクトルから復調出力波形の歪率を算出し、それをＦＭ復調回路Ｓの復調歪率として求める。
【００１１】
図２はＦＭ復調回路Ｓの特性と、それによって得られる復調出力波形および周波数スペクトルの例を示している。図２において（Ａ）はＦＭ復調回路Ｓの周波数−電圧特性、（Ｂ）はＦＭ復調回路Ｓに対する入力信号の周波数を変化させた時の復調出力波形である。（Ａ）に示すようにＦＭ復調回路Ｓに対する入力信号の周波数を周波数−電圧特性ラインの略直線部分で正弦波状に変化させると、それに応じて出力電圧も正弦波状に変化する。この復調出力波形は時間波形であり、これをＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）処理によって同図の（Ｃ）に示すように基本波とその高調波成分の振幅値による周波数スペクトルを求める。
【００１２】
まず復調出力は、所定の周波数を中心とし所定の周波数幅で変調したときに得られる上記復調出力波形の実効値を算出することによって求める。すなわち次式によって実効値Ｖｒを求める。
【００１３】
【数１】
2005027187.tif 000003
【００１４】
ここでｖｉは復調出力波形のｉ番目における電圧値、Ｖｏは復調出力波形の平均値である。Ｖｏは、
【００１５】
【数２】
2005027187.tif 000004
【００１６】
から求める。
【００１７】
ＦＭ復調回路Ｓの復調歪率ＴＨＤは上記周波数スペクトルから次式により求める。
【００１８】
【数３】
2005027187.tif 000005
【００１９】
但し、Ａｎ  は周波数スペクトルの各次数ｎにおける振幅である。
図１に示した制御／計算用コンピュータ３の処理手順をフローチャートで表すと図３のようになる。まず、周波数制御データＤｆに初期値を設定し、それを信号発生器１へ与える（Ｓ１→Ｓ２）。これにより信号発生器１はデータＤｆに応じた周波数の正弦波信号を発振し、それをＦＭ復調回路Ｓへ入力する。ＦＭ復調回路Ｓはその入力信号の周波数に応じた電圧を出力し、マルチメータ２はその電圧値を測定する。制御／計算用コンピュータ３はマルチメータ２で測定された電圧値を読み取る（Ｓ３）。その後、周波数制御値ＤｆをΔＤｆ分だけ増加し、信号発生器１へ与える（Ｓ４→Ｓ５→Ｓ２）。上記ステップＳ２〜Ｓ５の処理を周波数制御値Ｄｆが終値になるまで繰り返す。このことによって、図２の（Ａ）に示した周波数−電圧特性データを求める。
【００２０】
その後、上述の［数１］，［数２］の演算によって復調出力波形の実効値すなわち復調出力を求める（Ｓ６）。続いて上記復調出力波形をＦＦＴ処理することによって、そのデータ数に応じた次数までの周波数スペクトルを求め、［数３］の演算によって歪率を算出する（Ｓ７→Ｓ８）。
【００２１】
なお、図３に示した例では信号発生器１に対して周波数制御データを与えることによって、対応する周波数の信号を発生させるようにしたが、信号発生器１自体がチャープ信号を発生する機能を持つようにしてもよい。この場合、制御／計算用コンピュータ３が信号発生器１に対してトリガー信号を与えるのみとし、マルチメータ２がＦＭ復調回路Ｓの出力電圧をサンプリングするタイミングに応じて、各周波数に対する電圧値を求めるようにすればよい。
【００２２】
また、図２に示した例では、入力信号の周波数を正弦波状に変化させたが、復調出力を求めるだけであれば、入力信号の周波数を三角波状や矩形波状等、その他の周期性のある形状に変化させて復調出力波形の実効値を算出するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば、ＦＭ復調回路に対して無変調の周波数掃引信号を入力し、該入力信号の周波数毎に当該ＦＭ復調回路の出力電圧を測定することによってＦＭ復調回路の周波数−電圧特性を一旦求め、入力信号の周波数が周期性のある形状に変化した時の出力電圧波形を等価的に求めて、その実効値を算出するようにしたので、専用の測定器を用いることなく、低コストの下でＦＭ復調回路の復調出力特性を求めることができる。
【００２４】
また、この発明によれば、上記周波数−電圧特性データを基に、入力信号の周波数を正弦波状に変化させて得られる復調出力波形を等価的に求め、この復調出力波形を高速フーリエ変換することによって復調出力波形の周波数スペクトルを求め、該周波数スペクトルから復調歪率を求めるようにしたので、物理的な測定は上記周波数−電圧特性データを求めるだけよく、測定時間の短縮化が図れる。また専用の測定器（歪率計）を用いることなく、低コストの下で復調歪率の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るＦＭ復調回路の特性測定方法およびその装置の構成を示すブロック図
【図２】同ＦＭ復調回路の周波数−電圧特性、復調出力波形および周波数スペクトルの関係を示す図
【図３】制御／計算用コンピュータの処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１−信号発生器
２−マルチメータ
３−制御／計算用コンピュータ
Ｓ−ＦＭ復調回路
【図１】
2005027187.tif 000006
【図２】
2005027187.tif 000007
【図３】
2005027187.tif 000008