(57)【要約】【課題】入力信号の周波数成分を高精度に検出する。【解決手段】基準クロックを出力する基準発振器と、出力する第１ローカル信号を小数点以下の単位で分周比を設定可能な第１分周器により分周して基準クロックとの間で位相調整することにより、基準クロックに第１分周器における第１分周比を乗じた第１ローカル周波数を有する第１ローカル信号を出力する第１ローカル発振器と、入力信号および第１ローカル信号を混合した第１混合信号を出力する第１ミキサーと、第１ローカル信号に基づいて、予め定められた第２ローカル周波数を有する第２ローカル信号を出力する第２ローカル発振器と、第１混合信号および第２ローカル信号を混合した第２混合信号を出力する第２ミキサーと、第１ローカル周波数に応じて出力される第２混合信号に基づいて、第１ローカル周波数に対応する入力信号の周波数成分を検出する検出部とを備える検出器を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を検出する検出器であって、
基準クロック（ｆｒｅｆ）を出力する基準発振器と、
出力する第１ローカル信号を小数点以下の単位で分周比を設定可能な第１分周器により分周して前記基準クロックとの間で位相調整することにより、前記基準クロックに前記第１分周器における第１分周比を乗じた第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を有する前記第１ローカル信号を出力する第１ローカル発振器と、
前記入力信号および前記第１ローカル信号を混合した第１混合信号を出力する第１ミキサーと、
前記第１ローカル信号に基づいて、予め定められた第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を有する第２ローカル信号を出力する第２ローカル発振器と、
前記第１混合信号および前記第２ローカル信号を混合した第２混合信号を出力する第２ミキサーと、
前記第１ローカル周波数に応じて出力される前記第２混合信号に基づいて、前記第１ローカル周波数に対応する前記入力信号の周波数成分を検出する検出部と
を備える検出器。
【請求項２】
前記第２ローカル発振器は、前記第２ローカル信号を第２分周器により分周した第２分周信号と、前記第１分周器が出力する第１分周信号との間で位相調整することにより、前記第１分周信号に前記第２分周器における第２分周比を乗じた第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を有する前記第２ローカル信号を出力する請求項１に記載の検出器。
【請求項３】
前記第１分周器は、フラクショナル分周器である請求項１に記載の検出器。
【請求項４】
前記第１ローカル周波数は、前記第２ローカル周波数より大きく、かつ、前記第２ローカル周波数の２倍未満である請求項１に記載の検出器。
【請求項５】
出力する第３ローカル信号を第３分周器により分周した第３分周信号と前記第１分周信号との間で位相調整することにより、前記第１分周信号に前記第３分周器における第３分周比を乗じた第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）を有する前記第３ローカル信号を出力する第３ローカル発振器と、
前記第２混合信号および前記第３ローカル信号を混合した第３混合信号を出力する第３ミキサーと
を更に備え、
前記検出部は、前記第１ローカル周波数に応じて出力される前記第３混合信号に基づいて、前記入力信号のスペクトルを検出する
請求項２に記載の検出器。
【請求項６】
出力する第３ローカル信号を第３分周器により分周した第３分周信号と前記第２分周信号との間で位相調整することにより、前記第２分周信号に前記第３分周器における第３分周比を乗じた第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）を有する前記第３ローカル信号を出力する第３ローカル発振器と、
前記第２混合信号および前記第３ローカル信号を混合した第３混合信号を出力する第３ミキサーと
を更に備え、
前記検出部は、前記第１ローカル周波数に応じて出力される前記第３混合信号に基づいて、前記入力信号のスペクトルを検出する
請求項２に記載の検出器。
【請求項７】
当該検出器は、入力信号のスペクトルを計測するスペクトラムアナライザとして機能するものであり、
前記検出部は、前記第１ローカル周波数に応じて出力される前記第２混合信号のそれぞれに基づいて、前記入力信号における前記第１ローカル周波数に対応する周波数のスペクトルを検出する
請求項１に記載の検出器。
【請求項８】
入力信号を検出する検出方法であって、
基準クロック（ｆｒｅｆ）を出力する基準発振段階と、
出力する第１ローカル信号を１倍未満の単位で分周比を設定可能な第１分周器により分周して前記基準クロックとの間で位相調整することにより、前記基準クロックに前記第１分周器における第１分周比を乗じた第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を有する前記第１ローカル信号を出力する第１ローカル発振段階と、
前記入力信号および前記第１ローカル信号を混合した第１混合信号を出力する第１ミキサー段階と、
前記第１ローカル信号に基づいて、予め定められた第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を有する第２ローカル信号を出力する第２ローカル発振段階と、
前記第１混合信号および前記第２ローカル信号を混合した第２混合信号を出力する第２ミキサー段階と、
前記第１ローカル周波数に応じて出力される前記第２混合信号に基づいて、前記第１ローカル周波数に対応する前記入力信号の周波数成分を検出する検出段階と
を備える検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出器に関する。特に本発明は、入力信号に含まれる周波数成分を検出する検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、信号のスペクトラム解析を行う装置として、スーパーヘテロダイン方式の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。）。スーパーヘテロダイン方式のスペクトラムアナライザは、一段目のローカル発振器の発振周波数を制御することにより、検出対象の周波数を変化させる。従って、従来のスペクトラムアナライザは、一段目の発振器の発振周波数を任意の範囲で掃引制御することにより、その周波数範囲における入力信号のスペクトラム分布を検出することができる。
【０００３】
また、第１のクロックをプログラマブルデジタル分周器で分周した第２のクロックを発生する発振器が提案されている（例えば、特許文献２）。また、フラクショナル−Ｎ分周器を有するＰＬＬ回路（例えば、特許文献３参照。）が提案されている。フラクショナル−Ｎ分周器を用いたＰＬＬ回路は、出力周波数を、入力周波数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】米国特許第６７０８０２６号明細書
【特許文献３】特開２００４−３４９７３５号公報
【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−Ｎ分周器を有するＰＬＬ回路を、一段目のローカル発振器として適用した場合、発振周波数が詳細に変化するので、検出対象の周波数を詳細に制御することができる。  しかしながら、フラクショナル−Ｎ分周器を有するＰＬＬ回路は、分周比の切り替えにより生じるスプリアスおよび位相雑音が発生する。このために、フラクショナル−Ｎ分周器が一段目のローカル発振器として適用されたスペクトラムアナライザは、スプリアスおよび位相雑音により検出精度が悪化してしまう。
【０００６】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる検出器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】
本発明の第１の形態によると、入力信号を検出する検出器であって、基準クロック（ｆｒｅｆ）を出力する基準発振器と、出力する第１ローカル信号を小数点以下の単位で分周比を設定可能な第１分周器により分周して基準クロックとの間で位相調整することにより、基準クロックに第１分周器における第１分周比を乗じた第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を有する第１ローカル信号を出力する第１ローカル発振器と、入力信号および第１ローカル信号を混合した第１混合信号を出力する第１ミキサーと、第１ローカル信号に基づいて、予め定められた第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を有する第２ローカル信号を出力する第２ローカル発振器と、第１混合信号および第２ローカル信号を混合した第２混合信号を出力する第２ミキサーと、第１ローカル周波数に応じて出力される第２混合信号に基づいて、第１ローカル周波数に対応する入力信号の周波数成分を検出する検出部とを備える検出器を提供する。
【０００８】
第２ローカル発振器は、第２ローカル信号を第２分周器により分周した第２分周信号と、第１分周器が出力する第１分周信号との間で位相調整することにより、第１分周信号に第２分周器における第２分周比を乗じた第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を有する第２ローカル信号を出力してよい。第１分周器は、フラクショナル分周器であってよい。第１ローカル周波数は、第２ローカル周波数より大きく、かつ、第２ローカル周波数の２倍未満であってよい。
【０００９】
検出器は、出力する第３ローカル信号を第３分周器により分周した第３分周信号と第１分周信号との間で位相調整することにより、第１分周信号に第３分周器における第３分周比を乗じた第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）を有する第３ローカル信号を出力する第３ローカル発振器と、第２混合信号および第３ローカル信号を混合した第３混合信号を出力する第３ミキサーとを更に備え、検出部は、第１ローカル周波数に応じて出力される第３混合信号に基づいて、入力信号のスペクトルを検出してよい。
【００１０】
検出器は、出力する第３ローカル信号を第３分周器により分周した第３分周信号と第２分周信号との間で位相調整することにより、第２分周信号に第３分周器における第３分周比を乗じた第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）を有する第３ローカル信号を出力する第３ローカル発振器と、第２混合信号および第３ローカル信号を混合した第３混合信号を出力する第３ミキサーとを更に備え、検出部は、第１ローカル周波数に応じて出力される第３混合信号に基づいて、入力信号のスペクトルを検出してよい。
【００１１】
当該検出器は、入力信号のスペクトルを計測するスペクトラムアナライザとして機能するものであり、検出部は、第１ローカル周波数に応じて出力される第２混合信号のそれぞれに基づいて、入力信号における第１ローカル周波数に対応する周波数のスペクトルを検出してよい。
【００１２】
本発明の第２の形態によると、入力信号を検出する検出方法であって、基準クロック（ｆｒｅｆ）を出力する基準発振段階と、出力する第１ローカル信号を１倍未満の単位で分周比を設定可能な第１分周器により分周して基準クロックとの間で位相調整することにより、基準クロックに第１分周器における第１分周比を乗じた第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を有する第１ローカル信号を出力する第１ローカル発振段階と、入力信号および第１ローカル信号を混合した第１混合信号を出力する第１ミキサー段階と、第１ローカル信号に基づいて、予め定められた第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を有する第２ローカル信号を出力する第２ローカル発振段階と、第１混合信号および第２ローカル信号を混合した第２混合信号を出力する第２ミキサー段階と、第１ローカル周波数に応じて出力される第２混合信号に基づいて、第１ローカル周波数に対応する入力信号の周波数成分を検出する検出段階とを備える検出方法を提供する。
【００１３】
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また、発明となりうる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、入力信号に含まれる周波数成分を高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、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、また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。
【００１６】
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、本発明の検出器の一例であり、スーパーヘテロダイン方式により高精度に入力信号のスペクトルを計測する。スペクトラムアナライザ１０は、一例として、入力信号を０（Ｈｚ）以上、Ａ（ＧＨｚ）以下の範囲で掃引し、各周波数（ｆｒｆ）成分の振幅および／または位相を検出する。なお、Ａは正の値である。
【００１７】
スペクトラムアナライザ１０は、基準発振器１１と、第１ローカル発振器１２と、第１ミキサー１３と、第１ＢＰＦ１４と、第２ローカル発振器１５と、第２ミキサー１６と、第２ＢＰＦ１７と、第３ローカル発振器１８と、第３ミキサー１９と、第３ＢＰＦ２０と、検出部２１と、出力部２２と、設定部２３とを備える。
基準発振器１１は、所定の周波数（ｆｒｅｆ）の基準クロックを発生する。
【００１８】
第１ローカル発振器１２は、基準クロックの周波数（ｆｒｅｆ）に第１分周比（Ｎ．Ｆ，Ｎ．Ｆは、Ｎが整数部、Ｆが小数部を示す。）を乗じた第１ローカル周波数（ｆｌｏ１＝ｆｒｅｆ×Ｎ．Ｆ）の正弦波信号を有する第１ローカル信号を出力する。さらに、第１ローカル発振器１２は、出力する第１ローカル信号を第１分周比（Ｎ．Ｆ）により分周して基準クロックとの間で位相調整をする。
【００１９】
例えば、第１ローカル発振器１２は、第１ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）３１と、１／Ｎ．Ｆ分周器３２と、第１位相比較器３３と、第１ＬＰＦ（Ｌｏｗ  ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）３４とを有するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路であってよい。第１ＶＣＯ３１は、第１ＬＰＦ３４からの入力電圧に応じて発振周波数が変動する第１ローカル信号を出力する。
【００２０】
１／Ｎ．Ｆ分周器３２は、小数点以下の単位で分周比を設定可能な分周器であり、出力する第１ローカル信号を、小数点以下の単位で表された第１分周比（Ｎ．Ｆ）により分周する。１／Ｎ．Ｆ分周器３２は、例えば、異なる整数の複数の分周比を所定期間に切り換えることにより、小数点以下の単位の分周比（すなわち、１未満の単位を有する分周比）で分周するフラクショナル分周器であってよい。なお、本明細書において、分周比Ｘ（Ｘは正の値）の分周器とは、周波数ｆの信号が入力された場合には、周波数（ｆ／Ｘ）のクロック信号を出力する分周器を意味する。１／Ｎ．Ｆ分周器３２は、分周した信号を第１分周信号として第１位相比較器３３および第２ローカル発振器１５に供給する。
【００２１】
第１位相比較器３３は、基準クロックと第１分周信号とを位相比較することにより位相誤差量を検出する。第１ＬＰＦ３４は、第１位相比較器３３により検出された位相誤差量を平均化した電圧を、第１ＶＣＯ３１に対して供給する。そして、第１ＶＣＯ３１は、入力された電圧に応じて第１ローカル信号の第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を変化させる。すなわち、第１ＶＣＯ３１は、第１分周信号と基準クロックとが位相同期するように第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を変化させる。これにより、第１ローカル発振器１２は、第１ローカル信号を基準クロックとの間で位相調整することができる。
【００２２】
第１ミキサー１３は、入力信号と第１ローカル信号とを乗算して、入力信号の各周波数に含まれている信号成分を、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）分だけプラス側、および、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）分だけマイナス側にそれぞれ周波数シフトした信号を出力する。第１ＢＰＦ１４は、中心周波数がＢ（ＧＨｚ）に設定されたバンドパスフィルタであり、第１ミキサー１３の出力信号のうちのＢ（ＧＨｚ）を中心とした所定帯域の信号成分を通過する。なお、この場合において、Ｂは、Ａより大きい正の値である。第１ＢＰＦ１４は、通過した信号を、入力信号および第１ローカル信号を混合した第１混合信号として出力する。
【００２３】
ここで、第１ローカル発振器１２は、設定部２３により第１分周比（Ｎ．Ｆ）が制御されることに応じて、出力する第１ローカル信号の第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を、Ｂ（ＧＨｚ）以上、Ａ＋Ｂ（ＧＨｚ）以下の範囲で変化させる。設定部２３は、第１ミキサー１３により入力信号と第１ローカル信号とが乗算された結果、入力信号の検出対象周波数（ｆｒｆ）に含まれている信号成分が、第１ＢＰＦ１４の中心周波数であるＢ（ＧＨｚ）に周波数シフトされるように、第１ローカル信号の第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を設定する。すなわち、設定部２３は、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）が、（ｆｒｆ＋Ｂ（ＧＨｚ））となるように、第１分周比（Ｎ．Ｆ）を制御する。
【００２４】
具体的には、入力信号の０（Ｈｚ）に含まれている信号成分を検出する場合であれば、設定部２３は、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）がＢ（ＧＨｚ）となるように第１分周比（Ｎ．Ｆ）を設定する。また、入力信号のＡ（Ｈｚ）に含まれている信号成分を検出する場合であれば、設定部２３は、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）がＢ＋Ａ（ＧＨｚ）となるように第１分周比（Ｎ．Ｆ）を設定する。
【００２５】
スペクトラムアナライザ１０によれば、以上のように第１ローカル周波数（ｆｏｌ１）を制御することによって、入力信号の検出対象周波数（ｆｒｆ）に含まれている信号成分を固定周波数（Ｂ（ＧＨｚ））に周波数シフトすることができるので、第１ＢＰＦ１４を、通過周波数帯域が固定された簡易なフィルタ構成とすることができる。
なお、スペクトラムアナライザ１０は、第１ＢＰＦ１４の中心周波数をＡ＋Ｂ（ＧＨｚ）とし、設定部２３が第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を（Ａ＋Ｂ（ＧＨｚ）−ｆｒｆ）とするように制御してもよい。
【００２６】
第２ローカル発振器１５は、第１ローカル信号に基づいて、予め定められた第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）の正弦波信号を有する第２ローカル信号を出力する。具体的には、第２ローカル発振器１５は、基準クロック（ｆｒｅｆ）に予め定められた固定の第２分周比（Ｍ：Ｍは２以上の整数。）を乗算した値の第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を出力する。さらに、第２ローカル発振器１５は、出力する第２ローカル信号を第２分周比（Ｍ）により分周して第１分周信号との間で位相調整をする。
【００２７】
なお、この場合において、ｆｌｏ２は、ｆｌｏ１とは異なる値であるが、比較的に近い値に設定される。より具体的には、スーパーヘテロダイン方式のスペクトラムアナライザ１０においては、ｆ１ｏ１とｆｌｏ２とが一致しない範囲で非常に近く、且つ、ｆｌｏ１とｆｌｏ２との周波数差が小さい方がより低周波数へのダウンコンバートが可能となるので、１＜（ｆｌｏ１／ｆｌｏ２）＜２とするのが望ましい。すなわち、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）は、第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）より大きく、かつ、第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）の２倍未満であるのが望ましい。
【００２８】
例えば、第２ローカル発振器１５は、第２ＶＣＯ４１と、１／Ｍ分周器４２と、第２位相比較器４３と、第２ＬＰＦ４４とを有するＰＬＬ回路であってよい。第２ＶＣＯ４１は、入力電圧に応じて発振周波数が変動する第２ローカル信号を出力する。１／Ｍ分周器４２は、出力する第２ローカル信号を固定の第２分周比Ｍにより分周して、第２分周信号として第２位相比較器４３に供給する。
【００２９】
第２位相比較器４３は、第１分周信号と第２分周信号とを位相比較することにより位相誤差量を検出する。第２ＬＰＦ４４は、第２位相比較器４３により検出された位相誤差量を平均化した電圧を、第２ＶＣＯ４１に対して供給する。そして、第２ＶＣＯ４１は、入力された電圧に応じて第２ローカル信号の第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を変化させる。すなわち、第２ＶＣＯ４１は、第２分周信号と第１分周信号とが位相同期するように、第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を変化させる。これにより、第２ローカル発振器１５は、第２ローカル信号を第１分周信号との間で位相調整することができる。
第２ミキサー１６は、第１混合信号と第２ローカル信号とを乗算して、第１混合信号の各周波数に含まれている信号成分を、第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）分だけプラス側、および、第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）分だけマイナス側にそれぞれシフトした信号を出力する。第２ＢＰＦ１７は、中心周波数がＣ（ＭＨｚ）（＝Ｂ（ＧＨｚ）−ｆｌｏ２）に設定されたバンドパスフィルタであり、第２ミキサー１６の出力信号のうちのＣ（ＭＨｚ）を中心とした所定帯域の信号成分を通過する。第２ＢＰＦ１７は、通過した信号を、第１混合信号および第２ローカル信号を混合した第２混合信号として出力する。
【００３０】
ここで、第１分周信号の周波数（ｆｒｅｆ´）は、第１ローカル発振器１２による同期処理が安定化した場合、基準クロックの周波数（ｆｒｅｆ）と平均的に一致する。従って、第２ローカル発振器１５は、第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）を、基準クロックの周波数（ｆｒｅｆ）のＭ倍の周波数とすることができる。
【００３１】
さらに、第２ローカル発振器１５は、１／Ｎ．Ｆ分周器３２の影響により発生する位相雑音及びスプリアスの影響を受けた第１分周信号を同期処理の基準信号とすることにより、当該位相雑音及びスプリアスの影響が含まれた第２ローカル信号を出力する。第２ミキサー１６は、位相雑音及びスプリアスの影響が含まれた第１混合信号と、位相雑音及びスプリアスの影響が含まれた第２ローカル信号とが入力されるので、両者の信号を乗算することにより位相雑音及びスプリアスの成分を減衰させることができる。
【００３２】
これにより本実施の形態のスペクトラムアナライザ１０によれば、１／Ｎ．Ｆ分周器３２から出力された第１分周信号を、第２ローカル信号の生成のための基準信号とすることで、第１ローカル発振器１２における１／Ｎ．Ｆ分周器３２の影響により発生する位相雑音及びスプリアスの伝達量を少なくすることができる。なお、第２ローカル発振器１５は、第１分周信号を同期処理の基準信号とすることに代えて、第１ＶＣＯ３１の出力信号を同期処理の基準信号としてもよい。
【００３３】
第３ローカル発振器１８は、第１ローカル信号に基づいて、予め定められた第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）の正弦波信号を有する第３ローカル信号を出力する。具体的には、第３ローカル発振器１８は、基準クロック（ｆｒｅｆ）に予め定められた固定の第３分周比Ｌ（Ｌは２以上の整数。）を乗算した値の第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）を出力する。さらに、第３ローカル発振器１８は、出力する第３ローカル信号を第３分周比Ｌにより分周して第１分周信号との間で位相調整をする。
【００３４】
例えば、第３ローカル発振器１８は、第３ＶＣＯ５１と、１／Ｌ分周器５２と、第３位相比較器５３と、第３ＬＰＦ５４とを有するＰＬＬ回路であってよい。第３ＶＣＯ５１は、入力電圧に応じて発振周波数が変動する第３ローカル信号を出力する。１／Ｌ分周器５２は、出力する第３ローカル信号を、固定の第３分周比Ｌにより分周して、第３分周信号として第３位相比較器５３に供給する。
【００３５】
第３位相比較器５３は、第１分周信号と第３分周信号とを位相比較することにより位相誤差量を検出する。第３ＬＰＦ５４は、第３位相比較器５３により検出された位相誤差量を平均化した電圧を、第３ＶＣＯ５１に対して供給する。そして、第３ＶＣＯ５１は、入力された電圧に応じて第３ローカル信号の第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）を変化させる。すなわち、第３ＶＣＯ５１は、第３分周信号と第１分周信号とが位相同期するように、第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）を変化させる。これにより、第３ローカル発振器１８は、第３ローカル信号を第１分周信号との間で位相調整することができる。このような第３ローカル発振器１８は、第２ローカル発振器１５と同様に第１ローカル発振器１２から発生する位相雑音及びスプリアスの伝達量を少なくすることができる。
【００３６】
第３ミキサー１９は、第２混合信号と第３ローカル信号とを乗算して、第２混合信号の各周波数に含まれている信号成分を、第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）分だけプラス側、および、第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）分だけマイナス側にそれぞれシフトした信号を出力する。第３ＢＰＦ２０は、中心周波数がＤ（ＫＨｚ）（＝Ｃ（ＭＨｚ）−ｆｌｏ３）に設定されたバンドパスフィルタであり、第３ミキサー１９の出力信号のうちのＤ（ＫＨｚ）を中心とした所定帯域の信号成分を通過する。第３ＢＰＦ２０は、通過した信号を、検出部２１に対して、第２混合信号および第３ローカル信号を混合した第３混合信号として出力する。
【００３７】
なお、第３ローカル発振器１８において、第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）が基準クロックの周波数（ｆｒｅｆ）と一致する場合には、１／Ｌ分周器５２を介さずに第３ローカル信号を第３位相比較器５３に供給してよい。また、第３ローカル発振器１８において、第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）が基準クロックの周波数（ｆｒｅｆ）よりも低い場合には、１／Ｌ分周器５２を介さずに第３ローカル信号を第３位相比較器５３に供給するとともに、１／Ｎ．Ｆ分周器３２から出力された第１分周信号を１／Ｌ分周器５２により分周して基準信号として第３位相比較器５３に供給する。
【００３８】
また、第３ローカル発振器１８は、第１ローカル発振器１２の第１分周信号を基準信号として第３位相比較器５３に入力しているが、これに代えて、第２ローカル発振器１５の第２分周信号を第３位相比較器５３の基準信号として供給してもよい。すなわち、第３ローカル発振器１８は、出力する第３ローカル信号を第３分周器５２により分周した第３分周信号と第２分周信号との間で位相調整することにより、第２分周信号に第３分周器５２における第３分周比を乗じた第３ローカル周波数（ｆｌｏ３）を有する第３ローカル信号を出力してよい。
【００３９】
検出部２１は、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）に応じて出力され第３混合信号に基づいて入力信号のスペクトルを検出する。例えば、検出部２１は、第３ＢＰＦ２０により通過した第３混合信号を増幅及び平均化等することにより、入力信号における検出対象となる周波数に含まれているエネルギーを検出する。出力部２２は、検出部２１による検出結果をアナログデジタル変換してデジタルデータとしてメモリに記憶するとともに、検出対象の周波数（ｆｒｆ）とその周波数に含まれているエネルギー量とを対応させて、使用者に対して表示する。
【００４０】
設定部２３は、１／Ｎ．Ｆ分周器３２の第１分周比（Ｎ．Ｆ）を設定することにより、第１ローカル信号の第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）を制御する。設定部２３は、所定の値に固定した第１分周比Ｎ．Ｆを設定してよい。また、設定部２３は、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）が所定の周波数範囲で繰り返し掃引されるような動的な第１分周比Ｎ．Ｆを設定することにより、スペクトラム分布を測定することができる。また、設定部２３は、測定する周波数範囲の変動に応じて、第３ＢＰＦ２０の通過帯域の帯域幅を変化させてもよい。
【００４１】
つぎに、スペクトラムアナライザ１０において、１／Ｎ．Ｆ分周器３２で発生する位相雑音及びスプリアスによる雑音成分が減少することを示す。１／Ｎ．Ｆ分周器３２で発生される位相雑音及びスプリアスを含んだジッタ成分をΔｆｎとした場合、第１分周信号の周波数ｆｒｅｆ´は式（１）に示す通りになり、第１ローカル周波数（ｆｌｏ１）は式（２）に示す通りになる。
ｆｒｅｆ´＝ｆｒｅｆ＋Δｆｎ    …（１）
ｆｌｏ１＝（ｆｒｅｆ＋Δｆｎ）×Ｎ．Ｆ  …（２）
【００４２】
第１ＢＰＦ１４から出力される第１混合信号の周波数（ｆｉｆ１）は式（３）に示す通りになる。
ｆｉｆ１＝ｆｌｏ１−ｆｒｆ  …（３）
式（３）に式（２）を代入すると、式（４）となる。
ｆｉｆ１＝（ｆｒｅｆ＋Δｆｎ）×Ｎ．Ｆ−ｆｒｆ  …（４）
【００４３】
第２ＢＰＦ１７から出力される第２混合信号の周波数（ｆｉｆ２）は式（５）に示す通りになる。
ｆｉｆ２＝ｆｉｆ１−ｆｌｏ２  …（５）
式（５）に式（４）を代入すると、式（６）となる。
ｆｉｆ２＝（ｆｒｅｆ＋Δｆｎ）×Ｎ．Ｆ−ｆｒｆ−ｆｌｏ２  …（６）
【００４４】
ここで、基準発振器１１から発生された基準クロックに基づき第２ローカル発振器１５が第２ローカル信号を生成したとすると、第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）は、基準クロックの周波数（ｆｒｅｆ）に分周比Ｍを乗算した値となるので、式（７）に示す通りになる。
ｆｌｏ２＝ｆｒｅｆ×Ｍ  …（７）
さらに、式（６）に式（７）を代入すると、式（８）となる。
ｆｉｆ２＝（ｆｒｅｆ＋Δｆｎ）×Ｎ．Ｆ−ｆｒｆ−ｆｒｅｆ×Ｍ  
＝（Ｎ．Ｆ−Ｍ）×ｆｒｅｆ＋Ｎ．Ｆ×Δｆｎ−ｆｒｆ  …（８）
【００４５】
これに対して、本実施形態のスペクトラムアナライザ１０により、１／Ｎ．Ｆ分周器３２の第１分周信号に基づき１５が第２ローカル信号を生成したとすると、第２ローカル周波数（ｆｌｏ２）は、式（９）に示す通りになる。
ｆｉｆ２  ＝ｆｒｅｆ´×Ｍ  ＝（ｆｒｅｆ＋Δｆｎ）  …（９）
さらに、式（６）に式（９）を代入すると、式（１０）となる。
ｆｉｆ２＝（ｆｒｅｆ＋Δｆｎ）×Ｎ．Ｆ−ｆｒｆ−（ｆｒｅｆ＋Δｆｎ）×Ｍ
＝（Ｎ．Ｆ−Ｍ）×ｆｒｅｆ＋（Ｎ．Ｆ−Ｍ）×Δｆｎ−ｆｒｆ  …（１０）
【００４６】
式（８）のΔｆｎの項と式（１０）のΔｆｎの項とを比較すると、Ｍ＜Ｎ．Ｆなので、本実施形態の場合におけるジッタ成分Δｆｎの成分が、基準発振器１１から発生された基準クロックに基づき第２ローカル信号を生成した場合におけるジッタ成分Δｆｎの成分よりに対して、｛（Ｎ．Ｆ−Ｍ）／Ｎ．Ｆ｝だけ減衰している。
以上のように、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１０は、１／Ｎ．Ｆ分周器３２で発生する位相雑音及びスプリアスによる雑音の伝達量を少なくすることができる。これにより、スペクトラムアナライザ１０は、高精度に入力信号に含まれる周波数成分を検出することができる。
【００４７】
以上、本発明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、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更また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】
【００４８】
【図１】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。
【符号の説明】
【００４９】
１０  スペクトラムアナライザ
１１  基準発振器
１２  第１ローカル発振器
１３  第１ミキサー
１４  第１ＢＰＦ
１５  第２ローカル発振器
１６  第２ミキサー
１７  第２ＢＰＦ
１８  第３ローカル発振器
１９  第３ミキサー
２０  第３ＢＰＦ
２１  検出部
２２  出力部
２３  設定部
３１  第１ＶＣＯ
３２  １／Ｎ．Ｆ分周器
３３  第１位相比較器
３４  第１ＬＰＦ
４１  第２ＶＣＯ
４２  １／Ｍ分周器
４３  第２位相比較器
４４  第２ＬＰＦ
５１  第３ＶＣＯ
５２  １／Ｌ分周器
５３  第３位相比較器
５４  第３ＬＰＦ
【図１】
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