(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに占有周波数帯域が異なるＮチャネル（Ｎ：３以上の自然数）分の信号を同時増幅するマルチチャネルアンプの歪み特性を試験するため、そのマルチチャネルアンプに入力する試験用入力信号として、当該Ｎチャネル分の周波数帯域にまたがる信号を発生させる試験装置であって、
ＯＦＤＭ方式で変調が施され１チャネル分の周波数帯域を占有する共通信号を発生させる共通信号源と、当該共通信号をＮ個の信号に分配するＮ分配手段と、それぞれ上記Ｎチャネルのうちいずれかに対応して設けられＮ分配手段から分配される信号を対応するチャネルに係る周波数帯域へと周波数変換するＮ個の周波数変換器と、周波数変換後の信号をＮチャネルに亘り合成することにより上記試験用入力信号を発生させる合成手段と、を備える試験装置において、
上記マルチチャネルアンプは、ディジタル地上波テレビジョン放送システムに適用され、
上記Ｎ分配手段は、
それぞれが入力端子および出力端子を備え、それぞれが入力端子から入力された信号を遅延して出力端子に出力するＮ−１個の遅延回路を備え、
上記Ｎ−１個の遅延回路は、前段の遅延回路の出力端子にその遅延回路の次の段の遅延回路の入力端子が接続されるよう縦続に接続され、
上記Ｎ−１個の遅延回路のうち、入力端子に他の遅延回路が接続されていない縦続接続の初段の遅延回路は、その入力端子に上記共通信号が入力され、
上記Ｎ分配手段は、
上記共通信号を上記Ｎ−１個の遅延回路を介さず出力すると共に、上記Ｎ−１個の遅延回路からそれぞれ出力される信号をそれぞれ出力することで、上記共通信号をＮ個の信号に分配し、
上記Ｎ−１個の遅延回路は、
上記Ｎ分配手段が出力するＮ個の信号のそれぞれのピークタイミングが互いに異なるタイミングとなるよう、それぞれの入力端子に入力された信号を遅延させることを特徴とする試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の試験装置であって、
上記Ｎ−１個の遅延回路は、
互いに等しい遅延時間を以て、それぞれの入力端子に入力された信号を遅延させることを特徴とする試験装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の試験装置であって、
上記Ｎ−１個の遅延回路のうち少なくとも１個の遅延回路が、その入力端子から入力された信号に含まれる帯域外雑音を抑圧する濾波特性を有することを特徴とする試験装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の試験装置であって、
上記Ｎ−１個の遅延回路が、それぞれ、入力端子から入力された信号に含まれる帯域外雑音を抑圧する濾波特性を有することを特徴とする試験装置。
【請求項５】
互いに占有周波数帯域が異なる２チャネル分の信号を同時増幅するマルチチャネルアンプの歪み特性を試験するため、そのマルチチャネルアンプに入力する試験用入力信号として、当該２チャネル分の周波数帯域にまたがる信号を発生させる試験装置であって、
ＯＦＤＭ方式で変調が施され１チャネル分の周波数帯域を占有する信号を発生させる共通信号源と、
上記共通信号源が発生する信号の周波数を変換する第１の周波数変換器と、
上記共通信号源が発生する信号を遅延させて出力する遅延回路と、
上記遅延回路が出力する信号の周波数を、上記第１の周波数変換器が出力する信号の周波数とは異なる周波数に変換して出力する第２の周波数変換器と、
上記第１の周波数変換器が出力する信号と上記第２の周波数変換器が出力する信号とを合成することにより、上記試験用入力信号を発生させる合成手段と、
を備え、
上記マルチチャネルアンプは、ディジタル地上波テレビジョン放送システムに適用され、
上記遅延回路は、
上記第１の周波数変換器が出力する信号のピークタイミングと上記第２の周波数変換器が出力する信号のピークタイミングとが異なるタイミングとなるよう、上記共通信号源が発生する信号を遅延させて出力することを特徴とする試験装置。
【請求項６】
請求項５に記載の試験装置であって、
上記遅延回路は、
上記共通信号源が発生する信号に含まれる帯域外雑音を抑圧する濾波特性を有することを特徴とする試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチチャネルアンプを試験するための信号を発生させる試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン等の放送局（中継局を含む。以下同じ）では、プログラム（番組）信号を、電力増幅した上で放送波として送信する。そのため、放送設備の一部として電力増幅器が必須である。この種の電力増幅器は比較的広い設置スペースを必要としまたその価格も比較的高価であることから、放送設備を低価格化及び省スペース化するため、電力増幅器の個数をできる限り減らすことが求められている。特に、日本では、近い将来におけるディジタル地上波テレビジョン放送のサービス開始を控えており、それに向けていわゆるＭＣＰＡを用いた放送設備の開発が進められている。ＭＣＰＡ(Multi-Channel Power Amplifier)とは、複数チャネルを同時増幅可能な増幅器即ちマルチチャネルアンプであって、特に電力増幅に用いられるものをいう。ＭＣＰＡを用いることにより、複数チャネル分の放送設備を省スペースかつ低コストで実現できる。
【０００３】
また、日本におけるディジタル地上波テレビジョン放送では、変調・多重化方式としてＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式を採用する予定である。ＯＦＤＭ方式により多重化された信号は、互いに直交するよう周波数軸上に配置された多数のキャリア成分を含む。仮に、線形性が良好でない増幅器によりこの信号を増幅したとすると、当該多数のキャリア成分同士が相互変調を起こし、相互変調歪による信号品質劣化をもたらす。そのため、ＭＣＰＡを実用に供するに際しては、その性能を評価するための試験が必要である。
【０００４】
図５に、ＭＣＰＡの使用形態の一例を示す。この図に示す装置においては、それぞれＯＦＤＭ信号発生器１０−ｉ及びアップコンバータ１２−ｉを有するＮ個（Ｎ：２以上の自然数）の系統の出力が合成器１４により合成され、その結果得られた信号がＭＣＰＡ１６により電力増幅され、増幅後の信号が出力フィルタ１８により帯域制限され更にアンテナ２０から無線送信される。各ＯＦＤＭ信号発生器１０−ｉの出力は、上述のＯＦＤＭ方式に従い多重化された信号であり、それぞれ第ｉ番目のチャネルＣＨｉに係る信号である。アップコンバータ１２−ｉは、対応するＯＦＤＭ信号発生器１０−ｉから出力された信号を、中間周波数（ＩＦ）から、対応するチャネルＣＨｉに係る周波数帯域の無線周波数（ＲＦ）へと、周波数変換する。合成器１４の出力は各アップコンバータ１２−ｉのＲＦ出力を合成した信号であるから、その構成は、図６に示すように、ＣＨ１，ＣＨ２，…ＣＨＮに係る周波数成分を含む構成となる。なお、図６におけるチャネルＣＨ１とチャネルＣＨ２は隣同士のチャネルであるが、これは一例に過ぎない。即ち、ところどころ未使用（即ち信号が存在しない）チャネルを挟むＮ個のチャネルを、ＭＣＰＡ１６による増幅対象としてカバーするようにしてもよい。
【０００５】
図５に示した構成は、実使用に供する放送設備の構成として採用しうる構成であると同時に、ＭＣＰＡ１６に関し相互変調歪等の試験・評価を行うための試験装置の構成ともなりうるものである。なお、図５に従い放送設備を構成する際には、ＯＦＤＭ信号発生器１０−ｉとして、実際のプログラム信号に従いＯＦＤＭ波を発生させることが可能な装置を用いねばならないが、試験装置を構成する際には必ずしもそうではない。例えば、ＯＦＤＭ波に類似した構成の信号を発生させる擬似ＯＦＤＭ波源等を使用できる場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、試験装置を図５に従い実現するのでは、比較的高価なＯＦＤＭ信号発生器１０−ｉをＮ個も使用することとなり、試験装置の高価格化や構成肥大が生じてしまう。この点と、試験の際にはチャネル毎に内容の異なるＯＦＤＭ波を発生させる必要が概ねないことからすれば、図７に示すように、ＯＦＤＭ信号発生器１０の個数を１個とし、その出力をＮ分配器２２により各アップコンバータ１２−ｉに分配する、という装置構成を採るほうが、試験装置の構成としては、低価格・省スペースという点で好ましいといえよう。
【０００７】
反面、図７に示した構成には、試験・評価の正確さという点で、問題がある。即ち、単一のＯＦＤＭ信号発生器１０の出力をＮ分配して用いているため、各チャネルに係るＲＦ信号間にはそもそも強い相互相関がある。そのため、例えばチャネルＣＨ１に係るＲＦ信号にピークが現れているタイミングで残りのチャネルＣＨ２，…ＣＨＮに係るＲＦ信号にもピークが現れる、といった現象が頻発しうる。この現象即ちピークの重なり合いが発生すると、その発生タイミングにおいてＭＣＰＡ１６への入力信号が瞬時的に非常に高い包絡線ピーク値を有する信号となってしまい、その結果として相互変調歪が顕著になる。この現象は、実使用時にはほとんど生じない。試験・評価特有の現象によって大きな相互変調歪が生じるのでは、十分に正確な試験・評価結果を期待できない。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、単一の信号源を用いてＭＣＰＡ、より一般にはマルチチャネルアンプを試験することができる試験装置を実現し、更にその試験装置における試験・評価の精度の劣化要因のうち少なくともピークの重なり合いによるものを抑えることを、その目的の一つとする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、（１）互いに占有周波数帯域が異なるＮチャネル（Ｎ：３以上の自然数）分の信号を同時増幅するマルチチャネルアンプの歪み特性を試験するため、そのマルチチャネルアンプに入力する試験用入力信号として、当該Ｎチャネル分の周波数帯域にまたがる信号を発生させる試験装置であって、（２）ＯＦＤＭ方式で変調が施され１チャネル分の周波数帯域を占有する共通信号を発生させる共通信号源と、当該共通信号をＮ個の信号に分配するＮ分配手段と、それぞれ上記Ｎチャネルのうちいずれかに対応して設けられＮ分配手段から分配される信号を対応するチャネルに係る周波数帯域へと周波数変換するＮ個の周波数変換器と、周波数変換後の信号をＮチャネルに亘り合成することにより上記試験用入力信号を発生させる合成手段と、を備える試験装置において、（３）上記マルチチャネルアンプは、ディジタル地上波テレビジョン放送システムに適用され、上記Ｎ分配手段は、それぞれが入力端子および出力端子を備え、それぞれが入力端子から入力された信号を遅延して出力端子に出力するＮ−１個の遅延回路を備え、上記Ｎ−１個の遅延回路は、前段の遅延回路の出力端子にその遅延回路の次の段の遅延回路の入力端子が接続されるよう縦続に接続され、上記Ｎ−１個の遅延回路のうち、入力端子に他の遅延回路が接続されていない縦続接続の初段の遅延回路は、その入力端子に上記共通信号が入力され、上記Ｎ分配手段は、上記共通信号を上記Ｎ−１個の遅延回路を介さず出力すると共に、上記Ｎ−１個の遅延回路からそれぞれ出力される信号をそれぞれ出力することで、上記共通信号をＮ個の信号に分配し、上記Ｎ−１個の遅延回路は、上記Ｎ分配手段が出力するＮ個の信号のそれぞれのピークタイミングが互いに異なるタイミングとなるよう、それぞれの入力端子に入力された信号を遅延させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る試験装置においては、上記Ｎ−１個の遅延回路は、互いに等しい遅延時間を以て、それぞれの入力端子に入力された信号を遅延させる構成とすることが好適である。また、本発明に係る試験装置においては、上記Ｎ−１個の遅延回路のうち少なくとも１個の遅延回路が、その入力端子から入力された信号に含まれる帯域外雑音を抑圧する濾波特性を有する構成とすることが好適である。また、本発明に係る試験装置においては、上記Ｎ−１個の遅延回路が、それぞれ、入力端子から入力された信号に含まれる帯域外雑音を抑圧する濾波特性を有する構成とすることが好適である。
【００１１】
また、本発明は、互いに占有周波数帯域が異なる２チャネル分の信号を同時増幅するマルチチャネルアンプの歪み特性を試験するため、そのマルチチャネルアンプに入力する試験用入力信号として、当該２チャネル分の周波数帯域にまたがる信号を発生させる試験装置であって、ＯＦＤＭ方式で変調が施され１チャネル分の周波数帯域を占有する信号を発生させる共通信号源と、上記共通信号源が発生する信号の周波数を変換する第１の周波数変換器と、上記共通信号源が発生する信号を遅延させて出力する遅延回路と、上記遅延回路が出力する信号の周波数を、上記第１の周波数変換器が出力する信号の周波数とは異なる周波数に変換して出力する第２の周波数変換器と、上記第１の周波数変換器が出力する信号と上記第２の周波数変換器が出力する信号とを合成することにより、上記試験用入力信号を発生させる合成手段と、を備え、上記マルチチャネルアンプは、ディジタル地上波テレビジョン放送システムに適用され、上記遅延回路は、上記第１の周波数変換器が出力する信号のピークタイミングと上記第２の周波数変換器が出力する信号のピークタイミングとが異なるタイミングとなるよう、上記共通信号源が発生する信号を遅延させて出力することを特徴とする。また、本発明に係る試験装置においては、上記遅延回路は、上記共通信号源が発生する信号に含まれる帯域外雑音を抑圧する濾波特性を有する構成とすることが好適である。
【００１２】
このように、各チャネルに係る信号に対して、互いに異なる遅延時間を付与することにより、ピークの重なり合いは生じにくくなる。その結果、単一の共通信号源の出力をＮ分配するという構成を採用しているにもかかわらず、より優れた試験・評価精度を得ることが可能になる。また、単一の共通信号源の出力をＮ分配するという構成を採用しているため、省スペースかつ安価という利点も維持される。更には、ピークの重なり合いを防ぐための手だてとして、遅延という処理形態、即ち信号の復調・再生可能性を損ねない処理形態を採用しているため、相互変調歪の計測だけでなく、受信側におけるビット誤り率の計測や、受像機画面上における画質の目視確認等を含め、多様な試験・評価を実施できる。また、本発明を実施するに際して、合成手段にて合成対象となる信号に含まれる帯域外雑音を抑圧する濾波手段を設けることにより、複数チャネル合成に伴う帯域外雑音の加算効果が軽減されるため、マルチチャネルアンプへの試験用の入力信号の品質（Ｃ／Ｎ等）が良好になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態に関し図面に基づき説明する。なお、図５乃至図７に示した部材と対応する又は同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１に、本発明の第１実施形態に係る試験装置を示す。この実施形態においては、Ｎ−１個のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４−ｉを縦続接続した回路を、Ｎ分配器２２として用いている。各ＢＰＦ２４−ｉは、ＯＦＤＭ信号発生器１０の出力に含まれる帯域外雑音を抑圧する帯域通過特性を有する他、それぞれ固有の遅延時間をＩＦ信号に付与する特性を有する。帯域通過特性、特に通過帯域については、いずれのＢＰＦ２４−ｉについても同一とする。遅延特性については、ＢＰＦ２４−ｉ毎に異なっていてもよいし、同一でもよい。ＢＰＦ２４−ｉとしては、表面弾性波フィルタ、ケーブル使用型の遅延線、ディスクリート素子から構成したフィルタ、いわゆるメカフィル等、様々なものを使用できる。
【００１５】
各アップコンバータ１２−ｉに対しては、ＢＰＦ２４−ｉの縦続接続点から信号を入力する。例えばチャネルＣＨ１に係るアップコンバータ１２−１にはＯＦＤＭ信号発生器１０の出力を入力する。チャネルＣＨ２に係るアップコンバータ１２−２にはＯＦＤＭ信号発生器１０の出力をＢＰＦ２４−１にて濾波した信号を入力する。チャネルＣＨ３に係るアップコンバータ１２−３にはＯＦＤＭ信号発生器１０の出力をＢＰＦ２４−１，２４−２にて濾波した信号を入力する（アップコンバータ１２−３については図示せず）。以下同様にして、チャネルＣＨＮに係るアップコンバータ１２−ＮにはＯＦＤＭ信号発生器１０の出力をＢＰＦ２４−１，２４−２，…２４−（Ｎ−１）にて濾波した信号を入力する（ＢＰＦ２４−（Ｎ−１）については図示せず）。
【００１６】
このように、本実施形態においては、図７に示した装置と同様、単一のＯＦＤＭ信号発生器１０の出力をＮ分配して使用する構成を用いているため、比較的高価なＯＦＤＭ信号発生器１０の使用個数を１個とすることができ、低コストとなるほか省スペースにもなる。更に、ＢＰＦ２４−ｉの遅延特性を利用して各チャネルＣＨｉに係るＲＦ信号同士の相互相関を弱め、前述したピークの重なり合いという現象を防いでいるため、図７に示した装置に比べ、図５に示した環境により近い試験環境を実現でき、試験・評価の精度が高まる。単なる遅延であり信号の内部構成を壊すわけではないので、アンテナ２０から送信された信号を受信機で受信しビット誤り率や画質を計測・確認することもできる。
【００１７】
また、ＢＰＦ２４−ｉの帯域外抑圧特性によって、帯域外雑音の加算効果が低減される。即ち、図２（１）に示すように、帯域外雑音を抑圧せずにチャネルＣＨ１のＲＦ信号とチャネルＣＨ２のＲＦ信号とを合成すると、チャネルＣＨ１とチャネルＣＨ２の分離帯域における帯域外雑音のレベルが加算効果により３ｄＢ上昇するが、本実施形態の如くＢＰＦ２４−ｉにより帯域外雑音を抑圧すると、図２（２）に示すように、加算効果による合成後の帯域外雑音のレベル上昇は僅かなものにとどまる。その結果、Ｎ＝８の例でいえば、最大、Ｃ／Ｎを９ｄＢ改善できる。
【００１８】
図３に、本発明の第２実施形態に係る試験装置を示す。この実施形態においては、Ｎ個のＢＰＦ２４−ｉを熊手状に接続した回路をＮ分配器２２として用いている。ＯＦＤＭ信号発生器１０の出力は、対応するＢＰＦ２４−ｉを介して、チャネルＣＨｉに係るアップコンバータ１２−ｉに入力されている。但し、図中破線で示したように、Ｎ個のＢＰＦ−ｉのうち１個については省略しても構わない。本実施形態においても、図１に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、本実施形態に係る構成を用いた場合、各チャネルＣＨ−ｉに係るＲＦ信号間に必要な遅延時間を付与するには、各ＢＰＦ２４−ｉ間の遅延特性に大きな差を付与しなければならないため、前掲の第１実施形態の方が実施が容易である。
【００１９】
図４に、本発明の第３実施形態に係る試験装置の構成を示す。この実施形態においては、アップコンバータ１２−ｉから見てＩＦ側ではなくＲＦ側即ち合成器１４側に、ＢＰＦ２４−ｉを設けている。各ＢＰＦ２４−ｉと合成器１４は、各アップコンバータ１２−ｉの出力を合成する合成手段２６として機能している。Ｎ個のＢＰＦ２４−ｉのうち１個を省略できることについては、第２実施形態と同様である。本実施形態によれば、前述の第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、ＢＰＦ２４−ｉがＲＦ側に設けられているため、第１及び第２実施形態に比べＢＰＦ２４−ｉの周波数選択性を上げられる反面、回路構成は面倒になる。
【００２０】
以上、本発明の好適な実施形態に関し説明したが、本発明の実施形態は以上説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、ＯＦＤＭ信号発生器１０としてＮ個の出力端を有するものを用い、Ｎ分配器２２を廃止してもよい。その場合、本発明の特徴に係る遅延や帯域外雑音抑圧は、当該Ｎ個の出力それぞれについてＯＦＤＭ信号発生器内にて施すようにする。具体的には、ＯＦＤＭ変調波を発生させるための変調データに信号処理を施す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  ＢＰＦによる帯域外雑音抑圧の効果を示す図であり、（１）は帯域外抑圧を行わない場合を、（２）は行う場合をそれぞれ示し、（ａ）はチャネルＣＨ１に係るＲＦ信号の周波数スペクトル包絡線を、（ｂ）はチャネルＣＨ２に係るそれを、（ｃ）はチャネルＣＨ１にチャンネルＣＨ２を合成した後のそれを、それぞれ示す図である。
【図３】  本発明の第２実施形態に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【図４】  本発明の第３実施形態に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【図５】  ＭＣＰＡの実使用及び試験環境の一例を示すブロック図である。
【図６】  ＭＣＰＡにより電力増幅される信号の構成、特にその周波数スペクトルの包絡線を示す図である。
【図７】  参考技術に係る試験装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  ＯＦＤＭ信号発生器、１２−１，１２−２，…１２−Ｎ  アップコンバータ、１４  合成器、１６  ＭＣＰＡ、２２  Ｎ分配器、２４−１，２４−２…２４−Ｎ  ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、２６  合成手段。
【図１】
0003895530.tif 000002
【図２】
0003895530.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003895530.tif 000006
【図６】
0003895530.tif 000007
【図７】
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