(57)【要約】【課題】複雑な処理を行うことなく、より簡易な構成でスペクトラムを測定することができる技術を提供する。【解決手段】スペクトラムアナライザ（１０）は、無線ＬＡＮモジュール（１２）から出力されるバースト信号を入力して中間周波数信号に変換するダウンコンバータ部（１６）と、変換された中間周波数信号を検波して出力する検波回路部（１８）と、その検波出力に基づいてバースト信号のスペクトラムを測定する測定部（２０）と、バースト信号の出力に伴う無線ＬＡＮモジュール（１２）の消費電流を測定する電流測定回路（２６）と、測定された消費電流の変化を契機として、測定部（２０）によるスペクトラムの測定を開始させる制御部（２８）とを備える。【選択図】図１
2009115610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物からの出力信号を入力して中間周波数信号に変換するダウンコンバータ部と、
前記ダウンコンバータ部にて変換された中間周波数信号を検波して出力する検波回路部と、
前記検波回路部からの検波出力に基づいて前記出力信号のスペクトラムを測定する測定部と、
前記出力信号の出力に伴う被測定物の消費電流を測定する電流測定回路と、
前記電流測定回路により測定された消費電流の変化を契機として、前記測定部によるスペクトラムの測定を開始させる制御部と
を備えたことを特徴とするスペクトラム測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスペクトラム測定装置において、
前記出力信号は、周期的にバースト出力が繰り返されるバースト信号であり、
前記制御部は、
前記電流測定回路により測定された消費電流の周期的な変化のタイミングを検出してトリガ信号を発生し、このトリガ信号に基づいて前記測定部によるスペクトラムの測定を開始させることを特徴とするスペクトラム測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のスペクトラム測定装置において、
前記制御部は、
前記バースト信号の１出力周期以下の時間内にて前記測定部によるスペクトラムの測定を終了させることを特徴とするスペクトラム測定装置。
【請求項４】
出力信号の出力に伴う被測定物の消費電流を測定しつつ、
前記測定した消費電流が変化したことを契機としてトリガを発生し、
前記トリガの発生時から前記出力信号のスペクトラムの測定を開始することを特徴とするスペクトラム測定方法。
【請求項５】
請求項４に記載のスペクトラム測定方法において、
前記出力信号は、周期的にバースト出力が繰り返されるバースト信号であり、
前記トリガの発生時から前記バースト信号の１出力周期以下の時間内にてスペクトラムの測定を終了することを特徴とするスペクトラム測定方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のスペクトラム測定方法において、
前記出力信号を検波した波形をサンプリングし、そのサンプル値にＦＦＴ処理を行ってスペクトラムの測定を行うことを特徴とするスペクトラム測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高周波数帯のデジタル通信に用いられるバースト信号の解析に適したスペクトラム測定装置及びスペクトラム測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バースト信号の解析に適した測定装置として、ゲーティッドスイープ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。）。この公知のスペクトラムアナライザは、被測定物から入力されたバースト信号を内部で測定経路から分岐してダウンコンバータで減周し、これを検波して得られたバースト波からトリガ信号又はゲート信号を生成するものである。そして、トリガ信号又はゲート信号が可変遅延回路を通じてランプ電圧発生器に入力されると、測定経路によりランプ電圧発生器からのランプ電圧によってバースト信号の掃引を開始するものである。
【特許文献１】特開平１０−１０１６８号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら公知のスペクトラムアナライザは、本来の測定経路が有するダウンコンバータや検波器とは別に、トリガ信号の生成専用にダウンコンバータや検波器等の装備を必要とするため、それだけ装置の構成が複雑である。さらに装置内部では、測定経路から分岐した別の経路でも入力信号を処理しているため、それだけ信号処理の方法が複雑化するという問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、複雑な処理を行うことなく、より簡易な構成でスペクトラムを測定することができる技術の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
通常、被測定物が信号を出力する際、これに伴って消費電流も変化する。このため本発明の発明者は、被測定物からの出力信号の波形と消費電流の変化との間に相関がある点に着目し、消費電流の変化をトリガとして出力信号のスペクトラム測定を開始する技術に想到したものである。本発明は、以下に開示するスペクトラム測定装置、及びスペクトラム測定方法として実現される。
【０００６】
本発明のスペクトラム測定装置は、被測定物からの出力信号を入力して中間周波数信号に変換するダウンコンバータ部と、ダウンコンバータ部にて変換された中間周波数信号を検波して出力する検波回路部と、検波回路部からの検波出力に基づいて出力信号のスペクトラムを測定する測定部と、出力信号の出力に伴う被測定物の消費電流を測定する電流測定回路と、電流測定回路により測定された消費電流の変化を契機として、測定部によるスペクトラムの測定を開始させる制御部とを備えた構成である。
【０００７】
上記したダウンコンバータ部による中間周波数信号への変換や、検波回路部による検波出力、また測定部によるスペクトラムの測定については、いずれも汎用の技術を適用することができる。その上で本発明の有用性は、被測定物の消費電流を測定部にて測定しつつ、その変化を契機としてスペクトラムの測定を開始させる制御機能を備えたところにある。
【０００８】
本発明のスペクトラム測定装置によれば、出力信号に対して別途の処理を行ったり、そのための処理経路を設けたりすることなく、出力信号の変化に合わせたタイミングでスペクトラムの測定を開始することができる。また、消費電流の測定についても汎用の技術を適用することができるため、測定装置としての構成を極めて簡素にすることができる。
【０００９】
被測定物からの出力信号は、周期的にバースト出力が繰り返されるバースト信号であってもよい。この場合、制御部は、電流測定回路により測定された消費電流の周期的な変化のタイミングを検出してトリガ信号を発生し、このトリガ信号に基づいて測定部によるスペクトラムの測定を開始させる。
【００１０】
被測定物が周期的にバースト出力を行っている場合、その消費電流も周期的な変化を示すことから、その測定結果を用いて周期的な変化のタイミングを検出することは容易である。このため、トリガ信号の発生タイミングを検出するために特別な信号処理を行う必要がなく、測定装置の構成を簡素化することができる。
【００１１】
また制御部は、バースト信号の１出力周期以下の時間内で測定部によるスペクトラムの測定を終了させてもよい。この場合、１出力周期以下の有限時間内でバースト出力１回分のスペクトラムを測定することができる。
【００１２】
次に本発明のスペクトラム測定方法は、出力信号の出力に伴う被測定物の消費電流を測定しつつ、測定した消費電流が変化したことを契機としてトリガを発生し、このトリガの発生時から出力信号のスペクトラムの測定を開始するものである。
【００１３】
本発明のスペクトラム測定方法によれば、測定した消費電流の変化からトリガを発生し、そのタイミングからスペクトラムの測定を開始することができる。このため、従来のようにトリガ発生のために出力信号に対して複雑な処理を行う必要がなく、そのための装備も不要であることから、容易にスペクトラムの測定を実現することができる。
【００１４】
本発明のスペクトラム測定方法において、被測定物からの出力信号が周期的にバースト出力が繰り返されるバースト信号である場合、上記のようにトリガの発生時からバースト信号の１出力周期以下の時間内にてスペクトラムの測定を終了することが好ましい。
【００１５】
また本発明のスペクトラム測定方法は、被測定物からの出力信号を検波した波形をサンプリングし、そのサンプル値にＦＦＴ処理を行ってスペクトラムの測定を行うものである。この場合、本発明の測定方法は、高周波数帯域の出力信号についてスペクトラムを測定する用途に適する。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、被測定物からの出力信号に対して複雑な処理を行ったり、そのための装備を設けたりすることなく、出力信号の変化に合わせた適切なタイミングで測定を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
〔スペクトラム測定装置の構成〕
図１は、一実施形態のスペクトラムアナライザ（測定装置）１０の構成を概略的に示す図である。スペクトラムアナライザ１０は、例えば無線ＬＡＮモジュール１２を被測定物（ＤＵＴ：Device Under Test）として、この無線ＬＡＮモジュール１２から出力されるバースト信号のスペクトラムを測定する用途に適している。
【００１９】
無線ＬＡＮモジュール１２は、例えばノート型やデスクトップ型のパーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末、ゲーム機等の各種電子機器に搭載される通信用モジュールである。無線ＬＡＮモジュール１２には、例えばＰＣＩやＵＳＢのインタフェースを通じて機器に接続されるものや、予め機器本体に内蔵されるもの等がある。
【００２０】
無線ＬＡＮモジュール１２は、例えばＲＦ回路１２ａ、ベースバンド回路１２ｂ等を内蔵している。また無線ＬＡＮモジュール１２は電源回路１２ｃを内蔵し、この電源回路１２ｃにてＰＣＩバスやＵＳＢ、あるいは機器本体の内部バス等から電力の供給を受けて動作する。無線ＬＡＮモジュール１２は、ベースバンド回路１２ｂで例えば数十ＭＨｚ帯のベースバンド信号を出力し、これをＲＦ回路１２ａで高周波（例えば数ＧＨｚ）帯の無線周波数信号に変換して出力する。なお無線ＬＡＮモジュール１２は、例えば一般的な通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ又はＩＥＥＥ８０２．１１ｇを採用しており、その出力信号は、所定の周期（例えば数百μｓ〜数ｍｓ）でバースト出力が繰り返されるバースト信号となる。
【００２１】
スペクトラムアナライザ１０は、入力端子１４を通じて無線ＬＡＮモジュール１２から出力されるバースト信号を入力する。入力されたバースト信号は、ダウンコンバータ部１６にて中間周波数信号（例えば数十〜数百ＭＨｚ帯）に変換される。ダウンコンバータ部１６は、例えば局部発振器１６ａ、ミキサ１６ｂ及びフィルタ（ＬＰＦ）１６ｃで構成することができる。
【００２２】
ダウンコンバータ部１６にて変換された中間周波数信号は、次に検波回路部１８にて検波（復調）される。検波回路部１８は、例えば検波器としてＡ／Ｄコンバータ１８ａを備えている。検波回路部１８（Ａ／Ｄコンバータ１８ａ）からの検波出力は、例えば１２ビットのデジタル信号として次に測定部２０に受け渡される。
【００２３】
測定部２０は、図示しない演算装置（ＣＰＵ）や記憶装置（ＲＡＭ）等のリソースを用いてデジタル信号の演算処理を行う。具体的には、測定部２０はその機能要素としてＦＦＴ処理部２０ａ、最大値処理部２０ｂ及び移動平均処理部２０ｃを備えている。測定部２０は、これら機能要素を通じてデジタル信号を処理し、バースト信号のスペクトラムを測定する。このうちＦＦＴ処理部２０ａは、デジタル信号（サンプル値）のＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行い、バースト信号から周波数成分を抽出する。ＦＦＴの結果は最大値処理部２０ｂで最大値処理された後、移動平均処理部２０ｃで平滑化（ＬＰＦ処理）されて測定結果として出力される。これら機能要素は、いずれも上記のハードウェアリソースを活用したソフトウェア上の処理で実現することができる。
【００２４】
スペクトラムの測定結果は、例えば図示しない表示プロセッサにより画像データ（ラスタデータ）に変換され、表示部２２に出力される。表示部２２は、画像データに基づいて液晶表示器等のディスプレイを駆動し、スペクトラムの測定結果を周波数領域に展開して画面に表示する。なお本実施形態では、ＦＦＴ処理部２０ａを通す前のデジタル信号を分岐し、別の表示部２４にてそのまま時間領域で表示しているが、これは、無線ＬＡＮモジュール１２から実際に信号が出力されたかどうかを確認（モニタ）するための装備であり、使用するかどうかは任意である。
【００２５】
また本実施形態のスペクトラムアナライザ１０は電流測定回路２６を備えており、この電流測定回路２６は、無線ＬＡＮモジュール１２の消費電流を測定する。なお電流測定回路２６には、既存の電流計を用いることもできる。
【００２６】
この他に本実施形態のスペクトラムアナライザ１０は、制御部２８を備えており、電流測定回路２６の測定結果は、制御部２８に入力されるものとなっている。制御部２８は、例えば波形検出部２８ａ及びトリガ発生部２８ｂから構成されており、このうち波形検出部２８ａは、電流測定回路２６の測定結果に基づいて波形（電流波形）の変化を観測し、トリガ信号を発生させるタイミングを検出する。波形検出部２８ａがタイミングを検出すると、これを契機としてトリガ発生部２８ｂがトリガ信号を発生する。
【００２７】
また制御部２８は、トリガ発生部２８ｂにて発生させたトリガ信号を上記の検波回路部１８に入力することで、検波回路部１８に動作開始を指示する。検波回路部１８は、通常、トリガ信号を受け取るまでは検波動作を行わずに待機し、トリガ信号を受け取ってから検波動作を開始（Ａ／Ｄ変換をＯＮ）する。また測定部２０は、検波回路部１８からデジタル信号を受け取るまで測定動作を行わずに待機しており、実際に検波回路部１８からデジタル信号を受け取ることで演算処理、つまり、スペクトラムの測定を開始する。
【００２８】
このため本実施形態では、電流測定回路２６で無線ＬＡＮモジュール１２の消費電流を測定しつつ、その消費電流の変化に基づいて制御部２８がトリガ信号を発生させることで、測定部２０によるスペクトラムの測定が開始されるものとなっている。制御部２８は、これら一連の動作を制御するものである。なお、制御部２８の機能もまた、例えば図示しない演算装置（ＣＰＵ）や記憶装置（ＲＡＭ）等のリソースを用いて実現することができる。
【００２９】
〔バースト信号の波形〕
図２は、無線ＬＡＮモジュール１２から出力されるバースト信号の波形の例（２パターン）とそのキャプチャ時間との関係を示す図である。以下、それぞれについて説明する。
【００３０】
図２中（Ａ）：無線ＬＡＮモジュール１２の通信規格をＩＥＥＥ８０２．１１ｂとした場合のバースト信号の波形を示す。ＲＦ信号のＯＮ時間（図中Ｔｏｎ１）は、例えば１バースト周期（図中ＴＢ）の６０％程度である。
【００３１】
図２中（Ｂ）：上記と異なり、無線ＬＡＮモジュール１２の通信規格をＩＥＥＥ８０２．１１ｇとした場合のバースト信号の波形を示す。この場合、ＲＦ信号のＯＮ時間（図中Ｔｏｎ２）は、例えば１バースト周期（図中ＴＢ）の１０％程度である。
【００３２】
図２中（Ｃ）：検波回路部１８にてバースト信号を取り込むためのキャプチャ時間（図中時刻ｔ０〜ｔｃ）は、所定の有限時間とする。キャプチャ時間は、ＯＮ時間がより長い方（図中Ｔｏｎ１）をカバーし、１バースト周期以下に収まる長さとする。
【００３３】
〔消費電流の変化〕
図３は、バースト信号の出力に伴う無線ＬＡＮモジュール１２の消費電流の変化の例とトリガ信号の発生タイミングとの関係を示す図である。
【００３４】
図３中（Ａ）：電流測定回路２６による測定結果（電流波形）を示す。この測定結果から明らかなように、無線ＬＡＮモジュール１２が周期的なバースト送信を繰り返すと、それに伴って消費電流も周期的に変化していることがわかる。
【００３５】
図３中（Ｂ）：一例として、通信規格をＩＥＥＥ８０２．１１ｂとした場合のバースト波形を電流波形と同じ時間軸上に示したものである。この例では、電流波形の立ち上がり時間（図中τｏｎ）からある程度の遅延時間（図中のＴｄ）をおいた時間（図中τａ）にバースト波形が立ち上がっていることが分かる。
【００３６】
図３中（Ｃ）：トリガ信号は、バースト波形の立ち上がり時間（図中のτａ）と同じタイミングで出力される。これにより、上記のキャプチャ時間内でバースト信号のスペクトラム測定が開始される。
【００３７】
〔スペクトラム測定方法〕
次に、本実施形態のスペクトラムアナライザ１０を用いたスペクトラム測定方法について説明する。以下、スペクトラム測定方法の実施に必要な作業を列挙する。
【００３８】
〔消費電流の測定〕
無線ＬＡＮモジュール１２の消費電流を測定する。消費電流の測定は、上記の電流測定回路２６を用いてもよいし、既存の電流計を用いてもよい。
【００３９】
〔消費電流の変化に基づくタイミングの検出〕
上記のように消費電流を測定しつつ、その時間的な変化からトリガ信号を発生させるタイミングを検出する。例えば図３中（Ａ）に示されるように、消費電流が最小ピーク値（図中Ｌｐ）よりも増加し始めた時点から、一定の遅延時間（図中Ｔｄ）が経過したタイミングを検出する。あるいは、消費電流が最小ピーク値（図中Ｌｐ）から増加して、所定値（図中Ｍａ）に達したタイミングを検出する。この場合、例えば予め所定値（Ｍａ）を最大ピーク値（図中Ｈｐ）の何％（例えば数十％等）として規定しておけばよい。いずれの場合であっても、検出するタイミングはバースト波形が立ち上がる時間に略一致する。このようなタイミングの検出は、予め制御部２８において検出条件を設定（プログラミング）しておくことにより、自動的に行うことができる。
【００４０】
〔トリガ信号の発生〕
上記の検出したタイミングでトリガ信号を発生させる。トリガ信号の発生は、制御部２８のトリガ発生部２８ｂにて行うことができる。
【００４１】
〔スペクトラムの測定〕
トリガ信号を発生させると、そのタイミングからバースト信号についてスペクトラムの測定を開始する。スペクトラムの測定は、上記のように検波回路部１８による検波を行い、その検波出力（デジタル信号）を測定部２０により演算処理することで行う。有限のキャプチャ時間内で測定された結果は、上記の表示部２２に表示させることができる。また適宜、測定結果を図示しない記憶装置（メモリ、ハードディスク）等に記録してもよい。
【００４２】
以上のように本実施形態では、入力されたバースト信号に対して複雑な処理を行ったり、そのための信号処理経路を別に設けたりすることなく、容易にトリガ信号を発生させてスペクトラムの測定を開始することができる。また、汎用の測定装置を用いて容易に測定を行うことができる上、消費電流の測定には既存の電流計を用いることができるので、その利便性や実用性は極めて高い。
【００４３】
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、各種の変形を伴って実施することができる。一実施形態では、測定部２０の機能をコンピュータ等に組み込まれたソフトウェア処理で実現しているが、測定部２０の機能を専用のＩＣで実現してもよい。また、被測定物として無線ＬＡＮモジュール１２を例に挙げているが、被測定物はその他のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】スペクトラムアナライザ（測定装置）の構成を概略的に示す図である。
【図２】無線ＬＡＮモジュールから出力されるバースト信号の波形の例とキャプチャ時間との関係を示す図である。
【図３】バースト信号の出力に伴う無線ＬＡＮモジュールの消費電流の変化の例とトリガ信号の発生タイミングとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０    スペクトラムアナライザ
１２    無線ＬＡＮモジュール
１４    入力端子
１６    ダウンコンバータ部
１８    検波回路部
２０    測定部
２０ａ  ＦＦＴ処理部
２２，２４    表示部
２６    電流測定回路
２８    制御部
２８ａ  波形検出部
２８ｂ  トリガ発生部
【図１】
2009115610.tif 000003
【図２】
2009115610.tif 000004
【図３】
2009115610.tif 000005