JP2627501B2

JP2627501B2 - スペクトラムアナライザ

Info

Publication number: JP2627501B2
Application number: JP62051708A
Authority: JP
Inventors: 光祥 ▲高▼野
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: EP0284821A1; JPS63218870A; US4890099A; DE3876467D1; DE3876467T2; EP0284821B1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は信号のスペクトル分析に使用するための装
置（スペクトラムアナライザ）に係り、とくにその表示
において、操作者が希望する周波数近傍の情報の表示
に、容易にしかも見易い態様で接することができるよう
にした表示手段を実現したスペクトラムアナライザに関
する。

スペクトラムアナライザにおける表示は、周波数軸を
横軸とし、分析された信号のレベルを縦軸とした二次元
座標の表示が採用されるのを常とする。この際、周波数
軸を所望の位置に合わせるために、あるいは周波数軸に
沿って、現在の表示の左又は右の近傍を、順送りに走査
観察するために、周波数軸をいずれかの方向に送りたい
場合が多い。一般に、表示画面上での順送りを巻物の順
次展開になぞらえてスクロール（scroll）操作と呼んで
いる。この発明は、操作者によって使い易いスクロール
機能を備えたスペクトラムアナライザに関する。

（従来の技術）従来、表示装置でのスクロール機能の中には、広く
コンピュータの分野で文字単位あるいはドット単位で表
示画面上の表示内容を上下方向に移動させるコンピュー
タのスクロールがよく知られている。また、スペクト
ラムアナライザの分野にもスクロール機能に類似した機
能として、表示画面の半画面ずつ、表示のデータを変え
ていく機能を備えたものが知られている。（出願人の製
品であるMS710Cスペクトラムアナライザでも行ってい
る。）この動作は第６図に示すようなものであった。す
なわち、周波数軸上で低方向への画像の送りである左送
りの（ａ）同じく高方向への送りである右送りの（ｂ）
いずれについても、半画面送りを指令する前の画像
（イ，ロ，ハの点線）は半画面送り指令後にニから掃引
が開始されるが、掃引の左端からデータが順次（ニ，
ホ，ヘの順に）入れ替って実線の画像が得られて行くの
で、未掃引の部分（当初はロ〜ハの部分で、データがま
だ入れ替っていない部分）は従来のデータが残っている
ことになる。掃引が全部終わったときにやっと見たいデ
ータ（半画面送り完了）のデータ（ニホヘの実線）が画
面に表示される。

あるいは、特開昭60−50414号公報記載のスペクトル
表示装置には、ビデオRAMのアドレスを進めているアド
レスカウンタに、それと同一容量の横軸移動用の可逆カ
ウンタを接続して、CRT画面上のスペクトルを左右に移
動させるスクロールが開示されている。

（発明が解決しようとする問題点）前記，の従来技術には、それぞれつぎのような問
題点があった。については、コンピュータのスクロー
ル機能は、スペクトラムアナライザのように未知の信号
を掃引しつつ測定し、測定結果を表示しなければならな
いとするスクロール機能とは異質のものであり、その機
能をそのまま転用することはできない。の半画面送り
機能には次の二つの問題点があった。（ｉ）周波数掃引
の速度にはスペクトラムアナライザ内部の帯域幅などに
よって決まる物理的制約があって、無限に速くすること
はできないから、その制約による掃引スピードよりも速
く、観察したいところに到達することはできない。換言
すれば、掃引スピードが遅いと、観測がすぐにはでき
ぬ。第６図（ａ）についてみれば、左送りをしたときに
観測したいのは右半画面であるが、左半画面の掃引の時
間だけは、そのみたい右半画面が出現しない。いわば左
半画面は観測者にとっては不要な部分である。第６図
（ｂ）についてみれば、右送りにして画面左端の直近隣
のデータを観測したいときも、左半画面の掃引が殆んど
終るときまで、所望の画面が出現しない。（ii）スクロ
ール以前のデータとスクロール後のデータとが連続して
観測できない。特に第６図（ｂ）の右送りの場合には、
新しく出現するデータについて、スクロール以前のデー
タから連らなった左方向への連続したデータとして観測
したいにもかかわらず、新しいデータは左端から右へと
出現してくる。すなわち、周波数軸での観測したい方
向、すなわち、通常の左から右への掃引とは逆の（右か
ら左への）掃引ができないために不便である。

（問題点を解決するための手段）この発明のスペクトラムアナライザにおいては、高速
なクロール機能を実現するために、時間のかかるデータ
取り込みのための掃引をできるだけ短時間ですませるた
めに、すでに取り込んだデータをメモリの別のチャンネ
ルに移し、周波数軸の移動（オフセット）分だけのデー
タを、すでに取り込んだデータの端から取り込むように
している。そのために周波数に対応した被測定入力信号
のレベルをメモリに記憶させ；このメモリに記憶された
被測定入力信号のレベルを周波数に対応させた画像とし
て表示手段を表示させる機能をもたせ；加えて、操作者
が所望の画像の移動方向と、画像の移動幅と指定し入力
できる画像移動手段と；その指定入力に対応して画像を
周波数軸上で高い方向又は低い方向に指定幅だけ移動し
た画像を表示する手段とを備え；これらを制御駆動させ
るための手段を置いて、所望の画像移動方向が周波数軸
上で高（又は低）方向であれば、換言すれば右送り（又
は左送り）であれば、移動指定前の画像の最低周波数以
下（又は最高周波数以上）の被測定入力信号のレベルを
メモリに記憶させるようにし、かつ、そうして記憶した
被測定入力信号のレベルを、移動指定後の波形の端に、
周波数においても、またレベルにおいても連続した波形
を造るようにして、波形画面を表示させるような制御機
能をもたせて；よってスクロール機能を実現できるよう
にした。そのために使用するメモリには少なくとも二つ
チャンネルを備えるようにし、第１のチャンネルには表
示相当分のスペクトルデータを記憶し、第２のチャンネ
ルには第１のチャンネルのデータを転記できるほか、第
１のチャンネルの最高又は最低周波数と連続して、スク
ロール（移動）した周波数分だけデータを追加して記憶
できるようにしている。スクロール分だけのデータを新
たに記憶すればよいので、表示されるデータの取り込み
が全部の幅の掃引の場合よりも時間短縮ができる。

（作用）この発明のスクロール機能をもたせるためには、マイ
クロコンピュータを利用するのがよい。また、このスク
ロール機能は、次のような操作手順で動作が実現できる
とよい。（１）操作パネルのキーは、右方向指定キーと
左方向指定キーから成り、そのいずれかを押すとスクロ
ール機能を実現できるようになる。（スクロールモード
設定）（２）キーを押し続けると、スクロールモードが
継続し、スクロールが連続的に進行する。（スクロール
モードの継続）。（３）異なる方向指定キーを押すこと
によって、その時点でスクロールの方向（左送りか、右
送りか）が切替えできる。以上の操作手順の中には、画
像の移動方向と、移動幅とが操作者の所望の値に設定で
きる機能が含まれている。（４）さらに、ある周波数範
囲のスペクトル分析のために用いられる当該周波数範囲
の周波数掃引の速度に合わせて、スクロールの速度を調
整する機能を備えることもできる。（５）また、キーか
ら手を離すとスクロールモードが解除される。なお、ス
クロールモードが解除されると、掃引は、たとえば、左
端から再開されることになる。

（実施例）第１図は本発明のスクロール機能を備えたスペクトラ
ムアナライザ第１の実施例の構成を示すブロック図であ
る。被測定入力信号を受けて周波数変換する周波数変換
回路１には、ミキサ２と局部発振器３とがある。局部発
振器３の発振周波数を掃引させる掃引信号発生回路４が
ある。周波数変換回路１の出力は中間周波数（IF）回路
５を経て、検出器６で検波され、検波出力はA/D変換器
７でディジタルレベル信号とされて、メモリ８に記憶さ
れる。すなわち、スペクトラムアナライザとして出力す
べき被測定信号のレベルが、被測定入力信号の周波数に
対応した形式で記憶される。このメモリ８の内容が表示
装置９で表示される。この表示の横軸は周波数軸とな
り、縦軸は被測定入力信号のレベルをあらわす軸とな
る。前記掃引と、メモリへの書込み、メモリからの読出
し、表示を制御する手段が制御手段10で示されている。
この制御手段はマイクロプロセッサを用いて構成するの
が都合がよいが、そこには、概ね次の４つの手段が備え
られている。

スタート周波数設定手段11は、観測しようとする周波
数範囲の端であるスタート周波数を設定するためのもの
であり、そこから高い方向に、あるいは低い方向に掃引
信号を発するように掃引信号発生回路に指令を発する。

掃引方向制御手段12は、スタート周波数から高い方
向、あるいは低い方向のいずれに掃引信号を発すべきか
を、掃引信号発生回路に指令する出力を発する。

掃引制御手段13は、所望の画像移動方向及び所望の画
像移動幅を指令する信号の入力をもち、表示装置上の波
形画像を左へ又は右へ、指定された周波数だけシフトす
る際に、掃引方向制御手段12に対して、相応の掃引方向
を指令し、かつ、スタート周波数設定手段に対して、ス
タート周波数を設定する指令を与え、さらにまた、ディ
ジタル信号とされた被測定入力信号をメモリ８に記憶す
るためのアドレスを制御する信号を該メモリ８に送る機
能を有する。

表示制御手段14は所望の画像移動方向及び所望の画像
移動幅を指令する信号を受けて、その指令に対応した表
示を表示装置９上に画くためにメモリ８の読出しアドレ
スを制御する機能を有する。

第２図は本発明のスクロール機能をもつスペクトラム
アナライザの他の実施例の構成を示すブロック図であ
る。第１図との主な違いはメモリ８の内部を二つの機能
部分に分けた点であり、被測定入力信号のレベルのディ
ジタル値を記憶するスペクトラムメモリ15と、表示装置
９の表示のための情報を記憶する表示用メモリ16があ
る。この二つのメモリ15,16を結ぶ転送手段17があっ
て、表示制御手段14からの制御信号を受けて、スペクト
ラムメモリ15から表示用メモリ16へと表示に求められて
いる情報内容を転送する。またこの転送手段は表示用メ
モリ16からデータを抽き出し、画像移動幅に応じてアド
レスをずらして、表示用メモリ16へ戻す。このようにメ
モリを二つの機能に分け、転送手段をおくと表示装置
は、常に表示用メモリの同一の読出しアドレス範囲を用
いながら、表示される画像をスクロールさせることがで
きる。この方式は、表示用メモリ範囲が限られている場
合に便利である。しかし、スクロール速度は、たとえば
50ms当り２ポイント（500ポイントを12.5秒で移動）程
度で、比較的遅いが、もともと掃被速度が遅い場合に
は、スクロール速度が遅くても差しつかえない。

ここで注意をしておきたいことは、画像移動方向と掃
引の方向との関係である。いずれの実施例においても画
像移動方向と反対の方向に掃引方向をとると表示が続い
て見やすいが、掃引方向はこれに限定されることはな
い。メモリへ被測定入力信号のレベルを記憶する際に、
移動した後の画面にとり入れられる画像を周波数の下側
から順次記憶するか、周波数の上側から順次記憶するか
によっても方向は逆になる。しかし、いずれを用いて
も、移動を指令した後の画面に、周波数軸も、レベル軸
も連続した波形画像が表示されるのが良い。その場合掃
被方向を反対の方向にすれば良い。

なお、第１の制御装置は正スタート周波数設定手段11
a:正掃引方向制御手段12a及び第１の掃引制御手段13bか
らなる。また、第２の制御装置は負スタート周波数設定
手段11b、負掃引方向制御12b及び第２の掃引制御手段13
bからなり表示画面が移動しても切れ目なく表示するこ
とができるようにしている。

つぎに本発明を第３図及び第４図を用いて、表示画面
の動きとして説明を加える。まず、第３図の左送りにつ
いて説明する。図中（ａ）は周波数軸上でスクロールの
開始前、開始後に表示される画像の範囲を示している。
点線はスクロール開始前に表示される画像の範囲（ｌ）
であり、実線は現在メモリのＡチャンネル（特許請求の
範囲でいう第１のチャンネル）に記憶されている部分
（ｊ）であり、現在表示されている部分に相当する。図
中のイはスクロール開始前の掃引開始周波数位置を示
し、ロはスクロール途中での掃引開始周波数である。メ
モリにはこのほかＢチャンネルとＣチャンネルがある
が、これは、スクロール機能には使用しないものである
が、Ｂチャンネルは、Ａチャンネルと同様にスペクトラ
ム波形（被測定入力信号のレベルデータ）を記憶し、か
つ表示することができる。またＣチャンネルは、たとえ
ば波形の演算のために用いられるメモリ領域である。Ａ
チャンネルの記憶内容がＤチャンネル（特許請求の範囲
でいう第２のチャンネル）に書き込まれる（第３図
（ａ））。さらにＤチャンネルには鎖線周波数範囲
（ｋ）が左側から順次書き込まれる。（左側から書く方
が使用上好都合であるが、必ずしも左から順次でなくて
もよい）メモリの各チャンネルは、たとえば、それぞれ
アドレス０〜500の501ポイントのデータが記憶できる。
この操作を別な角度から見ると、スクロール以前の表示
画像が第３図（ｂ）、スクロール直後の表示画像が同図
（ｃ）、スクロール後の表示画像が同図（ｄ）となる。
（ｃ）の中には表示されない部分があり、それが（ｄ）
に点線で示したように順次左から表示されて行き、画面
一杯の表示となる。

つぎに第４図は右送りについて説明する。

第３図との主な相違は、第３図（ａ）ではスクロール
途中での掃引開始周波数位置ロから正方向（右方向）へ
の周波数掃引がされて、メモリのＤチャンネル書込みが
される（正方向掃引）のに対し、第４図（ａ）では、ス
クロール開始前の掃引開始周波数位値イから負方向（左
方向）への周波数掃引がされて、メモリのＤチャンネル
に書込みがされている（負方向掃引）点である。また、
画面の移動を示す第４図（ｄ）では当然に点線の表示画
像が、矢印のように左側へと順次のびて行く点に相違が
見られる。この際スクロールの途中で、掃引開始周波数
がＡチャンネルメモリの左端に一致したときは、再び掃
引開始周波数をシフトして、Ｄチャンネルの内容を書き
かえていくようにする。

つぎにスクロールモードを制御するマイクロプロセッ
サの機能を説明する。

（１）操作パネル上のスクロールキーが始めて押された
とき（画像移動手段からの入力信号が入力されたと
き）：スクロールモードフラグが立てられる。スク
ロールが左送りのときは掃引開始周波数として、掃引開
始周波数にスパンを加えた値とされ、位相ロックループ
は零レベルでロックして、正方向（周波数が増加する方
向）に掃引するよう設定する。（第３図（ａ）参照）こ
れに対して右送りのときは掃引開始周波数からスパンを
引いた値を掃引開始周波数として設定し、位相ロックル
ープ回路は最大レベルでロックして、負方向（周波数が
減少する方向）に掃引するよう設定する。掃引のデー
タはメモリのＤチャンネルに書き込むようにフラグを設
定する。

（２）操作パネル上でスクロールキーが押し続けられた
とき：たとえば、50msec毎に次の実行ルーチンを起動す
る。掃引のＸアドレスが２ポイント以上進んでいるか
否かをチェックし、イＸアドレスが＋０または＋１のと
きは何をしないで戻る。ロＸアドレスが＋２以上のとき
はルーチンを実行する。表示用プロセッサに割込みを
かけ、画面のスクロールを行わせる。表示の中心周波
数（もしくは開始周波数）、マーカ周波数の表示の変更
を行わせる。スクロールのオフセットαが500ポイン
トに達したならば、開始周波数を変更する。（前記
（１）のと同じことをする。）スクロールキーを放
したときには、スクロールモードフラグをたたみ、開始
周波数を変更する。通常の掃引に戻る。

つぎに、表示用プロセッサでの機能として、スペクト
ラムメモリの書き替えについて述べる。画面上の表示の
スクロールは、スクロールモードを制御するマイクロプ
ロセッサからの割込みによって表示用プロセッサで、次
の動作が行なわれる。すなわち、スクロールのオフセッ
トαのとき画面を２ポイント分移動させるためのメモリ
のＡチャンネル及びＤチャンネルから、Ａチャンネルへ
の転送が第５図のような手順でされる。なお、実施例の
説明ではスペクトラムアナライザを例にして説明を進め
たが、この発明は他の装置（光信号測定装置、伝送特性
測定装置）にも応用できる。

（発明の効果）スペクトラムアナライザではデータを取り込むための
掃引に時間がかかるものとされているところ、この発明
では、スペクトラムアナライザの表示画面を左送り又は
右送りする場合のいずれの場合にも、表示画面上で、正
方向又は負方向の波形が送り指令を発する前の画像の最
高周波数又は最低周波数の位置から、順次掃引して画き
出されるようにしたから、表示中データの周辺（左右）のデータに観測者がすば
やく到達できるようになった。

現在表示している波形について、周波数軸の移動（す
なわち表示周波数範囲の変更）に応じて、画像が移動
し、その波形と周波数の関係が保たれるので、観測者に
誤解を与えることがない。

しかも、波形は現在表示のものに周波数軸についても
レベルについても、不連続を生じないで、波形の連続的
な観測ができる。この効果はとくに画面の右送りの際に
画かれる左端側のデータの即時連続出現可能なことであ
り、（スペクトラムアナライザの）観測者に大きな満足
を与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明を示すブロック図、第２図は本願の他
の実施例を示すブロック図、第３図は本願の表示装置に
表われる画面の動きを示す図（左方向）、第４図は本願
の表示装置に表われる画面の動きを示す図（右方向）、
第５図は画面上のスクロールのためのスペクトラム画像
メモリの書き換えのフロー図、第６図（ａ），（ｂ）は
従来例の技術における表示画面図。図中の１は周波数変換回路、２はミキサ、３は局部発振
器、４は掃引信号発生回路、５はIF回路、６は検波器、
７はA/D変換器、８はメモリ、９は表示装置、10は制御
回路、11はスタート周波数設定手段、12は掃引方向制御
手段、13は掃引制御手段、14は表示制御手段、15はスペ
クトラムメモリ、16は表示用メモリ、17は転送手段、20
は画像移動手段、31は第１の制御手段、32は第２の制御
手段、ａは被測定入力信号、ｅは所望の画像移動方向及
び所望の画像移動幅を指令する信号、ｆは信号入力端
子、faはピークの周波数の１例をしめす、Ｌは左スクロ
ール、Ｑは画面の表示範囲を示す、Ｒは右スクロールを
示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数に対応した被測定入力信号のレベル
データを記憶するための第１のチャンネルと、周波数に
対応した被測定入力信号のレベルデータを記憶するため
の第２チャンネルと有するメモリ（８）と；該メモリの第１のチャンネルレベルデータを周波数に対
応させた画像として表示する表示手段（９）と；該表示手段に表示された第１のチャンネルの画像を周波
数軸上で高又は低のいずれかの所望方向に移動させる画
像移動手段（20）と；該画像移動手段が作動するときは、前記メモリの第１の
チャンネルに記憶されたレベルデータを前記メモリの第
２のチャンネルに記憶させ、前記所望の高又は低の移動
方向に対応して表示されている画像の最低周波数以下又
は最高周波数以上の被測定入力信号のレベルデータを前
記画像移動手段により移動された画像の端から連続する
ように前記メモリの第２のチャンネルに記憶させ、第２
のチャンネルに記憶されている前記メモリの第１のチャ
ンネルレベルデータを周波数に対応させた画像として表
示させる制御手段（10）とを備えたスペクトラムアナラ
イザ。
【請求項２】前記制御手段（10）が、前記画像移動手段
（20）により前記画像が周波数軸上で低の方向へ移動し
た場合に前記最高周波数以上に対応した被測定入力信号
のレベルデータを正方向掃引によって得るようにした第
１の制御手段（31）を含む特許請求の範囲第１項記載の
スペクトラムアナライザ。
【請求項３】前記制御手段（10）が、前記画像移動手段
により前記画像が周波数軸上で高の方向へ移動した場合
に前記最低周波数以下に対応した被測定入力信号のレベ
ルデータを逆方向掃引によって得るようにした第２の制
御手段（32）を含む特許請求の範囲第１項記載のスペト
ラムアナライザ。
【請求項４】前記制御手段（10）が、前記画像移動手段
により前記画像が周波数軸上で低の方向へ移動した場合
に前記最高周波数以上に対応した被測定入力信号のレベ
ルデータを正方向掃引によって得るようにした第１の制
御手段（31）と、前記画像移動手段により前記画像が周
波数軸上で高の方向へ移動した場合に前記最低周波数以
下に対応した被測定入力信号のレベルデータを逆方向掃
引によって得るようにした第２の制御手段（32）とを含
む特許請求の範囲第１項記載のスペクトラムアナライ
ザ。