JPH0618573A - Spectrum analyzer - Google Patents

Spectrum analyzer

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JPH0618573A
JPH0618573A JP20195592A JP20195592A JPH0618573A JP H0618573 A JPH0618573 A JP H0618573A JP 20195592 A JP20195592 A JP 20195592A JP 20195592 A JP20195592 A JP 20195592A JP H0618573 A JPH0618573 A JP H0618573A
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JP
Japan
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signal
frequency
signals
local oscillator
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
JP20195592A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirosuke Maruyama
裕助 丸山
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Hewlett Packard Japan Inc
Original Assignee
Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To extract a plurality of frequency components from input signal (signals to be measured) and, especially, continuously display the variation of the extracted frequency components on a time base. CONSTITUTION:A local oscillator 1 outputs a plurality of local oscillation signals LO having different frequencies by switching the signals LO at time intervals shorter than the hourly changing interval of signals to be measured. An RF is inputted to a mixer 5 and mixed with the signals LO from the oscillator 1 and a plurality of frequency components corresponding to the frequency of the signals LO are successively outputted from an IF 6 provided in the poststage of the mixer 5 at the switching time intervals by switching the signals LO and detected by means of a detection circuit 7. The output of the circuit 7 is displayed on, for example, a monitor, such as the CRT, etc., in real time or outputted to a printer, plotter, etc. Or, for example, the output of the circuit 7 is transferred to another processing system for various kinds of arithmetic processing or stored in a memory and the hourly changes of the frequency components are displayed on a monitor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被測定信号から複数の
周波数成分を抽出して、該周波数成分の信号変化を時間
軸上で連続的に捉えることができるスペクトラムアナラ
イザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spectrum analyzer capable of extracting a plurality of frequency components from a signal under measurement and continuously capturing the signal change of the frequency components on a time axis.

【0002】[0002]

【技術背景】入力信号(被測定信号)に含まれる任意の
周波数成分の時間変化をモニタする場合、スペクトラム
アナライザが使用される。従来のスペクトラムアナライ
ザは、単一周波数についてのみ、時間軸上のモニタ(す
なわち、ゼロスパン方式での測定)が可能であった。こ
のため、このようなスペクトラムアナライザを用いて複
数の周波数成分の時間的変化をモニタし、あるいは解析
するような場合、それぞれ異なった周波数設定がなされ
た複数のスペクトラムアナライザを必要としていた。
2. Description of the Related Art A spectrum analyzer is used to monitor a time change of an arbitrary frequency component included in an input signal (signal under measurement). The conventional spectrum analyzer is capable of monitoring on the time axis (that is, measurement by the zero span method) only for a single frequency. Therefore, in the case of monitoring or analyzing temporal changes of a plurality of frequency components using such a spectrum analyzer, a plurality of spectrum analyzers having different frequency settings are required.

【0003】図7は、磁気記憶装置(ハードディスク
等)のノイズ解析をする際に使用する、測定システムを
例示する図である。同図において、磁気記憶装置100
の読出し/書込み回路101からの信号f00は、3台
のスペクトラムアナライザ(同図ではSA〜SA
示す)に取り込まれている。SAでは、ディスク摺動
系のノイズに含まれるれる周波数f11を検出し、SA
では、記録信号のノイズに含まれる周波数f12を検
出し、SAではディスクとヘッド間に生じる摺動ノイ
ズに含まれるf13を検出している。SA,SA
SAには、同図括弧書きに示すようにf11′,f
12′,f13′の値がプリセットされており、被測定
信号であるf00に含まれる各周波数成分f11,f
12,f13の時間変化を測定し、ノイズの発生開始、
持続状態、終了状態を各ノイズ個別にモニタしている。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a measurement system used when performing noise analysis on a magnetic storage device (hard disk or the like). In the figure, the magnetic storage device 100
The signal f 00 from the read / write circuit 101 is captured by three spectrum analyzers (indicated by SA 1 to SA 3 in the figure). At SA 1 , the frequency f 11 included in the noise of the disk sliding system is detected, and SA 1
In 2 , the frequency f 12 included in the noise of the recording signal is detected, and in SA 3 , f 13 included in the sliding noise generated between the disk and the head is detected. SA 1 , SA 2 ,
SA 3 has f 11 ′, f as shown in parentheses in FIG.
The values 12 ′ and f 13 ′ are preset, and the frequency components f 11 and f included in the measured signal f 00 are preset.
The time change of 12 and f 13 is measured, and the start of noise generation,
The continuous state and the end state are monitored individually for each noise.

【0004】ところが、図7に示したような複数のスペ
クトラムアナライザを使用する場合には、以下のような
問題がある。すなわち、たとえば、 (1)解析したい周波数の数(図7では「3」)だけ、
一般的に価格の高いスペクトラムアナライザが必要とな
り、測定システムが高コストとなる。 (2)解析したい複数の周波数成分を同一条件下で測定
するための準備(例えば、各種測定条件の確認作業とそ
の設定)に時間と手間を要する。 (3)測定結果が個々のスペクトラムアナライザS
,SA,SAに格納され、これらの測定結果が
各スペクトラムアナライザのCRT等のモニタ上に表示
されるため、同一モニタ上での解析(測定結果の表示,
マーカ機能や演算機能の同時利用)や測定結果のプリン
タ等への同時出力が困難であり、解析効率等が低下す
る。また、各測定データを相互に利用する際に、スペク
トラムアナライザ間でのデータのやり取りが煩雑とな
る。
However, when using a plurality of spectrum analyzers as shown in FIG. 7, there are the following problems. That is, for example, (1) the number of frequencies to be analyzed (“3” in FIG. 7),
Generally, an expensive spectrum analyzer is required, and the measurement system becomes expensive. (2) It takes time and effort to prepare for measuring a plurality of frequency components to be analyzed under the same condition (for example, confirmation work of various measurement conditions and setting thereof). (3) The measurement result is an individual spectrum analyzer S
It is stored in A 1 , SA 2 , and SA 3 , and these measurement results are displayed on a monitor such as a CRT of each spectrum analyzer. Therefore, analysis (display of measurement results,
Simultaneous use of marker function and calculation function) and simultaneous output of measurement results to a printer, etc. are difficult, and analysis efficiency and the like decrease. In addition, when mutually using each measurement data, data exchange between spectrum analyzers becomes complicated.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、上記のような問題を解決する
ために提案されたものであって、入力信号(被測定信
号)から複数の周波数成分を抽出し、特に、これらの周
波数成分の変化を時間軸上で連続的に表示することがで
きるスペクトラムアナライザを提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and extracts a plurality of frequency components from an input signal (signal to be measured). An object of the present invention is to provide a spectrum analyzer that can continuously display changes on a time axis.

【0006】[0006]

【発明の概要】本発明のスペクトルアナライザは、異な
る周波数の局部発振信号(以下、「局発信号」と言う)
を一定または任意の時間間隔で順次切り換えて出力する
局部発振器を有してなることを特徴とする。たとえば、
上記局部発振器を複数の局発信号源により構成し、これ
らの局発信号源の設定値を、異なる周波数にセットして
おき、局発信号源からの局発信号を一定または任意の時
間間隔で切り換えて、被測定信号に含まれる複数の周波
数成分の時間変化を測定することができる。また、上記
局部発振器をPLLシンセサイザにより構成し、該PL
Lシンセサイザの出力周波数の設定値を、一定または任
意時間間隔ごとに順次切り換えて、被測定信号に含まれ
る複数の周波数成分の時間変化を測定することもでき
る。さらに、上記局部発振器は、周波数掃引しない(す
なわちゼロスパン)ものであってもよいし、狭い帯域で
周波数掃引するものであってもよい。
SUMMARY OF THE INVENTION The spectrum analyzer of the present invention is a local oscillation signal of different frequencies (hereinafter referred to as "local oscillation signal").
It is characterized in that it has a local oscillator for sequentially switching and outputting at fixed or arbitrary time intervals. For example,
The local oscillator is composed of a plurality of local oscillator signal sources, the setting values of these local oscillator signal sources are set to different frequencies, and the local oscillator signal from the local oscillator signal source is set at a constant or arbitrary time interval. By switching, it is possible to measure the time change of a plurality of frequency components included in the signal under measurement. In addition, the local oscillator is composed of a PLL synthesizer,
The set value of the output frequency of the L synthesizer may be switched at regular intervals or at regular time intervals to measure the time change of a plurality of frequency components contained in the signal under measurement. Further, the local oscillator may not be frequency swept (that is, zero span) or may be frequency swept in a narrow band.

【0007】本発明のスペクトラムアナライザは、被測
定信号に含まれる周波数成分のうち、測定したい周波数
が予め判っている場合に好適に使用される。本発明のス
ペクトラムアナライザを、従来のスペクトラムアナライ
ザと同様に使用し、被測定信号のスペクトラムをCRT
等のモニタに表示させ、ついでこの表示から測定するべ
き周波数を決定することもできる。本発明では、局部発
振器は、複数の異なる周波数の局発信号を、被測定信号
の時間変化と比較して短い時間間隔で切り換えて出力し
ている。被測定信号は通常アテネータを介してミキサに
入力され、局部発振器からの局発信号とミキシングさ
れ、上記局発信号の切り換えにより、ミキサの後段に設
けられる帯域フィルタからは局発信号の周波数に応じた
複数の周波数成分が、上記切り換えの時間間隔で順次出
力され、検波回路により検波される。
The spectrum analyzer of the present invention is preferably used when the frequency to be measured is known in advance among the frequency components contained in the signal under measurement. The spectrum analyzer of the present invention is used in the same manner as the conventional spectrum analyzer, and the spectrum of the signal under measurement is displayed on the CRT.
It is also possible to display on a monitor such as, and then determine the frequency to be measured from this display. In the present invention, the local oscillator switches and outputs a plurality of local oscillation signals of different frequencies at short time intervals as compared with the time change of the signal under measurement. The signal under test is normally input to the mixer via the attenuator and mixed with the local oscillator signal from the local oscillator.By switching the local oscillator signal, the bandpass filter provided in the subsequent stage of the mixer responds to the frequency of the local oscillator signal. The plurality of frequency components are sequentially output at the switching time intervals and detected by the detection circuit.

【0008】この検波回路からの出力は、以下に述べる
ように、たとえばリアルタイムでCRT等のモニタに表
示され、またはプリンタやプロッタ等に出力される。ま
た、たとえば他の処理系にA/D変換された後転送され
て各種の演算処理が施されることもあるし、メモリに順
次格納され、周波数成分の時間変化がモニタに表示等さ
れることもある。
The output from the detection circuit is displayed on a monitor such as a CRT or the like in real time, or output to a printer, a plotter, or the like, as described below. Further, for example, the data may be A / D converted to another processing system and then transferred to be subjected to various kinds of arithmetic processing, or may be sequentially stored in a memory, and time changes of frequency components may be displayed on a monitor. There is also.

【0009】本発明においては、水平掃引(時間軸掃
引)方式として、いわゆるオルタネート方式,チョップ
方式の何れをも採用することができる。すなわち、被測
定信号が周期的である場合オルタネート方式が好適に採
用され、水平掃引ごとに局発信号の切り換えを行い、測
定信号に含まれる所定の周波数(局発信号により決定さ
れる周波数)のレベルを表示することができる。一方、
被測定信号が周期的でない場合には、チョップ方式が好
適に採用され、一回の水平掃引期間中に、複数の局発信
号を高速で切り換えることで、入力信号に含まれる複数
の周波数成分を同一モニタ上に同時に表示することがで
きる。また、たとえば被測定信号の変化が水平掃引期間
と比較して緩慢であり、該変化を無視できる場合には、
オルタネート方式,チョップ方式の何れをも採用するこ
とができる。
In the present invention, either a so-called alternate method or a chop method can be adopted as a horizontal sweep (time axis sweep) method. That is, when the signal under measurement is periodic, the alternate system is preferably adopted, the local oscillation signal is switched for each horizontal sweep, and the predetermined frequency (frequency determined by the local oscillation signal) included in the measurement signal is changed. The level can be displayed. on the other hand,
When the signal under measurement is not periodic, the chopping method is preferably adopted, and by switching multiple local oscillator signals at high speed during one horizontal sweep period, multiple frequency components included in the input signal can be detected. It can be displayed simultaneously on the same monitor. Further, for example, when the change of the signal under measurement is slow compared with the horizontal sweep period and the change can be ignored,
Either the alternate method or the chop method can be adopted.

【0010】通常、局発信号が切り換わってから、ミキ
サ後段に設けられるIFフィルタ,ビデオフィルタ等か
らの出力が安定した値に落ち着くまでには、ある程度の
時間を必要とする。この時間は、局発信号の立ち上り時
間、上記各フィルタの特性、被測定信号の特性等に依存
する。オルタネート方式では、水平掃引ごとに局発信号
の切り換えを行うため、上記フィルタ等からの出力の立
ち上りに要する時間は保証される。ところが、この場合
には、測定に時間がかかる(すなわち複数回の水平掃引
が必要となる)ので、たとえば被測定信号の変化が水平
掃引時間と比較して大きい場合には、測定精度が劣化す
る場合も生じうる。
Usually, it takes a certain amount of time from the switching of the local oscillation signal until the outputs from the IF filter, the video filter and the like provided in the subsequent stage of the mixer settle to a stable value. This time depends on the rise time of the local oscillation signal, the characteristics of the above filters, the characteristics of the signal under measurement, and the like. In the alternate method, the local oscillation signal is switched for each horizontal sweep, so that the time required for the rise of the output from the filter or the like is guaranteed. However, in this case, since it takes a long time to measure (that is, a plurality of horizontal sweeps are required), for example, when the change of the signal under measurement is large compared with the horizontal sweep time, the measurement accuracy deteriorates. There may be cases.

【0011】一方、チョップ方式では、被測定信号が周
期的に変化しない場合においても、一回の水平掃引によ
り複数の周波数レベルの測定ができる。ところが、上記
したように、局発信号の切り換え時間を短くし過ぎる
と、上記フィルタ等からの出力が急には立ち上がれない
ことに起因して、モニタに表示される波形が不鮮明とな
る等の影響が表れ、測定精度が劣化する。これに加え、
たとえば周期的に変化する被測定信号にこの方式を採用
した場合には、同一の局所時間での測定ができないの
で、測定精度の劣化が生じる場合もある。
On the other hand, in the chop method, a plurality of frequency levels can be measured by one horizontal sweep even if the signal under measurement does not change periodically. However, as described above, if the switching time of the local oscillator signal is set too short, the output from the above filters, etc., will not rise suddenly, resulting in unclear waveforms displayed on the monitor. Appears and the measurement accuracy deteriorates. In addition to this,
For example, when this method is used for a signal under measurement that changes periodically, the measurement cannot be performed in the same local time, so that the measurement accuracy may deteriorate.

【0012】本発明では、このような場合を考慮して、
オルタネート方式とチョップ方式との複合方式を採用す
ることができる。たとえば、4つの周波数レベルをCR
Tモニタ等に表示しようとする場合、1回の水平掃引に
おいて2つの周波数レベルの表示を行い、つぎの水平掃
引で残る2つの周波数レベルの表示を行うこともでき
る。こうすることで、上記オルタネート方式とチョップ
方式との利点を併せた測定を行うことができる。
In the present invention, in consideration of such a case,
It is possible to adopt a composite method of the alternate method and the chop method. For example, CR four frequency levels
When displaying on a T monitor or the like, it is also possible to display two frequency levels in one horizontal sweep and display the remaining two frequency levels in the next horizontal sweep. By doing so, it is possible to perform a measurement that combines the advantages of the alternate method and the chop method.

【0013】また、本発明のスペクトラムアナライザで
は、上記周波数レベルの測定結果(オルタネート方式,
チョップ方式の如何によらない)をA/D変換してメモ
リに記憶(たとえば、局発信号ごとに、時間信号特性を
記憶)しておくことができる。このとき行われる周波数
レベルのサンプリングは、測定したい周波数成分につい
て、それぞれ1回だけ行い、これをメモリに記憶させて
おくこともできるし、局発信号の切り換えを繰り返して
行い、測定結果を時系列で周波数成分ごと(すなわち、
局発信号ごと)にメモリに記憶させておくこともでき
る。なお、上記のようにメモリに記憶させる場合には、
局発信号が立ち上がった後にサンプリングがなされる。
In the spectrum analyzer of the present invention, the frequency level measurement results (alternate method,
It is possible to perform A / D conversion of a chopping method and store it in a memory (for example, store time signal characteristics for each local oscillation signal). The frequency level sampling performed at this time can be performed only once for each frequency component to be measured, and this can be stored in memory. Alternatively, the switching of the local oscillator signal can be repeated and the measurement results can be displayed in time series. For each frequency component (ie
It can be stored in the memory for each local signal. In addition, when storing in the memory as described above,
Sampling is performed after the local signal rises.

【0014】このメモリ内に格納した測定結果データを
用いて周波数レベルをモニタに表示することができる。
この表示に際しては、チョップ方式,オルタネート方式
の表示方式が適宜採用される。さらに、上記メモリに格
納した測定データを用いて、長時間(たとえば、分,時
間のオーダ)に亙る被測定信号に含まれる複数の周波数
のレベル変化を、同時に表示することもできるし、複数
の周波数レベルのうち、任意の周波数レベルを選んで表
示することもできる。
The frequency level can be displayed on the monitor using the measurement result data stored in this memory.
For this display, a display method of a chop method or an alternate method is appropriately adopted. Furthermore, using the measurement data stored in the memory, it is possible to simultaneously display the level changes of a plurality of frequencies included in the signal under measurement over a long time (for example, minutes or hours), or to display a plurality of levels. Of the frequency levels, any frequency level can be selected and displayed.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明のスペクトラムアナライザの
一実施例を示す部分回路図である。同図のスペクトラム
アナライザ01は、局部発振器1としてPLLシンセサ
イザを用いており、位相比較器11(P.D.)には、
基準周波数発振源12からの基準信号(REF)および
プログラマブルデバイダ(「÷N」で示す)13からの
信号(周波数f)が入力されている。位相比較器11
は、この周波数fの信号とREFとをミキシングし
て、ループフィルタ14に送出する。ループフィルタ1
4は、その入力信号から雑音や高周波成分を取り除き、
これを電圧制御発振器(VCO)15に出力する。電圧
制御発振器15は、入力した信号の直流成分に応じた周
波数の信号を局発信号LOとしてミキサ5に出力すると
共に、前記プログラマブルデバイダ13を介して前記位
相比較器11にフィードバックしている。プログラマブ
ルデバイダ13にはプリセットできるスイッチング手段
16が接続されており、デバイダ13の出力周波数を一
定の時間間隔でスイッチングしている。
1 is a partial circuit diagram showing an embodiment of a spectrum analyzer of the present invention. The spectrum analyzer 01 in the figure uses a PLL synthesizer as the local oscillator 1, and the phase comparator 11 (PD) includes
A reference signal (REF) from the reference frequency oscillation source 12 and a signal (frequency f N ) from the programmable divider (indicated by “÷ N”) 13 are input. Phase comparator 11
Mixes the signal of this frequency f N with REF and sends it to the loop filter 14. Loop filter 1
4 removes noise and high frequency components from the input signal,
This is output to the voltage controlled oscillator (VCO) 15. The voltage controlled oscillator 15 outputs a signal having a frequency corresponding to the DC component of the input signal to the mixer 5 as a local oscillation signal LO and feeds it back to the phase comparator 11 via the programmable divider 13. A presetting switching means 16 is connected to the programmable divider 13 to switch the output frequency of the divider 13 at regular time intervals.

【0016】局部発振器1は上記のように構成されるの
で、電圧制御発振器15の出力(すなわち局発信号L
O)周波数は、一定時間または任意時間ごとに切り換え
られる。そして、前述したようにこの局発信号LOはミ
キサ5に出力される。ミキサ5は、局発信号上記フィル
タ等からの出力と、アテネータ(図示省略)を介して入
力された被測定信号(RF)とをミキシングして帯域フ
ィルタ(IF)6に出力している。帯域フィルタ6から
の信号は検波回路7に入力された後、図示しないCRT
モニタ、またはプリンタやプロッタにリアルタイムで出
力することもできる。上記CRTモニタへの表示に際し
ては、水平掃引の方式としていわゆるチョップ方式,オ
ルタネート方式の何れかの表示方式が適宜採用される。
また、検波回路7からの出力を、A/D変換した後に図
示しないメモリに記憶しておき、これに記憶してある測
定結果データを用いて周波数レベルをモニタに表示する
ことができる。さらに、他の処理系(他のコンピュータ
等)に転送し、所望の演算処理等を施すこともできる。
Since the local oscillator 1 is configured as described above, the output of the voltage controlled oscillator 15 (that is, the local oscillation signal L
O) The frequency is switched at regular time intervals or at arbitrary time intervals. Then, as described above, this local oscillation signal LO is output to the mixer 5. The mixer 5 mixes the output from the above-described filter of the local oscillation signal and the signal under measurement (RF) input via an attenuator (not shown) and outputs the mixed signal to the bandpass filter (IF) 6. After the signal from the bandpass filter 6 is input to the detection circuit 7, a CRT (not shown)
It is also possible to output in real time to a monitor or a printer or plotter. When displaying on the CRT monitor, a so-called chop method or alternate display method is appropriately adopted as a horizontal sweep method.
Further, the output from the detection circuit 7 can be A / D converted and then stored in a memory (not shown), and the frequency level can be displayed on the monitor using the measurement result data stored therein. Further, it can be transferred to another processing system (another computer or the like) and subjected to desired arithmetic processing and the like.

【0017】局部発振器としてPLLシンセサイザを用
いた図1のスペクトラムアナライザ01は、構成が比較
的簡単であるため低コストであり、かつ取り扱いが簡易
であると言った利点を有している。また、局部発振器1
(すなわち、PLLシンセサイザ)のセトリングタイム
が被測定信号の時間変化に対して、十分に大きければ高
精度の測定結果を得ることができる。
The spectrum analyzer 01 of FIG. 1 which uses a PLL synthesizer as a local oscillator has the advantages that the structure is relatively simple, the cost is low, and the handling is simple. In addition, the local oscillator 1
If the settling time of the PLL synthesizer is sufficiently large with respect to the time change of the signal under measurement, highly accurate measurement results can be obtained.

【0018】図2は、本発明のスペクトラムアナライザ
の他の実施例を示す部分回路図である。同図のアナライ
ザ02の局部発振器2は、複数の局発信号源(同図では
21a〜21dの4つとしてある)と、これらの出力を
一定時間または任意時間ごとに切り換えるための半導体
スイッチ22とにより構成されている。局発信号源21
a〜21dの出力周波数はプログラマブルとされ、異な
る周波数f′〜f′にプリセットされて使用され
る。本実施例のアナライザ02では、半導体スイッチ2
2を高速切り換えすることにより、局発信号源21a〜
21dからの局発信号LO〜LOを、一定時間また
は任意時間間隔で順次ミキサ5に出力し、このミキサ5
からの出力を図1の場合と同様帯域フィルタ6および検
波回路7を介してCRTモニタ、他の処理系等に出力し
ている。
FIG. 2 is a partial circuit diagram showing another embodiment of the spectrum analyzer of the present invention. The local oscillator 2 of the analyzer 02 shown in the figure includes a plurality of local oscillator signal sources (there are four as 21a to 21d in the figure), and a semiconductor switch 22 for switching these outputs at regular time intervals or at arbitrary time intervals. It is composed by. Local signal source 21
The output frequency of the a~21d is programmable, it is used is preset to different frequencies f 1 '~f 4'. In the analyzer 02 of this embodiment, the semiconductor switch 2
2 is switched at high speed, so that the local signal source 21a ...
The local oscillator signals LO 1 to LO 4 from 21d are sequentially output to the mixer 5 at fixed time intervals or at arbitrary time intervals.
1 is output to the CRT monitor, other processing system, etc. through the band filter 6 and the detection circuit 7 as in the case of FIG.

【0019】上記の複数の局発信号源21a〜21dを
用いた局部発振器2では、局発信号切り換え時のオーバ
ーヘッドは半導体スイッチ22の切り換え時間に依存し
ている。このため、被測定信号の時間変化の速さに応じ
て、半導体スイッチ22として高速のものを使用すれ
ば、局発信号LO〜LOの切り換え速度を該被測定
信号の時間変化に追従させることができる。また、アナ
ライザ02により測定されるべき周波数(これをf
とする)は、被測定信号(RF)に含まれる特定の
周波数成分のみである。したがって、測定されるべき特
定周波数f〜fの近傍の他の周波数成分(クローズ
・イン・シグナル)が大きな値として捕捉測定されない
限り、個々の局発信号LO〜LOのピュリティはさ
ほど高くなくてもよい。上記のスペクトラムアナライザ
02は、複数の局発信号源21a〜21dを用いている
ため、図1のものと比較して製造コストはやや高い。し
かし、従来のスペクトラムアナライザを複数台(この場
合には4台)用意する場合のコストと比較すれば、格段
の経費節減となる。
In the local oscillator 2 using the plurality of local oscillator signal sources 21a to 21d, the overhead at the time of switching the local oscillator signal depends on the switching time of the semiconductor switch 22. Therefore, if a high-speed semiconductor switch 22 is used in accordance with the time change rate of the signal under measurement, the switching speed of the local oscillator signals LO 1 to LO 4 is made to follow the time change of the signal under measurement. be able to. In addition, the frequency to be measured by the analyzer 02 (this should be f 1 ~
f 4 ) is only a specific frequency component included in the signal under measurement (RF). Therefore, unless other frequency components (close-in signals) near the specific frequencies f 1 to f 4 to be measured are captured and measured as large values, the individual local oscillator signals LO 1 to LO 4 have a very low purity. It doesn't have to be expensive. Since the above spectrum analyzer 02 uses a plurality of local signal sources 21a to 21d, its manufacturing cost is slightly higher than that of FIG. However, compared with the cost of preparing a plurality of conventional spectrum analyzers (four in this case), the cost is significantly reduced.

【0020】図3は、図2に示したスペクトラムアナラ
イザ02の設計変更例を示す部分回路である。図1およ
び図2のスペクトラムアナライザは、マルチスパン方式
アナライザと称すべきものである。これに対し、図3の
スペクトラムアナライザ03は、2チャンネルゼロスパ
ン方式アナライザと称すべきものであり、局部発振器3
の半導体スイッチ22′の切り換え端子には、アナライ
ザ外部の局発信号源23およびアナライザ内部の局発信
号源2aが接続されており、外部の局発信号源23から
の局発信号LO′と局発信号源2aからの局発信号LO
の2チャンネル信号を一定時間または任意時間ごとに
切り換えている。もちろん、切り換え端子を3つ以上有
する半導体スイッチ22′を用い、これらの端子に外部
の複数の局発信号源あるいは複数のアナライザ内部の局
発信号源からの信号を入力するようにして、3チャンネ
ル以上のゼロスパン方式のスペクトラムアナライザを構
成することもできる。
FIG. 3 is a partial circuit showing an example of design modification of the spectrum analyzer 02 shown in FIG. The spectrum analyzer of FIGS. 1 and 2 should be called a multi-span analyzer. On the other hand, the spectrum analyzer 03 in FIG. 3 should be called a 2-channel zero-span analyzer, and the local oscillator 3
A local signal source 23 outside the analyzer and a local signal source 2a inside the analyzer are connected to the switching terminal of the semiconductor switch 22 'of the above, and the local signal LO' from the external local signal source 23 and the local signal LO ' Local signal LO from the signal source 2a
The 2-channel signal 1 is switched at a constant time or every arbitrary time. Of course, a semiconductor switch 22 'having three or more switching terminals is used, and signals from a plurality of external local oscillator signal sources or a plurality of internal analyzer local oscillator signals are input to these terminals, and three channels are provided. The above zero-span type spectrum analyzer can also be configured.

【0021】図4は、被測定信号に含まれる所定の周波
数成分をより高精度に測定するための実施例を示してい
る。特に、ある周波数近傍のクローズ・イン・シグナル
を捕捉する場合には、分解能力帯域幅(RBW)を小さ
く設定する必要がある。同図(A)のスペクトラムアナ
ライザ04は、たとえば、捕捉されるべき周波数と局発
信号の周波数設定値とが微妙に異なる場合等において、
適切な周波数成分を捕捉する(すなわち、オプティマム
・ポイントを捕捉する)ために用いられる。同図におい
て局部発振器1′は、図1〜図3に示した局部発振器1
〜3の何れかであり、該局部発振器1′からの局発信号
LOは、狭帯域掃引のためののこぎり波発生器8を介し
てミキサ5に出力される。同図(B)に示すように、の
こぎり波発生器8は局部発振器1′からの周波数f
の局発信号LOを、±Δf′の範囲で掃引して出力し
ている。こうすることにより、ある周波数近傍に存在す
る周波数成分を確実に捕捉することができる。
FIG. 4 shows an embodiment for measuring the predetermined frequency component contained in the signal under measurement with higher accuracy. In particular, when capturing a close-in signal near a certain frequency, it is necessary to set the resolution bandwidth (RBW) small. For example, the spectrum analyzer 04 of FIG. 7A can be used when the frequency to be captured and the frequency setting value of the local oscillator signal are slightly different from each other.
Used to capture the appropriate frequency component (ie, capture the optimum point). In the figure, the local oscillator 1'is the local oscillator 1 shown in FIGS.
1 to 3, the local oscillator signal LO from the local oscillator 1'is output to the mixer 5 via the sawtooth wave generator 8 for narrow band sweep. As shown in FIG. 3B, the sawtooth wave generator 8 has a frequency f n ′ from the local oscillator 1 ′.
The local oscillation signal LO is output by sweeping in the range of ± Δf n ′. By doing so, the frequency component existing in the vicinity of a certain frequency can be reliably captured.

【0022】図2〜図4(A)のスペクトラムアナライ
ザ02〜04では、図1において説明したスペクトラム
アナライザ01と同様、CRTモニタへの表示に際して
は、いわゆるチョップ方式,オルタネート方式の表示方
式が適宜採用される。また、検波回路7からの出力を、
図示しないメモリに記憶しておき、この記憶してある測
定結果データを用いて周波数レベルをモニタに表示する
こともできる。
In the spectrum analyzers 02 to 04 of FIGS. 2 to 4A, similarly to the spectrum analyzer 01 described in FIG. 1, when displaying on the CRT monitor, so-called chop system or alternate system display system is appropriately adopted. To be done. In addition, the output from the detection circuit 7
It is also possible to store the frequency level in a memory (not shown) and display the frequency level on the monitor using the stored measurement result data.

【0023】上記図1〜図4(A)のスペクトラムアナ
ライザによる測定結果を図5に例示する。同図では、単
一のモニタ上に、横軸に時間を、縦軸にdBをとって、
被測定信号に含まれる周波数f〜fの信号レベルの
時間変化を表示している。このように、本発明によれ
ば、周波数成分の信号レベルの時間変化を測定すること
ができることは勿論であるが、さらに以下に述べるよう
に非線型の被測定装置(例えば、増幅器,ミキサ等)の
歪特性をも測定することができる。すなわち、非線型の
DUTでの歪による周波数成分は既知である。これらの
周波数の値を、図1に示したスイッチング手段16、図
2に示した局発信号源21a〜21d、図3に示した局
発信号源2a,23にプリセットしておき、入力レベル
の変化に応じて局発信号を順次変化させて測定する。こ
れにより、図6に示すような特定の複数周波数(同図で
は、f〜fで示す)に対するDUTの入力レベル−
歪成分特性をモニタ等することができる。なお、入力レ
ベルは、パワーメータ等の測定値を横軸とすることによ
り求めることができる。
FIG. 5 exemplifies the measurement results obtained by the spectrum analyzer shown in FIGS. 1 to 4A. In the figure, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents dB on a single monitor.
The time change of the signal level of the frequencies f 1 to f 4 included in the signal under measurement is displayed. As described above, according to the present invention, it is of course possible to measure the time change of the signal level of the frequency component, but as will be described below, a non-linear device under test (for example, an amplifier, a mixer, etc.). The strain characteristics of can also be measured. That is, the frequency component due to the distortion in the nonlinear DUT is known. The values of these frequencies are preset in the switching means 16 shown in FIG. 1, the local oscillator signal sources 21a to 21d shown in FIG. 2, and the local oscillator signal sources 2a and 23 shown in FIG. The local oscillation signal is sequentially changed according to the change, and the measurement is performed. As a result, the input level of the DUT for a plurality of specific frequencies (shown as f 1 to f 3 in the figure) as shown in FIG.
The distortion component characteristic can be monitored. The input level can be obtained by using the measurement value of a power meter or the like as the horizontal axis.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明では、一台のスペクトラムアナラ
イザにより被測定信号に含まれる複数の周波数成分の測
定を行うことができる。これにより、さらに以下の効果
を奏することができる。 (1)各プリセット信号に対する測定パラメータ(測定
周波数,分解能帯域幅,ビデオ帯域幅、入力アテネータ
のレート、各周波数測定時間等)の設定を登録してお
き、測定の際には一括してこれらの設定を行うことがで
きる。また、複数のスペクトラムアナライザ間での測定
信号データのやり取りやを行う必要がないため、該デー
タの転送等に要する煩わしさが無くなる。また、各測定
信号データ間での演算,測定結果の表示の有無、あるい
はこれらの任意の組合せ等有無等をユーザの希望通りに
設定できる。またプリンタやプロッタへの出力に際して
も、ユーザが希望する測定結果や演算結果のみを選択す
ることができる。 (2)複数のスペクトラムアナライザを用いる必要がな
いので、測定のために必要とする機器のコストが大幅に
抑制できる。また、既存のスペクトラムアナライザの局
部発振器のみを交換することで、本発明のスペクトラム
アナライザを容易に製造することができる。
According to the present invention, a single spectrum analyzer can measure a plurality of frequency components contained in the signal under measurement. As a result, the following effects can be further achieved. (1) Register the settings of the measurement parameters (measurement frequency, resolution bandwidth, video bandwidth, input attenuator rate, frequency measurement time, etc.) for each preset signal, and make these settings collectively during measurement. You can configure the settings. Moreover, since it is not necessary to exchange measurement signal data between a plurality of spectrum analyzers, the troublesomeness required for transferring the data is eliminated. Further, the calculation between each measurement signal data, the presence / absence of the display of the measurement result, the presence / absence of any combination thereof, and the like can be set as desired by the user. Also, when outputting to a printer or plotter, the user can select only the measurement result or calculation result desired. (2) Since it is not necessary to use a plurality of spectrum analyzers, the cost of equipment required for measurement can be significantly reduced. Also, the spectrum analyzer of the present invention can be easily manufactured by replacing only the local oscillator of the existing spectrum analyzer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のスペクトラムアナライザの局部発振器
をPLLシンセサイザにより構成した場合の実施例を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment in which a local oscillator of a spectrum analyzer of the present invention is configured by a PLL synthesizer.

【図2】本発明のスペクトラムアナライザの局部発振器
を複数の局発信号源により構成した場合の実施例を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment in which the local oscillator of the spectrum analyzer of the present invention is constituted by a plurality of local oscillator signal sources.

【図3】図2のスペクトラムアナライザの設計変更例を
示す図であり、外部の信号源からの信号を局発信号とし
て使用する場合を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of design modification of the spectrum analyzer of FIG. 2, showing a case where a signal from an external signal source is used as a local oscillation signal.

【図4】図1〜図3における局部発振器とミキサとの間
に、狭帯域でスキャンする発振器を設けた実施例を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which an oscillator that scans in a narrow band is provided between the local oscillator and the mixer in FIGS.

【図5】本発明のスペクトラムアナライザによる測定結
果を例示する図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of measurement results by the spectrum analyzer of the present invention.

【図6】本発明のスペクトラムアナライザを、非線型の
被測定装置の歪特性の測定に適用した場合のレベル−歪
成分特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing level-distortion component characteristics when the spectrum analyzer of the present invention is applied to the measurement of distortion characteristics of a nonlinear device under test.

【図7】入力信号に含まれる、複数の任意周波数成分の
時間変化をモニタする場合の従来技術の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional technique in the case of monitoring a time change of a plurality of arbitrary frequency components included in an input signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

01〜04 スペクトラムアナライザ 1〜3,1′ 局部発振器 5 ミキサ 6 帯域フィルタ 7 検波回路 8 のこぎり波発生器 01 to 04 Spectrum analyzer 1 to 3, 1'Local oscillator 5 Mixer 6 Band filter 7 Detection circuit 8 Sawtooth wave generator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 異なる周波数の局部発振信号を一定また
は任意の時間間隔で順次切り換えて出力する局部発振器
を有してなることを特徴とするスペクトラムアナライ
ザ。
1. A spectrum analyzer comprising a local oscillator that sequentially outputs local oscillation signals of different frequencies at fixed or arbitrary time intervals.
JP20195592A 1992-07-05 1992-07-05 Spectrum analyzer Pending JPH0618573A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009515197A (en) * 2005-11-04 2009-04-09 テクトロニクス・インコーポレイテッド Wideband spectrum analysis of transient signals using real-time spectrum analyzer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009515197A (en) * 2005-11-04 2009-04-09 テクトロニクス・インコーポレイテッド Wideband spectrum analysis of transient signals using real-time spectrum analyzer
US8179118B2 (en) 2005-11-04 2012-05-15 Tektronix, Inc. Wide-bandwidth spectrum analysis of transient signals using a real-time spectrum analyzer

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