CN102165324A

CN102165324A - 频率特性测定装置

Info

Publication number: CN102165324A
Application number: CN2009801377638A
Authority: CN
Inventors: 青山悟; 土井弥
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-08-24
Also published as: JPWO2010035646A1; US20110001468A1; TW201024749A; JP5559693B2; US8368382B2; WO2010035646A1; DE112009002185T5; KR20110081953A

Abstract

本发明的目的在于提供一种能简化用于测定的结构并且降低测定中所耗费的劳力和时间的频率特性测定装置。频谱分析器（10）具备：作为对两个输入信号的每一个分别测定频率特性的两组测定单元的混频器（110、210）、局部振荡器（112、212）、IF部（120、220）；产生指定这两组测定单元的每一个中的测定开始定时的触发信号的触发控制部（350）；以及当输入触发信号时，对两个局部振荡器（112、212）同时发送指示，并且以通过这两个局部振荡器（112、212）按相同的定时输出相同频率的局部振荡信号的方式，进行扫描控制的扫描控制部（300）。

Description

频率特性测定装置

技术领域

本发明涉及一种频率特性测定装置，该频率特性测定装置用于测定频谱分析器等中输入信号的频率特性等。

背景技术

目前已知有通过进行频率扫描来测定输入信号的频率特性的频谱分析器（例如，参照专利文献1。）。该频谱分析器具有两个系统的输入端子，测定从任一个输入端子输入的信号的频率特性。测定的频率特性显示于显示部。

专利文献1：日本特开平8－233875号公报（第3～4页、图1～2）

这里，虽然专利文献1等中公开的现有的频谱分析器具有两个输入端子，但是频率特性的测定是对从一个输入端子输入的信号进行的。因此，当对两种信号同时测定频率特性时，需要两台频谱分析器、或产生用于使这些测定同步的触发信号的外置触发装置，存在用于测定的结构变得复杂同时在测定中耗费劳力和时间的问题。另外，作为比较两种信号的频率特性的方法，考虑打印各自的测定结果进行比较的方法，但该方法存在难以进行正确解析的问题。或者，作为比较两种信号的频率特性的其它方法，考虑将通过测定得到的两种信号的频率特性取入到外部的解析装置（外部计算机）进行数据处理并比较的方法，但为此需要准备解析装置并进行有别于测定的解析作业，因此，进而存在用于测定的结构变得复杂同时在测定中耗费劳力和时间的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而创立的，其目的在于，提供一种能简化用于测定的结构并且降低测定中所耗费的劳力和时间的频率特性测定装置。

为解决上述课题，本发明提供一种频率特性测定装置，具备：多个测定单元，对多个输入信号的每一个分别测定频率特性；触发控制单元，将指定多个测定单元的每一个中的测定开始定时的多个触发信号进行输出；以及扫描控制单元，与从触发控制单元输出的多个触发信号同步地控制多个测定单元的每一个中的频率扫描动作。由此，能以与在内部产生的触发信号同步的方式对多个输入信号并行地进行测定，不需要外置的装置，因此，能简化用于测定的结构并且降低测定中所耗费的劳力和时间。

优选的是，上述的多个测定单元包含：振荡频率可变更的局部振荡器；以及，将从局部振荡器输出的局部振荡信号和从输入端子输入的信号进行混频并输出的混频器，从局部振荡器输出表示局部振荡器的动作状态的状态信号，扫描控制单元对测定单元进行频率扫描动作的控制，该测定单元包含已通知基于所述状态信号可动作的状态的局部振荡器。由此，能确认可进行频率扫描的状态并进行频率扫描控制。

优选的是，上述的扫描控制单元具备：选择单元，选择多个触发信号的任一个；以及多个扫描单元，与由选择单元选择的一个触发信号同步地个别控制多个测定单元的每一个中的频率扫描动作。由此，能使多个测定单元中的频率扫描的开始定时一致，能容易地使频率特性的测定定时匹配。

优选的是，上述的扫描控制单元具备：多个选择单元，以使多个触发信号不重复的方式进行选择；以及多个扫描单元，与由多个选择单元选择的多个触发信号分别同步地个别控制多个测定单元的每一个中的频率扫描动作。由此，在使用多个频率特性测定装置的情况下，能独立地进行多个系统的测定动作。

优选的是，上述的扫描控制单元具备：选择单元，选择多个触发信号的任一个；多个扫描单元，输入由选择单元选择的一个所述触发信号，并且与该触发信号同步地个别控制多个测定单元的每一个中的频率扫描动作；以及触发输入限制单元，在表示与多个测定单元的每一个对应的所有的所述状态信号为可动作状态的情况下，许可向多个扫描单元的所述触发信号的输入。由此，由于在可进行所有的测定装置中的频率扫描的情况下，向各扫描装单元输入触发信号，所以能更可靠地同时开始两个系统的测定。

优选的是，上述的多个扫描单元的每一个在表示与多个测定单元的每一个对应的所有的状态信号为可动作状态的情况下，进行控制多个测定单元的每一个中的频率扫描动作的动作。由此，在不能实施一部分测定装置中的频率扫描时，能停止所有的测定装置的频率扫描，因此，不仅能使多个测定装置中的测定开始定时可靠地匹配，而且也能使频率扫描中途的动作定时可靠地匹配。

优选的是，上述的扫描控制单元具备：选择单元，选择多个触发信号的任一个；多个扫描单元，输入由选择单元选择的一个触发信号，并且与该触发信号同步地个别控制多个测定单元的每一个中的频率扫描动作；以及延迟单元，对多个测定单元的一部分使触发信号的输入定时延迟规定时间。由此，能使向多个扫描单元输入触发信号的定时正确地错开规定时间，并且在进行多个系统的测定时能使开始扫描的定时正确地错开。

附图说明

图1是表示一实施方式的频谱分析器的结构的图；

图2是表示与实例1对应的扫描控制部的详细结构的图；

图3是表示与实例1对应的扫描控制部的详细结构的图；

图4是表示与实例2对应的扫描控制部的详细结构的图；

图5是表示与实例3对应的扫描控制部的详细结构的图；

图6是表示与实例4对应的扫描控制部的详细结构的图。

符号说明

10 频谱分析器

110、210 混频器

112、212 局部振荡器

120、220 IF部（中频处理部）

122、222 中频滤波器

124、224 ADC（模拟－数字转换器）

126、226 DSP（数字信号处理器）

300 扫描控制部

310、312 扫描部

320、322 切换部

330、332、334 与电路

340 延迟部

350 触发控制部

400 CPU

410 显示部

420 操作部。

具体实施方式

下面，参照附图对作为适于本发明的一实施方式的频率特性测定装置的频谱分析器进行详细说明。图1是表示一实施方式的频谱分析器的结构的图。如图1所示，本实施方式的频谱分析器10包含混频器110、210；局部振荡器112、212；IF部（中频处理部）120、220；扫描控制部300；触发控制部350；CPU400；显示部410；以及操作部420而构成。

本实施方式的频谱分析器10具备：输入被测定信号的两个输入端子IN1、IN2；和输入外部触发信号的触发端子TG。该频谱分析器10同时测定向这两个输入端子IN1、IN2输入的两个被测定信号fin1、fin2的频率特性，并且显示作为测定结果的频谱。

为测定从一个输入端子IN1输入的被测定信号fin1的频率特性，频谱分析器10具备：混频器110、局部振荡器112、IF部120。混频器110被输入从一个输入端子IN1输入的被测定信号fin1、和从局部振荡器112输出的局部振荡信号f_OSC1，并且输出将这些被测定信号fin1和局部振荡信号f_OSC1混频后的信号。局部振荡器112输出振荡频率在规定范围可扫描的局部振荡信号f_OSC1。例如，由包含可变分频器、相位比较器、VCO（电压控制型振荡器）的PLL电路构成局部振荡器112。另外，为扩大从局部振荡器112输出的局部振荡信号的频率可变范围，通常使用频率可变范围不同的多个VCO，在使局部振荡信号的频率向一方向变化时，进行所使用的VCO的切换（频带切换）。

IF部120是对混频器110的输出信号进行模拟及数字的信号处理，并进行被测定信号fin1的频率特性的测定的IF部，IF部120包含中频滤波器122、ADC（模拟－数字转换器）124、DSP（数字信号处理器）126。中频滤波器122是从混频器110的输出信号仅使规定的中频成分（中频信号）通过的带通滤波器。ADC124将从中频滤波器122输出的中频信号以规定的采样频率转换成数字数据。DSP126通过对转换成数字数据的中频信号进行各种信号处理，来测定该中频信号的特性值（例如，信号电平、误码率等）。具体而言，通过DSP126对中频信号进行检波处理、反射信号去除处理（image removal processing）等。

同样，为测定从另一个输入端子IN2输入的被测定信号fin2的频率特性，具备：混频器210、局部振荡器212、IF部220。混频器210被输入从另一个输入端子IN2输入的被测定信号fin2、和从局部振荡器212输出的局部振荡信号f_OSC2，并且输出将这些被测定信号fin2和局部振荡信号f_OSC2混频后的信号。局部振荡器212输出振荡频率在规定范围可扫描的局部振荡信号f_OSC2。与局部振荡器112相同，例如由包含可变分频器、相位比较器、VCO（电压控制型振荡器）的PLL电路构成局部振荡器212。另外，为扩大从局部振荡器212输出的局部振荡信号的频率可变范围，通常使用频率可变范围不同的多个VCO，在使局部振荡信号的频率向一方向变化时，进行所使用的VCO的切换（频带切换）。

IF部220是对混频器210的输出信号进行模拟及数字信号处理，并进行被测定信号fin2的频率特性的测定的IF部，IF部220包含中频滤波器222、ADC224、DSP226。中频滤波器222是从混频器210的输出信号仅使规定的中频成分（中频信号）通过的带通滤波器。ADC224将从中频滤波器222输出的中频信号以规定的采样频率转换成数字数据。DSP226通过对转换成数字数据的中频信号进行各种信号处理，来测定该中频信号的特性值。具体而言，通过DSP226对中频信号进行检波处理、反射信号去除处理等。

另外，上述的说明中仅示出了频率特性的测定中所需的概略结构。实际上，在输入端子IN1和混频器110之间、输入端子IN2和混频器210之间具备衰减器，进行信号电平的调节。另外，实际上通过追加一组或多组混频器和局部振荡器来进行反射信号去除处理。另外，频率测定中所需的结构能适当根据要求规格进行变更。

扫描控制部300被输入两种触发信号T1、T2、和从局部振荡器112、212分别输出的LO1redy、LO2redy信号，且向两个局部振荡器112、212分别发送扫描信号S1、S2，对这两个局部振荡器112、212分别进行扫描控制。在此，LO1redy信号是表示局部振荡器112的动作状态的信号，例如为可进行扫描动作的状态（启动状态）时成为高电平。例如当考虑到频率扫描中进行切换VCO的频带切换时，该频带切换中LO1redy信号成为低电平，在频带切换结束的时刻，LO1redy信号再次成为高电平。对于LO2redy信号也相同。

触发控制部350产生指示测定开始的触发信号T1、T2。这些触发信号T1、T2与输入到触发端子TG的外部触发信号、从IF部120、220输出的IF触发信号或视频触发信号等同步生成。

CPU400控制整体的频谱分析器10，同时将从IF部120、220输出的两个测定结果（特性值）同时显示于显示部410、或者进行根据使用了操作部420的利用者的指示设定测定条件的处理。操作部420具备由利用者操作的多个开关、操作可变电阻器（operating variable resistor）等。由利用者通过对操作部420具备的开关、操作可变电阻器等进行操作，进行测定条件的设定、测定开始、结束等的指示。

其次，对基于从触发控制部350输出的触发信号T1、T2通过扫描控制部300生成扫描信号S1、S2的具体例进行说明。例如，对实现以下所示的四个实例（实例1～4）的扫描控制部300的具体例进行说明。

（实例1）

图2是表示与实例1对应的扫描控制部300的详细结构的图。图2所示的扫描控制部300包含两个扫描部310、312及两个切换部320、322而构成。扫描部310输出为扫描局部振荡器112的频率而所需的扫描信号S1。如上所述，当利用包含可变分频器、相位比较器、VCO的PLL电路构成局部振荡器112时，扫描控制部310生成指示使该可变分频器的分频比向一方向变化的扫描动作的开始和结束的扫描信号S1并输出。该扫描信号S1被输入到局部振荡器112。另外，向扫描部310输入从局部振荡器112输入的LO1redy信号和经由切换部320输入的触发信号T1（或T2）。扫描部310在LO1redy信号为高电平时当输入触发信号T1等时，开始扫描信号S1的输出。另外，扫描信号S1也被输入到IF部120，将扫描控制的开始和结束通知给IF部120。

同样，扫描部312输出为扫描局部振荡器212的频率而所需的扫描信号S2。当利用包含可变分频器、相位比较器、VCO的PLL电路构成局部振荡器212时，扫描控制部312生成指示使该可变分频器的分频比向一方向变化的扫描动作的开始和结束的扫描信号S2并输出。该扫描信号S2被输入到局部振荡器212。另外，向扫描部312输入从局部振荡器212输入的LO2redy信号和经由切换部322输入的触发信号T2（或T1）。扫描部312在LO2redy信号为高电平时当输入触发信号T2等时，开始扫描信号S2的输出。另外，扫描信号S2也被输入到IF部220，将扫描控制的开始和结束通知给IF部220。

切换部320将两个触发信号T1、T2的任一个选择性地向扫描部310输出。另外，切换部322将两个触发信号T1、T2的任一个选择性地向扫描部312输出。图2所示的例中，在切换部320选择触发信号T1，将其输入到扫描部310。另外，在切换部322选择触发信号T2将其输入到扫描部312。

通过这样设定两个切换部320、322的切换状态（选择状态），可使对从一个输入端子IN1输入的被测定信号fin1的频率特性的测定与触发信号T1同步进行，同时，可使对从另一个输入端子IN2输入的被测定信号fin2的频率特性的测定与触发信号T2同步进行。而且，这两个系统的测定动作能独立进行。

另外，也能变更切换部320、322的切换状态，与一个触发信号T1（或T2）同步地进行两个系统的测定动作。图3是表示变更了切换部322的切换状态时的扫描控制部300的详细结构的图。图3所示的结构与图2所示的结构相同，仅变更切换部322的切换状态。

图3所示的例中，在切换部320选择触发信号T1将其输入到扫描部310，在切换部322选择触发信号T1将其输入到扫描部312。即，通过两个切换部320、322选择相同的触发信号T1，并将其输入到两个扫描部310、312。因此，从扫描部310、312输出扫描信号S1、S2的定时一致，可使两个系统的测定与一个触发信号T1同步地进行。由此，例如在测定短脉冲串波的高次谐波成分时，虽然目前实行的是，进行与根据其IF电平（中频信号的电平）输出的IF触发信号同步的扫描控制，但是，在IF电平小而不能生成IF触发信号的情况下，目前不能进行扫描控制。但是，在图3所示的结构中，即使在这样IF电平小的情况下，也能够与触发信号T1同步地进行短脉冲串波的基本波的测定，同时与相同的触发信号T1同步地测定高次谐波。

（实例2）

图4是表示与实例2对应的扫描控制部300的详细结构的图。图4所示的扫描控制部300包含两个扫描部310、312、两个切换部320、322、三个与电路330、332、334而构成。图4所示的结构与图3所示的结构相比，追加了三个与电路330、332、334，在这一点上二者是不同的。下面，主要着眼于该不同点进行说明。

与电路330被插入到切换部320和扫描部310之间。在与电路330的一个输入端输入从切换部320输出的触发信号T1，在另一个输入端连接与电路334的输出端。另外，与电路332被插入到切换部322和扫描部312之间。在与电路332的一个输入端输入从切换部322输出的触发信号T1，在另一个输入端连接与电路334的输出端。与电路334向两个输入端分别输入LO1redy信号及LO2redy信号，且输出它们的逻辑积信号。即，LO1redy信号及LO2redy信号均为启动状态（高电平）时，输出高电平的信号。

图4所示的例与图3所示的例相比，虽然在触发信号T1输入两个扫描部310、312这一点上是共同的，但是，当LO1redy信号和LO2redy信号均不为高电平时，就不进行触发信号T1向两个扫描部310、312的输入，在这一点上是不同的。即，只限于在两个局部振荡器112、212二者为可动作的状态时，可向两个扫描部310、312输入触发信号T1，与触发信号T1同步地同时从两个扫描部310、312输出扫描信号S1、S2。由此，能更可靠地同时开始对两个系统的被测定信号的测定。

另外，在上述的说明中，虽然与触发信号T1同步地输出两个扫描信号S1、S2，但是，也可以与触发信号T2同步地输出两个扫描信号S1、S2。

（实例3）

图5是表示与实例3对应的扫描控制部300的详细结构的图。图5所示的扫描控制部300包含两个扫描部310、312、两个切换部320、322、三个与电路330、332、334而构成。图5所示的结构与图4所示的结构相比，LO1redy信号和LO2redy信号的输入路径不同。下面，主要着眼于该不同点进行说明。

具体而言，图5所示的例与图4所示的例相比，代替LO1redy信号将与电路334的输出信号（LO1redy信号和LO2redy信号的逻辑积信号）输入扫描部310这一点、和代替LO2redy信号将与电路334的输出信号输入扫描部312这一点不同。即，在两个扫描部310、312，只限于在LO1redy信号和LO2redy信号均为高电平时就可以动作，并且只限于在LO1redy信号和LO2redy信号均为高电平时就输入触发信号T1（或T2）。由此，例如即使在仅有一个局部振荡器112在频带切换不能动作（关闭状态）的情况下，也能同时停止来自扫描部310的扫描信号S1的输出和来自扫描部312的扫描信号S2的输出，并同时停止两个系统的测定，之后，能在局部振荡器112的频带切换结束时，以相同的定时再开始这两个扫描信号S1、S2的输出，并且再开始两个系统的测定。这样，不仅可使两个系统的测定开始定时可靠地匹配，而且也能使频率扫描中途的动作定时可靠地匹配。

（实例4）

图6是表示与实例4对应的扫描控制部300的详细结构的图。图6所示的扫描控制部300包含两个扫描部310、312、切换部320、延迟部（D）340而构成。图6所示的结构与图2所示的结构相比，删除了切换部322，且追加了延迟部340，在这一点上二者是不同的。下面，主要着眼于该不同点进行说明。

具体而言，从切换部320选择性输出的触发信号T1（或T2）被直接输入到扫描部310，同时，经由延迟部340输入到扫描部312。延迟部340在将所输入的触发信号T1（或T2）延迟规定时间t后输出。该时间t可以在规定范围内任意设定，例如通过CPU400设定。由此，能使将触发信号T1输入到扫描部310的定时和输入到扫描部312的定时正确地错开时间t，并且在进行两个系统的测定时，能使开始扫描的定时正确地错开时间t。

上述的混频器110、210、局部振荡器112、212、IF部120、220与多个测定单元对应，触发控制部350与触发控制单元对应，扫描控制部300与扫描控制单元对应。另外，切换部320、322与选择单元对应，扫描部310、312与扫描单元对应，与电路330、332、334与触发输入限制单元对应，延迟部340与延迟单元对应。

另外，本发明不限于上述实施方式，在本发明宗旨的范围内可进行各种变形实施。在上述的实施方式中，虽然使用图2～图6个别地示出了与实例1～4分别对应的扫描控制部300的详细结构，但也可以使一个扫描控制部300具备这些结构的全部或多个。

另外，上述的实施方式中，为了同时测定两个输入信号的频率特性而具备相同的两组结构，但为了同时测定三个以上的输入信号的频率特性而也可以具备三组以上的相同结构。

另外，上述的实施方式中，具备两个DSP126、226，但在处理能力有富裕的情况下，也可以省略另一个DSP226而由一个DSP126进行DSP226的处理。由此，伴随零件数量的消减可以降低成本。

产业上的可利用性

根据本发明，能以与在内部产生的触发信号同步的方式对多个输入信号并行地进行测定，不需要外置的装置，因此，能简化用于测定的结构并且降低测定中所耗费的劳力和时间。

Claims

1.一种频率特性测定装置，具备：

多个测定单元，对多个输入信号的每一个分别测定频率特性；

触发控制单元，将指定所述多个测定单元的每一个中的测定开始定时的多个触发信号进行输出；以及

扫描控制单元，与从所述触发控制单元输出的所述多个触发信号同步地控制所述多个测定单元的每一个中的频率扫描动作。

2.根据权利要求1所述的频率特性测定装置，其中，

所述多个测定单元的每一个包含：振荡频率可变更的局部振荡器；以及将从所述局部振荡器输出的局部振荡信号和从输入端子输入的信号进行混频并输出的混频器，

从所述局部振荡器输出表示所述局部振荡器的动作状态的状态信号，

所述扫描控制单元对所述测定单元进行频率扫描动作的控制，所述测定单元包含已通知基于所述状态信号可动作的状态的所述局部振荡器。

3.根据权利要求1所述的频率特性测定装置，其中，

所述扫描控制单元具备：

选择单元，选择所述多个触发信号的任一个；以及

多个扫描单元，与由所述选择单元选择的一个所述触发信号同步地个别控制所述多个测定单元的每一个中的频率扫描动作。

4.根据权利要求1所述的频率特性测定装置，其中，

所述扫描控制单元具备：

多个选择单元，以使所述多个触发信号不重复的方式进行选择；以及

多个扫描单元，与由所述多个选择单元选择的多个所述触发信号分别同步地个别控制所述多个测定单元的每一个中的频率扫描动作。

5.根据权利要求2所述的频率特性测定装置，其中，

所述扫描控制单元具备：

选择单元，选择所述多个触发信号的任一个；

多个扫描单元，输入由所述选择单元选择的一个所述触发信号，并且与该触发信号同步地个别控制所述多个测定单元的每一个中的频率扫描动作；以及

触发输入限制单元，在表示与所述多个测定单元的每一个对应的所有的所述状态信号为可动作状态的情况下，许可向所述多个扫描单元的所述触发信号的输入。

6.根据权利要求5所述的频率特性测定装置，其中，

所述多个扫描单元的每一个在表示与所述多个测定单元的每一个对应的所有的所述状态信号为可动作状态的情况下，进行控制所述多个测定单元的每一个中的频率扫描动作的动作。

7.根据权利要求1所述的频率特性测定装置，其中，

所述扫描控制单元具备：

选择单元，选择所述多个触发信号的任一个；

延迟单元，对所述多个测定单元的一部分使所述触发信号的输入定时延迟规定时间。

8.根据利要求1所述的频率特性测定装置，其中，

所述多个测定单元的每一个具备：局部振荡器，该局部振荡器由包含可变分频器、相位比较器、VCO的PLL电路构成，

所述扫描控制单元通过使所述可变分频器的分频比变化而进行频率扫描动作的控制。

9.根据权利要求8所述的频率特性测定装置，其中，

所述局部振荡器具备：频率可变范围不同的多个所述VCO，

并且，切换多个所述VCO。

10.根据权利要求1所述的频率特性测定装置，其中，

所述多个测定单元的每一个具备：输出可频率扫描的局部振荡信号的局部振荡器；将所述局部振荡信号和所述输入信号进行混频的混频器；以及，对从所述混频器输出的信号进行频率特性的测定的中频处理部。

11.根据权利要求10所述的频率特性测定装置，其中，

所述中频处理部具备：

带通滤波器，仅使从所述混频器输出的信号中的规定的中频成分通过；

模拟－数字转换器，将从所述带通滤波器输出的中频信号以规定的采样频率转换成数字数据；以及

DSP，通过对从所述模拟－数字转换器输出的数据进行信号处理来测定所述中频信号的特性值。

12.根据权利要求11所述的频率特性测定装置，其中，

由所述DSP测定的特性值是信号电平。

13.根据权利要求11所述的频率特性测定装置，其中，

由所述DSP测定的特性值是误码率。