JP2000206160A - 電力測定装置、電力測定結果表示装置、方法および電力測定プログラム、電力測定結果表示プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

電力測定装置、電力測定結果表示装置、方法および電力測定プログラム、電力測定結果表示プログラムを記録した記録媒体

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JP2000206160A
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寿一 中田
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聡 小泉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成によって任意の周波数帯域に対応
した電力の測定が可能な電力測定方式を提供すること。 【解決手段】 スペクトラム・アナライザに解析対象と
なるQPSK変調信号が入力されると、周波数変換部12に
よってIF信号に変換され、バンドパスフィルタ14に
よってエリアシング成分が除去された後にA/D変換器1
6によってデジタルデータに変換される。電力計算部2
0では、FIRフィルタ21、22によって所定の受信
フィルタを通過させた場合の帯域制限処理と、正弦波波
形あるいは位相を90度ずらした波形を掛け合わせるこ
とによる同相成分Iあるいは直交成分Qの抽出処理とが
同時に行われ、2乗演算部23、24によってこれらが
2乗された後に、加算部25によって加算することによ
り、電力値が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム・ア
ナライザ等において無線通信機器の電力測定を行う電力
の測定およびその測定結果を表示する電力測定結果の表
示に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話などの移動体通信システムで
は、受信機において送信信号を復調して得られたデータ
の誤り率を用いて、システムの性能を評価している。こ
のような評価方法では、受信機で復調されたデータが所
定の誤り率(例えば1%)となる場合の信号対ノイズの
比(SN比)が測定される。このため、信号とノイズの
両方を受信機に入力している。
【0003】一般に、受信機において行われる復調処理
は、受信機内部に備わった受信フィルタを通過した信号
に対して実施される。この受信フィルタは、通信に使用
される周波数帯域幅に合わせて通信システム毎に設計さ
れたものや、周波数帯域幅とほぼ等しい帯域制限を行う
ものが使用される。
【0004】したがって、移動体通信システムの誤り率
を決定するSN比は、この受信フィルタを通過する信号
やノイズの電力比、あるいは通信に使用される周波数帯
域幅に含まれる信号やノイズの電力の比によって決まる
ことになる。このため、信号とノイズの電力比を求める
ためには、受信フィルタを通過した信号の電力や通信帯
域内に含まれる信号の電力を正確に測定する必要があ
る。電力を正確に測定する手法として、例えばパワーメ
ータを用いて測定する方法や、スぺクトラム・アナライ
ザを用いてゼロスパンモードで測定する方法が知られて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、パワーメー
タを用いて電力を測定する場合には、広範囲な周波数帯
域内の全ての電力を測定することはできるが、狭い通信
帯域(例えば30kHz〜5MHz)内の信号の電力を
測定することができない。したがって、上述した通信シ
ステムの品質評価に用いることができない。
【0006】また、スペクトラム・アナライザのゼロス
パンモードでは、所定の分解能帯域幅内の信号を抽出し
てその電力を測定することができるが、所定の分解能帯
域幅内の信号を抽出するために、一般にはガウシャンフ
ィルタが用いられる。このガウシャンフィルタは、アナ
ログ素子によって構成されたアナログフィルタであり、
通過する周波数帯域が固定化されているため、測定する
通信帯域に合わせて複数個用意する必要がある。また、
部品のばらつき等によって通過特性の不正確さがある。
また、ガウシャンフィルタ以外のフィルタが使用されて
いる通信機器の電力を正確に測定するためには、ガウシ
ャンフィルタ以外の各種のフィルタを予め用意しておく
必要があり、回路構成が複雑になる。
【0007】また、従来は、測定した電力を画面に表示
させる場合に、適切な表示方法がなかった。例えば、オ
シロスコープでは、振幅の時間変化を示すグラフとその
振幅の度合いを示すヒストグラムとを同じ画面内に表示
させたものがあるが、オシロスコープでは電力の測定が
できず、またスペクトラム・アナライザ等で電力を測定
した場合には、単に瞬時値を表示させたり、時間的な変
化の様子を観察できるだけであり、全体の傾向を把握す
ることが容易ではないという問題点があった。
【0008】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、簡単な構成によって任意の
周波数帯域に対応した電力の測定が可能な電力測定装
置、方法、電力測定プログラムを記録した記録媒体を提
供することにある。また、本発明の他の目的は、全体の
傾向の把握が容易な電力測定結果表示装置、方法、電力
測定結果表示プログラムを記録した記録媒体を提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、入力信号に対して、所定の帯域制限処理と所定の信
号の混合処理とを同時に行うデジタルフィルタと、デジ
タルフィルタの出力データに基づいて、入力信号の電力
値を計算する電力計算手段と、を備えるように構成され
る。
【0010】上述した課題を解決するために、本発明で
は、入力信号に、デジタルフィルタを用いて帯域制限処
理と所定信号の混合処理を同時に行い、その結果に基づ
いて入力信号の電力値を電力計算手段による計算で求め
ている。したがって、電力の測定対象装置に含まれる帯
域制限フィルタの特性を変えたい場合には、デジタルフ
ィルタのフィルタ係数の内容を変更するだけでよいた
め、異なる特性の帯域制限フィルタを複数個備える必要
がなく、簡単な構成で任意の周波数帯域に対応した電力
の測定が可能になる。
【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、入力信号は直交変調信号であり、デジタルフィルタ
は、測定対象装置に含まれる帯域制限フィルタのインパ
ルス応答波形と入力信号から変換された中間周波信号の
周波数に等しい正弦波波形とを乗算して得られる値がタ
ップ係数として設定された第1の有限インパルス応答フ
ィルタと、インパルス応答波形と正弦波波形に対して位
相が90度異なる波形とを乗算して得られる値がタップ
係数として設定された第2のインパルス応答フィルタと
を有し、電力計算手段は、第1の有限インパルス応答フ
ィルタの出力値を2乗する第1の2乗演算手段と、第2
の有限インパルス応答フィルタの出力値を2乗する第2
の2乗演算手段と、第1および第2の2乗演算手段の出
力データを加算する加算手段とを有するように構成され
る。
【0012】特に、直交変調信号が入力される場合に、
上述したデジタルフィルタを帯域制限フィルタのインパ
ルス応答波形と正弦波あるいはこれと90度位相が異な
る波形とを乗算した値がタップ係数として設定された第
1および第2の有限インパルス応答フィルタによって構
成するとともに、上述した電力計算手段を第1および第
2の有限インパルス応答フィルタの出力を2乗して加算
する第1および第2の2乗演算手段および加算手段によ
って構成することが望ましい。測定対象装置に含まれる
帯域制限フィルタのインパルス応答波形と中間周波信号
の周波数に等しい周波数の正弦波波形(あるいはこれと
位相が90度異なる波形)とを乗算した値が有限インパ
ルス応答フィルタの各タップ係数として設定されている
ため、この有限インパルス応答フィルタを用いることに
より、帯域制限フィルタを用いた場合と同様の帯域制限
処理と、直交変調信号の同相成分あるいは直交成分を抽
出する処理とを同時に行うことができる。しかも、異な
る特性を有する帯域制限フィルタを用いた測定対象装置
の電力を測定する場合には、有限インパルス応答フィル
タのタップ係数を変更するだけで対処することができる
ため、余分な回路を予め備える必要がない。
【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2において、電力計算手段によって計算された電力値の
時間遷移グラフと各電力値のヒストグラムとを並べて1
画面内に配置して表示を行う表示手段をさら備えるによ
うに構成される電力測定装置。
【0014】また、測定した電力の表示方法としては、
1画面内に、測定した電力値の時間遷移グラフと所定時
間内に測定された電力値の出現頻度を示すヒストグラム
とを並べて配置することが望ましい。これらの両方を1
画面内に並べて配置することにより、それぞれを単独で
配置する場合に比べて、測定された電力値の全体の傾向
を把捉することが容易となる。
【0015】請求項4に記載の発明は、入力信号の電力
値を測定した結果を表示する電力測定結果表示装置であ
って、入力信号の電力値の時間遷移グラフと所定時間内
の各電力値のヒストグラムとを並べて1画面内に配置し
て表示を行う表示手段を備えるように構成される。
【0016】また、電力値に対応した共通の軸線(例え
ば縦軸)を有するようにこれらのグラフを配置すること
により、それぞれのグラフによって示される測定値が互
いに関連づけられるため、電力値の測定結果の解析作業
が容易になる。
【0017】請求項5に記載の発明は、請求項4におい
て、時間遷移グラフとヒストグラムは、電力値に対応し
た共通の軸線を有するように構成される。
【0018】特に、上述した表示は、電力値の測定デー
タを一旦格納しておいて、この格納された測定データを
用いて電力値の時間遷移グラフの描画を行うとともに、
この格納された測定データを用いて各電力値の出現頻度
を計算した後にヒストグラムの描画を行い、これらの描
画データをVRAMの1画面に対応した領域に書き込む
ことによって実現することができる。
【0019】請求項6に記載の発明は、請求項4または
5において、表示手段は、入力信号の電力値を測定した
データを格納するデータ蓄積手段と、データ蓄積手段に
格納されたデータに基づいて時間遷移グラフを描画する
時間遷移描画手段と、データ蓄積手段に格納されたデー
タに基づいて所定時間内の電力値の出現頻度を計算する
出現頻度計算手段と、出現頻度計算手段によって計算さ
れた電力値の出現頻度に基づいてヒストグラムを描画す
るヒストグラム描画手段と、時間遷移グラフ描画手段と
ヒストグラム描画手段のそれぞれによって描画された画
像データが1画面に対応した領域内に含まれるように格
納されるビデオRAMと、を備えるように構成される。
【0020】請求項7に記載の発明は、入力信号に対し
て、所定の帯域制限と所定の信号の混合とを同時に行う
デジタルフィルタリング工程と、デジタルフィルタリン
グ工程の出力データに基づいて、入力信号の電力値を計
算する電力計算工程と、を備えるように構成される。
【0021】請求項8に記載の発明は、請求項7におい
て、入力信号は直交変調信号であり、デジタルフィルタ
リング工程は、測定対象装置に含まれる帯域制限フィル
タのインパルス応答波形と入力信号から変換された中間
周波信号の周波数に等しい正弦波波形とを乗算して得ら
れる値がタップ係数として設定された第1の有限インパ
ルス応答フィルタリング工程と、インパルス応答波形と
正弦波波形に対して位相が90度異なる波形とを乗算し
て得られる値がタップ係数として設定された第2の有限
インパルス応答フィルタリング工程とを有し、電力計算
工程は、第1の有限インパルス応答フィルタリング工程
の出力値を2乗する第1の2乗演算工程と、第2の有限
インパルス応答フィルタリング工程の出力値を2乗する
第2の2乗演算工程と、第1および第2の2乗演算工程
の出力データを加算する加算工程とを有するように構成
される。
【0022】請求項9に記載の発明は、請求項7または
8において、電力計算工程によって計算された電力値の
時間遷移グラフと各電力値のヒストグラムとを並べて1
画面内に配置して表示を行う表示工程をさらに備えるよ
うに構成される。
【0023】請求項10に記載の発明は、入力信号の電
力値を測定した結果を表示する電力測定結果表示方法で
あって、入力信号の電力値の時間遷移グラフと所定時間
内の各電力値のヒストグラムとを並べて1画面内に配置
して表示を行う表示工程を備えるように構成される。
【0024】請求項11に記載の発明は、請求項10に
おいて、時間遷移グラフとヒストグラムは、電力値に対
応した共通の軸線を有するように構成される。
【0025】請求項12に記載の発明は、請求項10ま
たは11において、表示工程は、入力信号の電力値を測
定したデータを格納するデータ蓄積工程と、データ蓄積
工程によって格納されたデータに基づいて時間遷移グラ
フを描画する時間遷移描画工程と、データ蓄積工程によ
って格納されたデータに基づいて所定時間内の電力値の
出現頻度を計算する出現頻度計算工程と、出現頻度計算
工程によって計算された電力値の出現頻度に基づいてヒ
ストグラムを描画するヒストグラム描画工程と、時間遷
移グラフ描画工程とヒストグラム描画工程のそれぞれに
よって描画された画像データが1画面に対応した領域内
に含まれるように格納する画像データ格納工程と、を備
えるように構成される。
【0026】請求項13に記載の発明は、電力測定方法
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
たコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であっ
て、入力信号に対して、所定の帯域制限と所定の信号の
混合とを同時に行うデジタルフィルタリング処理と、デ
ジタルフィルタリング処理の出力データに基づいて、入
力信号の電力値を計算する電力計算処理と、をコンピュ
ータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュ
ータによって読み取り可能な記録媒体である。
【0027】請求項14に記載の発明は、請求項13に
おいて、入力信号は直交変調信号であり、デジタルフィ
ルタリング処理は、測定対象装置に含まれる帯域制限フ
ィルタのインパルス応答波形と入力信号から変換された
中間周波信号の周波数に等しい正弦波波形とを乗算して
得られる値がタップ係数として設定された第1の有限イ
ンパルス応答フィルタリング処理と、インパルス応答波
形と正弦波波形に対して位相が90度異なる波形とを乗
算して得られる値がタップ係数として設定された第2の
有限インパルス応答フィルタリング処理とを有し、電力
計算処理は、第1の有限インパルス応答フィルタリング
処理の出力値を2乗する第1の2乗演算処理と、第2の
有限インパルス応答フィルタリング処理の出力値を2乗
する第2の2乗演算処理と、第1および第2の2乗演算
処理の出力データを加算する加算処理とを有する、記録
媒体である。
【0028】請求項15に記載の発明は、請求項13ま
たは14において、電力計算処理によって計算された電
力値の時間遷移グラフと各電力値のヒストグラムとを並
べて1画面内に配置して表示を行う表示処理をさらにコ
ンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコ
ンピュータによって読み取り可能な記録媒体である。
【0029】請求項16に記載の発明は、入力信号の電
力値を測定した結果を表示する電力測定結果表示方法を
コンピュータに実行させるためのプログラムを記録した
コンピュータによって読み取り可能な記録媒体であっ
て、入力信号の電力値の時間遷移グラフと所定時間内の
各電力値のヒストグラムとを並べて1画面内に配置して
表示を行う表示処理をさらにコンピュータに実行させる
ためのプログラムを記録したコンピュータによって読み
取り可能な記録媒体である。
【0030】請求項17に記載の発明は、請求項16に
おいて、時間遷移グラフとヒストグラムは、電力値に対
応した共通の軸線を有する記録媒体である。
【0031】請求項18に記載の発明は、請求項16ま
たは17において、表示処理は、入力信号の電力値を測
定したデータを格納するデータ蓄積処理と、データ蓄積
処理によって格納されたデータに基づいて時間遷移グラ
フを描画する時間遷移描画処理と、データ蓄積処理によ
って格納されたデータに基づいて所定時間内の電力値の
出現頻度を計算する出現頻度計算処理と、出現頻度計算
処理によって計算された電力値の出現頻度に基づいてヒ
ストグラムを描画するヒストグラム描画処理と、時間遷
移グラフ描画処理とヒストグラム描画処理のそれぞれに
よって描画された画像データが1画面に対応した領域内
に含まれるように格納する画像データ格納処理と、を備
える記録媒体である。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形
態について、図面を参照しながら説明する。図1は、一
実施形態のスペクトラム・アナライザの部分的な構成を
示す図であり、入力される直交変調信号としてのQPSK変
調信号に対して所定の帯域制限を行って電力測定を行う
構成が示されている。
【0033】図1に示すスぺクトラム・アナライザは、
ローカル発振器10、周波数変換器12、バンドパスフ
ィルタ(BPF)14、アナログーデジタル(A/D)変
換器16、電力計算部20および表示部30を含んで構
成されている。
【0034】ローカル発振器10は、周波数変換に用い
られる所定のローカル信号を発生する。周波数変換器1
2は、ローカル発振器10から出力されるローカル信号
と、入力されたQPSK信号とを混合することにより、それ
らの差分であるアナログのIF信号を出力する。このIF
信号の周波数は、後段のA/D変換器16によってデジタ
ルデータヘの変換が可能な周波数であり、QPSK変調信号
の帯域を含んでいる必要がある。バンドパスフィルタ1
4は、周波数変換部12から出力されたIF信号に対し
て帯域制限処理を行い、このIF信号に含まれるエリア
シング成分を除去する。A/D変換器16は、後段の電力
計算部において各種の演算処理を行うために、入力され
るIF信号をデジタルデータに変換する。
【0035】電力計算部20は、A/D変換器16によっ
てデジタルデータに変換された後のIF信号に基づい
て、QPSK変調信号の電力を計算する。この電力計算にお
いては、所定の受信フィルタの特性が考慮されており、
この受信フィルタを通過する信号の電力が計算される。
【0036】この電力計算部20は、2つの有限インパ
ルス応答(FIR:Finite Impulse Response)フィルタ
21、22、2つの2乗演算部23、24、加算部25
を含んで構成されている。一方のFIRフィルタ21は、
所定の通過帯域幅を有する受信フィルタとしてのガウシ
ャンフィルタを通すとともに、直交変調時に使用された
ローカル信号を乗算することにより同相成分Iを抽出す
る動作を行う。同様に、他方のFIRフィルタ22は、受
信フィルタとしてのガウシャンフィルタを通すととも
に、FIRフィルタ21で用いられているローカル信号に
対して位相が90度異なる信号を乗算することにより直
交成分Qを抽出する動作を行う。FIRフィルタ21、2
2の詳細については後述する。
【0037】2乗演算部23は、一方のFIRフィルタ2
1から出力される受信フィルタ通過後の信号の同相成分
Iを2乗する演算を行う。同様に、2乗演算部24は、
他方のFIRフィルタ22から出力される受信フィルタ通
過後の直交成分Qを2乗する演算を行う。これらの演算
結果(I2、Q2)は、加算部25によって加算されて、
その加算値(I2+Q2)が受信フィルタ通過後の信号の
電力の瞬時値として電力計算部20から出力される。
【0038】表示部30は、電力計算部20によって計
算されたQPSK変調信号の電力値を所定の形式で画面上に
表示する。例えば、計算された電力の瞬時値の時間遷移
を示すグラフと、電力の瞬時値の出現頻度を所定時間内
で求めたヒストグラムとが同じ画面内に含まれるように
表示が行われる。
【0039】図2は、FIRフィルタ21の詳細な構成を
示す図である。図2に示すように、FIRフィルタ21
は、n個の遅延素子(Z−1)21a、n個のレジスタ
(R)21b、n個の乗算部21cおよび加算部21dを
含んで構成されている。n個の遅延素子21aは、縦続
接続されており、電力計算部20から出力されるデータ
(電力の瞬時値)が初段の遅延素子21aから後段の遅
延素子21aに向けて順番にシフトされる。n個のレジ
スタ21bは、FIRフィルタ21のタップ係数を格納す
るためのものであり、受信フィルタのインパルス応答
と、同相成分Iを得るために乗算されるローカル信号
(正弦波)との積を離散的に求めた数列の各要素が格納
される。なお、このローカル信号の周波数はIF信号の
周波数に設定されている。n個の乗算部21cは、n個の
遅延素子21aのそれぞれに保持されて出力されるデー
タと、n個のレジスタ21bのそれぞれに格納されてい
るタップ係数の各値とを乗算する。このn個の乗算結果
は加算部21dによって加算され、FIRフィルタ21の
出力として取り出される。
【0040】図3は、FIRフィルタ21内のn個のレジス
タ21bに格納されるタップ係数を説明するための図で
ある。同図に示す曲線aはガウシャンフィルタのインパ
ルス応答の波形を、曲線bは正弦波で表されるローカル
信号の波形を、曲線cは曲線aのガウシャンフィルタの
インパルス応答と曲線bの正弦波波形との積として求め
られる波形をそれぞれ示している。
【0041】一般に、FIRフィルタのタップ係数として
受信フィルタのインパルス応答を設定することにより、
FIRフィルタによって受信フィルタの特性を実現するこ
とができる。また、本実施形態のFIRフィルタ21で
は、受信フィルタのインパルス応答の波形と正弦波波形
とが掛け合わされたものがタップ係数として用いられて
いるため、入力されるIF信号に対して、受信フィルタ
としての帯域制限処理と同時にローカル信号の正弦波波
形を混合する処理が行われる。
【0042】なお、FIRフィルタ22もFIRフィルタ2
1と同じ構成を有している。但し、各レジスタ21bに
格納されたタップ係数の内容は異なっており、上述した
FIRフィルタ21では受信フィルタのインパルス応答の
波形とローカル信号の正弦波波形とを掛け合わせた値が
タップ係数となっているのに対し、FIRフィルタ22で
は受信フィルタのインパルス応答の波形とローカル信号
の正弦波波形の位相を90度ずらした信号波形とを掛け
合わせた値がタップ係数として用いられている。
【0043】図4は、図1に示した表示部30の詳細な構
成を示す図である。同図に示すように、表示部30は、
データ蓄積部31、出現頻度計算部33、時間遷移描画
部32、ヒストグラム描画部34、VRAM(ビデオR
AM)35、表示用ドライバ36、CRT(陰極線管)
37を含んで構成されている。
【0044】データ蓄積部31は、電力計算部20によ
って計算された電力の瞬時値データがA/D変換器16の
サンプリング間隔で入力されており、このデータを入力
順に蓄積する。時間遷移描画部32は、データ蓄積部3
1に蓄積されているデータを蓄積順に読み出して、横軸
が時間で縦軸が電力値となる電力の瞬時値の時間遷移グ
ラフの画像を描画する。また、出現頻度計算部33は、
データ蓄積部31に蓄積されている所定時間分(例えば
25μs)のデータを読み出して、電力値毎の出現頻度
である度数分布を計算する。ヒストグラム描画部34
は、縦軸が電力の瞬時値で、横軸が所定時間内の各電力
値の出現頻度に対応した電力値のヒストグラムの画像を
描画する。時間遷移描画部32およびヒストグラム描画
部34は、電力値に対応する縦軸が共通となるようにV
RAM35内の1画面に対応した領域に画像データを格
納する。表示用ドライバ36は、VRAM35に格納さ
れた画像データを走査方向に沿って読み出して表示用の
ビデオ信号を生成し、CRT37の画面に所定の電力測
定結果画像が表示される。
【0045】図5は、電力測定結果の表示例を示す図で
ある。図5において、領域Aは表示部30内の時間遷移
描画部32によって描画された電力の瞬時値の時間遷移
グラフの表示領域であり、時間経過とともに受信信号の
電力の瞬時値がどのように遷移しているかが示されてい
る。例えば、このグラフに含まれる電力値の平均が0d
Bとなるように縦軸の表示縮尺が調整されている。ま
た、領域Bはヒストグラム描画部34によって描画され
た電力値のヒストグラムの表示領域であり、領域Aにお
いて電力の瞬時値の時間遷移が示された所定時間内に各
電力値がどのような頻度で出現するかが示されている。
【0046】また、領域Cは電力測定結果の解析を行う
際に参考となる各種のデータを表示する領域であり、例
えば「平均値(AVG)」、「ピーク・ファクタ(Peak Fa
ctor)」、「最大値(maximum)」、「最小値(minimu
m)」が示されている。平均値は、所定時間内の電力
(絶対値)の平均値であり、領域A、Bの縦軸で示される
電力値(相対値)が0dBとなった位置がこの平均値に
対応する。ピーク・ファクタは、電力の平均値と最大値
との差である。最大値および最小値は、領域Aに対応し
た所定時間内における電力の瞬時値の最大値、最小値で
ある。
【0047】図5に示すように、領域Aに示された電力
の瞬時値の時間遷移グラフと領域Bに示された電力値の
ヒストグラムのそれぞれは、ともに縦軸が電力値であっ
て共通の目盛りに対応している。
【0048】本実施形態のスぺクトラム・アナライザは
このような構成を有しており、次にその動作を図6のフ
ローチャートを用いて説明する。本実施形態のスペクト
ラム・アナライザに解析対象となるQPSK変調信号が入力
されると、周波数変換部12によってIF信号に変換さ
れる(S10)。このIF信号は、エリアシング成分が
バンドパスフィルタ14によって除去され(S12)、
その後にA/D変換器16に入力され、デジタルデータに
変換される(S14)。
【0049】電力計算部20では、一方のFIRフィルタ
21によって所定の受信フィルタを通過させた場合の帯
域制限処理と正弦波波形を掛け合わせることによる同相
成分Iの抽出処理とが同時に行われ(S16a)、他方
のFIRフィルタ22によって所定の受信フィルタを通過
させた場合の帯域制限処理と上述した正弦波波形に対し
て90度異なる位相を有する波形を掛け合わせることに
よる直交成分Qの抽出処理とが同時に行われる(S16
b)。
【0050】帯域制限処理と同相成分I(または直交成
分Q)の抽出処理との遂行の際の処理手順を図7のフロ
ーチャートを用いて説明する。まず、同相成分I(また
は直交成分Q)を示す変数iを初期化すなわち、0とす
る(S100)。次に、データを未だ遅延させていない
遅延素子21a(22a)が他にあるか否かを判定する
(S102)。このような遅延素子21a(22a)が
他にあれば(S102、Yes)、信号を遅延素子21
aにより遅延させる(S104)。そして、レジスタ2
1bに格納されているタップ係数を乗算部21cにより
乗算する(S106)。次に、加算部21dは、乗算部
21cによる乗算結果を変数iに加算する(S10
8)。そして、遅延素子21a(22a)が他にあるか
否かの判定(S102)に戻る。全ての遅延素子21a
(22a)がデータを遅延させた場合は(S102、N
o)、変数iを同相成分I(または直交成分Q)とする
(S110)。
【0051】図6に戻り、同相成分Iが2乗演算部23
により2乗され(S18a)、直交成分Qが2乗演算部
24により2乗され(S18b)、加算部25によって
加算され、この加算結果(I2+Q2)が受信フィルタ通
過後の電力の瞬時値として出力される(S20)。そし
て、表示部30が計算された電力を表示する(S2
2)。電力の表示の詳細については図8のフローチャー
トを用いて説明する。
【0052】表示部30では、電力計算部20によって
計算された電力の瞬時値をデータ蓄積部31に入力順で
蓄積している。ここで計算された電力の瞬時値がデータ
蓄積部31になければ(S200、No)、表示を終了
する。もし、あれば(S200、Yes)、領域A(図
5参照)に、時間遷移描画部32によって電力の瞬時値
の時間遷移グラフが描画される(S202)。次に、出
現頻度計算部33によって電力の瞬時値の出現頻度(度
数分布)を計算する(S204)。出現頻度の計算に
は、ある度数の全体のデータ数にしめる割合、例えば1
〜2dBの範囲の電力は、全体の10%をしめるといっ
たことを計算することも含む。そして、ヒストグラム描
画部34によってこの出現頻度を示すヒストグラムを描
画する(S206)。これらの時間遷移グラフとヒスト
グラムに対応した描画データは、電力値を共通の縦軸に
対応させて1画面内に各グラフが並べて配置されるよう
にVRAM35に格納され、表示用ドライバ36によっ
て図5に示す画面がCRT37に表示される。
【0053】このように、本実施形態のスペクトラム・
アナライザは、受信信号の中から所定の帯域成分のみの
電力を測定する際に、FIRフィルタ21、22を用い
て帯域制限処理を行っている。このため、これらのFI
Rフィルタ21、22に含まれる各レジスタ21bの内
容を変更してタップ係数を変えることにより、通過帯域
幅等の特性を任意に設定することができ、構成を変更す
ることなく各種の受信フィルタに対応した電力測定を行
うことができ、回路構成の簡略化が可能になる。特に、
ガウシャンフィルタ以外の各種のフィルタを受信フィル
タとして用いる場合であっても、受信フィルタの特性の
インパルス応答を求めて各FIRフィルタ21、22の
タップ係数を設定するだけで対応することができ、構成
を変更することなく数々の受信フィルタに対応した電力
測定を行うことができる。
【0054】また、FIRフィルタ21、22内の各レ
ジスタ21bに格納するタップ係数として、ガウシャン
フィルタのインパルス応答の波形と、IF信号の周波数
と同じ周波数を有する正弦波波形あるいはこれと位相が
90度異なる波形とを乗算した値が設定されており、従
来であれば受信したQPSK信号から同相成分Iと直交成分
Qを抽出するために必要であったローカル信号の混合処
理が不要であって、このローカル信号を発生する発振器
と信号同士のアナログ乗算を行う混合器が不要となるた
め、さらに回路構成の簡略化が可能になる。
【0055】また、上述した実施形態のスぺクトラム・
アナライザでは、電力の測定結果を表示する際に、電力
の瞬時値の時間遷移グラフと電力値のヒストグラムとを
並べて1画面内に配置して表示を行っており、電力の測
定結果の全体の傾向を把握することが容易となる。特
に、上述した時間遷移グラフと電力値のヒストグラムの
各縦軸を共通に設定することにより、これら2つの測定
結果を関連づけて表示させることができるため、測定結
果の解析が容易となる。また、同じ表示画面内に測定電
力の平均値、最大値、最小値およびピークファクタ等の
関連データを含ませることにより、測定結果の解析がさ
らに容易となる。
【0056】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。例えば、本実施形態では、入力される直
交変調信号としてQPSK変調信号を考えたが、オフセット
QPSK変調信号、あるいはQPSK以外の変調方式によって変
調された信号であってもよい。また、ガウシャンフィル
タ以外のフィルタを用いて帯域制限した場合の電力測定
を行う場合には、このフィルタのインパルス応答を計算
することにより、あるいはテーブル等から読み出すこと
によって求め、この値と正弦波波形あるいはこれと90
度位相が異なる波形との乗算を行ってFIRフィルタ2
1、22の各タップ係数を設定すればよい。また、上述
した実施形態では、周波数変換部12から出力されるI
F信号に対してバンドパスフィルタ14を用いてエリア
シング成分等の不要成分除去を行ったが、ローパスフィ
ルタを用いて不要成分の除去を行うようにしてもよい。
【0057】なお、本実施形態におけるスぺクトラム・
アナライザを実現するためには、以下のような方法をと
ることができる。
【0058】CPU、ハードディスク、メディア(フロ
ッピーディスク、CD−ROMなど)読み取り装置を備
えたコンピュータのメディア読み取り装置に、上記の各
部分を実現するプログラムを記録したメディアを読み取
らせて、ハードディスクにインストールする。このよう
な方法でも、スぺクトラム・アナライザを実現できる。
【0059】
【発明の効果】上述したように、本発明の電力測定方式
によれば、入力信号を中間周波信号に変換した後に、デ
ジタルフィルタを用いて帯域制限処理と所定周波数の混
合処理を同時に行い、その結果に基づいて入力信号の電
力値を電力計算手段による計算で求めており、電力の測
定対象装置に含まれる帯域制限フィルタの特性を変えた
い場合にはデジタルフィルタのフィルタ係数の内容を変
更するだけでよいため、異なる特性の帯域制限フィルタ
を複数個備える必要がなく、簡単な構成で任意の周波数
帯域に対応した電力の測定が可能になる。
【0060】また、測定した電力の表示方法としては、
1画面内に、測定した電力値の時間遷移グラフと所定時
間内に測定された電力値の出現頻度を示すヒストグラム
とを並べて配置することが望ましい。これらの両方を1
画面内に並べて配置することにより、それぞれを単独で
配置する場合に比べて、測定された電力値の全体の傾向
を把握することが容易となる。また、電力値に対応した
共通の軸線(例えば縦軸)を有するようにこれらのグラ
フを配置することにより、それぞれのグラフによって示
される測定値が互いに関連づけられるため、電力値を解
析作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態のスペクトラム・アナライザの部分
的な構成を示す図である。
【図2】FIRフィルタの詳細な構成を示す図である。
【図3】FIRフィルタ内のn個のレジスタに格納され
るタップ係数を説明するための図である。
【図4】図1に示した表示部の詳細な構成を示す図であ
る。
【図5】電力測定結果の表示例を示す図である。
【図6】本実施形態のスぺクトラム・アナライザの動さ
を示すフローチャートである。
【図7】帯域制限処理と同相成分I(または直交成分
Q)の抽出処理との遂行の際の処理手順を示すフローチ
ャートである。
【図8】電力の表示の詳細な処理手順を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
20 電力計算部 21、22 FIRフィルタ 23、24 2乗演算部 25 加算部 30 表示部 31 データ蓄積部 32 時間遷移描画部 33 出現頻度計算部 34 ヒストグラム描画部 35 VRAM 36 表示用ドライバ 37 CRT

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号に対して所定の帯域制限処理と
    所定の信号の混合処理とを同時に行うデジタルフィルタ
    と、 前記デジタルフィルタの出力データに基づいて、前記入
    力信号の電力値を計算する電力計算手段と、 を備える電力測定装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の電力測定装置におい
    て、 前記入力信号は直交変調信号であり、 前記デジタルフィルタは、測定対象装置に含まれる帯域
    制限フィルタのインパルス応答波形と前記入力信号から
    変換された中間周波信号の周波数に等しい正弦波波形と
    を乗算して得られる値がタップ係数として設定された第
    1の有限インパルス応答フィルタと、前記インパルス応
    答波形と前記正弦波波形に対して位相が90度異なる波
    形とを乗算して得られる値がタップ係数として設定され
    た第2のインパルス応答フィルタとを有し、 前記電力計算手段は、前記第1の有限インパルス応答フ
    ィルタの出力値を2乗する第1の2乗演算手段と、前記
    第2の有限インパルス応答フィルタの出力値を2乗する
    第2の2乗演算手段と、前記第1および第2の2乗演算
    手段の出力データを加算する加算手段とを有する電力測
    定装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の電力測定装置に
    おいて、 前記電力計算手段によって計算された電力値の時間遷移
    グラフと各電力値のヒストグラムとを並べて1画面内に
    配置して表示を行う表示手段をさらに備える電力測定装
    置。
  4. 【請求項4】 入力信号の電力値を測定した結果を表示
    する電力測定結果表示装置であって、 入力信号の電力値の時間遷移グラフと所定時間内の各電
    力値のヒストグラムとを並べて1画面内に配置して表示
    を行う表示手段を備える電力測定結果表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の電力測定結果表示装置
    において、 前記時間遷移グラフと前記ヒストグラムは、電力値に対
    応した共通の軸線を有する電力測定結果表示装置。
  6. 【請求項6】 請求項4または5に記載の電力測定結果
    表示装置において、 前記表示手段は、 前記入力信号の電力値を測定したデータを格納するデー
    タ蓄積手段と、 前記データ蓄積手段に格納されたデータに基づいて前記
    時間遷移グラフを描画する時間遷移描画手段と、 前記データ蓄積手段に格納されたデータに基づいて所定
    時間内の電力値の出現頻度を計算する出現頻度計算手段
    と、 前記出現頻度計算手段によって計算された電力値の出現
    頻度に基づいて前記ヒストグラムを描画するヒストグラ
    ム描画手段と、 前記時間遷移グラフ描画手段と前記ヒストグラム描画手
    段のそれぞれによって描画された画像データが1画面に
    対応した領域内に含まれるように格納されるビデオRA
    Mと、 を備える電力測定結果表示装置。
  7. 【請求項7】 入力信号に対して、所定の帯域制限と所
    定の信号の混合とを同時に行うデジタルフィルタリング
    工程と、 前記デジタルフィルタリング工程の出力データに基づい
    て、前記入力信号の電力値を計算する電力計算工程と、 を備える電力測定方法。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の電力測定方法におい
    て、 前記入力信号は直交変調信号であり、 前記デジタルフィルタリング工程は、測定対象装置に含
    まれる帯域制限フィルタのインパルス応答波形と前記入
    力信号から変換された中間周波信号の周波数に等しい正
    弦波波形とを乗算して得られる値がタップ係数として設
    定された第1の有限インパルス応答フィルタリング工程
    と、前記インパルス応答波形と前記正弦波波形に対して
    位相が90度異なる波形とを乗算して得られる値がタッ
    プ係数として設定された第2の有限インパルス応答フィ
    ルタリング工程とを有し、 前記電力計算工程は、前記第1の有限インパルス応答フ
    ィルタリング工程の出力値を2乗する第1の2乗演算工
    程と、前記第2の有限インパルス応答フィルタリング工
    程の出力値を2乗する第2の2乗演算工程と、前記第1
    および第2の2乗演算工程の出力データを加算する加算
    工程とを有する電力測定方法。
  9. 【請求項9】 請求項7または8に記載の電力測定方法
    において、 前記電力計算工程によって計算された電力値の時間遷移
    グラフと各電力値のヒストグラムとを並べて1画面内に
    配置して表示を行う表示工程をさらに電力測定方法。
  10. 【請求項10】 入力信号の電力値を測定した結果を表
    示する電力測定結果表示方法であって、 入力信号の電力値の時間遷移グラフと所定時間内の各電
    力値のヒストグラムとを並べて1画面内に配置して表示
    を行う表示工程を備える電力測定結果表示方法。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載の電力測定結果表示
    方法において、 前記時間遷移グラフと前記ヒストグラムは、電力値に対
    応した共通の軸線を有する電力測定結果表示方法。
  12. 【請求項12】 請求項10または11に記載の電力測
    定結果表示方法において、 前記表示工程は、 前記入力信号の電力値を測定したデータを格納するデー
    タ蓄積工程と、 前記データ蓄積工程によって格納されたデータに基づい
    て前記時間遷移グラフを描画する時間遷移描画工程と、 前記データ蓄積工程によって格納されたデータに基づい
    て所定時間内の電力値の出現頻度を計算する出現頻度計
    算工程と、 前記出現頻度計算工程によって計算された電力値の出現
    頻度に基づいて前記ヒストグラムを描画するヒストグラ
    ム描画工程と、 前記時間遷移グラフ描画工程と前記ヒストグラム描画工
    程のそれぞれによって描画された画像データが1画面に
    対応した領域内に含まれるように格納する画像データ格
    納工程と、 を備える電力測定結果表示方法。
  13. 【請求項13】 電力測定方法をコンピュータに実行さ
    せるためのプログラムを記録したコンピュータによって
    読み取り可能な記録媒体であって、 入力信号に対して、所定の帯域制限と所定の信号の混合
    とを同時に行うデジタルフィルタリング処理と、 前記デジタルフィルタリング処理の出力データに基づい
    て、前記入力信号の電力値を計算する電力計算処理と、 をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
    たコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載の記録媒体におい
    て、 前記入力信号は直交変調信号であり、 前記デジタルフィルタリング処理は、測定対象装置に含
    まれる帯域制限フィルタのインパルス応答波形と前記入
    力信号から変換された中間周波信号の周波数に等しい正
    弦波波形とを乗算して得られる値がタップ係数として設
    定された第1の有限インパルス応答フィルタリング処理
    と、前記インパルス応答波形と前記正弦波波形に対して
    位相が90度異なる波形とを乗算して得られる値がタッ
    プ係数として設定された第2の有限インパルス応答フィ
    ルタリング処理とを有し、 前記電力計算処理は、前記第1の有限インパルス応答フ
    ィルタリング処理の出力値を2乗する第1の2乗演算処
    理と、前記第2の有限インパルス応答フィルタリング処
    理の出力値を2乗する第2の2乗演算処理と、前記第1
    および第2の2乗演算処理の出力データを加算する加算
    処理とを有する、 記録媒体。
  15. 【請求項15】 請求項13または14に記載の記録媒
    体において、 前記電力計算処理によって計算された電力値の時間遷移
    グラフと各電力値のヒストグラムとを並べて1画面内に
    配置して表示を行う表示処理をさらにコンピュータに実
    行させるためのプログラムを記録したコンピュータによ
    って読み取り可能な記録媒体。
  16. 【請求項16】 入力信号の電力値を測定した結果を表
    示する電力測定結果表示方法をコンピュータに実行させ
    るためのプログラムを記録したコンピュータによって読
    み取り可能な記録媒体であって、 入力信号の電力値の時間遷移グラフと所定時間内の各電
    力値のヒストグラムとを並べて1画面内に配置して表示
    を行う表示処理をさらにコンピュータに実行させるため
    のプログラムを記録したコンピュータによって読み取り
    可能な記録媒体。
  17. 【請求項17】 請求項16に記載の記録媒体におい
    て、 前記時間遷移グラフと前記ヒストグラムは、電力値に対
    応した共通の軸線を有する記録媒体。
  18. 【請求項18】 請求項16または17に記載の記録媒
    体において、 前記表示処理は、 前記入力信号の電力値を測定したデータを格納するデー
    タ蓄積処理と、 前記データ蓄積処理によって格納されたデータに基づい
    て前記時間遷移グラフを描画する時間遷移描画処理と、 前記データ蓄積処理によって格納されたデータに基づい
    て所定時間内の電力値の出現頻度を計算する出現頻度計
    算処理と、 前記出現頻度計算処理によって計算された電力値の出現
    頻度に基づいて前記ヒストグラムを描画するヒストグラ
    ム描画処理と、 前記時間遷移グラフ描画処理と前記ヒストグラム描画処
    理のそれぞれによって描画された画像データが1画面に
    対応した領域内に含まれるように格納する画像データ格
    納処理と、 を備える記録媒体。
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