JP2000352569A - スペクトラムアナライザ及びその測定方法 - Google Patents
スペクトラムアナライザ及びその測定方法Info
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- JP2000352569A JP2000352569A JP2000071434A JP2000071434A JP2000352569A JP 2000352569 A JP2000352569 A JP 2000352569A JP 2000071434 A JP2000071434 A JP 2000071434A JP 2000071434 A JP2000071434 A JP 2000071434A JP 2000352569 A JP2000352569 A JP 2000352569A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 変調形式に拘わらず各種信号の電力スペクト
ラムを正しく、安定に表示可能とする。 【解決手段】 周波数掃引により受信された信号を対数
増幅し、その増幅出力を検波し、検波出力をデジタル値
に変換し、そのデジタル値を、１ｍＷを０ｄＢｍとする
デシベル値Ｐin（ｉは表示ポイント番号、ｎは掃引の繰
返し番号）に変換し、更にＰＰin＝１０Pin/10(ｍＷ）
を計算し、加算値メモリから前回までの加算値ＰＰiAを
取出し、これにＰＰinを加算して加算値メモリのＰＰiA
を更新し、またそのＰＰiAをｎで割って平均値Ｐiaを求
め、その対数Ｐi ＝１０log Ｐiaを計算して、このＰi
を表示ポイントｉごとに表示して電力のスペクトラム波
形を得る。
ラムを正しく、安定に表示可能とする。 【解決手段】 周波数掃引により受信された信号を対数
増幅し、その増幅出力を検波し、検波出力をデジタル値
に変換し、そのデジタル値を、１ｍＷを０ｄＢｍとする
デシベル値Ｐin（ｉは表示ポイント番号、ｎは掃引の繰
返し番号）に変換し、更にＰＰin＝１０Pin/10(ｍＷ）
を計算し、加算値メモリから前回までの加算値ＰＰiAを
取出し、これにＰＰinを加算して加算値メモリのＰＰiA
を更新し、またそのＰＰiAをｎで割って平均値Ｐiaを求
め、その対数Ｐi ＝１０log Ｐiaを計算して、このＰi
を表示ポイントｉごとに表示して電力のスペクトラム波
形を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は受信周波数を掃引
することを繰返し、その受信した信号を対数増幅し、そ
の増幅出力を検波し、その検波出力をデジタル信号値に
変換して、スペクトラム表示するスペクトラムアナライ
ザ、特に受信電力をスペクトラム表示する装置及び方法
に関する。
することを繰返し、その受信した信号を対数増幅し、そ
の増幅出力を検波し、その検波出力をデジタル信号値に
変換して、スペクトラム表示するスペクトラムアナライ
ザ、特に受信電力をスペクトラム表示する装置及び方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に従来のスペクトラムアナライザを
示す。入力端子１１からの入力信号は周波数変換器１２
に入力され、局部発振器１３からの局部信号と周波数混
合され、中間周波信号に変換され、この中間周波信号は
中間周波帯域通過フィルタ１４に通され、フィルタ１４
の出力は対数増幅器１５で対数増幅され、ダイナミック
レンジが圧縮される。対数増幅された出力は検波器１６
でエンベロープ検波され、この検波出力はＡＤ変換器１
７で一定周期でサンプリングされ、その各サンプルがデ
ジタル値に変換される。このデジタル値はメモリ１８に
格納される。
示す。入力端子１１からの入力信号は周波数変換器１２
に入力され、局部発振器１３からの局部信号と周波数混
合され、中間周波信号に変換され、この中間周波信号は
中間周波帯域通過フィルタ１４に通され、フィルタ１４
の出力は対数増幅器１５で対数増幅され、ダイナミック
レンジが圧縮される。対数増幅された出力は検波器１６
でエンベロープ検波され、この検波出力はＡＤ変換器１
７で一定周期でサンプリングされ、その各サンプルがデ
ジタル値に変換される。このデジタル値はメモリ１８に
格納される。
【０００３】一方、入力手段１９により、受信すべき信
号の中心周波数、周波数帯域幅、周波数掃引速度、基準
レベルなどが入力され、これら入力データに応じて、Ｃ
ＰＵ（中央演算ユニット）が、プログラムメモリ２２内
のプログラムを読出し、解読実行して、局部発振器１３
の発振中心周波数を設定し、また掃引信号発生器２０を
制御し掃引信号発生器２０の掃引信号により局部発振器
１３の発振周波数を掃引制御して、入力端子１１よりの
入力信号中の受信可能な周波数が繰返し掃引される。
号の中心周波数、周波数帯域幅、周波数掃引速度、基準
レベルなどが入力され、これら入力データに応じて、Ｃ
ＰＵ（中央演算ユニット）が、プログラムメモリ２２内
のプログラムを読出し、解読実行して、局部発振器１３
の発振中心周波数を設定し、また掃引信号発生器２０を
制御し掃引信号発生器２０の掃引信号により局部発振器
１３の発振周波数を掃引制御して、入力端子１１よりの
入力信号中の受信可能な周波数が繰返し掃引される。
【０００４】従来のトレース平均表示方法においては表
示器２４における周波数軸（通常は横軸）上の各表示ポ
イント（ピクセル）ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）ごとに、
周波数掃引の繰返しごとに得られるデジタル値Ｐin（ｄ
Ｂｍ）をメモリ１８から読出し、平均値算出部２５で次
式により求める。
示器２４における周波数軸（通常は横軸）上の各表示ポ
イント（ピクセル）ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）ごとに、
周波数掃引の繰返しごとに得られるデジタル値Ｐin（ｄ
Ｂｍ）をメモリ１８から読出し、平均値算出部２５で次
式により求める。
【０００５】
【数３】
【０００６】Ｐinはｉ番目の表示ポイントにおけるｎ番
目の掃引で得られた電力であり、単位は１ｍＷを０ｄＢ
とした値である。このようにしてＭ回の掃引で得られた
各表示ポイントｉの平均電力Ｐiavgが平均値メモリ２６
から読出され、表示制御部２３の制御により、表示器２
４に表示される。表示器２４の表示面には、例えば図２
に示すように横軸（周波数軸）を各１〜Ｎの表示ポイン
トとし、縦軸を平均値Ｐiavgとして表示される。
目の掃引で得られた電力であり、単位は１ｍＷを０ｄＢ
とした値である。このようにしてＭ回の掃引で得られた
各表示ポイントｉの平均電力Ｐiavgが平均値メモリ２６
から読出され、表示制御部２３の制御により、表示器２
４に表示される。表示器２４の表示面には、例えば図２
に示すように横軸（周波数軸）を各１〜Ｎの表示ポイン
トとし、縦軸を平均値Ｐiavgとして表示される。
【０００７】このトレース平均法では、各表示ポイント
における信号電力値Ｐi （ｄＢｍ）の平均処理を行って
いるため信号に重畳した雑音を平均化するのに有効であ
るが各表示ポイントの測定値Ｐi は対数増幅器１５によ
り対数圧縮された値であり、この対数値を単に算術平均
しているため、その表示ポイント（周波数）ｉにおける
入力信号の電力を正しく平均したものではない、つまり
トレース平均法は、正しい平均電力分布を表示しない。
における信号電力値Ｐi （ｄＢｍ）の平均処理を行って
いるため信号に重畳した雑音を平均化するのに有効であ
るが各表示ポイントの測定値Ｐi は対数増幅器１５によ
り対数圧縮された値であり、この対数値を単に算術平均
しているため、その表示ポイント（周波数）ｉにおける
入力信号の電力を正しく平均したものではない、つまり
トレース平均法は、正しい平均電力分布を表示しない。
【０００８】デジタル変調信号はホワイト雑音に似てお
り、その振幅確率密度関数は変調形式、ベースバンドフ
ィルタ変調ビットの特性に依存する。従来のスペクトラ
ムアナライザが備えるチャネル電力測定を行う機能は、
例えば雑誌Microwave & RF,1997年６月号、J.Wolf, B.B
uxton著「スペクトラムアナライザによる隣接チャネル
電力測定：Measure Adjacent-Channel Power With A Sp
ectrum Analyzer」に示されている。これは１表示ポイ
ントごとの電力を測定して次式によりチャネル電力を得
るものである。
り、その振幅確率密度関数は変調形式、ベースバンドフ
ィルタ変調ビットの特性に依存する。従来のスペクトラ
ムアナライザが備えるチャネル電力測定を行う機能は、
例えば雑誌Microwave & RF,1997年６月号、J.Wolf, B.B
uxton著「スペクトラムアナライザによる隣接チャネル
電力測定：Measure Adjacent-Channel Power With A Sp
ectrum Analyzer」に示されている。これは１表示ポイ
ントごとの電力を測定して次式によりチャネル電力を得
るものである。
【０００９】
【数４】
【００１０】ここでｎ1 ，ｎ2 はチャネル両端の表示ポ
イントの番号、ＣＨＢＷはチャネル帯域幅、ＲＢＷはス
ペクトラムアナライザの分解能帯域幅、Ｐi はｉ番目の
表示ポイントのレベル（ｄＢｍ）、ｋn は分解能帯域幅
に対する補正係数（ＲＢＷ×ｋ n ＝電力帯域幅）であ
る。つまり各表示ポイントごとの測定値Ｐi （ｄＢｍ）
をワット（ｍＷ）を単位とする真値１０Pi/10（ｍＷ）
に変換し、その真値のチャネル帯域における表示ポイン
ト当りの平均をとり、更にその平均値を用いてチャネル
帯域当りの電力を求め、その電力の対数をとって表示す
るものである。この場合はチャネル帯域全体の電力が正
しく求まるが、各スペクトラム乃至、各表示ポイントご
との電力密度を求めることができず、また電力のスペク
トラム表示もできない。
イントの番号、ＣＨＢＷはチャネル帯域幅、ＲＢＷはス
ペクトラムアナライザの分解能帯域幅、Ｐi はｉ番目の
表示ポイントのレベル（ｄＢｍ）、ｋn は分解能帯域幅
に対する補正係数（ＲＢＷ×ｋ n ＝電力帯域幅）であ
る。つまり各表示ポイントごとの測定値Ｐi （ｄＢｍ）
をワット（ｍＷ）を単位とする真値１０Pi/10（ｍＷ）
に変換し、その真値のチャネル帯域における表示ポイン
ト当りの平均をとり、更にその平均値を用いてチャネル
帯域当りの電力を求め、その電力の対数をとって表示す
るものである。この場合はチャネル帯域全体の電力が正
しく求まるが、各スペクトラム乃至、各表示ポイントご
との電力密度を求めることができず、また電力のスペク
トラム表示もできない。
【００１１】また前記雑誌には、スペクトラムアナライ
ザの検波出力電圧Ｖvideo について次式を演算して表示
ポイントごとの電力を求めることが示されている。
ザの検波出力電圧Ｖvideo について次式を演算して表示
ポイントごとの電力を求めることが示されている。
【００１２】
【数５】
【００１３】ここでＴは電力の測定時間、Ｖvideo はエ
ンベロープ検波器の出力電圧である。この場合は検波出
力電圧Ｖvideo は直線性スケールである必要があり、つ
まり、増幅器１５としては対数増幅特性ではなく線形増
幅特性のものを用いる。従ってダイナミックレンジが大
きな入力信号の電力測定を可能にするには、線形特性で
あり、かつダイナミックレンジの大きな増幅器、検波
器、ＡＤ変換器を用いる必要があり、高価なものとな
る。一方安価な構成で大きなダイナミックレンジが得ら
れるように対数増幅器を用いると、式（１）の積分値は
正しい電力値にならない。また式（１）の演算は図１中
のＡＤ変換器１７の出力について行うが、この演算を行
うための特別の積分回路を設けてデジタル計算により十
分な速度で行う必要がある。積分時間Ｔを増加すること
により、つまり掃引時間を増加することにより、安定し
た結果が得られ、より正確な結果が得られることが示さ
れている。
ンベロープ検波器の出力電圧である。この場合は検波出
力電圧Ｖvideo は直線性スケールである必要があり、つ
まり、増幅器１５としては対数増幅特性ではなく線形増
幅特性のものを用いる。従ってダイナミックレンジが大
きな入力信号の電力測定を可能にするには、線形特性で
あり、かつダイナミックレンジの大きな増幅器、検波
器、ＡＤ変換器を用いる必要があり、高価なものとな
る。一方安価な構成で大きなダイナミックレンジが得ら
れるように対数増幅器を用いると、式（１）の積分値は
正しい電力値にならない。また式（１）の演算は図１中
のＡＤ変換器１７の出力について行うが、この演算を行
うための特別の積分回路を設けてデジタル計算により十
分な速度で行う必要がある。積分時間Ｔを増加すること
により、つまり掃引時間を増加することにより、安定し
た結果が得られ、より正確な結果が得られることが示さ
れている。
【００１４】しかし１つの表示ポイントにおける電力値
を得る時間、つまり積分時間Ｔの間、受信周波数の掃引
を停止しているか、一様な速度で受信周波数を掃引し、
その検波出力Ｖvideo のＴ時間ごとの積分値を１表示ポ
イントの電力値とするかは記載されていない。何れにし
ても測定結果、つまり安定した積分値の電力が得られる
ためには、各表示ポイントごとの積分時間Ｔを比較的大
きな値とする必要があり、１チャネル帯域の測定結果、
つまり電力のスペクトラム表示が得られるには、比較的
長い時間がかかる。また式（１）を十分な速度でデジタ
ル演算するための積分回路を特に設ける必要があり、か
つ積分時間Ｔの間に安定した結果を得るには、可成りの
数のサンプルが必要であり、図１中のＡＤ変換器１７の
サンプリング速度も可成り速くする必要があり、ＡＤ変
換器１７が高価なものとなる。
を得る時間、つまり積分時間Ｔの間、受信周波数の掃引
を停止しているか、一様な速度で受信周波数を掃引し、
その検波出力Ｖvideo のＴ時間ごとの積分値を１表示ポ
イントの電力値とするかは記載されていない。何れにし
ても測定結果、つまり安定した積分値の電力が得られる
ためには、各表示ポイントごとの積分時間Ｔを比較的大
きな値とする必要があり、１チャネル帯域の測定結果、
つまり電力のスペクトラム表示が得られるには、比較的
長い時間がかかる。また式（１）を十分な速度でデジタ
ル演算するための積分回路を特に設ける必要があり、か
つ積分時間Ｔの間に安定した結果を得るには、可成りの
数のサンプルが必要であり、図１中のＡＤ変換器１７の
サンプリング速度も可成り速くする必要があり、ＡＤ変
換器１７が高価なものとなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的はダイ
ナミックレンジが大きい入力信号に対しても正しい電力
をスペクトラム表示することができ、かつ安価に構成す
ることができるスペクトラムアナライザ及びその測定方
法を提供することにある。この発明の他の目的は変換方
式に関係なく電力のスペクトラム表示を直ちに行うこと
ができ、しかも時間経過するに従って正しい電力を安定
に表示することができるスペクトラムアナライザ及びそ
の測定方法を提供することにある。
ナミックレンジが大きい入力信号に対しても正しい電力
をスペクトラム表示することができ、かつ安価に構成す
ることができるスペクトラムアナライザ及びその測定方
法を提供することにある。この発明の他の目的は変換方
式に関係なく電力のスペクトラム表示を直ちに行うこと
ができ、しかも時間経過するに従って正しい電力を安定
に表示することができるスペクトラムアナライザ及びそ
の測定方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明によれば受信周
波数を掃引することを繰返し、その受信した信号を対数
増幅し、その増幅出力を検波し、その検波出力をデジタ
ル信号値に変換し、上記周波数掃引の幅内における各表
示ポイントごとに、デジタル信号値（ｄＢｍ）をワット
（ｍＷ）の次元の電力値に真数変換し、同一表示ポイン
トごとに、周波数掃引の繰返しごとに得られる真数変換
された電力値を平均し、これら各表示ポイントごとの平
均電力値を対数変換し、これら各表示ポイントごとの対
数平均電力値をスペクトラム表示する。
波数を掃引することを繰返し、その受信した信号を対数
増幅し、その増幅出力を検波し、その検波出力をデジタ
ル信号値に変換し、上記周波数掃引の幅内における各表
示ポイントごとに、デジタル信号値（ｄＢｍ）をワット
（ｍＷ）の次元の電力値に真数変換し、同一表示ポイン
トごとに、周波数掃引の繰返しごとに得られる真数変換
された電力値を平均し、これら各表示ポイントごとの平
均電力値を対数変換し、これら各表示ポイントごとの対
数平均電力値をスペクトラム表示する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図３にこの発明の実施例を示し、
図１と対応する部分に同一符号を付けてある。真数変換
部３１はｎ回目の掃引でｉ番目の表示ポイントに対する
測定値Ｐin（ｄＢｍ）を次式によりワット（ｍＷ）の次
元の真数ＰＰinに変換する。
図１と対応する部分に同一符号を付けてある。真数変換
部３１はｎ回目の掃引でｉ番目の表示ポイントに対する
測定値Ｐin（ｄＢｍ）を次式によりワット（ｍＷ）の次
元の真数ＰＰinに変換する。
【００１８】
【数６】
【００１９】実際にはＡＤ変換器１７により変換された
デジタル値Ｖinがメモリ１８に格納され、そのデジタル
値ＶinがｄＢｍを単位とするＰinに変換する演算がｄＢ
ｍ変換部３２で行われる。このｄＢｍ変換部３２は通常
のスペクトラムアナライザに内蔵されているものであ
り、次のような演算が行われる。入力信号が最大となっ
た時、図２に示す表示面における表示枠の最高レベルに
表示されるように、基準レベルが設定され、基準レベル
の信号に対するＡＤ変換器１７の変換デジタル値を
ＡT 、表示枠の最低レベルの信号に対するＡＤ変換器１
７の変換デジタル値をＡ B 、表示枠の最高レベルと最低
レベル間のｄＢ値をＸ、基準レベルの１ｍＷを０ｄＢｍ
とする単位で表わした値をＲｆｄＢｍ、ｎ回目の掃引の
ｉ番目の表示ポイントｉのデジタル値をＶinとするとＰ
inは次式により求まる。
デジタル値Ｖinがメモリ１８に格納され、そのデジタル
値ＶinがｄＢｍを単位とするＰinに変換する演算がｄＢ
ｍ変換部３２で行われる。このｄＢｍ変換部３２は通常
のスペクトラムアナライザに内蔵されているものであ
り、次のような演算が行われる。入力信号が最大となっ
た時、図２に示す表示面における表示枠の最高レベルに
表示されるように、基準レベルが設定され、基準レベル
の信号に対するＡＤ変換器１７の変換デジタル値を
ＡT 、表示枠の最低レベルの信号に対するＡＤ変換器１
７の変換デジタル値をＡ B 、表示枠の最高レベルと最低
レベル間のｄＢ値をＸ、基準レベルの１ｍＷを０ｄＢｍ
とする単位で表わした値をＲｆｄＢｍ、ｎ回目の掃引の
ｉ番目の表示ポイントｉのデジタル値をＶinとするとＰ
inは次式により求まる。
【００２０】
【数７】
【００２１】平均値算出部３４では真数変換部３１で変
換された真数ＰＰin（ｍＷ）と、加算値メモリ３３内の
前回（（ｎ−１）回目）の掃引までｉ番目の真数の加算
値ＰＰiAとを加算して、加算値メモリ３３内の加算値Ｐ
ＰiAを更新すると共にｎ回までの真数の加算値ＰＰiAを
ｎで割算して平均値Ｐia＝ＰＰiA／ｎを求める。対数変
換部３５は平均値Ｐiaの対数を計算し、表示ポイントｉ
の表示データＰ i ＝１０log Ｐiaを求め、対数値メモリ
３７に格納する。
換された真数ＰＰin（ｍＷ）と、加算値メモリ３３内の
前回（（ｎ−１）回目）の掃引までｉ番目の真数の加算
値ＰＰiAとを加算して、加算値メモリ３３内の加算値Ｐ
ＰiAを更新すると共にｎ回までの真数の加算値ＰＰiAを
ｎで割算して平均値Ｐia＝ＰＰiA／ｎを求める。対数変
換部３５は平均値Ｐiaの対数を計算し、表示ポイントｉ
の表示データＰ i ＝１０log Ｐiaを求め、対数値メモリ
３７に格納する。
【００２２】次に、入力信号の検波出力がＡＤ変換器１
７でデジタル値に変換され、メモリ１８に格納され、そ
のメモリ１８に格納されたデジタル値を順次読出して処
理する手順を図４を参照して説明する。まず表示ポイン
トの番号ｉを１とし、周波数掃引の回数ｎを１とし（Ｓ
１）、メモリ１８からデジタル値Ｖinを取出し（Ｓ
２）、ＶinについてｄＢｍ変換部３２で式（３）の計算
を行ってｄＢｍ単位の値Ｐ inを求める（Ｓ３）。
７でデジタル値に変換され、メモリ１８に格納され、そ
のメモリ１８に格納されたデジタル値を順次読出して処
理する手順を図４を参照して説明する。まず表示ポイン
トの番号ｉを１とし、周波数掃引の回数ｎを１とし（Ｓ
１）、メモリ１８からデジタル値Ｖinを取出し（Ｓ
２）、ＶinについてｄＢｍ変換部３２で式（３）の計算
を行ってｄＢｍ単位の値Ｐ inを求める（Ｓ３）。
【００２３】このＰin（ｄＢｍ）を真数変換部３１で式
（２）を計算してｍＷを単位とする真数ＰＰinを求める
（Ｓ４）。次に加算値メモリ３３から表示ポイントｉに
対する真数の加算値ＰＰiAを取出し（Ｓ５）、平均値算
出部３４でＰＰiAにＰＰinを加算し（Ｓ６）、その加算
値に加算値メモリ３３内の加算値ＰＰiAを更新し（Ｓ
７）、更にステップＳ６で加算した結果ＰiAを掃引回数
ｎで割算して平均値Ｐia＝ＰＰiA／ｎを求める（Ｓ
８）。その平均値Ｐiaを平均値メモリ３６に格納して、
前回の平均値Ｐiaを更新し（Ｓ９）、またＰiaの対数を
対数変換部３５で計算し（Ｓ１０）、その対数値Ｐ i ＝
１０logＰiaを対数値メモリ３７に記憶する（Ｓ１
１）。
（２）を計算してｍＷを単位とする真数ＰＰinを求める
（Ｓ４）。次に加算値メモリ３３から表示ポイントｉに
対する真数の加算値ＰＰiAを取出し（Ｓ５）、平均値算
出部３４でＰＰiAにＰＰinを加算し（Ｓ６）、その加算
値に加算値メモリ３３内の加算値ＰＰiAを更新し（Ｓ
７）、更にステップＳ６で加算した結果ＰiAを掃引回数
ｎで割算して平均値Ｐia＝ＰＰiA／ｎを求める（Ｓ
８）。その平均値Ｐiaを平均値メモリ３６に格納して、
前回の平均値Ｐiaを更新し（Ｓ９）、またＰiaの対数を
対数変換部３５で計算し（Ｓ１０）、その対数値Ｐ i ＝
１０logＰiaを対数値メモリ３７に記憶する（Ｓ１
１）。
【００２４】表示ポイント番号ｉを＋１し（Ｓ１２）、
ｉが最大表示ポイント番号Ｎより大になったかを調べ
（Ｓ１３）、Ｎより大になっていなければステップＳ２
に戻ってメモリ１８からデジタル値Ｖinを取出して同様
の処理を行う。ｉがＮより大になれば表示ポイント番号
ｉを１にし（Ｓ１４）、掃引回数ｎを＋１し（Ｓ１
５）、掃引回数が所定値Ｍより大になったかを調べる
（Ｓ１６）。ｎが所定値Ｍを超えてなければステップＳ
２に戻り、ｎが所定値Ｍを超えた場合は平均値メモリ３
６内の平均値Ｐ1a〜ＰNaで加算値メモリ３３内の加算値
ＰＰ1A〜ＰＰNAをそれぞれ更新し（Ｓ１７）、掃引回数
ｎを２としてステップＳ２に戻る（Ｓ１８）。
ｉが最大表示ポイント番号Ｎより大になったかを調べ
（Ｓ１３）、Ｎより大になっていなければステップＳ２
に戻ってメモリ１８からデジタル値Ｖinを取出して同様
の処理を行う。ｉがＮより大になれば表示ポイント番号
ｉを１にし（Ｓ１４）、掃引回数ｎを＋１し（Ｓ１
５）、掃引回数が所定値Ｍより大になったかを調べる
（Ｓ１６）。ｎが所定値Ｍを超えてなければステップＳ
２に戻り、ｎが所定値Ｍを超えた場合は平均値メモリ３
６内の平均値Ｐ1a〜ＰNaで加算値メモリ３３内の加算値
ＰＰ1A〜ＰＰNAをそれぞれ更新し（Ｓ１７）、掃引回数
ｎを２としてステップＳ２に戻る（Ｓ１８）。
【００２５】表示制御部２３は対数値メモリ３７の対数
値Ｐi を表示器２４の表示ポイントｉに対して表示す
る。従って表示器２４には１回目の周波数掃引時におい
て、その各表示ポイントｉについての表示データ、つま
り対数値Ｐi が得られると順次表示を行い、２回目の周
波数掃引時には、前回の掃引時に得られた対応する表示
ポイントの真数との平均値を求め、その対数値が各表示
ポイントで得られるごとに順次表示され、以下同様にし
て、各周波数掃引ごとに、各表示ポイントの真数を前回
までの同一表示ポイントについての真数の加算値と加算
してその平均値を求め、更にその対数値を求めて表示す
る。従って周波数の掃引を開始してから直ちに表示が行
われ、掃引回数が多くなるに従って平均するサンプルの
数が多くなり、安定度が増加し、正確さもよくなる。例
えば１回目の掃引では図５Ａに示すような電力スペクト
ラムが表示され、その変動が激しいが２回目の掃引では
図５Ｂに示すような電力スペクトラムが表示され、変動
が減少し、更にｎ回目の掃引では図５Ｃに示すように、
激しい変動がなくなり、安定な表示になり、かつ真数に
変換して平均をとっているから正しい値が表示される。
この発明によればＣＤＭＡ信号のように雑音に近い信号
は各スペクトラムの電力の平均値を求めることができ、
頗る便利である。
値Ｐi を表示器２４の表示ポイントｉに対して表示す
る。従って表示器２４には１回目の周波数掃引時におい
て、その各表示ポイントｉについての表示データ、つま
り対数値Ｐi が得られると順次表示を行い、２回目の周
波数掃引時には、前回の掃引時に得られた対応する表示
ポイントの真数との平均値を求め、その対数値が各表示
ポイントで得られるごとに順次表示され、以下同様にし
て、各周波数掃引ごとに、各表示ポイントの真数を前回
までの同一表示ポイントについての真数の加算値と加算
してその平均値を求め、更にその対数値を求めて表示す
る。従って周波数の掃引を開始してから直ちに表示が行
われ、掃引回数が多くなるに従って平均するサンプルの
数が多くなり、安定度が増加し、正確さもよくなる。例
えば１回目の掃引では図５Ａに示すような電力スペクト
ラムが表示され、その変動が激しいが２回目の掃引では
図５Ｂに示すような電力スペクトラムが表示され、変動
が減少し、更にｎ回目の掃引では図５Ｃに示すように、
激しい変動がなくなり、安定な表示になり、かつ真数に
変換して平均をとっているから正しい値が表示される。
この発明によればＣＤＭＡ信号のように雑音に近い信号
は各スペクトラムの電力の平均値を求めることができ、
頗る便利である。
【００２６】掃引回数ｎが大きくなると、真数ＰＰinの
加算値ＰＰiAが大きな値となり、加算値メモリ３３に格
納できなくなるため、ｎが予め決めた値Ｍ、例えば１０
０になると、図４中のステップＳ１７で説明したよう
に、各加算値ＰＰiAをそれまでの平均値Ｐiaで更新す
る。この更新はｎがＭを超えた時に行うものであるか
ら、ステップＳ８で求めた平均値Ｐiaは、ｎ＝Ｍの時だ
け平均値メモリ３６に記憶すればよい。つまりステップ
Ｓ８の次に図４中に破線で示すようにｎがＭと等しいか
を調べ（Ｓ１９）、等しくなければステップＳ１０に移
り、ｎがＭと等しい時だけ、ステップＳ９に移って平均
値Ｐiaを平均値メモリ３６に格納し、その後ステップＳ
１０を実行するようにしてもよい。
加算値ＰＰiAが大きな値となり、加算値メモリ３３に格
納できなくなるため、ｎが予め決めた値Ｍ、例えば１０
０になると、図４中のステップＳ１７で説明したよう
に、各加算値ＰＰiAをそれまでの平均値Ｐiaで更新す
る。この更新はｎがＭを超えた時に行うものであるか
ら、ステップＳ８で求めた平均値Ｐiaは、ｎ＝Ｍの時だ
け平均値メモリ３６に記憶すればよい。つまりステップ
Ｓ８の次に図４中に破線で示すようにｎがＭと等しいか
を調べ（Ｓ１９）、等しくなければステップＳ１０に移
り、ｎがＭと等しい時だけ、ステップＳ９に移って平均
値Ｐiaを平均値メモリ３６に格納し、その後ステップＳ
１０を実行するようにしてもよい。
【００２７】なお、図５Ｃ中に示すようにマーカ４１を
表示波形の任意の個所に移動させて、クリックすると、
その表示ポイントｉの対数平均値Ｐiが対数値メモリ３
７から読出されて表示器２４の一部に数値表示されるこ
とは、通常のスペクトラムアナライザがもつ機能により
行われる。真数ＰＰinの平均を求める処理は図６に示す
ように行ってもよい。図６中の図４と同一の処理ステッ
プは同一ステップ符号を付けてある。この場合はステッ
プＳ４で真数ＰＰinを演算すると、１回目の掃引か否か
を調べ（Ｓ２１）、１回目の掃引の場合は、その真数Ｐ
Ｐinを平均値メモリ３６に平均値Ｐiaとして記憶すると
共に（Ｓ２２）、その平均値Ｐiaの対数を計算してＰi
を求め（Ｓ１０）、以下ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１
３，Ｓ１５を行う。ステップＳ２１で掃引回数が１回目
でなければ、平均値メモリ３６から前回までの平均値Ｐ
iaを読出し（Ｓ２３）、このＰiaとステップＳ４で求め
たＰＰinとにより、平均値算出部３４で次式を演算して
平均値Ｐiaを求める（Ｓ２４）。
表示波形の任意の個所に移動させて、クリックすると、
その表示ポイントｉの対数平均値Ｐiが対数値メモリ３
７から読出されて表示器２４の一部に数値表示されるこ
とは、通常のスペクトラムアナライザがもつ機能により
行われる。真数ＰＰinの平均を求める処理は図６に示す
ように行ってもよい。図６中の図４と同一の処理ステッ
プは同一ステップ符号を付けてある。この場合はステッ
プＳ４で真数ＰＰinを演算すると、１回目の掃引か否か
を調べ（Ｓ２１）、１回目の掃引の場合は、その真数Ｐ
Ｐinを平均値メモリ３６に平均値Ｐiaとして記憶すると
共に（Ｓ２２）、その平均値Ｐiaの対数を計算してＰi
を求め（Ｓ１０）、以下ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１
３，Ｓ１５を行う。ステップＳ２１で掃引回数が１回目
でなければ、平均値メモリ３６から前回までの平均値Ｐ
iaを読出し（Ｓ２３）、このＰiaとステップＳ４で求め
たＰＰinとにより、平均値算出部３４で次式を演算して
平均値Ｐiaを求める（Ｓ２４）。
【００２８】
【数８】
【００２９】この平均値Ｐiaを平均値メモリ３６に記憶
する（Ｓ９）と共に、Ｐiaの対数を演算してＰi を求
め、つまりステップＳ１０以下の処理に移る。
する（Ｓ９）と共に、Ｐiaの対数を演算してＰi を求
め、つまりステップＳ１０以下の処理に移る。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば各表
示ポイントごとにワットの次元の真数で電力を平均し、
この平均値の対数をスペクトラム表示するため、デジタ
ル変調波や雑音信号等の電力平均した真のエンペロープ
波形が表示できる。しかも対数増幅器１５を用いて信号
レベルを圧縮しているため、包絡線検波器１６、ＡＤ変
換器１７としてダイナミックレンジが比較的小さい安価
なものを使用しても、大きなダイナミックレンジの入力
信号の電力を測定することができ、全体として安価に構
成することができる。
示ポイントごとにワットの次元の真数で電力を平均し、
この平均値の対数をスペクトラム表示するため、デジタ
ル変調波や雑音信号等の電力平均した真のエンペロープ
波形が表示できる。しかも対数増幅器１５を用いて信号
レベルを圧縮しているため、包絡線検波器１６、ＡＤ変
換器１７としてダイナミックレンジが比較的小さい安価
なものを使用しても、大きなダイナミックレンジの入力
信号の電力を測定することができ、全体として安価に構
成することができる。
【００３１】また掃引ごとに平均を行うものであり、各
掃引ごとに短時間で、電力のスペクトラムが表示され、
全体としての傾向を速く知ることができる。しかも１掃
引期間内で各表示ポイントにおける平均（積分）を求め
るものでなく、１掃引で表示ポイントの数Ｎだけ、ＡＤ
変換器１７でサンプリングすればよく、つまりＡＤ変換
器１７として高速動作するものを必要とせず、この点に
おいても安価に構成することができる。
掃引ごとに短時間で、電力のスペクトラムが表示され、
全体としての傾向を速く知ることができる。しかも１掃
引期間内で各表示ポイントにおける平均（積分）を求め
るものでなく、１掃引で表示ポイントの数Ｎだけ、ＡＤ
変換器１７でサンプリングすればよく、つまりＡＤ変換
器１７として高速動作するものを必要とせず、この点に
おいても安価に構成することができる。
【００３２】図３中の真数変換部３１、ｄＢｍ変換部３
２、平均値算出部３４、対数変換部３５はその１つ乃至
複数、あるいは全てを、ＣＰＵ２１によりプログラムを
解読実行することによりソフトウエアに機能させること
もできる。
２、平均値算出部３４、対数変換部３５はその１つ乃至
複数、あるいは全てを、ＣＰＵ２１によりプログラムを
解読実行することによりソフトウエアに機能させること
もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスペクトラムアナライザの機能構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】従来のトレース平均法による表示スペクトラム
波形の例を示す図。
波形の例を示す図。
【図３】この発明の実施例の機能構成を示すブロック
図。
図。
【図４】図３に示したスペクトラムアナライザの処理手
順の例を示す流れ図。
順の例を示す流れ図。
【図５】Ａはこの発明の方法における１回目の掃引で表
示された電力スペクトラムの例を示す図、Ｂはこの発明
の方法における２回目の掃引で表示された電力スペクト
ラムの例を示す図、Ｃはこの発明の方法におけるｎ回目
（ｎ＞３）の掃引で表示された電力スペクトラムの例を
示す図である。
示された電力スペクトラムの例を示す図、Ｂはこの発明
の方法における２回目の掃引で表示された電力スペクト
ラムの例を示す図、Ｃはこの発明の方法におけるｎ回目
（ｎ＞３）の掃引で表示された電力スペクトラムの例を
示す図である。
【図６】この発明の方法の一部を変更した例を示す流れ
図。
図。
Claims (10)
- 【請求項１】 受信周波数を掃引することを繰返し、 その受信した信号を対数増幅し、 その増幅出力を検波し、 その検波出力をデジタル信号値に変換し、 上記周波数掃引の幅内における各表示ポイントｉごと
に、上記デジタル信号値をワット（ｍＷ）の次元の電力
値ＰＰinに真数変換し、 同一表示ポイントごとに上記周波数掃引の繰返しごとに
得られる上記真数変換された電力値を平均し、 これら各表示ポイントごとの平均電力値を対数変換し、 これら各表示ポイントごとの対数平均電力値をスペクト
ラム表示するスペクトラムアナライザの測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の測定方法において、 上記真数変換は、上記デジタル信号値を、１ｍＷを０ｄ
Ｂｍとするデシベル値Ｐinに変換し、その後１０Pin/10
を演算して上記ワットの次元の電力値ＰＰinを得ること
を特徴とする。 - 【請求項３】 請求項２記載の測定方法において、 上記電力値の平均は、各掃引ごとに得られる各表示ポイ
ントｉごとの電力値ＰＰinを前回の掃引までに得られた
電力値の加算値ＰＰiAに加算して、その加算値ＰＰiAを
更新し、その更新した加算値ＰＰiAをそれまでの掃引回
数ｎで割算して各表示ポイントｉの電力平均Ｐiaを求め
ることを特徴とする。 - 【請求項４】 請求項３記載の測定方法において、 上記各表示ポイントｉごとの電力値の加算値ＰＰiAを加
算値メモリに記憶し、 電力値ＰＰinが得られるごとに上記加算値メモリから対
応する加算値ＰＰiAを読出して、そのＰＰiAにＰＰinを
加算して、その加算値をＰＰiAとして上記加算値メモリ
に記憶して加算値ＰＰiAの更新を行い、 上記掃引回数ｎが予め決めた値になると、上記加算値メ
モリの加算値ＰＰiA〜ＰＰNAを、上記各表示ポイントご
との平均電力値Ｐia〜ＰNaで更新し、掃引回数ｎを２に
更新することを特徴とする。 - 【請求項５】 請求項２記載の測定方法において、 １回目（ｎ＝１）の掃引においては各表示ポイントごと
の真数変換した電力値ＰＰi1を平均値Ｐiaとして平均値
メモリに格納し、 ｎ回目（ｎ≧２）の掃引においては真数変換した電力値
ＰＰinを求めると、平均値メモリから前回の平均電力値
Ｐiaを取出し、 【数１】 を演算して上記平均電力値を求め、平均値メモリの平均
電力値Ｐiaを更新することを特徴とする。 - 【請求項６】 受信周波数を掃引することを繰返す手段
と、 受信した信号を対数増幅する増幅器と、 上記対数増幅出力を検波する検波器と、 上記検波出力をデジタル信号値に変換するＡＤ変換器
と、 上記周波数掃引の幅内における各表示ポイントｉ（ｉ＝
１，２，…，Ｎ）ごとに、上記デジタル信号をワット
（ｍＷ）の次元の電力値ＰＰinに真数変換する真数変換
手段と、 上記同一の表示ポイントごとに、上記周波数掃引の繰返
しごとに得られる上記真数変換された電力値の平均電力
値を計算する平均値算出手段と、 上記各表示ポイントごとの平均電力値を対数変換して対
数平均電力値を出力する対数変換手段と、 上記各表示ポイントの対数平均電力値が格納され、その
対数平均電力値が上記対数変換手段の出力により更新さ
れる対数値メモリと、 上記対数値メモリから各表示ポイントごとの対数平均電
力値が読出されて表示ポイントごとに対数平均電力値が
スペクトラム表示される表示器と、 よりなるスペクトラムアナライザ。 - 【請求項７】 請求項６記載のスペクトラムアナライザ
において、 上記真数変換手段は、上記デジタル信号値を１ｍＷを０
ｄＢｍとするデシベル値Ｐin（ｄＢｍ）に変換するｄＢ
ｍ変換手段と、 上記デシベル値Ｐinを入力して１０Pin/10を演算して上
記ワットの次元の電力値ＰＰinを求める手段とよりな
る。 - 【請求項８】 請求項７記載のスペクトラムアナライザ
において、 上記平均値算出手段は、上記真数変換手段よりの表示ポ
イントｉの電力値ＰＰ inと加算値メモリから取出した表
示ポイントｉの加算電力値ＰＰiAとを加算する加算手段
と、 表示ポイントｉごとに加算電力値ＰＰiAが格納され、上
記加算手段の加算結果により対応表示ポイントの加算電
力値ＰＰiAが更新される上記加算値メモリと、 上記加算手段の加算結果ＰＰiAを掃引繰返し回数ｎで割
算して表示ポイントｉの上記平均電力値を出力する割算
手段とよりなる。 - 【請求項９】 請求項８記載のスペクトラムアナライザ
において、 上記平均値算出手段の出力平均電力値Ｐiaが表示ポイン
トｉごとに格納される平均値メモリと、 掃引繰返し回数ｎが予め決めた数Ｍを超えるとこれを検
出して、上記平均値メモリに格納されている掃引繰返し
回数ｎでの各表示ポイントｉごとの平均電力値Ｐiaで、
上記加算値メモリに格納されている各表示ポイントｉご
との加算電力値ＰＰiAを更新する手段と、 上記掃引繰返し回数ｎを２に変更する手段とを備える。 - 【請求項１０】 請求項７記載のスペクトラムアナライ
ザにおいて、 上記平均値算出手段は、平均値メモリから取出された表
示ポイントｉの平均電力値Ｐiaと、上記真数変換手段よ
りの表示ポイントｉの電力値ＰＰinと、掃引回数ｎとが
入力され、 【数２】 を演算する演算手段と、表示ポイントｉごとの平均電力
値Ｐiaが格納され、上記演算手段の演算結果Ｐiaに対応
する表示ポイントの平均電力値Ｐiaが更新される上記平
均値メモリとよりなる。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071434A JP2000352569A (ja) | 1999-04-07 | 2000-03-15 | スペクトラムアナライザ及びその測定方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9990999 | 1999-04-07 | ||
| JP11-99909 | 1999-04-07 | ||
| JP2000071434A JP2000352569A (ja) | 1999-04-07 | 2000-03-15 | スペクトラムアナライザ及びその測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352569A true JP2000352569A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=26441001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000071434A Withdrawn JP2000352569A (ja) | 1999-04-07 | 2000-03-15 | スペクトラムアナライザ及びその測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000352569A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9136888B2 (en) | 2013-06-28 | 2015-09-15 | JVC Kenwood Corporation | Radio receiver and reception frequency setting method used therein, and frequency setting device and frequency setting method |
| CN116298513A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-06-23 | 扬州宇安电子科技有限公司 | 一种多扫描模式的宽带频谱监测系统 |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000071434A patent/JP2000352569A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9136888B2 (en) | 2013-06-28 | 2015-09-15 | JVC Kenwood Corporation | Radio receiver and reception frequency setting method used therein, and frequency setting device and frequency setting method |
| CN116298513A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-06-23 | 扬州宇安电子科技有限公司 | 一种多扫描模式的宽带频谱监测系统 |
| CN116298513B (zh) * | 2023-03-01 | 2024-03-12 | 扬州宇安电子科技有限公司 | 一种多扫描模式的宽带频谱监测系统 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060316 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |