JP2002009554A - Method and device for converting broadband signal frequency - Google Patents
Method and device for converting broadband signal frequencyInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高速信号の波形観
測に適した信号周波数の帯域変換に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal frequency band conversion suitable for high-speed signal waveform observation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、１ＧＨｚ近辺までの高速の信号波
形を観測する場合、高速のアナログ・オシロスコープが
使用されてきた。１ＧＨｚ以上の周波数の波形観測に
は、図１に示すようなサンプリング・オシロスコープが
使用されてきた。図示のように、このサンプリング・オ
シロスコープは、波形を直接高速でサンプルするため、
サンプリング・ゲートや、高速のゲート・パルス発生器
や、高速の同期信号発生器が必要になり、高価になって
いた。2. Description of the Related Art Conventionally, when observing a high-speed signal waveform up to about 1 GHz, a high-speed analog oscilloscope has been used. A sampling oscilloscope as shown in FIG. 1 has been used for waveform observation at a frequency of 1 GHz or more. As shown, this sampling oscilloscope samples the waveform directly at high speed,
A sampling gate, a high-speed gate pulse generator, and a high-speed synchronizing signal generator were required, and were expensive.
【０００３】詳しくは、図１において、サンプリング・
オシロスコープは、入力の被測定波形より低い周波数の
ストロープ・パルスでサンプリングする。サンプルする
位置を波形ごとに少しずつ移動させ、そしてサンプルし
た信号を、メモリ・ゲートを通してメモリに記憶させ
る。この記憶した信号は、次に表示器に波形として表示
される。同期抜取部からの信号は、同期信号発生器でス
トローブ・パルス発生器とゲート・パルス発生器のタイ
ミング信号を発生させる。サンプルした信号は、被測定
信号より周波数が低くなるため、周波数特性の低い表示
器で表示できるようになる。しかし、ストローブ・パル
スの繰り返し信号は低くてもよいが、ストローブ・パル
ス幅は測定信号より十分短く、サンプリング・ゲートを
高速に動作させる必要がある。またサンプルした信号振
幅を、正確にメモリに記憶させる必要もある。この従来
技術で最も困難な点は、短い幅のストローブ・パルスを
発生させることと、高速のサンプリング・ゲートを実現
させることである。また、同期信号発生器も、入力の信
号より少しずつ位相をずらす必要があり、構成が複雑と
なる。More specifically, in FIG.
The oscilloscope samples at a lower frequency strobe pulse than the input waveform under test. The sampled position is moved slightly from waveform to waveform, and the sampled signal is stored in memory through a memory gate. This stored signal is then displayed as a waveform on a display. The signal from the synchronous sampling unit generates a timing signal of a strobe pulse generator and a gate pulse generator by a synchronous signal generator. Since the frequency of the sampled signal is lower than that of the signal under measurement, it can be displayed on a display device having low frequency characteristics. However, the strobe pulse repetition signal may be low, but the strobe pulse width is sufficiently shorter than the measurement signal, and the sampling gate needs to be operated at high speed. It is also necessary to accurately store the sampled signal amplitude in the memory. The most difficult part of this prior art is to generate a short strobe pulse and realize a high-speed sampling gate. In addition, the synchronization signal generator also needs to be slightly shifted in phase from the input signal, which complicates the configuration.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、従来のサンプリング・オシロスコープに比して
簡単な構成で高速の波形を観測するのに使用できる、広
帯域信号周波数変換方法および装置を提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for wideband signal frequency conversion which can be used for observing a high-speed waveform with a simpler configuration than a conventional sampling oscilloscope. It is to be.
【０００５】本発明の別の目的は、上記広帯域信号周波
数変換を用いた波形観測の方法および装置を提供するこ
とである。本発明のさらに別の目的は、高速信号の波形
を観測する方法および装置を提供することである。It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for observing a waveform using the above-mentioned wideband signal frequency conversion. Still another object of the present invention is to provide a method and apparatus for observing the waveform of a high-speed signal.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による、入力に含まれる少なくとも１つの入
力信号成分を所定の周波数帯域内へ変換する方法は、
イ）前記入力信号成分を構成する複数の周波数成分の各
々を、周波数ヘテロダイン処理によって周波数を変換す
ることにより、周波数変換した複数の周波数成分から成
る出力信号成分を発生する周波数変換ステップ、から成
る。According to the present invention, there is provided a method for converting at least one input signal component included in an input into a predetermined frequency band according to the present invention.
A) a frequency conversion step of converting the frequency of each of the plurality of frequency components constituting the input signal component by frequency heterodyne processing to generate an output signal component composed of a plurality of frequency-converted frequency components.
【０００７】本発明によれば、イ）前記入力信号成分を
構成する前記複数の周波数成分から成る第１の周波数成
分グループは、第１の周波数帯域内に存在し、ロ）前記
出力信号成分を構成する前記複数の周波数成分から成る
第２の周波数成分グループは、前記第１周波数帯域より
も周波数が低くかつ幅が狭い第２の周波数帯域内に存在
するようにできる。この場合、前記周波数変換ステップ
は、イ）前記入力信号成分の前記第１周波数成分グルー
プ内の前記複数の周波数成分に対し、互いに異なった複
数のローカル周波数を発生するローカル周波数発生ステ
ップと、ロ）前記入力信号成分の前記第１周波数成分グ
ループに対し、前記複数のローカル周波数を使用して、
周波数ヘテロダイン処理を実行する周波数ヘテロダイン
処理ステップと、から成るようにできる。前記周波数ヘ
テロダイン処理ステップは、前記周波数ヘテロダイン処
理を前記複数のローカル周波数の各々を使用して逐次行
うようにしたり、あるいは、前記周波数ヘテロダイン処
理ステップは、前記複数のローカル周波数を使用した周
波数ヘテロダイン処理を同時に行うようにしたりでき
る。According to the present invention, a) a first frequency component group comprising the plurality of frequency components constituting the input signal component exists in a first frequency band; The second frequency component group composed of the plurality of frequency components may be present in a second frequency band having a lower frequency and a smaller width than the first frequency band. In this case, the frequency converting step includes a) a local frequency generating step of generating a plurality of local frequencies different from each other for the plurality of frequency components in the first frequency component group of the input signal component; For the first frequency component group of the input signal component, using the plurality of local frequencies,
A frequency heterodyne processing step of performing a frequency heterodyne processing. The frequency heterodyne processing step may be such that the frequency heterodyne processing is sequentially performed using each of the plurality of local frequencies, or the frequency heterodyne processing step may be a frequency heterodyne processing using the plurality of local frequencies. Or do it at the same time.
【０００８】本発明によれば、前記ローカル周波数発生
ステップは、イ）前記複数のローカル周波数の出力を発
生するローカル周波数出力発生ステップと、ロ）前記複
数のローカル周波数出力を含んだ合成ローカル周波数出
力を発生する合成ステップと、を含むようにできる。こ
の場合、前記合成ステップは、前記複数のローカル周波
数出力を加算することができる。According to the present invention, the local frequency generating step includes: a) a local frequency output generating step for generating an output of the plurality of local frequencies; and b) a composite local frequency output including the plurality of local frequency outputs. And a combining step of generating In this case, the combining step may add the plurality of local frequency outputs.
【０００９】また、本発明によれば、前記複数のローカ
ル周波数は、１つの基本波周波数と、該基本波の少なく
とも１つの高調波の周波数から成るようにできる。この
場合、前記基本波周波数は、イ）前記第１周波数帯域を
前記第２周波数帯域に変換する変換比と、ロ）前記第１
周波数帯域内の所定の基準周波数と、に基づいて決定す
ることができる。Further, according to the present invention, the plurality of local frequencies can be constituted by one fundamental wave frequency and at least one harmonic of the fundamental wave. In this case, the fundamental wave frequency may be: a) a conversion ratio for converting the first frequency band to the second frequency band;
And a predetermined reference frequency within the frequency band.
【００１０】また、本発明による、入力に含まれる少な
くとも１つの入力信号成分を所定の周波数帯域内へ変換
する装置は、イ）前記入力信号成分を構成する複数の周
波数成分の各々を、周波数ヘテロダイン処理によって周
波数を変換することにより、周波数変換した複数の周波
数成分から成る出力信号成分を発生する周波数変換手
段、から成る。Further, according to the present invention, there is provided an apparatus for converting at least one input signal component included in an input into a predetermined frequency band, the method comprising the steps of: a) converting each of a plurality of frequency components constituting the input signal component into a frequency heterodyne Frequency conversion means for generating an output signal component composed of a plurality of frequency-converted frequency components by converting the frequency by processing.
【００１１】本発明によれば、イ）前記入力信号成分を
構成する前記複数の周波数成分から成る第１の周波数成
分グループは、第１の周波数帯域内に存在し、ロ）前記
出力信号成分を構成する前記複数の周波数成分から成る
第２の周波数成分グループは、前記第１周波数帯域より
も周波数が低くかつ幅が狭い第２の周波数帯域内に存在
するようにできる。また、前記周波数変換手段は、イ）
前記入力信号成分の前記第１周波数成分グループ内の前
記複数の周波数成分に対し、互いに異なった複数のロー
カル周波数を発生するローカル周波数発生手段と、ロ）
前記入力信号成分の前記第１周波数成分グループに対
し、前記複数のローカル周波数を使用して、周波数ヘテ
ロダイン処理を実行する周波数ヘテロダイン処理手段
と、から成るようにできる。前記周波数ヘテロダイン処
理手段は、前記周波数ヘテロダイン処理を前記複数のロ
ーカル周波数の各々を使用して逐次行うようにしたり、
あるいは前記周波数ヘテロダイン処理手段は、前記複数
のローカル周波数を使用した周波数ヘテロダイン処理を
同時に行うようにできる。According to the present invention, a) a first frequency component group including the plurality of frequency components constituting the input signal component exists in a first frequency band; The second frequency component group composed of the plurality of frequency components may be present in a second frequency band having a lower frequency and a smaller width than the first frequency band. In addition, the frequency conversion means includes a)
Local frequency generating means for generating a plurality of different local frequencies for the plurality of frequency components in the first frequency component group of the input signal component; b)
Frequency heterodyne processing means for performing frequency heterodyne processing using the plurality of local frequencies for the first frequency component group of the input signal component. The frequency heterodyne processing means may be configured to perform the frequency heterodyne processing sequentially using each of the plurality of local frequencies,
Alternatively, the frequency heterodyne processing means can simultaneously perform frequency heterodyne processing using the plurality of local frequencies.
【００１２】前記ローカル周波数発生手段は、イ）基準
周波数の発振手段と、ロ）前記基準周波数に応答して、
前記複数のローカル周波数の出力を発生するローカル周
波数出力発生手段と、ハ）前記複数のローカル周波数出
力を含んだ合成ローカル周波数出力を発生する合成手段
と、を含むようにできる。前記合成手段は、前記複数の
ローカル周波数出力を加算する加算手段から成るように
できる。The local frequency generating means includes: a) oscillation means for a reference frequency; and b) responsive to the reference frequency.
Local frequency output generating means for generating the outputs of the plurality of local frequencies; and c) synthesizing means for generating a synthesized local frequency output including the plurality of local frequency outputs. The combining means may include an adding means for adding the plurality of local frequency outputs.
【００１３】前記複数のローカル周波数は、１つの基本
波周波数と、該基本波の少なくとも１つの高調波の周波
数から成るようにできる。また、前記基本波周波数は、
イ）前記第１周波数帯域を前記第２周波数帯域に変換す
る変換比と、ロ）前記第１周波数帯域内の所定の基準周
波数と、に基づいて決定することができる。[0013] The plurality of local frequencies may comprise one fundamental frequency and at least one harmonic of the fundamental frequency. Further, the fundamental frequency is
A) the conversion ratio for converting the first frequency band to the second frequency band; and b) a predetermined reference frequency within the first frequency band.
【００１４】さらに、本発明による、入力に含まれる少
なくとも１つの入力信号成分の波形を観測する波形観測
方法は、上記の方法によって得られた前記出力信号成分
に対し、ディスプレイでの波形観測のための信号処理を
実行する信号処理ステップを含む。前記信号処理ステッ
プは、前記出力信号成分に対し、ディスプレイでの波形
観測のための処理を実行する波形観測処理ステップから
成るようにできる。Further, according to the present invention, a waveform observing method for observing a waveform of at least one input signal component included in an input is provided for observing a waveform on a display of the output signal component obtained by the above method. And a signal processing step of executing the signal processing. The signal processing step may include a waveform observation processing step of executing a process for observing a waveform on a display on the output signal component.
【００１５】また、本発明による、入力に含まれる少な
くとも１つの入力信号成分の波形を観測する波形観測装
置は、上記の装置によって得られた前記出力信号成分に
対し、ディスプレイでの波形観測のための信号処理を実
行する信号処理手段を含む。また、前記信号処理手段
は、前記出力信号成分に対し、ディスプレイでの波形観
測のための処理を実行する波形観測処理手段から成るよ
うにできる。前記波形観測処理手段は、イ）前記出力信
号成分から同期信号を抜き取ることにより、同期基準信
号と波形信号とに分割する同期抜き取り手段と、ロ）前
記同期基準信号から、前記ディスプレイ用の同期信号を
発生する同期信号発生手段と、ハ）前記同期信号と前記
波形信号とを受け、これらに応答することにより前記出
力信号成分の波形を表示する前記のディスプレイと、か
ら成るようにできる。According to the present invention, there is provided a waveform observing apparatus for observing a waveform of at least one input signal component included in an input, for observing a waveform on a display of the output signal component obtained by the above apparatus. And a signal processing means for executing the signal processing. Further, the signal processing means may comprise a waveform observation processing means for executing a process for observing a waveform on a display with respect to the output signal component. The waveform observation processing means includes: a) a synchronization extraction means for extracting a synchronization signal from the output signal component to divide the synchronization signal into a synchronization reference signal and a waveform signal; and b) a synchronization signal for the display from the synchronization reference signal. And c) the display for receiving the synchronization signal and the waveform signal and displaying the waveform of the output signal component in response to the synchronization signal and the waveform signal.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。図２は、本発明による高速
信号波形表示装置をブロック図で示している。図示のよ
うに、この波形観測装置は、広帯域信号周波数変換部１
と、オシロスコープあるいは液晶ディスプレイのような
波形表示部２とから成っている。詳細には、広帯域信号
周波数変換部１は、入力信号を受ける乗算器１０と、ロ
ーカルパルス発生器１２とを備えている。また、波形表
示部２は、乗算器１０からの出力である信号周波数帯域
を変換された変換信号を受けるローパス・フィルタ２０
と、これの出力を受ける同期抜取部２２と、この同期抜
取部からの信号を受ける同期信号発生器２４と、そして
表示器２６とを備えている。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a high-speed signal waveform display device according to the present invention. As shown in the figure, the waveform observation device includes a broadband signal frequency converter 1
And a waveform display section 2 such as an oscilloscope or a liquid crystal display. In detail, the wideband signal frequency converter 1 includes a multiplier 10 that receives an input signal and a local pulse generator 12. Further, the waveform display unit 2 includes a low-pass filter 20 that receives the converted signal obtained by converting the signal frequency band output from the multiplier 10.
And a synchronous sampling unit 22 for receiving the output thereof, a synchronizing signal generator 24 for receiving a signal from the synchronous sampling unit, and a display 26.
【００１７】詳細には、図３（ａ）に示すような入力信
号を一方の入力に受ける乗算器１０は、他方の入力に、
ローカルパルス発生器１２から、図３（ｂ）に示すよう
なローカルパルス（この拡大したものは、図３（ｄ）に
概略的に示す）を受ける。このローカルパルスの周波数
は、入力信号と表示される波形の周波数の加算または減
算した周波数に設定する（詳細は後述）。これら入力信
号とローカルパルス信号は、乗算器１０で乗算し、そし
てその出力をローパス・フィルタ２０に入力する。ロー
パス・フィルタ２０では、入力信号とローカルパルスの
周波数差の信号だけを、フィルタ処理によって取り出
す。この波形例を図３（ｃ）に示す。このフィルタした
信号は、同期抜取部２２を通って表示器２６の入力に供
給する。また、このフィルタした信号は、同期抜取部２
２を通って同期信号発生器２４にも供給する。この同期
信号発生器２４は、表示器２６での表示に使用する同期
信号を発生する。尚、そのフィルタした信号は低い周波
数なので、通常のオシロスコープ等で使用されている同
期信号発生器を使用することができる。この同期信号と
そのフィルタした信号を同期抜取部２２を通して受ける
表示器２６は、同期信号を波形表示のタイミングとして
使用することにより、フィルタした信号の波形の表示を
行う。More specifically, a multiplier 10 which receives an input signal as shown in FIG.
The local pulse generator 12 receives a local pulse as shown in FIG. 3 (b) (this enlarged view is schematically shown in FIG. 3 (d)). The frequency of the local pulse is set to a frequency obtained by adding or subtracting the frequency of the waveform displayed as the input signal (details will be described later). The input signal and the local pulse signal are multiplied by a multiplier 10, and the output is input to a low-pass filter 20. The low-pass filter 20 extracts only a signal having a frequency difference between the input signal and the local pulse by filtering. An example of this waveform is shown in FIG. The filtered signal is supplied to the input of the display 26 through the synchronous sampling unit 22. The filtered signal is supplied to the synchronous sampling unit 2
2 to the synchronization signal generator 24. The synchronization signal generator 24 generates a synchronization signal used for display on the display 26. Since the filtered signal has a low frequency, a sync signal generator used in a normal oscilloscope or the like can be used. The display 26 that receives the synchronization signal and the filtered signal through the synchronization extracting unit 22 displays the waveform of the filtered signal by using the synchronization signal as the timing of waveform display.
【００１８】ここで、図４を参照しながら、本発明によ
る周波数変換の原理について説明する。上述のように、
入力信号が図４（ａ）に示すような基本波と多数の高調
波から成る周波数成分を有するとし、また、ローカルパ
ルスが、図４（ｂ）に示すように、入力信号の周波数成
分に対し所定の関係で周波数をずらした、基本波と多数
の高調波とから成る周波数成分を有するとする。これら
入力信号とローカルパルスを乗算すると、周波数ヘテロ
ダイン法で、図４（ｃ）に示すような差分信号が生ず
る。１例として、入力信号の周波数成分とローカルパル
スの周波数成分の周波数に対する差信号の周波数は、以
下のようになる。Here, the principle of frequency conversion according to the present invention will be described with reference to FIG. As mentioned above,
It is assumed that the input signal has a frequency component composed of a fundamental wave and a number of harmonics as shown in FIG. 4A, and that the local pulse has a frequency component of the input signal as shown in FIG. 4B. On the other hand, it is assumed that there is a frequency component composed of a fundamental wave and a number of harmonics, the frequencies of which are shifted by a predetermined relationship. When these input signals are multiplied by the local pulse, a difference signal as shown in FIG. 4C is generated by the frequency heterodyne method. As an example, the frequency of the difference signal with respect to the frequency components of the input signal and the local pulse is as follows.
【００１９】[0019]
【表１】 この表から分かるように、ギガヘルツの第１の帯域（す
なわち、１−４ＧＨｚ）にある入力信号の周波数成分
を、数十ＭＨｚの第２のそれより低くしかも幅が狭い帯
域（すなわち、１０−４０ＭＨｚ）へと差分信号の周波
数成分を変換している。この場合、第１帯域を第２帯域
に変換する変換比は、１／１００であり、そしてローカ
ルパルスの基本波周波数は、入力信号の基本波周波数と
差分信号の基本波周波数の差に対応している。このた
め、１０００ＭＨｚは１０ＭＨｚに、２０００ＭＨｚは
２０ＭＨｚに等と、１／１００の変換比率になってい
る。[Table 1] As can be seen from this table, the frequency components of the input signal in the first band of gigahertz (i.e., 1-4 GHz) are reduced to the lower and narrower band of several tens of MHz (i.e., 10-40 MHz). ) Is converted to the frequency component of the difference signal. In this case, the conversion ratio for converting the first band to the second band is 1/100, and the fundamental frequency of the local pulse corresponds to the difference between the fundamental frequency of the input signal and the fundamental frequency of the difference signal. ing. For this reason, a conversion ratio of 1/100, such as 1000 MHz being 10 MHz, 2000 MHz being 20 MHz, and the like.
【００２０】差分信号の波形は、入力信号の波形と合同
であるには、次の条件を満たせば良い。すなわち、一般
的に、波形は、以下のようにフーリエ級数で表される。In order for the waveform of the differential signal to be the same as the waveform of the input signal, the following condition may be satisfied. That is, generally, a waveform is represented by a Fourier series as follows.
【００２１】[0021]
【数１】 この信号のωが変わっても波形の形は同じになる。ω
は、三角関数の加法定理によりｓｉｎ（ｎωLｔ）関数
かｃｏｓ（ｎωLｔ）関数を乗ずれば、ωとωLの加算か
減算された成分が得られる。このうち減算された差分の
成分のみをローパスフィルター等で抜き出せば、波形の
形を保ったままで、図３（ａ）から図３（ｃ）へのよう
に周波数を逓減できる。ローカルパルスは、ｓｉｎ（ｎ
ωLｔ）関数とｃｏｓ（ｎωLｔ）からフーリエ合成で発
生させることができる。したがって、ローカルパルス
は、正弦波もしくは余弦波のｎ次の高調波成分をもった
パルス信号であって、ｎは０から∞の値を取ることがで
きる。(Equation 1) Even if ω of this signal changes, the shape of the waveform becomes the same. ω
It is the addition theorem of trigonometric function if Jozure a sin (nω L t) function or cos (nω L t) function, the addition or subtraction ingredients of omega and omega L is obtained. If only the subtracted difference component is extracted by a low-pass filter or the like, the frequency can be gradually reduced from FIG. 3A to FIG. 3C while maintaining the waveform shape. The local pulse is sin (n
It can be generated by Fourier synthesis from omega L t) function and cos (nω L t). Therefore, the local pulse is a pulse signal having an nth harmonic component of a sine wave or a cosine wave, and n can take a value from 0 to ∞.
【００２２】次に、図５を参照して、ローカルパルス発
生器１２の詳細について説明する。図示のように、ロー
カルパルス発生器１２は、基準発振器１２０と、複数の
周波数成分発生器１２２−１から１２２−Ｎと、加算器
１２４とから成っている。基準発振器１２０は、被測定
周波数を示す基準周波数信号を受け、そしてこれが表す
周波数の発振出力を発生する。この基準周波数発振出力
を受ける複数の周波数成分発生器１２２の各々は、位相
比較器と電圧制御発振器（ＶＣＯ）か成っていて、対応
する基本波、２次、３次、４次…Ｎ次の高調波を出力に
発生する。これら出力を受ける加算器１２４は、それら
を互いに加算することにより、基本波等の複数の周波数
成分から成るローカルパルスを発生する。ローカルパル
ス発生の方法は、基本波と高調波を合成する方法以外
に、ステップ・リカバリー・ダイオードを用いて直接ロ
ーカルパルスを発生させることも可能である。この場合
は、基本波と高調波との振幅及び位相を合わせる必要が
ある。この場合、ローカルパルスに含まれた複数の周波
数成分を入力信号に同時に乗算することになる。但し、
この乗算は、各周波数成分毎に逐次に乗算を行うように
することもできる。Next, the local pulse generator 12 will be described in detail with reference to FIG. As illustrated, the local pulse generator 12 includes a reference oscillator 120, a plurality of frequency component generators 122-1 to 122-N, and an adder 124. The reference oscillator 120 receives a reference frequency signal indicating the frequency to be measured, and generates an oscillation output at the frequency represented by the reference frequency signal. Each of the plurality of frequency component generators 122 receiving the reference frequency oscillation output is composed of a phase comparator and a voltage controlled oscillator (VCO), and has a corresponding fundamental wave, second, third, fourth,. Generates harmonics at the output. The adder 124 receiving these outputs generates a local pulse composed of a plurality of frequency components such as a fundamental wave by adding them together. As a method of generating a local pulse, a local pulse can be directly generated by using a step recovery diode in addition to a method of combining a fundamental wave and a harmonic. In this case, it is necessary to match the amplitude and phase of the fundamental wave and the harmonic. In this case, the input signal is multiplied by a plurality of frequency components included in the local pulse simultaneously. However,
This multiplication may be performed sequentially for each frequency component.
【００２３】図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３に
おける波形をより詳しく示したものである。すなわち、
図６（ｂ）は、図３（ａ）の入力信号を示し、図６
（ａ）は、図３（ｃ）のフィルタ出力信号を示し、そし
て図６（ｃ）は、図３（ｄ）に示したローカルパルスを
示している。ローカルパルスは、図３（ｄ）においては
概略的に示しており、実際には、１例として、図６
（ｃ）に示したような波形となる。FIGS. 6A, 6B and 6C show the waveforms in FIG. 3 in more detail. That is,
FIG. 6B shows the input signal of FIG.
(A) shows the filter output signal of FIG. 3 (c), and FIG. 6 (c) shows the local pulse shown in FIG. 3 (d). The local pulse is schematically shown in FIG. 3D, and in practice, as an example, FIG.
The waveform is as shown in FIG.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上に説明した本発明によれば、入力信
号とローカルパルスを乗算することにより、周波数ヘテ
ロダイン法によって入力信号の周波数成分の周波数を逓
減させ、表示器の表示速度まで低くすることにより、高
速信号の波形観測を可能にすることができる。また、本
発明では、ローカルパルス発生器と乗算器から後は低速
になるので、波形の表示が比較的容易にしかもローコス
トで実現できる。すなわち、従来の高速で動作する同期
信号発生器やサンプリング・ゲートの代わりに、ローカ
ルパルス発生器と乗算器で簡単に高速波形を観測するこ
とができるため、従来のサンプリング・オシロスコープ
に比して簡単な構成で、高速の波形を観測することがで
きる。According to the present invention described above, by multiplying the input signal by the local pulse, the frequency of the frequency component of the input signal is reduced by the frequency heterodyne method to lower the display speed of the display. Thus, it is possible to observe the waveform of a high-speed signal. Further, in the present invention, since the speed becomes low after the local pulse generator and the multiplier, the waveform display can be realized relatively easily and at low cost. In other words, instead of the conventional high-speed synchronous signal generator and sampling gate, high-speed waveforms can be easily observed with the local pulse generator and multiplier, making it easier than conventional sampling oscilloscopes. With such a configuration, a high-speed waveform can be observed.
【図１】従来のサンプリング・オシロスコープの構成を
示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a conventional sampling oscilloscope.
【図２】本発明による高速信号波形表示装置のブロック
図。FIG. 2 is a block diagram of a high-speed signal waveform display device according to the present invention.
【図３】図２に装置における信号の波形を示す図であ
り、（ａ）は入力信号、（ｂ）はローカルパルス、
（ｃ）は差分信号、（ｄ）はローカルパルスの拡大図を
示す。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing signal waveforms in the device, wherein FIG. 3A shows an input signal, FIG.
(C) shows the difference signal, and (d) shows an enlarged view of the local pulse.
【図４】本発明による周波数変換の原理を示す図であっ
て、（ａ）は、入力信号の有する基本波と多数の高調波
の周波数成分を示し、（ｂ）は、入力信号の周波数成分
に対し所定の関係で周波数をずらした基本波と多数の高
調波とから成る周波数成分を有するローカルパルスを示
し、（ｃ）は、周波数ヘテロダインの結果の差分信号の
周波数成分を示す。4A and 4B are diagrams illustrating the principle of frequency conversion according to the present invention, in which FIG. 4A shows a frequency component of a fundamental wave and many harmonics of an input signal, and FIG. 4B shows a frequency component of the input signal. Shows a local pulse having a frequency component composed of a fundamental wave whose frequency is shifted by a predetermined relationship and a number of harmonics, and (c) shows a frequency component of a difference signal resulting from frequency heterodyne.
【図５】図２のローカルパルス発生器１２の詳細を示す
ブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing details of a local pulse generator 12 of FIG. 2;
【図６】図３における波形をより詳しく示す図であり、
（ａ）は図３（ｃ）のフィルタ出力信号を示し、（ｂ）
は図３（ａ）の入力信号を示し、そして（ｃ）は図３
（ｄ）に示したローカルパルスを示す。FIG. 6 is a diagram showing the waveform in FIG. 3 in more detail;
FIG. 3A shows the filter output signal of FIG.
3A shows the input signal of FIG. 3A, and FIG.
The local pulse shown in (d) is shown.
１ 広帯域信号周波数変換部 ２ 波形表示部 １０ 乗算器 １２ ローカルパルス発生器 ２０ ローパス・フィルタ ２２ 同期抜取部 ２４ 同期信号発生器 ２６ 表示器 １２０ 基準発振器 １２２−１…Ｎ 周波数成分発生器 １２４ 加算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Broadband signal frequency conversion part 2 Waveform display part 10 Multiplier 12 Local pulse generator 20 Low-pass filter 22 Synchronous extraction part 24 Synchronous signal generator 26 Display 120 Reference oscillator 122-1 ... N frequency component generator 124 Adder
Claims (25)
成分を所定の周波数帯域内へ変換する方法であって、 イ）前記入力信号成分を構成する複数の周波数成分の各
々を、周波数ヘテロダイン処理によって周波数を変換す
ることにより、周波数変換した複数の周波数成分から成
る出力信号成分を発生する周波数変換ステップ、から成
る広帯域信号周波数変換方法。1. A method for converting at least one input signal component included in an input into a predetermined frequency band, comprising the steps of: a) subjecting each of a plurality of frequency components constituting the input signal component to frequency heterodyne processing; A frequency conversion step of generating an output signal component comprising a plurality of frequency-converted frequency components by converting the frequency.
から成る第１の周波数成分グループは、第１の周波数帯
域内に存在し、 ロ）前記出力信号成分を構成する前記複数の周波数成分
から成る第２の周波数成分グループは、前記第１周波数
帯域よりも周波数が低くかつ幅が狭い第２の周波数帯域
内に存在すること、を特徴とする広帯域信号周波数変換
方法。2. The method according to claim 1, wherein: a) a first frequency component group consisting of the plurality of frequency components constituting the input signal component exists in a first frequency band; The second frequency component group including the plurality of frequency components constituting the output signal component is present in a second frequency band having a lower frequency and a smaller width than the first frequency band. Wideband signal frequency conversion method.
の前記複数の周波数成分に対し、互いに異なった複数の
ローカル周波数を発生するローカル周波数発生ステップ
と、 ロ）前記入力信号成分の前記第１周波数成分グループに
対し、前記複数のローカル周波数を使用して、周波数ヘ
テロダイン処理を実行する周波数ヘテロダイン処理ステ
ップと、から成る広帯域信号周波数変換方法。3. The method according to claim 2, wherein the frequency conversion step includes the steps of: a) applying a plurality of different local frequencies to the plurality of frequency components in the first frequency component group of the input signal component; A wideband signal comprising: a local frequency generating step to generate; and b) a frequency heterodyne processing step of performing a frequency heterodyne processing on the first frequency component group of the input signal component using the plurality of local frequencies. Frequency conversion method.
テロダイン処理を前記複数のローカル周波数の各々を使
用して逐次行うこと、を特徴とする広帯域信号周波数変
換方法。4. The method according to claim 3, wherein said frequency heterodyne processing step is performed sequentially using each of said plurality of local frequencies.
ーカル周波数を使用した周波数ヘテロダイン処理を同時
に行うこと、を特徴とする広帯域信号周波数変換方法。5. The method according to claim 3, wherein the frequency heterodyne processing step includes simultaneously performing the frequency heterodyne processing using the plurality of local frequencies.
ル周波数出力発生ステップと、 ロ）前記複数のローカル周波数出力を含んだ合成ローカ
ル周波数出力を発生する合成ステップと、を含むことを
特徴とする広帯域信号周波数変換方法。6. The method according to claim 5, wherein the step of generating a local frequency includes the steps of: a) generating a local frequency output for generating an output of the plurality of local frequencies; and b) generating the plurality of local frequency outputs. Synthesizing a synthetic local frequency output.
加算すること、を特徴とする広帯域信号周波数変換方
法。7. The wideband signal frequency conversion method according to claim 6, wherein said combining step includes adding said plurality of local frequency outputs.
該基本波の少なくとも１つの高調波の周波数から成るこ
と、を特徴とする広帯域信号周波数変換方法。8. The method of claim 3, wherein the plurality of local frequencies includes one fundamental frequency and
A wideband signal frequency conversion method, comprising a frequency of at least one harmonic of the fundamental wave.
周波数は、 イ）前記第１周波数帯域を前記第２周波数帯域に変換す
る変換比と、 ロ）前記第１周波数帯域内の所定の基準周波数と、に基
づいて決定すること、を特徴とする広帯域信号周波数変
換方法。9. The method according to claim 8, wherein the fundamental frequency comprises: a) a conversion ratio for converting the first frequency band to the second frequency band; and b) a predetermined ratio within the first frequency band. And a reference frequency.
号成分を所定の周波数帯域内へ変換する装置であって、 イ）前記入力信号成分を構成する複数の周波数成分の各
々を、周波数ヘテロダイン処理によって周波数を変換す
ることにより、周波数変換した複数の周波数成分から成
る出力信号成分を発生する周波数変換手段、から成る広
帯域信号周波数変換装置。10. An apparatus for converting at least one input signal component included in an input into a predetermined frequency band, a) performing a frequency heterodyne process on each of a plurality of frequency components constituting the input signal component Frequency conversion means for converting the frequency to generate an output signal component comprising a plurality of frequency-converted frequency components.
から成る第１の周波数成分グループは、第１の周波数帯
域内に存在し、 ロ）前記出力信号成分を構成する前記複数の周波数成分
から成る第２の周波数成分グループは、前記第１周波数
帯域よりも周波数が低くかつ幅が狭い第２の周波数帯域
内に存在すること、を特徴とする広帯域信号周波数変換
装置。11. The apparatus according to claim 10, wherein: a) a first frequency component group including the plurality of frequency components constituting the input signal component exists in a first frequency band; The second frequency component group including the plurality of frequency components constituting the output signal component is present in a second frequency band having a lower frequency and a smaller width than the first frequency band. Wideband signal frequency converter.
波数変換手段は、 イ）前記入力信号成分の前記第１周波数成分グループ内
の前記複数の周波数成 分に対し、互いに異なった複数のローカル周波数を発生
するローカル周波数発生手段と、 ロ）前記入力信号成分の前記第１周波数成分グループに
対し、前記複数のローカル周波数を使用して、周波数ヘ
テロダイン処理を実行する周波数ヘテロダイン処理手段
と、から成る広帯域信号周波数変換装置。12. The apparatus according to claim 11, wherein said frequency conversion means comprises: a) a plurality of different local frequencies for the plurality of frequency components in the first frequency component group of the input signal component; And b) frequency heterodyne processing means for performing frequency heterodyne processing on the first frequency component group of the input signal component using the plurality of local frequencies. Signal frequency converter.
ダイン処理を前記複数のローカル周波数の各々を使用し
て逐次行うこと、を特徴とする広帯域信号周波数変換装
置。13. The wideband signal frequency conversion apparatus according to claim 12, wherein said frequency heterodyne processing means sequentially performs said frequency heterodyne processing using each of said plurality of local frequencies.
ル周波数を使用した周波数ヘテロダイン処理を同時に行
うこと、を特徴とする広帯域信号周波数変換装置。14. The wideband signal frequency conversion apparatus according to claim 12, wherein said frequency heterodyne processing means simultaneously performs frequency heterodyne processing using said plurality of local frequencies.
ーカル周波数発生手段は、 イ）基準周波数の発振手段と、 ロ）前記基準周波数に応答して、前記複数のローカル周
波数の出力を発生するローカル周波数出力発生手段と、 ハ）前記複数のローカル周波数出力を含んだ合成ローカ
ル周波数出力を発生する合成手段と、を含むこと、を特
徴とする広帯域信号周波数変換装置。15. An apparatus according to claim 14, wherein said local frequency generating means comprises: a) an oscillator for generating a reference frequency; and b) a local oscillator for generating an output of said plurality of local frequencies in response to said reference frequency. A wideband signal frequency conversion device comprising: frequency output generating means; and c) synthesizing means for generating a synthesized local frequency output including the plurality of local frequency outputs.
する加算手段から成ること、を特徴とする広帯域信号周
波数変換装置。16. An apparatus according to claim 15, wherein said synthesizing means comprises an adding means for adding said plurality of local frequency outputs.
該基本波の少なくとも１つの高調波の周波数から成るこ
と、を特徴とする広帯域信号周波数変換装置。17. The apparatus of claim 12, wherein the plurality of local frequencies are one fundamental frequency and
A wide-band signal frequency converter comprising a frequency of at least one harmonic of the fundamental wave.
本波周波数は、 イ）前記第１周波数帯域を前記第２周波数帯域に変換す
る変換比と、 ロ）前記第１周波数帯域内の所定の基準周波数と、に基
づいて決定すること、を特徴とする広帯域信号周波数変
換装置。18. The apparatus according to claim 17, wherein the fundamental frequency comprises: a) a conversion ratio for converting the first frequency band to the second frequency band; and b) a predetermined ratio within the first frequency band. And determining the frequency based on the reference frequency.
号成分の波形を観測する波形観測方法であって、 イ）請求項のいずれかに記載の方法によって得られた前
記出力信号成分に対し、ディスプレイでの波形観測のた
めの信号処理を実行する信号処理ステップ、を含む波形
観測方法。19. A waveform observing method for observing a waveform of at least one input signal component included in an input, the method comprising the steps of: (a) displaying a waveform of the output signal component obtained by the method according to claim 1; A signal processing step of performing a signal processing for waveform observation in step (a).
号処理ステップは、 前記出力信号成分に対し、ディスプレイでの波形観測の
ための処理を実行する波形観測処理ステップ、から成る
波形観測方法。20. A waveform observation method according to claim 19, wherein said signal processing step comprises a waveform observation processing step of executing a process for observing a waveform on a display with respect to said output signal component.
号成分の波形を観測する波形観測装置であって、 イ）請求項のいずれかに記載の装置によって得られた前
記出力信号成分に対し、ディスプレイでの波形観測のた
めの信号処理を実行する信号処理手段、を含む波形観測
装置。21. A waveform observing apparatus for observing a waveform of at least one input signal component included in an input, wherein a) a display is provided for the output signal component obtained by the apparatus according to claim 1. And a signal processing unit for performing signal processing for waveform observation in the apparatus.
号処理手段は、 前記出力信号成分に対し、ディスプレイでの波形観測の
ための処理を実行する波形観測処理手段と、から成る波
形観測装置。22. A waveform observation apparatus according to claim 21, wherein said signal processing means comprises: waveform observation processing means for executing a process for observing a waveform on a display with respect to said output signal component.
形観測処理手段は、 イ）前記出力信号成分から同期信号を抜き取ることによ
り、同期基準信号と波形信号とに分割する同期抜き取り
手段と、 ロ）前記同期基準信号から、前記ディスプレイ用の同期
信号を発生する同期信号発生手段と、 ハ）前記同期信号と前記波形信号とを受け、これらに応
答することにより前記出力信号成分の波形を表示する前
記のディスプレイと、から成る波形観測装置。23. The apparatus according to claim 22, wherein said waveform observation processing means comprises: a) synchronization sampling means for extracting a synchronization signal from said output signal component to divide it into a synchronization reference signal and a waveform signal; A) a synchronizing signal generating means for generating the synchronizing signal for the display from the synchronizing reference signal; and c) displaying the waveform of the output signal component by receiving the synchronizing signal and the waveform signal and responding to them. A waveform observation device, comprising: the display described above.
て、 イ） 前記高速信号の内の波形観測する被測定信号の基
準周波数を選択するステップと、 ロ） 前記基準周波数を有する基本波と、該基本波の複
数の高調波とから成る合成ローカル・パルスを発生する
ステップと、 ハ） 前記被測定信号を、前記合成ローカル・パルスを
使って周波数ヘテロダイン処理することにより、前記被
測定信号の周波数成分を逓減する周波数逓減ステップ
と、 ニ） 周波数逓減した前記被測定信号を使用して、前記
被測定信号の波形を表示するための波形表示ステップ
と、から成る高速信号波形観測方法。24. A method for observing a waveform of a high-speed signal, the method comprising: a) selecting a reference frequency of a signal under measurement whose waveform is to be observed in the high-speed signal; and b) a fundamental wave having the reference frequency. Generating a synthesized local pulse comprising a plurality of harmonics of the fundamental wave; c) subjecting the measured signal to a frequency heterodyne process using the synthesized local pulse to obtain the measured signal A high-speed signal waveform observing method, comprising: a frequency diminishing step for diminishing the frequency component of the above;
て、 イ） 前記高速信号の内の波形観測する被測定信号の基
準周波数を選択する選択手段と、 ロ） 前記基準周波数を有する基本波と、該基本波の複
数の高調波とから成る合成ローカル・パルスを発生する
合成ローカル・パルス発生手段と、 ハ） 前記高速信号に前記ローカル・パルスを乗算する
ことにより、前記被測定信号の周波数成分を逓減する乗
算手段と、 ニ） 周波数逓減した前記被測定信号を受けて、前記被
測定信号の波形を表示するための波形表示手段と、から
成る高速信号波形観測装置。25. An apparatus for observing a waveform of a high-speed signal, comprising: a) selecting means for selecting a reference frequency of a signal under measurement whose waveform is to be observed in the high-speed signal; and b) a basic having the reference frequency. A synthesized local pulse generating means for generating a synthesized local pulse composed of a wave and a plurality of harmonics of the fundamental wave; c) multiplying the high-speed signal by the local pulse to obtain a signal of the signal under measurement. A high-speed signal waveform observing apparatus comprising: a multiplying means for reducing a frequency component; and d) a waveform display means for receiving the signal to be measured whose frequency has been reduced and displaying a waveform of the signal to be measured.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192726A JP2002009554A (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Method and device for converting broadband signal frequency |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002009554A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101031871B1 (en) * | 2010-02-26 | 2011-05-02 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Apparatus and method for selecting band of signal |
| JP2012252009A (en) * | 2011-06-06 | 2012-12-20 | Tektronix Inc | Distributed acquisition system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000040920A (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-08 | Sharp Corp | Signal procesor and communication machine |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192726A patent/JP2002009554A/en active Pending
Patent Citations (1)
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