JP2007150525A

JP2007150525A - ノイズ発生装置

Info

Publication number: JP2007150525A
Application number: JP2005340063A
Authority: JP
Inventors: Chiharu Miyazaki; 千春宮崎; Naohito Oka; 尚人岡; Yoshihiko Konishi; 善彦小西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】ノイズ発生装置において、比較的簡易な構成で、ノイズ信号の帯域幅を可変とすることができるようにすることを目的としている。
【解決手段】ノイズ発生装置において、第１の信号を発生する第１の信号発生部と、前記第１の信号発生部で発生した第１の信号の周波数を拡散させる周波数拡散部と、第２の信号を発生する第２の信号発生部と、前記第２の信号発生部で発生した第２の信号に基づいて、前記周波数拡散部で周波数が拡散された第１の信号の周波数を変換するミキサと、前記ミキサで周波数が変換された第１の信号を、所定の通過帯域で通過させる帯域通過フィルタと、を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、ノイズとしての信号を発生するノイズ発生装置に関するものである。

従来、例えば電気通信系などの試験に利用するためのノイズ信号を発生するノイズ発生装置として、ノイズ信号を出すホワイトノイズ源と、ノイズ信号の帯域を選ぶための通過帯域を有する帯域フィルタと、周波数発振器の周波数でノイズ信号の周波数変換を行うミキサと、を有するものが知られている（例えば特許文献１）。

特開昭５１−２９３７４号公報

特許文献１に開示された従来のノイズ発生装置においては、帯域フィルタの通過帯域幅が固定であるため、ノイズ信号の帯域幅を可変とすることができないという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ノイズ発生装置において、比較的簡易な構成で、ノイズ信号の帯域幅を可変とすることができるようにすることを目的としている。

この発明に係るノイズ発生装置は、第１の信号を発生する第１の信号発生部と、前記第１の信号発生部で発生した第１の信号の周波数を拡散させる周波数拡散部と、第２の信号を発生する第２の信号発生部と、前記第２の信号発生部で発生した第２の信号に基づいて、前記周波数拡散部で周波数が拡散された第１の信号の周波数を変換するミキサと、前記ミキサで周波数が変換された第１の信号を、所定の通過帯域で通過させる帯域通過フィルタと、を備えたものである。

この発明は、ノイズ発生装置において、ノイズ信号の帯域幅を可変とすることができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１によるノイズ発生装置は、周波数拡散部において、第１の信号の周波数を連続的に可変の拡散幅で拡散させ、第１の帯域通過フィルタにおいて、周波数拡散された第１の信号のうち、第１の通過帯域内の信号成分を選択し、ミキサにおいて、固定または可変周波数の第２の信号に基づいて、選択された第１の信号の周波数を変換し、第２の帯域通過フィルタにおいて、周波数変換された第１の信号のうち、第２の通過帯域内の信号成分を選択するようにしたので、比較的簡易な構成で安価に、ノイズ信号の帯域幅を連続的に可変とすることができるものである。

図１は、この発明の実施の形態１によるノイズ発生装置を示す構成図であり、また、図２は、この発明の実施の形態１によるノイズ発生装置の各部における信号の周波数スペクトルを示すものである。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。
図１において、１は第１の信号発生部、２は周波数拡散部、３は第１の帯域通過フィルタ、４はミキサ、５は第２の信号発生部、６は第２の帯域通過フィルタ、７は出力端子である。

次に動作について説明する。
まず、第１の信号発生部１から出力された周波数fsの第１の信号（図２(a)）は、周波数拡散部２で周波数変調を受けることにより、帯域幅Δfをもつ信号に拡散される（図２(b)）。この周波数拡散された第１の信号は、中心周波数fs、Δf以上の通過帯域幅をもつ第１の帯域通過フィルタ３により通過帯域以外の成分が除去されたのち、ミキサ４に入力される。この第１の信号とは別にミキサ４には第２の信号発生部５より周波数ｆ_Lの第２の信号が入力され、中心周波数がそれぞれｆ_L−fs、ｆ_L＋fsで、帯域幅Δｆの信号がミキサ４から出力される（図２(c)）。この周波数変換された第１の信号は、中心周波数ｆ_L−fs、Δf以上の通過帯域幅を持つ第２の帯域通過フィルタ６により通過帯域以外の成分が除去されたのち（図２(d)）、出力端子７から出力される。この出力信号は中心周波数ｆ_L−fs、帯域幅Δfのノイズとして、例えばイミュニティ試験や通信機器の電磁干渉試験に使用することができる。なお、第２の帯域通過フィルタ６として、中心周波数ｆ_L＋fs、Δf以上の通過帯域幅を持つ帯域通過フィルタを用いても良い。この場合、出力端子７から出力される信号は中心周波数ｆ_L＋fs、帯域幅Δfとなる。

また、このノイズの周波数は、第２の信号発生部５の周波数ｆ_Lを変更するようにすることで可変可能となる。さらに、このノイズの帯域幅Δfは、周波数拡散部２の拡散幅を変更するようにすることで可変可能となる。ここで、周波数拡散部２においては、例えば正弦波状の波形をもつ第１の信号を周波数変調により拡散させており、この周波数変調の制御により拡散幅を固定することも連続的に変更することも可能である。

また、周波数拡散部２の拡散幅を、第１の信号発生部１の周波数fsの割合に対して決定するようにすれば、第１の信号発生部１の周波数fsを変更することで、ノイズの帯域幅を可変可能とすることができる。この場合、第１の信号発生部１の周波数fsを連続的に変更することで、ノイズの帯域幅Δｆも連続的に変更することができる。なお、あらかじめ、ノイズの帯域幅の最大値を決めておき、第１の帯域通過フィルタ３および第２の帯域通過フィルタ６にその最大値に対応する通過帯域幅をもたせておけば、これらの通過帯域幅を変更することは不要となる。

以上のように、この発明の実施の形態１によるノイズ発生装置においては、ノイズの帯域幅の変更を、周波数拡散部２の拡散幅の変更、第１の信号発生部１の発信周波数fsの変更、もしくはこれらの組み合わせで行うようにしているので、ノイズの帯域幅の変更のために通過帯域幅の違う複数の帯域通過フィルタを使用する必要がなく、周波数と帯域幅が連続的に可変可能なノイズ発生装置を簡易な構成で安価に提供することができる。

なお、上述のように、この発明の実施の形態１では、第１の帯域通過フィルタ３により通過帯域以外の信号成分を除去する場合を示したが、この通過帯域以外の不要な信号成分の影響が実用上の支障とならない場合には、第１の帯域通過フィルタ３を省略するように構成しても良い。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２によるノイズ発生装置は、周波数拡散部において、パルス信号としての第１の信号の周波数を連続的に可変の拡散幅で拡散させ、第１の帯域通過フィルタにおいて、周波数拡散された第１の信号のうち、第１の通過帯域内の高調波成分を選択し、ミキサにおいて、固定または可変周波数の第２の信号に基づいて、選択された第１の信号の高調波の周波数を変換し、第２の帯域通過フィルタにおいて、周波数変換された第１の信号のうち、第２の通過帯域内の信号成分を選択するようにしたので、比較的簡易な構成で安価に、ノイズ信号の帯域幅を連続的に可変とすることができるものである。

図３は、この発明の実施の形態２によるノイズ発生装置を示す構成図であり、また、図４は、この発明の実施の形態２によるノイズ発生装置の各部における信号の周波数スペクトルを示すものである。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。
図３において、１ａはパルス信号を発生するパルス発生部としての第１の信号発生部、２は周波数拡散部、３は第１の帯域通過フィルタ、４はミキサ、５は第２の信号発生部、６は第２の帯域通過フィルタ、７は出力端子である。

次に動作について説明する。
まず、第１の信号発生部１ａから出力された基本周波数f₁のパルス信号としての第１の信号のスペクトルはf₁の整数倍の周波数成分f_ｎ（高調波成分）をもつことになる（図４(a)）。この第１の信号は、周波数拡散装置２で周波数変調を受けることにより拡散される（図４(b)）。このとき、各高調波成分の中心周波数は変化しないが、基本周波数f₁の帯域幅をΔf₁、高調波の次数をｎ、ｎ次高調波の帯域幅をΔf_ｎとすると、ｎ次高調波の帯域幅は式（１）のように表すことができる。
Δf_ｎ＝ｎ×Δf₁ （１）
この周波数拡散された第１の信号は、例えば中心周波数f₂、Δf₂以上の通過帯域幅をもつ第１の帯域通過フィルタ３により所望の帯域以外の成分を除去されたのち（図４(c)）、ミキサ４に入力される。この選択された第１の信号とは別にミキサ４には第２の信号発生部５から周波数ｆ_Lの第２の信号が入力され、中心周波数がそれぞれｆ_L−f₂、ｆ_L＋f₂で、帯域幅Δｆ₂の信号がミキサ４から出力される（図４(d)）。この周波数変換された第１の信号は、中心周波数ｆ_L−f₂、Δf₂以上の通過帯域幅をもつ第２の帯域通過フィルタ６により通過帯域以外の成分を除去されたのち（図４(e)）、出力端子７から出力される。この出力信号は中心周波数ｆ_L−f₂、帯域幅Δf₂のノイズとして、例えばイミュニティ試験や通信機器の電磁干渉試験に使用することができる。

なお、このノイズの周波数は、第２の信号発生部５の周波数ｆ_Lを変更するようにすることで可変可能となる。さらに、このノイズの帯域幅Δf₂は、周波数拡散装置２の拡散幅Δf₁を変更するようにすることで式（１）に対応して可変可能となる。ここで、周波数拡散部２においては、例えば方形波状の波形をもつパルス信号としての第１の信号を周波数変調により拡散させており、この周波数変調の制御により拡散幅を固定することも連続的に変更することも可能である。

また、周波数拡散装置２の拡散幅Δf₁を、第１の信号発生部１ａの基本周波数f₁の割合に対して決定するようにすれば、第１の信号発生部１ａの基本周波数f₁を変更することによりノイズの帯域幅Δf₂を可変することができる。この場合、第１の信号発生部１ａの基本周波数f₁を連続的に変更することで、ノイズの帯域幅も連続的に変更することができる。なお、あらかじめ、ノイズの帯域幅の最大値を決めておき、第１の帯域通過フィルタ３および第２の帯域通過フィルタ６にその最大値に対応する通過帯域幅を持たせておけば、これらの通過帯域幅を変更することは不要となる。

さらに、第１の帯域通過フィルタ３の中心周波数をf₂からf_ｎに変更することで、式（１）に示した帯域幅Δf_ｎのノイズを得ることができる。ただし、その際、ミキサ４の出力の中心周波数はｆ_L−f_ｎ、ｆ_L＋f_ｎ、それぞれの帯域幅はΔf_ｎとなるため、それに対応して、第２の帯域通過フィルタ６の中心周波数も変更する必要がある。なお、第１の帯域通過フィルタ３を通過する信号のレベルが低い場合には、第１の帯域通過フィルタ３の後に増幅器を設けるようにしても良い。

以上のように、この発明の実施の形態２によるノイズ発生装置においては、ノイズの帯域幅の変更を、周波数拡散装置２の拡散幅の変更、第１の信号発生部１ａの基本周波数f₁の変更、第１の帯域通過フィルタ３の中心周波数の変更（すなわち、通過帯域の変更）、もしくはこれらの組み合わせで行うようにしているので、ノイズの帯域幅の変更のために通過帯域幅の違う複数の帯域通過フィルタを使用する必要がなく、帯域幅の設定の自由度が大きく、周波数と帯域幅が連続的に可変可能なノイズ発生装置を簡易な構成で安価に提供することができる。

なお、上述のように、この発明の実施の形態１、２では、周波数拡散の方法としては、周波数変調により実現される場合を示したが、周波数拡散の方法はこれに限られるものでないことは言うまでもない。

この発明の実施の形態１によるノイズ発生装置を示す構成図この発明の実施の形態１によるノイズ発生装置を説明するための説明図この発明の実施の形態２によるノイズ発生装置を示す構成図この発明の実施の形態２によるノイズ発生装置を説明するための説明図

符号の説明

１、１ａ第１の信号発生部
２周波数拡散部
３第１の帯域通過フィルタ
４ミキサ
５第２の信号発生部
６第２の帯域通過フィルタ

Claims

第１の信号を発生する第１の信号発生部と、
前記第１の信号発生部で発生した第１の信号の周波数を拡散させる周波数拡散部と、
第２の信号を発生する第２の信号発生部と、
前記第２の信号発生部で発生した第２の信号に基づいて、前記周波数拡散部で周波数が拡散された第１の信号の周波数を変換するミキサと、
前記ミキサで周波数が変換された第１の信号を、所定の通過帯域で通過させる帯域通過フィルタと、
を備えたことを特徴とするノイズ発生装置。
第１の信号を発生する第１の信号発生部と、
前記第１の信号発生部で発生した第１の信号の周波数を拡散させる周波数拡散部と、
前記周波数拡散部で周波数が拡散された第１の信号を、第１の通過帯域で通過させる第１の帯域通過フィルタと、
第２の信号を発生する第２の信号発生部と、
前記第２の信号発生部で発生した第２の信号に基づいて、前記第１の帯域通過フィルタを通過した第１の信号の周波数を変換するミキサと、
前記ミキサで周波数が変換された第１の信号を、第２の通過帯域で通過させる第２の帯域通過フィルタと、
を備えたことを特徴とするノイズ発生装置。
パルス信号としての第１の信号を発生する第１の信号発生部と、
前記第１の信号発生部で発生した第１の信号の周波数を拡散させる周波数拡散部と、
前記周波数拡散部で周波数が拡散された第１の信号を、第１の通過帯域で通過させる第１の帯域通過フィルタと、
第２の信号を発生する第２の信号発生部と、
前記第２の信号発生部で発生した第２の信号に基づいて、前記第１の帯域通過フィルタを通過した第１の信号の周波数を変換するミキサと、
前記ミキサで周波数が変換された第１の信号を、第２の通過帯域で通過させる第２の帯域通過フィルタと、
を備えたことを特徴とするノイズ発生装置。
前記周波数拡散部において、周波数の拡散幅が連続的に可変であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のノイズ発生装置。
前記第１の帯域通過フィルタにおいて、前記パルス信号の高調波成分を選択するように、第１の通過帯域が可変であることを特徴とする請求項３に記載のノイズ発生装置。