JP2007163179A - Detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出器に関する。特に本発明は、入力信号に含まれる周波数成分を検出する検出器に関する。 The present invention relates to a detector. In particular, the present invention relates to a detector that detects a frequency component contained in an input signal.
従来より、信号のスペクトラム解析を行う装置として、スーパーヘテロダイン方式のスペクトラムアナライザが知られている(例えば、特許文献1参照。)。スーパーヘテロダイン方式のスペクトラムアナライザは、一段目のローカル発振器の発振周波数を制御することにより、検出対象の周波数を変化させる。従って、従来のスペクトラムアナライザは、一段目の発振器の発振周波数を任意の範囲で掃引制御することにより、その周波数範囲における入力信号のスペクトラム分布を検出することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a superheterodyne spectrum analyzer has been known as an apparatus for performing signal spectrum analysis (see, for example, Patent Document 1). The superheterodyne spectrum analyzer changes the frequency to be detected by controlling the oscillation frequency of the first-stage local oscillator. Therefore, the conventional spectrum analyzer can detect the spectrum distribution of the input signal in the frequency range by sweeping and controlling the oscillation frequency of the first-stage oscillator in an arbitrary range.
また、第1のクロックをプログラマブルデジタル分周器で分周した第2のクロックを発生する発振器が提案されている(例えば、特許文献2)。また、フラクショナル−N分周器を有するPLL回路(例えば、特許文献3参照。)が提案されている。フラクショナル−N分周器を用いたPLL回路は、出力周波数を、入力周波数の小数点以下の精度の倍数に設定することができる。 An oscillator that generates a second clock obtained by dividing the first clock by a programmable digital frequency divider has been proposed (for example, Patent Document 2). Further, a PLL circuit having a fractional-N frequency divider (see, for example, Patent Document 3) has been proposed. The PLL circuit using the fractional-N frequency divider can set the output frequency to a multiple of the precision below the decimal point of the input frequency.
ところで、スペクトラムアナライザにおいて、フラクショナル−N分周器を有するPLL回路を、一段目のローカル発振器として適用した場合、発振周波数が詳細に変化するので、検出対象の周波数を詳細に制御することができる。 しかしながら、フラクショナル−N分周器を有するPLL回路は、分周比の切り替えにより生じるスプリアスおよび位相雑音が発生する。このために、フラクショナル−N分周器が一段目のローカル発振器として適用されたスペクトラムアナライザは、スプリアスおよび位相雑音により検出精度が悪化してしまう。 By the way, in a spectrum analyzer, when a PLL circuit having a fractional-N frequency divider is applied as a first-stage local oscillator, the oscillation frequency changes in detail, so that the frequency to be detected can be controlled in detail. However, a PLL circuit having a fractional-N frequency divider generates spurious and phase noise caused by switching of the frequency division ratio. For this reason, the spectrum analyzer to which the fractional-N frequency divider is applied as the first-stage local oscillator deteriorates the detection accuracy due to spurious and phase noise.
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる検出器を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。 Then, this invention aims at providing the detector which can solve said subject. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
本発明の第1の形態によると、入力信号を検出する検出器であって、基準クロック(fref)を出力する基準発振器と、出力する第1ローカル信号を小数点以下の単位で分周比を設定可能な第1分周器により分周して基準クロックとの間で位相調整することにより、基準クロックに第1分周器における第1分周比を乗じた第1ローカル周波数(flo1)を有する第1ローカル信号を出力する第1ローカル発振器と、入力信号および第1ローカル信号を混合した第1混合信号を出力する第1ミキサーと、第1ローカル信号に基づいて、予め定められた第2ローカル周波数(flo2)を有する第2ローカル信号を出力する第2ローカル発振器と、第1混合信号および第2ローカル信号を混合した第2混合信号を出力する第2ミキサーと、第1ローカル周波数に応じて出力される第2混合信号に基づいて、第1ローカル周波数に対応する入力信号の周波数成分を検出する検出部とを備える検出器を提供する。 According to the first aspect of the present invention, a detector for detecting an input signal is a reference oscillator that outputs a reference clock (fref), and a first local signal to be output is set with a division ratio in units of decimals. A first local frequency (flo1) obtained by multiplying the reference clock by the first frequency division ratio in the first frequency divider by dividing the frequency by the first frequency divider possible and adjusting the phase with the reference clock. A first local oscillator that outputs a first local signal; a first mixer that outputs a first mixed signal obtained by mixing the input signal and the first local signal; and a second local that is predetermined based on the first local signal. A second local oscillator that outputs a second local signal having a frequency (flo2); a second mixer that outputs a second mixed signal obtained by mixing the first mixed signal and the second local signal; Based on the second mixed signal is output in accordance with a local frequency, to provide a detector and a detector for detecting the frequency component of the input signal corresponding to the first local frequency.
第2ローカル発振器は、第2ローカル信号を第2分周器により分周した第2分周信号と、第1分周器が出力する第1分周信号との間で位相調整することにより、第1分周信号に第2分周器における第2分周比を乗じた第2ローカル周波数(flo2)を有する第2ローカル信号を出力してよい。第1分周器は、フラクショナル分周器であってよい。第1ローカル周波数は、第2ローカル周波数より大きく、かつ、第2ローカル周波数の2倍未満であってよい。 The second local oscillator adjusts the phase between the second divided signal obtained by dividing the second local signal by the second divider and the first divided signal output by the first divider, A second local signal having a second local frequency (flo2) obtained by multiplying the first frequency division signal by the second frequency division ratio in the second frequency divider may be output. The first frequency divider may be a fractional frequency divider. The first local frequency may be greater than the second local frequency and less than twice the second local frequency.
検出器は、出力する第3ローカル信号を第3分周器により分周した第3分周信号と第1分周信号との間で位相調整することにより、第1分周信号に第3分周器における第3分周比を乗じた第3ローカル周波数(flo3)を有する第3ローカル信号を出力する第3ローカル発振器と、第2混合信号および第3ローカル信号を混合した第3混合信号を出力する第3ミキサーとを更に備え、検出部は、第1ローカル周波数に応じて出力される第3混合信号に基づいて、入力信号のスペクトルを検出してよい。 The detector adjusts the phase between the third divided signal obtained by dividing the third local signal to be output by the third divider and the first divided signal, so that the first divided signal is divided into the third divided signal. A third local oscillator that outputs a third local signal having a third local frequency (flo3) multiplied by a third frequency division ratio in the frequency divider, and a third mixed signal obtained by mixing the second mixed signal and the third local signal. And a third mixer for outputting, and the detection unit may detect the spectrum of the input signal based on the third mixed signal output according to the first local frequency.
検出器は、出力する第3ローカル信号を第3分周器により分周した第3分周信号と第2分周信号との間で位相調整することにより、第2分周信号に第3分周器における第3分周比を乗じた第3ローカル周波数(flo3)を有する第3ローカル信号を出力する第3ローカル発振器と、第2混合信号および第3ローカル信号を混合した第3混合信号を出力する第3ミキサーとを更に備え、検出部は、第1ローカル周波数に応じて出力される第3混合信号に基づいて、入力信号のスペクトルを検出してよい。 The detector adjusts the phase between the third frequency-divided signal obtained by frequency-dividing the third local signal to be output by the third frequency divider and the second frequency-divided signal, so that the second frequency-divided signal is divided into the third frequency-divided signal. A third local oscillator that outputs a third local signal having a third local frequency (flo3) multiplied by a third frequency division ratio in the frequency divider, and a third mixed signal obtained by mixing the second mixed signal and the third local signal. And a third mixer for outputting, and the detection unit may detect the spectrum of the input signal based on the third mixed signal output according to the first local frequency.
当該検出器は、入力信号のスペクトルを計測するスペクトラムアナライザとして機能するものであり、検出部は、第1ローカル周波数に応じて出力される第2混合信号のそれぞれに基づいて、入力信号における第1ローカル周波数に対応する周波数のスペクトルを検出してよい。 The detector functions as a spectrum analyzer for measuring the spectrum of the input signal, and the detector is configured to detect the first mixed signal output from the first mixed signal output according to the first local frequency. A spectrum of a frequency corresponding to the local frequency may be detected.
本発明の第2の形態によると、入力信号を検出する検出方法であって、基準クロック(fref)を出力する基準発振段階と、出力する第1ローカル信号を1倍未満の単位で分周比を設定可能な第1分周器により分周して基準クロックとの間で位相調整することにより、基準クロックに第1分周器における第1分周比を乗じた第1ローカル周波数(flo1)を有する第1ローカル信号を出力する第1ローカル発振段階と、入力信号および第1ローカル信号を混合した第1混合信号を出力する第1ミキサー段階と、第1ローカル信号に基づいて、予め定められた第2ローカル周波数(flo2)を有する第2ローカル信号を出力する第2ローカル発振段階と、第1混合信号および第2ローカル信号を混合した第2混合信号を出力する第2ミキサー段階と、第1ローカル周波数に応じて出力される第2混合信号に基づいて、第1ローカル周波数に対応する入力信号の周波数成分を検出する検出段階とを備える検出方法を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a detection method for detecting an input signal, wherein a reference oscillation stage for outputting a reference clock (fref) and a first local signal to be output are divided by a unit of less than 1 time. The first local frequency (flo1) obtained by multiplying the reference clock by the first frequency division ratio in the first frequency divider by dividing the frequency by the first frequency divider that can be set and adjusting the phase with the reference clock. And a first mixer stage for outputting a first mixed signal obtained by mixing the input signal and the first local signal, and a first local signal based on the first local signal. A second local oscillation stage for outputting a second local signal having a second local frequency (flo2), and a second mixer for outputting a second mixed signal obtained by mixing the first mixed signal and the second local signal. And over steps, on the basis of the second mixed signal is output in accordance with the first local frequency, to provide a detection method and a detection step of detecting a frequency component of the input signal corresponding to the first local frequency.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
本発明によれば、入力信号に含まれる周波数成分を高精度に検出することができる。 According to the present invention, a frequency component included in an input signal can be detected with high accuracy.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
図1は、本実施形態に係るスペクトラムアナライザ10の構成を示す。スペクトラムアナライザ10は、本発明の検出器の一例であり、スーパーヘテロダイン方式により高精度に入力信号のスペクトルを計測する。スペクトラムアナライザ10は、一例として、入力信号を0(Hz)以上、A(GHz)以下の範囲で掃引し、各周波数(frf)成分の振幅および/または位相を検出する。なお、Aは正の値である。
FIG. 1 shows a configuration of a
スペクトラムアナライザ10は、基準発振器11と、第1ローカル発振器12と、第1ミキサー13と、第1BPF14と、第2ローカル発振器15と、第2ミキサー16と、第2BPF17と、第3ローカル発振器18と、第3ミキサー19と、第3BPF20と、検出部21と、出力部22と、設定部23とを備える。
基準発振器11は、所定の周波数(fref)の基準クロックを発生する。
The
The reference oscillator 11 generates a reference clock having a predetermined frequency (fref).
第1ローカル発振器12は、基準クロックの周波数(fref)に第1分周比(N.F,N.Fは、Nが整数部、Fが小数部を示す。)を乗じた第1ローカル周波数(flo1=fref×N.F)の正弦波信号を有する第1ローカル信号を出力する。さらに、第1ローカル発振器12は、出力する第1ローカル信号を第1分周比(N.F)により分周して基準クロックとの間で位相調整をする。
The first
例えば、第1ローカル発振器12は、第1VCO(Voltage Controlled Oscillators)31と、1/N.F分周器32と、第1位相比較器33と、第1LPF(Low pass Filter)34とを有するPLL(Phase Locked Loop)回路であってよい。第1VCO31は、第1LPF34からの入力電圧に応じて発振周波数が変動する第1ローカル信号を出力する。
For example, the first
1/N.F分周器32は、小数点以下の単位で分周比を設定可能な分周器であり、出力する第1ローカル信号を、小数点以下の単位で表された第1分周比(N.F)により分周する。1/N.F分周器32は、例えば、異なる整数の複数の分周比を所定期間に切り換えることにより、小数点以下の単位の分周比(すなわち、1未満の単位を有する分周比)で分周するフラクショナル分周器であってよい。なお、本明細書において、分周比X(Xは正の値)の分周器とは、周波数fの信号が入力された場合には、周波数(f/X)のクロック信号を出力する分周器を意味する。1/N.F分周器32は、分周した信号を第1分周信号として第1位相比較器33および第2ローカル発振器15に供給する。
1 / N. The
第1位相比較器33は、基準クロックと第1分周信号とを位相比較することにより位相誤差量を検出する。第1LPF34は、第1位相比較器33により検出された位相誤差量を平均化した電圧を、第1VCO31に対して供給する。そして、第1VCO31は、入力された電圧に応じて第1ローカル信号の第1ローカル周波数(flo1)を変化させる。すなわち、第1VCO31は、第1分周信号と基準クロックとが位相同期するように第1ローカル周波数(flo1)を変化させる。これにより、第1ローカル発振器12は、第1ローカル信号を基準クロックとの間で位相調整することができる。
The
第1ミキサー13は、入力信号と第1ローカル信号とを乗算して、入力信号の各周波数に含まれている信号成分を、第1ローカル周波数(flo1)分だけプラス側、および、第1ローカル周波数(flo1)分だけマイナス側にそれぞれ周波数シフトした信号を出力する。第1BPF14は、中心周波数がB(GHz)に設定されたバンドパスフィルタであり、第1ミキサー13の出力信号のうちのB(GHz)を中心とした所定帯域の信号成分を通過する。なお、この場合において、Bは、Aより大きい正の値である。第1BPF14は、通過した信号を、入力信号および第1ローカル信号を混合した第1混合信号として出力する。
The
ここで、第1ローカル発振器12は、設定部23により第1分周比(N.F)が制御されることに応じて、出力する第1ローカル信号の第1ローカル周波数(flo1)を、B(GHz)以上、A+B(GHz)以下の範囲で変化させる。設定部23は、第1ミキサー13により入力信号と第1ローカル信号とが乗算された結果、入力信号の検出対象周波数(frf)に含まれている信号成分が、第1BPF14の中心周波数であるB(GHz)に周波数シフトされるように、第1ローカル信号の第1ローカル周波数(flo1)を設定する。すなわち、設定部23は、第1ローカル周波数(flo1)が、(frf+B(GHz))となるように、第1分周比(N.F)を制御する。
Here, the first
具体的には、入力信号の0(Hz)に含まれている信号成分を検出する場合であれば、設定部23は、第1ローカル周波数(flo1)がB(GHz)となるように第1分周比(N.F)を設定する。また、入力信号のA(Hz)に含まれている信号成分を検出する場合であれば、設定部23は、第1ローカル周波数(flo1)がB+A(GHz)となるように第1分周比(N.F)を設定する。 Specifically, if a signal component included in 0 (Hz) of the input signal is detected, the setting unit 23 sets the first local frequency (flo1) to be B (GHz). A frequency division ratio (NF) is set. If the signal component included in A (Hz) of the input signal is detected, the setting unit 23 sets the first frequency division ratio so that the first local frequency (flo1) becomes B + A (GHz). (NF) is set.
スペクトラムアナライザ10によれば、以上のように第1ローカル周波数(fol1)を制御することによって、入力信号の検出対象周波数(frf)に含まれている信号成分を固定周波数(B(GHz))に周波数シフトすることができるので、第1BPF14を、通過周波数帯域が固定された簡易なフィルタ構成とすることができる。
なお、スペクトラムアナライザ10は、第1BPF14の中心周波数をA+B(GHz)とし、設定部23が第1ローカル周波数(flo1)を(A+B(GHz)−frf)とするように制御してもよい。
According to the
The
第2ローカル発振器15は、第1ローカル信号に基づいて、予め定められた第2ローカル周波数(flo2)の正弦波信号を有する第2ローカル信号を出力する。具体的には、第2ローカル発振器15は、基準クロック(fref)に予め定められた固定の第2分周比(M:Mは2以上の整数。)を乗算した値の第2ローカル周波数(flo2)を出力する。さらに、第2ローカル発振器15は、出力する第2ローカル信号を第2分周比(M)により分周して第1分周信号との間で位相調整をする。
The second
なお、この場合において、flo2は、flo1とは異なる値であるが、比較的に近い値に設定される。より具体的には、スーパーヘテロダイン方式のスペクトラムアナライザ10においては、f1o1とflo2とが一致しない範囲で非常に近く、且つ、flo1とflo2との周波数差が小さい方がより低周波数へのダウンコンバートが可能となるので、1<(flo1/flo2)<2とするのが望ましい。すなわち、第1ローカル周波数(flo1)は、第2ローカル周波数(flo2)より大きく、かつ、第2ローカル周波数(flo2)の2倍未満であるのが望ましい。
In this case, flo2 is a value different from flo1, but is set to a relatively close value. More specifically, in the
例えば、第2ローカル発振器15は、第2VCO41と、1/M分周器42と、第2位相比較器43と、第2LPF44とを有するPLL回路であってよい。第2VCO41は、入力電圧に応じて発振周波数が変動する第2ローカル信号を出力する。1/M分周器42は、出力する第2ローカル信号を固定の第2分周比Mにより分周して、第2分周信号として第2位相比較器43に供給する。
For example, the second
第2位相比較器43は、第1分周信号と第2分周信号とを位相比較することにより位相誤差量を検出する。第2LPF44は、第2位相比較器43により検出された位相誤差量を平均化した電圧を、第2VCO41に対して供給する。そして、第2VCO41は、入力された電圧に応じて第2ローカル信号の第2ローカル周波数(flo2)を変化させる。すなわち、第2VCO41は、第2分周信号と第1分周信号とが位相同期するように、第2ローカル周波数(flo2)を変化させる。これにより、第2ローカル発振器15は、第2ローカル信号を第1分周信号との間で位相調整することができる。
第2ミキサー16は、第1混合信号と第2ローカル信号とを乗算して、第1混合信号の各周波数に含まれている信号成分を、第2ローカル周波数(flo2)分だけプラス側、および、第2ローカル周波数(flo2)分だけマイナス側にそれぞれシフトした信号を出力する。第2BPF17は、中心周波数がC(MHz)(=B(GHz)−flo2)に設定されたバンドパスフィルタであり、第2ミキサー16の出力信号のうちのC(MHz)を中心とした所定帯域の信号成分を通過する。第2BPF17は、通過した信号を、第1混合信号および第2ローカル信号を混合した第2混合信号として出力する。
The
The
ここで、第1分周信号の周波数(fref´)は、第1ローカル発振器12による同期処理が安定化した場合、基準クロックの周波数(fref)と平均的に一致する。従って、第2ローカル発振器15は、第2ローカル周波数(flo2)を、基準クロックの周波数(fref)のM倍の周波数とすることができる。
Here, the frequency (fref ′) of the first frequency-divided signal coincides with the frequency (fref) of the reference clock on average when the synchronization processing by the first
さらに、第2ローカル発振器15は、1/N.F分周器32の影響により発生する位相雑音及びスプリアスの影響を受けた第1分周信号を同期処理の基準信号とすることにより、当該位相雑音及びスプリアスの影響が含まれた第2ローカル信号を出力する。第2ミキサー16は、位相雑音及びスプリアスの影響が含まれた第1混合信号と、位相雑音及びスプリアスの影響が含まれた第2ローカル信号とが入力されるので、両者の信号を乗算することにより位相雑音及びスプリアスの成分を減衰させることができる。
Further, the second
これにより本実施の形態のスペクトラムアナライザ10によれば、1/N.F分周器32から出力された第1分周信号を、第2ローカル信号の生成のための基準信号とすることで、第1ローカル発振器12における1/N.F分周器32の影響により発生する位相雑音及びスプリアスの伝達量を少なくすることができる。なお、第2ローカル発振器15は、第1分周信号を同期処理の基準信号とすることに代えて、第1VCO31の出力信号を同期処理の基準信号としてもよい。
Thereby, according to the
第3ローカル発振器18は、第1ローカル信号に基づいて、予め定められた第3ローカル周波数(flo3)の正弦波信号を有する第3ローカル信号を出力する。具体的には、第3ローカル発振器18は、基準クロック(fref)に予め定められた固定の第3分周比L(Lは2以上の整数。)を乗算した値の第3ローカル周波数(flo3)を出力する。さらに、第3ローカル発振器18は、出力する第3ローカル信号を第3分周比Lにより分周して第1分周信号との間で位相調整をする。
The third
例えば、第3ローカル発振器18は、第3VCO51と、1/L分周器52と、第3位相比較器53と、第3LPF54とを有するPLL回路であってよい。第3VCO51は、入力電圧に応じて発振周波数が変動する第3ローカル信号を出力する。1/L分周器52は、出力する第3ローカル信号を、固定の第3分周比Lにより分周して、第3分周信号として第3位相比較器53に供給する。
For example, the third
第3位相比較器53は、第1分周信号と第3分周信号とを位相比較することにより位相誤差量を検出する。第3LPF54は、第3位相比較器53により検出された位相誤差量を平均化した電圧を、第3VCO51に対して供給する。そして、第3VCO51は、入力された電圧に応じて第3ローカル信号の第3ローカル周波数(flo3)を変化させる。すなわち、第3VCO51は、第3分周信号と第1分周信号とが位相同期するように、第3ローカル周波数(flo3)を変化させる。これにより、第3ローカル発振器18は、第3ローカル信号を第1分周信号との間で位相調整することができる。このような第3ローカル発振器18は、第2ローカル発振器15と同様に第1ローカル発振器12から発生する位相雑音及びスプリアスの伝達量を少なくすることができる。
The
第3ミキサー19は、第2混合信号と第3ローカル信号とを乗算して、第2混合信号の各周波数に含まれている信号成分を、第3ローカル周波数(flo3)分だけプラス側、および、第3ローカル周波数(flo3)分だけマイナス側にそれぞれシフトした信号を出力する。第3BPF20は、中心周波数がD(KHz)(=C(MHz)−flo3)に設定されたバンドパスフィルタであり、第3ミキサー19の出力信号のうちのD(KHz)を中心とした所定帯域の信号成分を通過する。第3BPF20は、通過した信号を、検出部21に対して、第2混合信号および第3ローカル信号を混合した第3混合信号として出力する。
The
なお、第3ローカル発振器18において、第3ローカル周波数(flo3)が基準クロックの周波数(fref)と一致する場合には、1/L分周器52を介さずに第3ローカル信号を第3位相比較器53に供給してよい。また、第3ローカル発振器18において、第3ローカル周波数(flo3)が基準クロックの周波数(fref)よりも低い場合には、1/L分周器52を介さずに第3ローカル信号を第3位相比較器53に供給するとともに、1/N.F分周器32から出力された第1分周信号を1/L分周器52により分周して基準信号として第3位相比較器53に供給する。
In the third
また、第3ローカル発振器18は、第1ローカル発振器12の第1分周信号を基準信号として第3位相比較器53に入力しているが、これに代えて、第2ローカル発振器15の第2分周信号を第3位相比較器53の基準信号として供給してもよい。すなわち、第3ローカル発振器18は、出力する第3ローカル信号を第3分周器52により分周した第3分周信号と第2分周信号との間で位相調整することにより、第2分周信号に第3分周器52における第3分周比を乗じた第3ローカル周波数(flo3)を有する第3ローカル信号を出力してよい。
The third
検出部21は、第1ローカル周波数(flo1)に応じて出力され第3混合信号に基づいて入力信号のスペクトルを検出する。例えば、検出部21は、第3BPF20により通過した第3混合信号を増幅及び平均化等することにより、入力信号における検出対象となる周波数に含まれているエネルギーを検出する。出力部22は、検出部21による検出結果をアナログデジタル変換してデジタルデータとしてメモリに記憶するとともに、検出対象の周波数(frf)とその周波数に含まれているエネルギー量とを対応させて、使用者に対して表示する。
The
設定部23は、1/N.F分周器32の第1分周比(N.F)を設定することにより、第1ローカル信号の第1ローカル周波数(flo1)を制御する。設定部23は、所定の値に固定した第1分周比N.Fを設定してよい。また、設定部23は、第1ローカル周波数(flo1)が所定の周波数範囲で繰り返し掃引されるような動的な第1分周比N.Fを設定することにより、スペクトラム分布を測定することができる。また、設定部23は、測定する周波数範囲の変動に応じて、第3BPF20の通過帯域の帯域幅を変化させてもよい。
The setting unit 23 is 1 / N. By setting the first frequency dividing ratio (NF) of the
つぎに、スペクトラムアナライザ10において、1/N.F分周器32で発生する位相雑音及びスプリアスによる雑音成分が減少することを示す。1/N.F分周器32で発生される位相雑音及びスプリアスを含んだジッタ成分をΔfnとした場合、第1分周信号の周波数fref´は式(1)に示す通りになり、第1ローカル周波数(flo1)は式(2)に示す通りになる。
fref´=fref+Δfn …(1)
flo1=(fref+Δfn)×N.F …(2)
Next, in the
fref ′ = fref + Δfn (1)
flo1 = (fref + Δfn) × N. F (2)
第1BPF14から出力される第1混合信号の周波数(fif1)は式(3)に示す通りになる。
fif1=flo1−frf …(3)
式(3)に式(2)を代入すると、式(4)となる。
fif1=(fref+Δfn)×N.F−frf …(4)
The frequency (fif1) of the first mixed signal output from the
fif1 = flo1-frf (3)
Substituting equation (2) into equation (3) yields equation (4).
fif1 = (fref + Δfn) × N. F-frf (4)
第2BPF17から出力される第2混合信号の周波数(fif2)は式(5)に示す通りになる。
fif2=fif1−flo2 …(5)
式(5)に式(4)を代入すると、式(6)となる。
fif2=(fref+Δfn)×N.F−frf−flo2 …(6)
The frequency (fif2) of the second mixed signal output from the
fif2 = fif1-flo2 (5)
Substituting equation (4) into equation (5) yields equation (6).
fif2 = (fref + Δfn) × N. F-frf-flo2 (6)
ここで、基準発振器11から発生された基準クロックに基づき第2ローカル発振器15が第2ローカル信号を生成したとすると、第2ローカル周波数(flo2)は、基準クロックの周波数(fref)に分周比Mを乗算した値となるので、式(7)に示す通りになる。
flo2=fref×M …(7)
さらに、式(6)に式(7)を代入すると、式(8)となる。
fif2=(fref+Δfn)×N.F−frf−fref×M
=(N.F−M)×fref+N.F×Δfn−frf …(8)
Here, if the second
flo2 = fref × M (7)
Further, when Expression (7) is substituted into Expression (6), Expression (8) is obtained.
fif2 = (fref + Δfn) × N. F-frf-fref × M
= (N.F−M) × fref + N. F × Δfn−frf (8)
これに対して、本実施形態のスペクトラムアナライザ10により、1/N.F分周器32の第1分周信号に基づき15が第2ローカル信号を生成したとすると、第2ローカル周波数(flo2)は、式(9)に示す通りになる。
fif2 =fref´×M =(fref+Δfn) …(9)
さらに、式(6)に式(9)を代入すると、式(10)となる。
fif2=(fref+Δfn)×N.F−frf−(fref+Δfn)×M
=(N.F−M)×fref+(N.F−M)×Δfn−frf …(10)
On the other hand, the
fif2 = fref ′ × M = (fref + Δfn) (9)
Further, when Expression (9) is substituted into Expression (6), Expression (10) is obtained.
fif2 = (fref + Δfn) × N. F−frf− (fref + Δfn) × M
= (N.F−M) × fref + (N.F−M) × Δfn−frf (10)
式(8)のΔfnの項と式(10)のΔfnの項とを比較すると、M<N.Fなので、本実施形態の場合におけるジッタ成分Δfnの成分が、基準発振器11から発生された基準クロックに基づき第2ローカル信号を生成した場合におけるジッタ成分Δfnの成分よりに対して、{(N.F−M)/N.F}だけ減衰している。
以上のように、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ10は、1/N.F分周器32で発生する位相雑音及びスプリアスによる雑音の伝達量を少なくすることができる。これにより、スペクトラムアナライザ10は、高精度に入力信号に含まれる周波数成分を検出することができる。
When comparing the term of Δfn in equation (8) and the term of Δfn in equation (10), M <N. Therefore, the component of the jitter component Δfn in the case of this embodiment is {(N.N.) compared to the component of the jitter component Δfn in the case where the second local signal is generated based on the reference clock generated from the reference oscillator 11. FM) / N. F} is attenuated.
As described above, the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10 スペクトラムアナライザ
11 基準発振器
12 第1ローカル発振器
13 第1ミキサー
14 第1BPF
15 第2ローカル発振器
16 第2ミキサー
17 第2BPF
18 第3ローカル発振器
19 第3ミキサー
20 第3BPF
21 検出部
22 出力部
23 設定部
31 第1VCO
32 1/N.F分周器
33 第1位相比較器
34 第1LPF
41 第2VCO
42 1/M分周器
43 第2位相比較器
44 第2LPF
51 第3VCO
52 1/L分周器
53 第3位相比較器
54 第3LPF
10 Spectrum Analyzer 11
15 Second
18 Third
21 Detection unit 22 Output unit 23
32 1 /
41 Second VCO
42 1 /
51 3rd VCO
52 1 /
Claims (8)
基準クロック(fref)を出力する基準発振器と、
出力する第1ローカル信号を小数点以下の単位で分周比を設定可能な第1分周器により分周して前記基準クロックとの間で位相調整することにより、前記基準クロックに前記第1分周器における第1分周比を乗じた第1ローカル周波数(flo1)を有する前記第1ローカル信号を出力する第1ローカル発振器と、
前記入力信号および前記第1ローカル信号を混合した第1混合信号を出力する第1ミキサーと、
前記第1ローカル信号に基づいて、予め定められた第2ローカル周波数(flo2)を有する第2ローカル信号を出力する第2ローカル発振器と、
前記第1混合信号および前記第2ローカル信号を混合した第2混合信号を出力する第2ミキサーと、
前記第1ローカル周波数に応じて出力される前記第2混合信号に基づいて、前記第1ローカル周波数に対応する前記入力信号の周波数成分を検出する検出部と
を備える検出器。 A detector for detecting an input signal,
A reference oscillator for outputting a reference clock (fref);
The first local signal to be output is divided by a first divider capable of setting a division ratio in units of decimals and phase-adjusted with the reference clock, whereby the first clock is added to the first clock. A first local oscillator that outputs the first local signal having a first local frequency (flo1) multiplied by a first frequency division ratio in a frequency divider;
A first mixer that outputs a first mixed signal obtained by mixing the input signal and the first local signal;
A second local oscillator that outputs a second local signal having a predetermined second local frequency (flo2) based on the first local signal;
A second mixer for outputting a second mixed signal obtained by mixing the first mixed signal and the second local signal;
And a detector that detects a frequency component of the input signal corresponding to the first local frequency based on the second mixed signal output in accordance with the first local frequency.
前記第2混合信号および前記第3ローカル信号を混合した第3混合信号を出力する第3ミキサーと
を更に備え、
前記検出部は、前記第1ローカル周波数に応じて出力される前記第3混合信号に基づいて、前記入力信号のスペクトルを検出する
請求項2に記載の検出器。 By adjusting the phase between the third divided signal obtained by dividing the third local signal to be output by the third divider and the first divided signal, the third divided signal is converted into the third divided signal. A third local oscillator for outputting the third local signal having a third local frequency (flo3) multiplied by a third frequency division ratio in the circuit;
A third mixer for outputting a third mixed signal obtained by mixing the second mixed signal and the third local signal;
The detector according to claim 2, wherein the detection unit detects a spectrum of the input signal based on the third mixed signal output according to the first local frequency.
前記第2混合信号および前記第3ローカル信号を混合した第3混合信号を出力する第3ミキサーと
を更に備え、
前記検出部は、前記第1ローカル周波数に応じて出力される前記第3混合信号に基づいて、前記入力信号のスペクトルを検出する
請求項2に記載の検出器。 By adjusting the phase between the third divided signal obtained by dividing the third local signal to be output by the third divider and the second divided signal, the second divided signal is divided into the third divided signal. A third local oscillator for outputting the third local signal having a third local frequency (flo3) multiplied by a third frequency division ratio in the circuit;
A third mixer for outputting a third mixed signal obtained by mixing the second mixed signal and the third local signal;
The detector according to claim 2, wherein the detection unit detects a spectrum of the input signal based on the third mixed signal output according to the first local frequency.
前記検出部は、前記第1ローカル周波数に応じて出力される前記第2混合信号のそれぞれに基づいて、前記入力信号における前記第1ローカル周波数に対応する周波数のスペクトルを検出する
請求項1に記載の検出器。 The detector functions as a spectrum analyzer that measures the spectrum of the input signal.
The said detection part detects the spectrum of the frequency corresponding to the said 1st local frequency in the said input signal based on each of the said 2nd mixed signal output according to the said 1st local frequency. Detector.
基準クロック(fref)を出力する基準発振段階と、
出力する第1ローカル信号を1倍未満の単位で分周比を設定可能な第1分周器により分周して前記基準クロックとの間で位相調整することにより、前記基準クロックに前記第1分周器における第1分周比を乗じた第1ローカル周波数(flo1)を有する前記第1ローカル信号を出力する第1ローカル発振段階と、
前記入力信号および前記第1ローカル信号を混合した第1混合信号を出力する第1ミキサー段階と、
前記第1ローカル信号に基づいて、予め定められた第2ローカル周波数(flo2)を有する第2ローカル信号を出力する第2ローカル発振段階と、
前記第1混合信号および前記第2ローカル信号を混合した第2混合信号を出力する第2ミキサー段階と、
前記第1ローカル周波数に応じて出力される前記第2混合信号に基づいて、前記第1ローカル周波数に対応する前記入力信号の周波数成分を検出する検出段階と
を備える検出方法。 A detection method for detecting an input signal,
A reference oscillation stage for outputting a reference clock (fref);
The first local signal to be output is frequency-divided by a first frequency divider capable of setting a frequency division ratio in units of less than 1 and phase-adjusted with the reference clock to thereby add the first clock to the reference clock. A first local oscillation stage for outputting the first local signal having a first local frequency (flo1) multiplied by a first frequency division ratio in a frequency divider;
A first mixer stage for outputting a first mixed signal obtained by mixing the input signal and the first local signal;
A second local oscillation stage for outputting a second local signal having a predetermined second local frequency (flo2) based on the first local signal;
A second mixer stage for outputting a second mixed signal obtained by mixing the first mixed signal and the second local signal;
And a detection step of detecting a frequency component of the input signal corresponding to the first local frequency based on the second mixed signal output according to the first local frequency.
Priority Applications (1)
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