JP2018080931A - Measurement apparatus and measurement method - Google Patents

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裕司 岸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement apparatus and a measurement method that are simple in structure and that are capable of measuring a broad band signal.SOLUTION: A spectrum analyzer 10 includes a mixer 12 for frequency-converting a signal under measurement, an ADC 19 for converting an analog signal into a digital signal, a mixer route 25 and a frequency divider route 26 that are provided between the mixer 12 and the ADC 19, a mixer selector switches 13 and 18 for selecting one of the mixer route 25 and the frequency divider route 26, a mixer 15 for frequency-converting an output signal of the mixer 12 in the mixer route 25, and a frequency divider 17 for dividing the frequency of an output signal of the mixer 12 in the frequency divider route 26 in accordance with a predetermined frequency division ratio.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、広帯域の信号を測定可能な測定装置及び測定方法に関する。   The present invention relates to a measuring apparatus and a measuring method capable of measuring a broadband signal.

ミリ波帯の電波を用いて、例えば車間距離を高い精度で測定するミリ波レーダが知られている。近年、既に実用化されている77GHz帯レーダに比べて高分解能で広角検知を可能にする79GHz帯レーダの開発が進められている。79GHz帯レーダのうち、FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave )方式が採用されたものには、最大4GHzという広帯域の周波数帯域幅を有するチャープ信号が用いられる。   For example, a millimeter wave radar is known that measures the distance between vehicles with high accuracy using millimeter wave radio waves. In recent years, the development of 79 GHz band radars that enable wide-angle detection with high resolution compared to 77 GHz band radars that have already been put into practical use is in progress. A chirp signal having a wide frequency bandwidth of a maximum of 4 GHz is used for a 79 GHz band radar adopting an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) system.

従来、この種の広帯域なチャープ信号を取り込んで測定するために、広帯域のオシロスコープをスペクトラムアナライザに接続して測定する手法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。   Conventionally, in order to capture and measure this type of broadband chirp signal, a method of measuring by connecting a broadband oscilloscope to a spectrum analyzer has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).

「Infiniium Oscilloscopes Used for Wideband RF Measurements」、[online]、Keysight Technologies、[平成28年10月20日検索]、インターネット〈URL:http://www.keysight.com/main/redirector.jspx?action=ref&cname=EDITORIAL&ckey=2753752&lc=eng&cc=US&nfr=-11143.0.00〉“Infiniium Oscilloscopes Used for Wideband RF Measurements”, [online], Keysight Technologies, [October 20, 2016 search], Internet <URL: http://www.keysight.com/main/redirector.jspx?action= ref & cname = EDITORIAL & ckey = 2753752 & lc = eng & cc = US & nfr = -11143.0.00>

しかしながら、従来の測定装置では、スペクトラムアナライザとオシロスコープとが組み合わされて構成されているので、複雑な測定系となって測定が煩雑になるという課題があった。   However, since the conventional measurement apparatus is configured by combining a spectrum analyzer and an oscilloscope, there has been a problem that the measurement becomes complicated due to a complicated measurement system.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で広帯域の信号を測定することができる測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a measuring apparatus and a measuring method capable of measuring a broadband signal with a simple configuration.

本発明の請求項1に係る測定装置は、被測定信号を周波数変換する第1の周波数変換手段(12)と、アナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換手段(19)と、前記第1の周波数変換手段と前記信号変換手段との間に設けられた第1及び第2の経路(25、26)と、前記第1及び前記第2の経路のいずれか一方を選択する経路選択手段(13、18)と、前記第1の経路において前記第1の周波数変換手段の出力信号を周波数変換する第2の周波数変換手段(15)と、前記第2の経路において前記第1の周波数変換手段の出力信号を所定の分周比に分周する分周手段(17)と、を備えた構成を有している。   The measuring apparatus according to claim 1 of the present invention includes a first frequency converting means (12) for converting the frequency of a signal under measurement, a signal converting means (19) for converting an analog signal into a digital signal, and the first Route selection means (13) for selecting one of the first and second paths (25, 26) provided between the frequency conversion means and the signal conversion means and the first and second paths. 18), second frequency converting means (15) for converting the frequency of the output signal of the first frequency converting means in the first path, and of the first frequency converting means in the second path. Frequency division means (17) for dividing the output signal into a predetermined frequency division ratio.

この構成により、本発明の請求項1に係る測定装置は、第2の周波数変換手段を経由する第1の経路と、分周手段を経由する第2の経路とのいずれか一方を選択可能であって、第2の経路を選択した場合には、分周手段を用いて信号変換手段の見かけの周波数帯域幅を拡張することにより、広帯域の信号を測定することが可能となる。   With this configuration, the measuring apparatus according to claim 1 of the present invention can select either the first path that passes through the second frequency conversion means or the second path that passes through the frequency dividing means. When the second path is selected, a wideband signal can be measured by extending the apparent frequency bandwidth of the signal conversion means using the frequency dividing means.

したがって、本発明の請求項1に係る測定装置は、簡易な構成で広帯域の信号を測定することができる。   Therefore, the measuring apparatus according to claim 1 of the present invention can measure a broadband signal with a simple configuration.

本発明の請求項2に係る測定装置は、前記経路選択手段は、前記被測定信号の振幅情報を要しない測定において前記第2の経路を選択するものである構成を有している。   The measuring apparatus according to a second aspect of the present invention has a configuration in which the path selection means selects the second path in measurement that does not require amplitude information of the signal under measurement.

この構成により、本発明の請求項2に係る測定装置は、被測定信号の振幅情報を要しない測定において、簡易な構成で広帯域の信号を測定することができる。   With this configuration, the measurement apparatus according to claim 2 of the present invention can measure a broadband signal with a simple configuration in measurement that does not require amplitude information of the signal under measurement.

本発明の請求項3に係る測定装置は、前記第1の周波数変換手段は、周波数が時間とともに連続的に変化する信号を前記被測定信号として周波数変換するものである構成を有している。   The measuring apparatus according to claim 3 of the present invention has a configuration in which the first frequency converting means performs frequency conversion of a signal whose frequency continuously changes with time as the signal under measurement.

この構成により、本発明の請求項3に係る測定装置は、周波数が時間とともに連続的に変化する信号に対し、簡易な構成で広帯域の信号を測定することができる。   With this configuration, the measurement apparatus according to claim 3 of the present invention can measure a broadband signal with a simple configuration with respect to a signal whose frequency continuously changes with time.

本発明の請求項4に係る測定方法は、請求項1に記載の測定装置(10)を用いた測定方法であって、前記第1の周波数変換手段により被測定信号を周波数変換する第1の周波数変換ステップ(S13、S16)と、前記信号変換手段によりアナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換ステップ(S18)と、前記経路選択手段により前記第1及び前記第2の経路のいずれか一方を選択する経路選択ステップ(S12、S15)と、前記第2の周波数変換手段により前記第1の経路において前記第1の周波数変換ステップの出力信号を周波数変換する第2の周波数変換ステップ(S17)と、前記分周手段により前記第2の経路において前記第1の周波数変換ステップの出力信号を所定の分周比に分周する分周ステップ(S14)と、を含む構成を有している。   A measurement method according to a fourth aspect of the present invention is a measurement method using the measurement apparatus (10) according to the first aspect, wherein a first signal to be measured is frequency-converted by the first frequency conversion means. Frequency conversion step (S13, S16), signal conversion step (S18) for converting an analog signal into a digital signal by the signal conversion means, and one of the first and second paths by the path selection means A path selection step (S12, S15) to be selected, and a second frequency conversion step (S17) in which the output signal of the first frequency conversion step is frequency-converted in the first path by the second frequency converting means. A frequency dividing step (S14) for dividing the output signal of the first frequency conversion step into a predetermined frequency dividing ratio in the second path by the frequency dividing means; And it has a non-configuration.

この構成により、本発明の請求項4に係る測定方法は、第2の周波数変換手段を経由する第1の経路と、分周手段を経由する第2の経路とのいずれか一方を選択可能であって、第2の経路を選択した場合には、分周ステップにおいて信号変換手段の見かけの周波数帯域幅を拡張することにより、広帯域の信号を測定することが可能となる。   With this configuration, the measurement method according to claim 4 of the present invention can select either the first path that passes through the second frequency converting means or the second path that passes through the frequency dividing means. When the second path is selected, a wideband signal can be measured by extending the apparent frequency bandwidth of the signal conversion means in the frequency division step.

したがって、本発明の請求項4に係る測定方法は、簡易な構成で広帯域の信号を測定することができる。   Therefore, the measurement method according to claim 4 of the present invention can measure a broadband signal with a simple configuration.

本発明は、簡易な構成で広帯域の信号を測定することができるという効果を有する測定装置及び測定方法を提供することができるものである。   The present invention can provide a measuring apparatus and a measuring method having an effect that a broadband signal can be measured with a simple configuration.

本発明の一実施形態におけるスペクトラムアナライザのブロック構成図である。It is a block block diagram of the spectrum analyzer in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるFMCW方式の送信信号における周波数リニアリティの説明図である。It is explanatory drawing of the frequency linearity in the transmission signal of the FMCW system in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において切替スイッチによって分周器ルートが選択された場合の主要な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main structures when a frequency divider route is selected by the changeover switch in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における分周器の入力周波数及び出力周波数の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the input frequency and output frequency of the frequency divider in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるスペクトラムアナライザのフローチャートである。It is a flowchart of the spectrum analyzer in one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明に係る測定装置をスペクトラムアナライザに適用した例を挙げて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. An example in which the measurement apparatus according to the present invention is applied to a spectrum analyzer will be described.

まず、本発明の一実施形態におけるスペクトラムアナライザの構成について説明する。   First, the configuration of the spectrum analyzer in one embodiment of the present invention will be described.

図1に示すように、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ10は、DUT(被測定装置)1の出力信号の特性を測定するものである。   As shown in FIG. 1, the spectrum analyzer 10 in this embodiment measures the characteristics of the output signal of a DUT (device under test) 1.

本実施形態において、DUT1は、例えば、車両に搭載されるFMCW方式のレーダ装置に用いられ、4GHzの周波数帯域幅を有するチャープ信号を被測定信号として出力可能な装置である。以下、スペクトラムアナライザ10がこのチャープ信号を測定する例を挙げて説明する。   In the present embodiment, the DUT 1 is a device that can be used in, for example, an FMCW radar device mounted on a vehicle and can output a chirp signal having a frequency bandwidth of 4 GHz as a signal under measurement. Hereinafter, an example in which the spectrum analyzer 10 measures the chirp signal will be described.

スペクトラムアナライザ10は、局部発振器11、ミキサ12、切替スイッチ13、局部発振器14、ミキサ15、BPF(バンドパスフィルタ)16、分周器17、切替スイッチ18、ADC(アナログ−デジタルコンバータ)19、測定部20、表示部21、操作部22、制御部23を備えている。   The spectrum analyzer 10 includes a local oscillator 11, a mixer 12, a change-over switch 13, a local oscillator 14, a mixer 15, a BPF (bandpass filter) 16, a frequency divider 17, a change-over switch 18, an ADC (analog-to-digital converter) 19, and a measurement. Unit 20, display unit 21, operation unit 22, and control unit 23.

局部発振器11は、所定周波数の局部発振信号を生成してミキサ12に出力するようになっている。   The local oscillator 11 generates a local oscillation signal having a predetermined frequency and outputs it to the mixer 12.

ミキサ12は、DUT1が出力する被測定信号を所定のIF(中間周波数)信号に周波数変換するものである。具体的には、ミキサ12は、DUT1が出力する被測定信号と、局部発振器11が発生した局部発振信号とを混合してIF信号に周波数変換し、周波数変換したIF信号を切替スイッチ13に出力するようになっている。このミキサ12は、例えば導波管ミキサで構成され、第1の周波数変換手段の一例である。   The mixer 12 converts the signal under measurement output from the DUT 1 into a predetermined IF (intermediate frequency) signal. Specifically, the mixer 12 mixes the signal under measurement output from the DUT 1 and the local oscillation signal generated by the local oscillator 11 and converts the frequency into an IF signal, and outputs the frequency-converted IF signal to the changeover switch 13. It is supposed to be. The mixer 12 is composed of, for example, a waveguide mixer, and is an example of a first frequency conversion unit.

切替スイッチ13は、切替スイッチ18ともに、制御部23からの制御信号に従って、ミキサ15及びBPF16を経由するルート(以下、「ミキサルート25」という)と、分周器17を経由するルート(以下、「分周器ルート26」という)とを切り替えるようになっている。なお、ミキサルート25及び分周器ルート26は、ぞれぞれ、第1及び第2の経路の一例である。また、切替スイッチ13及び18は、経路選択手段の一例である。   The changeover switch 13, together with the changeover switch 18, in accordance with a control signal from the control unit 23, a route via the mixer 15 and the BPF 16 (hereinafter referred to as “mixer route 25”) and a route via the frequency divider 17 (hereinafter referred to as “mixer route 25”) "Divisor route 26"). The mixer route 25 and the divider route 26 are examples of first and second routes, respectively. The changeover switches 13 and 18 are examples of route selection means.

局部発振器14は、所定周波数の局部発振信号を生成してミキサ15に出力するようになっている。   The local oscillator 14 generates a local oscillation signal having a predetermined frequency and outputs it to the mixer 15.

ミキサ15は、切替スイッチ13の出力信号、すなわちミキサ12の出力信号を所定のIF信号に周波数変換するものである。具体的には、ミキサ15は、ミキサ12の出力するIF信号(例えば1875MHz)と、局部発振器14が発生した局部発振信号(例えば1800MHz)とを混合してIF信号(例えば75MHz)に周波数変換し、周波数変換したIF信号をBPF16に出力するようになっている。このミキサ15は、第2の周波数変換手段の一例である。   The mixer 15 converts the output signal of the changeover switch 13, that is, the output signal of the mixer 12, into a predetermined IF signal. Specifically, the mixer 15 mixes the IF signal (for example, 1875 MHz) output from the mixer 12 and the local oscillation signal (for example, 1800 MHz) generated by the local oscillator 14 and converts the frequency into an IF signal (for example, 75 MHz). The frequency-converted IF signal is output to the BPF 16. The mixer 15 is an example of second frequency conversion means.

BPF16は、ミキサ15の出力信号のフィルタリングを行って、予め定められた周波数領域の信号を取り出して切替スイッチ18に出力するようになっている。   The BPF 16 filters the output signal of the mixer 15, extracts a signal in a predetermined frequency region, and outputs it to the changeover switch 18.

分周器17は、切替スイッチ13の出力信号、すなわちミキサ12の出力信号を所定の分周比に分周して切替スイッチ18に出力するようになっている。この分周器17は、分周手段の一例である。なお、本実施形態では、分周器17は、入力信号の周波数を1/32分周するものとする。   The frequency divider 17 divides the output signal of the changeover switch 13, that is, the output signal of the mixer 12 into a predetermined frequency division ratio, and outputs the result to the changeover switch 18. The frequency divider 17 is an example of frequency dividing means. In the present embodiment, the frequency divider 17 divides the frequency of the input signal by 1/32.

ADC19は、切替スイッチ18から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するようになっている。このADC19は、信号変換手段の一例である。   The ADC 19 converts an analog signal output from the changeover switch 18 into a digital signal. The ADC 19 is an example of a signal conversion unit.

測定部20は、ADC19の出力信号を記憶する波形メモリを備え、記憶した信号に対して所定の測定を行うようになっている。例えば、測定部20は、DUT1が出力するチャープ信号に対して、周波数リニアリティ(線形性)、振幅フラットネス、位相雑音、振幅雑音、スプリアス、占有周波数帯幅(Occupied frequency Band Width : OBW)等を測定するものである。これらのチャープ信号の測定項目のうち、周波数リニアリティの測定においては、位相情報(周波数情報)のみが必要であり、振幅情報は不要である。   The measurement unit 20 includes a waveform memory that stores the output signal of the ADC 19 and performs a predetermined measurement on the stored signal. For example, the measurement unit 20 performs frequency linearity (linearity), amplitude flatness, phase noise, amplitude noise, spurious, Occupied frequency Band Width (OBW), etc. on the chirp signal output from the DUT 1. Measure. Of these measurement items of the chirp signal, in the measurement of frequency linearity, only phase information (frequency information) is necessary, and amplitude information is not necessary.

表示部21は、測定部20の測定結果や測定条件等を表示するようになっている。   The display unit 21 displays the measurement result of the measurement unit 20, measurement conditions, and the like.

操作部22は、被測定信号を測定する測定項目や測定条件、判定条件等を設定するためユーザが操作するものである。   The operation unit 22 is operated by the user to set measurement items, measurement conditions, determination conditions, and the like for measuring the signal under measurement.

制御部23は、操作部22によって入力された各種情報をスペクトラムアナライザ10の各部に設定するようになっている。   The control unit 23 sets various information input by the operation unit 22 in each unit of the spectrum analyzer 10.

また、制御部23は、操作部22によって設定された測定項目について、被測定信号の振幅情報が必要か否かを判断するようになっている。例えば、前述のチャープ信号の測定項目では、振幅フラットネス、位相雑音、振幅雑音、スプリアス、占有周波数帯幅の測定については振幅情報は必要、周波数リニアリティの測定ついては振幅情報は不要という情報がメモリ(図示省略)に予め記憶されており、制御部23は、この記憶された情報に基づいて、操作部22によって設定された測定項目について、被測定信号の振幅情報が必要か否かを判断するものである。   The control unit 23 determines whether or not the amplitude information of the signal under measurement is necessary for the measurement item set by the operation unit 22. For example, in the measurement item of the chirp signal described above, information that amplitude information is necessary for measurement of amplitude flatness, phase noise, amplitude noise, spurious, and occupied frequency bandwidth, and information that amplitude information is unnecessary for measurement of frequency linearity is stored in memory ( The control unit 23 determines whether or not the amplitude information of the signal under measurement is necessary for the measurement item set by the operation unit 22 based on the stored information. It is.

次に、チャープ信号の周波数リニアリティの測定について図2を用いて説明する。図2は、FMCW方式の送信信号(チャープ信号)における周波数リニアリティを説明するための模式図である。図2において、横軸を時間軸、縦軸を周波数軸とし、理想的な送信信号31(破線)と、測定対象の送信信号32(実線)とを示している。送信信号31、32は、周波数が時間とともに連続的に変化する信号(チャープ信号)であって、4GHzの周波数帯域幅を有している。   Next, measurement of the frequency linearity of the chirp signal will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining frequency linearity in an FMCW transmission signal (chirp signal). In FIG. 2, the horizontal axis represents a time axis and the vertical axis represents a frequency axis, and an ideal transmission signal 31 (broken line) and a transmission signal 32 to be measured (solid line) are shown. The transmission signals 31 and 32 are signals (chirp signals) whose frequencies change continuously with time, and have a frequency bandwidth of 4 GHz.

FMCW方式のレーダ装置では、図2に破線で示すような周波数変調された送信信号が、ミリ波帯のレーダ波として放射される。そして、そのレーダ波が物標に反射して戻ってきた反射波が受信アンテナで受信され、その受信信号と送信信号とを用いて、物標との距離や物標の相対速度などの物標に関する物標情報が検出されるようになっている。   In the FMCW radar device, a frequency-modulated transmission signal as indicated by a broken line in FIG. 2 is radiated as a millimeter-wave band radar wave. Then, the reflected wave returned from the radar wave reflected by the target is received by the receiving antenna, and the received signal and the transmitted signal are used to measure the target such as the distance to the target and the relative speed of the target. The target information regarding is detected.

したがって、FMCW方式のレーダ装置において物標情報を高精度で検出するためには、送信信号における周波数リニアリティが高いほど望ましいので、測定対象の送信信号32の周波数リニアリティを測定するようになっている。   Therefore, in order to detect the target information with high accuracy in the FMCW radar device, it is desirable that the frequency linearity of the transmission signal is higher. Therefore, the frequency linearity of the transmission signal 32 to be measured is measured.

次に、本実施形態における分周器17の機能について図3及び図4を用いて説明する。図3は、切替スイッチ13及び18によって分周器ルート26が選択された場合の主要な構成を示している。図4は、分周器17の入力周波数及び出力周波数の一例を示す図である。なお、分周器ルート26が選択される場合としては、被測定信号の位相情報(周波数情報)のみが必要で振幅情報が不要である測定、例えばチャープ信号の周波数リニアリティの測定を行う場合である。   Next, the function of the frequency divider 17 in this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a main configuration when the frequency divider route 26 is selected by the changeover switches 13 and 18. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an input frequency and an output frequency of the frequency divider 17. The case where the frequency divider route 26 is selected is a case where only the phase information (frequency information) of the signal under measurement is required and the amplitude information is unnecessary, for example, the measurement of the frequency linearity of the chirp signal. .

図3に示すように、本実施形態における分周器17は、ミキサ12からIF信号を入力し、入力したIF信号の周波数を1/32分周してADC19に出力するようになっている。   As shown in FIG. 3, the frequency divider 17 in this embodiment receives an IF signal from the mixer 12, divides the frequency of the input IF signal by 1/32, and outputs it to the ADC 19.

ミキサ12は、DUT1から78.2GHz〜82.2GHzの被測定信号を入力するものとする。また、ミキサ12は、局部発振器11から77GHzの局部発振周波数の信号を入力するものとする。この構成では、ミキサ12からは、1.2GHz〜5.2GHz(中心周波数3.2GHz)の被測定信号が出力される。   The mixer 12 is assumed to receive a signal under measurement of 78.2 GHz to 82.2 GHz from the DUT 1. In addition, the mixer 12 is assumed to receive a signal having a local oscillation frequency of 77 GHz from the local oscillator 11. In this configuration, the mixer 12 outputs a signal under measurement of 1.2 GHz to 5.2 GHz (center frequency 3.2 GHz).

ADC19は、125MHzの周波数帯域幅を有し、400MHzのサンプリングが可能である。   The ADC 19 has a frequency bandwidth of 125 MHz and can sample at 400 MHz.

この構成において、分周器17が入出力可能な周波数は図4に示すようになる。すなわち、分周器17が入力するIF信号の入力周波数としては、1.2GHz〜5.2GHz(中心周波数3.2GHz)であって、周波数帯域幅は4GHzである。   In this configuration, frequencies that can be input / output by the frequency divider 17 are as shown in FIG. That is, the input frequency of the IF signal input by the frequency divider 17 is 1.2 GHz to 5.2 GHz (center frequency 3.2 GHz), and the frequency bandwidth is 4 GHz.

分周器17は入力したIF信号の周波数を1/32分周するので、分周器17が出力するIF信号の出力周波数としては、図4に示すように、37.5MHz〜162.5MHz(中心周波数100MHz)であって、周波数帯域幅は125MHzである。   Since the frequency divider 17 divides the frequency of the input IF signal by 1/32, the output frequency of the IF signal output from the frequency divider 17 is 37.5 MHz to 162.5 MHz (as shown in FIG. The center frequency is 100 MHz) and the frequency bandwidth is 125 MHz.

したがって、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ10は、分周器ルート26が選択された場合には、ADC19の周波数帯域幅125MHzを4000MHz(4GHz)に見かけ上拡張させることができる。   Therefore, when the frequency divider route 26 is selected, the spectrum analyzer 10 in this embodiment can apparently expand the frequency bandwidth 125 MHz of the ADC 19 to 4000 MHz (4 GHz).

しかも、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ10は、分周器ルート26において分周器17で分周する構成であるので、位相情報を失うことはない。   Moreover, since the spectrum analyzer 10 in the present embodiment is configured to divide by the frequency divider 17 in the frequency divider route 26, the phase information is not lost.

さらに、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ10は、IF信号をより低い周波数に変換するため、ダウンコンバート処理を行わずに分周器17を用いる構成を有するので、ダウンコンバート処理で発生する不要信号であるイメージ信号による問題も生じない。   Furthermore, since the spectrum analyzer 10 according to the present embodiment has a configuration in which the frequency divider 17 is used without performing the down-conversion process in order to convert the IF signal to a lower frequency, it is an unnecessary signal generated in the down-conversion process. There is no problem with image signals.

次に、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ10の動作について図5を用いて説明する。   Next, the operation of the spectrum analyzer 10 in the present embodiment will be described with reference to FIG.

制御部23は、操作部22によって設定された測定項目について、被測定信号の振幅情報が必要か否かを判断する(ステップS11)。具体的には、制御部23は、例えば、操作部22によって設定された測定項目が周波数リニアリティである場合には振幅情報が不要と判断し、振幅フラットネス、位相雑音、振幅雑音、スプリアス、占有周波数帯幅である場合には振幅情報が必要と判断する。   The control unit 23 determines whether or not the amplitude information of the signal under measurement is necessary for the measurement item set by the operation unit 22 (step S11). Specifically, for example, when the measurement item set by the operation unit 22 is frequency linearity, the control unit 23 determines that the amplitude information is unnecessary, and amplitude flatness, phase noise, amplitude noise, spurious, occupation If it is a frequency bandwidth, it is determined that amplitude information is necessary.

ステップS11において、制御部23は、振幅情報が不要と判断した場合(No)には、切替スイッチ13及び18を制御して分周器ルート26を選択する(ステップS12)。   In step S11, when the control unit 23 determines that the amplitude information is unnecessary (No), the control unit 23 controls the changeover switches 13 and 18 to select the frequency divider route 26 (step S12).

ミキサ12は、DUT1が出力する被測定信号と、局部発振器11が発生した局部発振信号とを混合して所定の第1の周波数のIF信号に周波数変換し(ステップS13)、周波数変換したIF信号を切替スイッチ13に出力する。   The mixer 12 mixes the signal under measurement output from the DUT 1 and the local oscillation signal generated by the local oscillator 11 and converts the frequency into an IF signal having a predetermined first frequency (step S13). Is output to the changeover switch 13.

分周器17は、切替スイッチ13から入力したIF信号を所定の分周比(本実施形態では1/32)に分周し(ステップS14)、分周したIF信号を切替スイッチ18経由でADC19に出力する。   The frequency divider 17 divides the IF signal input from the changeover switch 13 into a predetermined frequency division ratio (1/32 in this embodiment) (step S14), and the frequency-divided IF signal passes through the changeover switch 18 to the ADC 19. Output to.

一方、ステップS11において、制御部23は、振幅情報が必要と判断した場合(Yes)には、切替スイッチ13及び18を制御してミキサルート25を選択する(ステップS15)。   On the other hand, in step S11, when it is determined that amplitude information is necessary (Yes), the control unit 23 controls the changeover switches 13 and 18 to select the mixer route 25 (step S15).

ミキサ12は、DUT1が出力する被測定信号と、局部発振器11が発生した局部発振信号とを混合してIF信号に周波数変換し(ステップS16)、周波数変換したIF信号を切替スイッチ13経由でミキサ15に出力する。   The mixer 12 mixes the signal under measurement output from the DUT 1 and the local oscillation signal generated by the local oscillator 11 and converts the frequency into an IF signal (step S16). 15 is output.

ミキサ15は、ミキサ12からのIF信号と、局部発振器14が発生した局部発振信号とを混合して所定の第2の周波数のIF信号に周波数変換し(ステップS17)、周波数変換したIF信号をBPF16に出力する。BPF16は、ミキサ15の出力信号のフィルタリングを行って、予め定められた周波数領域の信号を取り出し、切替スイッチ18を介してADC19に出力する。   The mixer 15 mixes the IF signal from the mixer 12 and the local oscillation signal generated by the local oscillator 14 and converts the frequency into an IF signal having a predetermined second frequency (step S17). Output to BPF16. The BPF 16 performs filtering of the output signal of the mixer 15, extracts a signal in a predetermined frequency region, and outputs the signal to the ADC 19 via the changeover switch 18.

ADC19は、ミキサルート25又は分周器ルート26からのIF信号をアナログ値からデジタル値に変換する(ステップS18)。   The ADC 19 converts the IF signal from the mixer route 25 or the frequency divider route 26 from an analog value to a digital value (step S18).

測定部20は、操作部22によって設定された測定項目について、ADC19からのデジタル値の信号を測定する(ステップS19)。   The measurement unit 20 measures a digital value signal from the ADC 19 for the measurement item set by the operation unit 22 (step S19).

表示部21は、測定部20の測定結果を表示する(ステップS20)。   The display unit 21 displays the measurement result of the measurement unit 20 (step S20).

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、ミキサ15を経由するミキサルート25と、分周器17を経由する分周器ルート26とのいずれか一方を選択可能であって、分周器ルート26を選択した場合には、位相情報を失うことなく見かけの周波数帯域幅を拡張することができるので、簡易な構成で広帯域の信号を測定することができる。   As described above, the spectrum analyzer 10 according to the present embodiment can select either the mixer route 25 that passes through the mixer 15 or the divider route 26 that passes through the frequency divider 17. When the instrument route 26 is selected, the apparent frequency bandwidth can be expanded without losing the phase information, so that a wideband signal can be measured with a simple configuration.

以上のように、本発明に係る測定装置及び測定方法は、簡易な構成で広帯域の信号を測定することができるという効果を有し、広帯域の信号を測定可能な測定装置及び測定方法として有用である。   As described above, the measuring apparatus and the measuring method according to the present invention have an effect of being able to measure a broadband signal with a simple configuration, and are useful as a measuring apparatus and a measuring method capable of measuring a broadband signal. is there.

1 DUT(被測定装置)
10 スペクトラムアナライザ(測定装置)
12 ミキサ(第1の周波数変換手段)
13、18 切替スイッチ(経路選択手段)
15 ミキサ(第2の周波数変換手段)
17 分周器(分周手段)
19 ADC(信号変換手段)
25 ミキサルート(第1の経路)
26 分周器ルート(第2の経路)
1 DUT (device under test)
10 Spectrum analyzer (measuring device)
12 mixer (first frequency conversion means)
13, 18 changeover switch (route selection means)
15 mixer (second frequency conversion means)
17 Divider (Divisor means)
19 ADC (signal conversion means)
25 Mixer route (first route)
26 Divider route (second route)

Claims (4)

被測定信号を周波数変換する第1の周波数変換手段(12)と、
アナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換手段(19)と、
前記第1の周波数変換手段と前記信号変換手段との間に設けられた第1及び第2の経路(25、26)と、
前記第1及び前記第2の経路のいずれか一方を選択する経路選択手段(13、18)と、
前記第1の経路において前記第1の周波数変換手段の出力信号を周波数変換する第2の周波数変換手段(15)と、
前記第2の経路において前記第1の周波数変換手段の出力信号を所定の分周比に分周する分周手段(17)と、
を備えたことを特徴とする測定装置(10)。
First frequency conversion means (12) for converting the frequency of the signal under measurement;
Signal converting means (19) for converting an analog signal into a digital signal;
First and second paths (25, 26) provided between the first frequency converting means and the signal converting means;
Route selection means (13, 18) for selecting one of the first and second routes;
Second frequency converting means (15) for frequency converting the output signal of the first frequency converting means in the first path;
Frequency dividing means (17) for dividing the output signal of the first frequency converting means to a predetermined frequency dividing ratio in the second path;
A measuring device (10) comprising:
前記経路選択手段は、前記被測定信号の振幅情報を要しない測定において前記第2の経路を選択するものであることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。   2. The measuring apparatus according to claim 1, wherein the path selecting unit selects the second path in measurement that does not require amplitude information of the signal under measurement. 前記第1の周波数変換手段は、周波数が時間とともに連続的に変化する信号を前記被測定信号として周波数変換するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の測定装置。   The measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first frequency converting means converts a signal whose frequency continuously changes with time as the signal under measurement. 請求項1に記載の測定装置(10)を用いた測定方法であって、
前記第1の周波数変換手段により被測定信号を周波数変換する第1の周波数変換ステップ(S13、S16)と、
前記信号変換手段によりアナログ信号をデジタル信号に変換する信号変換ステップ(S18)と、
前記経路選択手段により前記第1及び前記第2の経路のいずれか一方を選択する経路選択ステップ(S12、S15)と、
前記第2の周波数変換手段により前記第1の経路において前記第1の周波数変換ステップの出力信号を周波数変換する第2の周波数変換ステップ(S17)と、
前記分周手段により前記第2の経路において前記第1の周波数変換ステップの出力信号を所定の分周比に分周する分周ステップ(S14)と、
を含むことを特徴とする測定方法。
A measuring method using the measuring device (10) according to claim 1,
A first frequency conversion step (S13, S16) for frequency-converting the signal under measurement by the first frequency conversion means;
A signal converting step (S18) for converting an analog signal into a digital signal by the signal converting means;
A route selection step (S12, S15) for selecting one of the first and second routes by the route selection means;
A second frequency converting step (S17) for converting the frequency of the output signal of the first frequency converting step in the first path by the second frequency converting means;
A frequency dividing step (S14) for dividing the output signal of the first frequency conversion step into a predetermined frequency dividing ratio in the second path by the frequency dividing means;
A measurement method comprising:
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