JP2561461B2 - 周波数掃引信号発生器 - Google Patents

周波数掃引信号発生器

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JP2561461B2 JP61268322A JP26832286A JP2561461B2 JP 2561461 B2 JP2561461 B2 JP 2561461B2 JP 61268322 A JP61268322 A JP 61268322A JP 26832286 A JP26832286 A JP 26832286A JP 2561461 B2 JP2561461 B2 JP 2561461B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば被検体の周波数応答特性を測定する
場合に用いられる周波数掃引信号発生器に関する。
「発明の背景」 例えばフィルタ、増幅器等を被検体とし、これらの周
波数応答特性を測定する場合に、被検体に周波数掃引信
号を与え、その応答出力を陰極線管表示器に入力して周
波数応答特性を陰極線管の管面に表示する測定方法があ
る。この測定方法を採るとき、表示された周波数特性曲
線上に既知の周波数を持つマーカを表示させ、そのマー
カの位置で周波数特性の例えばピーク点の周波数を知る
ことができるようにしている。
「従来技術」 第4図に従来の掃引信号発生器を示す。図中1は鋸歯
状波発生器、2は掃引発振器を示す。この掃引発振器2
は電圧制御発振器が用いられ、鋸歯状波発生器1から鋸
歯状波が与えられることによって発振周波数が掃引さ
れ、出力端子3に例えば1〜18GHzの間の任意の範囲の
周波数掃引信号を出力する。
4はマーカ電圧発生器を示す。このマーカ電圧発生器
4例えばポテンショメータによって構成することができ
る。また5は周波数掃引を一時停止させる停止信号発生
手段を示す。この停止信号発生手段5はマーカ電圧発生
器4に設定した直流電圧に鋸歯状波の電圧が一致したこ
とを検出する電圧比較器5Aと、この電圧比較器5Aから出
力される一致検出信号を一定の時間幅を持つパルス信号
に変換するパルス発生器5Bとによって構成される。
パルス発生器5Bは単安定マルチバイブレータを用いる
ことができ、その出力パルスPaを鋸歯状波発生器2に与
え、パルスPaのパルス幅の時間τだけ鋸歯状波の電圧変
化を停止させる。
パルス発生器5Bから出力されるパルスPaは出力端子6
に出力し、このパルス信号Paを陰極線管表示器(特に図
示しない)の輝度変調端子に与える。また鋸歯状波発生
器1から出力される鋸歯状波は出力端子7に取出され、
この出力端子7から陰極線管表示器のX軸入力端子に与
えられる。
このようにマーカ電圧発生器4に設定した電圧に鋸歯
状波の電圧が一致した時点で周波数掃引を一時停止さ
せ、また陰極線管表示器のX軸の走査を一時停止させそ
の停止位置で輝度変調信号を与えることによりその位置
に特性曲線を表示する輝線より明るい輝点を描かせ、こ
の輝点をマーカとして利用する。マーカ電圧発生器4に
設定する直流電圧を変化させることによりマーカの位置
を移動させることができる。またマーカ電圧発生器4を
構成するポテンショメータの目盛に周波数値を付すこと
によりマーカ電圧発生器4によってマーカの周波数を設
定することができる。
「発明が解決しようとする問題点」 従来の掃引信号発生器においてマーカの周波数はマー
カ電圧発生器4に設定する電圧によって決められる。マ
ーカ電圧発生器4を構成するポテンショメータとして直
線性の良いものを使用したとしても、ポテンショメータ
から出力する電圧と、目盛に付す周波数値との間の関係
を、電圧制御発振器の制御電圧と発振周波数との間の関
係に一致させなくてはならない。
これらの間の関係を一致させるには直線性のよいポテ
ンショメータと、制御電圧と発振周波数の間の関係が直
線関係にある電圧制御発振器を用いなければならない。
この条件を満すにはかなり高価な部品が必要になりコス
ト高になる欠点がある。
然もこの条件が満されたとしても電圧制御発振の発振
周波数は温度変化等によって変動するから、マーカ電圧
発生器4に設定した周波数と掃引発振器2のマーカ点に
おける周波数とを一致させることはむずかしい。
このような理由から従来はマーカ設定器4Aに設定した
周波数は比較的大きい誤差を含んでいるものとして取扱
われている。
この発明の目的はマーカの周波数と掃引発振器の停止
点における周波数とを一致させることができる。従って
マーカの周波数を精度よく設定することができる周波数
掃引信号発生器を提供するにある。
「問題点を解決するための手段」 この発明においては A.鋸歯状波発生器と、 B.この鋸歯状波発生器から出力される鋸歯状波が与えら
れて周波数掃引信号を発生する掃引発振器と、 C.表示すべきマーカの周波数をディジタル信号で入力す
る入力装置と、 D.この入力装置で入力されたディジタル信号の値に対応
する電圧を発生するマーカ電圧発生器と、 E.上記鋸歯状波発生器から出力される鋸歯状波が上記マ
ーカ電圧発生器から出力されるマーカ電圧に一致したこ
とを検出し、所定の時間上記鋸歯状波発器の電圧変化を
停止させる停止信号発生手段と、 F.上記入力装置から入力したマーカ周波数に応じてこの
マーカ周波数に近い既知の周波数の信号を発生する高精
度発振器と、 G.この高精度発振器の発振周波数と上記掃引発振器の発
振周波数との差又は和の周波数を有する信号を取出す周
波数変換器と、 H.この周波数変換器から得られる差又は和の周波数を計
測する周波数計測手段と、 I.この周波数計測手段の計測結果から真のマーカ設定周
波数と上記停止信号発生器で発生した停止信号によって
決まる実際のマーカ周波数とのずれを算出する演算手段
と、 J.この演算手段の演算結果により上記マーカ電圧発生器
に与えるディジタル信号の値を正しい値に修正する制御
手段と、 によって周波数掃引信号発生器を構成したものである。
「作用」 この発明の構成によればマーカを表示すべき周波数の
値を入力装置によって数値で入力し、その周波数の値か
らマーカ電圧発生器にマーカ電圧を発生させる。このマ
ーカ電圧と鋸歯状波とを電圧比較器で比較し、鋸歯状波
の電圧がマーカ電圧と一致した時点で停止信号発生器か
ら停止信号を発生させ鋸歯状波の電圧変化を停止させ
る。
一方入力装置によって入力したマーカ周波数の値に応
じて、高精度発振器はマーカの周波数に近い既知の周波
数の信号を発振する。高精度発振器から出力される既知
の周波数の信号と掃引発振器から出力される信号を周波
数変換器に与え、周波数変換器において掃引発振器の発
振周波数と高精度発振器の発振周波数の差又は和の値を
持つ信号を取出し、この信号の周波数を周波数計測手段
によって計測する。
この計測結果を演算手段に与え、この計測結果から入
力装置で入力した真のマーカ周波数と掃引発振器の発振
周波数とのずれ量を求める。このずれ量を制御器からマ
ーカ電圧発生器に与え、マーカ電圧を修正し真のマーカ
周波数と掃引発振器の発振周波数とを合致させる。
従ってこの発明によれば2回目の周波数掃引からは真
のマーカ位置にマーカを表示することができ、マーカの
周波数を高精度に表示することができる。
「実施例」 第1図にこの発明の一実施例を示す。第1図において
第4図と対応する部分には同一符号を付して示す。
つまり1は鋸歯状波発生器、2は掃引発振器、3は掃
引信号出力端子、4はマーカ電圧発生器、5は停止信号
発生手段、6は停止信号出力端子、7は鋸歯状波出力端
子を示す。
この発明においてはこのような周波数掃引信号発生器
において、演算手段と制御手段とを兼ねるマイクロコン
ピュータ8と、このマイクロコンピュータ8にマーカの
周波数を数値によって入力する入力装置9と、入力装置
9から入力したマーカの周波数に近い既知の周波数の信
号を発振する高精度発振器11と、この高精度発振器11の
発振信号と掃引発振器2の発振信号のここでは差の周波
数を求めるために設けた周波数変換器12と、周波数変換
器12から出力される差の周波数を計測する周波数計測手
段13とを設ける。
入力装置9は0〜9の押釦から成るいわゆるテンキィ
ースイッチを用いる。従って入力装置9からマイクロコ
ンピュータ8にマーカの周波数値がディジタル信号で入
力され、そのディジタル信号がメモリ等に記憶される。
マイクロコンピュータ8に入力されたマーカの周波数
値はマーカ電圧発生器4に与えられる。マーカ電圧発生
器4はこの例ではDA変換器を用いる。DA変換器によって
マイクロコンピュータ8から与えられるマーカの周波数
値をアナログ信号に変換し、このアナログ信号をマーカ
の周波数に対応した電圧として出力する。
マーカ電圧発生器4から出力されるマーカ電圧を停止
信号発生手段5に与え、鋸歯状波の電圧がマーカ電圧と
一致した時点で一定のパルス幅を持つ停止信号Paを発生
させる。
この停止信号Paは出力端子6と鋸歯状波発生器1に与
えられる。出力端子6は陰極線管(特に図示しない)の
輝度変調入力端子に接続し、停止信号Paを輝度変調信号
として利用する。これと共に鋸歯状波発生器1に停止信
号Paを与えることにより鋸歯状波の電圧変化をパルスPa
の期間τの間一時停止させる。鋸歯状波の電圧変化が一
時停止されることにより掃引発振器2の周波数掃引が一
時停止される。尚14はスパン設定用のアッティネータを
示す。このアッティネータはその減衰量を調整すること
により掃引発振器2に与えられる鋸歯状波の振幅を変化
させ、掃引発振器2の周波数掃引範囲を規定するために
設けられている。
一方マイクロコンピュータ8は入力装置9から入力さ
れたマーカの周波数値を高精度発振器1に与える。この
高精度発振器11は例えば水晶発振器のような安定性の高
い基準発振器とフェイズロックドループ等で構成したシ
ンセサイザを内蔵し、掃引発振器2の発振可能な周波数
範囲内を例えば100MHzの予め決められた周波数のステッ
プで発振周波数を変化させることができ、マイクロコン
ピュータ8からマーカの周波数情報をシンセサイザに与
えることによりこの周波数に最も近い周波数で発振する
構造とされる。
高精度発振器11の発振信号と掃引発振器2の発振信号
を周波数変換器12に与え周波数変換器12で例えば差の周
波数を取出す。
周波数変換器12で取出した差の周波数を持つ信号は周
波数計測手段13に与えられ、その周波数を計測する。周
波数計測手段13は例えば予め決められた一定の時間だけ
差の信号を通過させるゲートと、このゲートを通過した
信号の波の数を計測するカウンタとによって構成するこ
とができ、ゲートの開時間とカウンタの計数値とからそ
の信号の周波数を求めることができる。
周波数計測手段13で計測した差の周波数値はマイクロ
コンピュータ8に入力され、マイクロコンピュータ8に
おいて入力装置9から入力した真のマーカ周波数Fmと、
停止信号Paで周波数掃引を一時停止している掃引発振器
2の発振周波数F0とのずれ量ΔFを演算する。このずれ
量ΔFは次のようにして求められる。
周波数計測手段13で計測した実際の差の周波数を第2
図に示すようにF′IF、そのときの掃引発振器2の発振
周波数をF0、マーカ周波数をFm、高精度発振器11の発振
周波数をFLO(既知)、その差の周波数をFIFとした場合 F′IF=FLO−F0 FIF=FLO−Fm ΔF=F′IF−FIF=−F0+Fm ……(1) 第1式で求められるΔFの値と極性を使ってマーカ電
圧発生器4に与えているディジタル信号に加減算し、マ
ーカ電圧を修正することにより2回目以後の周波数掃引
時に停止信号発生器5から出力される停止信号Paの位置
が修正され、鋸歯状波の停止する電圧値が修正される。
つまり第2図の例に示すようにFm>F0の場合はΔFは
ΔF>0となり、ΔFの値をマーカ電圧発生器4に与え
ているディジタル値に加えることによりそのディジタル
値にΔFが加算される。よって鋸歯状波発生器1の停止
信号で停止する電圧値が上昇方向に修正され、これによ
り掃引発振器2の周波数掃引停止時の発振周波数F0は周
波数が高くなる方向に修正され真のマーカ周波数Fmに合
致される。
また第3図に示すようにFm<F0の場合はΔFはΔF<
0となる。この場合はΔFをマーカ電圧発生器4に与え
ているディジタル値に加えるとそのディジタル値からΔ
Fが減算され、マーカ電圧は小さくなる方向に修正され
る。この結果掃引発振器2の周波数掃引停止時の発振周
波数F0は低くなる方向に修正され、2回目以後の周波数
掃引時には掃引発振器2のマーカ点における発振周波数
F0は真のマーカ周波数Fmに合致される。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によればマーカの周波数
Fmを入力することにより2回目以後の周波数掃引時には
マーカ点における掃引発振器2の発振周波数は入力した
真のマーカ周波数Fmで停止し、その周波数位置にマーカ
を表示することができる。
よってマーカの表示位置の精度が向上し、被検体の周
波数応答特性等を正しく測定することができる。また、
この発明ではマーカの表示位置をディジタル信号で設定
したから、ディジタル信号は温度変化或いは電源電圧の
変動等により変化することはない。よってマーカの設定
位置を長期にわたって安定に維持することができる利点
も得られる。よってその効果は実用に供して頗る大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を説明するためのブロック
図、第2図及び第3図はこの発明の動作を説明するため
のグラフ、第4図は従来技術を説明するためのブロック
図である。 1:鋸歯状波発生器、2:掃引発振器、3:周波数掃引信号出
力端子、4:マーカ電圧発生器、5:停止信号発生手段、6:
鋸歯状波出力端子、7:停止信号出力端子、8:演算手段及
び制御手段を構成するマイクロコンピュータ、9:入力装
置、11:高精度発振器、12:周波数変換器、13:周波数計
測手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A.鋸歯状波発生器と、 B.この鋸歯状波発生器から出力される鋸歯状波が与えら
    れて周波数掃引信号を発生する掃引発振器と、 C.表示すべきマーカの周波数をディジタル信号で入力す
    る入力装置と、 D.この入力装置で入力されたディジタル信号の値に対応
    する電圧を発生するマーカ電圧発生器と、 E.上記鋸歯状波発生器から出力される鋸歯状波が上記マ
    ーカ電圧発生器から出力されるマーカ電圧に一致したこ
    とを検出し、所定の時間上記鋸歯状波発器の電圧変化を
    停止させる停止信号発生手段と、 F.上記入力装置から入力したマーカ周波数に応じてこの
    マーカ周波数に近い既知の周波数の信号を発生する高精
    度発振器と、 G.この高精度発振器の発振周波数と上記掃引発振器の発
    振周波数との差又は和の周波数を有する信号を取出す周
    波数変換器と、 H.この周波数変換器から得られる差又は和の周波数を計
    測する周波数計測手段と、 I.この周波数計測手段の計測結果から真のマーカ設定周
    波数と上記停止信号発生器で発生した停止信号によって
    決まる実際のマーカ周波数とのずれを算出する演算手段
    と、 J.この演算手段の演算結果により上記マーカ電圧発生器
    に与えるディジタル信号の値を正しい値に修正する制御
    手段と、 から成る周波数掃引信号発生器。
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