JP2766685B2 - スペクトラムアナライザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は入力信号を連続的に周波数掃引してそのスペ
クトラムを検出するスペクトラムアナライザにおいて、
例えばパルスでAM変調された信号（以下、PAM変調信号
と言う）のスペクトラムを容易に測定可能にしたスペク
トラムアナライザに関する。

（従来の技術） 一般的に従来のスペクトラムアナライザは、その掃引
時間に比べ十分長い継続時間を有する入力信号を解析す
る目的で開発されたものが多かった。このため、これら
のスペクトラムアナライザでは、継続時間の短いPAM変
調信号、例えばパルスで100％AM変調されたバースト信
号やビデオのコンポジット信号等を解析する目的には適
さなかった。

このような目的を有する従来のスペクトラムアナライ
ザとしては実開昭62−189669号に示されるものがあっ
た。

このスペクトラムアナライザは、周波数掃引して入力
信号のスペクトラムを測定し、そのスペクトラムを一旦
メモリに記憶して表示するスペクトラムアナライザ、い
わゆるデジタルストレージ形スペクトラムアナライザに
おいて、入力されるバースト信号の中の高周波信号が
“有”の区間および“無”の区間（いずれも時間的区間
であって、スペクトラムアナライザの掃引時間より短
い）に対応して、各々掃引測定および掃引測定停止（こ
の停止は停止する前の状態を保持したまま停止すること
を言う。以下、同じ）を小刻みに行なうことによって、
バースト信号中の周波信号の“有”の区間における信号
のスペクトラムを測定できるように構成されたものであ
る。

したがって、このスペクトラムアナライザにおいて
は、局部発振器が前記各区間毎に掃引および掃引停止の
各状態に交互に制御される。同時に、スペクトラムを検
出する検波器側においても、前記各区間毎に検出（測
定）および検出したデータ保持（測定停止）の各状態に
交互に制御される。

（発明が解決しようとする課題） このような従来のスペクトラムアナライザにおいて
は、次のような欠点がある。

（ｉ） アナログ掃引における測定周波数（あるいは周
波数軸）は、局部発振器自信の安定度および局部発振器
を制御する掃引電圧等の影響を受け、その誤差は時間経
過と共に大きく変動する。したがって、上記の従来技術
は、目的のスペクトラムを得るまでの測定時間（掃引時
間）に前記高周波信号の“無”の区間を含むことから、
測定周波数はこの無駄時間分大きな変動を受け、その結
果測定周波数確度が下がる。

また、測定周波数に関して、掃引および掃引停止の状
態に応じた掃引電圧の変化に対する局部発振器の過渡応
答が問題になる。特に掃引速度（掃引電圧幅／掃引時間
あるいは掃引周波数幅／掃引時間）が速くなればなるほ
ど過渡応答による影響が大となる。

（ii） 前記バースト信号中の高周波信号の“有”の区
間および“無”の区間に対応して掃引および掃引停止の
状態を生成するため、掃引電圧の波形を正確に作り出す
必要がある。

（iii） スペクトラムアナライザとして、測定してい
るときの条件のうち少なくとも分解能帯域幅，掃引周波
数幅および掃引時間を、何らかの形で操作者に表示せし
める必要がある。これらの条件の設定によっては測定誤
差が生じるからである。ところが、上記の従来技術にお
ける掃引時間には前記掃引停止時間も含むことから、実
質的な掃引時間が表示上不明である。実質的な掃引時間
の算出およびその表示も可能であろうが、回路上複雑に
なる。

本発明の目的は、以上のような課題を解決するために
性能劣化の要因となる局部発振器への負担をかけること
なく一旦全区間のデータを取得後、その内の所望の対象
区間のみのデータを選択するようにすることにより、例
えばバースト信号等の所望のスペクトラムを検出できる
スペクトラムアナライザを提供することにある。

（課題を解決するための手段およびこの作用） この発明では上記目的を達成するため、掃引測定の手
法としては連続掃引して被測定波形の全区間のスペクト
ラムを検出し、所望のデータを選択する手法としては検
出した結果から所望の対象区間のみのデータを選択する
ように構成した。

またこの発明は、上記のデジタルストレージ形スペク
トラムアナライザ（以下、DSSAと略して言う）及びCRT
などの表示手段の残光性を利用したアナログストレージ
形スペクトラムアナライザ（以下、ASSAと略して言う）
の双方に適用できるように構成されたものである。

具体的には、局部発振器と周波数混合器とIF回路と検
出器とからなる高周波部において、掃引制御手段からの
掃引信号により時間的に連続して掃引しながら被測定波
形の全区間におけるデータを検出し、制御手段によって
高周波部の検波器から出力される全区間の検波信号のう
ち所望の対象区間を示すデータを選択信号に対応して選
択的に表示部に表示させて、被測定波形であるPAM変調
信号等の所望の対象区間のみのスペクトラムを解析でき
る構成とした。

この中で、被測定波形の全区間のうち所望の対象区間
におけるデータを選択信号に対応して選択するにあたっ
ては、ASSAの場合は例えばCRTのＺ軸をデータ選択信号
で輝度変調することにより対象区間のみスペクトラムを
視覚認識できる構成とした。また、DSSAの場合は前記制
御手段して、前記高周波部からの出力信号をデジタルデ
ータを変換するA/D変換器と、そのデジタルデータを記
憶するデータメモリと、これらを制御するデータ制御手
段を備え、データ制御手段が被測定波形の全区間のデジ
タルデータの内、選択信号に対応した対象区間のみのデ
ジタルデータをデータメモリに記憶させるように構成し
た。このとき、選択信号をもとに対象区間を示すための
データをデータ有効フラグとして前記デジタルデータと
ともにデータメモリに記憶させてもよい。

また、DSSAの場合、データメモリに被測定波形の全区
間のデジタルデータをデータ有効フラグとともに記憶さ
せ、データメモリからデータを読み出すときにデータ有
効フラグに対応するデジタルデータのみを読み出すこと
により、対象区間のデータを選択するようにしてもよ
い。

さらにDSSAの場合であって、掃引周期Ｔ内における前
記高周波部からの検波信号を掃引周期Ｔ間にｎポイント
のデータをデータメモリに取り込むとしたとき、そのポ
イント間に入る周波数のデータが測定漏れとなる可能性
がある。これを防ぐためにT/n間のピークレベルを検出
するピークホールド回路を備えたDSSAにおいては、ピー
クレベルを検出する期間と、選択信号の変化するタイミ
ングによっては、ピークホールド機能が不安定となる状
態が生ずることがある。

このようなDSSAにおいては前記問題点を解決するた
め、ピークレベルを検出させるためのピーク検出信号と
選択信号とから有効データの有無を判定する有効データ
検出回路を備え、その判定結果（つまりデータ有効フラ
グ）をもとにデータ制御回路がピークレベルのデジタル
データをデータ有効フラグと共にメモリに書き込み、か
つ書き込まれたデジタルデータとデータ有効フラグを出
力するように構成した。

なお、この際の選択信号としては、内部にデータ選択
手段を設けてこのデータ選択手段で被測定波形を復調し
てデータ選択信号として生成してもよいし、被測定波形
を生成する外部の信号源からその生成過程で生ずる選択
信号として適切な信号を受けてもよい。

また、前記までの手段によって、PAM変調信号などの
被測定信号を１掃引時間測定して表示した場合、被測定
信号の対象区間外の区間のデータが無いので歯抜け状に
表示される。これが観測しにくいときは、掃引制御手段
によって選択信号の周期の整数倍以外の周期で局部発振
器を掃引せしめることにより、掃引回数毎に徐々に歯抜
け部分のデータ追加補足して、結果的に所望の全周波数
範囲のデータを表示させることもできる。

また、第１および第２の選択信号により、第１および
第２の対象区間のスペクトラムを各別に出力して第１お
よび第２の表示部に各別に表示する如くしたいわゆるマ
ルチチャンネル表示とすることもできる。

さらには、ピークホールド手段への入力を選択信号に
よって、オン、オフすると共に、オン時のピークホール
ドレベルデータの最大値を更新的に保持して記憶し、そ
の最大値記憶内容を表示部に表示させるようにすること
もできる。

（実施例） この発明は、DSSA（デジタルストレージ形スペクトラ
ムアナライザ）およびASSA（アナログストレージ形スペ
クトラムアナライザ）の双方に適用することができるも
のであり、以下の各実施例においてその都度説明する。

［第１実施例］ 第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す図、第２
図は第１図の主要な信号波形を示す図である。

これらの図において、周波数混合器２は入力端子11a
からの被測定（入力）信号と局部発振器１からの周波数
掃引された局発信号とを混合し、中間周波（IF）信号に
変換する。このIF信号を受けるIF回路３は、操作パネル
９からのユーザの設定による分解能帯域幅RBW（Resolut
ion Band Width）設定信号に応じて、所定の分解能で上
記被測定信号のスペクトラムを選択出力する機能を有し
ている。検波器４はIF回路３から選択出力されたスペク
トラムを復調し、そのレベルの大きさに応じたアナログ
のデータを出力する。

いわば、ここまでの構成が高周波部で（但し、検波器
４を除く）である。

なお、操作パネル９は上述の外にも、ユーザの設定に
応じて各種の設定信号を出力することが可能なように、
図示しない複数の所定エレメントを有しているものとす
る。

さらに、掃引制御回路５は、操作パネル９よりユーザ
の設定に応じた所望の掃引時間ｔおよび掃引周波数範囲
等の掃引条件設定信号および後述する選択信号を受け、
第２図のＧに示すような掃引時間Ｔの間は連続している
掃引電圧を生成して、前記局部発振器１に供給すること
により、局発信号を所望の掃引周波数範囲で連続して周
波数掃引せしめる。

選択信号発生回路８は入力端子11aからの被測定波形
をもとに、被測定波形の内で対象区間にあるデータを選
択するための２種類の選択信号を生成する。これらの選
択信号の生成過程を第２図のＡ〜Ｇを参照しながら説明
する。AM復調器8aは被測定信号（第２図のＡ）を復調
し、その高周波信号（周波数f1,f2）の包絡線であるAM
復調信号（第２図のＢ）を出力する。同期信号発生器8b
は、AM復調信号と例えば内部に有する参照電圧と比較
し、被測定波形の内の周波数f1が存在する区間および周
波数f2が存在する区間（以下、f1およびf2対象区間と言
う）においてそれぞれ値“1"を示す同期信号１および２
（第２図のC,D）を生成する。波形成形回路8cは、第５
図Ａに示すように、スイッチ8c1、遅延回路8c2およびア
ンド回路8c3を有しており、操作パネル９からのユーザ
の設定に応じた区間設定信号により同期信号１および２
のいずれかを選定し、第５図Ｂに示すタイミングで同期
信号１または２が値“1"を示すときのパルス幅より立ち
上がり時間を遅らせると共に、立ち下がり時間を早めた
選択信号１または２（第２図のE,C）を出力する。な
お、立ち上がり時間を遅らせると共に、立ち下がり時間
を早めたのは、検波器４が出力する検波信号が入力端子
11aから検波器４までの内部回路で過渡応答を生じた場
合にその過渡応答を受けたデータをも有効とするのを避
けるためである。したがって、遅延回路8c2に設定され
るところの、この遅れ時間の設定は上記内部回路の条件
による。

切換器10は、操作パネル９からのユーザの設定に応じ
た機能設定信号により、例えば、通常の連続した被測定
信号（波形）を分析する場合は接地レベルに接続さる接
点１に、PAM変調信号を分析する場合で上記内部の選択
信号発生回路８からの選択信号１および２を用いる場合
は接点２に、同じく端子11からの外部の選択信号を用い
る場合は接点３に接続されるようになされている。

上記検波器４からの出力を受ける制御回路６は、DSSA
またはASSAかによってその構成がデジタルかアナログか
に分れる。DSSAの場合については後述する第２実施例で
説明し、ここではASSAについて説明する。制御回路６は
第５図Ｃに一例を示すように検波器４からの検波信号を
増幅器61を介して例えばCRT等の表示部７の表示画面の
縦軸（Ｙ軸）信号として出力し、掃引制御回路５からの
掃引電圧を同じく増幅器62を介して表示部７の横軸（Ｘ
軸）信号として出力し、選択信号を同じく輝度を制御す
るＺ軸信号として出力して、表示部７を制御する。

この場合、選択信号（Ｂ）は掃引時間信号（Ａ）およ
びトレース条件設定信号（Ｃ）との間でスイッチ63およ
びアンド回路64を介して第５図Ｄに示すタイミング関係
を有してゲートされる。

前記各軸信号はいずれもアナログである。なおこの例
では、選択信号が値“1"のとき、表示画面のデータの輝
度が視覚上認識できるような明るさにされている。

上記トレース条件設定信号は、操作パネル９からユー
ザ設定に応じてスペクトラムの表示を望む領域信号とし
て供給されるものである。

次に、第１図において、切換器10が接点２に接続され
ている場合について一連の動作を説明する。

先ず、操作パネル９からユーザの設定による掃引条件
設定信号が掃引制御回路５に供給されることにより、被
測定波形としてのPAM変調信号の周波数f1,f2を含む周波
数範囲が設定される。掃引制御回路５はこの周波数範囲
をスペクトラムアナライザが連続受信（測定）するよう
に上述した如く、局部発振器１の出力周波数を連続掃引
せしめる。このようにして掃引受信されるPAM変調信号
を検波器４が復調して出力する検波信号には上記f1およ
にf2対象区間が交互に含まれている。

一方、操作パネル９からユーザの設定によるf1対象区
間を指定する区間設定信が供給される選択信号発生回路
８は選択信号１を切換器10を介して制御回路６に出力す
る。

この結果、制御回路６は検波器４からの出力を表示部
７の表示画面に第３図Ａに示すような波形を表示せしめ
る。第３図Ａで歯抜けの線で示される部分が周波数f1に
関するデータである。第３図Ｂはf2対象区間が指定され
た場合の周波数f2に関するデータの表示例である。これ
らの表示例はいずれも１掃引時間（Ｔ）のデータを表示
したものである。

ここで第３図Ａにおいて、f1対象区間のPAM変調信号
の周期に対する比Δt1/Δt0が１に近いほど、またPAM変
調信号の周期の掃引周期に対する比Δt0/Tが小さいほど
表示画面上のデータは一見して連続して見えるようにな
る。

もし、表示画面上のデータで歯抜け部分が多くて観測
が困難のときは、掃引制御回路５が選択信号の周期Δt0
（PAM変調信号の周期と同じ）の整数倍（Ｎ）以外の掃
引周期Ｔで局部発振器１を制御するようにすることによ
り、選択信号のタイミングと掃引時間とが掃引毎に［Ｔ
−Ｎ×Δt0］分ずつずれていくので、次第に表示画面上
に歯抜け部分がデータで埋まり、第４図A,Bに示すよう
に操作パネル９でユーザにより設定された周波数範囲の
全部にわたって測定することができる。この場合、表示
部７に残光性が必要となる。

このような掃引制御回路５の１構成例を第５図Ｅに示
す。第５図Ｅにおいて比較演算部5bは、カウンタ5aが検
出して出力する選択信号の周期Δt0,対象区間Δt1およ
び操作パネル９からのユーザにより設定された掃引条件
設定信号による掃引時間Ｔとから、 Δt1≧Δt0/M を満足する整数Ｍの値MXを求め、 Ｔ−Ｍ×Δt0≦Δt0/Mx を満たすＮを求め、その値Nxにより Tx＝（Nx＋1/Mx）×Δt0 なるTxを掃引信号発生5cに設定する。

掃引信号発生器5cが掃引周期Txで少なくともMx回繰り
返し掃引することにより、第４図Ａに示されるように全
周波数範囲にわたってスペクトラムを測定することがで
きる。

また、例えば水平および垂直信号を含むビデオ信号で
変調された90MHzのRF信号のスペクトラムなども、第１
図における選択信号発生回路８の同期信号発生器8bが実
質的に水平および垂直の各同期信号に分離した同期信号
１または２を出力するので、この同期信号１または２と
操作パネル９からのユーザの設定による区間指定信号に
もとづいて選択信号を発生することにより上記実施例と
PAM変調信号の検出（測定）と同様に検出（測定）する
ことができる。

さらに、ビデオ信号で変調された高周波信号等を解析
するにあたって、そのビデオ信号を出力する信号源がそ
のビデオ信号生成過程において選択信号相当の信号を有
していることが多いので、信号源が測定場所の近くにあ
る場合はこの選択信号相当の信号を選択信号（以下、外
部選択信号と言う）として利用することができる。つま
り、切換器10を接点３にして信号源より外部選択信号を
端子11で受けて、スペクトラムを検出することもでき
る。この場合、特にビデオ信号源およびビデオ機器等の
検査に有効である。

［第２実施例］ この第２実施例は第１実施例をDSSAに適用した例の一
つである。この第２実施例の構成は基本的には第１図と
同じであるが、検波器４からの検波信号を受ける制御回
路6Aが具体的には第６図Ａに示されるようなデジタル構
成となる点のみが第１図と異なる。ここでは、第６図Ａ
にもとづいて制御回路6Aの動作を中心に説明する。他の
動作は第１実施例と基本的に同じである。したがって、
第２図から第５図Ａ〜Ｅまでの説明も同じである。

第６図Ａにおいて、制御回路6Aを構成するデータ制御
回路6cは、掃引制御回路５からの掃引時間信号をもとに
掃引時間の間にクロックを発生し、A/D変換器6aおよびD
/A変換器6eへ出力する。同時にデータ制御回路6cはこの
クロックをもとにデータメモリ6bに書き込み動作を行な
わせる。データメモリ6bからの読み出し動作はデータメ
モリの構成にもよるが、この例では掃引時間と次の掃引
時間の間に設けられるブランキング時間に行なうように
している。A/D変換器6aはデータ制御回路6cからのクロ
ックに基づいて、検波器４からのアナログの検波信号を
デジタルデータに変換して出力する。データメモリ6b
は、掃引期間中にA/D変換器6aからくるデータを掃引時
間に対応して（つまり、周波数に対応して）順に書き込
み、同時に選択信号の状態をデータ有効フラグとして、
つまり対象区間を値“1"、他の区間を値“0"として書き
込む。このデータメモリ6bに書き込まれたデータ有効フ
ラグは読み出され表示部７のＺ信号として出力され、同
様にデジタルデータは再びD/A変換器6dでアナログのデ
ータに変換されて表示部７のＹ軸信号となる。D/A変換
器6eはデータ制御回路6cからのクロックをもとに表示部
７のＸ軸信号を生成する。

なお、データメモリ6bは例えば第６図Ｂに示すように
マイクロコンピュータ（CPU）およびデュアルポートメ
モリ（DPM）を有する。CPUは上記選択信号とデータを受
けて、DPMに書込みデータ、書込み制御信号を書込み時
に供給し、読出し時には読出し制御信号を供給する。DP
Mは読出し時に前記データ制御回路6cからデータ読出し
アドレスを受けて、CPMに読出しデータを供給する。ま
た、DPMは表示読出し時に、上記データ制御回路6cから
データ読出し制御信号と表示データ読出しアドレスを受
けて、上記Ｚ軸信号とＹ軸信号を出力する。

上記データ制御回路6cは例えば第６図Ｃに示すように
上記各信号を出力するためにサンプリングクロック発生
回路6c1、スイッチ6c2、データ書き込み信号発生回路6c
3、データアドレスカウンタ6c4、表示制御クロック発生
器6c5、表示データ読出し制御信号発生回路6c6およびア
ドレスカウンタ6c7を有する。

上記データメモリ6bの内容とその表示例について詳し
く説明する。１掃引時間Ｔにおけるデータメモリ6bの書
き込み例を第11図に示す。第11図は、操作パネル９を介
してユーザにより設定された周波数範囲を例えば500の
測定ポイントに分け、その測定ポイントに応じたアドレ
スに各データが書き込まれている。その中でデータ有効
フラグが○のときそのデータを有効とし、データ有効フ
ラグが×のときそのデータを無効とすることを示す。な
お、データ有効フラグが×のときのデータとしては、例
えば最小検出レベルが記憶される。

このデータメモリ6bの第11図の内容を読み出して表示
部７の表示画面に表示させた場合も、第３図Ａに示すよ
うな形の歯抜けの線で示される。この際、歯抜け部分が
第11図におけるデータ有効フラグが○のときを示す。こ
れは１掃引時間（Ｔ）のデータを表示した場合である。

掃引を繰り返し行いスペクトラムのデータを収集する
際に、前の掃引周期におけるデータ有効フラグと現在の
掃引周期におけるデータ有効フラグとを比較し、第12図
に示すような論理でデータメモリ6bの内容を書き込むこ
とにより、次のような効果を生じる。つまり、第１実施
例の第５図Ｅのような掃引制御回路５を構成することに
より、掃引時間TxでMx回掃引するこおによりデータメモ
リ6bの全アドレス（全周波数範囲）に有効なデータを書
き込むようにすることができる。この場合の表示部７に
おける表示としては、前記の第３図Ａに対して第４図Ａ
のように実線で示されるようになる。

さらに、データ有効フラグがＸの部分を、データ有効
フラグが○のときのデータをもとに補間して表示するこ
とも可能である。

［第３実施例］ この第３実施例も第１実施例をDSSAに適用した一つで
ある。第１および第２の実施例では対象区間のデータの
選択は、表示部７で行なわれたり、データメモリ6bから
読み出すとき行なわれていたが、この第３の実施例はデ
ータメモリ6bに対象区間のデータのみを選択的に書き込
むものである。

第３実施例の構成は基本的には第１図と同じであるが
表示部７が無く、制御回路6Bは第７図Ａにその一例が示
されるようにデジタル回路で構成される点が第１図と異
なる。ここで表示部７が無いのは、測定したデータをホ
ストコンピュータ等でデータ管理および処理を行えるよ
うに、第７図Ａにおける制御回路６からＺ軸信号Zd、Ｙ
軸信号Ydおよび必要に応じてＸ軸信号Xdをデジタル信号
で出力するように構成したためである。当然、これらの
各軸信号を用いて表示させれば第１および第２の実施例
と同様の効果が得られる。

ここでは、第７図Ａにもとづいて制御回路6Bの動作を
中心に説明する。他の動作は第１実施例と基本的に同じ
であり、また第２図から第５図Ａ〜Ｅまでの説明も同じ
である。（第３図A,第４図の表示も第１実施例と同じで
ある）。

データ制御回路6fは、掃引制御開路５からの掃引時間
信号をもとに掃引時間の間にクロックを発生して、これ
をもとにＸ軸信号Xd（いわば、データメモリ6bの全アド
レス情報）を出力し、またA/D変換器6aへのＸ軸信号Xd
にもとづいたサンプリングのクロックを出力する。同時
にデータ制御回路6fは、このクロックと選択信号とをも
とに、選択信号が値“1"を示すときのみ、データ有効フ
ラグとデータを対応して書き込むようにデータメモリ6b
を制御する。したがって、A/D変換器6aからのデータは
被測定信号の全データであるが、この内の対象区間のみ
のデータがデータメモリ6bに書き込まれ、Ｙ軸信号Ydと
して出力される。対象区間を示す情報としてはデータ有
効フラグがＺ軸信号Zd（いわば、データが有効なときの
アドレス情報）として出力される。

この第３実施例におけるデータメモリ6bの内容として
は、第11図において示されるデータ有効フラグが×に相
当するデータ有効フラグそのものおよびそのときのデー
タが全く無いことになる。なお、このようなデータメモ
リ6bの内容であっても、データメモリ6bの有効フラグが
数回の掃引によって全て○になったことを予測できる場
合には有効である。

第７図Ｂに示すように、上記データ制御回路6fは、例
えば、上記各信号を出力するため、サンプリングクロッ
ク発生器6f、スイッチ6f2、データ書込み制御信号発生
回路6f3およびデータ書込みアドレスカウンタ6f4を有し
ている。

なお、第７図Ｂの構成の場合、データメモリ6bへの表
示データ読出しアドレスおよび表示データ読出し制御信
号は上記Ydより入力される。

［第４実施例］ この第４実施例は第８図Ａに示すように、上記第１お
よび第３実施例の検波器４（第１図参照）の後にピーク
ホールド回路を備え、このピールホールド回路およびそ
の後段の回路のタイミングと選択信号とのタイミングを
合わせて動作するようにしたものである。

一般にDSSAの場合、例えば第６図Ａにおけるデータメ
モリ6bに１掃引時間Ｔ（または１掃引周波数範囲：これ
をBWとする）をデータメモリ6bのアドレスの数（いわば
測定ポイントであって、ここではこの数を500とする）
に分けてデータを記憶する。ここで、IF回路３のRBWが
ほぼBW/500より大きければ第２および第３実施例でも十
分に測定することができるが、IF回路３のRBWがBW/500
より小さくなるにつれ、500測定ポイントに分割された
その測定ポイント間に存在する周波数に関するデータは
測定から洩れることが生ずる。したがってこの実施例
は、例えば測定ポイントm,m＋１（＜500）間に存在する
周波数のピークレベルをホールドしてこれを測定ポイン
トｍ＋１の周波数におけるデータとして測定するように
している。またこの実施例は、選択信号が例えば測定ポ
イントm,m＋１間で変化するような場合、ピーク検出信
号期間中に選択信号が値“1"（有効）を保持していた期
間（ポイント）のみをデータ有効フラグを○（有効）と
するようにして、PAM変調された信号等のスペクトラム
を検出しようとするものである。

第８図Ａは第４実施例の構成を示す図で、図の中で第
１図，第６図Ｃおよび第７図Ａと同一符号は同一機能を
示す。第９図は第８図Ａの主要な信号のタイミング図で
ある。

これらの図で、掃引制御回路17は、第８図Ｂに示すよ
うに、後述する各信号を出力するために、例えば掃引信
号発生器171、コンパレータ172、モノマルチバイブレー
タ173、174、カウンタ175およびD/A変換器176を有す
る。すなわち、掃引制御回路17は操作パネル９からのユ
ーザにより設定された掃引条件設定信号に応じた掃引時
間Ｔをもとに、T/500の周期を有するピーク検出信号お
よびそれに同期したピーク検出同期信号をピークホール
ド回路12および有効データ検出回路15へ出力し、同様に
サンプルホールドを行なわせるためのサンプルホールド
制御信号およびそれと同様のタイミングのA/D制御信号
をサンプルホールド回路13およびA/D変換器6aへ出力す
る。

また、第８図Ａの有効データ検出回路15は、例えば第
10図に示すようなＤタイプフリップフロップ（以下、FF
と言う）15a,15bを備えていて、第９図のＡ〜Ｅに示す
ようなタイミングでピーク検出同期信号と選択信号とか
ら最終的にデータ有効フラグ（第９図のＥ）を出力す
る。つまり、FF15aはピーク検出同期信号の立ち上がり
で選択信号を検出するので、時間t4に選択信号が値“1"
であることを検出し、それ以降t14に選択信号が値“1"
から値“0"に変化するまでその値を保持する。選択信号
が値“1"から値“0"になったところでその値をクリアす
る。同様にFF15bはピーク検出同期信号の立ち上がりでF
F15aの出力信号を記憶保持して、データ有効フラグとし
て出力する。このデータ有効フラグは、ピーク検出期間
中（ピーク検出同期信号が値“1"の期間:t0−t3,t4−t
6,t7−t9,T13−T16,…）に“1"であって選択信号が値
“1"の値を保持しているときのみ、その値“1"を示すピ
ーク検出期間（例:t4−t6,t7−t9,t10−t12）を有効な
期間とし、ピーク検出期間中に一度でも値“0"となった
ときはそのピーク検出期間（例:t0−t3,t13−t16）を値
“0"として無効な期間とする。このようにして生成され
るデータ有効フラグはピーク検出同期信号のほぼ１周期
遅れの波形になる。

一方、第８図Ａの検波器４から出力される検波信号は
ピークホールド回路12によってピーク検出期間中にピー
クホールドされ、その値はサンプリングホールド回路13
によってサンプルホールド制御信号の立ち上がりにサン
プリングされた後、A/D変換器6aによってデジタルデー
タに変換される。このデジタルデータは、検波信号より
ほぼピーク検出信号の周期の１周期分遅れる。例えば
［t4−t6］間にはピークホールドされた値はt6でサンプ
リングされ、［t6−t9］の間ホールドされるからであ
る。

この状態でデータ有効フラグとデジタルデータとのタ
イミングが一致することになる。

さらに、データ制御回路16はA/D変換器14が出力する
デジタルデータとその有効性を示すデータ有効フラグを
周波数（あるいは測定ポイント）に対応させてデータメ
モリ6bへ書き込ませる。この第４実施例においてもデー
タメモリ6bの内容は第11図の例で示される。このデータ
メモリ6bの第11図の内容をデータ制御回路16で読み出し
表示部７の表示画面に表示させた場合も、第２実施例で
説明したものと同様の表示およびその効果を得ることが
できる。

但し、この第４実施例は第２実施例と違って、ピーク
ホールド回路13を有しているので、IF回路３におけるRB
Wが狭い場合でも十分にPAM変調信号等のスペクトラムを
分析することができる。また、選択信号とピーク検出信
号とのタイミングをとっていることから、繰り返し掃引
測定して第12図のような各測定ポイントにおける論理の
判定をする場合に、正確な判定ができる。つまり掃引毎
のデータの収集を正確に行なうことができるという効果
がある。

上記データ制御回路16は、例えば第８図Ｃに示すよう
に、データ有効フラグを通すスルーラインの外に、デー
タ書込みアドレスカウンタ161、表示制御クロック発生
器162、表示データ読出制御信号発生回路163および表示
データ読出しアドレスカウンタ164を備えた回路でよ
い。

［第５実施例］ 上記第４実施例は被測定信号の対象区間（あるいは選
択信号の継続時間）がピーク検出同期信号の周期に比べ
長い場合に適切に動作するようになされているのに対
し、この第５実施例は被測定信号の対象区間がピーク検
出同期信号の周期に比べて短い場合でも、対象区間がピ
ーク検出同期信号の周期内に一定時間（Tp）の間継続し
ていればその対象区間のデータを有効として適切に動作
するようにしたものである。

以下、第５実施例ついて上記第４実施例と異なるとこ
ろを主として説明する。

第13図は第５実施例の構成を示す図で、第４実施例の
第８図Ａと異なるところのみを示す。

この図で、切換器21は選択信号に応じて被測定波形の
全データの内、対象区間のデータのみを通過するように
している。有効データ検出回路20は、対象区間がピーク
検出同期信号の周期内に一定時間（Tp）の間継続してい
ればその対象区間のデータをそのピーク検出同期信号の
期間有効とし、継続していなければそのピーク検出同期
信号の期間無効とするデータ有効フラグを出力する。他
の動作開は第４実施例と同じである。

ここでは、有効データ検出回路20の動作について具体
的に説明する。第14図は第13図における有効データ検出
回路20の詳細回路を示す図、第15図はそれの主要信号の
タイミングを示す図である。

これらの図で、ピーク検出タイマ20aは選択信号また
はピーク検出同期信号のいずれかの立ち上がりより一定
時間Tpの間、値“0"となる時間信号を出力する。判定器
20bは一定時間Tpの間、選択信号が値“1"（つまり被測
定波形の対象区間の存在するとき）を継続していれば負
のパルスを出力し、その他のときは値“1"を出力する。
保持器20cは判定器20bが出力する負のパルスをもとに次
のピーク検出同期信号の立ち上がりまでデータを保持す
る。出力器20dはサンプリングホールド制御信号の立ち
上がりのタイミングで保持器20cが出力する値を取り込
み、これをデータ有効フラグとして出力する。

なお、一定時間Tpはピークホルド回路12の動作時間に
対する時定数で、正確なピークホールドを行なうのに要
する時間である。

［第６および第７実施例］ 上記第１乃至第５実施例はいずれも１チャンネルで表
示する例について示したが、この第６および第７実施例
では２チャンネルで表示する例である。

第16図は第６実施例として第１図のASSAの構成に、さ
らに制御回路６′、表示部７′および切換器10′を付加
することにより、選択信号１および選択信号２について
選択されるそれぞれの区間を２チャンネルで各別に表示
することができるようにしたものである。

第17図は第７実施例として第８図ＡのDSSAの構成にさ
らに選択信号発生回路８′、切換器10′、有効データ検
出回路15′データ制御回路16′、データメモリ6b′およ
び表示部７′を付加することにより、第16図と同様に２
チャンネルで表示することができるようにしたものであ
る。

この場合、第16図、第17図において、いずれも各チャ
ンネル別に表示部７および７′を各別に設けることな
く、いわゆる２現象表示器のような単一の表示部で２チ
ャンネル分の表示が可能な構成を採用してもよい。

いずれにしろ、２チャンネル表示は同時に二つの区間
について各別に表示することができるので、１チャンネ
ル表示に比してその有効性は絶大である。

［第８実施例］ 第８図Ａに示した第４実施例で採用したピークホール
ド回路12は通常のそれと同様に、１サンプル毎にピーク
検出開始直前に最小レベルにリセットされる。そこで、
第18図に示すように切換器10から出力される選択信号
で、検波器４とピークホールド回路12との間に介挿され
る切換器21をオン、オフしてやれば、オン期間すなわち
データ有効期間のピーク値を検出することができるのを
利用して最大値保持機能をもたせたのが、この第８実施
例である。

さらに、この第８実施例は上記オン期間（データ有効
期間）のピーク値検出出力をA/D変換器6aとデータメモ
リ6bとの間に介挿した最大値保持制御回路2bを介してデ
ータメモリ6bにそのまま記憶すると共に、それを読出し
て表示部７に表示するものである。

これによると、切換器21のオフ期間（データ無効区
間）は最小レベル（谷部）で表示されると共に、オン期
間（データ有効期間）の最大値が常に更新的に記憶表示
されるように掃引を繰返す間に、データ有効区間が第19
図の少ない状態から第20図の増加した状態に変化して表
示される。つまり、このような最大値保持機能により、
第８図Ａの第４実施例と同様の効果を持たせることがで
きる。

なお、第18図では第18図Ａの有効データ検出回路15お
よびデータ制御回路16を省略することができる。

［発明の効果］ この発明では上記説明のとおり、連続掃引して被測定
波形の全区間のスペクトラムを検出し、その検出した結
果から所望の対象区間のみのデータを選択するように構
成したから、局部発振器への負担やスペクトラムを検出
する検波器への負担をかけることなく、つまり性能劣化
させることなくバースト信号等のPAM変調信号の所望区
間のスペクトラムを測定することができるという効果を
有している。

また、被測定波形の全区間のスペクトラムをから所望
の対象区間のみのスペクトラムを選択するにあたって
は、構成上簡単なデジタル回路および簡単なソフトウェ
アで対処できるという効果がある。

さらに、掃引中の掃引時間は連続していることから、
掃引時間は正確に表示できスペクトラムアナライザとし
て正しい測定条件を設定することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す図、 第２図は第１図の主要な信号波形を示す図、 第３図A,Bおよび第４図A,Bは表示例を示す図、 第５図Ａは第１図の波形整形回路の具体例を示す構成
図、 第５図Ｂは第５図Ａのタイミングチャートを示す図、 第５図Ｃは第１図の制御回路のアナログ応答型の構成例
を示す図、 第５図Ｄは第５図Ｃのタイミングチャートを示す図、 第５図Ｅは第１図の掃引制御回路のASSAにおける構成例
を示す図、 第６図Ａは本発明の第２実施例の要部として第１図の制
御回路のデジタル応答型の構成例を示す図、 第６図は第６図Ａのデジタルメモリ部の具体例を示す構
成図、 第６図Ｃは第６図Ａのデータ制御回路部の具体例を示す
構成図、 第７図Ａは本発明の第３実施例の要部として第１図の制
御回路のデジタル応答型の別の構成例を示す図、 第７図Ｂは第７図Ａのデータ制御回路部の具体例を示す
図、 第８図Ａは本発明の第４実施例の構成を示す図、 第８図Ｂは第８図Ａの掃引制御回路部の構成例を示す
図、 第８図Ｃは第８図Ａのデータ制御回路部の構成例を示す
図、 第９図は第８図Ａの主要信号のタイミングチャートを示
す図、 第10図は第８図Ａの有効データ検出回路部の具体例を示
す構成図、 第11図はデータメモリの書き込み例を示す図、 第12図はデータメモリに書き込む際の論理の例を示す
図、 第13図は第５実施例の要部の構成を示す図、 第14図は第13図における有効データ検出回路の詳細例を
示す図、 第15図は第14図の主要信号のタイミングチャートを示す
図、 第16図および第17図はそれぞれ本発明の第６および第７
実施例としてアナログおよびデジタル対応型で２チャン
ネル表示を採用する構成例を各別に示す図、 第18図は本発明の第８実施例を示す構成説明図、 第19図および第20図はそれぞれ第18図の動作を説明する
ために表示状態の変化過程を示す図である。 図中の、１は局部発振器、２は周波数変換器、３はIF回
路、４は検波器、5,17は掃引制御回路、5aはカウンタ、
5bは比較演算部、5cは掃引信号発生器、６は制御回路、
6a,14はA/D変換器、6bはデータメモリ、6c,6f,16はデー
タ制御回路、6d,6eはD/A変換器、７は表示部、８は選択
信号発生回路、8aはAM復調器、8bは同期信号検出器、8c
は波形成形回路、９は操作パネル、10,21は切換器、11,
11aは端子、12はピクホールド回路、13はサンプルホー
ルド回路、15は有効データ検出回路、15a,15bはFF、20
は有効データ検出回路、20aはピーク検出タイマ、20bは
判定器、20cは保持器、20dは出力器である。

フロントページの続き (72)発明者 今 賢一 東京都港区南麻布５丁目10番27号 アン リツ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−103019（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01R 23/16

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】局部発振器と、周波数混合器と、IF回路
   と、検波器と、表示部と前記局部発振器を制御して周波
   数掃引を行なうための掃引制御手段とを備え、繰返し発
   生する被測定波形を含む対象区間とそれ以外の区間を有
   する入力信号を受けて、前記被測定波形スペクトラムを
   解析する連続掃引方式のスペクトラムアナライザであっ
   て、 前記対象区間を選択する選択信号を供給する手段と、 前記検波器からの出力信号のうち前記対象区間を示すデ
   ータを前記選択信号に対応して選択的に前記表示部に表
   示させる制御手段とを備えたことを特徴とするスペクト
   ラムアナライザ。
2. 【請求項２】局部発振器と、周波数混合器と、IF回路
   と、検波器と、A/D変換器と、データメモリと、前記局
   部発振器を制御して周波数掃引を行なうための掃引制御
   手段とを備え、繰返し発生する被測定波形を含む対象区
   間とそれ以外の区間を有する入力信号を受けて、前記被
   測定波形のスペクトラムを解析する連続掃引方式のスペ
   クトラムアナライザであって、 前記対象区間を選択する選択信号を出力する手段と、 前記検波器からの出力信号のうち前記対象区間を示すデ
   ータを選択信号に対応して選択的に前記データメモリに
   記憶させるデータ制御手段とを備えたことを特徴とする
   スペクトラムアナライザ。
3. 【請求項３】局部発振器と、周波数混合器と、IF回路
   と、検波器と、前記検波器の出力信号の所定期間のピー
   クレベルを検出するピークホールド回路と、前記ピーク
   レベルをデジタルデータに変換するA/D変換器と、前記
   デジタルデータを記憶するデータメモリとからなるスペ
   クトラムアナライザにおいて、 前記局部発振器に周期Ｔで掃引せしめ、かつ前記ピーク
   ホールド回路にT/nの期間毎にその期間のピークレベル
   を出力せしめるためのピーク検出信号を出力する掃引制
   御手段と、 外部からデータを選択するための選択信号を受けてこの
   選択信号と前記ピーク検出信号とから有効データの有無
   を判定して判定結果を出力する有効データ検出回路と、 前記A/D変換器が出力するデジタルデータを前記ピーク
   検出信号に同期して前記判定結果と共に前記データメモ
   リに書き込み、かつ書き込まれたデジタルデータと判定
   結果を出力するデータ制御手段とを具備することを特徴
   としたスペクトラムアナライザ。
4. 【請求項４】短かい継続時間で繰返し発生する測定対象
   波形を含む被測定信号を所望の周波数範囲で連続的に掃
   引される局発信号でもって所定の中間周波数信号に周波
   数変換することにより、上記被測定信号のスペクトラム
   を出力する高周波手段と、 上記高周波手段によって出力されるスペクトラムを復調
   する復調手段と、 上記復調手段によって復調されるスペクトラム内で上記
   測定対象波形が存在する第１および第２の対象区間を選
   択する第１および第２の選択信号を供給する第１および
   第２の選択信号供給手段と、 それぞれ上記選択信号供給手段によって供給される第１
   および第２の選択信号に従って上記復調手段によって復
   調されたスペクトラム内の上記第１および第２の対象区
   間のスペクトラムを各別に出力する第１および第２の選
   択信号供給手段と、 それぞれ上記第１および第２の制御手段によって出力さ
   れた上記第１および第２の対象区間のスペクトラムを格
   別に表示する第１および第２の表示手段と、 上記高周波手段における上記局発信号に対し、上記第１
   および第２の選択信号の周期の整数倍以外の掃引周期で
   繰り返えし掃引を惹起する掃引制御手段とを具備するス
   ペクトラムアナライザ。
5. 【請求項５】短かい継続時間で繰返し発生する測定対象
   波形を含む被測定信号を所望の周波数範囲で連続的に掃
   引される局発信号でもって所定の中間周波数信号に周波
   数変換することにより、上記被測定信号のスペクトラム
   を出力する高周波手段と、 上記高周波手段によって出力されるスペクトラムを復調
   する復調手段と、 外部からデータを選択するための選択信号の有無に従っ
   て上記復調手段によって復調されるスペクトラムをオ
   ン、オフ状態に切換える切換手段と、 上記切換手段によってオン状態にあるとき、上記復調手
   段からのスペクトラムを所定期間毎にピークホールドす
   ると共に、オフ状態にあるとき最小レベルにホールドす
   るピークホールド手段と、 上記ピークホールド手段からのピークレベルをデジタル
   データに変換するA/D変換手段と、 上記A/D変換手段からのデジタルデータの最大値を保持
   する最大値保持手段と、 上記最大値保持手段によって保持されたデジタルデータ
   の最大値を記憶する記憶手段と、 上記記憶手段に記憶されたデジタルデータの最大値を表
   示する表示手段と、 前記高周波手段における局発信号に対し、上記選択信号
   の周期の整数倍以外の掃引周期で繰り返し掃引を惹起す
   る掃引制御手段とを具備するスペクトラムアナライザ。