JP2904425B2 - スペクトラム・アナライザ - Google Patents
スペクトラム・アナライザInfo
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- JP2904425B2 JP2904425B2 JP17676591A JP17676591A JP2904425B2 JP 2904425 B2 JP2904425 B2 JP 2904425B2 JP 17676591 A JP17676591 A JP 17676591A JP 17676591 A JP17676591 A JP 17676591A JP 2904425 B2 JP2904425 B2 JP 2904425B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スペクトラム・アナ
ライザに関し、特に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に固有
のスカロップ・ロス（Ｓｃａｌｌｏｐ Ｌｏｓｓ）を補
正して測定レベル確度を向上したスペクトラム・アナラ
イザに関する。
ライザに関し、特に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に固有
のスカロップ・ロス（Ｓｃａｌｌｏｐ Ｌｏｓｓ）を補
正して測定レベル確度を向上したスペクトラム・アナラ
イザに関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明の従来例を図１を参照して説明
する。図１において、分析されるべき信号ｆS1は入力端
子１に入力され、第１の低域フィルタ２を介して第１の
ミキサ３の一方の入力に供給される。４は第１のミキサ
３の他方の入力に接続された第１の局部発振器であり、
周波数ｆL01の信号を出力するものである。ミキサ３の
周波数ｆS2（＝ｆL02 ±ｆS1）の出力信号は中心周波数
ｆIF1の帯域フィルタタ５を介して第２のミキサ６の一
方の入力端子に印加されている。７は第２のミサ６の他
方の入力に接続された第２の局部発振器であり、周波数
ｆLO2の信号を出力するものである。ミキサ６の周波数
ｆS3（＝ｆLO2±ｆS2）の出力信号は第２の低域フィル
タ８を介してＡ／Ｄ変換器９に印加されている。１０は
サンプリング周波数（ｆSmP）発振器である。Ａ／Ｄ変
換器９においてサンプリング周波数（ｆSmP）でＡ／Ｄ
変換されたディジタルＩＦ信号ｆIFdは、メモリ１１に
一時的に記憶され、次いで内臓コンピュータ処理部１２
においてＦＦＴ処理されて周波数領域データに変換後、
表示器１３に表示される。なお、ＦＦＴにおいては、一
般に、信号にＦＦＴ処理を施すに先だってこれに対して
窓関数が掛けられる。
する。図１において、分析されるべき信号ｆS1は入力端
子１に入力され、第１の低域フィルタ２を介して第１の
ミキサ３の一方の入力に供給される。４は第１のミキサ
３の他方の入力に接続された第１の局部発振器であり、
周波数ｆL01の信号を出力するものである。ミキサ３の
周波数ｆS2（＝ｆL02 ±ｆS1）の出力信号は中心周波数
ｆIF1の帯域フィルタタ５を介して第２のミキサ６の一
方の入力端子に印加されている。７は第２のミサ６の他
方の入力に接続された第２の局部発振器であり、周波数
ｆLO2の信号を出力するものである。ミキサ６の周波数
ｆS3（＝ｆLO2±ｆS2）の出力信号は第２の低域フィル
タ８を介してＡ／Ｄ変換器９に印加されている。１０は
サンプリング周波数（ｆSmP）発振器である。Ａ／Ｄ変
換器９においてサンプリング周波数（ｆSmP）でＡ／Ｄ
変換されたディジタルＩＦ信号ｆIFdは、メモリ１１に
一時的に記憶され、次いで内臓コンピュータ処理部１２
においてＦＦＴ処理されて周波数領域データに変換後、
表示器１３に表示される。なお、ＦＦＴにおいては、一
般に、信号にＦＦＴ処理を施すに先だってこれに対して
窓関数が掛けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の如くに高速フー
リエ変換された周波数領域データには、スカロップ・ロ
スと称するレベル変動（低下）が必然的に付随する。こ
こで、スカロップ・ロスについて図２を参照して簡単に
説明する。高速フーリエ変換においては、信号に窓関数
を掛けることにより周波数スペクトルの漏れが少なくな
るようにしている。ところが、この場合、周波数は量子
化されているので、観測される信号の周波数ｆoが量子
化された周波数とたまたま共通している場合に限って正
しいレベルが観測されるに過ぎず、量子化された周波数
の間の周波数における信号は如何に補間しようとも必ず
真のレベルより低いレベルとして観測されることとな
る。周波数ｆoのところのレベルと量子化された周波数
１単位の１／２だけずれたところのレベルとの間の差を
スカロープ・ロスと称している。このロスは概ね１ｄＢ
程度である。レベル確度の向上のみに着目してその他の
特性の劣化は度外視した特殊な窓関数でも採用しない限
り、ＦＦＴポイント数を如何に増大しても、このスカロ
ップ・ロスは小さくはならない性質のものである。
リエ変換された周波数領域データには、スカロップ・ロ
スと称するレベル変動（低下）が必然的に付随する。こ
こで、スカロップ・ロスについて図２を参照して簡単に
説明する。高速フーリエ変換においては、信号に窓関数
を掛けることにより周波数スペクトルの漏れが少なくな
るようにしている。ところが、この場合、周波数は量子
化されているので、観測される信号の周波数ｆoが量子
化された周波数とたまたま共通している場合に限って正
しいレベルが観測されるに過ぎず、量子化された周波数
の間の周波数における信号は如何に補間しようとも必ず
真のレベルより低いレベルとして観測されることとな
る。周波数ｆoのところのレベルと量子化された周波数
１単位の１／２だけずれたところのレベルとの間の差を
スカロープ・ロスと称している。このロスは概ね１ｄＢ
程度である。レベル確度の向上のみに着目してその他の
特性の劣化は度外視した特殊な窓関数でも採用しない限
り、ＦＦＴポイント数を如何に増大しても、このスカロ
ップ・ロスは小さくはならない性質のものである。
【０００４】この発明は、上述の通りの欠点、問題を解
消、除去したスペクトラム・アナライザを提供しようと
するものである。
消、除去したスペクトラム・アナライザを提供しようと
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】スペクトラム・アナライ
ザにおいて、局部発振器の周波数と混合して入力信号の
周波数を変換し、その周波数変換した入力信号をディジ
タル変換し、そのディジタル変換した分析されるべき時
間領域データを入力し、次いで時間領域データ入力に窓
関数を掛け、その結果のものにＦＦＴ演算処理を施して
時間領域データを周波数領域データに変換し、この周波
数領域データに補間処理或いはピーク値補正処理を施
し、補正処理を施されたデータを表示用メモリに転送
し、表示する。
ザにおいて、局部発振器の周波数と混合して入力信号の
周波数を変換し、その周波数変換した入力信号をディジ
タル変換し、そのディジタル変換した分析されるべき時
間領域データを入力し、次いで時間領域データ入力に窓
関数を掛け、その結果のものにＦＦＴ演算処理を施して
時間領域データを周波数領域データに変換し、この周波
数領域データに補間処理或いはピーク値補正処理を施
し、補正処理を施されたデータを表示用メモリに転送
し、表示する。
【０００６】
【実施例】この発明の実施例を図１を用いて説明をす
る。図自体はこの発明と従来例との間に相違するところ
はない。メモリ部１１に記憶された内容についての内臓
コンピュータ１２による処理の流れの概要は以下の通り
である。 第１ 時間領域データの入力 第２ 時間領域データ入力に窓関数を掛ける 第３ ＦＦＴ演算処理を施し、時間領域データを周波数
領域データに変換する 第４ 補間処理或いはピーク値補正処理を施す 第５ 補正処理を施されたデータを表示用メモリに転送
し、表示する 高速フーリエ変換においては、信号に窓関数を掛けるこ
とにより周波数スペクトルの漏れを少なくなるようにし
ているが、この場合、周波数が量子化されているので、
観測される信号の周波数ｆoが量子化された周波数とた
またま共通している場合に限って正しいレベルが観測さ
れるに過ぎず、量子化された周波数の間の周波数におけ
る信号は如何に補間しようとも必ず真のレベルより低い
レベルとして観測されるに到る、ということについては
上述した。図２には、ＦＦＴ処理された周波数領域デー
タのピークの近傍が示されている。周波数ｆoのところ
のレベルと量子化された周波数１単位の１／２だけずれ
たところ即ち周波数ｆ-0.5およびｆ0.5のところのレベ
ルとの間の差をスカロープ・ロスと言うのであるが、こ
の発明はこの周波数領域データのピークの近傍を関数近
似により補間することにより真のピーク値を近似しよう
とするものである。
る。図自体はこの発明と従来例との間に相違するところ
はない。メモリ部１１に記憶された内容についての内臓
コンピュータ１２による処理の流れの概要は以下の通り
である。 第１ 時間領域データの入力 第２ 時間領域データ入力に窓関数を掛ける 第３ ＦＦＴ演算処理を施し、時間領域データを周波数
領域データに変換する 第４ 補間処理或いはピーク値補正処理を施す 第５ 補正処理を施されたデータを表示用メモリに転送
し、表示する 高速フーリエ変換においては、信号に窓関数を掛けるこ
とにより周波数スペクトルの漏れを少なくなるようにし
ているが、この場合、周波数が量子化されているので、
観測される信号の周波数ｆoが量子化された周波数とた
またま共通している場合に限って正しいレベルが観測さ
れるに過ぎず、量子化された周波数の間の周波数におけ
る信号は如何に補間しようとも必ず真のレベルより低い
レベルとして観測されるに到る、ということについては
上述した。図２には、ＦＦＴ処理された周波数領域デー
タのピークの近傍が示されている。周波数ｆoのところ
のレベルと量子化された周波数１単位の１／２だけずれ
たところ即ち周波数ｆ-0.5およびｆ0.5のところのレベ
ルとの間の差をスカロープ・ロスと言うのであるが、こ
の発明はこの周波数領域データのピークの近傍を関数近
似により補間することにより真のピーク値を近似しよう
とするものである。
【０００７】この発明を更に詳しく説明する。入力信号
ｆS1は、上述の通り、入力端子１に入力され、第１の低
域フィルタ２から第２の低域フィルタ８に到る周波数変
換処理を施されて信号ｆS3とされる。この信号ｆS3はア
ナログ−ディジタル変換器９に印加されてディジタルＩ
Ｆ信号ｆIFDに変換される。このアナログ−ディジタル
変換された時間領域データであるディジタル・データＩ
Ｆ信号ｆIFDは一時的にメモリ１１に記憶される。上記
メモリ１１に記憶されたディジタル・データは、先ず、
窓関数としてガウス関数を掛ける掛算器に印加される。
ところで、ガウス関数は下記のとおりのものであり、そ
して時間領域データが１周期の正数倍の場合、正数倍で
はない場合の周波数領域データは図３に示される通りで
ある。
ｆS1は、上述の通り、入力端子１に入力され、第１の低
域フィルタ２から第２の低域フィルタ８に到る周波数変
換処理を施されて信号ｆS3とされる。この信号ｆS3はア
ナログ−ディジタル変換器９に印加されてディジタルＩ
Ｆ信号ｆIFDに変換される。このアナログ−ディジタル
変換された時間領域データであるディジタル・データＩ
Ｆ信号ｆIFDは一時的にメモリ１１に記憶される。上記
メモリ１１に記憶されたディジタル・データは、先ず、
窓関数としてガウス関数を掛ける掛算器に印加される。
ところで、ガウス関数は下記のとおりのものであり、そ
して時間領域データが１周期の正数倍の場合、正数倍で
はない場合の周波数領域データは図３に示される通りで
ある。
【０００８】
【数１】 ただし、Ｎ＝ＦＦＴポイント数、α＝３．５、θ＝ラジ
アン、＊＝畳み込み、−Ｎ／２≦ｎ≦Ｎ／２である。 次いで、高速フーリエ変換処理器において、掛算器にお
いてディジタル・データに対して窓関数を掛けた結果に
対して高速フーリエ変換を施す。最後に、補間処理器に
おいて、高速フーリエ変換処理結果に対して３次関数近
似による補間処理を施し、この補間処理結果を表示部１
３に表示する。
アン、＊＝畳み込み、−Ｎ／２≦ｎ≦Ｎ／２である。 次いで、高速フーリエ変換処理器において、掛算器にお
いてディジタル・データに対して窓関数を掛けた結果に
対して高速フーリエ変換を施す。最後に、補間処理器に
おいて、高速フーリエ変換処理結果に対して３次関数近
似による補間処理を施し、この補間処理結果を表示部１
３に表示する。
【０００９】ここで、近似関数の次数についてである
が、
が、
【００１０】
【数２】 となり、結局２次関数となる。以上の結果から、ｄＢ単
位に変換されたデータにより近似する場合は、関数の次
数は２次以上であればよいことがわかる。
位に変換されたデータにより近似する場合は、関数の次
数は２次以上であればよいことがわかる。
【００１１】
【発明の効果】従来、スカロップ・ロスは概ね１ｄＢ程
度であったところ、この発明によれば、図４に示される
程度のロスとすることができた。
度であったところ、この発明によれば、図４に示される
程度のロスとすることができた。
【図１】スペクトラム・アナライザのブロック図。
【図２】ＦＦＴ処理された周波数領域データのピークの
近傍を示す図。
近傍を示す図。
【図３】時間領域データが１周期の正数倍の場合、正数
倍ではない場合の周波数領域データを示す図。
倍ではない場合の周波数領域データを示す図。
【図４】スカロップ・ロスを示す図。
９ アナログ−ディジタル変換器 １１ メモリ １２ 内臓コンピュータ処理部 １３ 表示器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 23/16 G01R 23/173
Claims (1)
- 【請求項１】 局部発振器の周波数と混合して入力信号
の周波数を変換する周波数変換器を具備し、 その変換された 信号をアナログ−ディジタル変換するア
ナログ−ディジタル変換器を具備し、 その アナログ−ディジタル変換されたディジタル・デー
タを一時的に記憶するメモリを具備し、 上 記メモリに記憶されたディジタル・データに対し窓関
数としてガウス関数を掛ける掛算器を具備し、 上記 ディジタル・データに対して窓関数を掛けた結果の
ものに対して高速フーリエ変換処理を施す高速フーリエ
変換器を具備し、 その 高速フーリエ変換処理結果に対して３次関数近似に
よる補間処理を施す補間処理器を具備し、 その 補間処理結果を表示する表示器を具備することを特
徴とするスペクトラム・アナライザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17676591A JP2904425B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | スペクトラム・アナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17676591A JP2904425B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | スペクトラム・アナライザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526919A JPH0526919A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2904425B2 true JP2904425B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=16019430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17676591A Expired - Fee Related JP2904425B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | スペクトラム・アナライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904425B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3646702B2 (ja) * | 2002-01-31 | 2005-05-11 | 三菱電機株式会社 | 周波数分析装置 |
| GB2397207B (en) | 2003-01-10 | 2005-04-13 | Teraview Ltd | Imaging techniques and associated apparatus |
| CN100585413C (zh) * | 2004-08-20 | 2010-01-27 | 日本电气株式会社 | 电磁干扰减少量的计算方法以及电磁干扰减少量计算装置 |
| JP2007199030A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Hioki Ee Corp | 表示制御装置 |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP17676591A patent/JP2904425B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ソニー・テクトロニクス １９９０年総合カタログ ｐｐ．２６２−２６３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0526919A (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990223 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |