JP3001508B2 - Level measuring device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入力された広いダ
イナミックレンジを有する高周波数信号の信号レベルを
高い精度で測定するレベル測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level measuring device for measuring a signal level of a high frequency signal having a wide dynamic range with high accuracy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、各種電子部品単体や、これらの
電子部品が多数組込まれた増幅器、フィルタ、発振器、
送信機、受信機、中継器等の各種電子装置の特性を測定
する測定装置においては、一般に、電子部品や電子装置
の測定対象に対して試験信号を印加して、この測定対象
からの出力信号の信号レベルや周波数特性を測定する。2. Description of the Related Art For example, various electronic parts alone, amplifiers, filters, oscillators, and the like in which many of these electronic parts are incorporated.
2. Description of the Related Art In a measuring device that measures characteristics of various electronic devices such as a transmitter, a receiver, and a repeater, a test signal is generally applied to a measurement target of an electronic component or an electronic device, and an output signal from the measurement target is applied. Measure the signal level and frequency characteristics of
【０００３】このような測定対象に印加する試験信号の
ダイナミックレンジは、例えば、＋２０ｄＢ〜―１４０
ｄＢと非常に広い。また、近年、測定対象である電子部
品や電子装置に入出力される信号の周波数も高くなり、
例えば、通信ネットワーク回線に組込まれる電子装置に
おいては、数百ｋＨｚから数１０ＧＨｚの周波数範囲に
及ぶ場合もある。The dynamic range of a test signal applied to such an object to be measured is, for example, +20 dB to -140.
Very wide with dB. In recent years, the frequency of signals input and output to electronic components and electronic devices to be measured has also increased,
For example, an electronic device incorporated in a communication network line may cover a frequency range of several hundred kHz to several tens of GHz.
【０００４】したがって、このような測定対象の特性を
高い精度で測定するためには、測定対象に印加する１０
０〜２００ｄＢのダイナミックレンジを有しかつ高周波
数の試験信号を高い精度で校正しておく必要がある。Therefore, in order to measure such characteristics of the object to be measured with high accuracy, it is necessary to apply 10
It is necessary to calibrate a high-frequency test signal having a dynamic range of 0 to 200 dB with high accuracy.
【０００５】測定装置から測定対象に印加する高周波信
号の信号レベルを高い精度で測定するレベル測定装置
は、例えば、図５に示すように構成されている。入力端
子１から入力された高周波信号ａは、それぞれ減衰レベ
ル及び増幅レベルが１０ｄＢずつ順番に異なる複数の減
衰器２及び複数の増幅器３へ入力される。各減衰器２及
び増幅器３で減衰又は増幅された高周波信号ａ1 は、レ
ンジ切換回路４の各端子４ａへ入力される。このレンジ
切換回路４は、切換制御部９からの切換信号ｂにて一つ
の減衰器２又は一つの増幅器３からの高周波信号ａ1 が
選択される。[0005] A level measuring device for measuring the signal level of a high-frequency signal applied from a measuring device to a measurement object with high accuracy is configured, for example, as shown in FIG. The high-frequency signal a input from the input terminal 1 is input to a plurality of attenuators 2 and a plurality of amplifiers 3 having different attenuation levels and amplification levels in order of 10 dB. The high-frequency signal a 1 attenuated or amplified by each attenuator 2 and amplifier 3 is input to each terminal 4 a of the range switching circuit 4. The range switch circuit 4, the high-frequency signal a 1 from one of the attenuator 2 or one amplifier 3 at switching signal b from the switching control unit 9 is selected.
【０００６】どの減衰器２又は増幅器３、すなわち、―
８０ｄＢから＋２０ｄＢのうちのどのレンジを選択する
かは、入力された高周波信号ａの概略の信号レベルを予
め測定者が判断して、キーボード等をから切換操作指令
として入力する。なお、切換制御部９は、切換操作指令
にて選択されたレンジをレンジ選択情報ｂ1 としてデジ
タル信号プロセッサ８へ送出する。[0006] Which attenuator 2 or amplifier 3, ie-
To select which range from 80 dB to +20 dB is selected, the measurer determines the approximate signal level of the input high-frequency signal a in advance, and inputs a switching operation command from a keyboard or the like. Incidentally, the switching control unit 9 sends to the digital signal processor 8 and selected by the switching operation command range as range selection information b 1.
【０００７】このレンジ切換回路４で切換選択された一
つの高周波信号ａ1 は、共通端子４ｂからダイオード検
波器５へ入力され、このダイオード検波器５で直流検波
される。One high-frequency signal a 1 switched and selected by the range switching circuit 4 is input to the diode detector 5 from the common terminal 4b, and is subjected to DC detection by the diode detector 5.
【０００８】ダイオード検波器５で直流検波された高周
波信号ａ2 は、ローパスフィルタ６で平滑されたのち、
Ａ／Ｄ変換器７で８〜１２ビットのデジタルの高周波信
号ａ3 に変換された後、演算処理部８へ入力される。The high-frequency signal a 2 detected by the diode detector 5 is subjected to DC detection.
After being converted into 8 to 12-bit digital RF signal a 3 by the A / D converter 7 is input to the arithmetic processing unit 8.
【０００９】例えば、マイクロプロセッサ等からなる演
算処理部８は、レンジ切換回路４で選択された一つのレ
ンジにおけるデジタルの高周波信号ａ3 の信号レベルを
読取る。そして、この読取った信号レベルと、切換制御
部９からのレンジ選択情報ｂ1 を用いて、入力端子１か
ら入力された高周波信号ａのレベル値を算出する。具体
的には、読取ったレベル値をデシベル値に変換して、こ
のデシベル値に変換されたレベル値（ｄＢ）と選択され
たレンジの減衰率又は増幅率のデシベル値（ｄＢ）を加
算する。このような手順で算出したレベル値（ｄＢ）を
表示器１０に表示出力する。For example, a performance comprising a microprocessor or the like
The arithmetic processing unit 8 reads the signal level of the digital high-frequency signal a 3 in one range selected by the range switching circuit 4. Then, the the read signal level, using the range select information b 1 from the switching control unit 9 calculates a level value of the high-frequency signal a inputted from the input terminal 1. Specifically, the read level value is converted to a decibel value, and the decibel-converted level value (dB) and the decibel value (dB) of the attenuation rate or amplification rate of the selected range are added. The level value (dB) calculated in such a procedure is output to the display device 10 for display.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すレベル測定装置においても、まだ改良すべき次のよ
うな課題があった。すなわち、レンジ切換された高周波
信号ａ1 を直流検波するダイオード検波器５のダイナミ
ックレンジは、高精度測定を配慮して直線性のよいとこ
ろを利用すると、高々１０数ｄＢである。したがって、
このダイオード検波器５に入力される各高周波信号ａ1
のダイナミックレンジを１０数ｄＢ以下に制限する必要
がある。その結果、入力端子１から入力される高周波信
号ａのダイナミックレンジが例えば前述したように１６
０ｄＢに及ぶ場合は、多数の減衰器２又は増幅器３が必
要となる。However, the level measuring device shown in FIG. 5 still has the following problems to be improved. That is, the dynamic range of the diode detector 5 which DC detects the high-frequency signal a 1, which is range switching, when utilizing the best of linearity in consideration of the high-precision measurement, at most ten dB. Therefore,
Each high-frequency signal a 1 input to the diode detector 5
Needs to be limited to 10 dB or less. As a result, the high-frequency signal input from the input terminal 1
No. As the dynamic range, for example, described above in a 16
When reaching 0 dB, many attenuators 2 or amplifiers 3 are required.
【００１１】よって、レベル測定装置の回路構成が複雑
化するのみならず、製造費が大幅に上昇する。また、種
々の信号レベルを有した多数の高周波信号を測定する場
合は、レンジ切換が多発することになり、レンジ切換時
の誤差が無視できない値となる。Therefore, not only is the circuit configuration of the level measuring device complicated, but also the manufacturing cost is greatly increased. Further, when measuring a large number of high-frequency signals having various signal levels, range switching occurs frequently, and errors at the time of range switching become nonnegligible values.
【００１２】このレンジ切換時の誤差を抑制するために
は、１０数個の減衰器２又は増幅器３の減衰率及び増幅
率を例えば、１０ｄＢずつ順番に正確にずらせて、かつ
隣接する各レンジ間を隙間なく配列させる必要がある。
さらに、これらの減衰器２又は増幅器３の減衰率及び増
幅率のみならず、ゼロ点調整を高い精度で調整する必要
がある。In order to suppress the error at the time of the range switching, the attenuation rate and the amplification rate of the ten or more attenuators 2 or amplifiers 3 are accurately shifted in order of, for example, 10 dB, and between adjacent ranges. Must be arranged without gaps.
Further, it is necessary to adjust not only the attenuation rate and the amplification rate of the attenuator 2 or the amplifier 3 but also the zero point adjustment with high accuracy.
【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、入力した高周波信号を中間周波数信号に周
波数変換して、この中間周波数信号をＡ／Ｄ変換するこ
とにより、ダイオード検波器を除去でき、レンジ切換に
おける一つのレンジを大きく設定でき、レンジ切換に起
因する誤差要因を抑制でき、かつ少ないレンジ切換で、
広いダイナミックレンジを有する高周波信号のレベルを
高い精度でかつ簡単に測定できるレベレ測定装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and converts a frequency of an input high-frequency signal into an intermediate frequency signal, and A / D converts the intermediate frequency signal, thereby implementing a diode detector. Can be removed, one range in range switching can be set large, error factors caused by range switching can be suppressed, and with a small range switching,
It is an object of the present invention to provide a level measurement device capable of easily and easily measuring the level of a high-frequency signal having a wide dynamic range with high accuracy.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、本発明のレベル測定装置においては、入力された高
周波信号のレベルを複数のレンジに亘って可変するため
の手段を有し、入力された高周波信号のレベルを前記複
数のレンジの中の所定の一つのレンジに切換えるレンジ
切換部と、このレンジ切換部から出力される高周波信号
を中間周波数信号に変換する周波数変換部と、この周波
数変換部から出力される中間周波数信号に含まれる中間
周波数成分以外の周波数成分を除去する中間周波数フィ
ルタと、この中間周波数フィルタから出力される中間周
波数信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号を出力するＡ／
Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換が出力するデジタル信号を
中間周波数信号と同一周波数の局部発振信号で同期検波
する同期検波部と、この同期検波部が出力する信号を平
均化する平均化部と、この平均化部が出力する平均化さ
れた中間周波数信号のレベル値と切換られたレンジのレ
ベル値を加算して入力された高周波信号のレベル値を算
出するレベル値算出部とを備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, a level measuring apparatus according to the present invention has means for varying the level of an input high-frequency signal over a plurality of ranges. A range switching unit that switches the level of the high-frequency signal to a predetermined one of the plurality of ranges; a frequency conversion unit that converts a high-frequency signal output from the range switching unit to an intermediate frequency signal; An intermediate frequency filter for removing a frequency component other than the intermediate frequency component included in the intermediate frequency signal output from the converter, and an A / D conversion of the intermediate frequency signal output from the intermediate frequency filter to output a digital signal A /
A D converter and a digital signal output by the A / D converter
Synchronous detection with local oscillation signal of the same frequency as intermediate frequency signal
And a signal output from the synchronous detector.
The averaging unit to be averaged and the averaged value output by this averaging unit
Level value of the switched intermediate frequency signal and the level of the switched range.
Add the bell value to calculate the level value of the input high-frequency signal.
And a level value calculating unit for outputting the level value.
【００１５】このように構成されたレベル測定装置にお
いては、例えば、測定者は、入力された高周波信号の概
略のレベル値に基づいてレンジ切換部において一つのレ
ンジを選択設定する。In the level measuring apparatus thus configured, for example, a measurer selects and sets one range in the range switching section based on the approximate level value of the input high-frequency signal.
【００１６】すると、入力された高周波信号のレベルは
選択設定された一つのレンジに切り換えられる。レンジ
切換された高周波信号は中間周波数に変換された後にＡ
／Ｄ変換される。このように、測定対象の高周波信号を
中間周波数に変換することによって、低いサンプリング
周波数のＡ／Ｄ変換器でも十分対応できる。Then, the level of the input high-frequency signal is switched to one of the selected and set ranges. After the range-switched high-frequency signal is converted to the intermediate frequency,
/ D conversion. As described above, by converting the high-frequency signal to be measured into the intermediate frequency, an A / D converter with a low sampling frequency can sufficiently cope with the problem.
【００１７】さらに、Ａ／Ｄ変換部におけるＡ／Ｄ変換
後に、同一周波数の局部発振信号で同期検波される。こ
の同期検波されたデジタル中間周波数信号には局部発振
信号に対する変動成分（変化分）のみが残る。この同期
検波されたデジタルの中間周波数信号を平均化すること
によって、Ａ／Ｄ変換されたデジタルの中間周波数信号
のレベル値が求まる。そして、このレベル値と切換られ
たレンジのレベル値を加算して入力された高周波信号の
レベル値を算出される。したがって、レベル検出する場
合のダイナミックレンジは、従来のダイオード検波器の
ダイナミックレンジに比較して格段に広い。Further, after A / D conversion in the A / D conversion section , synchronous detection is performed with a local oscillation signal having the same frequency. This
Local oscillation is applied to the synchronously detected digital intermediate frequency signal
Only the fluctuation component (change) for the signal remains. This sync
Averaging the detected digital intermediate frequency signal
A / D converted digital intermediate frequency signal
Is obtained. And it is switched to this level value
Of the input high-frequency signal
A level value is calculated. Therefore, the dynamic range for level detection is much wider than the dynamic range of a conventional diode detector.
【００１８】したがって、入力された広いダイナミック
レンジを有する高周波信号のレベルを選択された一つの
レンジに切換える場合における各レンジが受持つダイナ
ミックレンジを大きく設定できるので、レンジ切換のレ
ンジ数を減少でき、レンジ切換に起因する誤差要因を抑
制できる。Therefore, when the level of the input high-frequency signal having a wide dynamic range is switched to one selected range, the dynamic range assigned to each range can be set large, so that the number of range switching ranges can be reduced, Error factors caused by range switching can be suppressed.
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【００２１】また、別の発明においては、レベル値算出
部の出力が所定範囲に入っているか否かを検出し、否の
場合、前記所定範囲に入るように前記レンジ切換部を切
換制御するレンジオーバ判定部を備えている。In another aspect of the present invention, it is detected whether or not the output of the level value calculating section is within a predetermined range, and if not, a range for controlling the range switching section so as to be within the predetermined range. An over judgment unit is provided.
【００２２】[0022]
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。図１は本発明の一実施形態に係わるレベル測定装置
１１及び各種電子装置の特性を測定する一般の測定装置
１８の外観図である。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an external view of a level measuring device 11 and a general measuring device 18 for measuring characteristics of various electronic devices according to an embodiment of the present invention.
【００２４】レベル測定装置１１の前面操作パネル１２
には、測定結果得を表示する表示器１３、設定数値を入
力するためのテンキー１４、複数のファンクションキー
１５等が設けられている。さらに、このレベル測定装置
１１には、一対の信号ケーブル１６ａ、１６ｂを介して
測定プローブ１７が接続されている。The front operation panel 12 of the level measuring device 11
Is provided with a display 13 for displaying measurement results, a numeric keypad 14 for inputting set values, a plurality of function keys 15, and the like. Further, a measurement probe 17 is connected to the level measurement device 11 via a pair of signal cables 16a and 16b.
【００２５】測定装置１８は、信号出力端子１９ａから
測定対象の各種電子装置に対して例えば高周波の試験信
号を印加して、この測定対象の各種電子装置からの出力
信号を信号入力端子１９ｂで受信する。そして、信号入
力端子１９ｂで受信した各種電子装置からの出力信号を
解析して、測定対象の各種電子装置の特性を得て表示器
２０に表示出力する。The measuring device 18 applies, for example, a high-frequency test signal to various electronic devices to be measured from the signal output terminal 19a, and receives output signals from the various electronic devices to be measured at the signal input terminal 19b. I do. Then, the output signals from the various electronic devices received at the signal input terminal 19b are analyzed to obtain the characteristics of the various electronic devices to be measured, and display and output them on the display 20.
【００２６】そして、この測定装置１８から出力される
試験信号のレベルを正確に測定するために本実施形態の
レベル測定装置１１を用いる。具体的には、レベル測定
装置１１の測定プローブ１７を測定装置１８の信号出力
端子１９ａへ接続する。The level measuring device 11 of the present embodiment is used to accurately measure the level of the test signal output from the measuring device 18. Specifically, the measurement probe 17 of the level measurement device 11 is connected to the signal output terminal 19a of the measurement device 18.
【００２７】図２は、レベル測定装置１１の概略構成を
示すブロック図である。信号ケーブル１６ａ，１６ｂに
接続された入力端子２１から入力された前記測定装置１
８から出力される試験信号である測定対象としての高周
波信号ｅは、レンジ切換部２２内の減衰器２３及び増幅
器２４へ入力される。減衰器２３は入力された高周波信
号ｅの信号レベルを６０ｄＢ減衰して新たな高周波信号
ｅ1 として切換回路２５の端子２５ａへ送出する。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the level measuring device 11. The measuring device 1 input from the input terminal 21 connected to the signal cables 16a and 16b.
A high-frequency signal e as a measurement object, which is a test signal output from 8, is input to an attenuator 23 and an amplifier 24 in the range switching unit 22. Attenuator 23 is sent to the terminal 25a of the switching circuit 25 the signal level of the input RF signal e to 60dB attenuation as a new high-frequency signal e 1.
【００２８】逆に、増幅器２４は入力された高周波信号
ｅの信号レベルを６０ｄＢ増幅して新たな高周波信号ｅ
1 として切換回路２５の端子２５ｃへ送出する。また、
入力された高周波信号ｅは、信号レベルが変更されるこ
となくそのまま（スルー）新たな高周波信号ｅ1 として
切換回路２５の端子２５ｂへ送出する。Conversely, the amplifier 24 amplifies the signal level of the input high-frequency signal e by 60 dB and adds a new high-frequency signal e.
The signal is sent to the terminal 25c of the switching circuit 25 as "1" . Also,
Inputted high-frequency signal e is sent to it (through) a new high-frequency signal e 1 as the switching circuit 25 of the terminal 25b without the signal level is changed.
【００２９】この切換回路２５は、切換制御部２６から
の切換信号ｂにて減衰器２３又は増幅器２４又はいずれ
も通過しない（スルー）かの、いずれかの高周波信号ｅ
1 が選択される。The switching circuit 25 uses the switching signal b from the switching control unit 26 to output either the attenuator 23 or the amplifier 24 or any high-frequency signal e that does not pass (through).
1 is selected.
【００３０】減衰器２３、スルー、増幅器２４で設定さ
れる３っのレンジのうちのどのレンジを選択するかは、
入力された高周波信号ｅの概略の信号レベルを予め測定
者が判断して、前面操作パネル１２のキーボード等から
切換操作指令として入力する。なお、切換制御部２６
は、切換操作指令にて選択されたレンジをレンジ選択情
報ｂ1 としてデジタル信号プロセッサ２７へ送出する。
なお、後記するように、切換制御部２６はデジタル信号
プロセッサ２７からの切換指令ｊに基づいて切換回路２
５へ切換信号ｂを送出し、自動レンジングすることもで
きる。Which of the three ranges set by the attenuator 23, the thru, and the amplifier 24 is selected
The measurer determines in advance the approximate signal level of the input high-frequency signal e, and inputs the signal as a switching operation command from a keyboard or the like of the front operation panel 12. The switching control unit 26
Sends to the digital signal processor 27 is selected by the switching operation command range as range selection information b 1.
As will be described later, the switching control unit 26 switches the switching circuit 2 based on the switching command j from the digital signal processor 27.
5, a switching signal b can be sent out to perform automatic ranging.
【００３１】このレンジ切換部２２の切換回路２５で切
換選択された３っのうちの一つの高周波信号ｅ1 は、共
通端子２５ｄから周波数変換部２８へ入力される。この
周波数変換部２８内には、信号合成器２８ａと局部発振
器２８ｂとが組込まれており、入力された高周波信号ｅ
1 の周波数を所定の中間周波数ｆI に変換する。この周
波数変換部２８から出力される中間周波数信号ｇ1 の中
間周波数ｆI を常に一定値に維持するために局部発振器
２８ｂの出力周波数を、入力される高周波信号ｅの周波
数に比例するように、周波数切換信号ｈで制御してい
る。One of the three high-frequency signals e 1 switched and selected by the switching circuit 25 of the range switching unit 22 is input from the common terminal 25 d to the frequency conversion unit 28. In this frequency converter 28, a signal synthesizer 28a and a local oscillator 28b are incorporated, and the input high-frequency signal e
The frequency of 1 is converted to a predetermined intermediate frequency f I. In order to always maintain the intermediate frequency f I of the intermediate frequency signal g 1 output from the frequency converter 28 at a constant value, the output frequency of the local oscillator 28 b is set to be proportional to the frequency of the input high frequency signal e. It is controlled by the frequency switching signal h.
【００３２】周波数変換部２８から出力される中間周波
数信号ｇ1 は、中間周波数フィルタ３０で中間周波数ｆ
I 成分以外の周波数成分が除去され、新たな中間周波数
信号ｇ2 として、Ａ／Ｄ変換部３１へ入力される。Ａ／
Ｄ変換部３１は、入力された中間周波数信号ｇ2 を例え
ば１２ビット構成のデジタルの中間周波数信号ｇ3 にＡ
／Ｄ変換して、デジタル信号プロセッサ２７へ送出す
る。The intermediate frequency signal g 1 output from the frequency converter 28 is converted by an intermediate frequency filter 30 into an intermediate frequency f
Frequency components other than the I component is removed, as a new intermediate frequency signal g 2, is input to the A / D converter 31. A /
D converter 31, A the input intermediate frequency signal g 2 to a digital intermediate frequency signal g 3 of example 12-bit structure
/ D converted and sent to the digital signal processor 27.
【００３３】デジタル信号プロセッサ２７は、例えば、
マイクロプロセッサで構成されており、内部に、同期検
波部２７ａ、ＬＯＣ（局部発振信号）波形メモリ２７
ｂ、平均化部２７ｃ、レベル値算出部２７ｄ、レンジオ
ーバ判定部２７ｅがアプリケーション・プログラムとし
て組込まれている。The digital signal processor 27 includes, for example,
A synchronous detector 27a, a LOC (local oscillation signal) waveform memory 27
b, an averaging unit 27c, a level value calculating unit 27d, and an over range judging unit 27e are incorporated as application programs.
【００３４】ＬＯＣ（局部発振信号）波形メモリ２７ｂ
内には、基準振幅を有し前述したデジタルの中間周波数
信号ｇ3 の中間周波数ｆI と同一の周波数を有した信号
波形が記憶されている。そして、このＬＯＣ波形メモリ
２７ｂに記憶された信号波形を、入力されるデジタルの
中間周波数信号ｇ3 に対して、周波数同期のみならず位
相同期をも取りながら読出して同期検波部２７ａへ送出
する。LOC (local oscillation signal) waveform memory 27b
The inner, intermediate frequency f I and the signal waveform having the same frequency of the digital intermediate frequency signal g 3 described above has a reference amplitude is stored. Then, the LOC waveform memory 27b to the stored signal waveforms, the digital intermediate frequency signal g 3 is input, and sends it to the synchronous detector 27a reads while also taking the not without phase synchronization only frequency synchronization.
【００３５】その結果、入力されるデジタルの中間周波
数信号ｇ3 は周波数及び位相に亘って同期検波され、同
期検波されたデジタルの中間周波数信号ｇ4 には、前記
基準振幅に対する変動成分（変化分）のみが残る。した
がって、この同期検波されたデジタルの中間周波数信号
ｇ4 を平均化部２７ｃで平均化することによって、入力
されたデジタルの中間周波数信号ｇ3 のレベル値が求ま
る。なお、実際の測定においては、実際に読取られた値
をデシベル値（ｄＢ）に変換して、レベル値算出部２７
ｄへ送出する。As a result, the input digital intermediate frequency signal g 3 is synchronously detected over the frequency and phase, and the synchronously detected digital intermediate frequency signal g 4 has a fluctuation component (change amount) with respect to the reference amplitude. Only) remains. Thus, by averaging the synchronous-detected digital intermediate frequency signal g 4 averaging unit 27c, the level value of the intermediate frequency signal g 3 of the input digital is obtained. In an actual measurement, a value actually read is converted into a decibel value (dB), and the level
d.
【００３６】このため、従来のダイオードによる検波に
比較して、ダイナミックレンジが３０ｄＢ以上（本機で
は６０ｄＢ以上）も確保できること、デジタルで行って
いるので、アナログの同期検波と異なり、温度等の影響
を受けない等の有利さがある。Therefore, as compared with the conventional diode detection, a dynamic range of 30 dB or more (60 dB or more in this device) can be ensured, and since the operation is performed digitally, the influence of temperature and the like is different from analog synchronous detection. There are advantages such as not receiving.
【００３７】レベル値算出部２７ｄは、平均化部２７ｃ
から入力された中間周波数信号ｇ3のレベル値（ｄＢ）
と、切換制御部２６からのレンジ選択情報ｂ1 を用い
て、入力端子２１から入力された高周波信号ｅのレベル
値ｉを算出する。具体的には、入力されたレベル値（ｄ
Ｂ）と選択されたレンジの減衰率又は増幅率のデシベル
値（ｄＢ）を加算する。このような手順で算出したレベ
ル値ｉ（ｄＢ）を次のレンジオーバ判定部２７ｅへ送出
する。The level value calculating section 27d includes an averaging section 27c
Input from the level value of the intermediate frequency signal g 3 (dB)
Then, the level value i of the high-frequency signal e input from the input terminal 21 is calculated using the range selection information b 1 from the switching control unit 26. Specifically, the input level value (d
B) and the decibel value (dB) of the attenuation rate or amplification rate of the selected range are added. The level value i (dB) calculated in such a procedure is sent to the next range over determination unit 27e.
【００３８】レンジオーバ判定部２７ｅは、算出された
入力端子２１から入力された高周波信号ｅのレベル値ｉ
（ｄＢ）が、レンジ切換部２２で選択した、６０ｄＢ減
衰、スルー、６０ｄＢ増幅のレンジに正しく対応してい
るか否かを判定する。そして、正しいレンジが選択設定
されていた場合は、今回算出したレベル値ｉ（ｄＢ）を
表示器１３に表示出力する。The range over judgment unit 27e calculates the level value i of the calculated high frequency signal e input from the input terminal 21.
It is determined whether (dB) correctly corresponds to the range of 60 dB attenuation, through, and 60 dB amplification selected by the range switching unit 22. If the correct range is selected and set, the level value i (dB) calculated this time is displayed on the display unit 13.
【００３９】なお、選択したレンジが不適切で、今回算
出したレベル値ｉ（ｄＢ）にレンジオーバ現象が生じて
いた場合は、今回算出したレベル値ｉ（ｄＢ）を破棄し
て、切換制御部２６ｂに対して、切換指令ｊを送出し
て、レンジ切換部２２のレンジを次のレンジに切換え
る。すなわち、自動レンジング又はレベルチューニング
を実施している。If the selected range is inappropriate and the currently calculated level value i (dB) is over-ranged, the currently calculated level value i (dB) is discarded and the switching control unit A switching command j is sent to 26b to switch the range of the range switching unit 22 to the next range. That is, automatic ranging or level tuning is performed.
【００４０】そして、入力された高周波信号ｅに対する
レベル測定をやり直す。そして、再度算出されたレベル
値ｉ（ｄＢ）にレンジオーバ現象が生じていないことを
確認の後表示器１３に表示出力する。Then, the level of the input high-frequency signal e is measured again. Then, after confirming that the over-range phenomenon has not occurred in the recalculated level value i (dB), the level value i (dB) is displayed on the display unit 13 and output.
【００４１】このように構成されたレベル測定装置１１
においては、入力端子２１から入力された高周波信号ｅ
のレベルはレンジ切換部２２において選択設定された一
つのレンジに切り換えられる。そして、レンジ切換され
た高周波信号ｅ1 は中間周波数信号ｇ1 に変換され、中
間周波数フィルタ３０を経た後にＡ／Ｄ変換部３１でＡ
／Ｄ変換される。The level measuring device 11 configured as described above
, The high-frequency signal e input from the input terminal 21
Is switched to one of the ranges selected and set by the range switching unit 22. Then, the range-switched high-frequency signal e 1 is converted into an intermediate frequency signal g 1 , and after passing through an intermediate frequency filter 30, the A / D converter 31
/ D conversion.
【００４２】このように、測定対象の高周波信号ｅの周
波数を中間周波数ｆI に変換することによって、低いサ
ンプリング周波数のＡ／Ｄ変換部３１でも十分対応でき
る。したがって、レンジ切換部２２における各レンジが
受持つダイナミックレンジを大きく設定できるので、レ
ンジ切換のレンジ数を減少でき、レンジ切換に起因する
誤差要因を抑制できる。As described above, by converting the frequency of the high-frequency signal e to be measured to the intermediate frequency f I , the A / D converter 31 having a low sampling frequency can sufficiently cope with it. Therefore, the dynamic range assigned to each range in the range switching unit 22 can be set large, so that the number of range switching ranges can be reduced, and error factors caused by the range switching can be suppressed.
【００４３】また、設定レンジ数が少なくなるので、結
果的に、測定時におけるレンジ切換回数が少なくなるの
で測定作業効率を大幅に向上できる。ちなみに、本実施
形態のレベル測定装置１１においては、入力端子２１か
ら入力される高周波信号ｅの信号レベルに応じて切換え
るべきレンジ切換部２２のレンジを、図３に示すよう
に、減衰器２３が受け持つ＋２０ｄＢｍ〜―４０ｄＢｍ
のレンジ１と、減衰器及び増幅器が受け持たないスルー
のー４０ｄＢｍ〜―８０ｄＢｍのレンジ２と、増幅器２
４ｇが受け持つ−８０ｄＢｍ〜―１４０ｄＢｍのレンジ
３との３っのレンジで、＋２０ｄＢｍ〜―１４０ｄＢｍ
もの広いダイナミックレンジをカバーしている。Further, since the number of set ranges is reduced, the number of times of range switching at the time of measurement is reduced, so that the efficiency of the measurement operation can be greatly improved. Incidentally, in the level measuring device 11 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the range of the range switching unit 22 to be switched according to the signal level of the high-frequency signal e input from the input terminal 21 is set by the attenuator 23. responsible + 20dB m ~-40dB m
A range 1, and range 2 of over 40dB m ~- 80 dB m through the attenuator and amplifier are not borne, amplifier 2
3 Tsu range between the range 3 -80dBm~-140dBm to 4g is responsible, + 20dB m ~-140dB m
It covers a very wide dynamic range.
【００４４】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。上述した実施形態装置においては、
レンジ切換部２２におけるレンジ切換をロータリ型式の
切換回路２５で実現した。しかし、図４に示すように、
４っの切換回路２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを短絡
線２９ａ、２９ｂで直列に接続して、各切換回路２８
ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ相互間に増幅器２４ａと、
減衰器２３ａとを介挿することによってレンジ切換部２
２ａを構成することが可能である。The present invention is not limited to the above embodiment. In the embodiment device described above,
Range switching in the range switching unit 22 is realized by a rotary type switching circuit 25. However, as shown in FIG.
4 Tsu switching circuit 28a, 28b, 28c, connected 28d in series to the short-circuit wire 2 9 a, 2 9 b, the switching circuit 28
a, 28b, 28c, 28d, an amplifier 24a between each other,
By interposing the attenuator 23a, the range switching unit 2
2a can be configured.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレベル測
定装置においては、入力した高周波信号を中間周波数信
号に周波数変換して、この中間周波数信号をＡ／Ｄ変換
して、Ａ／Ｄ変換された中間周波数信号をこの中間周波
数信号と同一周波数の局部発振信号で同期検波すること
によって、このＡ／Ｄ変換された中間周波数信号のレベ
ル値を求め、この求めたレベル値と選択したレンジとに
基づいて入力した高周波信号のレベル値を算出してい
る。As described above, in the level measuring apparatus according to the present invention, the input high-frequency signal is frequency-converted into an intermediate frequency signal, and this intermediate frequency signal is A / D-converted to A / D conversion. This intermediate frequency signal is
Synchronous detection with local oscillation signal of the same frequency as several signals
The level of the A / D converted intermediate frequency signal.
The level value of the input high-frequency signal is calculated based on the determined level value and the selected range.
【００４６】したがって、従来のレベル測定装置におけ
るダイオード検波器を除去でき、レンジ切換における一
つのレンジのレンジ幅を大きく設定でき、レンジ切換に
起因する誤差要因を抑制でき、かつ少ないレンジ切換
で、広いダイナミックレンジを有する高周波信号のレベ
ルを高い精度でかつ簡単に測定できる。Therefore, the diode detector in the conventional level measuring apparatus can be eliminated, the range width of one range in range switching can be set large, the error factor caused by the range switching can be suppressed, and a wide range can be achieved with a small range switching. The level of a high-frequency signal having a dynamic range can be measured with high accuracy and easily.
【図１】本発明の一実施形態に係わるレベル測定装置及
びこのレベル測定対象の測定対象となる測定装置の外観
図FIG. 1 is an external view of a level measuring device according to an embodiment of the present invention and a measuring device to be measured as a level measuring object.
【図２】同実施形態のレベル測定装置の概略構成を示す
ブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a level measuring device according to the embodiment;
【図３】同レベル測定装置に組込まれたレンジ切換部に
おけるレンジ切換動作を説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining a range switching operation in a range switching unit incorporated in the level measuring device.
【図４】本発明の他の実施形態に係わるレベル測定装置
に組込まれたレンジ切換部の詳細構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of a range switching unit incorporated in a level measurement device according to another embodiment of the present invention.
【図５】従来のレベル測定装置の概略構成を示すブロッ
ク図FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional level measuring device.
１１…レベル測定装置 １２…前面操作パネル １３…表示器 １７…測定プローブ １８…測定装置 ２２，２２ａ…レンジ切換部 ２３…減衰器 ２４…増幅器 ２５…切換回路 ２６…切換制御部 ２７…デジタル信号プロセッサ ２７ａ…同期検波部 ２７ｂ…ＬＣＯ波形メモリ ２７ｃ…平均化部 ２７ｄ…レベル値算出部 ２７ｅ…レンジオーバ判定部 ２８…周波数変換部 ３０…中間周波数フィルタ ３１…Ａ／Ｄ変換部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Level measuring apparatus 12 ... Front operation panel 13 ... Display 17 ... Measurement probe 18 ... Measuring apparatus 22, 22a ... Range switching part 23 ... Attenuator 24 ... Amplifier 25 ... Switching circuit 26 ... Switching control part 27 ... Digital signal processor 27a ... Synchronous detection unit 27b ... LCO waveform memory 27c ... Averaging unit 27d ... Level value calculation unit 27e ... Range over determination unit 28 ... Frequency conversion unit 30 ... Intermediate frequency filter 31 ... A / D conversion unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−297859（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−138251（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−55710（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−26921（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 19/00 - 19/32 G01R 15/00 - 15/26 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-297859 (JP, A) JP-A-9-138251 (JP, A) JP-A-9-55710 (JP, A) 26921 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 19/00-19/32 G01R 15/00-15/26
Claims (2)
レンジに亘って可変するための手段（23,24）を有し、
入力された高周波信号のレベルを前記複数のレンジの中
の所定の一つのレンジに切換えるレンジ切換部（22）
と、 このレンジ切換部から出力される高周波信号を中間周波
数信号に変換する周波数変換部（28）と、 この周波数変換部から出力される中間周波数信号に含ま
れる中間周波数成分以外の周波数成分を除去する中間周
波数フィルタ（30）と、 この中間周波数フィルタから出力される中間周波数信号
をＡ／Ｄ変換してデジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換部
（31）と、このＡ／Ｄ変換が出力するデジタル信号を前記中間周波
数信号と同一周波数の局部発振信号で同期検波する同期
検波部（27a）と、 この同期検波部が出力する信号を平均化する平均化部
（27c）と、 この平均化部が出力する平均化された中間周波数信号の
レベル値と前記切換られたレンジのレベル値を加算して
前記入力された高周波信号のレベル値を算出するレベル
値算出部（27d）と を備えたレベル測定装置。1. Means (23, 24) for varying the level of an input high-frequency signal over a plurality of ranges,
A range switching unit (22) for switching a level of the input high-frequency signal to a predetermined one of the plurality of ranges;
A frequency conversion unit (28) for converting a high-frequency signal output from the range switching unit to an intermediate frequency signal; and removing a frequency component other than the intermediate frequency component included in the intermediate frequency signal output from the frequency conversion unit. an intermediate frequency filter (30) which, with the intermediate frequency of the intermediate frequency signal outputted from the filter and a / D conversion and outputs a digital signal a / D converting unit (31), output from the a / D converter Digital signal to the intermediate frequency
Synchronous detection with local oscillation signal of the same frequency as several signals
A detection unit (27a) and an averaging unit that averages the signal output from the synchronous detection unit
(27c) and the averaged intermediate frequency signal output by the averaging unit.
Add the level value and the level value of the switched range
A level for calculating a level value of the input high-frequency signal
A level measuring device comprising a value calculating unit (27d) .
入っているか否かを検出し、否の場合、前記所定範囲に
入るように前記レンジ切換部を切換制御するレンジオー
バ判定部（27e）を備えたことを特徴とする請求項１記
載のレベル測定装置。2. A range over determining section (27e) for detecting whether or not the output of the level value calculating section falls within a predetermined range, and in the case of not, controlling switching of the range switching section so as to fall within the predetermined range. 2. The level measuring device according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
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