JP3178258B2 - スイープジェネレータ - Google Patents

スイープジェネレータ

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JP3178258B2 JP20039794A JP20039794A JP3178258B2 JP 3178258 B2 JP3178258 B2 JP 3178258B2 JP 20039794 A JP20039794 A JP 20039794A JP 20039794 A JP20039794 A JP 20039794A JP 3178258 B2 JP3178258 B2 JP 3178258B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファンクションジェネ
レータやシンセサイザにおいて使用されるスイープジェ
ネレータに関し、詳しくはスイープメモリに格納された
スイープ波形でパラメータ(周波数、位相、振幅、オフ
セット、デューティ比)を掃引するスイープジェネレー
タにおけるスイープデータ処理機構の改善に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図10は従来のスイープジェネレータの
構成の一例を示す機能ブロック図である。2 はスイープ
ジェネレータ本体で、通常周波数をスイープできるもの
である。21はスイープメモリで、スイープパターン(波
形)を格納しておくことによってそのパターンで周波数
をスイープすることができる。22はGPIBケーブル220 を
介してパーソナルコンピュータや他の測定器との通信を
制御するGPIB制御手段、23はフロッピーディスクを制御
するFDD 制御手段、24はGPIB制御手段22により外部から
送信されたスイープデータまたはFDD 制御手段23により
フロッピーディスクから読み込まれたスイープデータを
スイープメモリ21に転送するデータ転送手段である。
【0003】25はスイープメモリ21のスイープパターン
に従って周波数をスイープさせて出力信号を出力手段26
に与えるスイープ信号発生手段で、デジタル式の波形発
生機構を有する。例えばDDS (ダイレクトデジタルシン
セサイザ)方式またはRAMtoDAC(メモリの内容を全てDA
コンバータに送出しクロックを変更することによって周
波数を変更する)方式によるものである。このスイープ
信号をデジタル的に発生させる機構は既に一般的となっ
ているのでその説明は省略する。
【0004】図11はスイープメモリ21の内部イメージ
を示すものである。この例ではデータ点数16K(1638
4 )点でデータを48bit データとしたものである。
【0005】次に図10のスイープジェネレータの動作
を簡単に説明する。GPIBよりデータを外部から送信する
場合を考える。GPIB制御手段22でGPIBケーブル220 を介
して外部からスイープデータを取り込み、データ転送手
段24でこのスイープデータをスイープメモリ21に格納す
る。この時、スイープメモリ21に転送するデータは図1
1に示す16384 点の48bit データである。スイープ信
号発生手段25はこのスイープメモリ21に格納されたパタ
ーンで周波数をスイープし、出力手段26内のD/A コンバ
ータ(図示せず)に出力データを送出する。
【0006】この際のスイープ時間(スイープの1周期)
は、あらかじめ設定しておくか、または転送データと対
のデータとして外部から与えるか、いずれの方式でもも
よい。従来はこのようにスイープメモリのイメージその
ままのデータをGPIBまたはFDD を介して外部から入力す
ることにより、スイープ波形の転送を行っていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに従来はスイープメモリのイメージそのままのデータ
を外部からGPIBまたはFDD などを介して入力する機構と
なっていたために、外部から入力データを作成する際は
非常に煩わしいものであった。例えば、外部入力データ
の作成者はスイープメモリ内のデータ点数やビットイメ
ージを意識してデータを作らなければならなかった。さ
らに、点数が多いため作成するのに大変時間がかかって
いた。
【0008】他の例として、図11のようなデータのビ
ットイメージを意識しないで周波数値そのものを固定小
数点などの整数データで入力するものもあるが、やはり
全点のデータを作成しなければならないので煩わしさは
あまり軽減されされない。さらに、周波数カウンタやタ
イムインターバルアナライザなどで測定した周波数デー
タの変動パターンでスイープを実現する場合は、データ
は時間−周波数データなのでX軸(時間軸)方向の間隔
が離散的になる。そのため、パーソナルコンピュータな
どを使ってその離散データを内部のスイープメモリのよ
うな連続的な空間に変換する必要がある。
【0009】以上のような理由からユーザは結局スイー
プパターンの再現は困難なものと認識してしまい、回路
設計などの作業の効率を著しく低下させている状況にあ
る。
【0010】本発明の目的は、このような問題を解決す
るためになされたもので、ユーザがスイープメモリ内の
構造を全く意識せずに簡易に外部でスイープデータを作
成できるような環境を有し、周波数カウンタなどで測定
した離散的な時間−周波数データからその元の波形のス
イープパターンを容易に再現できるスイープジェネレー
タを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、出力パラメータを掃引して出力可
能なスイープジェネレータにおいて、前記出力パラメー
タのスイープパターンを格納するスイープメモリと、外
部からのデータをスイープジェネレータ本体に入力する
外部入力手段と、この外部入力手段から入力される、離
散的な時間とその時の出力パラメータの絶対値を対とし
て持つデータ群を格納するスイープデータメモリと、前
記スイープメモリに格納可能な出力パラメータの上限
値、下限値、Y軸方向の分解能およびスイープメモリの
メモリ長を保持し、前記データメモリ内の時間−出力パ
ラメータのデータ群を、時間データは前記スイープメモ
リのメモリ長から、出力パラメータは保持する最大値、
最小値およびスイープメモリのY軸方向の分解能からス
イープメモリ内のデータイメージに変換するデータ変換
演算手段と、前記データ変換演算手段により変換された
離散データを前記スイープメモリに格納可能な連続デー
タに補間するデータ補間演算手段を備えたことを特徴と
する。
【0012】
【作用】GPIB制御手段あるいはFDD 制御手段を通してス
イープデータ(例えば時間−周波数データ)をスイープ
データメモリに取り込む。データ変換演算手段によりそ
のスイープデータをスイープメモリのデータ形式に変換
して変換データメモリに格納する。続いてデータ補間手
段により、変換データメモリに格納の変換データをスプ
ライン補間し、連続データとしてスイープメモリに格納
する。このスイープメモリに格納された連続データを用
いてスイープ信号を発生する。
【0013】
【実施例】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図1は本発明に係るスイープジェネレータの一実施例を
示す機能ブロック図である。図において、1 はスイープ
メモリの波形パターンで周波数をスイープすることがで
きるスイープジェネレータ、11はスイープパターンを格
納するスイープメモリで、16K(16384 )点で48bi
t のbit 長を持ち、例えば図2のようなスイープパター
ンが格納されている。図3はこのときのスイープメモリ
11内の内部データイメージである。
【0014】12はGPIBケーブル120 を介して外部からス
イープデータを入力するGPIB制御手段、13は外部で作ら
れたスイープデータをフロッピーディスクを介して入力
するFDD 制御手段、14は時間−周波数の離散的データを
GPIB制御手段12により格納されるスイープデータメモリ
である。なお、GPIB制御手段やFDD 制御手段を外部入力
手段と呼ぶ。15はこの離散的データが格納されたスイー
プデータメモリ14からスイープデータを取り出し、自身
の保持するスイープメモリ11の最大値、最小値、Y軸方
向の分解能およびメモリ長(データ点数)からスイープ
メモリ11のデータ形式に変換するデータ変換演算手段で
ある。
【0015】16はこのデータ変換されたスイープデータ
を前記データ変換演算手段15により格納される変換デー
タメモリ、17はこの離散的な変換データをスイープメモ
リ11の内部空間に合致するように連続データとして補間
し、その連続データをスイープメモリ11に格納するデー
タ補間演算手段である。このデータ補間演算手段は通常
スイープジェネレータ本体上で補間方法を選択するよう
な形式になっている。今回の場合Nスプライン補間を行
うものとする。前記データ変換演算手段15、データ補間
演算手段17は通常CPU(中央処理制御装置)で実現さ
れる。
【0016】18はスイープメモリ11のスイープパターン
から周波数のスイープ信号を発生するスイープ信号発生
手段で出力手段19に出力データを与えて周波数スイープ
を実現する。なお、スイープを実現させる部分は一般化
されているのでその詳細な説明は省略する。
【0017】次に図1および図4〜図9を用いて本発明
に係る一実施例の動作を説明する。図4は周波数カウン
タで測定した時間−周波数の離散的なデータで図1のス
イープデータメモリ14に格納されるものである。図5は
周波数カウンタで測定した時間−周波数データを図1の
スイープメモリ11の内部データ形式に合わせて変換演算
を行ったスイープデータで図1の変換データメモリ16に
格納されるものである。図6は図5の変換演算された離
散データの波形イメージを示す図で、図7は図1のデー
タ補間演算手段17で補間演算された後のスイープデータ
の波形イメージを示す図である。
【0018】図8は補間演算された後のスイープメモリ
11内の格納データ内容を示すものである。図9は、GPIB
から周波数カウンタで測定されたデータを読み込みその
スイープパターンでスイープさせる動作を説明するフロ
ーチャートである。
【0019】周波数カウンタで測定した離散的データ
(図4のデータ形式)をGPIB制御手段12でGPIBケーブル12
0 を介して取り込み、GPIB制御手段12はそのままその時
間−周波数データをスイープデータメモリ14に格納す
る。そのデータイメージを図4に示す。このデータは直
接周波数カウンタからGPIBケーブル経由で取り込んでも
よいし、パーソナルコンピュータから送信されると考え
てもよい。データの形式はアスキー形式でもバイナリ形
式でもどちらでもよいが、本実施例ではアスキーデータ
として扱う。
【0020】また、図4の時間データは本来ならば測っ
た周波数データに依存した離散的な連続データとなる
(測定した周波数が変われば測定時間の点も変化する)
が、例では簡単のために、10m秒で20.000KHz,30m
秒で10.000MHz,60m秒で5.000 MHz,80m秒で8
0.000KHz,100 m秒で60.000KHzであるとし、こ
のデータをスイープデータメモリ14に格納する(ステッ
プ1)。
【0021】データ変換演算手段15はスイープデータメ
モリ14のスイープデータをスイープメモリ11の内部イメ
ージ(データ長=16K点、48bit データ)に変換
し、変換データメモリ16に格納する。具体的には最終点
の時間データ100 m秒をスイープメモリ11の最終点(16
383 )に対応させ、それぞれの時間データを100 m秒に
対する比率としてデータアドレスを計算する。
【0022】周波数データはスイープメモリ11の1LSB
の分解能を1μ(マイクロ)秒として000000000001(1
μ秒)からFFFFFFFFFFFF(281.475 MHz)の範囲で同
様にデータ変換する。その結果図5のようなデータイメ
ージとなる。データはデータアドレスを16bit デー
タ、値を48bit データとしてもつようにする。この時
のデータをスイープメモリ11に対応させると図6のよう
になる(ステップ2)。
【0023】データ補間演算手段17は変換データメモリ
16のスイープデータをスイープメモリ11のデータ点数に
合わせて16384 点の連続データに補間(Nスプライン補
間)し、その補間演算データをスイープメモリに格納す
る。図8がスイープメモリ11に格納されたスイープデー
タで、図7がその補間データのスイープ波形イメージで
ある(ステップ3)。
【0024】スイープ信号発生手段18はこのスイープメ
モリ11に格納された周波数スイープパターンで周波数を
スイープさせ出力手段19に出力信号を与える。これによ
って周波数スイープが実現する。この時スイープ時間は
スイープジェネレータ1 本体で既に設定されているもの
とし、スイープ時間を変更する場合はこの設定を変更す
ればよい(ステップ4,5)。
【0025】前述のプロセスによって周波数カウンタで
測定された信号の発生元のスイープ波形を再現すること
ができる。これにより発生信号のシミュレーションが容
易に行える。本実施例ではGPIBからデータを読み込むよ
うにしたが、フロッピーディスクからデータを読み込ん
でも同様にスイープを再現することができる。またこの
例では周波数のスイープを説明したが、専用のハードウ
エアを搭載することによって位相、振幅、電圧オフセッ
ト、パルス波のデューティ比も同様のデータ処理で外部
からの入力でスイープを再現することができる。
【0026】なお、前にも述べたが離散データのデータ
形式は単位付きのアスキーデータに限らなくてもよい。
時間方向、周波数データ方向をある値で正規化したよう
な形式でもよく、機器固有の仕様として定義されていれ
ばそれでよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、時
間方向が離散的なデータ群を通信媒体または外部記憶媒
体から直接読み込んでその信号のパラメータ(周波数、
位相、振幅、電圧オフセット、パルス波のデューティ
比)のスイープを容易に実現できるようにしたために、
外部でのスイープデータ作成時に内部のスイープメモリ
の構造を意識せずに簡易に編集することが可能になる。
つまり、数点のデータを定義することでスイープ波形の
形をおおよそ実現できるので、外部でのデータ編集の有
用性が格段に上がる。また、測定データとして離散的な
データをもつ測定器などで測ったデータを外部から入力
することによって、その信号発生源の信号をシミュレー
トすることが可能になる。そして様々な疑似信号の再現
が可能となるので、回路設計時の効率を向上させること
もできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスイープジェネレータの一実施例
を示す機能ブロック図である。
【図2】スイープメモリの内部イメージを表わす図であ
る。
【図3】スイープメモリの内部データの一例を示す図で
ある。
【図4】スイープデータメモリの格納データの一例を示
す図である。
【図5】変換データメモリの格納データの一例を示す図
である。
【図6】離散データ波形イメージを示す図である。
【図7】補間後のデータ波形イメージを示す図である。
【図8】補間後のスイープメモリ格納データの一例を示
す図である。
【図9】動作を説明するためのフローチャートである。
【図10】従来のスイープジェネレータの一例を示す機
能ブロック図である。
【図11】図10のスイープメモリ内部のデータの一例
を示す図である。
【符号の説明】
1 スイープジェネレータ 11 スイープメモリ 12 GPIB制御手段 13 FDD 制御手段 14 スイープデータメモリ 15 データ変換演算手段 16 変換データメモリ 17 データ補間演算手段 18 スイープ信号発生手段 19 出力手段

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力パラメータを掃引して出力可能なスイ
    ープジェネレータにおいて、 前記出力パラメータのスイープパターンを格納するスイ
    ープメモリと、 外部からのデータをスイープジェネレータ本体に入力す
    る外部入力手段と、 この外部入力手段から入力される、離散的な時間とその
    時の出力パラメータの絶対値を対として持つデータ群を
    格納するスイープデータメモリと、 前記スイープメモリに格納可能な出力パラメータの上限
    値、下限値、Y軸方向の分解能およびスイープメモリの
    メモリ長を保持し、前記データメモリ内の時間−出力パ
    ラメータのデータ群を、時間データは前記スイープメモ
    リのメモリ長から、出力パラメータは保持する最大値、
    最小値およびスイープメモリのY軸方向の分解能からス
    イープメモリ内のデータイメージに変換するデータ変換
    演算手段と、 前記データ変換演算手段により変換された離散データを
    前記スイープメモリに格納可能な連続データに補間する
    データ補間演算手段を備え、前記データ補間演算手段に
    より演算された連続データをスイープメモリに格納し、
    この格納されたスイープ波形のイメージで出力パラメー
    タをスイープさせるように構成したことを特徴とするス
    イープジェネレータ。
  2. 【請求項2】前記出力パラメータが、周波数、位相、振
    幅、電圧オフセット、パルス波のデューティ比のいずれ
    かであることを特徴とする請求項1記載のスイープジェ
    ネレータ。
  3. 【請求項3】前記外部入力手段として外部記憶媒体また
    は通信媒体を用いたことを特徴とする請求項1記載のス
    イープジェネレータ。
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