JP3292986B2 - 信号分析装置 - Google Patents
信号分析装置Info
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Description
グ信号をディジタルデータに変換しディジタル信号に対
する演算処理を行い、分析対象信号の特性値を検出する
信号分析装置において、その動作速度を向上させるため
の技術に関する。
に、従来より図6に示す信号分析装置10が用いられて
いる。
対象のアナログ信号Sを、アナログ処理回路11によっ
て周波数変換等の処理等を行って中間周波帯やベースバ
ンドに変換し、A/D変換器12に出力する。
1から出力される信号S′をクロック信号CKsに同期
してサンプリングしてディジタルデータDに変換し、デ
ィジタル処理回路13に出力する。
12から出力されるディジタルデータDに対する演算処
理を行い、アナログ信号Sの特性値を検出する。
のアナログ信号をA/D変換器12によってディジタル
データに変換して演算処理を行うことによってアナログ
信号の特性値を求める信号分析装置では、分析対象信号
Sの信号帯域が広い場合、その信号帯域の上限周波数に
応じてA/D変換器12のサンプリング速度を高くする
必要がある。
信号のように20MHz以上の帯域をもつアナログ信号
を高精度に分析するためには、A/D変換器12として
多数桁(例えば16ビット)で最低でも40MHz以上
の動作速度をもつものを使用しなければならない。
度で動作する多数桁のA/D変換器が実現されている
が、このような高速なA/D変換器12の出力に対する
ディジタル演算処理をディジタル処理回路13で同一速
度で行うことはたとえ高速なDSPを用いたとして困難
であった。
ジタル変調信号のような広帯域な信号に対する高精度な
分析が十分に行えないという問題があった。
変調信号のような広帯域な信号の分析を高精度に行える
信号分析装置を提供することを目的としている。
に、本発明の信号分析装置は、分析対象信号に対するア
ナログ信号処理を行うアナログ処理回路(21)と、前
記アナログ処理回路の出力信号を所定周期のクロック信
号(CKs)によってサンプリングしてディジタルデー
タに変換するA/D変換器(22)と、前記クロック信
号を受け、それぞれが前記クロック信号のN分の1(N
は複数)の周期を有し、前記A/D変換器が一つのディ
ジタルデータを出力している期間の中間のタイミングで
レベル変化し、該レベル変化のタイミングが互いに前記
クロック信号の1周期分ずつ順番にシフトされたN系列
の振分クロック信号(CK(1)〜CK(N))を出力
する分周器(24)と、前記A/D変換器から出力され
たディジタルデータを共通に受け、前記各振分クロック
信号の前記レベル変化タイミングでそれぞれラッチする
N個のラッチ回路(25(1)〜25(N)とを有し、
前記A/D変換器から出力されたディジタルデータを、
N個の信号経路に振り分けて前記クロック信号のN分の
1のレートで並列に出力するデータ振分回路(23)
と、前記振分クロック信号と同一周期で、特定の前記振
分クロック信号の前記レベル変化タイミングから前記ク
ロック信号の半周期だけ遅延したタイミングにレベル変
化する共通クロック信号(CKr)を出力するクロック
発生器(28)と、前記データ振分回路から並列に出力
されるディジタルデータ(D1〜DN)をそれぞれ受け
て、前記共通クロック信号の前記レベル変化タイミング
にラッチするN個のラッチ回路(27(1)〜27
(N))とを有し、前記データ振分回路から並列に出力
されるディジタルデータを、その並び順序と前記A/D
変換器でサンプリングされた順序とが常に一定の関係と
なり、且つ互いに同一位相となるようにして前記共通ク
ロック信号とともに出力する位相合わせ回路(26)
と、前記位相合わせ回路から同一位相で並列に出力され
るディジタルデータに対する演算処理を前記共通クロッ
ク信号に基づいて行い、前記分析対象信号の特性値を算
出するディジタル処理回路(30)とを備えている。
施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態の信号分
析装置20の構成を示している。
式のディジタル変調信号等を入力信号として入力端子2
0aに入力してそのスペクトラム分析や変調分析を行う
ためのものである。
入力された信号を中間周波帯やベースバンドに周波数変
換し、このアナログ信号処理した信号S′をA/D変換
器22に出力する。
波数が高い場合には複数段行って、A/D変換器22の
動作速度に対応した周波数帯まで下げている。
作が可能な16ビットのものであり、64MHzのクロ
ック信号CKsの例えば立ち上がりに同期してアナログ
信号S′のサンプリング行い、各サンプリング値を16
ビットのディジタルデータDに変換してデータ振分回路
23に順次出力する。
から出力されたディジタルデータDをクロック信号CK
sに同期して複数N〔=2n(n=1、2、…)〕の信
号経路に振り分けてクロック信号CKsの周波数の1/
N(=64/N)MHzのレートで並列に出力する。
ラッチ回路25(1)〜25(N)によって構成されて
いる。
周し、クロック信号CKsの立ち下がりに同期し且つ互
いにクロック信号CKsの1周期分ずつ位相がシフトし
たN個の分周信号をラッチ回路25(1)〜25(N)
に対する振分クロック信号CK(1)〜CK(N)とし
て並列に出力する。
クロック信号CKsに対して、図2の(b)〜(e)の
ように、クロック信号CKsの立ち下がりに同期し、ク
ロック信号CKsの4倍の周期をもつ振分クロック信号
CK(1)〜CK(N)が、クロック信号CKsの1周
期Tsずつ順番にシフトして出力される。
A/D変換器22から出力されるディジタルデータDを
振分クロック信号CK(1)〜CK(N)の立ち上がり
タイミングにそれぞれラッチして、A/D変換器22の
データ出力レート(64MHz)の1/Nのレートでそ
れぞれ出力する。
れるディジタルデータD1〜DNの位相は、クロック信
号CKsの1周期ずつずれている。
ィジタルデータD1〜DNは、位相合わせ回路26に出
力される。
sの1/Nの周波数の共通クロック信号CKrによっ
て、データ振分回路23から位相差のある状態で並列に
入力されるディジタルデータを、その並び順序とA/D
変換器22でサンプリングされた順序とが常に一定の関
係となるタイミングでラッチし、そのラッチしたディジ
タルデータを同一位相で共通クロック信号CKrととも
に出力する。
ルデータD1〜DNをそれぞれラッチ回路27(1)〜
27(N)で受けて、これらのラッチ回路27(1)〜
27(N)にクロック発生器28から共通クロック信号
CKrを与える。
分クロック信号CK(1)〜CK(N)のうちの特定の
振分クロック信号の立ち上がりタイミングからTs/2
だけ遅延して立ち上がる共通クロック信号CKrを出力
する。
aや図3の(b)のようなラッチ回路29bを用いて、
図2の(f)のように、データ振分回路23のN番目
(この場合4番目)の振分クロック信号CK(N)をク
ロック信号CKsの1/2周期(Ts/2)だけ遅延さ
せて共通クロック信号CKrを発生する。
上がるタイミングには、その直前にデータ振分回路23
から並列出力されているN個のディジタルデータのう
ち、A/D変換器22でサンプリングされたタイミング
が最も古いデータがラッチ回路27(1)にラッチさ
れ、2番目に古いデータがラッチ回路27(2)にラッ
チされ、3番目に古いデータがラッチ回路27(3)に
ラッチされるというように、サンプリングされたタイミ
ングが古いデータからラッチ回路27(1)〜27
(N)の順に並ぶようにして同時にラッチされ、同一位
相で並列出力されることになる。
記したように振分クロック信号CK(N)からTs/2
だけ遅延したものだけでなく、他の振分クロック信号C
K(1)〜CK(N−1)のなかのいずれか1つの振分
クロック信号からTs/2だけ遅延したものであっても
よい。
タルデータは、共通クロック信号CKrとともにディジ
タル処理回路30に並列入力される。
ィルタやDSP等を含んでおり、位相合わせ回路26か
ら並列入力されるディジタルデータに対する所定の演算
処理を共通クロック信号CKrに基づいて行い、入力信
号Sの特性値を検出する。
力されるディジタルデータは、前記したように互いに位
相が一致し且つその並び順とサンプリング順との関係が
常に変わらない状態で入力されるので、ディジタル処理
回路30は、この並列入力されるディジタルデータに対
する時系列の処理を毎回同一手順で繰り返すことがで
き、高速な演算処理が行える。
された特性値はメモリ31に一旦記憶され、CPU等を
含む制御装置32によって読み出されて、表示器、プリ
ンタあるいは通信装置等の出力装置33に出力される。
4の場合について説明する。入力信号Sがアナログ処理
回路21によって中間周波帯やベースバンドに変換さ
れ、その出力s′がA/D変換器22に入力されると、
図4の(a)に示す64MHzのクロック信号CKsの
立ち上がりにサンプリングされ、図4の(b)のよう
に、D1、D2、D3、…の順にディジタルデータに変
換されて出力される。
ルデータD1、D2、D3、…は、データ振分回路23
によって4つの信号経路に振り分けられ、それぞれ64
/4MHzのレートで並列に出力される。
に、クロック信号CKsの1周期分ずつ遅延するように
発生した振分クロック信号CK(1)〜CK(4)によ
って、A/D変換器22から出力されるディジタルデー
タがラッチされる。
に、ラッチ回路25(1)からはディジタルデータD
1、D5、D9、…が出力され、ラッチ回路25(2)
からはディジタルデータD2、D6、D10、…が出力
され、ラッチ回路25(3)からはディジタルデータD
3、D7、D11、…が出力され、ラッチ回路25
(4)からはディジタルデータD4、D8、D12、…
が出力される。
回路26は、図4の(k)のように、クロック信号CK
(4)をTs/2だけ遅延した共通クロック信号CKr
をラッチ回路27(1)〜27(4)に出力する。
出力された4つのディジタルデータD1〜D4が、図4
の(l)〜(o)のように、ラッチ回路27(1)〜2
7(4)に同時に記憶される。
ック信号CKrとともにディジタル処理回路30へ入力
される。ディジタル処理回路30は、ラッチ回路27
(1)〜27(4)から出力された4つのデータD1〜
D4に対して、その並び順(ラッチ回路27(1)〜2
7(4)の順)にデータが新しくなっているものとし、
この4つのデータに対する各種の演算処理を行う。
は、その並び順とサンプリング順の関係が一定な状態で
4つのディジタルデータが同一位相で並列出力され、こ
のディジタルデータに対する演算処理がディジタル処理
回路30によって繰り返し行われて入力信号Sの特性値
が求められ、その特性値が制御装置32によって出力装
置33に出力される。
では、A/D変換器22から出力されるディジタルデー
タを、データ振分回路23によって複数Nの信号経路に
振り分けてA/D変換器22のクロック信号CKsのN
分の1のレートで位相合わせ回路26に並列出力し、位
相合わせ回路26では、クロック信号CKsのN分の1
の周波数の共通クロック信号CKrによって、並列入力
されたデータを、その並び順とサンプリング順との関係
が常に一定となるタイミングでラッチし、ラッチしたデ
ィジタルデータを共通クロック信号CKrとともにディ
ジタル処理回路30に出力し、この並列のディジタルデ
ータに対する演算処理を共通クロック信号CKrに基づ
いて行うようにしている。
D変換器22より遅い速度で動作させることができ、デ
ィジタル変調信号のように帯域の広い信号に対する信号
分析を高精度に行うことができる。
したが、Nは2n(n=1、2、…)で表される任意の
数でよく、例えばディジタル処理回路30が32MHz
まで動作し、しかも、内部で直交演算処理等を行う場合
にはNを2にして、2経路に分けたディジタルデータを
直交演算の2つの入力成分にすることができ、好都合で
ある。
Ksに同期して図5の(b)のようにA/D変換器22
から出力されるディジタルデータD1、D2、…は、図
5の(c)、(d)の振分クロック信号CK(1)、C
K(2)によって、図5の(e)、(f)のようにクロ
ック信号CKsの1/2のレートに変換されて位相合わ
せ回路26へ出力され、図5の(g)のように、振分ク
ロック信号CK(2)よりTs/2だけ遅延された共通
クロック信号CKrによって、その並び順とサンプリン
グ順とが常に一定の関係(常にラッチ回路27側が古い
データ)となるようにラッチ回路27(1)、27
(2)にラッチされて同一位相でディジタル処理回路3
0に並列出力される。
27(1)、27(2)から同一位相で並列に入力され
るディジタルデータを2つの成分とする直交演算処理等
を含む処理を行い、入力信号Sの特性値を算出する。
装置は、A/D変換器から出力されるディジタルデータ
を、データ振分回路によって複数の信号経路に振り分け
て、A/D変換器のクロック信号の複数分の1のレート
で位相合わせ回路に並列出力し、位相合わせ回路では、
クロック信号の複数分の1の周波数の共通クロック信号
によって、この並列入力されたデータを、その並び順と
サンプリング順との関係が常に一定となるタイミングで
ラッチし、ラッチしたディジタルデータを共通クロック
信号とともにディジタル処理回路に出力し、この並列の
ディジタルデータに対する演算処理を共通クロック信号
に基づいて行うようにしている。
換器より遅い速度で動作させることができ、ディジタル
変調信号のように帯域の広い信号に対する信号分析を高
精度に行うことができる。
ング図
グ図
Claims (1)
- 【請求項1】分析対象信号に対するアナログ信号処理を
行うアナログ処理回路(21)と、 前記アナログ処理回路の出力信号を所定周期のクロック
信号(CKs)によってサンプリングしてディジタルデ
ータに変換するA/D変換器(22)と、前記クロック信号を受け、それぞれが前記クロック信号
のN分の1(Nは複数)の周期を有し、前記A/D変換
器が一つのディジタルデータを出力している期間の中間
のタイミングでレベル変化し、該レベル変化のタイミン
グが互いに前記クロック信号の1周期分ずつ順番にシフ
トされたN系列の振分クロック信号(CK(1)〜CK
(N))を出力する分周器(24)と、前記A/D変換
器から出力されたディジタルデータを共通に受け、前記
各振分クロック信号の前記レベル変化タイミングでそれ
ぞれラッチするN個のラッチ回路(25(1)〜25
(N)とを有し、 前記A/D変換器から出力されたディ
ジタルデータを、N個の信号経路に振り分けて前記クロ
ック信号のN分の1のレートで並列に出力するデータ振
分回路(23)と、前記振分クロック信号と同一周期で、特定の前記振分ク
ロック信号の前記レベル変化タイミングから前記クロッ
ク信号の半周期だけ遅延したタイミングにレベル変化す
る共通クロック信号(CKr)を出力するクロック発生
器(28)と、前記データ振分回路から並列に出力され
るディジタルデータ(D1〜DN)をそれぞれ受けて、
前記共通クロック信号の前記レベル変化タイミングにラ
ッチするN個のラッチ回路(27(1)〜27(N))
とを有し、 前記データ振分回路から並列に出力されるデ
ィジタルデータを、その並び順序と前記A/D変換器で
サンプリングされた順序とが常に一定の関係となり、且
つ互いに同一位相となるようにして前記共通クロック信
号とともに出力する位相合わせ回路(26)と、 前記位相合わせ回路から同一位相で並列に出力されるデ
ィジタルデータに対する演算処理を前記共通クロック信
号に基づいて行い、前記分析対象信号の特性値を算出す
るディジタル処理回路(30)とを備えた信号分析装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32852699A JP3292986B2 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 信号分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32852699A JP3292986B2 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 信号分析装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001148629A JP2001148629A (ja) | 2001-05-29 |
JP3292986B2 true JP3292986B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=18211282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32852699A Expired - Fee Related JP3292986B2 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 信号分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3292986B2 (ja) |
-
1999
- 1999-11-18 JP JP32852699A patent/JP3292986B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP2001148629A (ja) | 2001-05-29 |
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