JP3401617B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定装置の測定効
率を高くするための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】信号に対する各種の測定を行うために用
いられる測定装置のうち近年製造されているほとんどの
ものは、マイクロコンピュータ構成の制御装置によって
測定の制御や測定結果の表示等を行っている。

【０００３】図６は、この種の測定装置１０の構成例を
示すものであり、入力端子１０ａに入力される信号Ｓに
対して、アナログ処理回路１１によって減衰、増幅、周
波数変換等のアナログ信号処理を行い、その出力信号を
Ａ／Ｄ変換器１２によってディジタル信号に変換して制
御装置１３に出力している。

【０００４】制御装置１３は、ＣＰＵ１３ａ、ＲＯＭ１
３ｂ、ＲＡＭ１３ｃからなり、図示しない操作部等によ
って指定された測定条件に基づいてアナログ処理回路１
１の処理条件を制御し、Ａ／Ｄ変換器１２から出力され
るディジタル信号に対する演算処理等を行って入力信号
の特性値を求め、その特性値を測定結果として表示器や
プリンタあるいは通信装置等の出力装置１４に出力して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように、アナログ処理回路１１の処理条件の切換処
理、、特性値の算出処理および測定結果の出力処理等を
マイクロコンピュータ構成の制御装置１３で一括して行
っている従来の測定装置１０では、その測定効率が制御
装置１３の処理能力で制限されてしまい、効率的な測定
が行えないという問題があった。

【０００６】これを解決するために、高速なディジタル
演算処理を行うために特化されたＤＳＰ（ディジタルシ
グナルプロセッサ）をＡ／Ｄ変換器１２と制御装置１３
との間に設けて、ディジタル信号に対する演算処理等を
高速に行って入力信号の特性値を求めるようにしたもの
も実現されている。

【０００７】しかし、このようにＤＳＰを用いてディジ
タル信号に対する演算処理を高速化したものであって
も、アナログ処理回路１１の信号処理条件を広い範囲に
わたって連続的に可変しながら入力信号の複数の特性値
を検出しようとすると、マイクロコンピュータ構成の制
御装置１３によるアナログ信号処理回路１１の制御速度
の遅さが障害となって、高速な測定が行えなかった。

【０００８】本発明は、この問題を解決して、信号に対
する処理条件を連続的に可変しながら入力信号の複数の
特性値を検出するような場合でも、効率的な測定が行え
る測定装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の測定装置は、測定対象の入力信
号に対して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によって処理された
信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（３０）
と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるディジタル信号に
対する演算処理を行って前記入力信号の特性値を検出す
るとともに、前記特性値が所定条件を満たすか否かを判
断し、満たさない場合には満たすまで前記アナログ処理
回路の処理条件を変えて処理させ、満たした場合にはそ
の特性値を出力するＤＳＰ（４０）と、測定結果を出力
するための出力装置（４７）と、測定条件を入力するた
めの操作部（４６）と、ＣＰＵを含むマイクロコンピュ
ータによって構成され、前記ＤＳＰ、操作部及び出力装
置に接続されて、前記ＤＳＰと操作部の間の信号授受及
び前記ＤＳＰと前記出力装置の間の信号授受の一切を行
うとともに、少なくとも前記ＤＳＰによって検出された
特性値を前記入力信号に対する測定結果として前記出力
装置に出力する制御装置（４５）とを備えている。

【００１０】また、本発明の請求項２の測定装置は、測
定対象の入力信号に対して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によっ
て処理された信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器（３０）と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるディ
ジタル信号に対するディジタル信号処理を行うディジタ
ル処理回路（３１）と、前記ディジタル処理回路から出
力されるディジタル信号に対する演算処理を行って前記
入力信号の特性値を検出するとともに、前記特性値が所
定条件を満たすか否かを判断し、満たさない場合には満
たすまで前記アナログ処理回路またはディジタル処理回
路の処理条件を変えて処理させ、満たした場合にはその
特性値を出力するＤＳＰ（４０）と、測定結果を出力す
るための出力装置（４７）と、測定条件を入力するため
の操作部（４６）と、ＣＰＵを含むマイクロコンピュー
タによって構成され、前記ＤＳＰ、操作部及び出力装置
に接続されて、前記ＤＳＰと操作部の間の信号授受及び
前記ＤＳＰと前記出力装置の間の信号授受の一切を行う
とともに、少なくとも前記ＤＳＰによって検出された特
性値を前記入力信号に対する測定結果として前記出力装
置に出力する制御装置（４５）とを備えている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明を適用した測定装置
２０の構成を示している。

【００１２】この測定装置２０は、移動体通信装置の出
力信号（ディジタル変調信号）についての各種測定を行
うためのものであり、入力端子２０ａに入力された高周
波のアナログ信号Ｓをアナログ処理回路２１によって低
い周波数帯に周波数変換している。

【００１３】このアナログ処理回路２１は、例えば図２
に示すように、入力信号Ｓを可変減衰器２２で減衰して
第１ミキサ２３に入力し、第１局発回路２４からの局発
信号Ｌ１と混合し、この混合成分から第１フィルタ２５
によって第１中間周波帯の信号を抽出している。

【００１４】そして、第１フィルタ２５の出力を第２ミ
キサ２６に入力し、第２局発回路２７からの局発信号Ｌ
２と混合し、この混合成分から第２フィルタ２８によっ
て第１中間周波帯よりさらに低い第２中間周波帯の信号
を抽出し、この中間周波信号を増幅器２９によって増幅
して出力している。

【００１５】アナログ処理回路２１の中心受信周波数
は、第２局発回路２７の局発信号Ｌ２を固定とすると、
第１局発回路２４の局発信号Ｌ１の周波数Ｆａと第１フ
ィルタ２５の中心周波数Ｆｉとの和（または差）で決ま
る。

【００１６】可変減衰器２２の減衰量Ｇおよび第１局発
回路２４の局発信号Ｌ１の周波数Ｆａは後述のＤＳＰ４
０によって制御される。

【００１７】アナログ処理回路２１によって受信され、
周波数変換された信号Ｓ′は、Ａ／Ｄ変換器３０に入力
され、所定周期でサンプリングされて一連のディジタル
データＤに変換され、ディジタル処理回路３１に入力さ
れる。

【００１８】ディジタル処理回路３１は、例えば入力信
号の変調成分であるベースバンド信号Ｉ、Ｑを検出する
ためのものであり、図３に示すように直交復調回路３２
と２つのディジタルフィルタ３３、３４とで構成されて
いる。

【００１９】直交復調回路３２は、２つのディジタル乗
算器３２ａ、３２ｂ、キャリア信号Ｃａを発生するキャ
リア発生器（実際には数値発生器）３２ｃ、このキャリ
ア信号を９０°移相したキャリア信号Ｃｂを出力する移
相器３２ｄからなり、Ａ／Ｄ変換器３０から出力される
ディジタルデータＤを２つのディジタル乗算器３２ａ、
３２ｂに入力して、それぞれキャリア信号Ｃａ、Ｃｂと
乗算して２相の信号ｉ、ｑを生成して、ディジタルフィ
ルタ３３、３４に出力している。

【００２０】この直交復調回路３２のキャリア周波数Ｆ
ｂは、後述のＤＳＰ４０によって制御される。

【００２１】ディジタルフィルタ３３、３４は例えばＦ
ＩＲ型のものであり、後述のＤＳＰ４０から設定された
フィルタ係数Ｈ（ディジタルフィルタの遅延段数に応じ
て複数ある）と入力信号ｉ、ｑとの積和演算を行い、そ
の演算結果をベースバンド信号Ｉ、Ｑとして出力する。

【００２２】ディジタル処理回路３１の出力はＤＳＰ４
０に入力される。ＤＳＰ４０は、デュアルポート型のメ
モリ４１に予め記憶された測定条件にしたがって、アナ
ログ処理回路２１およびディジタル処理回路３１の信号
処理条件を変更しながら、ディジタル処理回路３１から
出力される信号Ｉ、Ｑに基づいて各変調波のレベル等を
入力信号の特性値として算出する。

【００２３】なお、ＤＳＰ４０は、メモリ４１へのアク
セスラインからシリアルデータを出力して、アナログ処
理回路２１の可変減衰器２２の減衰量Ｇ、第１局発回路
２４の局発信号Ｌ１の周波数Ｆａ、ディジタル処理回路
３１のキャリア発生器３２ｃのキャリア周波数Ｆｂ、デ
ィジタルフィルタ３３、３４のフィルタ係数Ｈの設定、
更新を行っている。

【００２４】ＤＳＰ４０によるアナログ処理回路２１と
ディジタル処理回路３１に対する信号処理条件の変更制
御を行うとともに、ディジタル処理回路３１から出力さ
れた信号に対する演算処理を行うことによって得られた
特性値は制御装置４５に出力される。

【００２５】制御装置４５は、ＣＰＵ４５ａ、ＲＯＭ４
５ｂ、ＲＡＭ４５ｃからなり、操作部４６の操作で指定
された測定条件をメモリ４１に設定し、ＤＳＰ４０に対
する測定の開始を指示し、ＤＳＰ４０によって得られた
特性値を測定結果として表示器、プリンタあるいは通信
装置等の出力装置４７に出力する。

【００２６】ＣＰＵ４５ａは、操作部４６からの設定入
力及び上記出力装置４７等の外部との信号の授受をする
インタフェースの一切をつかさどり、このような信号の
授受によるＤＳＰ４０の負担を軽減して、ＤＳＰ４０が
外部とのインタフェース処理を直接行うことがないよう
にしている。

【００２７】次に、この測定装置２０の動作について説
明する。例えば、操作部４６の操作によって、入力信号
Ｓに対するスペクトラム測定を周波数Ｆｓ〜Ｆｅの範囲
でΔＦステップで行うように指定されると、制御装置４
５はその測定に必要な掃引開始周波数Ｆｓ、掃引終了周
波数Ｆｅ、掃引ステップΔＦ等を含む情報を測定条件と
してメモリ４１に設定してから、ＤＳＰ４０に対して測
定の開始を指示する。

【００２８】この測定開始指示を受けたＤＳＰ４０は、
メモリ４１に記憶されている情報に基づいてアナログ処
理回路２１およびディジタル処理回路３１の信号処理条
件を変更しながら、ディジタル処理回路３１の出力信号
に対するレベル算出演算を行う。

【００２９】即ち、図４のフローチャートに示すよう
に、ＤＳＰ４０はアナログ処理回路２１およびディジタ
ル処理回路３１の処理条件を初期設定する（Ｓ１）。

【００３０】この初期設定では、アナログ処理回路２１
の可変減衰器２２の減衰量Ｇを基準値Ｇｒに設定し、測
定周波数Ｆｒが掃引開始周波数Ｆｓと等しくなるよう
に、周波数Ｆａ、Ｆｂを初期値Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ設
定するとともに、ディジタルフィルタ３３、３４のフィ
ルタ係数Ｈを所定値Ｈ１に設定する。

【００３１】そして、この初期設定した状態でディジタ
ル処理回路３１の出力信号に基づいてレベル算出を行
い、そのレベルＬが所定のレベルＬａ〜Ｌｂの範囲にあ
るか否かを判定する（Ｓ２、Ｓ３）。

【００３２】このレベル範囲の判定は、入力信号Ｓに含
まれる測定周波数Ｆａの成分が適正なレベルでアナログ
処理回路２１やＡ／Ｄ変換器３０に入力されているか否
かを判定するためのものであり、算出されたレベルＬが
下限値Ｌａより小さい場合には、可変減衰器２２の減衰
量ＧをΔＧだけ減少させて処理Ｓ２に戻り、算出された
レベルＬが上限値Ｌｂより大きい場合には、可変減衰器
２２の減衰量ＧをΔＧだけ増加させて処理Ｓ２に戻る
（Ｓ４、Ｓ５）。

【００３３】この可変減衰器２２の減衰量の可変制御が
繰り返されて、算出したレベルＬがレベル範囲Ｌａ〜Ｌ
ｂの間に入ると、ＤＳＰ４０は、そのときのレベルＬと
減衰量Ｇとから入力信号Ｓに含まれる測定周波数Ｆａの
スペクトラム値Ｌ′を求めてメモリ４１に記憶する（Ｓ
６）。

【００３４】以下同様にＳ２〜Ｓ６の処理を、測定周波
数Ｆｒが掃引終了周波数Ｆｅと等しくなるまでΔＦずつ
増加しながら繰り返すことによって、各測定周波数毎の
スペクトラムを求める。

【００３５】このようにしてＤＳＰ４０によって求めら
れた各周波数毎のスペクトラムは、制御装置４５によっ
てメモリ４１から読み出され、測定結果として出力装置
４７に出力されて表示、印刷あるいは他の装置へ送信さ
れる。

【００３６】このように、実施形態の測定装置２０は、
入力信号の特性値の算出処理、特性値に対する判定処理
および各処理回路の信号処理条件の切り換え処理をＤＳ
Ｐ４０が行い、その信号処理条件に関する情報のメモリ
４１への設定、ＤＳＰ４０に対する測定の開始指示およ
び測定結果の出力等の外部とのインタフェース処理をＣ
ＰＵ４５ａを含む制御装置４５で一括して行うようにし
ている。

【００３７】このため、信号に対するスペクトラム測定
のように、アナログ処理回路２１およびディジタル処理
回路３１の信号処理条件を広い範囲で連続的に可変して
入力信号の複数の特性値を得る場合でも、制御装置４５
の動作速度に測定速度が制限されずに済み、制御装置４
５でアナログ処理回路２１およびディジタル処理回路３
１の信号処理条件を可変制御する方法に比べて測定効率
が格段に向上する。

【００３８】なお、上記動作例では、ＤＳＰ４０が、検
出したレベルが所定範囲に範囲にあるか否か判定し、範
囲に入っていない場合にはその範囲に入るまで可変減衰
器２２の減衰量を可変していたが、この判定対象はレベ
ルだけでなく検出する特性値によって変わる。

【００３９】また、判定結果に応じて可変制御する処理
条件も測定項目によって変えることができ、前記のよう
にアナログ処理回路２１だけでなく、ディジタル処理回
路３１側の処理条件（上記ディジタル処理回路３１の場
合、キャリア周波数Ｆｂやディジタルフィルタ３３、３
４のフィルタ係数）を可変する場合もある。

【００４０】なお、この実施形態の測定装置２０では、
Ａ／Ｄ変換器３０から出力されるディジタル信号をディ
ジタル処理回路３１によってディジタル信号処理してか
らＤＳＰ４０に入力していたが、入力信号のスペクトラ
ム測定だけを行うような場合には、図５に示す測定装置
２０′のように、Ａ／Ｄ変換器３０から出力されたディ
ジタル信号に対する増幅、帯域制限、検波等の処理と、
アナログ処理回路２１の減衰量Ｇおよび周波数Ｆａの可
変制御とをＤＳＰ４０で行うようにすればよく、この場
合でも、制御装置４５の動作速度に測定速度が制限され
ずに済み、制御装置４５でアナログ処理回路２１の信号
処理条件を可変制御する方法に比べて測定効率が格段に
向上する。

【００４１】また、前記説明では、入力信号に対して１
つの測定項目（この場合スペクトラム測定）を行う場合
について説明したが、入力信号に対して複数項目の測定
を連続的に行う場合には、その各測定項目毎の測定条件
を制御装置４５からメモリ４１に予め設定して、ＤＳＰ
４０に対して測定の開始指示を与えればよい。

【００４２】この場合も、ＤＳＰ４０は、メモリ４１に
記憶された各測定項目の測定条件にしたがって、アナロ
グ処理回路２１やディジタル処理回路３１の信号処理条
件を高速に切り換えながら、各測定項目毎の特性値を検
出する。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の測定装置
は、入力信号の特性値の算出処理と測定条件の切り換え
処理とをＤＳＰが行い、その測定条件の設定、測定の開
始指示および測定結果の出力等の処理をＣＰＵを含む制
御装置で行うようにしているので、アナログ処理回路や
ディジタル処理回路の信号処理条件を連続的に可変して
入力信号の複数の特性値を得る場合でも、制御装置の動
作速度に測定速度が制限されずに済み、測定効率が格段
に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図

【図２】実施形態の要部の構成例を示すブロック図

【図３】実施形態の要部の構成例を示すブロック図

【図４】実施形態のＤＳＰの処理手順を示すフローチャ
ート

【図５】他の実施形態の構成を示すブロック図

【図６】従来装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

２０、２０′ 測定装置 ２１ アナログ処理回路 ２２ 可変減衰器 ２３ 第１ミキサ ２４ 第１局発回路 ２５ 第１フィルタ ２６ 第２ミキサ ２７ 第２局発回路 ２８ 第２フィルタ ２９ 増幅器 ３０ Ａ／Ｄ変換器 ３１ ディジタル処理回路 ３２ 直交復調回路 ３２ａ、３２ｂ ディジタル乗算器 ３２ｃ キャリア発生器 ３２ｄ 移相器 ３３、３４ ディジタルフィルタ ４０ ＤＳＰ ４１ メモリ ４５ 制御装置 ４５ａ ＣＰＵ ４５ｂ ＲＯＭ ４５ｃ ＲＡＭ ４６ 操作部 ４７ 出力装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象の入力信号に対してアナログ信号
   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によって処理された信号をディジ
   タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（３０）と、 前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるディジタル信号に対す
   る演算処理を行って前記入力信号の特性値を検出すると
   ともに、前記特性値が所定条件を満たすか否かを判断
   し、満たさない場合には満たすまで前記アナログ処理回
   路の処理条件を変えて処理させ、満たした場合にはその
   特性値を出力するＤＳＰ（４０）と、 測定結果を出力するための出力装置（４７）と、 測定条件を入力するための操作部（４６）と、 ＣＰＵを含むマイクロコンピュータによって構成され、
   前記ＤＳＰ、操作部及び出力装置に接続されて、前記Ｄ
   ＳＰと操作部の間の信号授受及び前記ＤＳＰと前記出力
   装置の間の信号授受の一切を行うとともに、少なくとも
   前記ＤＳＰによって検出された特性値を前記入力信号に
   対する測定結果として前記出力装置に出力する制御装置
   （４５）とを備えた測定装置。
2. 【請求項２】測定対象の入力信号に対してアナログ信号
   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によって処理された信号をディジ
   タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（３０）と、 前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるディジタル信号に対す
   るディジタル信号処理を行うディジタル処理回路（３
   １）と、 前記ディジタル処理回路から出力されるディジタル信号
   に対する演算処理を行って前記入力信号の特性値を検出
   するとともに、前記特性値が所定条件を満たすか否かを
   判断し、満たさない場合には満たすまで前記アナログ処
   理回路またはディジタル処理回路の処理条件を変えて処
   理させ、満たした場合にはその特性値を出力するＤＳＰ
   （４０）と、 測定結果を出力するための出力装置（４７）と、 測定条件を入力するための操作部（４６）と、 ＣＰＵを含むマイクロコンピュータによって構成され、
   前記ＤＳＰ、操作部及び出力装置に接続されて、前記Ｄ
   ＳＰと操作部の間の信号授受及び前記ＤＳＰと前記出力
   装置の間の信号授受の一切を行うとともに、少なくとも
   前記ＤＳＰによって検出された特性値を前記入力信号に
   対する測定結果として前記出力装置に出力する制御装置
   （４５）とを備えた測定装置。