JP3898052B2

JP3898052B2 - 変調解析装置

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Publication number: JP3898052B2
Application number: JP2001537905A
Authority: JP
Inventors: 朋久岡田
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2020-11-13
Also published as: US6518741B1; WO2001037464A1

Description

【０００１】
＜技術分野＞
本発明は変調解析装置に係り、特に、移動体通信システムを典型例とする各種通信システムの端末における変調解析を行う変調解析装置に関する。
【０００２】
＜背景技術＞
移動体通信システムの端末の特性評価の一つに、ＩＱ入力による変調解析がある。
【０００３】
これは、例えば、携帯電話に組み込まれた変復調ＩＣのデバイス評価に結びつくものであり、端末のみならず通信システムを構成する機器及びデバイスの製造及び検査において重要事項である。
【０００４】
かかる変調解析装置の従来例を図３及び図４を参照して説明する。
【０００５】
図３において、参照符号１０は、供試機としての、例えば、移動体通信システムの無線機（携帯電話）である。
【０００６】
この無線機（携帯電話）１０は、ベースバンド部１０Ａ、直交変調部１０Ｂ、周波数変換部１０Ｃ等からなる。
【０００７】
そして、これらの一部の機能は、図示しない変復調ＩＣにより実現されている。
【０００８】
変調解析装置本体２０からは、前記無線機（携帯電話）１０のベースバンド部１０Ａからのベースバンド（変調）信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑを受けるためのプローブ２０Ｂを端部に有する測定ケーブル２０Ａが導出されている。
【０００９】
この変調解析装置本体２０には、表示部２０Ｃ及び操作部２０Ｄ等が設けられている。
【００１０】
そして、図４に示すように、変調解析装置本体２０内に設けられている増幅器２２、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）２３を通して前記無線機（携帯電話）１０の直交変調部１０Ｂへの変調信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑが解析処理に供されるようになされている。
【００１１】
供試機である無線機の変調信号は不平衡伝送形式であるのが一般的であった。
【００１２】
しかし、近時に至り、低電圧動作型のＩＣが製作されるに及んで、平衡伝送形式の変調信号を取り扱う無線機も出現している。
【００１３】
かかる平衡伝送形式の変調信号の無線機の変調解析を、上述した変調解析装置で行う場合には、変調解析装置の入力段に平衡／不平衡変換器を設置する必要がある。
【００１４】
このため、上述した従来の変調解析装置においては、供試機が平衡伝送形式か不平衡伝送形式かによって平衡／不平衡変換器を取り付けたり、外したりする必要があるため、供試機を含む通信システムの評価をスムーズに行うことができないという問題があった。
【００１５】
＜発明の開示＞
本発明の目的は、供試機で取り扱われる変調信号が平衡伝送形式及び不平衡伝送形式のどちらの場合であっても、簡単に変調解析を行うことが可能な変調解析装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の一態様によると、
供試機の直交変調部に入力される変調信号の反転同相成分及び非反転同相成分と、該変調信号の反転直交成分及び非反転直交成分とを取り込む各一対の信号ライン（３２Ａ，３２Ｂ）と、
前記各一対の信号ラインからの、前記変調信号の反転同相成分及び非反転同相成分と、該変調信号の反転直交成分及び非反転直交成分とをそれぞれ演算する演算器（３４Ａ，３４Ｂ）と、
前記演算器からの出力をそれぞれアナログ／デジタル変換するアナログ／デジタル変換部（３５Ａ，３５Ｂ）と、
前記アナログ／デジタル変換部からの出力をそれぞれ記憶する波形記憶メモリ（３６）と、
前記波形記憶メモリから記憶データを読み出して所定の演算処理を行うことにより、前記供試機の直交変調部に入力される変調信号の変調特性を解析する変調特性解析部（３７）と、
前記変調特性解析部による解析結果を表示する表示部（３８）と、
前記各一対の信号ラインのそれぞれ一方に設けられ、当該信号ラインを接地することにより、平衡伝送形式の変調信号を伝送する状態から不平衡伝送形式の変調信号を伝送する状態に切り換える平衡／不平衡切換部（４３Ａ，４３Ｂ）と、
を備える変調解析装置が提供される。
【００１７】
本発明の変調解析装置によれば、平衡、不平衡伝送形式のどちらのＩＱ入力の供試機であっても、測定者により平衡／不平衡切換部（４３Ａ，４３Ｂ）を切り換え操作することにより、変調信号の同相成分及び直交成分を取り込む信号ラインを平衡又は不平衡伝送形式とすることができるので、平衡／不平衡変換器の取り付け及び取り外しが不要にして、直接に変調信号の同相成分及び直交成分を取り込んで変調解析することができ、もって通信システムの評価をスムーズに行うことができる。
【００１８】
＜発明を実施するための最良の形態＞
以下、本発明に係る変調解析装置の一実施形態を図１及び図２並びに図５及び図６を参照して説明する。
【００１９】
図１において、携帯電話等の供試機１０には、例えば、ＡＮＡＬＯＧＤＥＶＩＣＥ社からＧＳＭ３ＶＩＦＳｕｂｓｙｓｔｅｍＡＤ６４３２として市販されているような変復調ＩＣ１１が組み込まれている。
【００２０】
そして、この変復調ＩＣ１１からは、ベースバンド信号の非反転同相成分Ｉｎ及び反転同相成分Ｉｉと、ベースバンド信号の非反転直交成分Ｑｎ及び反転直交成分Ｑｉとが導出されている。
【００２１】
一方、変調解析装置本体３０からは、図示しないコネクタ等を介して各一対の測定ケーブル３１Ａ、３１Ｂが導出されている。
【００２２】
これらの各一対の測定ケーブル３１Ａ、３１Ｂの先端には、各一対のプローブ３０Ａ、３０Ｂが設けられている。
【００２３】
また、変調解析装置本体３０において、表示部３８を有するパネル４２には、平衡不平衡切換スイッチ４２Ａ及びオフセットキャンセルスイッチ４２Ｂが設けられている。
【００２４】
図２に示すように、変調解析装置本体３０の内部には、各一対の測定ケーブル３１Ａ、３１Ｂを介し、上記変復調ＩＣ１１から変調信号としての非反転及び反転同相成分Ｉｎ、Ｉｉと、非反転及び反転直交成分Ｑｎ、Ｑｉを取り込む各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂが設けられている。
【００２５】
また、変調解析装置本体３０には、各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂに伝送される信号を増幅する各一対の増幅器３３Ａ、３３Ｂが設けられている。
【００２６】
この各一対の増幅器３３Ａ、３３Ｂからの各出力は、同相成分Ｉと直交成分Ｑとに分けて一対の加算器３４Ａ、３４Ｂによりそれぞれ加算される。
【００２７】
そして、この一対の加算器３４Ａ、３４Ｂからの各加算出力は、一対のアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３５Ａ、３５Ｂによりデジタル値に変換された後、波形記憶メモリ３６に入力されて記憶される。
【００２８】
この波形記憶メモリ３６からの記憶データは、変調特性解析部３７に読み出されて所定の演算処理が行われる。
【００２９】
すなわち、前記供試機の直交変調部に入力される変調信号の変調特性を解析する変調特性解析部３７は、例えば、マイクロプロセッサやデジタルシグナルプロセッサ等からなり、波形記憶メモリ３６に一旦記憶された前記一対の加算器３４Ａ、３４Ｂからの各加算出力を読み出して、変調度や変調精度等の演算を行う。
【００３０】
この変調特性解析部３７による解析結果は、表示部３８にて表示される。
【００３１】
また、本実施形態による変調解析装置本体３０には、一対のオフセットキャンセル回路３９Ａ、３９Ｂが備えられている。
【００３２】
この一対のオフセットキャンセル回路３９Ａ、３９Ｂは、それぞれ、前記各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂの非反転側に設けられており、制御部４１からのオフセットキャンセル信号Ｓ２に応動して、各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂに伝送される信号のオフセット成分をキャンセルする。
【００３３】
すなわち、この一対のオフセットキャンセル回路３９Ａ、３９Ｂは、それぞれ、一対のスイッチ３９１及び一対のコンデンサ３９２からなり、不平衡入力時に、制御部４１からオフセットキャンセル信号Ｓ２が与えられると、一対のスイッチ３９１を一対のコンデンサ３９２側に閉じることにより、各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂ上のオフセット成分を一対のコンデンサ３９２によりキャンセルするようにしたものである。
【００３４】
なお、図２に示されるように、この一対のスイッチ３９１は，各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂの非反転側に伝送される信号を一対のコンデンサ３９２を介して伝送するか、一対のコンデンサ３９２を介さずに伝送するかが切換可能に構成されている。
また、本実施形態による変調解析装置本体３０には、一対の平衡／不平衡切換部４３Ａ，４３Ｂが備えられている。
【００３５】
この一対の平衡／不平衡切換部４３Ａ，４３Ｂは、前記各一対の信号ライン３２Ａ，３２Ｂの反転入力側に設けられており、制御部４１からの平衡／不平衡切換信号Ｓ３に応動して各一対の信号ライン３２Ａ，３２Ｂの平衡／不平衡伝送の切換を行う。
【００３６】
すなわち、この一対の平衡／不平衡切換部４３Ａ，４３Ｂは、それぞれ、スイッチ４３１からなり、不平衡入力時には一対のスイッチ４３１を接地側に閉じることにより、前記各一対の増幅器３３Ａ，３３Ｂの入力を接地する。
【００３７】
また、平衡入力時には、一対のスイッチ４３１をプローブ３０Ａ、３０Ｂ（Ｉｉ，Ｑｉ）側に閉じることにより、前記各一対の増幅器３３Ａ，３３Ｂに反転同相信号Ｉｉ、反転直交信号Ｑｉが入力される状態に切り換える。
【００３８】
さらに、また、本実施形態による変調解析装置本体３０には、各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂが備えられている。
【００３９】
この各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂは、前記各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂに設けられ、制御部４１からの切換信号Ｓ１に応動して、各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂに伝送される信号の平衡／不平衡切換を行う。
【００４０】
すなわち、この各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂは、それぞれ、高抵抗値Ｒｕ（例えば、１ＭΩ）である抵抗４０１と、低抵抗値Ｒｂ（例えば、５０Ω）である抵抗４０２及びスイッチ４０３の直列回路とを並列接続したものである。
【００４１】
そして、この各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂの一端は、それぞれ、前記各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂに接続され、各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂの他端は接地されている。
【００４２】
本実施形態における制御部４１は、測定者がパネル４２に設けられた平衡／不平衡切換スイッチ４２Ａ、オフセットキャンセルスイッチ４２Ｂ及びインピーダンス切換スイッチ４２Ｃを操作することにより信号Ｓ３，Ｓ２，Ｓ１を発生させる。
【００４３】
また、この制御部４１は、本実施形態の装置の各部の制御を司る。
【００４４】
次に、上記のように構成された本実施形態の変調解析装置の作用を説明する。
【００４５】
先ず、測定者は、変調解析装置本体３０から導出された測定ケーブル３１Ａ、３１Ｂのプローブ３０Ａ、３０Ｂを、携帯電話等の供試機１０の変復調ＩＣ１１に接続し、変復調ＩＣ１１からの変調信号Ｉｎ、Ｉｉ、Ｑｎ、Ｑｉを該変調解析装置本体３０内に入力する。
【００４６】
この場合、変復調ＩＣ１１が不平衡型である場合は、測定者は、平衡不平衡切換スイッチ４２Ａを操作する。
【００４７】
これにより制御部４１は、平衡／不平衡切換信号Ｓ３を一対の平衡／不平衡切換部４３Ａ、４３Ｂに与える。
【００４８】
この平衡／不平衡切換信号Ｓ３が与えられた一対の平衡／不平衡切換部４３Ａ、４３Ｂは、それぞれ、スイッチ４３１を接地側に閉じる。
【００４９】
なお、変復調ＩＣ１１が平衡型である場合、測定者は、平衡不平衡切換スイッチ４２Ａを操作しない。
【００５０】
この場合、制御部４１は、平衡／不平衡切換信号Ｓ３を各平衡／不平衡切換部４３Ａ、４３Ｂに与えない。
【００５１】
さらに、測定者が、インピーダンス切換スイッチ４２Ｃを操作すると、制御部４１は切換信号Ｓ１を各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂに与える。
【００５２】
切換信号Ｓ１が与えられた各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂは、それぞれ、スイッチ４０３を閉じる。
【００５３】
これにより、各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂの抵抗値は、Ｒｕ／／Ｒｂとなる。
【００５４】
また、測定者が、インピーダンス切換スイッチ４２Ｃを操作しないと、制御部４１は切換信号Ｓ１を各インピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂに与えず、インピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂの抵抗値はＲｕとなる。
【００５５】
一例として、Ｒｕは１ＭΩ、Ｒｂは５０Ωであり、この場合、インピーダンス切換スイッチ４２Ｃを操作して、切換信号Ｓ１を与えると、各一対のインピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂの抵抗値はＲｕ／／Ｒｂ５０Ωとなり、インピーダンス切換スイッチ４２Ｃを操作しないと、インピーダンス切換部４０Ａ、４０Ｂの抵抗値はＲｕ＝１ＭΩとなる。
【００５６】
このように、測定者の操作により、不平衡入力及び平衡入力のいずれにも対応し、且つ入力インピーダンスの切り換えにも対応して前記各一対の増幅器３３Ａ、３３Ｂ以降の各部にＩＱ信号を与えることができ、変調解析を行うことが可能となる。
【００５７】
なお、以上のような不平衡入力及び平衡入力の切り換え、前記各一対の信号ラインから到来するオフセットをキャンセルするか否かの切り換え、及び入力インピーダンスの切り換え設定は、制御部４１の制御の下に表示部３８の画面上で行うこともできる。
【００５８】
図５及び図６は、このような表示部３８の画面上で行われる設定画面の一例を示している。
【００５９】
この場合、図５の設定画面では、入力形態としてのＲＦ，平衡入力ＩＱ−ｂａｌａｎｃｅ、不平衡入力ＩＱ−ＤＣ，ＩＱ−ＡＣのうち、反転表示による不平衡入力ＩＱ−ＤＣが選択されていることを示している。
【００６０】
また、図６の設定画面では、入力インピーダンス５０Ω，１ＭΩのうち、反転表示による５０Ωが選択されていることを示している。
【００６１】
図７は、上述した実施形態の変形例として、前記各一対の増幅器３３Ａ、３３Ｂの入力バイアス電流Ｉｂによるオフセット電圧をキャンセルする構成を取り入れた変形例の一部を示している。
【００６２】
すなわち、この変形例では、前記各一対の増幅器３３Ａ、３３Ｂの各出力を加算する一対の増幅器３４Ａ、３４Ｂと、一対のＡＤＣ３５Ａ，３５Ｂとの間に一対の加算器４５を接続すると共に、この一対の加算器４５の各入力他端に一対の可変電圧発生器４６を接続するようにしている。
【００６３】
そして、この場合、制御部４１の制御の下に、前記各一対の信号ライン３２Ａ、３２Ｂがとる入力インピーダンス２５Ω，５０Ω，１Ω，１ＭΩに応じて前記各一対の増幅器３３Ａ、３３Ｂのバイアス電流Ｉｂによるオフセット電圧Ｉｂ×２５Ω，Ｉｂ×５０Ω，Ｉｂ×１Ω，Ｉｂ×１ＭΩを打ち消すようなオフセット補償電圧を一対の可変電圧発生器４６から一対の加算器４５の各入力他端に加えるようになされている。
【００６４】
以上のように本実施形態によれば、従来のように平衡／不平衡変換器を取り付けたり、外したりする必要を無くして、変調解析を行うことができ、通信システムの評価をスムーズに行うことができるようになる。
【００６５】
以上述べたように本発明によれば、直交変調部を含む通信システムの変調信号の同相成分及び直交成分を取り込み、該信号に基づき少なくとも前記直交変調部の変調特性を解析する変調解析装置において、前記変調信号の同相成分及び直交成分を取り込む信号ラインに平衡／不平衡切換部と、伝送路のインピーダンスを選択的に設定するインピーダンス切換部とを設けることにより、平衡、不平衡のどちらのＩＱ入力の供試機であっても、測定者により平衡／不平衡切換部とインピーダンス切換部とを操作することにより、変調信号の同相成分及び直交成分を取り込む信号ラインを所望のインピーダンスで平衡又は不平衡伝送形式とすることができるので、平衡／不平衡変換器の取り付け及び取り外しが不要にして、直接に変調信号の同相成分及び直交成分を取り込んで変調解析することができ、もって通信システムの評価をスムーズに行うことが可能な変調解析装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る変調解析装置の一実施形態の概略的な構成を示す説明図である。
【図２】図２は、図１に示す本発明に係る変調解析装置内の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、従来の変調解析装置の概略的な構成を示す説明図である。
【図４】図４は、図３に示す従来例の変調解析装置内の一部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、図２に示す本発明に係る変調解析装置による設定画面を例示する図である。
【図６】図６は、図２に示す本発明に係る変調解析装置による設定画面を例示する図である。
【図７】図７は、図１の各一対の増幅器３３Ａ、３３Ｂのバイアス電流Ｉｂによるオフセットを補償する構成を取り入れた変形例を示すブロック図である。

Claims

供試機の直交変調部に入力される変調信号の反転同相成分及び非反転同相成分と、該変調信号の反転直交成分及び非反転直交成分とを取り込む各一対の信号ラインと、
前記各一対の信号ラインからの、前記変調信号の反転同相成分及び非反転同相成分と、該変調信号の反転直交成分及び非反転直交成分とをそれぞれ演算する演算器と、
前記演算器からの出力をそれぞれアナログ／デジタル変換するアナログ／デジタル変換部と、
前記アナログ／デジタル変換部からの出力をそれぞれ記憶する波形記憶メモリと、
前記波形記憶メモリから記憶データを読み出して所定の演算処理を行うことにより、前記供試機の直交変調部に入力される変調信号の変調特性を解析する変調特性解析部と、
前記変調特性解析部による解析結果を表示する表示部と、前記各一対の信号ラインのそれぞれ一方に設けられ、当該信号ラインを接地することにより、平衡伝送形式の変調信号を伝送する状態から不平衡伝送形式の変調信号を伝送する状態に切り換える平衡／不平衡切換部と、
を備える変調解析装置。
前記供試機の直交変調部に入力される変調信号の反転同相成分及び非反転同相成分と、該変調信号の反転直交成分及び非反転直交成分とは、専用の変復調ＩＣから導出される、ベースバンド信号の非反転同相成分Ｉｎ及び反転同相成分Ｉｉと、ベースバンド信号の非反転直交成分Ｑｎ及び反転直交成分Ｑｉとであることを特徴とする請求項１に記載の変調解析装置。
前記平衡／不平衡切換部は、
変調解析装置本体におけるパネルに設けられた平衡不平衡切換スイッチを含むことを特徴とする請求項１に記載の変調解析装置。
前記平衡／不平衡切換部は、
前記各一対の信号ラインの反転入力側に設けられ、前記平衡不平衡切換スイッチの操作に基づく平衡／不平衡切換信号に応動して前記各一対の信号ラインの平衡／不平衡伝送の切換を行う一対の平衡／不平衡切換部でなることを特徴とする請求項３に記載の変調解析装置。
前記一対の平衡／不平衡切換部は、
一対のスイッチからなり、前記平衡不平衡切換スイッチの操作に基づく不平衡入力時には前記一対のスイッチを接地側に閉じることを特徴とする請求項４に記載の変調解析装置。
前記平衡不平衡切換スイッチの非操作に基づく平衡入力時には、前記一対のスイッチを前記供試機の直交変調部側に閉じることにより、前記反転同相信号及び反転直交信号が入力される状態に切り換える請求項４に記載の変調解析装置。
前記変調解析装置は、
変調解析装置本体におけるパネルに設けられたオフセットキャンセルスイッチと、
前記オフセットキャンセルスイッチの操作に基づいて、前記各一対の信号ラインから到来するオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の変調解析装置。
前記オフセットキャンセル手段は、
それぞれ、前記各一対の信号ラインの非反転側に設けられており、前記オフセットキャンセルスイッチの操作に基づくオフセットキャンセル信号に応動して、各一対の信号ラインに伝送される信号のオフセット成分をキャンセルする一対のオフセットキャンセル回路を含むことを特徴とする請求項７に記載の変調解析装置。
前記一対のオフセットキャンセル回路は、
それぞれ、一対のスイッチ及び一対のコンデンサからなり、前記オフセットキャンセルスイッチの操作に基づくオフセットキャンセル信号に応動して、前記一対のスイッチを前記一対のコンデンサ側に閉じることで、前記各一対の信号ラインの非反転側が前記一対のコンデンサを介して伝送されるようにすることにより、前記各一対の信号ライン上のオフセット成分を前記一対のコンデンサによりキャンセルすることを特徴とする請求項８に記載の変調解析装置。
前記変調解析装置は、
変調解析装置本体におけるパネルに設けられたインピーダンス切換スイッチと、
前記インピーダンス切換スイッチの操作に基づいて、前記各一対の信号ラインのインピーダンスを切り換える各一対のインピーダンス切換部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の変調解析装置。
前記各一対のインピーダンス切換部は、
それぞれ、高抵抗値Ｒｕを有する第１の抵抗と、低抵抗値Ｒｂを有する第２の抵抗及びスイッチの直列回路とを並列接続され、一端が、それぞれ、前記各一対の信号ラインに接続され、他端が、それぞれ、接地されてなり、
前記インピーダンス切換スイッチの操作に基づく切換信号により、前記それぞれのスイッチが閉じられることにより、前記各一対のインピーダンス切換部の抵抗値は、Ｒｕ／／Ｒｂとなり、
前記インピーダンス切換スイッチの非操作に基づいて前記それぞれのスイッチが開けられることにより、前記各一対のインピーダンス切換部の抵抗値はＲｕとなることを特徴とする請求項１０に記載の変調解析装置。
前記変調解析装置は、
変調解析装置本体におけるパネルに設けられている前記表示部の設定画面上で前記平衡／不平衡切換部の切換設定を可能とする制御部を含むことを特徴とする請求項１に記載の変調解析装置。
前記変調解析装置は、
変調解析装置本体におけるパネルに設けられている前記表示部の設定画面上で前記各一対の信号ラインに伝送される信号のオフセット成分をキャンセルするか否かの切換設定を可能とする制御部を含むことを特徴とする請求項１に記載の変調解析装置。
前記変調解析装置は、
変調解析装置本体におけるパネルに設けられている前記表示部の設定画面上で前記各一対の信号ラインのインピーダンスの切換設定を可能とする制御部を含むことを特徴とする請求項１に記載の変調解析装置。
前記変調解析装置は、
前記演算器に含まれる増幅器の入力バイアス電流に基づくオフセット電圧をキャンセルするオフセット電圧キャンセル部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の変調解析装置。