JP5118833B2

JP5118833B2 - スペクトラム解析装置、スペクトラム解析方法、及びプログラム

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Publication number: JP5118833B2
Application number: JP2006242704A
Authority: JP
Inventors: 英司狩野; 慎中西
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Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2013-01-16
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Description

本発明は、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置及びスペクトラム解析方法に関する。特に本発明は、ミキサ等の出力に生じる高次歪を除去するスペクトラム解析装置及びスペクトラム解析方法に関する。

従来、入力信号のスペクトラム解析を行う装置として、スーパーヘテロダイン方式のスペクトラムアナライザが知られている。スーパーヘテロダイン方式のスペクトラムアナライザは、ローカル発振器の発振信号と入力信号とをミキサに入力し、ミキサの出力を所定のバンドパスフィルタに入力する。そして、バンドパスフィルタを通過した信号の強度を測定する。

このとき、ローカル発振器の発振信号の周波数を順次変化させることにより、入力信号のそれぞれの周波数成分が順次バンドパスフィルタを通過する。つまり、任意の周波数範囲で発振信号の周波数を掃引することにより、当該周波数範囲に対する周波数成分のスペクトラム分布を検出することができる。関連する特許文献等は、現在認識していないため、その記載を省略する。

しかし、ミキサに入力される発振信号及び入力信号に歪成分が無い場合であっても、ミキサの出力には高次の歪成分が発生する。このため、ダウンコンバータ等としてミキサを用いる測定装置においては、当該歪成分により精度のよい測定を行うことができない。

また、測定装置の信号伝送経路に増幅器がある場合、増幅器に入力される信号に歪成分が無い場合であっても、増幅器の出力には歪成分が発生する。例えば、増幅器における増幅特性の直線性が悪い領域で動作させた場合、歪成分が発生する。このため、増幅器を用いた測定装置においては、当該歪成分により精度のよい測定を行うことができない。

このため、本発明は上記の課題を解決するスペクトラム解析装置、スペクトラム解析方法、及びプログラムを提供することを目的とする。この目的は、請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するために、本発明の第１形態においては、予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置であって、入力信号の振幅を順次変化させて出力する振幅制御部と、振幅制御部が順次出力する入力信号と、与えられる発振信号とを順次乗算するミキサと、ミキサが出力する信号の所定の帯域を通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタが通過させる入力信号の周波数成分の強度を、入力信号の振幅毎に測定する測定部と、入力信号の振幅毎に測定部が測定したそれぞれのスペクトラムを比較した比較結果に基づいて、スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去部とを備えるスペクトラム解析装置を提供する。

高次歪除去部は、入力信号の振幅の変化に対する、スペクトラムの各周波数成分のスペクトル値の変化の比に基づいて、各周波数成分における高次歪を除去してよい。スペクトラム解析装置は、発振信号をミキサに順次出力するローカル発振器を更に備え、高次歪除去部は、入力信号の振幅を変化させない状態で、振幅を順次変化させた発振信号をローカル発振器に出力させ、測定部は、バンドパスフィルタが通過させる入力信号の周波数成分の強度を、発振信号の振幅毎に更に測定し、高次歪除去部は、発振信号の振幅毎に測定したスペクトラムを比較した比較結果に更に基づいて、スペクトラムにおける高次歪を除去してよい。

スペクトラム解析装置は、発振信号をミキサに順次出力するローカル発振器を更に備え、高次歪除去部は、入力信号の振幅の変化に同期して、発振信号の振幅を変化させてよい。高次歪除去部は、入力信号の振幅の変化率と略同一の変化率で、発振信号の振幅を変化させてよい。

本発明の第２の形態においては、予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置であって、入力信号と、与えられる発振信号とを乗算するミキサと、同一の周波数において振幅の異なる発振信号をミキサに順次出力するローカル発振器と、ミキサが出力する信号の所定の帯域を通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタが通過させる入力信号の周波数成分の強度を、発振信号の振幅毎に測定する測定部と、発振信号の振幅毎に測定部が測定したそれぞれのスペクトラムを比較した比較結果に基づいて、スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去部とを備えるスペクトラム解析装置を提供する。

高次歪除去部は、発振信号の振幅の変化に対する、スペクトラムの各周波数成分のスペクトル値の変化の比に基づいて、各周波数成分における高次歪を除去してよい。

本発明の第３の形態においては、予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析方法であって、入力信号の振幅を順次変化させて出力する振幅制御段階と、振幅制御段階において順次出力した入力信号と、与えられる発振信号とを順次乗算するシフト段階と、シフト段階において出力した信号の所定の帯域を通過させるフィルタ段階と、フィルタ段階において通過させた入力信号の周波数成分の強度を、入力信号の振幅毎に測定する測定段階と、入力信号の振幅毎に測定したそれぞれのスペクトラムを比較した比較結果に基づいて、スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去段階とを備えるスペクトラム解析方法を提供する。

本発明の第４の形態においては、予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析方法であって、入力信号と、与えられる発振信号とを乗算するシフト段階と、同一の周波数において振幅の異なる発振信号をミキサに順次出力するローカル発振段階と、シフト段階において出力した信号の所定の帯域を通過させるフィルタ段階と、フィルタ段階において通過させた入力信号の周波数成分の強度を、発振信号の振幅毎に測定する測定段階と、発振信号の振幅毎に測定したそれぞれのスペクトラムを比較した比較結果に基づいて、スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去段階とを備えるスペクトラム解析方法を提供する。

本発明の第５の形態においては、予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置を機能させるプログラムであって、スペクトラム解析装置を、入力信号の振幅を順次変化させて出力する振幅制御部と、振幅制御部が順次出力する入力信号と、与えられる発振信号とを順次乗算するミキサと、ミキサが出力する信号の所定の帯域を通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタが通過させる入力信号の周波数成分の強度を、入力信号の振幅毎に測定する測定部と、入力信号の振幅毎に測定部が測定したそれぞれのスペクトラムを比較した比較結果に基づいて、スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去部として機能させるプログラムを提供する。

本発明の第６の形態においては、予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置を機能させるプログラムであって、スペクトラム解析装置を、入力信号と、与えられる発振信号とを乗算するミキサと、同一の周波数において振幅の異なる発振信号をミキサに順次出力するローカル発振器と、ミキサが出力する信号の所定の帯域を通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタが通過させる入力信号の周波数成分の強度を、発振信号の振幅毎に測定する測定部と、発振信号の振幅毎に測定部が測定したそれぞれのスペクトラムを比較した比較結果に基づいて、スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去部として機能させるプログラムを提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係るスペクトラム解析装置１００の構成の一例を示す図である。スペクトラム解析装置１００は、予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定する装置であって、振幅制御部１０、ハイパスフィルタ２０、ミキサ３０、バンドパスフィルタ４０、測定部５０、ローカル発振器６０、及び高次歪除去部７０を備える。

ハイパスフィルタ２０、ミキサ３０、バンドパスフィルタ４０、測定部５０、及びローカル発振器６０は、従来のスペクトラム解析装置に設けられたこれらの要素と同一の機能を有してよい。これらの構成要素の動作の一例を以下で説明する。

ハイパスフィルタ２０は、入力信号を受け取り、入力信号の所定の周波数帯域の成分を通過させる。例えばハイパスフィルタ２０は、入力信号の周波数成分のうち、スペクトラム解析装置１００の測定対象とされている帯域の成分を通過させる。

ミキサ３０は、ハイパスフィルタ２０が通過した入力信号と、ローカル発振器６０から与えられる発振信号とを乗算して出力する。つまり、ミキサ３０は、入力信号の周波数を、発振信号の周波数に応じてシフトして出力する。

ローカル発振器６０は、周波数を順次変化させた発振信号を生成する。例えばローカル発振器６０は、ＰＬＬ回路を用いて発振信号を生成する。またローカル発振器６０は、発振信号の振幅を変化して出力する機能を有する。

バンドパスフィルタ４０は、ミキサ３０が出力する信号のうち、所定の周波数帯域の成分を通過させる。例えばバンドパスフィルタ４０は、測定部５０が測定できる帯域の成分を通過させる。

このような構成により、入力信号のそれぞれの成分の周波数を、バンドパスフィルタ４０の通過帯域に順次シフトさせ、バンドパスフィルタ４０においてそれぞれの成分を順次抽出することができる。

測定部５０は、バンドパスフィルタ４０が順次通過させる信号の強度を測定する。このような構成により、入力信号のスペクトラムを測定することができる。また、本例におけるスペクトラム解析装置１００の構成は、１段のミキサ３０、バンドパスフィルタ４０、及びローカル発振器６０により入力信号のそれぞれの成分を所定の周波数にシフトさせたが、他の構成においては、入力信号のそれぞれの成分を、中間的な周波数を介して、当該所定の周波数にシフトさせてよい。この場合、スペクトラム解析装置１００は、ミキサ３０、バンドパスフィルタ４０、及びローカル発振器６０の組み合わせを、直列に複数段備えてよい。そして、各段において入力信号の成分の周波数を徐々にシフトさせてよい。しかし、上述した構成により入力信号のスペクトラムを測定した場合、図２において後述するように、測定結果に高次歪が生じる場合がある。

図２は、高次歪の一例を説明する図である。図２において横軸は周波数を示し、縦軸は各周波数成分のレベルを示す。また、図２において、バンドパスフィルタ４０の中心周波数をＦｉｆとし、入力信号の信号成分の周波数をｆ１とする。

ローカル発振器６０は、発振信号の周波数を順次変化させる。ミキサ３０は、入力信号の周波数と、発振信号の周波数との差分の周波数を有する信号を出力する。スペクトラム解析装置１００は、ミキサ３０が出力する信号の周波数と、予め設定したＩＦ周波数とが一致した場合における当該発振信号の周波数に応じて、入力信号の信号成分が存在する周波数を検出する。当該ＩＦ周波数は、バンドパスフィルタ４０の中心周波数を設定することにより、定めることができる。

例えば、ＩＦ周波数を４２１ＭＨｚとする場合、バンドパスフィルタ４０の中心周波数を４２１ＭＨｚに設定する。また、入力信号の信号成分の周波数を４ＧＨｚとする。ここで、発振信号の周波数が例えば４．４２１ＧＨｚとなった場合、ミキサ３０が出力するＩＦ信号として、４２１ＭＨｚの信号が発生し、バンドパスフィルタ４０を通過して検出される。この場合、発振信号の周波数と、バンドパスフィルタ４０の中心周波数とから、４ＧＨｚに入力信号の信号成分が存在することを検出することができる。

しかし、ミキサ３０は非線形回路なので、ミキサ３０に入力された入力信号には、信号成分Ｆ１の高調波成分（２ｆ１、３ｆ１、・・・）が生じる。このため、発振信号の周波数が例えば８．４２１ＧＨｚとなった場合においても、入力信号の２次高調波８ＧＨｚと、発振信号８．４２１ＧＨｚとの周波数差から、ミキサ３０が出力するＩＦ信号として４２１ＭＨｚの信号が発生し、バンドパスフィルタ４０を通過して検出される。この場合、８ＧＨｚにも入力信号の信号成分が存在するものとして検出され、高次歪が発生してしまう。

また、本例においては、ミキサ３０において生じる入力信号の高調波による高次歪を説明したが、ミキサ３０において生じる発振信号の高調波によっても、同様に高次歪が発生する。また、ミキサ３０の前後に増幅器が挿入された場合にも、更に高次歪が発生する。

このような場合、測定部５０は、当該高次歪成分のレベルを、入力信号の信号成分のレベルとして測定してしまう。高次歪除去部７０は、測定部５０における測定結果から当該高次歪を除去する。例えば高次歪除去部７０は、振幅制御部１０に、入力信号の振幅を変化させて順次出力させる。振幅制御部１０は、振幅制御部１０は、測定対象の入力信号の振幅を制御してハイパスフィルタ２０に入力する。

例えば振幅制御部１０は、入力信号の振幅を変化させずにハイパスフィルタ２０に入力する機能と、入力信号の振幅を増幅又は減衰してハイパスフィルタ２０に入力する機能とを有してよい。本例において振幅制御部１０は、発振信号の各周波数において、振幅を変化させない入力信号と、振幅を１／２にした入力信号とを順次出力する。測定部５０は、入力信号の振幅毎にスペクトラムを測定する。

図３は、入力信号の振幅を変化させた場合に、測定部５０が測定するスペクトラムの一例を示す。図３（ａ）は、入力信号の振幅を変化させない場合に測定されるスペクトラムの一例を示し、図３（ｂ）は、入力信号の振幅を１／２とした場合に測定されるスペクトラムを示す。また、本例においては、入力信号の信号成分に応じて検出されるスペクトル値と、ミキサ３０により生じる入力信号の２次高調波に応じて検出されるスペクトル値とを用いて説明する。

高次歪除去部７０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した各スペクトラムにおける、それぞれのスペクトル値（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２）を測定する。入力信号の振幅を１／２に変化させた場合、入力信号の信号成分に応じて検出されるスペクトル値は、出力レベルが１／２となるのに対し、高次歪成分（本例では、２次高調波に対応する成分）は、出力レベルが１／４となる。

高次歪除去部７０は、入力信号の振幅毎に測定部５０が測定したそれぞれのスペクトラムを比較した比較結果に基づいて、スペクトラムにおける高次歪を除去する。例えば高次歪除去部７０は、入力信号の振幅の変化に対する、スペクトラムの各周波数成分のスペクトル値の変化の比に基づいて、各周波数成分における高次歪を除去する。本例において高次歪除去部７０は、スペクトル値の変化の比が、ほぼ１／２となる成分以外の周波数成分を、高次歪として除去してよい。つまり高次歪除去部７０は、スペクトル値の変化の比が、入力信号の変化の比に基づいて定まる数値範囲内でない周波数成分を、高次歪成分として除去してよい。このような処理により、測定したスペクトラムから、高次歪成分を除去することができる。

また、高次歪除去部７０は、発振信号の振幅を順次変化させ、発振信号の振幅毎のスペクトラムに更に基づいて、高次歪成分を除去してもよい。この場合、高次歪除去部７０は、発振信号の振幅の変化に対する、入力信号の信号成分の振幅の変化についての情報を予め格納してよい。例えば、発振信号の振幅の変化率に対する入力信号の信号成分の振幅の変化率のテーブルを予め格納してよい。当該テーブルは、信号成分の振幅の変化を予め測定することにより生成してよい。高次歪除去部７０は、発振信号の振幅毎に測定したスペクトラムに含まれるそれぞれお周波数成分の振幅の変化と、当該テーブルのデータとを比較することにより、高次歪成分を検出してよい。

一般に、ミキサ３０に入力される発振信号の振幅は、入力信号の強度を高めるべく、ミキサ３０の出力が飽和する領域で使用される。このため、発振信号の振幅を半分とした場合であっても、ミキサ３０の出力の信号成分の振幅は半分とならない場合がある。つまり、発振信号の振幅を変化させても、ミキサ３０の出力の信号成分の振幅が線形に変化しない場合がある。しかし、ミキサ３０の出力の高次歪の振幅の変化は、信号成分の振幅の変化とは異なる振る舞いを見せるので、信号成分の振幅の変化の振る舞いに関するテーブルを予め格納することにより、発振信号の振幅を変化させることによっても、高次歪成分を検出することができる。

また、高次歪除去部７０は、発振信号及び入力信号の振幅を順次変化させてもよい。例えば測定部５０は、入力信号及び発振信号の振幅を変化させない状態における第１のスペクトラムと、入力信号の振幅を変化させ、発振信号の振幅を変化させない状態における第２のスペクトラムと、入力信号の振幅を変化させず、発振信号の振幅を変化させた状態における第３のスペクトラムとを測定してよい。

そして、高次歪除去部７０は第１のスペクトラムと第２のスペクトラムとを比較することにより、入力信号の振幅を変化させた場合に検出される高次歪を除去する。また、高次歪除去部７０は、第２のスペクトラムと第３のスペクトラムとを比較することにより、発振信号の振幅を変化させた場合に検出される高次歪を除去する。このような処理により、より精度よく入力信号のスペクトラムを測定することができる。

また、高次歪除去部７０は、入力信号の振幅の変化に同期して、発振信号の振幅を変化させてもよい。この場合、測定部５０は、入力信号及び発振信号の振幅を変化させない状態における第１のスペクトラムと、入力信号及び発振信号の振幅を共に変化させた状態における第４のスペクトラムとを測定する。そして、高次歪除去部７０は、第１のスペクトラムと第４のスペクトラムとを比較することにより高次歪を除去する。

この場合、高次歪除去部７０は、入力信号の振幅の変化率と略同一の変化率で、発振信号の振幅を変化させてよい。例えば、入力信号の振幅を１／２とした場合、発振信号の振幅も１／２としてよい。

また、スペクトラム解析装置１００は、入力信号の振幅を変化させず、発振信号の振幅を順次変化させ、発振信号の振幅毎のスペクトラムを比較することにより、高次歪成分を除去してもよい。この場合、測定部５０は、入力信号及び発振信号の振幅を変化させない状態における第１のスペクトラムと、入力信号の振幅を変化させず、発振信号の振幅を変化させた状態における第３のスペクトラムとを測定する。そして、高次歪除去部７０は、第１のスペクトラムと、第３のスペクトラムとを比較することにより、高次歪を除去する。

また、スペクトラム解析装置１００は、発振信号の周波数掃引可能範囲に対し、より広い帯域でのスペクトラム測定を行うべく、発振信号の高調波により周波数掃引を行う場合がある。例えば、発振信号の基本周波数成分により周波数掃引し、更に発振信号の２次高調波成分により周波数掃引することにより、より広帯域でのスペクトラム測定を行う場合がある。

この場合、高次歪除去部７０は、高次歪成分を除去すべく比較したスペクトラムにおいて、発振信号の異なる周波数成分で周波数掃引された領域毎に、異なる判定基準を用いて高次歪成分を除去してよい。例えば、高次歪除去部７０は、当該領域毎に、上述したテーブルを予め格納してよい。

また、入力信号の振幅を変化させず、発振信号の振幅を１／２に変化させて測定を行う場合において、発振信号の基本周波数成分で周波数掃引された領域においては、スペクトル値の変化がほぼ１／２となる成分以外を高次歪成分として除去してもよい。そして、発振信号の２次高調波成分で周波数掃引された領域においては、スペクトル値の変化がほぼ１／４となる成分以外を高次歪成分として除去してもよい。当該処理は、発振信号の振幅の変化に対して、ミキサ３０の出力の信号成分の振幅が線形に変化する場合に行ってよい。このような処理により、より広帯域のスペクトラムを精度よく測定することができる。

図４は、入力信号の振幅を変化させた場合における、ミキサ３０が出力する信号の基本周波数成分及び高調波成分のレベルの変化の一例を示す図である。図４に示す対数座標系において、入力信号の振幅の変化に対する、入力信号の各成分（１次、２次、・・・）に発振信号を乗算した成分のレベルの変化の傾きは異なる。また、ミキサ３０を飽和領域で使用しない場合には、発振信号の振幅を変化させた場合も同様である。このように、信号成分の次数に応じて振幅の変化量が異なるので、高次歪除去部７０は、上述した処理により高次歪を除去することができる。

図５は、スペクトラム解析装置１００を制御するコンピュータ４００の構成の一例を示す。本例において、コンピュータ４００は、スペクトラム解析装置１００を、図１から図４において説明したスペクトラム解析装置１００として機能させるプログラムを格納する。例えば当該プログラムは、スペクトラム解析装置１００を、振幅制御部１０、ハイパスフィルタ２０、ミキサ３０、バンドパスフィルタ４０、測定部５０、ローカル発振器６０、及び高次歪除去部７０として機能させるプログラムである。また、コンピュータ４００は、高次歪除去部７０として機能してもよい。この場合、当該プログラムは、コンピュータ４００を高次歪除去部７０として機能させるプログラムであってよい。

コンピュータ４００は、ＣＰＵ７００と、ＲＯＭ７０２と、ＲＡＭ７０４と、通信インターフェース７０６と、ハードディスクドライブ７１０と、フレキシブルディスクドライブ７１２と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ７１４とを備える。ＣＰＵ７００は、ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０４、ハードディスクドライブ７１０、フレキシブルディスク７２０、及び／又はＣＤ−ＲＯＭ７２２に格納されたプログラムに基づいて動作する。

通信インターフェース７０６は、例えばスペクトラム解析装置１００と通信し、それぞれの状態等に関する情報を受信し、またそれぞれを制御する制御信号を送信する。また、コンピュータ４００が高次歪除去部７０として機能する場合、通信インターフェース７０６は、振幅制御部１０、測定部５０、及びローカル発振器６０と通信し、それぞれの状態等に関する情報を受信し、またそれぞれを制御する制御信号を送信する。

格納装置の一例としてのハードディスクドライブ７１０、ＲＯＭ７０２、又はＲＡＭ７０４は、設定情報、及びＣＰＵ７００を動作させるためのプログラム等を格納する。また、当該プログラムは、フレキシブルディスク７２０、ＣＤ−ＲＯＭ７２２等の記録媒体に格納されていてもよい。

フレキシブルディスクドライブ７１２は、フレキシブルディスク７２０がプログラムを格納している場合、フレキシブルディスク７２０からプログラムを読み取りＣＰＵ７００に提供する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ７１４は、ＣＤ−ＲＯＭ７２２がプログラムを格納している場合、ＣＤ−ＲＯＭ７２２からプログラムを読み取りＣＰＵ７００に提供する。

また、プログラムは記録媒体から直接ＲＡＭに読み出されて実行されても、一旦ハードディスクドライブ７１０にインストールされた後にＲＡＭ７０４に読み出されて実行されてもよい。更に、上記プログラムは単一の記録媒体に格納されても複数の記録媒体に格納されても良い。また記録媒体に格納されるプログラムは、オペレーティングシステムとの共同によってそれぞれの機能を提供してもよい。例えば、プログラムは、機能の一部または全部を行うことをオペレーティングシステムに依頼し、オペレーティングシステムからの応答に基づいて機能を提供するものであってもよい。

プログラムを格納する記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭの他にも、ＤＶＤ、ＰＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、ＩＣカードやミニチュアーカードなどの半導体メモリー等を用いることができる。又、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の格納装置を記録媒体として使用してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

以上から明らかなように、本発明によれば、測定結果に生じる高次歪を除去することができる。このため、入力信号のスペクトラムを精度よく測定することができる。

本発明の実施形態に係るスペクトラム解析装置１００の構成の一例を示す図である。高次歪の一例を説明する図である。入力信号の振幅を変化させた場合に、測定部５０が測定するスペクトラムの一例を示す図である。図３（ａ）は、入力信号の振幅を変化させない場合に測定されるスペクトラムの一例を示し、図３（ｂ）は、入力信号の振幅を１／２とした場合に測定されるスペクトラムを示す。入力信号の振幅を変化させた場合における、ミキサ３０が出力する信号の基本周波数成分及び高調波成分のレベルの変化の一例を示す図である。スペクトラム解析装置１００を制御するコンピュータ４００の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１０・・・振幅制御部、２０・・・ハイパスフィルタ、３０・・・ミキサ、４０・・・バンドパスフィルタ、５０・・・測定部、６０・・・ローカル発振器、７０・・・高次歪除去部、１００・・・スペクトラム解析装置、４００・・・コンピュータ、７００・・・ＣＰＵ、７０２・・・ＲＯＭ、７０４・・・ＲＡＭ、７０６・・・通信インターフェース、７１０・・・ハードディスクドライブ、７１２・・・フレキシブルディスクドライブ、７１４・・・ＣＤ−ＲＯＭドライブ、７２０・・・フレキシブルディスク、７２２・・・ＣＤ−ＲＯＭ

Claims

予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置であって、
前記入力信号の振幅を順次変化させて出力する振幅制御部と、
前記振幅制御部が順次出力する前記入力信号と、与えられる発振信号とを順次乗算するミキサと、
前記ミキサが出力する信号の予め定められた帯域を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタが通過させる前記入力信号の周波数成分の強度を、前記入力信号の振幅毎に測定する測定部と、
前記入力信号の振幅毎に前記測定部が測定したそれぞれのスペクトラム同士を比較した比較結果に基づいて、前記スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去部と
を備えるスペクトラム解析装置。
前記高次歪除去部は、前記入力信号の振幅の変化に対する、前記スペクトラムの各周波数成分のスペクトル値の変化の比に基づいて、各周波数成分における高次歪を除去する
請求項１に記載のスペクトラム解析装置。
前記発振信号を前記ミキサに順次出力するローカル発振器を更に備え、
前記高次歪除去部は、前記入力信号の振幅を変化させない状態で、振幅を順次変化させた前記発振信号を前記ローカル発振器に出力させ、
前記測定部は、前記バンドパスフィルタが通過させる前記入力信号の周波数成分の強度を、前記発振信号の振幅毎に更に測定し、
前記高次歪除去部は、前記発振信号の振幅毎に測定したスペクトラムを比較した比較結果に更に基づいて、前記スペクトラムにおける高次歪を除去する
請求項１または２に記載のスペクトラム解析装置。
前記発振信号を前記ミキサに順次出力するローカル発振器を更に備え、
前記高次歪除去部は、前記入力信号の振幅の変化に同期して、前記発振信号の振幅を変化させる
請求項１に記載のスペクトラム解析装置。
前記高次歪除去部は、前記入力信号の振幅の変化率と略同一の変化率で、前記発振信号の振幅を変化させる
請求項４に記載のスペクトラム解析装置。
予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置であって、
前記入力信号と、与えられる発振信号とを乗算するミキサと、
同一の周波数において振幅の異なる前記発振信号を前記ミキサに順次出力するローカル発振器と、
前記ミキサが出力する信号の予め定められた帯域を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタが通過させる前記入力信号の周波数成分の強度を、前記発振信号の振幅毎に測定する測定部と、
前記発振信号の振幅毎に前記測定部が測定したそれぞれのスペクトラム同士を比較した比較結果に基づいて、前記スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去部と
を備えるスペクトラム解析装置。
前記高次歪除去部は、前記発振信号の振幅の変化に対する、前記スペクトラムの各周波数成分のスペクトル値の変化の比に基づいて、各周波数成分における高次歪を除去する
請求項６に記載のスペクトラム解析装置。
予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析方法であって、
前記入力信号の振幅を順次変化させて出力する振幅制御段階と、
前記振幅制御段階において順次出力した前記入力信号と、与えられる発振信号とを順次乗算するシフト段階と、
前記シフト段階において出力した信号の予め定められた帯域を通過させるフィルタ段階と、
前記フィルタ段階において通過させた前記入力信号の周波数成分の強度を、前記入力信号の振幅毎に測定する測定段階と、
前記入力信号の振幅毎に測定したそれぞれのスペクトラム同士を比較した比較結果に基づいて、前記スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去段階と
を備えるスペクトラム解析方法。
予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析方法であって、
前記入力信号と、与えられる発振信号とをミキサにより乗算するシフト段階と、
同一の周波数において振幅の異なる前記発振信号を前記ミキサに順次出力するローカル発振段階と、
前記シフト段階において出力した信号の予め定められた帯域を通過させるフィルタ段階と、
前記フィルタ段階において通過させた前記入力信号の周波数成分の強度を、前記発振信号の振幅毎に測定する測定段階と、
前記発振信号の振幅毎に測定したそれぞれのスペクトラム同士を比較した比較結果に基づいて、前記スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去段階と
を備えるスペクトラム解析方法。
予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置を機能させるプログラムであって、
前記スペクトラム解析装置を、
前記入力信号の振幅を順次変化させて出力する振幅制御部と、
前記振幅制御部が順次出力する前記入力信号と、与えられる発振信号とを順次乗算するミキサと、
前記ミキサが出力する信号の予め定められた帯域を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタが通過させる前記入力信号の周波数成分の強度を、前記入力信号の振幅毎に測定する測定部と、
前記入力信号の振幅毎に前記測定部が測定したそれぞれのスペクトラム同士を比較した比較結果に基づいて、前記スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去部と
して機能させるプログラム。
予め指定された周波数範囲において、入力信号のスペクトラムを測定するスペクトラム解析装置を機能させるプログラムであって、
前記スペクトラム解析装置を、
前記入力信号と、与えられる発振信号とを乗算するミキサと、
同一の周波数において振幅の異なる前記発振信号を前記ミキサに順次出力するローカル発振器と、
前記ミキサが出力する信号の予め定められた帯域を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタが通過させる前記入力信号の周波数成分の強度を、前記発振信号の振幅毎に測定する測定部と、
前記発振信号の振幅毎に前記測定部が測定したそれぞれのスペクトラム同士を比較した比較結果に基づいて、前記スペクトラムにおける高次歪を除去する高次歪除去部と
して機能させるプログラム。