JP5177904B2 - 誤差要因測定装置、方法、プログラム、記録媒体および該装置を備えた出力測定装置、入力測定装置 - Google Patents
誤差要因測定装置、方法、プログラム、記録媒体および該装置を備えた出力測定装置、入力測定装置 Download PDFInfo
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Description
具体的には、信号源から信号をDUTを介して受信部に送信する。この信号は受信部により受信される。受信部により受信された信号を測定することによりDUTのSパラメータや周波数特性を取得することができる。
このとき、信号源等の測定系とDUTとの不整合などにより測定に測定系誤差が生ずる。この測定系誤差は、例えばEd:ブリッジの方向性に起因する誤差、Er:周波数トラッキングに起因する誤差、Es:ソースマッチングに起因する誤差、である。
この場合は、例えば特許文献1に記載のようにして誤差を補正することができる。このような補正をキャリブレーションという。キャリブレーションについて概説する。信号源に校正キットを接続し、オープン(開放)、ショート(短絡)、ロード(標準負荷Z0)の三種類の状態を実現する。このときの校正キットから反射された信号をブリッジにより取得して三種類の状態に対応した三種類のSパラメータを求める。三種類のSパラメータから三種類の変数Ed、Er、Esを求め、補正を行う。
なお、Erは、信号の入力に関する誤差Er1と、信号の反射に関する誤差Er2との積として表される。ここで、信号源にパワーメータを接続し、パワーを測定することにより、Er1およびEr2を測定することができる(例えば、特許文献2(国際公開第2004/049564号パンフレット)を参照)。信号源にパワーメータを接続する場合、信号源とパワーメータとをケーブルを用いて接続することが広く行われている。
そこで、本発明は、接続具(例えば、ケーブル、スイッチ)の誤差要因が既知であるか否かを問わず、接続具を信号源に接続した場合に、信号源の誤差要因を測定できるようにすることを課題とする。
本発明にかかる誤差要因測定装置は、(1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定装置であって、前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する接続具特性測定部と、前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する出力・反射比測定部と、前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する誤差要因記録部と、前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定部の測定結果および前記誤差要因記録部の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する誤差要因導出部とを備えるように構成される。
本発明によれば、(1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定装置が提供される。
本発明にかかる誤差要因測定装置によれば、接続具特性測定部が、前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する。出力・反射比測定部が、前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する。誤差要因記録部が、前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する。誤差要因導出部が、前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定部の測定結果および前記誤差要因記録部の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する。
なお、本発明にかかる誤差要因測定装置は、前記誤差要因記録部が、Ei1,Eo1と、Ei2×Eo2とを記録し、
(A)Ei1,Eo1は、前記第一信号生成部の誤差要因であり、
Ei1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
(B)Ei2,Eo2は、前記第二信号生成部の誤差要因であり、
Ei2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる誤差要因測定装置は、前記誤差要因導出部が、前記接続具の特性の測定結果および前記出力・反射比の測定結果に基づき、Ei1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値を導出する誤差要因比導出部と、導出されたEi1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値と、Ei1,Eo1,Ei2×Eo2とに基づきEi2およびEo2を導出する周波数トラッキング誤差要因導出部とを有するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる誤差要因測定装置は、前記誤差要因比導出部が、
|(Ei1Eo2)/(Ei2Eo1)|=|(S21m−S22mR21m)/(S12m−S11mR12m)|
に基づき、Ei1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値を導出し、
S11m=Rx1(1)/Tx1(1)、S21m=Rx2(1)/Tx1(1),S22m=Rx2(2)/Tx2(2),S12m=Rx1(2)/Tx2(2),R21m=Tx2(1)/Tx1(1),R12m=Tx1(2)/Tx2(2)であり、
(A)Tx1(1),Rx1(1),Tx2(1),Rx2(1)は、前記第一信号生成部から前記第二信号生成部へ前記第一信号を出力した場合の前記第一信号の測定結果であり、
Tx1(1):前記第一出力端子により反射される前に前記第一信号を測定した結果、
Rx1(1):前記第一信号が前記第一出力端子により反射されたものを測定した結果、
Tx2(1):前記第一信号が前記第二信号生成部の内部において反射されたものを測定した結果、
Rx2(1):前記第一信号が前記第二出力端子に入射されたものを測定した結果であり、
(B)Tx1(2),Rx1(2),Tx2(2),Rx2(2)は、前記第二信号生成部から前記第一信号生成部へ前記第二信号を出力した場合の前記第二信号の測定結果であり、
Tx2(2):前記第二出力端子により反射される前に前記第二信号を測定した結果、
Rx2(2):前記第二信号が前記第二出力端子により反射されたものを測定した結果、
Tx1(2):前記第二信号が前記第一信号生成部の内部において反射されたものを測定した結果、
Rx1(2):前記第二信号が前記第一出力端子に入射されたものを測定した結果であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる誤差要因測定装置は、前記接続具の特性の測定結果は、Rx1(1)/Tx1(1)、Rx2(1)/Tx1(1)、Rx2(2)/Tx2(2)、Rx1(2)/Tx2(2)であり、
(A)Tx1(1),Rx1(1),Rx2(1)は、前記第一信号生成部から前記第二信号生成部へ前記第一信号を出力した場合の前記第一信号の測定結果であり、
Tx1(1):前記第一出力端子により反射される前に前記第一信号を測定した結果、
Rx1(1):前記第一信号が前記第一出力端子により反射されたものを測定した結果、
Rx2(1):前記第一信号が前記第二出力端子に入射されたものを測定した結果であり、
(B)Rx1(2),Tx2(2),Rx2(2)は、前記第二信号生成部から前記第一信号生成部へ前記第二信号を出力した場合の前記第二信号の測定結果であり、
Tx2(2):前記第二出力端子により反射される前に前記第二信号を測定した結果、
Rx2(2):前記第二信号が前記第二出力端子により反射されたものを測定した結果、
Rx1(2):前記第二信号が前記第一出力端子に入射されたものを測定した結果であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる誤差要因測定装置は、前記出力・反射比測定部は、Tx1(1)とTx2(1)との比R21を測定し、かつ、Tx2(2)とTx1(2)との比R12を測定し、
(A)Tx1(1),Tx2(1)は、前記第一信号生成部から前記第二信号生成部へ前記第一信号を出力した場合の前記第一信号の測定結果であり、
Tx1(1):前記第一出力端子により反射される前に前記第一信号を測定した結果、
Tx2(1):前記第一信号が前記第二信号生成部の内部において反射されたものを測定した結果であり、
(B)Tx1(2),Tx2(2)は、前記第二信号生成部から前記第一信号生成部へ前記第二信号を出力した場合の前記第二信号の測定結果であり、
Tx2(2):前記第二出力端子により反射される前に前記第二信号を測定した結果、
Tx1(2):前記第二信号が前記第一信号生成部の内部において反射されたものを測定した結果であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる誤差要因測定装置は、前記接続具が、ケーブルおよびスイッチの一方または双方を含むようにしてもよい。
なお、本発明にかかる出力測定装置は、本発明にかかる誤差要因測定装置と、前記第二信号生成部と、前記第二信号生成部が出力する第二信号を前記第二出力端子により反射される前に測定した結果と、前記誤差要因測定装置の測定結果とに基づき、前記第二信号の測定結果を補正する測定結果補正部とを備えるように構成される。
なお、本発明にかかる入力測定装置は、本発明にかかる誤差要因測定装置と、前記第二信号生成部と、を備えた入力測定装置であって、前記第二信号生成部は、前記第二出力端子から入力されてきた入力信号を測定する入力信号測定部を有し、前記入力測定装置は、さらに、前記入力信号測定部の測定結果と、前記誤差要因測定装置の測定結果とに基づき、前記入力信号測定部の測定結果を補正する測定結果補正部を備えるように構成される。
なお、本発明にかかる誤差要因測定方法は、本発明にかかる誤差要因測定装置を用いた誤差要因測定方法であって、前記第二信号生成部は複数あり、ある一つの前記第二信号生成部の前記第二出力端子を、前記接続具を介して、前記第一信号生成部の前記第一出力端子に接続する接続工程と、ある一つの前記第二信号生成部の誤差要因を前記誤差要因測定装置により測定する測定工程と、を備え、全ての前記第二信号生成部の誤差要因を測定するまで、前記接続工程および前記測定工程を繰り返す誤差要因測定方法である。
なお、本発明にかかる誤差要因測定方法は、本発明にかかる誤差要因測定装置を用いた誤差要因測定方法であって、前記第二信号生成部は複数あり、ある一つの前記第二信号生成部の前記第二出力端子を、前記接続具を介して、前記第一信号生成部の前記第一出力端子に接続する第一接続工程と、ある一つの前記第二信号生成部の誤差要因を前記誤差要因測定装置により測定する第一測定工程と、誤差要因を測定した前記第二信号生成部を前記第一信号生成部として、他の一つの前記第二信号生成部に、前記接続具を介して、接続する第二接続工程と、他の一つの前記第二信号生成部の誤差要因を前記誤差要因測定装置により測定する第二測定工程と、全ての前記第二信号生成部の誤差要因を測定するまで、前記第二接続工程および前記第二測定工程を繰り返す誤差要因測定方法である。
本発明は、(1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定方法であって、前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する接続具特性測定工程と、前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果
と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する出力・反射比測定工程と、前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する誤差要因記録工程と、前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定工程の測定結果および前記誤差要因記録工程の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する誤差要因導出工程とを備えた誤差要因測定方法である。
本発明は、(1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記誤差要因測定処理は、前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する接続具特性測定工程と、前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する出力・反射比測定工程と、前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する誤差要因記録工程と、前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定工程の測定結果および前記誤差要因記録工程の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する誤差要因導出工程とを備えるプログラムである。
本発明は、(1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記誤差要因測定処理は、前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する接続具特性測定工程と、前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する出力・反射比測定工程と、前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する誤差要因記録工程と、前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定工程の測定結果および前記誤差要因記録工程の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する誤差要因導出工程とを備える記録媒体である。
本発明にかかる試験装置用モジュールは、本発明にかかる誤差要因測定装置を備える。
本発明にかかる試験装置は、本発明にかかる出力測定装置を備え、前記第二信号が被測定物に与えられる。
本発明にかかる試験装置は、本発明にかかる入力測定装置を備え、前記入力信号が被測定物から与えられる。
第2図は、第一の実施形態の信号システムのシグナルフローグラフであり、第2図(a)は、第一信号が第一信号生成部1から第二信号生成部2へ出力される場合のシグナルフローグラフであり、第2図(b)は、第二信号が第二信号生成部2から第一信号生成部1へ出力される場合のシグナルフローグラフである。
第3図は、本発明の第一の実施形態にかかる誤差要因測定装置40の構成を示す機能ブロック図である。
第4図は、Ed1,Es1,Ei1,Eo1の求め方を説明するためのシグナルフローグラフであり、第4図(a)は、校正用具を接続した場合の第一信号生成部1のシグナルフローグラフであり、第4図(b)は、パワーメータを接続した場合の第一信号生成部1のシグナルフローグラフである。
第5図は、第二信号生成部2が四個ある場合の測定法の一例を説明するための図である。
第6図は、第二信号生成部2が四個ある場合の測定法の他の一例を説明するための図
である。
第7図は、第四の実施形態にかかる第二信号生成部2の構成を示す図である。
第8図は、第五の実施形態にかかる出力測定装置の構成を示す図である。
第9図は、第六の実施形態にかかる入力測定装置の構成を示す図である。
第10図は、第七の実施形態にかかる信号システムの構成を示す図である。
第11図は、第八の実施形態にかかる試験装置110の構成を示す図である。
第一の実施形態
第1図は、第一の実施形態の信号システムの構成を示す図である。信号システムは第一信号生成部1、第二信号生成部2、ケーブル(接続具)30を有する。なお、第一信号生成部1および第二信号生成部2は誤差要因測定装置40に接続されている。
第一信号生成部1は、第一信号を生成する第一信号源10と、第一信号を出力する第一出力端子19とを有する。第一信号源10は、第一発振器12、スイッチ13、ブリッジ14a、14b、ミキサ16a、16b、ローカル信号源17、A/Dコンバータ18a、18bを有する。
第一発振器12は、第一信号(例えば、高周波数の信号)を生成する。
スイッチ13は、ブリッジ14aを第一発振器12または終端抵抗に接続するためのスイッチである。
ブリッジ14aは、スイッチ13により第一発振器12と接続されると、第一発振器12の出力(第一信号)を受け、二方向に分岐させる。ミキサ16aは、ブリッジ14aの出力のうちの一方を受け、所定のローカル周波数を有するローカル信号Lo1と乗算する。ミキサ16aの出力はアナログ信号である。
ブリッジ14bは、ブリッジ14aの出力(第一信号)のうちの他方を受け、そのまま出力する。ただし、第一信号が第一出力端子19から反射されてきたものを受け、ミキサ16bに与える。ミキサ16bは、反射されてきた第一信号とローカル信号Lo1とを乗算する。ミキサ16bの出力はアナログ信号である。
ローカル信号源17は、ローカル信号Lo1を出力し、ミキサ16a、16bに与える。
A/Dコンバータ18aは、ミキサ16aの出力するアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。A/Dコンバータ18aの出力をTx1という。
A/Dコンバータ18bは、ミキサ16bの出力するアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。A/Dコンバータ18bの出力をRx1という。
第二信号生成部2は、第二信号を生成する第二信号源20と、第二信号を出力する第二出力端子29とを有する。第二信号源20は、第二発振器22、スイッチ23、ブリッジ24a、24b、ミキサ26a、26b、ローカル信号源27、A/Dコンバータ28a、28bを有する。
第二発振器22は、第二信号(例えば、高周波数の信号)を生成する。
スイッチ23は、ブリッジ24aを第二発振器22または終端抵抗に接続するためのスイッチである。なお、スイッチ13が第一発振器12をブリッジ14aに接続している場合は、スイッチ23がブリッジ24aを終端抵抗に接続する。この場合、第一信号が第一信号生成部1から第二信号生成部2へ出力される。スイッチ13がブリッジ14aを終端抵抗に接続している場合は、スイッチ23がブリッジ24aを第二発振器22に接続する。この場合、第二信号が第二信号生成部2から第一信号生成部1へ出力される。
ブリッジ24aは、スイッチ23により第二発振器22と接続されると、第二発振器22の出力(第二信号)を受け、二方向に分岐させる。ミキサ26aは、ブリッジ24aの出力のうちの一方を受け、所定のローカル周波数を有するローカル信号Lo2と乗算する。ミキサ26aの出力はアナログ信号である。
ブリッジ24bは、ブリッジ24aの出力(第二信号)のうちの他方を受け、そのまま出力する。ただし、第二信号が第二出力端子29から反射されてきたものを受け、ミキサ26bに与える。ミキサ26bは、反射されてきた第二信号とローカル信号Lo2とを乗算する。ミキサ26bの出力はアナログ信号である。
ローカル信号源27は、ローカル信号Lo2を出力し、ミキサ26a、26bに与える。
A/Dコンバータ28aは、ミキサ26aの出力するアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。A/Dコンバータ28aの出力をTx2という。
A/Dコンバータ28bは、ミキサ26bの出力するアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。A/Dコンバータ28bの出力をRx2という。
ケーブル(接続具)30は、第一出力端子19と第二出力端子29とを接続する。ケーブル30の特性は既知である必要は無い。また、接続具は、必ずしもケーブルである必要は無い(第二の実施形態参照)。
第2図は、第一の実施形態の信号システムのシグナルフローグラフである。ただし、第2図(a)は、第一信号が第一信号生成部1から第二信号生成部2へ出力される場合のシグナルフローグラフである。第2図(b)は、第二信号が第二信号生成部2から第一信号生成部1へ出力される場合のシグナルフローグラフである。
第2図において、ケーブル30の特性がSパラメータS11,S21,S22,S12である。
第2図(a)を参照して、Tx1(1),Rx1(1),Tx2(1),Rx2(1)は、第一信号生成部1から第二信号生成部2へ第一信号を出力した場合の第一信号の測定結果である。Tx1(1),Rx1(1),Tx2(1),Rx2(1)はそれぞれ、A/Dコンバータ18a、18b、28a、28bの出力である。
Tx1(1)は、第一出力端子19により反射される前に第一信号を測定した結果であるといえる。Rx1(1)は、第一信号が第一出力端子19により反射されたものを測定した結果であるといえる。Tx2(1)は、第一信号が第二信号生成部2の内部において反射されたものを測定した結果であるといえる。Rx2(1)は、第一信号が第二出力端子29に入射されたものを測定した結果であるといえる。
第2図(b)を参照して、Tx1(2),Rx1(2),Tx2(2),Rx2(2)は、第二信号生成部2から第一信号生成部1へ第二信号を出力した場合の第二信号の測定結果である。Tx1(2),Rx1(2),Tx2(2),Rx2(2)はそれぞれ、A/Dコンバータ18a、18b、28a、28bの出力である。
Tx2(2)は、第二出力端子29により反射される前に第二信号を測定した結果であるといえる。Rx2(2)は、第二信号が第二出力端子29により反射されたものを測定した結果であるといえる。Tx1(2)は、第二信号が第一信号生成部1の内部において反射されたものを測定した結果であるといえる。Rx1(2)は、第二信号が第一出力端子19に入射されたものを測定した結果であるといえる。
第2図において、Ed1,Es1,Ei1,Eo1は、第一信号生成部1の誤差要因である。Ed1は、第一信号生成部1の方向性に起因する誤差要因である。Es1は、第一信号生成部1のソースマッチングに起因する誤差要因である。Ei1は、第一信号生成部1の周波数トラッキングに起因する出力方向(第一信号が出力される方向)の誤差要因である。Eo1は、第一信号生成部1の周波数トラッキングに起因する反射方向(第一信号が第一出力端子19により反射される方向)の誤差要因である。
第2図において、Ed2,Es2,Ei2,Eo2は、第二信号生成部2の誤差要因である。Ed2は、第二信号生成部2の方向性に起因する誤差要因である。Es2は、第二信号生成部2のソースマッチングに起因する誤差要因である。Ei2は、第二信号生成部2の周波数トラッキングに起因する出力方向(第二信号が出力される方向)の誤差要因である。Eo2は、第二信号生成部2の周波数トラッキングに起因する反射方向(第二信号が第二出力端子29により反射される方向)の誤差要因である。
第3図は、本発明の第一の実施形態にかかる誤差要因測定装置40の構成を示す機能ブロック図である。誤差要因測定装置40は、ケーブル測定部(接続具特性測定部)42、出力・反射比測定部44、誤差要因記録部45、誤差要因比導出部46、周波数トラッキング誤差要因導出部48を備える。なお、誤差要因比導出部46および周波数トラッキング誤差要因導出部48が誤差要因導出部を構成する。
ケーブル測定部42は、第一信号の測定結果Tx1(1),Rx1(1),Rx2(1)と、第二信号の測定結果Tx2(2),Rx1(2),Rx2(2)とに基づき、ケーブル30の特性S11,S21,S22,S12を測定する。S11,S21,S22,S12の測定結果をそれぞれ、S11m,S21m,S22m,S12mと記載する。なお、S11m,S21m,S22m,S12mをSijm(ただし、i,jは1または2)と記載することがある。
なお、S11m=Rx1(1)/Tx1(1)、S21m=Rx2(1)/Tx1(1),S22m=Rx2(2)/Tx2(2),S12m=Rx1(2)/Tx2(2)である。
出力・反射比測定部44は、Tx1(1)とTx2(1)との出力・反射比R21を測定し、かつ、Tx2(2)とTx1(2)との出力・反射比R12を測定する。出力・反射比R21,R12の測定結果をそれぞれ、R21m,R12mと記載する。なお、R21m,R12mをRijm(ただし、i,jは1または2)と記載することがある。
なお、R21m=Tx2(1)/Tx1(1)、R12m=Tx1(2)/Tx2(2)である。
誤差要因記録部45は、Ed1,Es1,Ei1,Eo1と、Ed2,Es2,Ei2×Eo2とを記録する。
なお、Ed1,Es1,Ei1,Eo1の求め方は周知であるが(例えば、特許文献1、2を参照)、ここで求め方を説明する。第4図は、Ed1,Es1,Ei1,Eo1の求め方を説明するためのシグナルフローグラフである。
第一出力端子19をケーブル30に接続する前に、三種類の校正用具を接続する。第4図(a)は、校正用具を接続した場合の第一信号生成部1のシグナルフローグラフである。第4図(a)を参照すると、下記の式が成立することがわかる。
Rx1/Tx1=Ed1+(Ei1・Eo1・X)/(1−Es1・X) (1)
ただし、Xは、三種類の校正用具の負荷係数である。校正用具は、開放、短絡および標準負荷Z0の三種類の状態を実現する周知のものである(例えば、特許文献1を参照)。
ここで、校正用具が三種類接続されるため、Rx1とTx1との組み合わせは三種類求められる。よって、求められる変数もEd1,Es1,Ei1・Eo1という三種類の変数である。なお、同様に、第二出力端子29をケーブル30に接続する前に、三種類の校正用具を接続すれば、Ed2,Es2,Ei2・Eo2が求められる。
次に、第一出力端子19をパワーメータに接続する(例えば、特許文献2を参照)。第4図(b)は、パワーメータを接続した場合の第一信号生成部1のシグナルフローグラフである。第4図(b)を参照すると、下記の式が成立することがわかる。
P/Tx1=Ei1/(1−Es1・Ep) (2)
ただし、Pは、出力端子(測定用出力端子)19aから出力された信号をパワーメータ64により測定した結果である。ここで、Es1は既に取得しており、Epは測定可能なので、Ei1を求めることができる。Ei1×Eo1は既に取得しているので、Eo1もまた求めることができる。
誤差要因比導出部46は、ケーブル30の特性の測定結果S11m,S21m,S22m,S12mおよび出力・反射比の測定結果R21m,R12mに基づき、Ei1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値を導出する。なお、誤差要因比導出部46は、S11m,S21m,S22m,S12mをケーブル測定部42から、R21m,R12mを出力・反射比測定部44から取得する。
Ei1Eo2とEi2Eo1との比は、(Ei1Eo2)/(Ei2Eo1)または(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)である。ここで、ローカル信号Lo1とローカル信号Lo2とにおいて位相の同期がとれている場合は、ケーブル30がS21=S12という性質を有しているため、
(Ei1Eo2)/(Ei2Eo1)
=(S21m−S22mR21m)/(S12m−S11mR12m) (3)
となることが知られている。
しかし、ローカル信号源17、27は独立したものであるため、ローカル信号Lo1とローカル信号Lo2とにおいて位相の同期がとれていることは、一般的には、考えられない。この場合、
(Ei1Eo2)/(Ei2Eo1)
=(S21m・ejα−S22mR21m・ejα)/(S12m・ejβ−S11mR12m・ejβ)…(4)
となる。ただし、αは第一信号が第一信号生成部1から第二信号生成部2へ出力されるときの、ローカル信号Lo1とローカル信号Lo2と位相差に比例する量である。βは第二信号が第二信号生成部2から第一信号生成部1へ出力されるときの、ローカル信号Lo1とローカル信号Lo2と位相差に比例する量である。
よって、(Ei1Eo2)/(Ei2Eo1)の絶対値を|(Ei1Eo2)/(Ei2Eo1)|と表記すると、
|(Ei1Eo2)/(Ei2Eo1)|
=|(S21m−S22mR21m)/(S12m−S11mR12m)| (5)
である。なお、(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)の絶対値を|(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)|と表記すると、同様に、
|(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)|
=|(S12m−S11mR12m)/(S21m−S22mR21m)| (5−2)
となる。誤差要因比導出部46は、式(5−2)の右辺に、S11m,S21m,S22m,S12mおよびR21m,R12mを代入して|(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)|を導出することができる。
周波数トラッキング誤差要因導出部48は、導出されたEi1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値(例えば、|(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)|)と、Ei1,Eo1,Ei2×Eo2とに基づきEi2およびEo2を導出する。導出原理としては、|(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)|とEi1,Eo1とから、|Ei2/Eo2|がわかる。|Ei2/Eo2|とEi2×Eo2とからEi2およびEo2を導出できる。ただし、それに限定されず、例えば以下のような導出法をとる。
周波数トラッキング誤差要因導出部48は、絶対値導出部48a、各成分導出部48bを有する。
絶対値導出部48aは、Ei2の絶対値|Ei2|を導出する。ただし、
|Ei2|
=|Ei1|・(|(Ei2Eo2)/(Ei1Eo1)|・|(S12m−S11mR12m)/(S21m−S22mR21m)|)1/2 (6)
として、|Ei2|を導出する。なお、絶対値導出部48aは、Ei2Eo2、Ei1、Eo1を、誤差要因記録部45から取得し、|(S12m−S11mR12m)/(S21m−S22mR21m)|を、誤差要因比導出部46から取得する。
|(Ei2Eo2)/(Ei1Eo1)|・|(S12m−S11mR12m)/(S21m−S22mR21m)|=|(Ei2Eo2)/(Ei1Eo1)|・|(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)|=|(Ei2Eo2Ei2Eo1)/(Ei1Eo1Ei1Eo2)|=|(Ei2/Ei1)2|
である。よって、
|Ei1|・(|(Ei2Eo2)/(Ei1Eo1)|・|(S12m−S11mR12m)/(S21m−S22mR21m)|)1/2=|Ei1||Ei2/Ei1|=|Ei2|
となる。
各成分導出部48bは、|Ei2|およびEi2・Eo2から、Ei2およびEo2を導出する。ただし、Ei2の位相は予め定めておくことで、Ei2の符号を決定し、|Ei2|からEi2を求める。そして、Ei2・Eo2をEi2で割れば、Eo2を導出できる。なお、各成分導出部48bは、|Ei2|を絶対値導出部48aから取得し、Ei2・Eo2を誤差要因記録部45から取得する。
なお、誤差要因比導出部46および周波数トラッキング誤差要因導出部48が構成する誤差要因導出部は、ケーブル30の特性の測定結果S11m,S21m,S22m,S12m、出力・反射比の測定結果R21m,R12mおよびEi1,Eo1,Ei2×Eo2(誤差要因記録部45の記録内容)に基づき、Ei2およびEo2を導出することになる。
次に、第一の実施形態の動作を説明する。
(1)第一信号生成部1から第二信号生成部2への第一信号の出力
まず、スイッチ13により、第一発振器12をブリッジ14aに接続する。さらに、スイッチ23により、ブリッジ24aを終端抵抗に接続する。この状態で、第一発振器12が第一信号を生成する。第一信号はスイッチ13、ブリッジ14aを通り、一部はミキサ16aに与えられ、他はブリッジ14bに与えられる。
ミキサ16aは、ローカル信号Lo1と第一信号とを乗じて、A/Dコンバータ18aに与える。A/Dコンバータ18aの出力がTx1(1)となる。
ブリッジ14bを通った第一信号は、第一出力端子19に到達する。第一信号は、一部は第一出力端子19により反射され、他は第一出力端子19から出射される。第一出力端子19により反射された第一信号は、ブリッジ14bを通り、ミキサ16bに与えられる。ミキサ16bは、ローカル信号Lo1と第一信号とを乗じて、A/Dコンバータ18bに与える。A/Dコンバータ18bの出力がRx1(1)となる。
第一出力端子19から出射された第一信号はケーブル30を通って、第二出力端子29に与えられる。第二出力端子29を通った第一信号は、ブリッジ24bに与えられ、一部はミキサ26bに与えられ、他はブリッジ24aに与えられる。
ミキサ26bは、ローカル信号Lo2と第一信号とを乗じて、A/Dコンバータ28bに与える。A/Dコンバータ28bの出力がRx2(1)となる。
ブリッジ24aを通った第一信号は、スイッチ23を通り、終端抵抗により反射される。終端抵抗により反射された第一信号は、ブリッジ24aを通り、ミキサ26aに与えられる。ミキサ26aは、ローカル信号Lo2と第一信号とを乗じて、A/Dコンバータ28aに与える。A/Dコンバータ28aの出力がTx2(1)となる。
Tx1(1),Rx1(1),Rx2(1),Tx2(1)は、誤差要因測定装置40のケーブル測定部42および出力・反射比測定部44に与えられる。
(2)第二信号生成部2から第一信号生成部1への第二信号の出力
まず、スイッチ13により、ブリッジ14aを終端抵抗に接続する。さらに、スイッチ23により、ブリッジ24aを第二発振器22に接続する。この状態で、第二発振器22が第二信号を生成する。第二信号はスイッチ23、ブリッジ24aを通り、一部はミキサ26aに与えられ、他はブリッジ24bに与えられる。
ミキサ26aは、ローカル信号Lo2と第二信号とを乗じて、A/Dコンバータ28aに与える。A/Dコンバータ28aの出力がTx2(2)となる。
ブリッジ24bを通った第二信号は、第二出力端子29に到達する。第二信号は、一部は第二出力端子29により反射され、他は第二出力端子29から出射される。第二出力端子29により反射された第二信号は、ブリッジ24bを通り、ミキサ26bに与えられる。ミキサ26bは、ローカル信号Lo2と第二信号とを乗じて、A/Dコンバータ28bに与える。A/Dコンバータ28bの出力がRx2(2)となる。
第二出力端子29から出射された第二信号はケーブル30を通って、第一出力端子19に与えられる。第一出力端子19を通った第二信号は、ブリッジ14bに与えられ、一部はミキサ16bに与えられ、他はブリッジ14aに与えられる。
ミキサ16bは、ローカル信号Lo1と第二信号とを乗じて、A/Dコンバータ18bに与える。A/Dコンバータ18bの出力がRx1(2)となる。
ブリッジ14aを通った第二信号は、スイッチ13を通り、終端抵抗により反射される。終端抵抗により反射された第二信号は、ブリッジ14aを通り、ミキサ16aに与えられる。ミキサ16aは、ローカル信号Lo1と第二信号とを乗じて、A/Dコンバータ18aに与える。A/Dコンバータ18aの出力がTx1(2)となる。
Tx1(2),Rx1(2),Tx2(2),Rx2(2)は、誤差要因測定装置40のケーブル測定部42および出力・反射比測定部44に与えられる。
(3)誤差要因測定装置40によるEi2およびEo2の測定
ケーブル測定部42は、Tx1(1),Rx1(1),Rx2(1)に基づき、ケーブル30の特性S11,S21を測定し、測定結果S11m,S21mを出力する。なお、S11m=Rx1(1)/Tx1(1)、S21m=Rx2(1)/Tx1(1)である。
ケーブル測定部42は、Tx2(2),Rx1(2),Rx2(2)に基づき、ケーブル30の特性S22,S12を測定し、測定結果S22m,S12mを出力する。なお、S22m=Rx2(2)/Tx2(2),S12m=Rx1(2)/Tx2(2)である。
出力・反射比測定部44は、Tx1(1)とTx2(1)とに基づき、R21m=Tx2(1)/Tx1(1)を出力する。出力・反射比測定部44は、Tx1(2)とTx2(2)とに基づき、R12m=Tx1(2)/Tx2(2)を出力する。
誤差要因比導出部46は、ケーブル測定部42からS11m,S21m,S22m,S12mを、出力・反射比測定部44からR21m,R12mを受け、|(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)|を導出する。ただし、|(Ei2Eo1)/(Ei1Eo2)|=|(S12m−S11mR12m)/(S21m−S22mR21m)|である。
絶対値導出部48aは、誤差要因記録部45からEi2Eo2、Ei1、Eo1を受け、誤差要因比導出部46から|(S12m−S11mR12m)/(S21m−S22mR21m)|を受け、|Ei2|を求める。ただし、|Ei2|=|Ei1|・(|(Ei2Eo2)/(Ei1Eo1)|・|(S12m−S11mR12m)/(S21m−S22mR21m)|)1/2である。
各成分導出部48bは、絶対値導出部48aから|Ei2|を受け、誤差要因記録部45からEi2Eo2を受け、Ei2およびEo2を導出する。
第一の実施形態によれば、第二信号生成部2の周波数トラッキングに起因する誤差要因Ei2およびEo2を求めることができる。しかも、ケーブル30の特性の測定結果S11m,S21m,S22m,S12mを用いてEi2およびEo2を求めるものの、ケーブル30の真の特性S11,S21,S22,S12を用いてEi2およびEo2を求めるわけではない。よって、ケーブル30の真の特性S11,S21,S22,S12が不明であっても、誤差要因Ei2およびEo2を求めることができる。
第二の実施形態
第一の実施形態における第二信号生成部2が複数ある場合の測定法の一例である。
第5図は、第二信号生成部2が四個ある場合の測定法の一例を説明するための図である。
第5図(a)を参照して、ある一つの第二信号生成部2aの第二出力端子29aを、スイッチ(接続具)32を介して、第一信号生成部1の第一出力端子19に接続する(「
接続工程」という)。そして、ある一つの第二信号生成部2aの誤差要因を誤差要因測定装置40(第5図において図示省略)により測定する(「測定工程」という)。測定の方法は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
第5図(b)を参照して、また他の第二信号生成部2bについて、接続工程および測定工程を行う。第5図(c)を参照して、また他の第二信号生成部2cについて、接続工程および測定工程を行う。第5図(d)を参照して、また他の第二信号生成部2dについて、接続工程および測定工程を行う。
このように全ての第二信号生成部2a、2b、2c、2dの誤差要因Ei2およびEo2を測定するまで、接続工程および測定工程を繰り返す。この場合、スイッチ(接続具)32の真の特性S11,S21,S22,S12が不明であっても、誤差要因Ei2およびEo2を求めることができることは、第一の実施形態と同様である。
第三の実施形態
第一の実施形態における第二信号生成部2が複数ある場合の測定法の他の一例である
。
第6図は、第二信号生成部2が四個ある場合の測定法の他の一例を説明するための図
である。
第6図(a)を参照して、ある一つの第二信号生成部2aの第二出力端子29aを、ケーブル30を介して、第一信号生成部1の第一出力端子19に接続する(「第一接続工
程」という)。そして、ある一つの第二信号生成部2aの誤差要因を誤差要因測定装置40(第6図において図示省略)により測定する(「第一測定工程」という)。
第6図(b)を参照して、誤差要因を測定した第二信号生成部2aを第一信号生成部として、他の一つの第二信号生成部2bに、ケーブル30を介して接続する(「第二接続工程」という)。そして、他の一つの第二信号生成部2bの誤差要因を誤差要因測定装置40により測定する(「第二測定工程」という)。第二信号生成部2aはEd2,Es2,Ei2,Eo2が既知であり、第二信号生成部2bはEd2,Es2,Ei2・Eo2が既知であることから、第二信号生成部2aを第一信号生成部1に、第二信号生成部2bを第二信号生成部2に置き換えれば、第一の実施形態と同様に第二信号生成部2bの誤差要因Ei2,Eo2を求めることができることは理解されるであろう。
第6図(c)を参照して、誤差要因を測定した第二信号生成部2bを第一信号生成部として、他の一つの第二信号生成部2cに、ケーブル30を介して接続する(「第二接続工程」という)。そして、他の一つの第二信号生成部2cの誤差要因を誤差要因測定装置40により測定する(「第二測定工程」という)。第二信号生成部2bはEd2,Es2,Ei2,Eo2が既知であり、第二信号生成部2cはEd2,Es2,Ei2・Eo2が既知であることから、第二信号生成部2bを第一信号生成部1に、第二信号生成部2cを第二信号生成部2に置き換えれば、第一の実施形態と同様に第二信号生成部2cの誤差要因Ei2,Eo2を求めることができることは理解されるであろう。
このように、全ての第二信号生成部2a、2b、2cの誤差要因Ei2,Eo2を測定するまで、第二接続工程および第二測定工程を繰り返す。
第四の実施形態
第四の実施形態は、第一の実施形態における第二信号生成部2が、さらに、第二出力端子29から入力されてきた入力信号を測定する第二入力信号測定部21を有しているものである。
第7図は、第四の実施形態にかかる第二信号生成部2の構成を示す図である。第二信号生成部2は、第二入力信号測定部21、第二発振器22、スイッチ23、ブリッジ24a、24b、ミキサ26a、26b、ローカル信号源27、A/Dコンバータ28a、28bを備える。
第二入力信号測定部21、スイッチ23以外は第一の実施形態と同様であり説明を省略する。
第二入力信号測定部21は、ローカル信号源21a、ミキサ21b、A/Dコンバータ21cを有する。第二入力信号測定部21は、第二出力端子29から入力されてきた入力信号を測定する。
ローカル信号源21aは、入力信号測定用ローカル信号を出力する。ミキサ21bは、第二出力端子29から入力されてきた入力信号と、入力信号測定用ローカル信号とを乗ずる。A/Dコンバータ21cは、ミキサ21bの乗算結果(アナログ信号である)を、デジタル信号に変換する。A/Dコンバータ21cの出力SAが入力信号の測定結果である。
スイッチ23は、ブリッジ24aを第二発振器22または第二入力信号測定部21(のミキサ21b)に接続するためのスイッチである。スイッチ23を第二入力信号測定部21(のミキサ21b)に接続した場合、第二出力端子29から入力されてきた入力信号はブリッジ24b、24a、スイッチ23を通過して、ミキサ21bに与えられる。
第五の実施形態
第四の実施形態にかかる第二信号生成部2の出力を測定する例である。
第8図は、第五の実施形態にかかる出力測定装置の構成を示す図である。出力測定装置は、誤差要因測定装置40と、第二信号生成部2と、測定結果補正部100とを備える。
誤差要因測定装置40と、第二信号生成部2とは第一の実施形態と同様であり説明は省略する。ただし、誤差要因測定装置40による第二信号生成部2の誤差要因Ei2およびEo2の測定は終了しているものとする。さらに、第二信号生成部2はケーブル30との接続を解かれ、誤差要因測定装置40は、第二信号生成部2および第一信号生成部1との接続を解かれている。
測定結果補正部100は、第二信号生成部2が出力する第二信号を第二出力端子29により反射される前に測定した結果Tx2をA/Dコンバータ28aから受ける。測定結果補正部100は、さらに、誤差要因測定装置40の測定したEi2およびEo2を受け、Es2,Ed2も誤差要因記録部45から受ける。測定結果補正部100は、Es2,Ed2,Ei2,Eo2に基づき、第二信号の測定結果Tx2を補正して、第二信号の電力Pを求める。
第六の実施形態
第四の実施形態にかかる第二信号生成部2への入力を測定する例である。
第9図は、第六の実施形態にかかる入力測定装置の構成を示す図である。入力測定装置は、誤差要因測定装置40と、第二信号生成部2と、測定結果補正部100とを備える。
誤差要因測定装置40と、第二信号生成部2とは第一の実施形態と同様であり説明は省略する。ただし、誤差要因測定装置40による第二信号生成部2の誤差要因Ei2およびEo2の測定は終了しているものとする。さらに、第二信号生成部2はケーブル30との接続を解かれ、誤差要因測定装置40は、第二信号生成部2および第一信号生成部1との接続を解かれている。
測定結果補正部100は、入力信号測定部21の測定結果SAをA/Dコンバータ21cからうける。測定結果補正部100は、さらに、誤差要因測定装置40の測定したEi2およびEo2を受け、Es2,Ed2も誤差要因記録部45から受ける。測定結果補正部100は、Es2,Ed2,Ei2,Eo2に基づき、入力信号の測定結果SAを補正して、入力信号の電力Pを求める。
第七の実施形態
第七の実施形態は、第一信号生成部1と第二信号生成部2とが、複数の端子を有するスイッチSW1、SW2により接続される場合の誤差要因の測定例を示すものである。
第10図は、第七の実施形態にかかる信号システムの構成を示す図である。第七の実施形態にかかる信号システムは、第一信号生成部1、第二信号生成部2、スイッチ(接続具)SW1、SW2、ケーブル(接続具)30を有する。
第一信号生成部1、第二信号生成部2は第一の実施形態と同様であり説明を省略する。スイッチSW1、SW2、ケーブル30は接続具を構成する。
スイッチSW1は、第一出力端子19を端子P11,P12,P13,P14のいずれかに接続するスイッチである。スイッチSW2は、第二出力端子29を端子P21,P22,P23,P24のいずれかに接続するスイッチである。ケーブル30はスイッチSW1とスイッチSW2とを接続する。
第七の実施形態における誤差要因の測定方法を説明する。まず、第一信号生成部1およびスイッチSW1(ただし、第一出力端子19を端子P11に接続する)を一体とみたときのEd1,Es1,Ei1,Eo1を求める。具体的には、端子P11に、三種類の校正用具(開放、短絡および標準負荷Z0:特許文献1を参照)およびパワーメータ(特許文献2を参照)を接続して求めることができる。なお、以下、Ed1,Es1,Ei1,Eo1をEij1と表記する。
ここで、第一信号生成部1およびスイッチSW1(ただし、第一出力端子19を端子P12に接続する)を一体とみたときの誤差要因をEij1P12と、第一信号生成部1およびスイッチSW1(ただし、第一出力端子19を端子P13に接続する)を一体とみたときの誤差要因をEij1P13と、第一信号生成部1およびスイッチSW1(ただし、第一出力端子19を端子P14に接続する)を一体とみたときの誤差要因をEij1P1 4とする。
T(Eij1)−1T(Eij1P12)は時間によらず一定とみなしうる。T(Eij1)−1T(Eij1P13)は時間によらず一定とみなしうる。T(Eij1)−1T(Eij1P14)は時間によらず一定とみなしうる。ただし、T(Eij1)は、Eij1のTパラメータであり、行列である。T(Eij1)−1は、T(Eij1)の逆行列である。
そこで、T(Eij1)−1T(Eij1P12)、T(Eij1)−1T(Eij1P13)、T(Eij1)−1T(Eij1P14)を工場出荷時にでも求めておき、Ed1,Es1,Ei1,Eo1(=Eij1)を代入して、Eij1P12、Eij1P 13、Eij1P14を求めることができる。
ここで、ケーブル30により端子P11と端子P21とを接続する。このとき、ケーブル30、スイッチSW1、スイッチSW2を、第一の実施形態における接続具(ケーブル30)とみたてれば、第二信号生成部2のEd2,Es2,Ei2,Eo2を求めることができる。これは、ケーブル30により端子P11と端子P22とを接続した場合でも、端子P11と端子P23とを接続した場合でも、端子P11と端子P24とを接続した場合でも同様である。なお、以下、Ed2,Es2,Ei2,Eo2をEij2と表記する。
また、スイッチSW2の誤差要因をQijP21(端子P21について)、QijP2 2(端子P22について)、QijP23(端子P23について)、QijP24(端子P24について)とすると、第二信号生成部2およびスイッチSW2(ただし、第二出力端子29を端子P21に接続する)を一体とみたときの誤差要因はT(Eij2)T(QijP21)となる。
同様に、第二信号生成部2およびスイッチSW2(ただし、第二出力端子29を端子P22に接続する)を一体とみたときの誤差要因はT(Eij2)T(QijP22)となる。第二信号生成部2およびスイッチSW2(ただし、第二出力端子29を端子P23に接続する)を一体とみたときの誤差要因はT(Eij2)T(QijP23)となる。第二信号生成部2およびスイッチSW2(ただし、第二出力端子29を端子P24に接続する)を一体とみたときの誤差要因はT(Eij2)T(QijP24)となる。
第八の実施形態
第八の実施形態は、出力測定装置および入力測定装置を用いて試験装置を構成した例である。
第11図は、第八の実施形態にかかる試験装置110の構成を示す図である。第八の実施形態にかかる試験装置110は、第二信号生成部2、測定結果補正部100a、100b、誤差要因測定装置40を備える。
第二信号生成部2、測定結果補正部100aおよび誤差要因測定装置40が第五の実施形態にかかる出力測定装置を構成する(第8図参照)。第二信号生成部2、測定結果補正部100bおよび誤差要因測定装置40が第六の実施形態にかかる入力測定装置を構成する(第9図参照)。
試験装置用モジュールが誤差要因測定装置40を有する。
スイッチ23が第二発振器22をブリッジ24aに接続した場合は、第二信号が被測定物(DUT:Device Under Test)に与えられる。第二信号の電力はP1である。測定結果補正部100aが、誤差要因測定装置40の測定したEi2およびEo2と、誤差要因測定装置40に記録されたEs2,Ed2とに基づき、第二信号の測定結果Tx2を補正して、第二信号の電力P1を求める。
スイッチ23が第二入力信号測定部21をブリッジ24aに接続した場合は、被測定物からの信号が第二出力端子29に入力信号として与えられる(電力P2)。測定結果補正部100bが、誤差要因測定装置40の測定したEi2およびEo2と、誤差要因測定装置40に記録されたEs2,Ed2とに基づき、入力信号測定部21の測定結果SAを補正して、入力信号の電力P2を求める。
試験装置110は、第二信号の電力P1および入力信号の電力P2に基づき、被測定物の試験を行うが、試験装置(テスタ)における試験自体は周知なので、試験自体についての詳細な説明は省略する。
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。CPU、ハードディスク、メディア(フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROMなど)読み取り装置を備えたコンピュータのメディア読み取り装置に、上記の各部分(例えば、誤差要因測定装置40)を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。
Claims (15)
- (1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定装置であって、
前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する接続具特性測定部と、
前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する出力・反射比測定部と、
前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する誤差要因記録部と、
前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定部の測定結果および前記誤差要因記録部の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する誤差要因導出部と、
を備え、
前記誤差要因記録部は、Ei1, Eo1と、Ei2×Eo2とを記録し、
(A)Ei1, Eo1は、前記第一信号生成部の誤差要因であり、
Ei1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
(B)Ei2, Eo2は、前記第二信号生成部の誤差要因であり、
Ei2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
前記誤差要因導出部は、
前記接続具の特性の測定結果および前記出力・反射比の測定結果に基づき、Ei1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値を導出する誤差要因比導出部と、
導出されたEi1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値と、Ei1, Eo1, Ei2×Eo2とに基づきEi2およびEo2を導出する周波数トラッキング誤差要因導出部と、
を有する誤差要因測定装置。 - 請求項1に記載の誤差要因測定装置であって、
前記誤差要因比導出部は、
|(Ei1Eo2)/(Ei2Eo1)|
= |(S21m−S22mR21m)/(S12m−S11mR12m)|
に基づき、Ei1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値を導出し、
S11m = Rx1(1)/Tx1(1)、
S21m = Rx2(1)/Tx1(1),
S22m = Rx2(2)/Tx2(2),
S12m = Rx1(2)/Tx2(2),
R21m = Tx2(1)/Tx1(1),
R12m = Tx1(2)/Tx2(2)
であり、
(A)Tx1(1), Rx1(1), Tx2(1), Rx2(1)は、前記第一信号生成部から前記第二信号生成部へ前記第一信号を出力した場合の前記第一信号の測定結果であり、
Tx1(1):前記第一出力端子により反射される前に前記第一信号を測定した結果、
Rx1(1):前記第一信号が前記第一出力端子により反射されたものを測定した結果、
Tx2(1):前記第一信号が前記第二信号生成部の内部において反射されたものを測定した結果、
Rx2(1):前記第一信号が前記第二出力端子に入射されたものを測定した結果であり、
(B)Tx1(2), Rx1(2), Tx2(2), Rx2(2)は、前記第二信号生成部から前記第一信号生成部へ前記第二信号を出力した場合の前記第二信号の測定結果であり、
Tx2(2):前記第二出力端子により反射される前に前記第二信号を測定した結果、
Rx2(2):前記第二信号が前記第二出力端子により反射されたものを測定した結果、
Tx1(2):前記第二信号が前記第一信号生成部の内部において反射されたものを測定した結果、
Rx1(2):前記第二信号が前記第一出力端子に入射されたものを測定した結果である、
誤差要因測定装置。 - 請求項1に記載の誤差要因測定装置であって、
前記接続具の特性の測定結果は、Rx1(1)/Tx1(1)、Rx2(1)/Tx1(1)、Rx2(2)/Tx2(2)、Rx1(2)/Tx2(2)であり、
(A)Tx1(1), Rx1(1), Rx2(1)は、前記第一信号生成部から前記第二信号生成部へ前記第一信号を出力した場合の前記第一信号の測定結果であり、
Tx1(1):前記第一出力端子により反射される前に前記第一信号を測定した結果、
Rx1(1):前記第一信号が前記第一出力端子により反射されたものを測定した結果、
Rx2(1):前記第一信号が前記第二出力端子に入射されたものを測定した結果であり、
(B)Rx1(2), Tx2(2), Rx2(2)は、前記第二信号生成部から前記第一信号生成部へ前記第二信号を出力した場合の前記第二信号の測定結果であり、
Tx2(2):前記第二出力端子により反射される前に前記第二信号を測定した結果、
Rx2(2):前記第二信号が前記第二出力端子により反射されたものを測定した結果、
Rx1(2):前記第二信号が前記第一出力端子に入射されたものを測定した結果である、
誤差要因測定装置。 - 請求項1に記載の誤差要因測定装置であって、
前記出力・反射比測定部は、Tx1(1)とTx2(1)との比R21を測定し、かつ、Tx2(2)とTx1(2)との比R12を測定し、
(A)Tx1(1), Tx2(1)は、前記第一信号生成部から前記第二信号生成部へ前記第一信号を出力した場合の前記第一信号の測定結果であり、
Tx1(1):前記第一出力端子により反射される前に前記第一信号を測定した結果、
Tx2(1):前記第一信号が前記第二信号生成部の内部において反射されたものを測定した結果であり、
(B)Tx1(2), Tx2(2)は、前記第二信号生成部から前記第一信号生成部へ前記第二信号を出力した場合の前記第二信号の測定結果であり、
Tx2(2):前記第二出力端子により反射される前に前記第二信号を測定した結果、
Tx1(2):前記第二信号が前記第一信号生成部の内部において反射されたものを測定した結果である、
誤差要因測定装置。 - 請求項1に記載の誤差要因測定装置であって、
前記接続具は、ケーブルおよびスイッチの一方または双方を含む、
誤差要因測定装置。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の誤差要因測定装置と、
前記第二信号生成部と、
前記第二信号生成部が出力する第二信号を前記第二出力端子により反射される前に測定した結果と、前記誤差要因測定装置の測定結果とに基づき、前記第二信号の測定結果を補正する測定結果補正部と、
を備えた出力測定装置。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の誤差要因測定装置と、
前記第二信号生成部と、
を備えた入力測定装置であって、
前記第二信号生成部は、前記第二出力端子から入力されてきた入力信号を測定する入力信号測定部を有し、
前記入力測定装置は、さらに、前記入力信号測定部の測定結果と、前記誤差要因測定装置の測定結果とに基づき、前記入力信号測定部の測定結果を補正する測定結果補正部を備えた入力測定装置。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の誤差要因測定装置を用いた誤差要因測定方法であって、
前記第二信号生成部は複数あり、
ある一つの前記第二信号生成部の前記第二出力端子を、前記接続具を介して、前記第一信号生成部の前記第一出力端子に接続する接続工程と、
ある一つの前記第二信号生成部の誤差要因を前記誤差要因測定装置により測定する測定工程と、
を備え、
全ての前記第二信号生成部の誤差要因を測定するまで、前記接続工程および前記測定工程を繰り返す誤差要因測定方法。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の誤差要因測定装置を用いた誤差要因測定方法であって、
前記第二信号生成部は複数あり、
ある一つの前記第二信号生成部の前記第二出力端子を、前記接続具を介して、前記第一信号生成部の前記第一出力端子に接続する第一接続工程と、
ある一つの前記第二信号生成部の誤差要因を前記誤差要因測定装置により測定する第一測定工程と、
誤差要因を測定した前記第二信号生成部を前記第一信号生成部として、他の一つの前記第二信号生成部に、前記接続具を介して、接続する第二接続工程と、
他の一つの前記第二信号生成部の誤差要因を前記誤差要因測定装置により測定する第二測定工程と、
全ての前記第二信号生成部の誤差要因を測定するまで、前記第二接続工程および前記第二測定工程を繰り返す誤差要因測定方法。 - (1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定方法であって、
前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する接続具特性測定工程と、
前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する出力・反射比測定工程と、
前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する誤差要因記録工程と、
前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定工程の測定結果および前記誤差要因記録工程の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する誤差要因導出工程と、
を備え、
前記誤差要因記録工程は、Ei1, Eo1と、Ei2×Eo2とを記録し、
(A)Ei1, Eo1は、前記第一信号生成部の誤差要因であり、
Ei1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
(B)Ei2, Eo2は、前記第二信号生成部の誤差要因であり、
Ei2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
前記誤差要因導出工程は、
前記接続具の特性の測定結果および前記出力・反射比の測定結果に基づき、Ei1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値を導出する誤差要因比導出工程と、
導出されたEi1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値と、Ei1, Eo1, Ei2×Eo2とに基づきEi2およびEo2を導出する周波数トラッキング誤差要因導出工程と、
を有する誤差要因測定方法。 - (1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記誤差要因測定処理は、
前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する接続具特性測定工程と、
前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する出力・反射比測定工程と、
前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する誤差要因記録工程と、
前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定工程の測定結果および前記誤差要因記録工程の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する誤差要因導出工程と、
を備え、
前記誤差要因記録工程は、Ei1, Eo1と、Ei2×Eo2とを記録し、
(A)Ei1, Eo1は、前記第一信号生成部の誤差要因であり、
Ei1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
(B)Ei2, Eo2は、前記第二信号生成部の誤差要因であり、
Ei2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
前記誤差要因導出工程は、
前記接続具の特性の測定結果および前記出力・反射比の測定結果に基づき、Ei1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値を導出する誤差要因比導出工程と、
導出されたEi1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値と、Ei1, Eo1, Ei2×Eo2とに基づきEi2およびEo2を導出する周波数トラッキング誤差要因導出工程と、
を有するプログラム。 - (1)第一信号を生成する第一信号源と、前記第一信号を出力する第一出力端子とを有する第一信号生成部と、(2)第二信号を生成する第二信号源と、前記第二信号を出力する第二出力端子とを有する第二信号生成部と、(3)前記第一出力端子と前記第二出力端子とを接続する接続具と、を有する信号システムにおける前記第一信号および前記第二信号の測定結果に基づき、前記第二信号生成部における誤差要因を測定する誤差要因測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
前記誤差要因測定処理は、
前記第一信号の測定結果と、前記第二信号の測定結果とに基づき、前記接続具の特性を測定する接続具特性測定工程と、
前記第一信号が前記第一出力端子により反射される前の測定結果と、前記第二信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比、および前記第二信号が前記第二出力端子により反射される前の測定結果と、前記第一信号生成部の内部において反射されたものの測定結果との比を測定する出力・反射比測定工程と、
前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分と、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分の積とを記録する誤差要因記録工程と、
前記接続具の特性の測定結果、前記出力・反射比測定工程の測定結果および前記誤差要因記録工程の記録内容に基づき、前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する誤差要因の各成分を導出する誤差要因導出工程と、
を備え、
前記誤差要因記録工程は、Ei1, Eo1と、Ei2×Eo2とを記録し、
(A)Ei1, Eo1は、前記第一信号生成部の誤差要因であり、
Ei1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo1:前記第一信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
(B)Ei2, Eo2は、前記第二信号生成部の誤差要因であり、
Ei2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する出力方向の誤差要因、
Eo2:前記第二信号生成部の周波数トラッキングに起因する反射方向の誤差要因であり、
前記誤差要因導出工程は、
前記接続具の特性の測定結果および前記出力・反射比の測定結果に基づき、Ei1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値を導出する誤差要因比導出工程と、
導出されたEi1Eo2とEi2Eo1との比の絶対値と、Ei1, Eo1, Ei2×Eo2とに基づきEi2およびEo2を導出する周波数トラッキング誤差要因導出工程と、
を有する記録媒体。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の誤差要因測定装置を備えた試験装置用モジュール。
- 請求項6に記載の出力測定装置を備え、前記第二信号が被測定物に与えられる試験装置。
- 請求項7に記載の入力測定装置を備え、前記入力信号が被測定物から与えられる試験装置。
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