JP5225994B2 - 測定装置、試験装置および測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、測定装置、試験装置および測定方法に関する。特に本発明は、フィルタの特性を測定する測定装置、試験装置および測定方法に関する。本出願は、下記の日本出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
１．特願２００７−２１１８６４ 出願日 ２００７年８月１５日

フィルタの群遅延特性は、ネットワークアナライザにより測定されていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−３３３２７１号公報

しかしながら、ネットワークアナライザによりフィルタの群遅延特性を測定する場合、フィルタに与える測定信号の周波数を掃引しなければならなく、測定期間が長かった。また、フィルタの試験項目の一つとして群遅延特性試験を行う場合、試験装置は、フィルタの群遅延を測定するためのネットワークアナライザを備えなければならなかった。しかしながら、試験装置は、装置構成が大きいネットワークアナライザを内部に備えることは困難であった。

そこで本明細書に含まれる技術革新（イノベーション）の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできる測定装置、試験装置および測定方法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。

即ち、本明細書に含まれるイノベーションに関連する第１の側面による測定装置の一つの例によると、フィルタの特性を測定する測定装置であって、経路上に第１フィルタが接続され、入力端から複数の周波数のそれぞれに信号成分を有するマルチトーン信号を入力し、入力端から入力したマルチトーン信号を第１フィルタを通過させて出力端から出力する第１経路と、入力端から入力したマルチトーン信号を第１フィルタをバイパスして出力端から出力する第２経路とを有する第１伝送路と、経路上に第２フィルタが接続され、入力端からマルチトーン信号を入力し、入力端から入力したマルチトーン信号を第２フィルタを通過させて出力端から出力する第３経路と、入力端から入力したマルチトーン信号を第２フィルタをバイパスして出力端から出力する第４経路とを有する第２伝送路と、第１伝送路の出力端から第１フィルタを通過したマルチトーン信号を出力させた場合には、第２伝送路の出力端から第２フィルタをバイパスしたマルチトーン信号を出力させ、第１伝送路の出力端から第１フィルタをバイパスしたマルチトーン信号を出力させた場合には、第２伝送路の出力端から第２フィルタを通過したマルチトーン信号を出力させる切替制御部と、第１伝送路の出力端から出力されたマルチトーン信号および第２伝送路の出力端から出力されたマルチトーン信号に基づいて、第１フィルタおよび第２フィルタの特性を算出する測定部とを備える測定装置を提供する。

また、本明細書に含まれるイノベーションに関連する第２の側面による試験装置の一つの例によると、フィルタを試験する試験装置であって、第１フィルタおよび第２フィルタを搭載するパフォーマンスボードと、第１フィルタおよび第２フィルタの特性を算出する測定部とを備え、パフォーマンスボードは、経路上に第１フィルタが接続され、入力端から複数の周波数のそれぞれに信号成分を有するマルチトーン信号を入力し、入力端から入力したマルチトーン信号を第１フィルタを通過させて出力端から出力する第１経路と、入力端から入力したマルチトーン信号を第１フィルタをバイパスして出力端から出力する第２経路とを有する第１伝送路と、経路上に第２フィルタが接続され、入力端からマルチトーン信号を入力し、入力端から入力したマルチトーン信号を第２フィルタを通過させて出力端から出力する第３経路と、入力端から入力したマルチトーン信号を第２フィルタをバイパスして出力端から出力する第４経路とを有する第２伝送路とを有し、当該試験装置は、第１伝送路の出力端から第１フィルタを通過したマルチトーン信号を出力させた場合には、第２伝送路の出力端から第２フィルタをバイパスしたマルチトーン信号を出力させ、第１伝送路の出力端から第１フィルタをバイパスしたマルチトーン信号を出力させた場合には、第２伝送路の出力端から第２フィルタを通過したマルチトーン信号を出力させる切替制御部を更に備え、測定部は、第１伝送路の出力端から出力されたマルチトーン信号および第２伝送路の出力端から出力されたマルチトーン信号に基づいて、第１フィルタおよび第２フィルタの特性を算出する試験装置を提供する。

また、本明細書に含まれるイノベーションに関連する第３の側面による測定方法の一つの例によると、フィルタの特性を測定する測定方法であって、経路上に第１フィルタが接続され、入力端から入力した信号を第１フィルタを通過させて出力端から出力する第１経路と、入力端から入力した信号を第１フィルタをバイパスして出力端から出力する第２経路とを有する第１伝送路の入力端から複数の周波数のそれぞれに信号成分を有するマルチトーン信号を入力し、経路上に第２フィルタが接続され、入力端からマルチトーン信号を入力し、入力端から入力したマルチトーン信号を第２フィルタを通過させて出力端から出力する第３経路と、入力端から入力したマルチトーン信号を第２フィルタをバイパスして出力端から出力する第４経路とを有する第２伝送路の入力端からマルチトーン信号を入力し、第１伝送路の出力端から第１フィルタを通過したマルチトーン信号を出力させた場合には、第２伝送路の出力端から第２フィルタをバイパスしたマルチトーン信号を出力させ、第１伝送路の出力端から第１フィルタをバイパスしたマルチトーン信号を出力させた場合には、第２伝送路の出力端から第２フィルタを通過したマルチトーン信号を出力させ、第１伝送路を伝搬したマルチトーン信号を第１伝送路の出力端から受け取り、第２伝送路を伝搬したマルチトーン信号を第２伝送路の出力端から受け取り、第１伝送路の出力端から出力されたマルチトーン信号および第２伝送路の出力端から出力されたマルチトーン信号に基づいて、第１フィルタおよび第２フィルタの特性を算出する測定方法を提供する。

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。

図１は、本実施形態に係る試験装置１０の構成をフィルタ１００とともに示す。 図２は、本実施形態に係る測定部２４の構成の一例を示す。 図３は、本実施形態に係る試験装置１０の群遅延の算出フローを示す。 図４は、波形発生部２０から出力されるマルチトーン信号の任意の測定対象周波数の近傍の信号成分の一例を示す。 図５は、本実施形態の第１変形例に係る試験装置１０の構成を示す。 図６は、第１変形例に係る試験装置１０の処理フローを示す。 図７は、本実施形態の第２変形例に係る試験装置１０の構成を示す。 図８は、本実施形態の第３変形例に係る試験装置１０の構成を示す。 図９は、第３変形例に係る試験装置１０の処理フローを示す。

符号の説明

１０・・・試験装置、２０・・・波形発生部、２２・・・パフォーマンスボード、２４・・・測定部、２６・・・判定部、３２・・・分割部、３４・・・第１伝送路、３６・・・第２伝送路、４２・・・第１サンプリング部、４４・・・第２サンプリング部、４６・・・群遅延算出部、５２・・・第１ＦＦＴ部、５４・・・第２ＦＦＴ部、５６・・・位相差算出部、５８・・・演算部、６２・・・切替制御部、６４・・・誤差算出部、６６・・・補正部、７０・・・第１経路、７２・・・第２経路、７４・・・第１伝送路内スイッチ、８０・・・第３経路、８２・・・第４経路、８４・・・第２伝送路内スイッチ、９０・・・ゲイン算出部、９２・・・調整部、９４・・・補正部、１００・・・フィルタ

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、本実施形態に係る試験装置１０の構成をフィルタ１００とともに示す。試験装置１０は、フィルタ１００を試験する。より詳しくは、試験装置１０は、フィルタ１００の特性を測定し、測定結果を期待値と比較してフィルタ１００の良否を判定する。試験対象（測定対象）となるフィルタ１００は、一例として、入力した信号を所定の伝達特性で伝達して出力する電子回路、伝送路、または、電子デバイス内の一部の回路等であってよい。

試験装置１０は、波形発生部２０と、パフォーマンスボード２２と、測定部２４と、判定部２６とを備える。波形発生部２０は、複数の周波数のそれぞれに信号成分を有するマルチトーン信号を発生する。

パフォーマンスボード２２は、フィルタ１００を搭載する。パフォーマンスボード２２は、分割部３２と、第１伝送路３４と、第２伝送路３６とを有する。分割部３２は、波形発生部２０により出力されたマルチトーン信号を所定の電力比率（例えば、１／２）で分割する。分割部３２は、分割した一方のマルチトーン信号（第１のマルチトーン信号）を第１伝送路３４に供給し、分割した他方のマルチトーン信号（第２のマルチトーン信号）を第２伝送路３６に供給する。

第１伝送路３４は、経路上にフィルタ１００が接続される。第１伝送路３４は、入力端から第１のマルチトーン信号を入力し、フィルタ１００を通過した第１のマルチトーン信号を出力端から出力する。第２伝送路３６は、入力端から第２のマルチトーン信号を入力し、入力した第２のマルチトーン信号を伝播して出力端から出力する。

ここで、第１伝送路３４のフィルタ１００を除いた経路および第２伝送路３６の経路は、入力端から出力端までの遅延量が略同一であってよい。これにより、試験装置１０によれば、フィルタ１００を除いた第１伝送路３４を通過することにより生じるマルチトーン信号の位相変化と、第２伝送路３６を通過することにより生じるマルチトーン信号の位相変化量とを等しくすることができる。

測定部２４は、第１伝送路３４の出力端から出力されたマルチトーン信号および第２伝送路３６の出力端から出力されたマルチトーン信号に基づいて、フィルタ１００の特性を算出する。測定部２４は、一例として、フィルタ１００の群遅延を算出してよい。

判定部２６は、測定部２４により算出されたフィルタ１００の特性と、期待特性とを比較して、フィルタ１００の良否を判定する。判定部２６は、一例として、測定部２４により算出されたフィルタ１００の群遅延と、期待郡遅延とを比較して、フィルタ１００の良否を判定してよい。なお、波形発生部２０は、タイミングが同期した同一波形の２つのマルチトーン信号を発生してもよい。この場合、パフォーマンスボード２２は、分割部３２に代えて、一方のマルチトーン信号（第１のマルチトーン信号）を第１伝送路３４に供給する第１入力部と、他方のマルチトーン信号（第２のマルチトーン信号）を第２伝送路３６に供給する第２入力部とを有する。

図２は、本実施形態に係る測定部２４の構成の一例を示す。測定部２４は、一例として、第１サンプリング部４２と、第２サンプリング部４４と、群遅延算出部４６とを有し、フィルタ１００の群遅延を算出してよい。

第１サンプリング部４２は、第１伝送路３４の出力端から出力された、フィルタ１００を通過したマルチトーン信号をサンプリングする。第１サンプリング部４２は、一例として、フィルタ１００を通過したマルチトーン信号を所定のクロックによりサンプリングしてデジタル化してよい。

第２サンプリング部４４は、第２伝送路３６の出力端から出力された、フィルタ１００を通過していないマルチトーン信号をサンプリングする。第２サンプリング部４４は、一例として、フィルタ１００を通過していないマルチトーン信号を所定のクロックによりサンプリングしてデジタル化してよい。第１サンプリング部４２および第２サンプリング部４４は、同一のクロックによりマルチトーン信号をサンプリングしてよい。

群遅延算出部４６は、第１サンプリング部４２によりサンプリングされた第１のマルチトーン信号および第２サンプリング部４４によりサンプリングされた第２のマルチトーン信号の間の、それぞれの周波数における位相差に基づいて、フィルタ１００の群遅延を算出する。より詳しくは、群遅延算出部４６は、第１のマルチトーン信号および第２のマルチトーン信号の間の、それぞれの周波数における位相差の負の微分値（傾き）を算出し、算出結果をフィルタ１００の群遅延として出力する。

群遅延算出部４６は、一例として、第１ＦＦＴ部５２と、第２ＦＦＴ部５４と、位相差算出部５６と、演算部５８とを含んでよい。第１ＦＦＴ部５２は、第１サンプリング部４２によりサンプリングされた第１のマルチトーン信号をＦＦＴ演算し、第１のマルチトーン信号の各周波数に含まれる信号成分（実数成分（Ｉ成分），直交成分（Ｑ成分））を算出する。

第２ＦＦＴ部５４は、第２サンプリング部４４によりサンプリングされた第２のマルチトーン信号をＦＦＴ演算し、第２のマルチトーン信号の各周波数に含まれる信号成分（Ｉ成分，Ｑ成分）を算出する。なお、第１ＦＦＴ部５２および第２ＦＦＴ部５４は、互いに同一の動作条件（例えば互いに同一のＦＦＴポイント数）で演算を実行し、互いに同一の周波数に含まれる信号成分を算出する。また、第１ＦＦＴ部５２および第２ＦＦＴ部５４は、共通のハードウェアにより実現されてもよい。

位相差算出部５６は、第１のマルチトーン信号の信号成分と第２のマルチトーン信号との信号成分の位相差を周波数毎に算出する。位相差算出部５６は、一例として、第１のマルチトーン信号の信号成分（Ｉ成分，Ｑ成分）と、第２のマルチトーン信号の信号成分（Ｉ成分，Ｑ成分）の複素共役とを周波数毎に乗算し、乗算結果を周波数毎の位相差として出力する。すなわち、フィルタ１００を通過したマルチトーン信号の信号成分と、フィルタ１００を通過していないマルチトーン信号の信号成分の複素共役とを、周波数毎に乗算する。

ここで、第１伝送路３４のフィルタ１００を除いた経路および第２伝送路３６の経路は遅延量が同一である。これにより、位相差算出部５６によれば、伝送線路により生じる位相変化を除いた、フィルタ１００で生じる位相変化を含むマルチトーン信号の周波数毎の信号成分（Ｉ成分，Ｑ成分）を算出することができる。

演算部５８は、位相差算出部５６により出力された周波数毎の信号成分（Ｉ成分，Ｑ成分）に基づき、それぞれの周波数における位相の負の微分値（傾き）を算出する。そして、位相差算出部５６は、算出した周波数毎の信号成分の位相の負の微分値を、フィルタ１００の群遅延として出力する。

ここで、フィルタ１００の周波数に対する群遅延（ＧＤ（ｆ））は、下記式（１）に示すように、位相（θ（ｆ））を周波数（ｆ）によって微分した式により表される。

式（１）の右式は、下記式（２）のように変形できる。なお、Ｉ（ｆ）は、信号成分の実数成分を表し、Ｑ（ｆ）は、信号成分の直交成分を表す。

さらに、式（２）は、式（３）のように変形できる。また、ｔａｎ^−１ｘの微分は、１／（ｘ^２＋１）であることから、式（３）は、式（４）のように変形できる。

ｘにＱ（ｆ）／Ｉ（ｆ）を代入すると、式（４）は、式（５）のように変形される。

さらに、式（５）の微分により表された部分を、サンプル点間の差分式により表現しなおすと、式（５）は式（６）のように変形される。なお、式（６）において、ｎは、任意の周波数のサンプル番号（群遅延の算出対象周波数のサンプル番号）を表す。Ｔ_{ｓａｍｐｌｅ}は、サンプル番号（ｎ−１）の周波数とサンプル番号ｎの周波数との差の逆数を表す。

すなわち、周波数毎の群遅延（ＧＤ（ｎ））は、式（６）のように表される。このことから、位相差算出部５６は、一例として、伝送線路により生じる変化が除かれたマルチトーン信号の周波数（ｎ）毎の信号成分（Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ））に基づき、式（６）の演算を実行することにより、群遅延（ＧＤ（ｎ）を算出することができる。

図３は、本実施形態に係る試験装置１０の群遅延の算出フローを示す。図４は、波形発生部２０から出力されるマルチトーン信号の任意の測定対象周波数の近傍の信号成分の一例を示す。

まず、波形発生部２０は、マルチトーン信号を発生し、第１伝送路３４および第２伝送路３６を通過させる（Ｓ１００１）。ここで、波形発生部２０は、群遅延を測定する測定対象周波数のそれぞれについて、当該測定対象周波数を挟んだ２以上の周波数の信号成分を含むマルチトーン信号を発生する。例えば、波形発生部２０は、図４に示すように、測定対象周波数に一致する周波数の信号成分と、測定対象周波数よりも小さい（又は大きい）周波数の信号成分とを含むマルチトーン信号を発生してよい。これにより、波形発生部２０によれば、測定対象周波数における位相の傾きを測定可能なマルチトーン信号を発生することができる。

また、波形発生部２０から発生されるマルチトーン信号の平均電力に対するピーク電力の割合（ＰＡＰＲ）が大きい場合、測定部２４は、精度良くフィルタ１００の群遅延を測定することが困難となる。すなわち、ピーク電力がフィルタ１００の入力レンジより大きいマルチトーン信号を波形発生部２０が発生した場合、フィルタ１００を通過する信号が歪むので、測定部２４は、正確に群遅延を測定することができない。これに対し、ＰＡＰＲが大きいマルチトーン信号のピーク電力をフィルタ１００の入力レンジ以下とすると、フィルタ１００を通過する信号の平均電力が小さくなるので、測定部２４は、ダイナミックレンジが大きくなり、正確に群遅延を測定することができない。

そこで、波形発生部２０は、一例として、マルチトーン信号の各周波数の信号成分の位相を調整し、ピーク値がフィルタ１００の入力レンジ以下となり、平均電力が予め定められた値以上としてよい。波形発生部２０は、例えば、非特許文献１（楢崎祥一，野島俊雄、「マルチトーン信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を低減する初期位相設定法」、電子情報通信学会論文誌、１９９５年１１月、Ｎｏ．１１、ｐ．６６３−６７１）により提案された方法により、初期位相が調整されたマルチトーン信号を発生してよい。なお、予め定められた値以上となる平均電力は、ノイズレベルよりも十分に大きな値となる平均電力であってよい。これにより、波形発生部２０によれば、フィルタ１００を通過した後のマルチトーン信号の歪を少なくし、且つ、フィルタ１００を通過した後のマルチトーン信号のダイナミックレンジを小さくできるので、精度良くフィルタ１００の特性を測定することができる。

次に、第１サンプリング部４２は、第１伝送路３４の出力端から出力された、フィルタ１００を通過したマルチトーン信号をサンプリングする（Ｓ１００２）。これと並行して、第２サンプリング部４４は、第２伝送路３６の出力端から出力された、フィルタ１００を通過していないマルチトーン信号をサンプリングする（Ｓ１００２）。

次に、第１ＦＦＴ部５２は、第１サンプリング部４２によりサンプリングされたマルチトーン信号をＦＦＴ演算する。また、第２ＦＦＴ部５４は、第２サンプリング部４４によりサンプリングされたマルチトーン信号をＦＦＴ演算する（Ｓ１００３）。

次に、位相差算出部５６は、ＦＦＴ演算した結果得られた信号成分の周波数毎に、ステップＳ１００５およびＳ１００６の処理を繰返し実行する（Ｓ１００４、Ｓ１００７）。まず、位相差算出部５６は、フィルタ１００を通過していないマルチトーン信号（第２サンプリング部４４によりサンプリングされたマルチトーン信号）の信号成分の複素共役を算出する（Ｓ１００５）。次に、位相差算出部５６は、フィルタ１００を通過したマルチトーン信号（第１サンプリング部４２によりサンプリングされたマルチトーン信号）の信号成分と、フィルタ１００を通過していないマルチトーン信号の信号成分の複素共役とを複素乗算する（Ｓ１００６）。そして、位相差算出部５６は、全ての周波数についてＳ１００５およびＳ１００６の処理を終えると、処理をステップＳ１００８に処理を移す。

次に、演算部５８は、ステップＳ１００４〜Ｓ１００７において算出された周波数毎の信号成分（Ｉ成分，Ｑ成分）に基づき、それぞれの周波数における位相の負の微分値（傾き）を算出する。そして、演算部５８は、算出したそれぞれの周波数における位相の負の微分値を群遅延として出力する（Ｓ１００８）。

以上のような試験装置１０によれば、周波数を掃引して周波数毎の遅延量を測定しなくてもよいので、測定期間を短くすることができる。また、試験装置１０によれば、ネットワークアナライザを用いずに郡遅延を測定することができるので、装置構成を小さくすることができる。

図５は、本実施形態の第１変形例に係る試験装置１０の構成を示す。図５に示す第１変形例に係る試験装置１０は、図１に示した試験装置１０と略同一の構成および機能を採るので、以下、相違点を除き説明を省略する。

試験装置１０は、フィルタ１００の特性測定に先立って、キャリブレーションを行う。波形発生部２０は、キャリブレーション時において、マルチトーン信号に代えて、調整信号を発生する。波形発生部２０は、一例として、特性測定時において出力するマルチトーン信号と同一の調整信号を出力してよい。

第１伝送路３４は、キャリブレーション時において、入力端から入力した調整信号をフィルタ１００をバイパスして出力端から出力させる。第２伝送路３６は、キャリブレーション時において、入力端から入力した調整信号を出力端から出力させる。

第１伝送路３４は、一例として、第１経路７０と、第２経路７２と、第１伝送路内スイッチ７４（７４−１、７４−２）とを含んでよい。第１経路７０は、経路中にフィルタ１００が接続可能とされる。第１経路７０は、特性測定時において、入力端から入力したマルチトーン信号をフィルタ１００を通過させて、出力端から出力させる。第２経路７２は、キャリブレーション時において、入力端から入力した調整信号をフィルタ１００をバイパスさせ、出力端から出力させる。

第１伝送路内スイッチ７４（７４−１、７４−２）は、入力端から出力端への信号の伝送経路を切り替える。より詳しくは、第１伝送路内スイッチ７４は、特性測定時において、入力端と出力端とを第１経路７０を介して接続し、キャリブレーション時において、入力端と出力端とを第２経路７２を介して接続する。なお、試験装置１０は、第１伝送路内スイッチ７４を切り替え制御する切替制御部６２を更に備えてもよい。

測定部２４は、誤差算出部６４と、補正部６６とを更に有する。第１サンプリング部４２は、キャリブレーション時において、第１伝送路３４の出力端から出力された、フィルタ１００をバイパスした調整信号をサンプリングする。第２サンプリング部４４は、キャリブレーション時において、第２伝送路３６の出力端から出力された、フィルタ１００を通過していない調整信号をサンプリングする。

誤差算出部６４は、キャリブレーション時において、第１サンプリング部４２によりサンプリングされた第１伝送路３４の出力端から出力された調整信号、および、第２サンプリング部４４によりサンプリングされた第２伝送路３６の出力端から出力された調整信号に基づいて、フィルタ１００を除いた第１伝送路３４の遅延量および第２伝送路３６の遅延量の誤差を算出する。誤差算出部６４は、一例として、サンプリングした２つの調整信号の間の、位相差の負の微分値（傾き）を算出し、算出結果を遅延量の誤差として出力してよい。誤差算出部６４は、一例として、群遅延算出部４６と同様の演算を行って、周波数毎の遅延量の誤差を算出してもよい。

補正部６６は、フィルタ１００の特性測定時において、誤差算出部６４により算出された遅延量の誤差に基づいて群遅延算出部４６が算出した群遅延を補正する。補正部６６は、一例として、群遅延算出部４６により算出された群遅延に、誤差算出部６４により算出された誤差を加算（又は減算）することにより、群遅延算出部４６により算出された群遅延を補正してよい。

図６は、第１変形例に係る試験装置１０の処理フローを示す。まず、試験装置１０は、キャリブレーションを実行する（Ｓ１０１１）。これにより、試験装置１０によれば、フィルタ１００を除いた第１伝送路３４の遅延量および第２伝送路３６の遅延量の誤差を算出することができる。

次に、試験装置１０は、フィルタ１００の群遅延の測定を実行する（Ｓ１０１２）。試験装置１０は、図３に示したステップＳ１００１からＳ１００８の処理を実行する。

次に、試験装置１０は、ステップＳ１０１２において算出した郡遅延を、ステップＳ１０１１において算出した誤差に基づいて補正する（Ｓ１０１３）。以上のような第１変形例に係る試験装置１０によれば、第１伝送路３４のフィルタ１００を除いた経路および第２伝送路３６の経路に誤差が含まれている場合であっても、当該誤差による影響を除去することができる。これにより、本変形例に係る試験装置１０によれば、より精度良くフィルタ１００の群遅延を測定することができる。

図７は、本実施形態の第２変形例に係る試験装置１０の構成を示す。図７に示す第２変形例に係る試験装置１０は、図５に示した第２変形例に係る試験装置１０と略同一の構成および機能を採るので、以下、相違点を除き説明を省略する。

第１伝送路３４は、第１経路７０と、第２経路７２と、第１伝送路内スイッチ７４（７４−１、７４−２）とを含む。第１経路７０は、経路中にフィルタ１００−１が接続可能とされ、入力端から入力したマルチトーン信号をフィルタ１００−１を通過させて、出力端から出力させる。第２経路７２は、入力端から入力したマルチトーン信号をフィルタ１００−１をバイパスさせ、出力端から出力させる。第１伝送路内スイッチ７４は、第１伝送路３４に接続されたフィルタ１００−１の特性を測定する場合（第１測定時）において、入力端と出力端とを第１経路７０を介して接続する。第１伝送路内スイッチ７４は、第２伝送路３６に接続されたフィルタ１００−２の特性を測定する場合（第２測定時）において、入力端と出力端とを第２経路７２を介して接続する。

第２伝送路３６は、第３経路８０と、第４経路８２と、第２伝送路内スイッチ８４（８４−１、８４−２）とを含む。第３経路８０は、入力端から入力したマルチトーン信号をフィルタ１００−２をバイパスさせ、出力端から出力させる。第４経路８２は、経路中にフィルタ１００−２が接続可能とされ、入力端から入力したマルチトーン信号をフィルタ１００−２を通過させて、出力端から出力させる。第２伝送路内スイッチ８４は、第１測定時において、入力端と出力端とを第３経路８０を介して接続する。第２伝送路内スイッチ８４は、第２測定時において、入力端と出力端とを第４経路８２を介して接続する。

切替制御部６２は、第１伝送路内スイッチ７４および第２伝送路内スイッチ８４を同期して切り替える。切替制御部６２は、第１測定時において、第１伝送路３４の出力端からフィルタ１００−１を通過したマルチトーン信号を出力させるべく、第１伝送路内スイッチ７４を切り替える。そして、切替制御部６２は、第１測定時において、すなわち、第１伝送路３４の出力端からフィルタ１００−１を通過したマルチトーン信号を出力させた場合には、第２伝送路３６の出力端からフィルタ１００−２をバイパスしたマルチトーン信号を出力させるべく第２伝送路内スイッチ８４を切り替える。

また、切替制御部６２は、第２測定時において、第１伝送路３４の出力端からフィルタ１００−１をバイパスしたマルチトーン信号を出力させるべく、第１伝送路内スイッチ７４を切り替える。そして、切替制御部６２は、第２測定時において、すなわち、第１伝送路３４の出力端からフィルタ１００−１をバイパスしたマルチトーン信号を出力させた場合には、第２伝送路３６の出力端からフィルタ１００−２を通過したマルチトーン信号を出力させる。このような本変形例に係る試験装置１０によれば、フィルタ１００を第１伝送路３４または第２伝送路３６のいずれに接続しても、スイッチを切り換えることにより容易にフィルタ１００の特性を測定することができる。

図８は、本実施形態の第３変形例に係る試験装置１０の構成を示す。図８に示す第３変形例に係る試験装置１０は、図１に示した第１変形例に係る試験装置１０と略同一の構成および機能を採るので、以下、相違点を除き説明を省略する。

本変形例に係る測定部２４は、ゲイン算出部９０を更に有する。ゲイン算出部９０は、第１サンプリング部４２によりサンプリングされたマルチトーン信号および第２サンプリング部４４によりサンプリングされたマルチトーン信号の間の、それぞれの周波数における振幅に基づいて、フィルタ１００の周波数毎のゲインを算出する。より詳しくは、ゲイン算出部９０は、第２のマルチトーン信号に対する第１のマルチトーン信号の、それぞれの周波数における振幅差を算出し、算出結果をフィルタ１００の周波数毎のゲインとして出力する。これにより、本変形例に係る試験装置１０によれば、簡易にフィルタ１００のゲインを測定することができる。

さらに、本変形例に係る試験装置１０は、調整部９２を更に備えてよい。調整部９２は、波形発生部２０に対して、複数の周波数のそれぞれの信号成分の振幅が、対応する周波数のフィルタ１００のゲインに応じて調整されたマルチトーン信号を発生させる。

また、本変形例に係る試験装置１０の測定部２４は、補正部９４を更に有してよい。この場合、本変形例に係る試験装置１０は、キャリブレーション時において、図５において説明したキャリブレーション処理と同様の処理を実行する。更に、本変形例に係る試験装置１０は、キャリブレーション時において、第１伝送路３４の出力端から出力された調整信号および第２伝送路３６の出力端から出力された調整信号に基づいて、フィルタ１００を除いた第１伝送路３４のゲインおよび第２伝送路３６のゲインの誤差を算出する。そして、補正部９４は、フィルタ１００の特性測定において、キャリブレーション時において算出されたゲインの誤差に基づいて、ゲイン算出部９０が算出したゲインを補正する。

図９は、第３変形例に係る試験装置１０の処理フローを示す。まず、試験装置１０は、フィルタ１００の周波数毎のゲインを測定する（Ｓ１０２１）。次に、調整部９２は、ステップＳ１０２１において算出されたフィルタ１００の周波数毎のゲインに基づき、波形発生部２０により発生されるマルチトーン信号を調整する（Ｓ１０２２）。

調整部９２は、一例として、フィルタ１００を通過した後のマルチトーン信号の周波数毎の振幅が、略一定となるようなマルチトーン信号を発生させる。調整部９２は、例えばフィルタ１００がローパスフィルタの特性を有している場合であれば、高域周波数の振幅を予め高くしたマルチトーン信号を波形発生部２０から出力させる。

次に、試験装置１０は、フィルタ１００の群遅延を測定する（Ｓ１０２３）。これにより、本変形例に係る試験装置１０によれば、各周波数帯域において、振幅が平均化された（すなわち、ダイナミックレンジが小さい）信号をフィルタ１００から出力させることができる。この結果、試験装置１０によれば、フィルタ１００の郡遅延を精度良く測定することができる。

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、請求の範囲の記載から明らかである。

Claims (11)

1. フィルタの特性を測定する測定装置であって、
   経路上に第１フィルタが接続され、入力端から複数の周波数のそれぞれに信号成分を有するマルチトーン信号を入力し、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第１フィルタを通過させて出力端から出力する第１経路と、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第１フィルタをバイパスして出力端から出力する第２経路とを有する第１伝送路と、
   経路上に第２フィルタが接続され、入力端から前記マルチトーン信号を入力し、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第２フィルタを通過させて出力端から出力する第３経路と、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第２フィルタをバイパスして出力端から出力する第４経路とを有する第２伝送路と、
   前記第１伝送路の出力端から前記第１フィルタを通過した前記マルチトーン信号を出力させた場合には、前記第２伝送路の出力端から前記第２フィルタをバイパスした前記マルチトーン信号を出力させ、前記第１伝送路の出力端から前記第１フィルタをバイパスした前記マルチトーン信号を出力させた場合には、前記第２伝送路の出力端から前記第２フィルタを通過した前記マルチトーン信号を出力させる切替制御部と、
   前記第１伝送路の出力端から出力された前記マルチトーン信号および前記第２伝送路の出力端から出力された前記マルチトーン信号に基づいて、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの特性を算出する測定部と
   を備える測定装置。
2. 前記測定部は、
   前記第１伝送路の出力端から出力された、前記第１フィルタを通過した前記マルチトーン信号をサンプリングする第１サンプリング部と、
   前記第２伝送路の出力端から出力された、前記第２フィルタを通過していない前記マルチトーン信号をサンプリングする第２サンプリング部と、
   前記第１サンプリング部によりサンプリングされたマルチトーン信号および前記第２サンプリング部によりサンプリングされたマルチトーン信号の間の、それぞれの周波数における位相差に基づいて、前記第１フィルタの群遅延を算出する群遅延算出部と
   を有する請求項１に記載の測定装置。
3. 前記第１伝送路の前記第１経路における前記第１フィルタを除いた経路および前記第２伝送路の前記第４経路は、入力端から出力端までの遅延量が略同一である
   請求項２に記載の測定装置。
4. 前記マルチトーン信号の各信号成分の位相を調整し、ピーク値が前記第１フィルタの入力レンジ以下となり、平均電力が予め定められた値以上とする波形発生部を更に備える請求項２または３に記載の測定装置。
5. キャリブレーション時において、調整信号を発生する波形発生部を更に備え、
   前記第１伝送路は、キャリブレーション時において、入力端から入力した前記調整信号を前記第１フィルタをバイパスして出力端から出力させ、
   前記第２伝送路は、キャリブレーション時において、入力端から入力した前記調整信号を前記第２フィルタをバイパスして出力端から出力させ、
   キャリブレーション時において、前記第１伝送路の出力端から出力された前記調整信号および前記第２伝送路の出力端から出力された前記調整信号に基づいて、前記第１フィルタを除いた前記第１伝送路の遅延量および前記第２伝送路の遅延量の誤差を算出する誤差算出部と、
   フィルタ特性測定時において、前記遅延量の誤差に基づいて前記群遅延算出部が算出した前記群遅延を補正する補正部と
   を更に備える請求項２から４のいずれか一項に記載の測定装置。
6. 前記測定部は、前記第１サンプリング部によりサンプリングされたマルチトーン信号および前記第２サンプリング部によりサンプリングされたマルチトーン信号の間の、それぞれの周波数における振幅に基づいて、前記第１フィルタの周波数毎のゲインを算出するゲイン算出部を有する
   請求項２から５のいずれか一項に記載の測定装置。
7. キャリブレーション時において、調整信号を発生する波形発生部を更に備え、
   前記第１伝送路は、キャリブレーション時において、入力端から入力した前記調整信号を前記第１フィルタをバイパスして出力端から出力させ、
   前記第２伝送路は、キャリブレーション時において、入力端から入力した前記調整信号を前記第２フィルタをバイパスして出力端から出力させ、
   キャリブレーション時において、前記第１伝送路の出力端から出力された前記調整信号および前記第２伝送路の出力端から出力された前記調整信号に基づいて、前記第１フィルタを除いた前記第１伝送路のゲインおよび前記第２フィルタを除いた前記第２伝送路のゲインの誤差を算出する誤差算出部と、
   フィルタ特性測定時において、前記ゲインの誤差に基づいて前記ゲイン算出部が算出した前記ゲインを補正する補正部と
   を更に備える請求項６に記載の測定装置。
8. 前記複数の周波数のそれぞれの信号成分の振幅が、対応する周波数の前記第１フィルタのゲインに応じて調整されたマルチトーン信号を発生する波形発生部を更に備える
   請求項１から７のいずれか一項に記載の測定装置。
9. 前記測定部は、前記第１サンプリング部によりサンプリングされたマルチトーン信号および前記第２サンプリング部によりサンプリングされたマルチトーン信号の間の、それぞれの周波数における振幅差に基づいて、前記第１フィルタの周波数毎のゲインを算出するゲイン算出部を有し、
   前記複数の周波数のそれぞれの信号成分の振幅が、対応する周波数の前記第１フィルタのゲインに応じて調整されたマルチトーン信号を発生する波形発生部と、
   前記ゲイン算出部により算出された前記第１フィルタの周波数毎のゲインに基づき、前記波形発生部により発生されるマルチトーン信号を調整する調整部と
   を更に備える請求項２から７のいずれか一項に記載の測定装置。
10. フィルタを試験する試験装置であって、
    第１フィルタおよび第２フィルタを搭載するパフォーマンスボードと、
    前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの特性を算出する測定部と
    を備え、
    前記パフォーマンスボードは、
    経路上に前記第１フィルタが接続され、入力端から複数の周波数のそれぞれに信号成分を有するマルチトーン信号を入力し、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第１フィルタを通過させて出力端から出力する第１経路と、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第１フィルタをバイパスして出力端から出力する第２経路とを有する第１伝送路と、
    経路上に前記第２フィルタが接続され、入力端から前記マルチトーン信号を入力し、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第２フィルタを通過させて出力端から出力する第３経路と、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第２フィルタをバイパスして出力端から出力する第４経路とを有する第２伝送路と
    を有し、
    当該試験装置は、前記第１伝送路の出力端から前記第１フィルタを通過した前記マルチトーン信号を出力させた場合には、前記第２伝送路の出力端から前記第２フィルタをバイパスした前記マルチトーン信号を出力させ、前記第１伝送路の出力端から前記第１フィルタをバイパスした前記マルチトーン信号を出力させた場合には、前記第２伝送路の出力端から前記第２フィルタを通過した前記マルチトーン信号を出力させる切替制御部を更に備え、
    前記測定部は、前記第１伝送路の出力端から出力された前記マルチトーン信号および前記第２伝送路の出力端から出力された前記マルチトーン信号に基づいて、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの特性を算出する
    試験装置。
11. フィルタの特性を測定する測定方法であって、
    経路上に第１フィルタが接続され、入力端から入力した信号を前記第１フィルタを通過させて出力端から出力する第１経路と、入力端から入力した信号を前記第１フィルタをバイパスして出力端から出力する第２経路とを有する第１伝送路の入力端から複数の周波数のそれぞれに信号成分を有するマルチトーン信号を入力し、
    経路上に第２フィルタが接続され、入力端から前記マルチトーン信号を入力し、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第２フィルタを通過させて出力端から出力する第３経路と、入力端から入力した前記マルチトーン信号を前記第２フィルタをバイパスして出力端から出力する第４経路とを有する第２伝送路の入力端から前記マルチトーン信号を入力し、
    前記第１伝送路の出力端から前記第１フィルタを通過した前記マルチトーン信号を出力させた場合には、前記第２伝送路の出力端から前記第２フィルタをバイパスした前記マルチトーン信号を出力させ、前記第１伝送路の出力端から前記第１フィルタをバイパスした前記マルチトーン信号を出力させた場合には、前記第２伝送路の出力端から前記第２フィルタを通過した前記マルチトーン信号を出力させ、
    前記第１伝送路を伝搬した前記マルチトーン信号を前記第１伝送路の出力端から受け取り、
    前記第２伝送路を伝搬した前記マルチトーン信号を前記第２伝送路の出力端から受け取り、
    前記第１伝送路の出力端から出力された前記マルチトーン信号および前記第２伝送路の出力端から出力された前記マルチトーン信号に基づいて、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの特性を算出する
    測定方法。

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