JP7177865B2

JP7177865B2 - 測定装置とその補間方法

Info

Publication number: JP7177865B2
Application number: JP2021005274A
Authority: JP
Inventors: 巧一郎富崎
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2041-01-15
Also published as: JP2022109773A

Description

本発明は、ローカル信号を発生する複数の発振器を備えた測定装置に関する。

従来、ローカル信号を発生させる発振器を有する測定装置としてスペクトラムアナライザが知られている。スペクトラムアナライザは、所望の観測周波数帯域のどの周波数にどのようなレベルの信号が存在するかを示すスペクトラム波形を表示する装置である。

このようなスペクトラムアナライザでは、発振器の発生するローカル信号を所望の周波数帯域分掃引し、そのローカル信号により周波数変換した信号を解析してスペクトラム波形を作成する。

ところで、このようなスペクトラムアナライザにおいて、要求される最大の観測周波数帯域が、１つの発振器が発生できる周波数帯域に比べて広い場合がある。このような場合には、要求される最大の観測周波数帯域を複数に分割し、それぞれの分割周波数帯域に対応する発振器を用意し、発振器を切り替えながら周波数を掃引することで、広い周波数に対応していた。

特許文献１には、３つの電圧制御発振器と、これのうちの１つを選択するスイッチとを備え、３つの電圧制御発振器を切り替えながら周波数を掃引することが記載されている。

特許第５１８６４７４号公報

このような測定装置の調整段階において、調整用の所定のレベルの信号を入力し、実際に測定される信号レベルとの誤差を測り、補正値を取得している。

このような補正値は、発振器などのハードウェア構成が切り替わる際、ハードウェア的に特性が変化するため、発振器が切り替わる直前と直後の補正値に段差ができ、その間の補正値を補間する必要がある。

そこで、本発明は、ハードウェア構成を切り替えて測定を行なう場合でも、ハードウェア構成を切り替える直前と直後の間の補正値を精度良く補間することができる測定装置を提供することを目的としている。

本発明の測定装置は、入力信号の周波数毎のレベルを測定する測定装置であって、測定したレベルの補正値を有し、前記補正値は、所定の周波数間隔のポイント毎に取得された補正値により作成され、前記測定装置のハードウェア構成が切り替わる周波数を特殊ポイントとし、前記特殊ポイントより１つ低いポイントと２つ低いポイントとの補正値の傾きと、前記特殊ポイントと前記特殊ポイントより１つ高いポイントとの補正値の傾きと、を平均した傾きを、前記特殊ポイントより１つ低いポイントと前記特殊ポイントとの間の補正値の傾きとするものである。

この構成により、ハードウェア構成が切り替わる周波数が特殊ポイントとされ、特殊ポイントより１つ低いポイントと２つ低いポイントとの補正値の傾きと、特殊ポイントと特殊ポイントより１つ高いポイントとの補正値の傾きと、が平均された傾きが、特殊ポイントより１つ低いポイントと特殊ポイントとの間の補正値の傾きとされる。このため、ハードウェア構成を切り替えて測定を行なう場合でも、ハードウェア構成を切り替える直前と直後の間の補正値を精度良く補間することができる。

また、本発明の測定装置において、予め定められた周波数帯域の周波数の信号を発生する複数の発振器を備え、前記複数の発振器を切り替えて周波数毎のレベルを測定し、前記発振器が切り替わる周波数を前記特殊ポイントとするものである。

この構成により、発振器が切り替わる周波数が特殊ポイントとされ、特殊ポイントより１つ低いポイントと２つ低いポイントとの補正値の傾きと、特殊ポイントと特殊ポイントより１つ高いポイントとの補正値の傾きと、が平均された傾きが、特殊ポイントより１つ低いポイントと特殊ポイントとの間の補正値の傾きとされる。このため、発振器を切り替えて測定を行なう場合でも、発振器を切り替える直前と直後の間の補正値を精度良く補間することができる。

本発明は、ハードウェア構成を切り替えて測定を行なう場合でも、ハードウェア構成を切り替える直前と直後の間の補正値を精度良く補間することができる測定装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る測定装置のブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に係る測定装置の補正値の補間方法を説明する図である。図３は、本発明の一実施形態に係る測定装置の補正値補間処理の手順を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る測定装置ついて詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施形態に係る測定装置１は、アッテネータ１１と、ローカル信号発生部１２と、ミキサ１３と、フィルタ１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、表示部１６と、操作部１７と、掃引制御部１８と、信号解析部１９と、を含んで構成される。

アッテネータ１１は、入力信号Ｓ_INのレベルを所定値に減衰させ、ミキサ１３に出力する。アッテネータ１１は、減衰量を変更することができる可変減衰器で構成される。アッテネータ１１は、掃引制御部１８の制御により減衰量を変更する。

ローカル信号発生部１２は、３つの電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、これらのうち１つを選択するスイッチ１２ｄ、１２ｅと、を備え、ローカル信号Ｌをミキサ１３に出力する。なお、電圧制御発振器は３つでなくてもよく、複数備えていればよい。

電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、掃引制御部１８から入力される制御電圧に応じた周波数の信号Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを出力する。電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ異なる周波数帯域の信号を出力する。電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、出力する信号の周波数帯域が一部重複していてもかまわない。

ミキサ１３は、アッテネータ１１の出力信号とローカル信号Ｌとをミキシングし、ミキシングした信号をフィルタ１４に出力する。

フィルタ１４は、ミキサ１３から入力された信号の予め設定された周波数の信号成分Ｍを通過させＡ／Ｄ変換器１５に出力する。

Ａ／Ｄ変換器１５は、フィルタ１４が通過させたアナログの信号成分Ｍを、所定のサンプリング周期でサンプリングしてデジタルの信号列Ｄｍを信号解析部１９に出力する。

表示部１６は、例えば、液晶ディスプレイで構成され、信号解析部１９が求めたスペクトラム特性の波形を表示する。

操作部１７は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力機器で構成され、操作入力された情報などを掃引制御部１８や信号解析部１９に出力する。

掃引制御部１８は、ローカル信号発生部１２に出力する制御電圧を制御しながら、ローカル信号発生部１２のスイッチ１２ｄ、１２ｅにより電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれか１つを選択し、ミキサ１３に出力するローカル信号Ｌの周波数を所定ステップで掃引させるとともに、その各周波数を示す周波数情報ｆを信号解析部１９に出力する。

信号解析部１９は、掃引によって得られたデジタルの信号列Ｄｍと、掃引制御部１８から入力される周波数情報ｆとを対応付けて図示しないメモリに格納し、補正処理や指定された帯域制限処理等を行なって観測帯域のスペクトラム特性を求める。

このような測定装置１において、所定のレベルの信号を入力し、実際に測定される信号レベルとの誤差から、信号レベルの補正値を取得する調整が行なわれる。

補正値の取得は、例えば、１０MHz単位（１０MHz間隔のポイント）で行なわれる。信号解析部１９は、電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃの切り替わる周波数を、特殊ポイントとして記憶している。

信号解析部１９は、例えば、５．０GHzから電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃが切り替わる場合、その５．０GHzを特殊ポイントとして記憶する。

信号解析部１９は、特殊ポイントの１つ前のポイントと特殊ポイントとの間の補正値を補間する。

信号解析部１９は、特殊ポイントより１つ低いポイントと２つ低いポイントとの補正値の傾きと、特殊ポイントと特殊ポイントより１つ高いポイントとの補正値の傾きと、を平均した傾きを、特殊ポイントより１つ低いポイントと特殊ポイントとの間の補正値の傾きとする。

例えば、図２に示すように、５．０GHzを特殊ポイントとした場合、特殊ポイントの５．０GHzより１つ低いポイントの４．９９GHzの補正値と、特殊ポイントの５．０GHzより２つ低いポイントの４．９８GHzの補正値との傾きをＡとし、特殊ポイントの５．０GHzの補正値と、特殊ポイントの５．０GHzより１つ高いポイントの５．０１GHzの補正値との傾きをＢとし、その平均、（Ａ＋Ｂ）／２を特殊ポイントの５．０GHzより１つ低いポイントの４．９９GHzと特殊ポイントの５．０GHzとの間の補正値の傾きＣとする。

以上のように構成された本実施形態に係る測定装置による補正値補間処理について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明する補正値補間処理は、補正値の取得が終わった後、特殊ポイント毎に実行される。

ステップＳ１において、信号解析部１９は、特殊ポイントより１つ低いポイントと、２つ低いポイントと、の補正値の傾きＡを算出する。ステップＳ１の処理を実行した後、信号解析部１９は、ステップＳ２の処理を実行する。

ステップＳ２において、信号解析部１９は、特殊ポイントと、特殊ポイントより１つ高いポイントと、の補正値の傾きＢを算出する。ステップＳ２の処理を実行した後、信号解析部１９は、ステップＳ３の処理を実行する。

ステップＳ３において、信号解析部１９は、ＡとＢの平均Ｃを算出する。ステップＳ３の処理を実行した後、信号解析部１９は、ステップＳ４の処理を実行する。

ステップＳ４において、信号解析部１９は、特殊ポイントより１つ低いポイントの補正値から傾きＣで特殊ポイントまでの補正値を補間する。ステップＳ４の処理を実行した後、信号解析部１９は、補正値補間処理を終了する。

このように、上述の実施形態では、電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃの切り替わる周波数を特殊ポイントとし、特殊ポイントより１つ低いポイントと２つ低いポイントとの補正値の傾きと、特殊ポイントと特殊ポイントより１つ高いポイントとの補正値の傾きと、を平均した傾きを、特殊ポイントより１つ低いポイントと特殊ポイントとの間の補正値の傾きとする。

これにより、ハードウェア構成を切り替えて測定を行なう場合でも、ハードウェア構成を切り替える直前と直後の間の補正値を精度良く補間することができる。

なお、本実施形態においては、電圧制御発振器１２ａ、１２ｂ、１２ｃの切り替わりの場合を示したが、それに限定されるものではなく、例えば、アッテネータ１１の減衰量を切り替えたような場合にも適用できる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１測定装置
１１アッテネータ
１２ローカル信号発生部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ電圧制御発振器（発振器）
１２ｄ、１２ｅスイッチ
１３ミキサ
１４フィルタ
１５Ａ／Ｄ変換器
１８掃引制御部
１９信号解析部

Claims

入力信号の周波数毎のレベルを測定する測定装置（１）であって、
測定したレベルの補正値を有し、
前記補正値は、所定の周波数間隔のポイント毎に取得された補正値により作成され、
前記測定装置のハードウェア構成が切り替わる周波数を特殊ポイントとし、前記特殊ポイントより１つ低いポイントと２つ低いポイントとの補正値の傾きと、前記特殊ポイントと前記特殊ポイントより１つ高いポイントとの補正値の傾きと、を平均した傾きを、前記特殊ポイントより１つ低いポイントと前記特殊ポイントとの間の補正値の傾きとする測定装置。
予め定められた周波数帯域の周波数の信号を発生する複数の発振器（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を備え、前記複数の発振器を切り替えて周波数毎のレベルを測定し、
前記発振器が切り替わる周波数を前記特殊ポイントとする請求項１に記載の測定装置。