JP7478175B2

JP7478175B2 - 信号発生装置、レベル補正値算出システム、レベル補正値算出方法

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Publication number: JP7478175B2
Application number: JP2022015374A
Authority: JP
Inventors: 浩史小野; 紘司山下; 伸一伊藤
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2022-02-03
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2042-02-03
Also published as: JP2023113198A; US20230246720A1

Description

本発明は、所望の周波数帯のアナログ信号を生成する信号発生装置に関する。

所望の周波数帯のアナログ信号を生成する信号発生装置として、例えば、信号発生器で発生されたデジタル信号を、ＤＡコンバータでアナログ信号に変換し、所望の周波数帯のアナログ信号を生成する信号発生装置が知られている。

このような信号発生装置は、例えば、移動体通信端末の試験を行なう移動端末試験装置などに組み込まれ、試験用の信号を生成し、出力するようになっている。

特許文献１には、ベースバンド信号発生部の出力信号に従ってローカル信号を変調する直交変調手段と、直交変調手段からの信号のレベルをステップで減衰させる可変ＡＴＴとを備え、直交変調手段から可変ＡＴＴの入力までの周波数応答特性を補正するための第１の補正値と、可変ＡＴＴの各ステップでの減衰量エラーを補正するための第２の補正値を記憶しておき、変調信号出力時にその周波数に対応した第１の補正値及び第２の補正値を基にベースバンド信号発生部に対して出力信号の大きさを可変させることにより補正する信号発生装置が記載されている。

特開２００８－２０５８１２号公報

このように、可変減衰器の各ステップでの減衰量の補正値を求める場合、信号発生部のゲインと可変減衰器の減衰量を変えて測定を行なうが、信号発生部のゲインを大きく変えると、信号発生部から測定部までの経路上にある半導体部品の非線形性が影響して、精度良く補正値を求めることができない。

そこで、本発明は、信号発生部から測定部までの経路上にある半導体部品の非線形性の影響を抑えて、精度良く可変減衰器の補正値を求めることができる信号発生装置を提供することを目的としている。

本発明の信号発生装置は、所定のデジタル信号を発生させる信号発生部と、前記信号発生部で発生されたデジタル信号を所定の無線周波数のアナログ信号に変換するＤＡコンバータと、前記ＤＡコンバータで変換されたアナログ信号を減衰させる可変減衰器と、前記可変減衰器で減衰され、１つ以上の半導体部品を通過した信号のレベルを検出する測定部と、前記可変減衰器の減衰量の最大値を所定の減衰量である変動量で分割した複数のステップそれぞれでの前記可変減衰器の減衰量の補正値であるステップエラー値を求める制御部と、を備え、前記制御部は、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量をゼロとしたときの前記測定部での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とし、前記信号発生部のゲインをマイナスの前記変動量とし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの前記測定部での測定値を基準値とし、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量に前記変動量を加えた減衰量としたときの前記測定部での測定値を、前記基準値から減算した値を誤差値とし、前記誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とし、これを繰り返して前記可変減衰器の補正値を算出するものである。

この構成により、可変減衰器の補正値が所定の変動量ごとに算出され、信号発生部から測定部までの経路上にある半導体部品の非線形性の影響を抑えて、精度良く可変減衰器の補正値を求めることができる。

また、本発明のレベル補正値算出システムは、所定のデジタル信号を発生させる信号発生部と、前記信号発生部で発生されたデジタル信号を所定の無線周波数のアナログ信号に変換するＤＡコンバータと、前記ＤＡコンバータで変換されたアナログ信号を減衰させる可変減衰器と、前記可変減衰器の減衰量の最大値を所定の減衰量である変動量で分割した複数のステップそれぞれでの前記可変減衰器の減衰量の補正値であるステップエラー値を求める制御部と、を備える信号発生装置と、前記信号発生装置の出力する信号のレベルを検出して前記制御部に送信する測定装置と、を備えるレベル補正値算出システムであって、前記制御部は、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量をゼロとしたときの前記測定装置での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とし、前記信号発生部のゲインをマイナスの前記変動量とし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの前記測定装置での測定値を基準値とし、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量に前記変動量を加えた減衰量としたときの前記測定装置での測定値を、前記基準値から減算した値を誤差値とし、前記誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とし、これを繰り返して前記可変減衰器の補正値を算出するものである。

この構成により、可変減衰器の補正値が所定の変動量ごとに算出され、信号発生部から測定装置までの経路上にある半導体部品の非線形性の影響を抑えて、精度良く可変減衰器の補正値を求めることができる。

また、本発明のレベル補正値算出方法は、所定のデジタル信号を発生させる信号発生部と、前記信号発生部で発生されたデジタル信号を所定の無線周波数のアナログ信号に変換するＤＡコンバータと、前記ＤＡコンバータで変換されたアナログ信号を減衰させる可変減衰器と、前記可変減衰器で減衰され、１つ以上の半導体部品を通過した信号のレベルを検出する測定部と、前記可変減衰器の減衰量の最大値を所定の減衰量である変動量で分割した複数のステップそれぞれでの前記可変減衰器の減衰量の補正値であるステップエラー値を求める制御部と、を備える信号発生装置のレベル補正値算出方法であって、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量をゼロとしたときの前記測定部での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とするステップと、前記信号発生部のゲインをマイナスの前記変動量とし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの前記測定部での測定値を基準値とするステップと、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量に前記変動量を加えた減衰量としたときの前記測定部での測定値を、前記基準値から減算した値を誤差値とするステップと、前記誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とするステップと、これらのステップを繰り返して前記可変減衰器の補正値を算出するものである。

本発明は、信号発生部から測定部までの経路上にある半導体部品の非線形性の影響を抑えて、精度良く可変減衰器の補正値を求めることができる信号発生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信号発生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信号発生装置のステップエラー値の算出方法を説明するための図である。図３は、本発明の一実施形態に係る信号発生装置のステップエラー算出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信号発生装置に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信号発生装置１は、信号発生部２と、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）３と、ＲＦモジュール４と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ：Analog to Digital Converter）５と、測定部６と、制御部７とを含んで構成される。

信号発生部２は、所定のデジタル信号を発生させて出力する。信号発生部２は、出力するデジタル信号のデジタルゲインを調整することができる。信号発生部２の出力するデジタル信号のデジタルゲインは、制御部７の制御により調整される。

ＤＡコンバータ３は、信号発生部２で発生されたデジタル信号を所定の無線周波数（Radio Frequency）のアナログ信号に変換する。

ＲＦモジュール４は、ＤＡコンバータ３が出力するアナログ信号のレベルを調整して出力端子１０から出力する。

ＲＦモジュール４は、入力された信号のレベルを調整する可変減衰器４０、４２、４４、４６と、入力された信号を増幅するアンプ４１、４３、４５、４９と、可変減衰器４６が出力するアナログ信号を出力端子１０またはスイッチ４８に分配する分配器（Divider）４７と、分配器４７が出力するアナログ信号と入力端子１１に入力されるアナログ信号のいずれかを選択してアンプ４９に出力するスイッチ４８とを含んで構成される。

可変減衰器４０、４２、４４、４６は、制御部７の制御により減衰量を変化させる。スイッチ４８は、制御部７の制御によりアンプ４９に出力する信号を切り替える。

ＡＤコンバータ５は、入力端子１１に入力されたアナログ信号、またはＲＦモジュール４内で折り返したアナログ信号をデジタル信号に変換する。

測定部６は、ＡＤコンバータ５が出力するデジタル信号のレベルなどを測定する。測定部６は、制御部７の制御により測定を行ない、測定結果を制御部７に送信する。

制御部７は、例えば、コンピュータ装置によって構成される。このコンピュータ装置は、それぞれ図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ハードディスク装置などの不揮発性の記憶媒体と、各種入出力ポートと、表示装置と、ポインティングデバイスやキーボード装置などの入力装置とを有する。

このコンピュータ装置のＲＯＭ及びハードディスク装置には、コンピュータ装置を制御部７として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータ装置は、制御部７として機能する。

信号発生装置１は、図中Ａの点線で示す、信号発生部２が発生した信号を、ＲＦモジュール４でレベルを調整して出力端子１０から出力するExternal経路と、図中Ｂの点線で示す、信号発生部２が発生し、ＲＦモジュール４でレベル調整した信号を、ＲＦモジュール４で折り返してＡＤコンバータ５を介して測定部６に入力するInternal経路と、を選択できるようになっている。

本実施形態の可変減衰器４０、４２、４４、４６は、非線形の特性を有している。この非線形性を補正する必要があるが、信号発生部２のゲインを大きく変えると、信号発生部２から測定部６までの経路上にある半導体部品の非線形性が影響して、精度良く補正値を求めることができない。

このため、本実施形態においては、可変減衰器４０、４２、４４、４６の減衰量の最大値を所定の減衰量である変動量で分割し、減衰量を変動量でステップ的に変化させたときの誤差をステップエラー値として算出し、減衰量の補正を行なう。

例えば、可変減衰器４０、４２、４４、４６の設定可能な減衰量がゼロから３０ｄＢであり、最小分解能が１ｄＢである場合、可変減衰器４０、４２、４４、４６の減衰量を１ｄＢで分割し、減衰量を１ｄＢでステップ的に変化させたときの誤差をステップエラー値として算出する。

制御部７は、信号発生部２が発生し、ＲＦモジュール４でレベル調整した信号を、ＲＦモジュール４で折り返すInternal経路を設定し、信号発生部２が発生する信号のゲインと、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量を変化させ、ステップエラー値を算出する。

制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量をゼロとしたときの測定部６での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とする。

制御部７は、例えば、信号発生部２のゲインをマイナスの変動量とし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの測定部６での測定値を基準値とする。

制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量を前の測定時の減衰量に変動量を加えた減衰量としたときの測定部６での測定値を、基準値から減算した値を誤差値とする。

制御部７は、誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とする。

次に制御部７は、信号発生部２のゲインをマイナスの変動量とし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの測定部６での測定値を基準値とし、これらを繰り返し、各ステップでのステップエラー値を算出する。

図２は、可変減衰器４０、４２、４４、４６の設定可能な減衰量がゼロから３０ｄＢであり、最小分解能が１ｄＢである場合、可変減衰器４０、４２、４４、４６の減衰量を１ｄＢで分割し、減衰量を１ｄＢでステップ的に変化させたときのステップエラー値の算出方法を示している。なお、ステップエラー値は、可変減衰器４０、４２、４４、４６のそれぞれについて算出する。

図２において、制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量をゼロとしたときの測定部６での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とする。

制御部７は、信号発生部２のゲインを－１ｄＢとし、対象の可変減衰器の減衰量をゼロとしたときの測定部６での測定値を基準値とする。

制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、対象の可変減衰器の減衰量を前の測定時の減衰量に変動量を加えた１ｄＢとしたときの測定部６での測定値を測定する。

制御部７は、減衰量ゼロでのステップエラー値と、基準値から今回の測定値を減算した値と、を加算した値を次のステップである減衰量１ｄＢでのステップエラー値とする。

制御部７は、信号発生部２のゲインを－１ｄＢとし、対象の可変減衰器の減衰量を前の測定時の減衰量の１ｄＢとしたときの測定部６での測定値を基準値とする。

制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、対象の可変減衰器の減衰量を前の測定時の減衰量に変動量を加えた２ｄＢとしたときの測定部６での測定値を測定する。

制御部７は、前のステップの減衰量１ｄＢでのステップエラーの値と、基準値から今回の測定値を減算した値と、を加算した値を次のステップである減衰量２ｄＢでのステップエラー値とする。

制御部７は、信号発生部２のゲインを－１ｄＢとし、対象の可変減衰器の減衰量を前の測定時の減衰量である２ｄＢとしたときの測定部６での測定値を基準値とする。

制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、対象の可変減衰器の減衰量を前の測定時の減衰量に変動量を加えた３ｄＢとしたときの測定部６での測定値を測定する。

制御部７は、前のステップの減衰量２ｄＢでのステップエラーの値と、基準値から今回の測定値を減算した値と、を加算した値を次のステップである減衰量３ｄＢでのステップエラー値とする。

制御部７は、このような処理を繰り返し、信号発生部２のゲインを－１ｄＢとし、対象の可変減衰器の減衰量を前の測定時の減衰量である２９ｄＢとしたときの測定部６での測定値を基準値とする。

制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、対象の可変減衰器の減衰量を前の測定時の減衰量に変動量を加えた３０ｄＢとしたときの測定部６での測定値を測定する。

制御部７は、前のステップの減衰量２９ｄＢでのステップエラー値と、基準値から今回の測定値を減算した値と、を加算した値を次のステップである減衰量３０ｄＢでのステップエラー値として、３０ｄＢまでのステップエラー値を算出する。

以上のように構成された本実施形態に係る信号発生装置１によるステップエラー算出処理について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明するステップエラー算出処理は、制御部７の入力装置への操作により、ステップエラー算出が選択されると開始される。

ステップＳ１において、制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量をゼロとしたときの測定部６での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とする。ステップＳ１の処理を実行した後、制御部７は、ステップＳ２の処理を実行する。

ステップＳ２において、制御部７は、信号発生部２のゲインをマイナスの変動量とし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの測定部６での測定値を基準値とする。ステップＳ２の処理を実行した後、制御部７は、ステップＳ３の処理を実行する。

ステップＳ３において、制御部７は、信号発生部２のゲインをゼロとし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量を前の測定時の減衰量に変動量を加えた減衰量としたときの測定部６での測定値を、基準値から減算した値を誤差値とする。ステップＳ３の処理を実行した後、制御部７は、ステップＳ４の処理を実行する。

ステップＳ４において、制御部７は、誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とする。ステップＳ４の処理を実行した後、制御部７は、ステップＳ５の処理を実行する。

ステップＳ５において、制御部７は、可変減衰器４０、４２、４４、４６の上限の減衰量までステップエラー値の算出を実施したか否かを判定する。

上限の減衰量までステップエラー値の算出を実施したと判定した場合には、制御部７は、ステップエラー算出処理を終了する。上限の減衰量までステップエラー値の算出を実施していないと判定した場合には、制御部７は、ステップＳ２の処理を実行する。

このように、上述の実施形態では、制御部７は、可変減衰器４０、４２、４４、４６の減衰量を所定の減衰量である変動量で分割し、信号発生部２のゲインをゼロとし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量をゼロとしたときの測定部６での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とし、信号発生部２のゲインをマイナスの変動量とし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの測定部６での測定値を基準値とし、信号発生部２のゲインをゼロとし、可変減衰器４０、４２、４４、４６での減衰量を前の測定時の減衰量に変動量を加えた減衰量としたときの測定部６での測定値を、基準値から減算した値を誤差値とし、誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とし、これを繰り返す。

これにより、可変減衰器４０、４２、４４、４６の補正値が所定の変動量ごとに算出され、信号発生部２から測定部６までの経路上にある半導体部品の非線形性の影響を抑えて、精度良く可変減衰器４０、４２、４４、４６の補正値を求めることができる。

なお、本実施形態においては、Internal経路に設定し、信号発生装置１内部で信号を折り返し、測定部６で測定を行なったが、External経路に設定し、外部の測定装置を出力端子１０に接続し、測定装置から制御部７に測定値を送信するようなシステムとしてもよい。

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信号発生装置
２信号発生部
３ＤＡコンバータ
４ＲＦモジュール
５ＡＤコンバータ
６測定部
７制御部
４０、４２、４４、４６可変減衰器

Claims

所定のデジタル信号を発生させる信号発生部（２）と、
前記信号発生部で発生されたデジタル信号を所定の無線周波数のアナログ信号に変換するＤＡコンバータ（３）と、
前記ＤＡコンバータで変換されたアナログ信号を減衰させる可変減衰器（４０、４２、４４、４６）と、
前記可変減衰器で減衰され、１つ以上の半導体部品を通過した信号のレベルを検出する測定部（６）と、
前記可変減衰器の減衰量の最大値を所定の減衰量である変動量で分割した複数のステップそれぞれでの前記可変減衰器の減衰量の補正値であるステップエラー値を求める制御部（７）と、を備え、
前記制御部は、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量をゼロとしたときの前記測定部での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とし、前記信号発生部のゲインをマイナスの前記変動量とし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの前記測定部での測定値を基準値とし、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量に前記変動量を加えた減衰量としたときの前記測定部での測定値を、前記基準値から減算した値を誤差値とし、前記誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とし、これを繰り返して前記可変減衰器の補正値を算出する信号発生装置。
所定のデジタル信号を発生させる信号発生部（２）と、
前記信号発生部で発生されたデジタル信号を所定の無線周波数のアナログ信号に変換するＤＡコンバータ（３）と、
前記ＤＡコンバータで変換されたアナログ信号を減衰させる可変減衰器（４０、４２、４４、４６）と、
前記可変減衰器の減衰量の最大値を所定の減衰量である変動量で分割した複数のステップそれぞれでの前記可変減衰器の減衰量の補正値であるステップエラー値を求める制御部（７）と、を備える信号発生装置（１）と、前記信号発生装置の出力する信号のレベルを検出して前記制御部に送信する測定装置と、を備えるレベル補正値算出システムであって、
前記制御部は、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量をゼロとしたときの前記測定装置での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とし、前記信号発生部のゲインをマイナスの前記変動量とし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの前記測定装置での測定値を基準値とし、前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量に前記変動量を加えた減衰量としたときの前記測定装置での測定値を、前記基準値から減算した値を誤差値とし、前記誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とし、これを繰り返して前記可変減衰器の補正値を算出するレベル補正値算出システム。
所定のデジタル信号を発生させる信号発生部（２）と、前記信号発生部で発生されたデジタル信号を所定の無線周波数のアナログ信号に変換するＤＡコンバータ（３）と、前記ＤＡコンバータで変換されたアナログ信号を減衰させる可変減衰器（４０、４２、４４、４６）と、前記可変減衰器で減衰され、１つ以上の半導体部品を通過した信号のレベルを検出する測定部（６）と、前記可変減衰器の減衰量の最大値を所定の減衰量である変動量で分割した複数のステップそれぞれでの前記可変減衰器の減衰量の補正値であるステップエラー値を求める制御部（７）と、を備える信号発生装置（１）のレベル補正値算出方法であって、
前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量をゼロとしたときの前記測定部での測定値を減衰量ゼロでのステップエラー値とするステップと、
前記信号発生部のゲインをマイナスの前記変動量とし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量としたときの前記測定部での測定値を基準値とするステップと、
前記信号発生部のゲインをゼロとし、前記可変減衰器での減衰量を前の測定時の減衰量に前記変動量を加えた減衰量としたときの前記測定部での測定値を、前記基準値から減算した値を誤差値とするステップと、
前記誤差値と、前のステップのステップエラー値と、を加算した値を次のステップのステップエラー値とするステップと、
これらのステップを繰り返して前記可変減衰器の補正値を算出するレベル補正値算出方法。