JPH02183170A

JPH02183170A - スペクトラムアナライザ

Info

Publication number: JPH02183170A
Application number: JP1002132A
Authority: JP
Inventors: Aiichi Katayama; 片山　愛一; Hiroyoshi Oka; 岡　広芳; Mitsuyoshi Takano; 高野　光祥
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1990-07-17
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: EP0379050A1; JPH0769365B2; US5119018A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は被測定信号の各周波数におけるスペクトラム値
を検出して表示器に二次元的に表示するスペクトラムア
ナライザに関する。

Ｌ従来の技術］例えば電波監視装置等において、受信装置で受信した広
周波数帯域を有した受信信号にどのような周波数成分の
信号が含まれているかを調べる装置として一般にスペク
トラムアナライザが用いられる。このスペクトラムアナ
ライザは周知のように、被測定信号の各周波数値に−お
けるスペクトラム値を、周波数を横軸にして例えばＣＲ
Ｔ表示器に二次元的に表示する。

そして、監視者はＣＲＴ表示器に表示されたスペクトラ
ム特性に含まれるピーク波形の信号レベルと周波数とを
読取って、該当ピーク波形に対応する電波の電波強度と
周波数とを特定する。このように、ピーク波形のスペク
トラム値から該当電波の電波強度を求める。

一般の電波の強度を調べるには上記の方法で充分である
が、しかし、妨害電波あるいは雑音を評価するためには
、表示される各周波数におけるスペクトラム値を求める
条件を予め決めておく必要がある。この条件の一つとし
てＣｌ５ＰＲ（国際無線障害時′別委員会）規格にＱＰ
検波特性を有したＱＰ検波回路を用いることが記載され
ている。

すなわち、このＱＰ検波回路には一種の時定数回路が組
込んであり、求められたスペクトラム値から雑音等に起
因する瞬間的なピーク値を除去するようにしている。

このようなＱＰ検波回路が組込まれたスペクトラムアナ
ライザは例えば第５図に示すように構成されている。す
なわち、入力端子１から入力された被測定信号ａはミキ
サ回路２へ入力される。このミキサ回路２には局部発振
器３から局部発振周波数信号すが印加されている。しか
して、ミキサ回路２へ入力された被測定信号ａは中間周
波数信号Ｃに周波数変換されたのちＢＰＦ　（バンドパ
スフィルタ）４で通過周波数帯域幅が制限され、切換ス
イッチ５ａを介してピーク検波回路６又は測定用検波回
路としてのＱＰ検波回路７へ入力される。いずれか一方
の検波回路６，７で検波された信号は局部発振器３で指
定された周波数におけるスペクトラム値信号ｄとして前
記切換スイッチ５ａに連動する切換スイッチ５ｂを介し
てＣＲＴ表示器８の信号入力端子Ｙへ印加される。

また、局部発振器３からミキサ回路２へ送出される局部
発振周波数信号すの周波数値は鋸歯状波信号発生回路９
から出力される周期Ｔを有する鋸歯状波信号ｅにおける
波形の電圧値に応じて変化する（すなわち、掃引される
）。また、この鋸歯状波信号ｅは前記ＣＲＴ表示器８の
掃引端子Ｘへ掃引信号として印加される。

なお、前記ピーク検波回路６内には前記ＱＰ検波回路７
に組込まれた遅延回路は組込まれていない。したがって
、ＢＰＦ４から出力される中間周波数信号のピーク値、
すなわちＢＰＦ４て分析されたスペクトラムの大きさの
ピーク値をスペクトラム値信号ｄとして出力する。

このような構成のスペクトラムアナライザにおいて、切
換スイッチ５ａ、５ｂをピーク検波回路６側に接続する
と、鋸歯状波信号発生回路９から一定周期Ｔを有した鋸
歯状波信号ｅが局部発振器３およびＣＲＴ表示器８の掃
引端子Ｘへ印加されているので、ＣＲＴ表示器８には、
図示するように周波数を横軸として各周波数値に対応す
るスペクトラム値が表示される。すなわち、このピーク
検波回路６を用いることによって、スペクトラム特性１
０上に図示するような鋭いピーク波形１１が生じる。

また、切換スイッチ５ａ、５ｂをＱＰ検波回路７側に接
続すると、ＱＰ検波回路７に組込まれた時定数回路によ
って、上記鋭いピーク波形１１はゆるやかなピーク波形
となる。

［発明が解決しようとする課Ｍ］しかしながら、第５図に示すスペクトラムアナライザに
おいてもまだ次のような問題があった。

まず、第６図に通常のピーク検波回路６及びＣｌ５ＰＲ
規格のＱＰ検波回路７を用いて、パルス波形を入力した
ときの検波波形との比較を示す。

第６図（ａ）に示すように被測定信号ａとして比較的狭
いパルス幅ｔ１を有するパルス信号が入力した場合にお
いては、ピーク検波された検波波形のレベルｖＰとＱＰ
検波された検波波形のレベルｖｑとは大きく異なるが、
同図（ｂ）に示すように被測定信号ａとして比較的広い
パルス幅ｔ２を有するパルス信号が入力した場合におい
ては、ピーク検波された検波波形のレベルｖＰとＱＰ検
波された検波波形のレベルｖＱとはほぼ等しくなる。

ところで、第５図に示すスペクトラムアナライザのよう
にミキサ回路２およびＢＰＦ４を介して測定する場合、
被測定信号ａとして狭いパルスでしかも低周波数のパル
ス波形が入力されると、ＢＰＦ４は、そのパルス波形が
有する高周波成分のうちＢＰＦ４に入る周波数成分を前
記パルス波形のパルス幅の時間だけ出力することになる
。このため、ＱＰ検波回路７から出力される信号のレベ
ルは、前記被測定信号ａの波形がパルス幅が狭いほど、
かつ低周波数であるほど、すなわち開度の少ない信号は
ど、低くなる。また、その分、ＱＰ検波回路７として必
要なダイナミックレンジ（いわば過負荷係数）が大きく
なる。

ところで、被測定信号ａの波形は予め予想できないので
、ＱＰ検波されたスペクトラム値のみでは被測定信号ａ
の信号レベルＶ。を予測することはできない。よって、
ＱＰ検波を行なう場合には、ＱＰ検波回路７およびその
前後の飽和を防止するために、第７図に示すように、Ｑ
Ｐ検波回路７の入力信号レベルを基準レベルより４３．
５ｄＢだけ低い値（過負荷係数）に設定するように前記
Ｃｌ５ＰＲ規格で決められている。

しかしながら、ＱＰ検波回路７の分析可能なダイナミッ
クレンジが例えば４５ｄＢ　Ｌかない場合においては、
狭いパルス幅を有するパルス状の信号に対する実際の測
定時における測定ダイナミックレンジは前記過負荷係数
を除いた測定範囲である１、５　ｄＢのみに圧縮され、
測定精度が低下する。

そこで、上記規格を無視して、ＱＰ検波回路７の入力信
号レベルを１ＯｄＢだけ上昇させて、基準レベルから３
３．５ｄＢだけ低い値に設定することによって、前記パ
ルス状の信号の測定ダイナミックレンジを１１．５ｄＢ
に拡大することが考えられる。

しかし、この場合においては、狭いパルス幅を有するパ
ルス状の信号が入力してＱＰ検波回路７が飽和したか否
かを確認する術がない。

よって、第５図に示すように、測定用検波回路としての
ＱＰ検波回路７の他にピーク検波回路６を設け、最初に
ピーク検波回路６でもってスペクトラム特性１０をＣＲ
７表示器８に表示させて各ピーク波形１１の先端部に飽
和現象が生じていないことを確認したのち、切換スイッ
チ５ａ、５ｂをＱＰ検波回路７側へ切換えて正規の測定
を実行することが考えられる。

しかし、このように切換スイッチ５ａ、５ｂで各検波回
路６，７を切換えると、ピーク検波回路６で検波したス
ペクトラム値の被測定信号と、ＱＰ検波回路７で検波し
たスペクトラム値の被測定信号とは、時間的にずれてい
るので、厳密に同一被測定信号とは言えない。したがっ
て、ＱＰ検波回路７にて検波された各スペクトラム値に
対応する被測定信号がＱＰ検波回路７において絶対に飽
和しなかったという確証が得られない問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
被測定信号を測定用検波回路およびピーク検波回路で同
時に検波し、かつ各スペクトラム値を同時に表示するこ
とにより、測定用検波回路で検波を実行しているときに
被測定信号が該当測定用検波回路において飽和していな
いことを確実に確認でき、測定ダイナミックレンジを大
きく設定して測定精度を向上でき、かつ測定値の信頼性
を向上できるスペクトラムアナライザを提供することを
目的とする。

また、ピーク検波回路のスペクトラム値が許容限界値を
越えると警告する警告装置を設けることによって、該当
測定用検波回路における飽和発生を確実に確認でき、測
定値の信頼性を向上できるスペクトラムアナライザを提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を解消するために本発明は、被測定信号のスペ
クトラムを分析して検波を行い、各周波数におけるスペ
クトラム値を測定するスペクトラムアナライザに市いて
、検波を行う手段として、検波出力レベルがピーク検波レ
ベルより低い所定の検波特性を有し、被測定信号の各周
波数におけるスペクトラム値を検出する測定用検波回路
と、被測定信号の各周波数におけるピークのスペクトラ
ム値を測定用検波回路と同時に検出するピーク検波回路
とを備え、かつこのピーク検波回路および測定用検波回
路から出力される各周波数における各スペクトラム値を
同一表示画面に表示する表示手段とを備えたものである
。

また、別の発明のスペクトラムアナライザにおいては、
前記測定用検波回路及びピーク検波回路と、このピーク
検波回路から出力される各スペクトラム値が予め定めら
れた許容限界レベルを越えると警告する警告装置とを備
えたものである。

［作　用］このように構成されたスペクトラムアナライザによれば
、被測定信号はピーク検波回路と測定用検波回路で同時
にスペクトラム値が求められ、かつ同時に表示される。

しかして、ピーク検波回路から出力されたスペクトラム
値が許容値を越えた場合には、測定用検波回路において
被測定信号が飽和していることが即座に把握できる。

また、別の発明のスペクトラムアナライザにおいては、
ピーク検波回路のスペクトラム値は同時に測定された測
定用検波回路のスペクトラム値と同時に表示されないが
、許容限界値を越えると警告装置が警告を発する。した
がって、警告が発せられると測定用検波回路において飽
和現象が生じたと確認できるので該当データを破棄すれ
ばよい。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例のスペクトラムアナライザの概略構成を
示すブロック図である。なお、第５図と同一部分には同
一符号が付しである。すなわち、このスペクトラムアナ
ライザには、ミキサ回路２゜局部発振器３．ＢｒＦ３．
　　ピーク検波回路６．測定用検波回路としてのＱＰ検
検波回路７哀としてのＣＲＴ表示器１２および鋸歯状波
信号発生回路９が組込まれている。

そして、入力端子１を介して被測定信号ａがミキサ回路
２へ入力され、このミキサ回路でもって局部発振器３か
ら入力された局部発振周波数信号すでもって周波数変換
されて、中間周波数信号ＣとしてＢｒＦ３へ印加される
。ＢｒＦ３はミキサ回路２から出力される中間周波数信
号Ｃの通過周波数帯域幅を制限して周波数分解性能を上
げる。

そして、ＢｒＦ３から出力された周波数帯域が狭められ
た中間周波数信号Ｃ′のピーク値はピーク検波回路６で
検出されて、ピークのスペクトラム値信号ｄ１としてＣ
ＲＴ表示器１２の第１の信号入力端子Ｙ１へ中庸される
。同時に、前記中間周波数信号Ｃ′は、時定数回路が組
込まれている測定用検波回路としてのＱＰＰ波回路７に
てＱＰ検波され、測定用のスペクトラム値信号ｄ２とし
てＣＲＴ表示゛器１２の第２の信号入力端子Ｙ２に入力
される。

なお、ピーク検波回路６の入力信号レベルとＱＰＰ波回
路７の入力信号レベルとは同一値に設定されている。

前記ＣＲＴ表示器１２は、例えば、残光時間の比較的長
い、２チヤンネル・チ層ツビング表示型のオシロスコー
プで形成されており、第１および第２の信号入力端子Ｙ
１　ｅ　Ｙ　２に入力されている各スペクトラム値信号
ｄｌ，ｄ２を一定周波数でチョッピングして交互に表示
する。また、このＣＲＴ表示器１２の掃引端子Ｘには鋸
歯状波信号発生回路９から出力される周期Ｔを有する鋸
歯状波信号ｅが掃引信号として印加されている。したが
って、ＣＲＴ表示器１２にはピーク検波回路６から出力
されたピークのスペクトラム値信号ｄ。

およびＱＰＰ波回路７から出力された測定用のスペクト
ラム値信号ｄ２とが周波数を横軸として二次元的に表示
される。そして、ピークのスペクトラム値信号ｄｌによ
るスペクトラム特性１０には鋭いピーク波形１１が多数
存在するが、測定用のスペクトラム値信号ｄ２によるス
ペクトラム特性１３のピーク波形１４は先のピーク波形
１１に比較して格段に小さいものとなる。

このようなスペクトラムアナライザによれば、入力端子
１から入力された被測定信号ａはＱＰＰ波回路７で測定
用のスペクトラム値信号ｄ２に検波されると同時にピー
ク検波回路６でもってピークのスペクトラム値信号ｄ１
に検波される。そして、両スペクトラム値信号ｄ２＋ｄ
ｌはＣＲＴ表示器１２に各スペクトラム特性１３．１０
として同一画面上に表示される。

したがって、ピーク検波回路６に対応するスペクトラム
特性１０の一つのピーク波形１１の信号レベルが予め定
められた限界レベルを越えた場合や、ピーク波形１１の
先端部分が平坦になって飽和したことが確認されると、
たとえＱＰ検波回路７に対応するスペクトラム特性１３
のピーク波形１４に飽和現象が確認されなかったとして
も、被測定信号ａに対応する中間周波数信号Ｃ′がＱＰ
検波回路７内で飽和していることが確認できる。

飽和していることが確認された場合は、ミキサ回路２の
前又は後おいて、図示しない例えば減衰器や増幅器等の
レベル調整回路でＱＰ検波回路７およびピーク検波回路
６の入力段のレベルを調整すればよい。

逆に、ピーク検波回路６のスペクトラム特性ｌＯに飽和
現象が観測されなかった場合は、ＱＰ検波回路７におい
ても飽和現象は発生していないと確認できる。

このように、ＱＰ検波回路７が飽和しているか否かを正
確に監視できるので、逆に、スペクトラム特性１０に飽
和現象が発生しない上限近傍まで、ＱＰ検波回路７の入
力信号レベルをピーク検波回路６の入力信号レベルに連
動させて上昇させることによって、ＱＰ検波回路７にお
ける実際の測定ダイナミックレンジを大きく設定するこ
とが可能となる。よって、スペクトラムアナライザの各
スペクトラム値の測定精度を向上できる。

なお、実施例ではＱＰ検波回路７とピーク検波回路６の
入力レベルを同一としたが、ピーク検波回路６の入力点
の信号を増幅器で増幅してＱＰ検波回路７へ入力しても
よい。すなわち、予め前記増幅器の増幅度が既知であれ
ば、ピーク検波回路６との対応関係が明らかであり、飽
和の確認もできる。

第２図は本発明の他の実施例に係わるスペクトラムアナ
ライザを示すブロック図である。第１図と同一部分には
同一符号が付しである。

この実施例においては、測定用検波回路として第１図に
示したＱＰ検波回路７の他に、入力された信号の一定時
間内における平均値を出力する平均値検波回路１５が組
込まれている。そして、ＣＲＴ表示器１６としてチョッ
ピング表示制御される３チヤンネルのオシロスコープ１
６が使用される。すなわち、ＢＰＦ４から出力された中
間周波数信号Ｃ′はピーク検波回路６．ＱＰ検波回路７
および平均値検波回路１５に同時に並列的に入力される
。そして、各検波回路６，７．１５から出力される各ス
ペクトラム値信号ｄ’　１　＊　　ｄ　２゜ｄ３はＣＲ
Ｔ表示器１６の各信号入力端子Ｙｌ。

Ｙ２．Ｙ３へ印加される。しかして、ＣＲＴ表示器１６
には、ピーク検波回路６によるスペクトラム特性１０、
ＱＰ検波回路７によるスペクトラム特性１３、および平
均値検波回路１５によるスペクトラム特性１７が同時に
表示される。

図示するように、平均値検波回路１５のスペクトラム特
性１７においては低周波数のパルス幅の狭いパルス性の
信号のレベルは平均化処理によって減衰されてしまう。

したがって、このようなスペクトラム特性１７において
も、ピーク検波回路６に対応するスペクトラム特性１０
におけるピーク波形１１の飽和現象を監視することによ
って、平均値検波回路１５における飽和発生を確実に監
視できる。よって、第１図の実施例とほぼ同様の効果を
得ることが可能である。

なお、ＱＰ検波口路７を除去して測定用検波回路を平均
値検波回路１５のみとすることも勿論可能である。

さらに、第１図又は第２図に示す２チヤンカネル又は３
チヤンネルのチョッピング型オシロスコープで構成され
たＣＲＴ表示器１２．１６の代りに、第４図に示すよう
なデジタルオシロスコープを用いることも可能である。

すなわち、第４図（ａ）においては、入力された各スペ
クトラム値信号ｄｌ＊ｄ２はサンプルホールド回路（Ｓ
／ＩＩ）およびＡ／Ｄ変換器を介して各メモリに記憶さ
れ、各メモリに記憶されたデジタルの各スペクトラム値
がＣＰＵの制御によって、画面メモリに編集されて、Ｃ
ＲＴに表示される。また、第４図（ｂ）においては、入
力された各スペクトラム値信号ｄ１．ｄ２はＳ／Ｈ回路
を経由してマルチプレクサ回路でＡ／Ｄ変換器に交互に
取込まれる構成となっている。

第３図は本発明のさらに別の実施例に係わるスペクトラ
ムアナライザを示すブロック図である。

第１図と同一部分には゛同一符号が付しである。

この実施例においては、１チヤンネルのオシロスコープ
からなるＣＲＴ表示器１８を使用している。そして、こ
の１チヤンネルのＣＲＴ表示器１８には、測定用検波回
路としてのＱＰ検波回路７から出力される測定用のスペ
クトラム値信号ｄ２が信号入力端子Ｙへ印加されている
。したがって、ＣＲＴ表示器１８にはＱＰ検波回路７の
スペクトラム特性１３のみが表示される。

一方、ピーク検波回路６から出力されるピークのスペク
トラム値信号ｄ１はレベル検出回路１９へ入力される。

このレベル検出回路１９は前記ピークのスペクトラム値
信号ｄｌが予め定められた許容限界レベルを越えると警
告ランプ２０を点灯する。

なお、この場合においても、ピーク検波回路６およびＱ
Ｐｆ！波回路７の入力信号レベルは同一レベルに設定さ
れている。

しかして、監視者はＣＲＴ表示器１８に表示されたＱＰ
Ｉ波回路７のスペクトラム特性１３を観測しながら、警
告ランプ２０が点灯すると、ピーク検波回路６およびＱ
Ｐ検波回路７において飽和現象が発生したことが即座に
把握できる。よって、先の実施例とほぼ同様の効果を得
ることができる。

さらに、この実施例においては、１チヤンネルのＣＲＴ
表示器１８を使用しているので、先の実施例に比較して
製造費を低減できる。

また、被測定信号を種々の評価目的に沿って、検波方式
の異なった測定用検波回路を用いる場合、検波の効率、
過負荷係数等が異なるため、１つの信号路にこれらの検
波器を接続して所望の評価をしようとすると、信号路お
よび各検波回路の飽和が問題となる。本発明においては
、このよう欅な場合、ピーク検波回路で検波したピーク
値をもとに飽和の有無の確認が可能となる。

［発明の効果］以上説明したように本発明のスペクトラムアナライザに
よれば、被測定信号を測定用検波回路およびピーク検波
回路で同時に検波し、かつ検波して得られた各スペクト
ラム値を表示器に同時に表示している。したがって、ピ
ーク検波回路に対応するスペクトラム値を監視すること
によって、測定用検波回路で検波を実行しているときに
被測定信号が該当測定用検波回路において飽和していな
いことを確実に確認できる。よって、測定用検波回路の
測定ダイナミックレンジを大きく設定して測定精度を向
上でき、かつ測定値の信頼性を向上できる。

また、ピーク検波回路のスペクトラム値が許容限界値を
越えると警告する警告装置を設けている。

よって、上述した効果と同様に測定用検波回路における
飽和発生を確実に確認でき、２かつ測定値の信頼性を向
上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるスペクトラムアナラ
イザの概略構成を４示すブロック図、第２図は本発明の
他の実施例に係わるスペクトラムアナライザの概略構成
を示すブロック図、第３図は本発明のさらに別の実施例
に係わるスペクトラムアナライザの概略構成を示すブロ
ック図、第４図は本発明のさらに別の実施例に係わる表
示器を取出して示したブロック図、第５図は従来のスペ
クトラムアナライザを示すブロック図、第６図は被測定
信号波形と検波信号波形との関係を示す波形図、第７図
は従来スペクトラムアナライザの問題点を説明するため
の図である。１・・・入力端子、２・・・ミキサ回路、３・・・局部
発振器、４・・・ＢＰＦ、６・・・ピーク検波回路、７
・・・ＱＰ検波回路、９・・・鋸歯状波信号発生回路、
１０゜１３．１７・・・スペクトラム特性、１１．１４
・・・ピーク波形、１５・・・平均値検波回路、１９・
・・レベル検出回路、２０・・・警告ランプ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦０コ第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被測定信号のスペクトラムを分析して検波を行い
、各周波数におけるスペクトラム値を測定するスペクト
ラムアナライザにおいて、前記検波を行う手段として、検波出力レベルがピーク検
波レベルより低い所定の検波特性を有し、前記被測定信
号の各周波数におけるスペクトラム値を検出する測定用
検波回路（７）と、前記被測定信号の各周波数における
ピークのスペクトラム値を前記測定用検波回路と同時に
検出するピーク検波回路（６）とを備え、かつこのピー
ク検波回路および前記測定用検波回路から出力される各
周波数における各スペクトラム値を同一表示画面に表示
する表示手段とを備えたスペクトラムアナライザ。
（２）被測定信号のスペクトラムを分析して検波を行い
、各周波数におけるスペクトラム値を表示手段（１８）
に二次元的に表示するスペクトラムアナライザにおいて
、前記検波を行う手段として、検波出力レベルがピーク検
波レベルより低い所定の検波特性を有し、前記被測定信
号の各周波数におけるスペクトラム値を検出する測定用
検波回路（７）と、前記被測定信号の各周波数における
ピークのスペクトラム値を前記測定用検波回路と同時に
検出するピーク検波回路（６）とを備え、かつこのピー
ク検波回路から出力される各スペクトラム値が予め定め
られた許容限界レベルを越えると警告する警告装置（１
９、２０）とを備えたスペクトラムアナライザ。