JPH04140669A - スペクトラム・アナライザ - Google Patents

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】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、スペクトラム・アナライザの如き周波数領域
の電子測定機器の表示装置に関する。 ［０００２］

【従来技術】

スペクトラム・アナライザは、入力した時間領域の情報
を周波数領域の情報に変換して出力する電子機器である
。時間領域情報は、時間と共にどのように電気信号の振
幅が変化するかを表し、周波数領域情報は、周波数軸上
にどのように信号の電力が分布しているかを表す。 ［０００３］ 従来のスペクトラム・アナライザでは、マーカ或いはカ
ーソルを用いてスペクトル測定の便宜を提供してきた。 例えば、１つのマーカを信号のピーク位置に表示し、そ
の点における信号の周波数及び振幅を画面の他の場所に
表示するというのが典型的な測定方法である。スペクト
ラム・アナライザの中には、２つ以上のマーカを用いる
ことにより、ある点における振幅及び周波数と他の点に
おける振幅及び周波数との間の夫々の差を測定可能なも
のもある。 ［０００４］ テクトロニクス社が販売している４９Ｘ型シリーズのス
ペクトラム・アナライザでは、複数のマーカを相互に関
連させて使用することにより、帯域幅の測定をすること
が出来る。例えば、ピーク信号の両側の一６ｄＢの点に
夫々マーカを自動的に表示し、リードアウト機能により
それらのマーカの間の周波数差を表示する動作モードが
ある。これらマーカは個別に移動させたり、又は１対の
マーカを相互に関連（リンク）させた次のピーク成分の
自動測定、例えば、ＮＥＸＴ　ＰＥＡＫ−＞又は＜−Ｎ
ＥＸＴ　ＰＥＡＫの機能による自動測定を実行したりす
ることが出来る。その場合この機器は、（例えば矢印で
）指示された方向の次のピークの中心位置を検出し１つ
のマーカをそのピーク位置に表示し、その両側の一６ｄ
Ｂ点に１対のマーカを表示する。 ［０００５］ アトパンテスト社が販売しているＲ３２６１／３３６１
型スペクトラム・アナライザも相互に関連した２つのマ
ーカ機能及び水平カーソル機能を具備している。カーソ
ルに関するリードアウトにより、カーソル位置の振幅並
びに主マーカの位置及びカーソル位置間の振幅レベル差
が表示される。２つのマーカは、［ＸｄＢ　　ＤＯＷＮ
Ｊのソフトキーを用いた帯域幅測定の場合には相互に関
連して動作する。これらマーカを相互に関連させる場合
、両方のマーカを関心あるピークの上に配置し、測定開
始の為のボタンを押さねばならない。この測定開始操作
毎に１回の測定が実行される。１つのマーカを１つのカ
ーソルに関連させて使用する場合、マーカの位置とカー
ソルの位置との間の振幅レベルの差が表示される。 この機器においてもｒ＜−ＮＥＸＴ　ＰＥＡＫ−＞ｊの
機能を用いた自動ピーク探索を行うことが出来るカミカ
ーソルをマーカに関連付けたり、相互に関連したマーカ
を［０００６］ また、アトパンテストのスペクトラム・アナライザの場
合、周波数スパン又は中心周波数を変更すると、移動し
たピークにマーカが追従しないという問題がある。テク
トロニクス社の例えば２７１０型又は４９Ｘ型のアナラ
イザのように、ピーク又は基準フレームが移動しても自
動的にマーカがピークに追従し、ピーク位置の実際の移
動が停止すると直ちに新たな計算処理を実行するものも
ある。しかし、このようなマーカ機能を具備し、帯域幅
測定が可能な従来の総べてのスペクトラム・アナライザ
において、被測定スペクトルの変動によってマーカの位
置が垂直方向にかなりの幅で上下に動いてしまう。この
上下のマーカの移動量は、被測定ピーク波形の傾斜及び
表示分解能に依存している。 ［０００７］

【発明が解決しようとする課題】

従来のスペクトラム・アナライザでは垂直軸の情報の解
析に基づいてマーカを表示するので、ピーク位置を検出
し、レベルがＸｄＢ低下した点を検出してそこにマーカ
を表示し、その後周波数軸の測定を行うには比較的安定
な条件が不可欠である。即ち、信号が変動中であったり
、機器の設定が調整中で諸条件が変化している時には、
カーソル位置又はマーカ位置が変動して安定した測定が
行えないという問題があった。 ［０００８］ 従って、本発明の目的は、信号が変動中であったり、機
器の設定の調整中等の場合でも連続的に安定な測定を行
えるスペクトラム・アナライザを提供することである。 ［０００９］

【課題を解決する為の手段及び作用】

本発明は、マーカ及びカーソルを表示し得る改良された
スペクトラム・アナライザを提供している。この表示装
置による測定において、オペレータはカーソル及びマー
カを関連付け（リンク）させて又は独立させて用いるこ
とが出来る。２つのマーカ及びそれに関連付けられたカ
ーソルを用いることにより、周波数差及び振幅差を同時
に測定することが出来る。マーカに関連付けられたカー
ソルは、マーカに対して常に一定の振幅差のレベルを指
示する。このカーソルと表示スペクトル波形との複数の
交点は確認の便宜上輝度強調され、これらの点の周波数
差が計算され、リードアウト表示される。これらの測定
は、機器の設定が調整中であったり、スペクトル波形が
不安定であっても継続することが出来る。即ち、そのよ
うな変動は、カーソル上の輝点の僅かな位置の変化とし
て現れるに過ぎないからである。カーソルとスペクトル
波形との交点が基準点から一方の方向で存在しない場合
でも、他方の方向の交点の周波数値が表示される。 ［００１０］

【実施例】

図１は、本発明によるスペクトラム・アナライザの表示
例であり、背景ノイズ８の上方に７つの周波数ピーク１
乃至７が表示されている。基準マーカ１０が第１ピーク
１の頂上を示している。マーカ１２は、第２ピークの頂
上を示している。カーソル１４は、マーカ１２と連係し
ており、第２ピーク２と強調表示された点１６及び１８
で交差している。このカーソルで測定された帯域幅の値
は、表示画面の右上端部分にｌ’−ＢＡＮＤＷＩＤＴＨ
Ｊとして表示されている。この画面の左上端部分には、
基準マーカとマーカとの間の周波数差がｒＤＥＬＴＡ　
ＭＡＲＫＥＲ３ｊとして表示されている。この実施例で
は、マーカ１０及び１２は、異なる形状で示しているが
、カラー表示の場合には形状を同一にして、異なる色で
識別するようにしても良い。 ［００１１］ 図２は、スペクトラム・アナライザの構成を簡単に示す
ブロック図である。入力信号がその周波数領域の成分に
関してスペクトル前処理部２３で解析される。 この処理済みのアナログ情報がＡ／Ｄ　（アナログ・デ
ジタル）変換器２４で対応するデジタル情報に変換され
、メモリ２５に記憶される。制御装置２６は、本発明に
基づく方法を実行し、メモリ２５内のスペクトル情報に
関してオペレータが指定した測定を行う。また、この制
御装置２６は、測定結果に基づいて本発明に係るカーソ
ル及びマーカを表示器２７上に表示し、オペレータに測
定結果を伝達する。 ［００１２］ 図３及び図４は、本発明に係る測定システムの処理手順
の一例を示す流れ図である。この例ではオペレータがカ
ーソル１４をマーカ１２に関連付けた測定モードを既に
登録しであるものと仮定している。第１ステツプ３０で
は、ノブ等の手動調整手段を介したオペレータの入力に
よりマーカを移動しても良いし、又は機器のピーク検出
機能等により自動的にマーカを移動しても良い。 ［００１３］ 第２ステツプ３２又は第３ステツプ３４は、選択的に実
行されるオプション・ステップで、これらが実行される
か否かは、絶対振幅レベル又は相対振幅レベルの何れが
カーソル位置に対して選択されたか否かで決まる。オペ
レータが絶対振幅レベルを選択した場合（絶対モード）
、第４ステツプ３６で基準しきい値となる振幅レベルを
設定するようにオペレータが自分でカーソルの位置決め
をしなければならない。オペレータが相対振幅レベルを
選択した場合（相対モード）、６ｄＢの初期オフセット
値が第２ステツプ３２のデルタ振幅値として供給される
。 ユーザ・インタフェースの中には、オペレータがマーカ
１２とカーソル１４との間のレベル差、即ちステップ３
２のデルタ振幅値を変化させる為の手段も含んでいる。 カーソル及びマーカ・システムの更に詳細な動作は、テ
クトロニクス社製の２７８２型スペクトラム・アナライ
ザのオペレータズ・マニュアルに記載されている。 ［００１４］ 図５は、本発明の装置による他の表示例を示す図である
。この図では、マーカ１２とカーソル１４との間の関係
が図１の如きものである必要がなく、更に図５に示すよ
うに、ステップ３２の負のデルタ振幅値に係る相対モー
ドにおいて互いに関連付け（リンク）されることに留意
すべきである。絶対モードにおいても、マーカ１２及び
カーソル１４は図５に示すような関係でしばしば表示さ
れるが、それは、単にマーカを移動している最中にカー
ソルが静止したままになっているからである。どちらの
場合でも、スペクトル成分とカーソル１４との交差する
最も近い点１６及び１８の輝度が強調され、帯域幅のリ
ードアラ）　（ＢＡＮＤＷＩＤＴＨ）２０はこれら２つ
の点間の周波数差を表示する。 ［００１５］ 図３のステップ３４では、ステップ３０でマーカを移動
した位置のレベル値からデルタ振幅値を減算し、後で他
のレベル値と比較する為の基準振幅値を得る。 ステップ３６では、画面上のそのレベル値の位置にカー
ソル１４を表示する。このステップ３６におけるカーソ
ルの表示は、次のような意味において選択的処理（オプ
ション・ステップ）である。即ち、スペクトラム・アナ
ライザは、遠隔操作による画面のない装置でも良いから
である。本発明は、このように、仮想的な表示装置に表
示し、その結果をバスを介して遠隔操作装置に送るシス
テムにも適用し得るものである。 ［００１６］ 図３の次の３つのステップ３８．４０及び４２は、各点
の振幅値と基準振幅値を比較しながらスペクトル波形の
一方向に１つずつ点を動かす処理を行う。この処理は、
比較結果の符号がステップ４０において変化するまで又
はステップ４２で表示データのエツジに達するまで継続
される。比較結果の符号が変化した場合スペクトル波形
が丁度基準しきい値と交差したことになる。その点が正
確に交点でなければ、交点の直後の点か又は直前の点で
ある。何れの場合でもスペクトル波形とカーソルとの交
点の周波数軸上の位置として使用することが出来る。こ
れら２つの隣合う点の差は、１０００個或いはそれ以上
の表示点の中では一般に僅かな差に過ぎない。他方の側
の交点を求める処理は、ステップ４６．４８及び５０の
ループで同様に実行される。 ［００１７］ ステップ４４及び５２における交点１６及び１８を表示
する１つの方法は、図１及び図５に示すようにそれらの
点を輝度強調するか又は拡大することであるが、他の方
法を用いても良い。このように輝度強調或いは他の方法
で表示された点は、スペクトル波形とカーソルとの計算
された交点に一致した点、直前の点又は直後の点の何れ
かである。オペレータに対して表示されたこれらの点は
、常にカーソル上に存在し、振幅軸に沿ったカーソルの
振幅値を示しているので、基本スペクトルの変動に応じ
て表示された交点の位置が周波数軸（横軸）に沿って僅
かに変化する。 ［００１８］ このような本発明に基づく動作は、帯域幅測定をするの
に１対の相互に関連したマーカを用いる従来のスペクト
ラム・アナライザの動作とは対照的である。このような
従来のスペクトラム・アナライザでは、特にスペクトル
波形の急峻なピーク位置においては、基本スペクトルの
変動に応じてマーカの点が振幅軸に沿って上下に不規則
に大きく変動するという現象があった。即ち、従来のマ
ーカ点は波形上の点に沿って動くので、所望の振幅レベ
ルに最も近い波形上の点へと不規則に上下に変動してし
まう。本発明によるカーソル・システムでは、輝度強調
された点の振幅値は固定されており、垂直方向に移動す
ることはない。また、一般に波形のピークは急勾配であ
るので、従来のマーカ点のような垂直方向への大幅な変
動に比較すれば輝点の水平方向への変動は遥かに目たた
ず、殆ど問題にならない。 ［００１９］ ステップ４０の比較結果で符号が変化する前にステップ
４２で表示端に達した場合には、ステップ４４で指定さ
れた点が基準振幅レベルにおけるスクリーンの端の点で
ある。 ［００２０１ カーソルとスペクトル波形が交差することなく、表示端
の点に達した場合には、帯域幅の測定結果は無意味とな
る。このような場合、機器が表示可能な最も有意義な値
は、もし他方の交点が存在すればその点の値である。従
って、ステ４２でイエスと判断されると、ステップ５０
では常にノーであり、ステップ５４でもノー　ステップ
５６でイエスとなり、ステップ６０にて他方の点の周波
数値が表示される。これとは逆に、ステップ４２でノー
で、更にステップ５０でイエスであれば、ステップ５６
はノーで更にステップ６２もイエスとなるので、この点
の周波数はステップ６８で表示される。 ［００２１］ 上述のようなカーソルの測定動作によれば、カーソルと
スペクトル波形との交点が１つのみの場合であっても、
このカーソルによる有為な測定結果を表示することが出
来る。例えば、フィルタの特性を測定する場合、特定の
振幅レベルにおける絶対周波数を測定する如き一連の一
般的な測定をすることが出来る。 ［００２２］ 以上のような交点の探索において何れの方向でも１つも
交点が検出されず、ステップ４２及び５０で共にイエス
と判断されると、ステップ５４でイエスとなりステップ
５８に進んで周波数は表示されずに「ＮＯＦＲＥＱＵＥ
ＮＣＹ　ＤＡＴＡＪ又は［Ｎ０ＴＡＣＴＩＶＥＪ　と表
示される。 ［００２３］ 本発明のカーソル測定システムの上述の機能を用いて、
しきい値を超える間欠的な周波数成分やスプリアス応答
成分等の表示周波数幅を監視することが出来る。例えば
、表示範囲では通常はスペクトル波形の振幅が超えない
程度のしきい値レベルにカーソルを表示し、２つの点を
スクリーンの両端に配置する。間欠的な信号又はスプリ
アス応答信号がしきい値レベルを超えると、１つ又は２
つの輝点が交点へと移動し、オペレータにその現象の発
生を認知させる。 ［００２４］ スペクトラム・アナライザの前処理部２３の掃引速度は
表示器２７のリフレッシュ（画面更新）速度に比較して
遅いのが普通である。ステップ３６から６８までの計算
やその他の処理は、表示スクリーンのリフレッシュ毎に
総て更新されるが、周波数差の表示２０だけはスペクト
ラム・アナライザの１つおきの掃引が完了する毎に更新
される。周波数差の表示２０は、スクリーンのリフレッ
シュ毎に更新することも出来るが、そうすると、周波数
掃引毎に大幅に表示値が変化する場合には非常に表示値
が不安定となり読みとり難くなってしまうおそれがある
。 ［００２５］ 以上本発明の好適実施例について説明したが、本発明は
ここに説明した実施例のみに限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱することなく必要に応じて種々の変
形及び変更を実施し得ることは当業者には明らかである
。 ［００２６］

【発明の効果】

本発明のスペクトラム・アナライザによれば、カーソル
とスペクトル表示波形との交点に最も近いカーソル上の
表示点を交点として表示するので、スペクトル波形が不
安定に変動したり、装置の設定が調整中でも交点を表す
点の変動はカーツル上（水平方向）の僅かな範囲であり
振幅軸方向（垂直方向）の変動がないので、常に安定し
た測定を継続することが出来る。これは、特に急峻なピ
ーク波形付近の測定の際に効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のスペクトラム・アナライザの表示例を示す図で
ある。

【図２】 スペクトラム・アナライザの構成を示す簡単なブロック
図である。

【図３】 本発明の一実施例の動作例を示す流れ図の一部分である
。

【図４】 本発明の一実施例の動作例を示す流れ図の一部分である
。

【図５】 本発明のスペクトラム・アナライザの他の表示例を示す
図である。

【符号の説明】

１〜７　スペクトル波形 １０　基準マーカ １２　マーカ １４　カーソル １６及び１８　交点

【書類名】

【図１】 図面 →→ 卿鉤廿緋

【図２】

【図３】

【図４１ 図３力１も 【図５】 ４暮は紳

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトル情報を表すデータを記憶する記憶手段と、該
   記憶手段のデータに基づいて、上記スペクトル情報を周
   波数軸及び振幅軸に基づくスペクトル波形として画面上
   に表示する表示手段と、上記周波数軸に沿って移動可能
   で上記スペクトル波形上の関心のある点を指示するマー
   カを上記画面上に表示するマーカ表示手段と、上記振幅
   軸に沿って移動可能で関心のある振幅レベルを指示する
   カーソルを上記画面上に表示するカーソル表示手段と、 上記マーカ及びカーソルを選択可能な一定の振幅差関係
   で関連付け、上記マーカで指示された点から上記周波数
   軸に沿った一方向及び他方向に夫々存在する上記スペク
   トル波形と上記カーソルとの２つの交点に夫々最も近い
   上記カーソル上の２点を求め、該２点の間の周波数差を
   計算する制御手段とを具えることを特徴とするスペクト
   ラム・アナライザ。