JPH04286966A - スペクトラムアナライザ - Google Patents
スペクトラムアナライザInfo
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- JPH04286966A JPH04286966A JP5120691A JP5120691A JPH04286966A JP H04286966 A JPH04286966 A JP H04286966A JP 5120691 A JP5120691 A JP 5120691A JP 5120691 A JP5120691 A JP 5120691A JP H04286966 A JPH04286966 A JP H04286966A
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- JP
- Japan
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- frequency
- signal
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- real
- spectrum analyzer
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- Pending
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 4
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は周波数スペクトラム分析
を行うスペクトラムアナライザに関し、特に、連続波の
みならず、バースト波などに対する広帯域の実時間スペ
クトラム分析を可能としたスペクトラムアナライザに関
する。
を行うスペクトラムアナライザに関し、特に、連続波の
みならず、バースト波などに対する広帯域の実時間スペ
クトラム分析を可能としたスペクトラムアナライザに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスペクトラムアナライザは、入力
信号を、局部発振信号との混合によりミックスして低周
波数の信号へと変換し、可変帯域幅バンドパスフィルタ
（周波数分解能を決定するアナログフィルタ）により所
定帯域の周波数信号を選択した後、Ｌｏｇアンプにより
対数圧縮し、ディテクタによりその信号レベルを検出し
、周波数解析を行う構成となっている。
信号を、局部発振信号との混合によりミックスして低周
波数の信号へと変換し、可変帯域幅バンドパスフィルタ
（周波数分解能を決定するアナログフィルタ）により所
定帯域の周波数信号を選択した後、Ｌｏｇアンプにより
対数圧縮し、ディテクタによりその信号レベルを検出し
、周波数解析を行う構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスペク
トラムアナライザは、入力信号が連続波の場合は、信号
が継続的に供給されるために分析に要する時間の制約が
なく、局部発振信号の周波数をリニアに掃引していけば
、入力信号のそれぞれの周波数成分の信号レベルを順次
に検出することができる。しかし、入力信号がバースト
波のような、短い期間に突発的に入力される信号（かつ
、時間に対して波形が周期性なく変化する信号）である
場合には、局部発振信号の掃引途中で入力が途絶える場
合も考えられ、このような場合には、全周波数成分の分
析ができないという問題点がある。
トラムアナライザは、入力信号が連続波の場合は、信号
が継続的に供給されるために分析に要する時間の制約が
なく、局部発振信号の周波数をリニアに掃引していけば
、入力信号のそれぞれの周波数成分の信号レベルを順次
に検出することができる。しかし、入力信号がバースト
波のような、短い期間に突発的に入力される信号（かつ
、時間に対して波形が周期性なく変化する信号）である
場合には、局部発振信号の掃引途中で入力が途絶える場
合も考えられ、このような場合には、全周波数成分の分
析ができないという問題点がある。
【０００４】この問題を解決するために、広帯域かつ高
分解能のＡ／Ｄ変換器を使用してデジタル信号に変換し
、デジタル信号処理を行うことも考えられるが、広帯域
かつ高分解能のＡ／Ｄ変換器の実現は技術的に困難であ
り、コストも高くなる。また、より広帯域とするために
は、バンドパスフィルタの特性を、より急峻な減衰特性
をもつ理想的なものとしなければならず、実現は技術的
に困難である。
分解能のＡ／Ｄ変換器を使用してデジタル信号に変換し
、デジタル信号処理を行うことも考えられるが、広帯域
かつ高分解能のＡ／Ｄ変換器の実現は技術的に困難であ
り、コストも高くなる。また、より広帯域とするために
は、バンドパスフィルタの特性を、より急峻な減衰特性
をもつ理想的なものとしなければならず、実現は技術的
に困難である。
【０００５】本発明はこのような考察に基づいてなされ
たものであり、その目的は、バースト波のような不定期
の短い入力に対してもリアルタイム分析を行え、広帯域
でかつ高速掃引可能なスペクトラムアナライザを実現す
ることにある。
たものであり、その目的は、バースト波のような不定期
の短い入力に対してもリアルタイム分析を行え、広帯域
でかつ高速掃引可能なスペクトラムアナライザを実現す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の代表的なものの
概要は以下のとおりである。すなわち、低域変換した信
号を、さらに、９０゜位相器と２つのミキサにより実部
と虚部に分けてミキシングダウンし、２つのＡ／Ｄ変換
器を用いてＡ／Ｄ変換し、デジタル信号処理を行って周
波数解析を行う構成とする。入力信号を低域変換するに
あたっては、局部発振信号を、例えば、ＡＤ変換器のサ
ンプリング周波数（ｆＡＤ）以下の周波数幅でステップ
的に掃引する。
概要は以下のとおりである。すなわち、低域変換した信
号を、さらに、９０゜位相器と２つのミキサにより実部
と虚部に分けてミキシングダウンし、２つのＡ／Ｄ変換
器を用いてＡ／Ｄ変換し、デジタル信号処理を行って周
波数解析を行う構成とする。入力信号を低域変換するに
あたっては、局部発振信号を、例えば、ＡＤ変換器のサ
ンプリング周波数（ｆＡＤ）以下の周波数幅でステップ
的に掃引する。
【０００７】
【作用】実部と虚部の２系統の処理を行うことにより、
スーパーヘテロダインによる周波数変換の際に、負の周
波数領域（入力信号の角周波数ωＲ＜局部発振信号の角
周波数ωＬが成立する領域）も使用できるようになる。 このため、みかけ上、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波
数を２倍としたことになり、Ａ／Ｄ変換器の帯域を０〜
１／２・ｆＡＤとすると、ｆＡＤの帯域を得ることがで
きる。これにより、広帯域にわたって実時間解析が可能
となる。
スーパーヘテロダインによる周波数変換の際に、負の周
波数領域（入力信号の角周波数ωＲ＜局部発振信号の角
周波数ωＬが成立する領域）も使用できるようになる。 このため、みかけ上、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波
数を２倍としたことになり、Ａ／Ｄ変換器の帯域を０〜
１／２・ｆＡＤとすると、ｆＡＤの帯域を得ることがで
きる。これにより、広帯域にわたって実時間解析が可能
となる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す図で
ある。本実施例は、内部構成として広い周波数帯域を得
るために、スイッチ３，１０により２つの周波数レンジ
に分割し、それぞれに対して回路を持っており、上側回
路が低周波数レンジ用，下側回路が高周波数レンジ用と
なっている。また、低域変換した信号を、さらに、９０
゜位相器と２つのミキサにより実部と虚部に分けてミキ
シングダウンし、２つのＡ／Ｄ変換器１９，２０ を用
いてＡ／Ｄ変換し、デジタル信号処理を行って周波数解
析を行う構成となっている。
て説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す図で
ある。本実施例は、内部構成として広い周波数帯域を得
るために、スイッチ３，１０により２つの周波数レンジ
に分割し、それぞれに対して回路を持っており、上側回
路が低周波数レンジ用，下側回路が高周波数レンジ用と
なっている。また、低域変換した信号を、さらに、９０
゜位相器と２つのミキサにより実部と虚部に分けてミキ
シングダウンし、２つのＡ／Ｄ変換器１９，２０ を用
いてＡ／Ｄ変換し、デジタル信号処理を行って周波数解
析を行う構成となっている。
【０００９】被測定入力信号は、アッテネータ１により
レベル調整され、過大入力に対する保護のためのリミッ
タ２を通過する。低周波数レンジの場合、ＬＰＦ４を通
過後、可変周波数発振器６とミキサ５により一旦、ミキ
シングアップ（高周波数への変換）され、元の信号と重
ならないように切り離される。この後、ＢＰＦ７により
必要な通過帯域のみが選択される（例えば、局部発振周
波数を中心として左右に存在する差信号のうち右側だけ
が選択される）。次に、固定周波数発振器８とミキサ９
によりミキシングダウン（低周波数への変換）される。 高周波数レンジの場合は、プリチューン用ＢＰＦ２３に
よって所定の通過帯域のみが選択され、可変周波数発振
器２５とミキサ２４によりミキシングダウンされる。低
域変換された信号は、さらに、ＢＰＦ１１を通過して，
アンプ１２により増幅される。
レベル調整され、過大入力に対する保護のためのリミッ
タ２を通過する。低周波数レンジの場合、ＬＰＦ４を通
過後、可変周波数発振器６とミキサ５により一旦、ミキ
シングアップ（高周波数への変換）され、元の信号と重
ならないように切り離される。この後、ＢＰＦ７により
必要な通過帯域のみが選択される（例えば、局部発振周
波数を中心として左右に存在する差信号のうち右側だけ
が選択される）。次に、固定周波数発振器８とミキサ９
によりミキシングダウン（低周波数への変換）される。 高周波数レンジの場合は、プリチューン用ＢＰＦ２３に
よって所定の通過帯域のみが選択され、可変周波数発振
器２５とミキサ２４によりミキシングダウンされる。低
域変換された信号は、さらに、ＢＰＦ１１を通過して，
アンプ１２により増幅される。
【００１０】この後、信号は２つの経路に分けられ、そ
れぞれミキサ１３，１４ によりミキシングダウンされ
る。ここで、それぞれの局部発振（ローカル）信号は、
局部発振器１６からの信号であるが、ミキサ１４に供給
される信号は９０゜位相器１５を介するため、位相が９
０゜ずれることになる。つまり、入力信号をＡｅｘｐ（
ｊωＲｔ）とし、ローカル信号をＢｅｘｐ（−ｊωＬｔ
）とすると、これらのミックスの結果は、Ａｅｘｐ（ｊ
ωＲｔ）・Ｂｅｘｐ（−ｊωＬｔ）＝Ａ・Ｂ・ｅｘｐ｛
ｊ（ωＲ−ωＬ）ｔ｝となる。
れぞれミキサ１３，１４ によりミキシングダウンされ
る。ここで、それぞれの局部発振（ローカル）信号は、
局部発振器１６からの信号であるが、ミキサ１４に供給
される信号は９０゜位相器１５を介するため、位相が９
０゜ずれることになる。つまり、入力信号をＡｅｘｐ（
ｊωＲｔ）とし、ローカル信号をＢｅｘｐ（−ｊωＬｔ
）とすると、これらのミックスの結果は、Ａｅｘｐ（ｊ
ωＲｔ）・Ｂｅｘｐ（−ｊωＬｔ）＝Ａ・Ｂ・ｅｘｐ｛
ｊ（ωＲ−ωＬ）ｔ｝となる。
【００１１】ローカル信号は、Ｂｅｘｐ（−ｊωＬｔ）
＝Ｂｃｏｓ （ωＬｔ）−ｊ・Ｂ・ｓｉｎ（ωＬｔ）と
表せ、上述したように、実部と虚部に分解して、９０゜
位相の異なる２つの信号としている。ミキシングダウン
された信号はＬＰＦ１７，１８ を通過後、Ａ／Ｄ変換
器１９，２５ によりデジタル信号に変換される。この
変換されたデジタル信号は、Ａ・Ｂ・ｅｘｐ｛ｊ（ωＲ
−ωＬ）ｔ｝＝Ａ・Ｂ・ｃｏｓ ｛（ωＲ−ωＬ）ｔ｝
＋ｊ・Ａ・Ｂ・ｓｉｎ ｛（ωＲ−ωＬ）ｔ｝となる。 このように、実部と虚部を用いることにより、負の周波
数領域（ωＲ＜ωＬ）も使用できるようになる。つまり
、Ａ／Ｄ変換器の帯域を０〜１／２・ｆＡＤとする場合
、負の周波数が利用できることによりｆＡＤと、従来の
２倍以上の帯域に対して実時間スペクトラム解析が可能
となる。実部と虚部のデータはさらに、デジタル信号処
理回路２１により所定の演算処理がなされ、表示装置２
２上に解析結果が表示される。本実施例ではｆＡＤの帯
域内ならば、可変周波数発振器６，２５を掃引すること
なく、実時間分析ができる。ｆＡＤ以上の帯域を有する
信号ならば、可変周波数発振器６，２５の発振周波数を
ステップ掃引する（ステップ幅はｆＡＤ以下である）。 なお、装置全体の動作は、制御回路２６により制御され
る。
＝Ｂｃｏｓ （ωＬｔ）−ｊ・Ｂ・ｓｉｎ（ωＬｔ）と
表せ、上述したように、実部と虚部に分解して、９０゜
位相の異なる２つの信号としている。ミキシングダウン
された信号はＬＰＦ１７，１８ を通過後、Ａ／Ｄ変換
器１９，２５ によりデジタル信号に変換される。この
変換されたデジタル信号は、Ａ・Ｂ・ｅｘｐ｛ｊ（ωＲ
−ωＬ）ｔ｝＝Ａ・Ｂ・ｃｏｓ ｛（ωＲ−ωＬ）ｔ｝
＋ｊ・Ａ・Ｂ・ｓｉｎ ｛（ωＲ−ωＬ）ｔ｝となる。 このように、実部と虚部を用いることにより、負の周波
数領域（ωＲ＜ωＬ）も使用できるようになる。つまり
、Ａ／Ｄ変換器の帯域を０〜１／２・ｆＡＤとする場合
、負の周波数が利用できることによりｆＡＤと、従来の
２倍以上の帯域に対して実時間スペクトラム解析が可能
となる。実部と虚部のデータはさらに、デジタル信号処
理回路２１により所定の演算処理がなされ、表示装置２
２上に解析結果が表示される。本実施例ではｆＡＤの帯
域内ならば、可変周波数発振器６，２５を掃引すること
なく、実時間分析ができる。ｆＡＤ以上の帯域を有する
信号ならば、可変周波数発振器６，２５の発振周波数を
ステップ掃引する（ステップ幅はｆＡＤ以下である）。 なお、装置全体の動作は、制御回路２６により制御され
る。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、周波数変
換時に、実部と虚部成分に分けてミキシングダウンし、
Ａ／Ｄ変換する構成とすることにより、Ａ／Ｄ変換器の
２倍の帯域幅の実時間スペクトラム解析を行える効果が
ある。また、デジタル信号処理を用いることによって従
来必要とされた可変狭帯域幅のアナログフィルタは不必
要となり、また、アナログフィルタに比べて狭帯域とで
きるため、周波数の分解能を向上できる。この結果、バ
ースト波のような不定期の短い入力に対してもリアルタ
イム分析を行え、広帯域でかつ高速掃引可能なスペクト
ラムアナライザを実現することができる。
換時に、実部と虚部成分に分けてミキシングダウンし、
Ａ／Ｄ変換する構成とすることにより、Ａ／Ｄ変換器の
２倍の帯域幅の実時間スペクトラム解析を行える効果が
ある。また、デジタル信号処理を用いることによって従
来必要とされた可変狭帯域幅のアナログフィルタは不必
要となり、また、アナログフィルタに比べて狭帯域とで
きるため、周波数の分解能を向上できる。この結果、バ
ースト波のような不定期の短い入力に対してもリアルタ
イム分析を行え、広帯域でかつ高速掃引可能なスペクト
ラムアナライザを実現することができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。
１ アッテネータ
２ リミッタ
３，１０ 高周波数レンジ／低周波数レンジ切換えス
イッチ ４ ＬＰＦ ５，９，１３，１４，２４ ミキサ ６，２５ 可変周波数発振器（局部発振器）７ Ｂ
ＰＦ ８，１６ 固定周波数発振器（局部発振器）１２
アンプ １７，１８ ＬＰＦ １９，２０ Ａ／Ｄ変換器 ２１ デジタル信号処理 ２２ 表示装置 ２３ プリチューン用ＢＰＦ ２６ 制御回路
イッチ ４ ＬＰＦ ５，９，１３，１４，２４ ミキサ ６，２５ 可変周波数発振器（局部発振器）７ Ｂ
ＰＦ ８，１６ 固定周波数発振器（局部発振器）１２
アンプ １７，１８ ＬＰＦ １９，２０ Ａ／Ｄ変換器 ２１ デジタル信号処理 ２２ 表示装置 ２３ プリチューン用ＢＰＦ ２６ 制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】 入力信号の周波数を変換する第１の周
波数変換手段（５，６，８，９，２４，２５） と、こ
の第１の周波数変換手段（５，６，８，９，２４，２５
）により周波数変換された信号を２系統に分け、分けら
れた信号のそれぞれに、互いに９０゜位相が異なる２つ
の局部発振信号を混合することにより、それぞれを実部
および虚部として周波数変換する第２の周波数変換手段
（１３，１４，１５，１６）と、この第２の周波数変換
手段（１３，１４，１５，１６）から得られる実部およ
び虚部の信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（
１９，２０） とを有することを特徴とするスペクトラ
ムアナライザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120691A JPH04286966A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | スペクトラムアナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120691A JPH04286966A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | スペクトラムアナライザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04286966A true JPH04286966A (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=12880433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5120691A Pending JPH04286966A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | スペクトラムアナライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04286966A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0989933A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-04 | Ando Electric Co Ltd | 高周波信号レベル表示装置 |
| JP2006308585A (ja) * | 2005-04-29 | 2006-11-09 | Tektronix Inc | 取込み装置、デジタル化方法及び測定機器 |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP5120691A patent/JPH04286966A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0989933A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-04-04 | Ando Electric Co Ltd | 高周波信号レベル表示装置 |
| JP2006308585A (ja) * | 2005-04-29 | 2006-11-09 | Tektronix Inc | 取込み装置、デジタル化方法及び測定機器 |
| JP4677574B2 (ja) * | 2005-04-29 | 2011-04-27 | テクトロニクス・インコーポレイテッド | 測定機器用取込み装置 |
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