JPH0480344B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スペクトラムアナライザ、特に入力
アツテネータの減衰量と中間周波増幅器の増幅度
との最適組合せが存在し、被測定入力信号の入力
レベルに応じてその最適組合せで入力アツテネー
タの減衰量及び中間周波増幅器の増幅度とが定ま
つてしまう周波数掃引方式のスペクトラムアナラ
イザにおいて、入力アツテネータ自動設定キーを
押すことにより初期設定された周波数帯の全域を
掃引し、被測定入力信号の中から最大レベルを検
出し、周波数変換回路でひずみが発生しないよう
な最適入力レベルにミキサ入力レベルを制御し、
それに対応して中間周波増幅器の増幅度が自動的
に設定されるスペクトラムアナライザに関するも
のである。

従来のスペクトラムアナライザでは、低レベル
の被測定入力信号成分をCRT管面で測定してい
るとき、基準レベルに連動した形態で入力アツテ
ネータの値（減衰量）を自動的に切換えるように
しているため、測定しようとしている低レベルの
被測定入力信号成分が、実際はCRT管面に表示
されていない他の大きな信号に起因するひずみ、
例えば高調波ひずみの如きスペクトラムアナライ
ザ自身による内部スプリアスである可能性があ
る。（ここで、基準レベルとは表示装置の基準目
盛位置に相当する信号レベルを言う。）CRT管面
に表示された信号（スペクトラム）が真正の外部
信号、すなわち被測定入力信号成分であるか、内
部スプリアスであるかを判定するのには、例えば
入力アツテネータの値を切換えることによりその
レベル測定値が変わらなれば真正の被測定入力信
号のものであるというように、いちいち確認の操
作を行わねばならず、また正しい測定結果を得る
には長年の経験を必要とする欠点があつた。

この欠点を解決する手段として、入路回路にセ
ンサとして電力検出器を設け、この出力によつて
入力アツテネータの値を自動的に制御する方法が
提案されている。しかしながらこの方法は低周波
帯においてはうまく動作するが、高周波帯、例え
ば2GHzにまでなると入力回路の増幅器やセンサ
を容易に実現するのは困難である。

本発明は、上記の欠点を解決することを目的と
しており、入力回路にセンサを設けないで内部ス
プリアスが発生しないような入力アツテネータの
値に設定するとともに、該入力アツテネータの減
衰量と中間周波増幅器の増幅度とを最適値に設定
し、真正の被測定入力信号成分をCRT管面に表
示するスペクトラムアナライザを提供することを
目的としている。以下図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明に係るスペクトラムアナライザ
の構成図、第２図は本発明に係るスペクトラムア
ナライザの具体的一実施例構成、第３図は入力ア
ツテネータの自動設定をしたときのCRT管面の
波形図例を示している。

第１図において、第１記録手段７には入力アツ
テネータ１の自動設定の動作を行う前の中心周波
数、周波数スパン及び基準レベルが記憶される。

第２の記録手段８には所定の中心周波数、所定
の周波数スパン、所定の入力アツテネータの減衰
量及び所定の中間周波増幅度が予め記憶されてい
る。

まず最初に、指令手段１８の命令により、それ
らの値が掃引信号発生回路６、入力アツテネータ
設定回路２、中間周波増幅度設定回路１０に設定
された上で、１回の掃引が行われる。

入力アツテネータ１に入力した被測定入力信号
は、入力アツテネータ設定回路２で設定された減
衰量に応じて減衰させられ、周波数変換回路３で
周波数変換されるが、この周波数変換は掃引信号
発生回路６から出力するランプ電圧に基づいて局
部発振器５から発生する掃引信号によつてなされ
る。ミキサ４から出力された中間周波信号は、中
間周波増幅度設定回路１０で設定された増幅度に
応じて中間周波増幅器９で増幅され、検波器１１
に入力する。検波器１１で検波された検波出力は
アナログ−デイジタル変換器１２でデイジタル化
され、メモリ１４にそのデイジタル化された検波
波形が記憶される。メモリ１４に記憶された前記
検波波形が順次続出され、表示装置１５に表示さ
れる。その際制御回路１３内の検出手段１６は表
示装置１５に表示される検波波形の最大レベルと
その周波数とを検出する。検出手段１６で検出し
た最大レベルに基づいて周波数変換回路３でひず
みが発生しないような最適入力レベルに入力アツ
テネータ１の減衰量を調整手段１７で調整すると
共に、この入力アツテネータ１の減衰量と予め第
１の記憶手段７に記憶された基準レベルとに対応
した中間周波増幅器９の増幅度を調整手段１７で
調整する。これらの調整された入力アツテネータ
１の減衰量は入力アツテネータ設定回路２に設定
され、調整された中間周波増幅器９の増幅度は中
間周波増幅度設定回路１０に設定される。

また指令手段１８の命令のより入力アツテネー
タ設定回路２に設定された値を入力アツテネータ
１に設定し、中間周波増幅度設定回路１０に設定
された値を中間周波増幅器９に設定する。このよ
うにして調整手段１７で調整された入力アツテネ
ータ１の減衰量及び中間周波増幅器９の増幅度の
もとに作動手段１９により、前記第１の記憶手段
７に記憶された中心周波数及び周波数スパン値を
前記掃引信号発生回路６に設定し、掃引を作動さ
せると、表示装置１５にはスペクトラムアナライ
ザ自身に基づく内部スプリアスが発生しない真正
の被測定入力信号のスペクトラムが表示される。

以下具体的一実施例について第２図以降の図面
を参照しながら説明する。

第２図において、１ないし６，９ないし１２，
１４，１５は第１図のものに対応している。

入力アツテネータ１に入力した被測定入力信号
は、入力アツテネータ設定回路２で設定された減
衰量に応じて減衰させられ、周波数変換回路３内
のミキサ４に入力する。ミキサ４に入力された被
測定入力信号は局部発振器５からの掃引信号によ
つて中間周波の信号に周波変換される。局部発振
器５は、例えば周波数シンセサイザで構成されて
おり、その掃引信号の中心周波数は後に説明する
制御回路１３からの制御信号で定められ、掃引信
号発生回路６からの制御信号で掃引周波数スパン
が定められる掃引信号を発生させている。周波数
変換回路３で得られた中間周波の信号は中間周波
増幅部１０７内のフイルタ１０８を介して中間周
波増幅器９に入力する。当該中間周波増幅器９に
入力した中間周波の信号は中間周波増幅度設定回
路１０によつて設定された増幅度に応じて増幅さ
れた後、検波器１１で検波される。そして検波さ
れたアナログ信号はアナログ−デイジタル変換器
１２でデイジタル化される。このアナログ−デイ
ジタル変換器は、クロツク信号（図示ぜす）によ
り検波出力をデイジタル信号に順次変換する装置
であり、このデイジタル信号は周波数に対応した
検波出力として、メモリ１４に記憶される。デイ
ジタル化された被測定入力信号のデータは制御回
路１３が指定するメモリ１４のアドレスに格納さ
れる。メモリ１４に格納された被測定入力信号の
データは制御回路１３の指示により続出され、当
該制御回路１３で要請されているデータ処理を行
つた後、CRT表示装置１５に転送され、CRT管
面にそのスペクトラムが表示される。

ところで、符号１１６は入力アツテネータ自動
設定キーであり初期設定された周波数帯の全域を
掃引し、被測定入力信号の中から最大レベルを検
出し、ミキサ４の非直線性に基づくひずみ、例え
ば高調波ひずみ、相互変調ひずみ等による内部ス
プリアスの発明を抑制するため、ミキサ４へ最適
入力レベルとなるように入力アテツネータ１の出
力レベルを下げるように制御するとともに、中間
周波増幅器９の増幅度を上げ、前記入力アツテネ
ータ１のミキサ４への入力レベルの低下分を補償
し、真正の被測定入力信号成分をCRT管面に表
示させるキーである。

前記制御回路１３は、入力アツテネータ自動設
定キー１１６を押したとき、ミキサ４によるひず
みやスプリアスの発生を抑制すべく初期設定され
た周波数帯の全域を掃引してメモリ１４に格納し
た被測定入力信号のデータを続出し、そこから検
出された被測定入力信号の最大レベルに基づいて
ミキサ４に入力する入力アツテネータ１の減衰量
を算出する入力アツテネータ減衰量算出手段と、
入力アテツネータ１に設定された減衰量に応じて
中間周波増幅器９の増幅度を算出する中間周波増
幅器増幅度算出手段とを備えており、その他にメ
モリ１４に格納した被測定入力信号のデータを続
出しその中から最大レベルを検出する最大レベル
検出手段、局部発振器５から掃引信号を発振させ
るための制御信号を直接に（この制御信号は最大
レベルの周波数を掃引信号の中心周波数となるよ
うに局部発振器５を設定する）、また掃引信号発
生回路６を介して前記局部発振器５へ送出する掃
引信号制御手段、演算手段及びメモリ制御手段等
を備えている。これらはマイクロプロセツサ、そ
の制御部、ROM及びRAM等によつて実現され
る。

入力アツテネータ自動設定キー１１６を押した
とき、例えばゼロビートを除くようにして10MHz
〜2GHzに初期設定されていると、制御回路１３
の掃引周波数制御手段から10MHz〜2GHzの全域
を周波数掃引させる制御信号が掃引信号発生回路
６を介して、また当該制御回路１３から直接制御
信号が局部発振器５へ送られる。同時に制御回路
１３からはCRT管面上に基準レベルが最大レベ
ル、例えば＋25dBmとなるような入力アツテネ
ータ１の減衰量と中間周波増幅器９の増幅度との
組合せの初期設定のデータが入力アツテネータ設
定回路２及び中間周波増幅度設定回路１０へそれ
ぞれ送られている。該入力アツテネータ設定回路
２及び中間周波増幅度設定回路１０は制御回路１
３から送られてきたデータに基づき入力アツテネ
ータ１の減衰量及び中間周波増幅器９の増幅度を
それぞれの量となるべき値に設定する。

基準レベルを最大レベル、例えば＋25dBmに
して入力アツテネータ１に入力した被測定入力信
号に対し周波数掃引を行うと、メモリ１４には
10MHz〜2GHzの帯域を周波数掃引した被測定入
力信号のデータが格納される。制御回路１３はメ
モリ１４に格納されている上記被測定入力信号の
データを順次続出し、その中から最大レベルを最
大レベル検出手段によつて検出する。

その後、基準レベルおよび中心周波数、周波数
スパンなどの設定値は、入力アツテネータ自動設
定キー１１６を押す前の設定値にもどるが、入力
アツテネータ１の減衰量及び中間周波増幅器９の
増幅度は次のように設定される。すなわち、前記
最大レベル検出手段によつて検出された最大レベ
ルを基に、ミキサ４の非直線性に起因して生ずる
内部スプリアスが発生しないミキサ最適入力レベ
ルにまで減衰させる入力アツテネータの減衰量を
入力アツテネータ減衰量算出手段によつて算出す
る。この値のデータが入力アツテネータ設定回路
２へ送られ、入力アツテネータ１をそのような出
力レベル、すなわちミキサ４への最適入力レベル
となるような値に入力アツテネータ１を設定す
る。一方入力アツテネータ１に設定された減衰量
と基準レベルの値に応じて中間周波増幅器９の増
幅度が該減衰量を基に中間周波増幅器増幅度算出
手段によつて算出される。この値のデータが中間
周波増幅度設定回路１０へ送られ、中間周波増幅
器９の増幅度をそのような値となるように設定す
る。このように入力アツテネータ１の減衰量と中
間周波増幅器９の増幅度とを制御回路１３が制御
することにより、CRT管面に表示されるスペク
トラムは、スペクトラムアナライザ自身による内
部スプリアスが含まれておらず、真正の被測定入
力信号成分のものだけが表示される。

第３図は入力アツテネータの自動設定をする
前のCRT管面の波形図、同図は入力アツテネ
ータの自動設定動作中で初期設定された周波数帯
の全域を掃引したときのCRT管面の波形図、同
図の入力アツテネータの自動設定をしたあとの
CRT管面の波形図を示している。

同図に示されているように、最初たとえば、
中心周波数200MHz、周波数スパン1MHzに設定さ
れ、信号成分２４と信号成分２５とが表示されて
いる。

初期設定された周波数帯が、ゼロビートが現わ
れない例えば10MHz〜2GHzに初期設定されてい
るものとする。入力アツテネータ自動設定キー１
１６を押すと前記説明の如く基準レベルを先例の
様に＋25dBmにして第３図に示されているよ
うに10MHz〜2GHzを掃引し、メモリ１４に格納
したデータをCRT表示装置１５のCRT管面２１
に表示させると、スペクトラムの波形２２が描か
れる。この波形２２のピーク点を前記説明の最大
レベル検出手段によつて検出し、その点にマーカ
２３を移動させる。ここでは第３図の表示には
現われていない大きな信号成分２６が存在するこ
とがわかる。マーカ２３が存在する点のレベルに
基づきミキサ４のひずみやスプリアスが生じない
最適入力レベルとするように入力アツテネータ１
に設定すべき減衰量を制御回路１３で演算し、そ
の値が入力アツテネータ設定回路２を介して入力
アツテネータ１に設定される。入力アツテネータ
１に設定された減衰量に応じた増幅度が制御回路
１３で演算され、その値が中間周波増幅度設定回
路１０を介して中間周波増幅器９に設定される。
そして入力アツテネータ１の減衰量及び中間周波
増幅器９の増幅度以外の設定条件は、当該入力ア
ツテネータ自動設定キー１１６を押す前の設定値
に戻され、第３図に示すようにCRT管面２１
には真正の被測定入力信号についての信号成分２
５のスペクトラムだけが表示される。従がつて最
初に表示されていた信号成分２４は、ミキサ４に
よる内部歪みによるものと判定することができ
る。

以上説明した如く、本発明によれば、入力アツ
テネータ自動設定キーを押すことにより、真正の
被測定入力信号成分のスペクトラムアナライザの
内部で生ずるスプリアスとが容易に識別すること
ができ、またその識別に熟練度を必要としなくな
る。そしてスペクトラムアナライザの内部でスプ
リアスが生じないように設定することができるの
で測定誤差が少なくなり、測定が正確となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスペクトラムアナライザ
の構成図、第２図は本発明に係るスペクトラムア
ナライザの具体的一実施例構成、第３図は入力ア
ツテネータの自動設定をしたときのCRT管面の
波形図例を示している。 図中、１は入力アツテネータ、２は入力アツテ
ネータ設定回路、３は周波数変換回路、４はミキ
サ、５は局部発振器、６は掃引信号発生回路、７
は第１の記憶手段、８は第２の記憶手段、９は中
間周波増幅器、１０は中間周波増幅度設定回路、
１１は検波器、１２はアナログ−デイジタル変換
器、１３は制御回路、１４はメモリ、１５は表示
装置、１６は検出手段、１７は調整手段、１８は
指令手段、１９は作動手段、１０７は中間周波増
幅部、１０８はフイルタ、１１６は入力アツテネ
ータ自動設定キーを表わしている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定入力信号を減衰させる入力アツテネー
   タ１と、該入力アツテネータの出力信号を周波数
   変換する局部発振器５およびミキサ４を備えた周
   波数変換回路３と、前記局部発振器の発振周波数
   を掃引させる掃引信号発生回路６と、該周波数変
   換回路の出力信号を増幅する中間周波増幅器９
   と、増幅された中間周波信号を検波する検波器１
   １と、該検波器で検波された信号をデイジタル信
   号に変換するアナログ−デイジタル変換器１２
   と、該アナログ−デイジタル変換器の出力を記憶
   するメモリ１４と、該メモリの出力を表示する表
   示装置１５と、制御回路１３とを備えたスペクト
   ラムアナライザであつて：該制御回路が (a) 中心周波数、周波数スパン及び基準レベルを
   記憶する第１の記憶手段７と、 (b) 所定の中心周波数、所定の周波数スパン、入
   力アツテネータの所定の減衰量及び中間周波増
   幅器の所定の増幅度とを記憶する第２の記憶手
   段８と、 (c) 該第２の記憶手段に記憶された所定値に基づ
   いて、入力アツテネータの減衰量及び中間周波
   増幅器の増幅度を設定し、かつ前記掃引信号発
   生回路を作動せしめる指令手段１８と、 (d) 該作動により前記メモリに記憶された出力信
   号のうち最大レベルの信号を検出する検出手段
   １６と、 (e) 該検出された最大レベルに対応した前記入力
   アツテネータの減衰量を調整し、かつ前記基準
   レベルと前記調整された減衰量に対応した中間
   周波増幅器の増幅度を調整する調整手段１７
   と、 (f) 該調整された減衰量及び増幅度のもとに、第
   １の記憶手段に記憶された中心周波数及び周波
   数スパン値により、前記掃引信号発生回路を作
   動せしめる作動手段１９と、 を備え、真正な被測定入力信号を表示するように
   したスペクトラムアナライザ。