JPH05172869A - スペクトラムアナライザ - Google Patents

スペクトラムアナライザ

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JPH05172869A
JPH05172869A JP31646891A JP31646891A JPH05172869A JP H05172869 A JPH05172869 A JP H05172869A JP 31646891 A JP31646891 A JP 31646891A JP 31646891 A JP31646891 A JP 31646891A JP H05172869 A JPH05172869 A JP H05172869A
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JP
Japan
Prior art keywords
frequency band
interpolation
signal strength
adjacent
spectrum analyzer
Prior art date
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Pending
Application number
JP31646891A
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English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Fukuda
光芳 福田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05172869A publication Critical patent/JPH05172869A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 より自然な補間を用いて、周波数帯域毎の信
号強度を求めるスペクトラムアナライザを得る。 【構成】 信号強度を補間によって求めようとする補間
周波数帯域に対し、高周波数方向に1個目に隣接する第
一の隣接高周波数帯域の原信号強度と、同じく高周波数
方向に隣接する2個目の隣接高周波数帯域の原信号強度
と、逆に低周波数方向に1個目に隣接する隣接低周波帯
域の原信号強度と、同じく低周波数方向に隣接する2個
目の隣接低周波数帯域の原信号強度とから、線形結合に
よって、前記補間信号強度を算出する補間信号強度計算
部12、を有することを特徴とするスペクタラムアナラ
イザである。従って、従来の平均値補間によるスペクト
ラムアナライザに比べて、より自然な周波数特性を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、民生用オーディオ機器
におけるスペクトラムアナライザに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、民生用オーディオ機器において、
音声信号の周波数特性をダイナミックに表示するために
スペクトラムアナライザが頻繁に採用されている。この
ようなスペクトラムアナライザは、音声信号を複数の周
波数帯域に分割し、それぞれの周波数帯域の信号強度を
外部に表示する。オーディオ機器では、この強度信号を
図示的に表示し、入力信号の周波数特性を外部に知らせ
る。この表示部としては、LED(発光ダイオード)等
を用いて棒グラフ状に信号強度を表示する装置が一般的
に用いられている。
【0003】このようなスペクトラムアナライザの構成
としては、従来2種類の構成が広く知られている。その
一つの構成は、各周波数帯域に対しアナログ回路で構成
したバンドパスフィルタをそれぞれ割り当てる構成であ
る。この構成を用いた場合、扱う周波数帯域の数の増加
に伴って、アナログ回路の規模が増大する問題があっ
た。また、他の構成は、ディジタルシグナルプロセッサ
(以下DSPと称する)等を用いてディジタル的に各周
波数帯域の信号強度を算出する構成である。この構成を
用いた場合、扱う周波数帯域の数の増加に伴って、DS
P等の演算量が増大する問題があった。
【0004】上記のような理由から、最近の民生用オー
ディオ機器に用いられているスペクトラムアナライザに
おいては、表示する全ての周波数帯域の信号強度を求め
るのではなく、表示する帯域の数の約半分の個数の周波
数帯域の信号強度のみを測定する。そして、測定して求
めた各周波数帯域の信号強度から、補間によって残りの
半分の個数の周波数帯域の信号強度を算出する。このよ
うに構成されたスペクトラムアナライザにおいては、実
際に信号強度を測定する周波数帯域の数は表示する周波
数帯域の個数の半分の個数ですむ。そのため、回路の規
模や演算量を増大させずに単に表示部を増加させるだけ
で表示する周波数帯域の個数を従来の約2倍に増やすこ
とができる。
【0005】この従来の改良されたスペクトラムアナラ
イザに用いられている補間方法としては、補間しようと
する周波数帯域に隣接する二つの周波数帯域の信号強度
の平均値をとる方法が一般的である。図5には、この平
均値をとって補間を行なう様子が示されている。図5に
おいて横軸は周波数、縦軸は信号強度を表し、破線は入
力信号の実際の周波数特性を表す。図において、周波数
帯域Fa0 からFa6 までは実際に測定された信号強度
である。そして周波数帯域Fb0 からFb6 までは、実
際に測定された信号強度から補間によって求められた信
号強度である。図3に示されているように、各信号強度
n (n=0〜6)の値は、それに隣接する実際に測定
された周波数帯域Fan-1 とFan (n =0〜6)にお
ける信号強度の平均値となっていることが理解される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のス
ペクトラムアナライザは、補間によって表示できる周波
数帯域の数を増加させていた。従って、図5に示されて
いるように、平均値による補間方式では補間したい周波
数帯域に信号強度のピークがある場合、(b5で示され
る周波数帯域)実際の周波数特性とはかなり誤差が大き
くなってしまうという問題があった。
【0007】本発明は、このような課題に鑑みなされた
もので、その目的は補間を用いて、表示できる周波数帯
域を増加させるスペクトラムアナライザであって、実際
の周波数特性との誤差が小さいスペクトラムアナライザ
を得ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、入力信号の周波数帯域ごとの原信号強
度を測定し、各周波数帯域の中間の補間周波数帯域に対
応する補間信号強度を、前記各周波数帯域の前記各原信
号強度から補間によって算出し、前記原信号強度と前記
補間信号強度とを合わせて出力するスペクトラムアナラ
イザにおいて、補間周波数帯域に対し、高い周波数の方
向に隣接する第一の隣接高周波数帯域の原信号強度と、
補間周波数帯域に対し、低い周波数の方向に隣接する第
一の隣接低周波数帯域の原信号強度と、前記第一の隣接
高周波数帯域と、その帯域のさらに高い周波数の方向に
隣接する第二の隣接高周波数帯域とのそれぞれの原信号
強度の差分と、前記第一の隣接低周波数帯域と、その帯
域のさらに低い周波数の方向に隣接する第二の隣接低周
波数帯域とのそれぞれの原信号強度の差分と、の線形結
合によって、前記補間信号強度を算出する補間信号強度
計算部、を有することを特徴とするスペクトラムアナラ
イザである。
【0009】
【作用】本発明のスペクトラムアナライザにおける補間
信号強度計算部は、測定された原信号強度のうち4個の
原信号強度を用いて、線形結合による補間により、一個
の補間信号強度を算出する。従って、単なる平均値補間
に比べて、不自然さのない周波数特性が得られ、オーデ
ィオ機器においては、自然なスペクトラム表示が行われ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
【0011】図1に本発明の一実施例であるスペクトラ
ムアナライザのブロック構成図を示す。図1において、
所定のサンプリング周波数に基づいてA−D変換された
デジタル入力信号が信号強度計算部10に印加される。
信号強度計算部10は、デジタル入力信号をデジタルフ
ィルタ処理することによって、周波数帯域Fa0 −Fa
10の各帯域成分を求め、これら各帯域の信号強度を検知
して、各周波数帯域毎の信号強度a0 からa10までを出
力する。これらの信号強度a0 からa10までは外部回路
(例えばオーディオ機器の表示部)に出力されると共
に、補間信号強度計算部12にも供給されている。この
補間信号強度計算部12は、補間すべき信号周波数帯域
の個数と同数個備えられているが、これらは全て同じ構
成であるので、図1においてはその中の一つだけを示し
てある。図に示してあるように、補間信号強度計算部1
2は4個の倍率器14と1個の加算器16とから構成さ
れている。4個の倍率器14はB倍する倍率器14aが
2個と、A+B倍する倍率器14bが2個とから構成さ
れている。
【0012】図1に示されている補間信号強度計算部1
2としては、周波数帯域Fan とFan-1 の間の周波数
帯域Fbn における補間信号強度bn を求める例を示し
てある。この補間信号強度計算部12には、信号強度a
n-2 はB倍の倍率器14aに印加され、信号強度an-1
はA+B倍の倍率器14bに印加されている。また、信
号強度an はA+B倍の倍率器14bに印加され、信号
強度an+1 はB倍の倍率器14aに印加される。これら
の倍率器14の出力は、図に示されているように、B倍
の倍率器14aの出力は加算器16の反転入力に、A+
B倍の倍率器14bの出力は加算器の非反転入力に、そ
れぞれ印加される。加算器16はこれらの信号を加算
し、補間信号強度bn として出力する。このようにして
作られた補間信号強度b0 からb11までは、原信号強度
0 からa10までと同様に図示されていない外部回路へ
出力されている。
【0013】以上述べたように、本実施例によれば、求
めるべき補間信号強度bn は次の式で計算される。
【0014】 bn =−B・an-2 +(A+B)・an-1 +(A+B)・an −B・an+1 =A・an-1 +A・an +B(an-1 −an-2 )+B(an −an+1 ) ・・・(1) このように、求めたいbn に対し、その前後の4個の値
のan-2 ,an-1 ,an ,an+1 を用いて演算が行われ
る。求めたいbn に対しan を4値とれない場合、とる
ことができなかったan は「0」とする。例えば、最も
高い周波数帯域b11や、最も低い周波数帯域b0 に対し
てはその前後のan が4個存在しないため、存在しない
n の値を「0」とみなして計算を行なう。
【0015】なお、係数Aは、本実施例においては1/
2となり、この場合にもし係数B=0とすれば、従来の
平均値補間の方式と同一の方法になる。
【0016】本発明において特徴的なことは、この係数
Bを用いて従来の平均値補間よりもより自然な補間を行
なった点にある。すなわち(1)式の、B(an-1 −a
n-2 )+B(an −an+1 )との項があることにより、
高周波数方向に隣接する2個の周波数帯域の信号強度の
差分と、低周波数方向に隣接する2個の周波数帯域の信
号強度の差分とを、bn の算出に加味することにより、
より自然な周波数特性を得ることができる。本実施例に
においては、係数Bは例えば次の式のように表される。
【0017】 B=k・(1−(ABS(an-1 −an )/Lmax) ・・・(2) ここで、ABSは絶対値を表す関数であり、Lmaxは
信号強度の最大レベルである。またkは分割する周波数
帯域の個数等によって決定される係数である。
【0018】このように。本実施例においては、係数B
は、補間を行なうbn の両近傍のレベル差で変動する。
つまり、係数Bは固定の係数ではなく、入力する信号強
度の応じて動的に変動することになる。従って、本実施
例によれば、入力信号に応じた極めて自然な補間が行え
る。このような補間の結果の例を図2に示す。
【0019】次に実際の数値を用いて、補間信号強度を
計算例を示す。例えば、 a0 =0.5,a1 =1.0,a2 =2.0,a3 =5.0, a4 =5.0,a5 =2.0,a6 =1.0,a7 =0.5, の場合、A=0.5、k=0.25、Lmax=8と定
めると、b4 を求める際には、 B=k・(1−(ABS(an-1 −an )/Lmax) =0.25(1−ABS(5.0−5.0)/8) =0.25 ・・・(3) となり、この係数Bを用いて、b4 は、以下のように求
められる。
【0020】 b4 =A・an-1 +A・an +B(an-1 −an-2 )+B(an −an+1 ) =0.5・5.0+0.5・5.0 +0.25(5.0−2.0)+0。25(5.0−2.0) =6.5 ・・・(4) この求められた補間強度信号b4 と、元の測定された原
信号強度とを図3に示す。さらに、別の数値例を挙げ
る。例えば、 a0 =6.0,a1 =5.0,a2 =2.0,a3 =3.0, a4 =5.0,a5 =6.0,a6 =5.0,a7 =4.0, の場合、前述の例と同様にA=0.5、k=0.25、
Lmax=8と定めると、b3 を求める際には、 B=k・(1−(ABS(an-1 −an )/Lmax) =0.25(1−ABS(2.0−3.0)/8) =〜0.22 ・・・(5) となり、この係数Bを用いて、b3 は、以下のように求
められる。
【0021】 b3 =A・an-1 +A・an +B(an-1 −an-2 )+B(an −an+1 ) =0.5・2.0+0.5・3.0 +0.22(2.0−5.0) +0。22(3.0−5.0) =1.0+1.5−0.66−0.44 =1.4 ・・・(6) この求められた補間強度信号b3 と、元の測定された原
信号強度とを図4に示す。
【0022】以上述べたように、本実施例によれば求め
たい補間信号強度bn を算出するのに、その対応する信
号周波数帯域の近傍の4個の測定された原信号強度a
n-2 ,an-1 ,an ,an+1 を用いて求めたので、より
自然な補間を行なうことができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補間したい補間信号強度を、その周波数帯域に隣接する
4個の測定された信号強度の線形結合として求めたた
め、従来より自然に補間を行なうことが可能となる。従
って、本発明によるスペクトラムアナライザの出力であ
る測定された信号強度、及び補間によって求められた補
間信号強度等を両方とも用いて、オーディオ機器等の表
示に用いれば、従来に比べてより自然な周波数特性の表
示を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるスペクトラムアナライ
ザの構成を示すブロック構成図である。
【図2】図1に示されるスペクトラムアナライザによる
自然な補間を表す説明グラフである。
【図3】図1によるスペクトラムアナライザの動作を具
体的な数値を用いて説明する説明グラフである。
【図4】図3と同様、具体的な数値を用いた説明グラフ
である。
【図5】従来の平均値補間によって、補間が行われる様
子を示したグラフである。
【符号の説明】
10 信号強度計算部 12 補間信号強度計算部 14 倍率器 16 加算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号の周波数帯域ごとの原信号強度を
    測定し、各周波数帯域の中間の補間周波数帯域に対応す
    る補間信号強度を、前記各周波数帯域の前記各原信号強
    度から補間によって算出し、前記原信号強度と前記補間
    信号強度とを合わせて出力するスペクトラムアナライザ
    において、 補間周波数帯域に対し、高い周波数の方向に隣接する第
    一の隣接高周波数帯域の原信号強度と、 補間周波数帯域に対し、低い周波数の方向に隣接する第
    一の隣接低周波数帯域の原信号強度と、 前記第一の隣接高周波数帯域と、その帯域のさらに高い
    周波数の方向に隣接する第二の隣接高周波数帯域とのそ
    れぞれの原信号強度の差分と、 前記第一の隣接低周波数帯域と、その帯域のさらに低い
    周波数の方向に隣接する第二の隣接低周波数帯域とのそ
    れぞれの原信号強度の差分と、 の線形結合によって、前記補間信号強度を算出する補間
    信号強度計算部、を有することを特徴とするスペクトラ
    ムアナライザ。
JP31646891A 1991-11-29 1991-11-29 スペクトラムアナライザ Pending JPH05172869A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001042798A1 (en) * 1999-12-07 2001-06-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Analysing signals
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