JPH0523630B2 - - Google Patents

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JPH0523630B2
JPH0523630B2 JP22695985A JP22695985A JPH0523630B2 JP H0523630 B2 JPH0523630 B2 JP H0523630B2 JP 22695985 A JP22695985 A JP 22695985A JP 22695985 A JP22695985 A JP 22695985A JP H0523630 B2 JPH0523630 B2 JP H0523630B2
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JP
Japan
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signal
frequency
sideband
circuit
phase
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JP22695985A
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Inventor
Takashi Hirano
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Mitsubishi Precision Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Precision Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位相測定装置に関し、特に、高周波信
号の位相を高精度に測定する装置に関する。本発
明による装置は、例えばネツトワーク・アナライ
ザとして、ネツトワーク(4端子回路網)の高周
波パラメータ、例えば入出力信号の位相差等を測
定する場合に利用される。
〔従来の技術〕
第2図に従来形の位相測定装置の一例が示され
る。第2図において、3,4は高周波増幅器であ
つて、それぞれ端子1から入力された被測定信号
f(周波数をf0とする)、端子2から入力された基
準信号f0(周波数をf0とする)を増幅する。21,
22は周波数混合回路であつて、それぞれ周波数
混合器21aおよびフイルタ21b、周波数混合
器22aおよびフイルタ22bからなる。周波数
混合器21a,22aにはビート周波数を得るた
めの独立した位相固定閉ループ(PLL)回路2
3またはトラツキングオシレータが接続されてお
り、また、フイルタ21b,22bはスプリアス
および不要側帯波を除去するためのものである。
24は位相測定回路であつて、周波数混合回路2
1および22の出力信号をアナログ的またはデイ
ジタル的に比較し、この比較に基づいて被測定信
号fの基準信号f0に対する位相を測定する。
第2図に示される装置においては、被測定信号
fおよび基準信号f0は、まず高周波数増幅器3,
4においてそれぞれ所定のレベルまで増幅され、
次に、PLL回路23の出力を局部発振信号fc(周
波数をfcとする)とする周波数混合器21a,2
2aにおいてそれぞれ位相を保持したまま周波数
変換され、さらにフイルタ21b,22bにおい
てそれぞれスプリアスおよび不要側帯波が除去さ
れた後、例えば信号(f0+fc)として位相測定回
路24に入力されるようなつている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来形の位相測定装置においては、被
測定信号が特に高周波信号である場合、温度等の
外的要因により被測定信号の周波数に変動が生じ
るとその変動が位相誤差となつて出力に現われる
ため、PLL回路の局部発振信号の周波数を高精
度にトラツキングさせる必要が生じ、そのための
PLL回路の構成が複雑になるという問題があつ
た。
本発明は、上述した従来形における問題点に鑑
み創作されたもので、比較的小型かつ簡単な構成
で、被測定信号の周波数変動に影響されることな
く高精度に位相測定を行うことができる位相測定
装置を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、第1の発振信号を出力する局
部発振器と、基準信号と該第1の発振信号とを混
合し、それによつて得られる上側帯波および下側
帯波信号のうちいずれか一方の側帯波信号を出力
する第1の周波数混合回路と、該第1の発振信号
の周波数と異なる周波数を有する第2の発振信号
を出力する局部発振器と、該第1の周波数混合回
路の出力信号と該第2の発振信号とを混合し、そ
れによつて得られる上側帯波および下側帯波信号
のうち該第1の周波数混回路が出力する側帯波信
号と異なる側帯波側の側帯波信号を出力する第2
の周波数混合回路と、被測定信号と該第2の周波
数混合回路の出力信号とを混合し、それによつて
得られる上側帯波および下側帯波信号のうち該下
側帯波信号を出力する第3の周波数混合回路と、
該基準信号と該第2の周波数混合回路の出力信号
とを混合し、それによつて得られる上側帯波およ
び下側帯波信号のうち該下側帯波信号を出力する
第4の周波数混合回路と、該第3および第4の周
波数混合回路の出力信号を比較し、この比較に基
づき該被測定信号の該基準信号に対する位相を測
定する位相測定回路とを備えた位相測定装置が提
供される。
〔作 用〕
本発明の位相測定装置においては、第1の周波
数混合回路において基準信号f0と第1の発振信号
f1(周波数をf1とする)とを混合して(f0+f1)の
信号(または(f0−f1)の信号)を得るように
し、さらに第2の周波数混合回路において(f0
f1)の信号(または(f0−f1)の信号)と第2の
発振信号f2(周波数をf2とする)とを混合して(f0
+f1−f2)の信号(または(f0+f1−f1)の信号)
を得るようにし、この得られた信号を第3および
第4の周波数混合回路に入力してそれぞれ得られ
る(f0−f1)の信号(または(f1−f2)の信号)
を比較することにより被測定信号fの基準信号f0
に対する位相を測定するようにしているため、被
測定信号fの周波数f0が仮に変動した場合でもそ
の影響が出力側に現われることはなく、従つて高
精度な位相測定が可能となる。また、本発明によ
る装置は、構成や比較的複雑であるPLL回路あ
るいはトラツキングオシレータを不要としている
ので、比較的簡単な構成で、しかも全体的な規模
を小さくすることができる。
〔実施例〕
第1図には本発明による位相測定装置の一実施
例がブロツク的に示される。
第1図において、3,4は高周波増幅器であつ
て、それぞれ端子1から入力された被測定信号f
(周波数をf0(=160MHz)とする)、端子2から入
力された基準信号f0(周波数をf0(=160MHz)と
する)を位相変動が生じないように増幅する。こ
の位相変動は主として増幅器利得や電気的な配線
長に起因して生じるものであるので、回路のレイ
アウトに際しては基準信号系および被測定信号系
のそれぞれの配線長を極力同じにすると共に、特
性がほぼ同一の増幅器を選定する必要がある。
5は周波数混合回路であつて、高周波増幅器3
を介して入力される被測定信号fの周波数f0と分
配器11を通して入力される後述の周波数混合回
路9の出力信号周波数(f0+f1−f2)とを混合す
る周波数混合器5aと、周波数混合器5aにおい
て得られる上側帯波および下側帯波信号(f0±
(f0+f1−f2)のうち不要側帯波である上側帯波信
号(f0+f0−f1−f2)を除去するためのフイルタ
5bとからなつている。
同様に、6は周波数混合回路であつて、高周波
増幅器4を介して入力される基準信号の周波数f0
と分配器11を通して入力される後述の周波数混
合回路9の出力信号周波数(f0+f1−f2)とを混
合する周波数混合器6aと、周波数混合器6aに
おいて得られる上側帯波および下側帯波信号(f0
±(f0+f1−f2)のうち不要側帯波である上側帯波
信号(f0+f0+f1−f2)を除去するためのフイル
タ6bとからなつている。
同様に、7は周波数混合回路であつて、高周波
増幅器4を介して入力される基準信号の周波数f0
と局部発振器8の発振信号f1(周波数をf1(=20M
Hz)とする)とを混合する周波数混合器7aと、
周波数混合器7aにおいて得られる上側帯波およ
び下側帯波信号(f0±f1)のうち不要側帯波であ
る下側帯波信号(f0−f1)を除去するためのフイ
ルタ7bとからなつている。
同様に、9は周波数混合回路であつて、周波数
混合回路7の出力信号周波数(f0+f1)と局部発
振器10の発振周波数f2(周波数をf2(=20.1MHz)
とする)とを混合する周波数混合器9aと、周波
数混合器9aにおいて得られる上側帯波および下
側帯波信号(f0+f1±f2)のうち不要側帯波であ
る上側帯波信号(f0+f1+f2)を除去するための
フイルタ9bとからなつている。
11は分配器であつて、周波数混合回路9の出
力信号(f0+f1−f2)を周波数混合器5a,6a
に供給する。
12,13はアナログ・デイジタル(A/D)
変換器であつて、それぞれ周波数混合回路5,6
において得られた低周波(f2−f1)のビート信号
をパルス化するものであり、ゼロクロスコンパレ
ータで構成されている。
14はシーケンシヤルロジツク構成のデイジタ
ルの位相検出回路であつて、A/D変換器12,
13から出力されたパルス信号のパルスの立上り
または立下りの位置を比較し、この比較に基づい
て被測定信号fと基準信号f0との位相差を、該位
相差に相当する幅を有するパルスの形で出力す
る。従つて、A/D変換器12,13からのパル
スの幅に関係しないので、高精度の位相検出が行
える。
15はパルストレイン回路であつて、位相検出
回路14から出力された位相差に相当する幅を有
するパルスと局部発振器10の発振信号2パルス
との論理積をとる。従つて、パルストレイン回路
15からは位相差に相応したパルス数を有するパ
ルス信号が出力される。
最後に、16はカウンタ回路であつて、パルス
トレイン回路15から出力されたパルス信号のパ
ルス数を計数し、この計数値を端子17に出力す
る。この計数値は被測定信号fの基準信号f0に対
する位相を表わすものである。なお、好適には端
子17に表示器等を接続し、位相を直読可能に構
成することもできる。
A/D変換器12,13、位相検出回路14、
パルストレイン回路15およびカウンタ回路16
により位相測定回路が構成される。
次に、第1図に示される装置の動作について説
明する。
まず、周波数f0の被測定信号fと基準信号f0
それぞれ高周波数増幅器3,4を介して周波数混
合回路5,6に入力される。一方、基準信号f0
周波数混合回路7において発振信号f1と加算(f0
+f1)され、さらに周波数混合回路9において発
振信号f2を減算(f0+f1−f2)された後、分配器
11を介して周波数混合回路5,6に入力され
る。
周波数混合回路5,6においてはそれぞれ、周
波数(f0+f1−f2)の信号が周波数f0の被測定信
号f、周波数f0の基準信号f0から減算され、被測
定信号fの基準信号f0に対する位相を保持したま
まで低周波(f2−f1)のビート信号に変換され
る。
変換された低周波ビート信号は、A/D変換器
12,13においてパルス化され、位相検出回路
14に入力される。位相検出回路14は被測定信
号fと基準信号f0ととの位相差を検出し、パルス
の形で出力する。このパルスは、パルストレイン
回路15において発振信号f2パルスと論理積がと
られ、カウンタ回路16にホールドされる。カウ
ンタ回路16は、パルストレイン回路15からの
パルスの数を計数し、位相を表わす信号としてこ
の計数値を出力する。
このようにして、被測定信号fの極めて高い周
波数f0に影響されることなく、位相測定を行うこ
とができる。また、本実施例においては出力処理
をデイジタル的に行なつているため、出力端子1
7にコンピユータが接続される場合には極めて好
都合である。
なお、本実施例においてはパルストレイン回路
15に入力されるパルス信号として局部発振器1
0の発振信号f2(20.1MHz)を用いたが、それに
限らず、例えば局部発振器8の発振信号f1(20M
Hz)、基準信号f0(160MHz)を用いてもよい。基
準信号f0を用いた場合には、位相測定精度がさら
に向上する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、比較的簡易構成で規模の縮小
化を図り、被測定信号の周波数変動に影響される
ことなく高精度に位相測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による位相測定装置の一実施例
を示すブロツク図、第2図は従来形の位相測定装
置の一例を示すブロツク図である。 3,4……高周波増幅器、5,6,7,9……
周波数混合回路、8,10……局部発振器、1
2,13……A/D変換器、14……位相検出回
路、15……パルストレイン回路、16……カウ
ンタ回路、f……被測定信号、f0……基準信号、
f1,f2……局部発振信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1の発振信号を出力する局部発振器と、 基準信号と該第1の発振信号とを混合し、それ
    によつて得られる上側帯波および下側帯波信号の
    うちいずれか一方の側帯波信号を出力する第1の
    周波数混合回路と、 該第1の発振信号の周波数と異なる周波数を有
    する第2の発振信号を出力する局部発振器と、 該第1の周波数混合回路の出力信号と該第2の
    発振信号とを混合し、それによつて得られる上側
    帯波および下側帯波信号のうち該第1の周波数混
    合回路が出力する側帯波信号と異なる側帯波側の
    側帯波信号を出力する第2の周波数混合回路と、 被測定信号と該第2の周波数混合回路の出力信
    号とを混合し、それによつて得られる上側帯波お
    よび下側帯波信号のうち該下側帯波信号を出力す
    る第3の周波数混合回路と、 該基準信号と該第2の周波数混合回路の出力信
    号とを混合し、それによつて得られる上側帯波お
    よび下側帯波信号のうち該下側帯波信号を出力す
    る第4の周波数混合回路と、 該第3および第4の周波数混合回路の出力信号
    を比較し、この比較に基づき該被測定信号の該基
    準信号に対する位相を測定する位相測定回路とを
    備えた位相測定装置。
JP22695985A 1985-10-14 1985-10-14 位相測定装置 Granted JPS6287874A (ja)

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US5663666A (en) * 1996-02-21 1997-09-02 Hewlett-Packard Company Digital phase detector
DE102011017545B4 (de) * 2011-04-26 2018-07-19 Forschungsverbund Berlin E.V. Auto-Heterodynempfänger

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