JPH0614073B2

JPH0614073B2 - スペクトラムアナライザ

Info

Publication number: JPH0614073B2
Application number: JP5380186A
Authority: JP
Inventors: 光祥高野; 博一柳川
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1986-03-13
Filing date: 1986-03-13
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2009-02-23
Also published as: JPS62211565A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、スペクトラムアナライザ、特にプリセレクタ
付のスペクトラムアナライザにおいて、プリセレクタの
同調ずれによるレベル測定値の低下を自動補正するよう
に構成した広帯域スペクトラムアナライザに関するもの
である。

（従来の技術）トラッキングプリセレクタ付のスペクトラムアナライザ
において、広帯域に分布するスペクトラムをＣＲＴ表示
装置上に同時に表示したとき、各周波数において、受信
周波数とプリセレクタの同調周波数は、プリセレクタと
局部発振器双方のヒステリシス、非直線性、温度特性、
経年変化等の相違によりずれを生じ、測定スペクトラム
のレベル表示は、それぞれ幾分か低下して測定される。

（発明が解決しようとする問題点）従って、従来は、レベル測定確度を確保するために、同
調ずれを補正するつまみを設け、測定しようとする信
号、すなわちスペクトラムのレベルが最大となるような
調整操作を各スペクトラムの信号ごとに行って補正する
という面倒な操作を必要としていた。そしてそのため、
自動化システムへの対応ができなかった。

また、測定しようとする信号にマーカを合せ、そのマー
カに対応した周波数でプリセレクタの自動同調を行う方
式のものが従来から存在するが、これは、測定しようと
する信号スペクトラムが広帯域に多数分布しているとき
には、それぞれにマーカを同調させる操作を行った上で
プリセレクタの自動同調を行わせなければならず、操作
パネル面の操作するつまみ数が多くなるとともに、操作
が煩雑となり、かつ広帯域のスペクトラムの全体像を得
ることが実質的に困難な欠点があった。

本発明は、上記の欠点を解決することを目的としてお
り、局部発振器とプリセレクタとのトラッキングずれを
広帯域にわたって自動的に補正する構成をなし、広帯域
のスペクトラムの全体像を同時にＣＲＴ表示装置上に表
示するとともに、自動化システムへの対応をも可能とし
たプリセレクタ付広帯域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。

（問題点を解決するための手段）そのため本発明のスペクトラムアナライザは、被測定信
号を通過させるプリセレクタ１と、該プリセレクタ１を
通過した被測定信号を周波数変換するための局部発振器
６及びミキサ５を備えた周波数変換回路４と、該局部発
振器の発振周波数と該プリセレクタの同調周波数とをそ
れぞれの所定の周波数で同時に、数次にわたって掃引す
る掃引信号発生回路７と、周波数変換回路４で周波数変
換された中間周波信号を適宜増幅し検波する中間周波増
幅回路８及び検波器９とを有し、かつストレージ機能を
備えたスペクトラムアナライザにおいて、該掃引信号発
生回路７からの信号で定められる前記プリセレクタ１の
同調周波数をシフトさせる制御手段３と、前記プリセレ
クタの同調周波数を数次にわたりシフトさせてから掃引
し、その数次にわたる掃引毎に前記検波器で検波された
前記中間周波信号の振幅の最大値を保持して表示する表
示手段１０とを備えたことを特徴としている。そして前
記最大値を保持して表示する表示手段１０が、被測定信
号の振幅を、掃引された周波数幅を画成する区々の素周
波数ごとに比較し、該素周波数ごとの最大値を検出する
最大値選択回路１８と、該最大値選択回路１８で検出さ
れた最大値を保持するメモリ１１及びその最大値を表示
する表示装置１２とを具備していることを特徴としてい
る。

（作用）被測定信号は第１図に示されたプリセレクタ１を通り、
周波数変換回路４で周波数変換される。この周波数変換
は掃引信号発生回路７から出力されるランプ電圧に基づ
いて局部発振器６から発生する掃引局部発振信号によっ
てなされる。また局部発振器６を駆動するランプ電圧は
プリセレクタ駆動回路２にも加えられ、局部発振器６と
プリセレクタ１とのトラッキングがとられるようになっ
ている。そしてプリセレクタ１の同調周波数をシフトさ
せるために、制御手段３からその制御信号が出力され、
微同調信号発生回路１７を介してプリセレクタ駆動回路
２に、例えばオフセット電圧が加えられている。ここで
プリセレクタ１はバンドパスフィルタであり、しかもそ
の中心周波数が印加される電圧或いは電流に応じて変化
する。

ミキサ５から出力された中間周波信号は、中間周波増幅
器８で適宜増幅され、検波器９で検波される。検波器９
の検波出力は、表示手段１０がディジタル表示方式の場
合、アナログ−ディジタル変換器１９でディジタル化さ
れる。このディジタル化された検波出力は、最大値選択
回路１８によって素周波数（素周波数については後に詳
しく説明する）ごとに比較され、数次にわたる掃引の中
で素周波数ごとの被測定信号の振幅の最大値がメモリ１
１にそれぞれ記憶される。該メモリ１１に記憶された記
憶内容を順次読み出し、表示装置12に表示することによ
り、プリセレクタ１の同調ずれに起因するレベル測定値
の低下が補正される。

表示手段１０がアナログの場合、蓄積残像性を有する表
示装置で各掃引ごとに検波器９の検波出力を表示し、レ
ベルの最大値を読み取ることによって、プリセレクタ１
の同調ずれに起因するレベル測定値の低下を補正するこ
とができる。

以下第２図以降の図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。

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図はプリセレクタ自動補正を説明し
ているＣＲＴ管面の一波形図、第４図はプリセレクタに
印加される電圧波形説明図、第５図がマックスホールド
機能を実現する一実施例構成、第６図は第５図の動作を
説明するフローチャート、第７図は局部発振器とプリセ
レクタとのトラッキングのずれによるレベル測定値低下
の自動補正を説明するフローチャートである。

第２図において、１はプリセレクタ、２はプリセレクタ
駆動回路、４は周波数変換回路、５はミキサ、６は局部
発振器、７は掃引信号発生回路、８は中間周波増幅回
路、９は検波器、１１はメモリ、１２は表示装置、１３
は制御回路部、１７は微同調信号発生回路、１８は最大
値選択回路であって、第１図のものにそれぞれ対応して
いる。２０は自動補正設定キーであって該自動補正設定
キー２０を押すと、プリセレクタ１の同調ずれによるレ
ベル測定値の低下が自動的に補正されるものである。

該自動補正キー２０が押されると次のように動作して、
プリセレクタ１と局部発振器６とのトラッキングずれが
解消し、プリセレクタ１の同調ずれによるレベル測定値
の低下が自動補正される。

すなわち、制御回路部１３には、例えば第１図に示され
た如く、記憶手段１６に予め掃引されるべき所定掃引回
数が記憶されている。該記憶手段１６に記憶された所定
掃引回数の信号が指令手段１５に読み出され、該指令手
段１５は掃引信号発生回路７、微同調制御手段１４を介
して微同調信号発生回路１７及び最大値選択回路１８に
それぞれ制御信号を送る。

指令手段１５から制御信号を受けた掃引信号発生回路７
及び微同調制御手段１４を介して制御信号を受けた微同
調信号発生回路１７は、第４図に図示された電圧をそれ
ぞれ出力する。掃引信号発生回路７からはランプ電圧が
出力され、該ランプ電圧の一波形によって、設定された
掃引帯域幅の全掃引周波数が局部発振器６から発生す
る。一方、１掃引のランプ電圧が発生するごとにステッ
プ状のオフセット電圧ΔＥが微同調信号発生回路１７か
ら発生する。これらのランプ電圧及びステップ状のオフ
セット電圧がプリセレクタ駆動回路２で加算され、第４
図(III)に示された電圧波形がプリセレクタ１に供給さ
れる。これにより設定された掃引帯域幅を１掃引するご
とに、プリセレクタ１の同調周波数が微小周波数でシフ
トされ、何回か掃引を繰返すことにより、被測定信号の
或る周波数の信号に対し、局部発振器６とプリセレクタ
１とのトラッキングが完全に一致する状態が生じる。

例えば、第３図(I)に示された如く、被測定信号に周波
数_１，_２，_３の信号を含んでいるものとする。第
３図(I)に示された実線のトレース１０１、破線のトレ
ース１０２、一点鎖線のトレース１０３は上記掃引の回
数を例えば３回としたときの第１回目、第２回目、第３
回目の各掃引での検波出力データであり、ＣＲＴ表示画
面でそれを表示したときのスペクトラムである。

トレース１０１では、周波数_１の信号に対してはプリ
セレクタ１の同調が合っているが、周波数_２，_３の
信号に対してはプリセレクタ１の同調がずれており、そ
のため測定レベルが低下して観測される。同様に、トレ
ース１０２，１０３においても周波数_２，_３の信号
に対してプリセレクタ１の同調がそれぞれ合っている
が、他の周波数の信号に対してはプリセレクタ１の同調
がずれており、測定レベルがそれぞれ低下して観測され
る。

この場合、３回の掃引でのトレース１０１，１０２，１
０３の最大値（最大レベル値）を各素周波数ごとに選択
し、保持する（この機能をマックスホールド機能とい
う）と、第３図(II)に示されたスペクトラムが得られ
る。そして第３図(II)に示された周波数_１，_２，
_３の信号の各レベルは、それぞれプリセレクタ１の同調
が合ったときの正しいレベルを示している。

次に上記のマックスホールド機能について説明する。

前に説明した様に、指令手段１５から最大値選択回路１
８へ制御信号が送られることにより、上記のマックスホ
ールド機能が動作する。最大値選択回路１８は、例えば
第５図に示された回路構成によってマックスホールド機
能を発揮する。第５図において、１１のメモリ、１９の
アナログ−ディジタル変換器は第２図のものに対応して
いる。２１はラッチ回路、２２はゲート回路、２３は比
較器、２４はラッチ回路、２５はコントローラである。

メモリ１１は、第２図に示された表示装置１２の水平方
向の画素数と同一のアドレス数を有している。今、表示
装置１２の水平方向の画素数を例えば１０２４個で構成
されているものとすると、メモリ１１は０〜１０２３の
アドレスを備えている。以下このアドレス数を例として
説明する。

前もって設定された掃引開始周波数_０、掃引終了周波
数₁₀₂₃に対する検波器９からの検波出力データが、コ
ントローラ２５の制御によってメモリ１１のアドレス
０、アドレス１０２３のアドレス上にそれぞれ記憶され
るようになっている。また該メモリ１１のアドレス１な
いし１０２２のアドレス上には、上記掃引開始周波数
_０と掃引終了周波数₁₀₂₃との間の掃引周波数を適宜に
区別した１０２２個の周波数_１，_２，…，₁₀₂₂に
対する検波器９からの検波出力データが記憶される。こ
のメモリ１１のアドレス０〜１０２３にそれぞれ記憶さ
れる検波出力データに対応する掃引周波数_０，_１，
_２，…，₁₀₂₃をそれぞれ素周波数と呼ぶ。

第６図のフローチャートを用いて第５図の動作を説明す
ると次の如くである。すなわち、第１回目に掃引された
各素周波数に対する検波出力データは、メモリ１１の各
アドレスにそのまま記憶される。第２回目の掃引に当っ
てメモリ１１のアドレス０、すなわち素周波数_０、つ
まり掃引開始周波数に対する検波器９からの検波出力が
アナログ−ディジタル変換器１９でディジタル化される
（ステップ５１，５２）。ディジタル化された検波出力
データがラッチ回路２１にラッチされる。一方コントロ
ーラ２５はメモリ１１に対しリード信号を出して該素周
波数_０に対応する第１回目の掃引の検波出力データを
アドレス０から読み出す。該検波出力データはラッチ回
路２４でラッチされる（ステップ５３）。そして比較器
２３で該素周波数_０に対する第１回目の掃引と第２回
目の掃引との検波出力データの大小が比較される（ステ
ップ５４）。第２回目の掃引のときの検波出力データが
第１回目の掃引のときの検波出力データより大きいと
き、コントローラ２５はゲート回路２２に対しゲートを
開く信号を出力すると共に、メモリ１１に対しライト信
号を出力し、ラッチ回路21にラッチされている第２回目
の掃引のときの検波出力データを該素周波数_０の記憶
されるべきアドレス０に記憶する（ステップ５５）。そ
してコントローラ２５は、次の素周波数_１に対する上
記処理を繰返すべく、メモリ１１のアドレスを＋１する
（ステップ５６）。また第２回目の掃引のときの検波出
力データが第１回目の掃引のときの検波出力データより
小さいときには、コントローラ25はただちに次の素周波
数_１に対する上記処理を繰返すべく、メモリ１１のア
ドレスを＋１する（ステップ５６）。このような処理を
各素周波数_１，_２，…，₁₀₂₃についてそれぞれ行
い、メモリ１１のアドレスが１０２３を越えたとき、１
掃引（第２回目の掃引）が終了する（ステップ５７）。

この掃引を複数回（この掃引回数は予め第１図図示の記
憶手段１６に記憶されている）繰返すことにより、各素
周波数_０，_１，_２，…，₁₀₂₃に対する検波出力
の最大値のデータがメモリ１１に記憶される。

従って該メモリ１１に記憶されている各素周波数につい
ての検波出力データを順次読み出し、表示装置１２に表
示すれば測定レベルが自動補正されたスペクトラムとな
る。

第３図を用いて再び説明すると、実線で示される第１回
目の掃引のとき、周波数_１の信号に対してはプリセレ
クタ１の同調が合っていて測定レベルは正しく観測され
るが、周波数_２，_３の信号に対してはプリセレクタ
１の同調がずれていて、測定レベルは正しく観測されて
いない。破線で示される第２回目の掃引のとき、周波数
_１の信号に対してはプリセレクタ１の同調がずれてい
て測定レベルは正しく観測されないが、第１回目の掃引
のときの測定レベルのデータがメモリ１１に記憶されて
いる。そして周波数_２の信号に対してはプリセレクタ
１の同調が合っていて測定レベルは正しい、つまり第１
回目の掃引のときの測定レベルより大きいので、上記説
明の如く周波数_２の信号に対しては第２回目の掃引の
ときの測定レベルのデータがメモリ１１に記憶される。
一点鎖線で示される第３回目の掃引のとき、周波数_３
の信号に対してプリセレクタ１の同調が合っており、他
の第１回目、第２回目の掃引のときの当該周波数_３の
信号の測定レベルより大きいので、該周波数_３の信号
に対しては第３回目の掃引時の測定レベルがメモリ１１
に記憶される。従って掃引回数３回を終了した時点でメ
モリ１１の内容を表示装置12に表示すると、第３図(II)
に示されたスペクトラムが表示され、局部発振器６とプ
リセレクタ１とのトラッキングのずれによって生じるプ
リセレクタ１の同調ずれに起因する測定レベル値の低下
が自動補正されている。

次に第７図のフローチャートを用いて第２図の動作を説
明する。

自動補正設定キー２０を押すと（ステップ61）、制御回
路部１３からメモリ１１へ該メモリ１１の内容をクリア
する信号が送られ、メモリ１１の内容がクリアされる。
また制御回路部１３内の最大値選択回路１８が作動状態
となり、上記第５図、第６図で説明したマックスホール
ド機能が働く状態に設定される（ステップ６２）。

プリセレクタ１の微同調範囲が−Ｆから＋Ｆの２Ｆであ
るとし、掃引回数が予めＮに設定されているものとした
とき、制御回路部１３は微同調信号発生回路１７に対し
制御信号を送り、プリセレクタ駆動回路２からプリセレ
クタ１の微同調が-Fに設定されるべきオフセット電圧を
出力するように設定する（ステップ６３）。そして掃引
信号発生回路７から第４図(I)に示されるランプ電圧を
発生させる制御信号を制御回路部１３は掃引信号発生回
路７へ出力する（ステップ６４）。局部発振器６は該ラ
ンプ電圧を受け、予め設定された掃引開始周波数から掃
引終了周波数に至る全掃引帯域幅の周波数を発生する。
プリセレクタ駆動回路２は、プリセレクタ１の微同調を
−Ｆに設定すべきオフセット電圧と上記ランプ電圧とを
受け、これらの電圧を加算した電圧がプリセレクタ１に
印加される。これによりプリセレクタ１の同調周波数が
−Ｆされた状態で掃引されてゆく。

一方、最大値選択回路１８ではマックスホールド処理が
行われており、第５図，第６図で説明した如く、各素周
波数_０，_１，_２，…，₁₀₂₃に対する検波出力デ
ータがメモリ１１にそれぞれ記憶される。

この第１回目の掃引が終了すると、次の第２回目の掃引
でプリセレクタ１の微同調を＋ΔＦだけ変化させるべ
く、制御回路部１３から微同調信号発生回路１７へ制御
信号が送られる。

ここで上記ΔＦはプリセレクタ１の微同調を変化させる
変化ステップを表わし、で決定される。Ｎは上記予め設定されている掃引回数で
ある。

これにより微同調信号発生回路１７は＋ΔＦの微同調を
行わせるべくΔＥのオフセット電圧を第４図(II)の如く
出力する。従って第２回目の掃引のとき、プリセレクタ
１へは第４図(III)に示されたオフセット電圧ΔＥが加
算されたランプ電圧が印加される。その結果第１回目の
掃引のときに比べプリセレクタ１の同調周波数が微同調
ΔＦだけシフトされて掃引されてゆく。この第２回目の
掃引が行われているとき、最大値選択回路１８ではマッ
クスホールド処理が実行されている（ステップ65）。

このように１回の掃引が終了するごとに、プリセレクタ
１の微同調をΔＦづつ増加させて（ステップ６７）、周
波数掃引を所定回数行う。

掃引回数が予め設定された回数Ｎになったとき、周波数
掃引は終了する。このとき、メモリ１１に記憶されてい
る各素周波数_０，_１，_２，…，₁₀₂₃の検波出力
データは、マックスホールド処理によって最大レベルの
データが記憶されている。

該メモリ１１に記憶されている内容を順次読み出し、表
示装置１２に表示すれば、これら測定レベルは局部発振
器６とプリセレクタ１とのトラッキングのずれによって
生じるレベル測定値の低下が自動的に補正された正しい
レベル値となっている。

なお、微同調信号発生回路１７からは、第４図(II)図示
の如くΔＥのステップ状のオフセット電圧を出力するよ
うにしているが、該ステップ状のオフセット電圧に替
え、連続的に増加するオフセット電圧を発生させてもよ
いことは言うまでもない。

（発明の効果）以上説明した如く、本発明によれば、 (1) 被測定信号の受信周波数、すなわち局部発振器と
プリセレクタとのトラッキングのずれによるレベル測定
値の低下が防止され、レベル測定確度が確保される。そ
して手動の場合に生じる誤操作によるレベル測定エラー
を防ぐことができる。

(2) 広帯域に分布するスプリアス信号を表示装置、例
えばＣＲＴ管面上で同時に観測でき、その中で最もレベ
ルの高い信号を容易に認識できる。

(3)自動システムに応用できる。

という効果がある。

【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基本構
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図はプリセレクタ自動補正を
説明しているＣＲＴ管面の一波形図、第４図はプリセレ
クタに印加される電圧波形説明図、第５図はマックスホ
ールド機能を実現する一実施例構成、第６図は第５図の
動作を説明するフローチャート、第７図はミキサとプリ
セレクタとのトラッキングのずれによるレベル測定値低
下の自動補正を説明するフローチャートでる。図中、１はプリセレクタ、２はプリセレクタ駆動回路、
３は制御手段、４は周波数変換回路、５はミキサ、６は
局部発振器、７は掃引信号発生回路、８は中間周波増幅
器、９は検波器、１０は表示手段、１１はメモリ、１２
は表示装置、１３は制御回路部、１４は微同調制御手
段、１５は指令手段、１６は記憶手段、１７は微同調信
号発生回路、１８は最大値選択回路、１９はアナログ−
ディジタル変換器、２０は自動補正設定キー、２１はラ
ッチ回路、２２はゲート回路、２３は比較器、２４はラ
ッチ回路、２５はコントローラである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定信号を通過させるプリセレクタ(1)
と、該プリセレクタを通過した被測定信号を周波数変換
するための局部発振器(6)及びミキサ(5)を備えた周波数
変換回路(4)と、該局部発振器の発振周波数と該プリセ
レクタの同調周波数とをそれぞれ所定の周波数で同時
に、数次にわたって掃引する掃引信号発生回路(7)と、
該周波数変換回路で周波数変換された中間周波信号を増
幅し検波する中間周波増幅回路(8)及び検波器(9)とを有
し、かつストレージ機能を備えたスペクトラムアナライ
ザにおいて、該掃引信号発生回路からの信号で定められる前記プリセ
レクタの同調周波数をシフトさせる制御手段(3)と、前記プリセレクタの同調周波数を数次にわたりシフトさ
せてから掃引し、その数次にわたる掃引毎に前記検波器
で検波された前記中間周波信号の振幅の最大値を保持し
て表示する表示手段(10)とを備えたことを特徴とするス
ペクトラムアナライザ。
【請求項２】前記最大値を保持して表示する表示手段
が、被測定信号の振幅を、掃引された周波数幅を画成す
る区々の素周波数ごとに比較し、該素周波数ごとの最大
値を検出する最大値選択回路(18)と、該最大値選択回路
で検出された最大値を保持するメモリ(11)及びその最大
値を表示する表示装置(12)とを具備していることを特徴
とした特許請求の範囲第(1)項記載のスペクトラムアナ
ライザ。