JPH0619393B2 - Spectrum analyzer - Google Patents
Spectrum analyzerInfo
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- JPH0619393B2 JPH0619393B2 JP12091187A JP12091187A JPH0619393B2 JP H0619393 B2 JPH0619393 B2 JP H0619393B2 JP 12091187 A JP12091187 A JP 12091187A JP 12091187 A JP12091187 A JP 12091187A JP H0619393 B2 JPH0619393 B2 JP H0619393B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- oscillator
- frequency
- spectrum
- swept
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、複数の周波数成分が含まれた信号の周波数
スペクトルを測定するスペクトラムアナライザの改良に
関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement of a spectrum analyzer for measuring a frequency spectrum of a signal including a plurality of frequency components.
＜従来技術＞ 第４図にスーパーヘテロダイン方式のスペクトラムアナ
ライザの構成を市す。スーパーヘテロダイン方式のスペ
クトラムアナライザは入力信号と周波数が既知の信号を
混合してその混合した信号をバンドパスフィルタに印加
し、その周波数をシフトしてスペクトルを測定するもの
である。第４図において、周波数スペクトルを測定する
入力信号はローパスフィルタ１により雑音成分が除去さ
れた後、ミキサ２に入力される。このミキサ２にはまた
電圧制御発振器３の出力が入力される。電圧制御発振器
３は掃引発振器４の出力により制御される。掃引発振器
４は第５図に示す様な鋸波を出力し、電圧制御発振器３
はこの掃引発振器４の出力の大きさに比例する周波数の
信号を出力する。すなわち、電圧制御発振器３の出力周
波数は所定の速さで単調に増加する。ミキサ２の出力は
所定の周波数帯域の出力のみ通過させるバンドパスフィ
ルタであるＢＰＦ増幅器５に入力され、その出力はミキ
サ６に入力される。ミキサ６には発振器７からの一定周
波数の出力が入力される。ミキサ６の出力はＢＰＦ増幅
器８に入力され、その出力は検波器９、ビデオフィルタ
１０を介してＣＲＴ１２のＹ軸に印加される。また、掃
引発振器４の出力はＣＲＴ１２のＸ軸に印加される。<Prior Art> FIG. 4 shows the configuration of a superheterodyne spectrum analyzer. A superheterodyne spectrum analyzer mixes an input signal and a signal of known frequency, applies the mixed signal to a bandpass filter, and shifts the frequency to measure the spectrum. In FIG. 4, the input signal for measuring the frequency spectrum is input to the mixer 2 after the noise component is removed by the low pass filter 1. The output of the voltage controlled oscillator 3 is also input to the mixer 2. The voltage controlled oscillator 3 is controlled by the output of the sweep oscillator 4. The sweep oscillator 4 outputs a sawtooth wave as shown in FIG.
Outputs a signal having a frequency proportional to the output of the sweep oscillator 4. That is, the output frequency of the voltage controlled oscillator 3 monotonically increases at a predetermined speed. The output of the mixer 2 is input to the BPF amplifier 5, which is a bandpass filter that allows only the output of a predetermined frequency band to pass, and its output is input to the mixer 6. The output of the constant frequency from the oscillator 7 is input to the mixer 6. The output of the mixer 6 is input to the BPF amplifier 8, and its output is applied to the Y axis of the CRT 12 via the detector 9 and the video filter 10. The output of the sweep oscillator 4 is applied to the X axis of the CRT 12.
この様な構成において、ローパスフィルタ１の出力周波
数をｆＬ、電圧制御発振器３の出力周波数をｆｖとする
と、ミキサ２の出力周波数ｆＭは、 ｆＭ＝ｆＬ±ｆｖ となりその周波数がシフトされる。掃引発振器４の出力
により電圧制御発振器３の出力周波数を掃引し、ＢＰＦ
増幅器５により所定の周波数帯域の信号のみ選択する
と、入力信号のスペクトルを測定することが出来る。こ
のスペクトルはＣＲＴ１２に表示される。なお、この例
ではミキサ６、発振器７、ＢＰＦ増幅器８で同じ動作
（但し発振器７の出力周波数は固定）を繰返し、特性の
改善を図っている。In such a configuration, assuming that the output frequency of the low pass filter 1 is f L and the output frequency of the voltage controlled oscillator 3 is f v , the output frequency f M of the mixer 2 is f M = f L ± f v Be shifted. The output frequency of the voltage controlled oscillator 3 is swept by the output of the sweep oscillator 4,
If only the signal in the predetermined frequency band is selected by the amplifier 5, the spectrum of the input signal can be measured. This spectrum is displayed on the CRT 12. In this example, the mixer 6, the oscillator 7, and the BPF amplifier 8 repeat the same operation (however, the output frequency of the oscillator 7 is fixed) to improve the characteristics.
＜発明が解決すべき問題点＞ しかしながら、この様なスペクトラムアナライザには次
の様な問題点がある。周波数分解能を高くするためにＢ
ＰＦ増幅器の通過帯域幅を狭くするとその応答時間が長
くなるため、それに合せて電圧制御発振器の周波数掃引
周期を長くしないとスペクトルの形が変化する。この例
を第６図に示す。この図において、横軸は周波数、縦軸
はその周波数における入力信号の大きさのレベルであ
る。１３は掃引周期を充分遅くした場合の波形であり、
左右対称の正常な波形が得られるが、適正な周期より早
くなると１４のように左右非対称になり、かつ中央のレ
ベルが低下する。すなわち正確なスペクトルが得られな
くなる。そのため、掃引速度を速くすることが出来ず、
測定に時間がかかるという欠点があった。<Problems to be Solved by the Invention> However, such a spectrum analyzer has the following problems. B for higher frequency resolution
If the pass band width of the PF amplifier is narrowed, its response time becomes long. Therefore, unless the frequency sweep period of the voltage controlled oscillator is lengthened accordingly, the shape of the spectrum changes. This example is shown in FIG. In this figure, the horizontal axis is the frequency and the vertical axis is the level of the magnitude of the input signal at that frequency. 13 is a waveform when the sweep cycle is sufficiently delayed,
A normal symmetrical waveform can be obtained, but if it becomes faster than the proper cycle, the waveform becomes asymmetrical as shown by 14, and the central level decreases. That is, an accurate spectrum cannot be obtained. Therefore, the sweep speed cannot be increased,
There was a drawback that the measurement took time.
＜発明の目的＞ この発明の目的は、測定時間を短く出来るスペクトラム
アナライザを提供することにある。<Object of the Invention> An object of the present invention is to provide a spectrum analyzer capable of shortening the measurement time.
＜問題点を解決するための手段＞ 前記問題点を解決するために、本発明ではその出力周波
数が増加方向および減少方向に掃引出来る発振器を用
い、この発振器の出力と入力信号とをミキサで混合し、
このミキサの出力をバンドパスフィルタに入力する。そ
して、前記発振器の出力周波数が増加方向または減少方
向に掃引されたときの前記バンドパスフィルタの出力に
関連する信号を記憶部で記憶して、この記憶部に記憶さ
れたデータと、前記発振器の出力周波数を記憶部に記憶
したときとは逆方向に掃引したときの前記バンドパスフ
ィルタの出力に関連する信号とを演算部で演算して正し
いスペクトルを求めるようにしたものである。<Means for Solving Problems> In order to solve the above problems, the present invention uses an oscillator whose output frequency can be swept in an increasing direction and a decreasing direction, and the output of the oscillator and an input signal are mixed by a mixer. Then
The output of this mixer is input to the bandpass filter. Then, a signal related to the output of the bandpass filter when the output frequency of the oscillator is swept in the increasing direction or the decreasing direction is stored in the storage unit, and the data stored in the storage unit and the oscillator are stored. The calculation unit calculates a signal related to the output of the bandpass filter when the output frequency is swept in the opposite direction from that when the output frequency is stored in the storage unit to obtain a correct spectrum.
＜実施例＞ 第１図に本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施
例を示す。なお、第４図と同じ要素には同一符号を付
し、説明を省略する。第１図において、２０は発振器で
あり、その内部に掃引発振器２１および電圧制御発振器
２２が含まれている。掃引発振器２１の出力は電圧制御
発振器２２およびＣＲＴ１２のＸ軸に入力される。電圧
制御発振器２２の出力はミキサ２に入力され、ローパス
フィルタ１の出力と混合される。発振器２０はその出力
周波数が増加方向および減少方向に掃引出来る発振器を
構成している。２３は記憶部であり、ビデオフィルタ１
０の出力が入力され記憶される。２４は演算部であり、
ビデオフィルタ１０および記憶部２３の出力が入力さ
れ、これらのデータを演算する。この演算部２４の出力
はＣＲＴ１２のＹ軸に入力される。<Example> FIG. 1 shows an example of a spectrum analyzer according to the present invention. The same elements as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 1, reference numeral 20 is an oscillator, and a sweep oscillator 21 and a voltage controlled oscillator 22 are included therein. The output of the sweep oscillator 21 is input to the voltage controlled oscillator 22 and the X axis of the CRT 12. The output of the voltage controlled oscillator 22 is input to the mixer 2 and mixed with the output of the low pass filter 1. The oscillator 20 constitutes an oscillator whose output frequency can be swept in an increasing direction and a decreasing direction. A storage unit 23 is a video filter 1
An output of 0 is input and stored. 24 is a calculation unit,
The outputs of the video filter 10 and the storage unit 23 are input, and these data are calculated. The output of the arithmetic unit 24 is input to the Y axis of the CRT 12.
次にこの実施例の動作を説明する。掃引発振器２１は第
２図に示すような三角波を出力し、電圧制御発振器２２
はこの三角波の電圧に比例した周波数の出力をミキサ２
に出力する。すなわち、時点から間ではその周波数
は増加し、から間では減少するように掃引する。こ
の周期（時点からまで）は第５図で示した鋸波の周
期より短くなるように選ばれる。この電圧制御発振器２
２の出力により、第４図の従来例と同様にしてミキサ
２、ＢＰＦ増幅器５、ミキサ６、発振器７、ＢＰＦ増幅
器８、検波器９、ビデオフィルタ１０により処理がなさ
れ、入力信号のスペクトルに関連したデータが求められ
る。電圧制御発振器２２の出力周波数が増加方向に掃引
されている間（時点から）に求められたスペクトル
に関連するデータは記憶部２３に格納される。このとき
は演算部２４の出力はＣＲＴ１２に出力しないようにす
る。次に電圧制御発振器２２の出力周波数が減少する方
向に掃引されている間（時点から）に求められたス
ペクトルに関連するデータは演算部２４に入力されると
共に記憶部２３に格納されたデータが読みだされて演算
部２４に入力される。演算部２４はこれらのデータの平
均、大きいほうをとる、小さいほうをとる等の演算を施
してＣＲＴ１２のＹ軸に出力する。すなわち、周波数ｆ
における記憶部２３に格納されたスペクトルのデータす
なわち電圧制御発振器２２の出力周波数が増加する方向
に掃引されたときのデータをＶｉ（ｆ）、出力周波数が
減少する方向に掃引されたときのスペクトルのデータを
Ｖｄ（ｆ）とすると、演算部２４の出力Ｖ（ｆ）は、 Ｖ（ｆ）＝（Ｖｉ（ｆ）＋Ｖｄ（ｆ））／２ Ｖ（ｆ）＝ｍａｘ（Ｖｉ（ｆ），Ｖｄ（ｆ）） Ｖ（ｆ）＝ｍｉｎ（Ｖｉ（ｆ），Ｖｄ（ｆ）） 等で表わされる。なお、ｍａｘ（ ）、ｍｉｎ（ ）は
それぞれ最大値、最小値を求める演算子である。Next, the operation of this embodiment will be described. The sweep oscillator 21 outputs a triangular wave as shown in FIG.
Is an output of the mixer 2 which has a frequency proportional to the voltage of this triangular wave.
Output to. That is, the frequency is swept so as to increase from time to time and decrease from to time. This cycle (from time to time) is selected to be shorter than the cycle of the sawtooth wave shown in FIG. This voltage controlled oscillator 2
2 is processed by the mixer 2, the BPF amplifier 5, the mixer 6, the oscillator 7, the BPF amplifier 8, the detector 9 and the video filter 10 in the same manner as in the conventional example of FIG. Data is required. Data related to the spectrum obtained while the output frequency of the voltage controlled oscillator 22 is being swept in the increasing direction (from the time point) is stored in the storage unit 23. At this time, the output of the calculation unit 24 is not output to the CRT 12. Next, the data related to the spectrum obtained while the output frequency of the voltage controlled oscillator 22 is being swept in the direction of decreasing (from the time point) is input to the calculation unit 24 and the data stored in the storage unit 23 is It is read out and input to the arithmetic unit 24. The arithmetic unit 24 performs arithmetic operations such as taking the average of these data, taking the larger one, taking the smaller one, and outputs the data to the Y-axis of the CRT 12. That is, the frequency f
The data of the spectrum stored in the storage unit 23, that is, the data when the output frequency of the voltage controlled oscillator 22 is swept in the increasing direction is V i (f), and the spectrum when the output frequency is swept in the decreasing direction Let V d (f) be the data of V (f) = (V i (f) + V d (f)) / 2 V (f) = max (V i (F), V d (f)) V (f) = min (V i (f), V d (f)) and the like. Note that max () and min () are operators for finding the maximum value and the minimum value, respectively.
第３図にこの様にして求めた結果の一例を示す。この図
において、２５は周波数が増加する方向に掃引したとき
のスペクトル、２６は減少する方向に掃引したときのス
ペクトルである。掃引速度が早いのでこれらのスペクト
ルは歪んでいるが、その平均値２７は歪みが補正されて
正常なスペクトルになる。また、この図からわかるよう
に、周波数を増加または減少させたときのスペクトルの
歪みは中心周波数を境として一方のみかつ反対方向に顕
著に現れるので、大きい方あるいは小さい方をとるよう
にしてもよい。FIG. 3 shows an example of the results thus obtained. In this figure, 25 is a spectrum when the frequency is swept in the increasing direction, and 26 is a spectrum when the frequency is swept in the decreasing direction. These spectra are distorted due to the high sweep speed, but the average value 27 of the spectra is corrected to be a normal spectrum. Further, as can be seen from this figure, since the spectrum distortion when the frequency is increased or decreased remarkably appears in only one direction and the opposite direction with the center frequency as a boundary, the larger or smaller one may be taken. .
なお、この実施例では平均値をとるようにしたが、大き
さの絶対値は考慮しなくてよいので単に加算するだけで
よい。またピーク値が下がることに対してはあらかじめ
校正しておけばよい。In this embodiment, the average value is taken, but the absolute value of the size does not have to be taken into consideration, so it is only necessary to add it. Further, it is sufficient to calibrate in advance for the peak value to decrease.
また、周波数が増加する方向のスペクトルのデータを記
憶部２３に格納するようにしたが、減少する方向のデー
タを格納するようにしてもよい。Further, although the spectrum data in the increasing frequency direction is stored in the storage unit 23, the data in the decreasing frequency direction may be stored.
また、発振器２０は本実施例に限られるものではなく、
他の構成でもよい。要は出力周波数が増加方向および減
少方向に掃引出来るものであればよい。この場合、ＣＲ
Ｔ１２のＸ軸に印加する信号は発振器２０の出力を周波
数−電圧変換する等して作ればよい。Further, the oscillator 20 is not limited to this embodiment,
Other configurations may be used. The point is that the output frequency can be swept in the increasing and decreasing directions. In this case, CR
The signal applied to the X axis of T12 may be generated by frequency-voltage converting the output of the oscillator 20.
さらに、演算部２４の構成はアナログ的であってもよ
く、またビデオフィルタ１０の出力をデジタル変換して
マイクロプロセッサ等で処理するようにしてもよく、記
憶部に数サイクル間のデータ蓄えて処理するようにして
もよい。Further, the arithmetic unit 24 may have an analog structure, or the output of the video filter 10 may be converted into a digital signal and processed by a microprocessor or the like, and the memory unit may store data for several cycles for processing. You may do it.
＜発明の効果＞ 以上実施例に基づいて具体的に説明したように、この発
明では発振器の出力周波数を増加方向および減少方向に
掃引し、これら２つのスペクトルデータに平均等の演算
処理を施してスペクトルを求めるようにした。そのた
め、掃引速度を速くしてもスペクトルが歪むことがない
ので、測定時間が短縮できる。<Effects of the Invention> As specifically described above based on the embodiments, in the present invention, the output frequency of the oscillator is swept in the increasing and decreasing directions, and arithmetic processing such as averaging is performed on these two spectrum data. The spectrum was determined. Therefore, the spectrum is not distorted even if the sweep speed is increased, and the measurement time can be shortened.
また、バンドパスフィルタの通過帯域を狭くしても測定
時間が短くて済むので、より周波数分解能が高いスペク
トラムアナライザを実現出来るという効果もある。Further, even if the pass band of the band pass filter is narrowed, the measurement time can be shortened, so that there is an effect that a spectrum analyzer with higher frequency resolution can be realized.
第１図は本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施
例を示すブロック図、第２図は掃引発振器の出力波形
図、第３図は本発明の効果を説明する為のスペクトル
図、第４図は従来のスペクトラムアナライザの構成を示
すブロック図、第５図はその掃引発振器の出力波形図、
第６図はスペクトル図である。 ２，６……ミキサ、３，２２……電圧制御発振器、４，
２１……掃引発振器、５，８……ＢＰＦ増幅器、７，２
０……発振器、２３……記憶部、２４……演算部。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a spectrum analyzer according to the present invention, FIG. 2 is an output waveform diagram of a swept oscillator, FIG. 3 is a spectrum diagram for explaining the effect of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a conventional spectrum analyzer, FIG. 5 is an output waveform diagram of the sweep oscillator,
FIG. 6 is a spectrum diagram. 2, 6 ... Mixer, 3, 22 ... Voltage-controlled oscillator, 4,
21 ... Sweep oscillator, 5, 8 ... BPF amplifier, 7, 2
0 ... Oscillator, 23 ... Storage section, 24 ... Calculation section.
Claims (1)
に掃引出来る発振器と、 入力信号と前記発振器の出力を混合するミキサと、 このミキサの出力が入力されるバンドパスフィルタと、 前記発振器の出力周波数が増加方向または減少方向に掃
引されたときの前記バンドパスフィルタの出力に関連す
る信号を記憶する記憶部と、 この記憶部に記憶されたデータと前記発振器の出力周波
数を前記記憶部に記憶したときとは逆方向に掃引したと
きの前記バンドパスフィルタの出力に関連する信号とを
演算する演算部と、 この演算部からの出力を縦軸のデータとし、前記発振器
からのデータを横軸のデータとする表示手段と、 を有することを特徴とするスペクトラムアナライザ。1. An oscillator whose output frequency can be swept in an increasing direction and a decreasing direction, a mixer for mixing an input signal with the output of the oscillator, a bandpass filter to which the output of the mixer is input, and an output of the oscillator. A storage unit that stores a signal related to the output of the bandpass filter when the frequency is swept in the increasing direction or the decreasing direction, and the data stored in the storage unit and the output frequency of the oscillator are stored in the storage unit. The calculation unit that calculates the signal related to the output of the bandpass filter when the signal is swept in the opposite direction to the above, and the output from this calculation unit is the vertical axis data, and the data from the oscillator is the horizontal axis. A spectrum analyzer characterized by having display means for displaying the data of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12091187A JPH0619393B2 (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Spectrum analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12091187A JPH0619393B2 (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Spectrum analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63285473A JPS63285473A (en) | 1988-11-22 |
| JPH0619393B2 true JPH0619393B2 (en) | 1994-03-16 |
Family
ID=14798044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12091187A Expired - Lifetime JPH0619393B2 (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Spectrum analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619393B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007192731A (en) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Daishinku Corp | Method and apparatus for measuring frequency characteristic |
| JP6568608B2 (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-28 | アンリツ株式会社 | Signal measuring apparatus and signal measuring method |
-
1987
- 1987-05-18 JP JP12091187A patent/JPH0619393B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63285473A (en) | 1988-11-22 |
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