JPH07209351A - スペクトラム・アナライザ用局部発振器 - Google Patents

スペクトラム・アナライザ用局部発振器

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JPH07209351A
JPH07209351A JP1584694A JP1584694A JPH07209351A JP H07209351 A JPH07209351 A JP H07209351A JP 1584694 A JP1584694 A JP 1584694A JP 1584694 A JP1584694 A JP 1584694A JP H07209351 A JPH07209351 A JP H07209351A
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JP
Japan
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frequency
sweeping
yto
phase
sweep
Prior art date
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Pending
Application number
JP1584694A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Takaoku
浩明 高奥
Naoya Anno
直也 安納
Takamasa Fukui
孝昌 福井
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Publication date
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Publication of JPH07209351A publication Critical patent/JPH07209351A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、掃引周波数の安定度を向上する為
にYTOの掃引を、常に位相ロックのかかった状態でス
テップ的に連続して掃引する手段を講じることを目的と
する。 【構成】 基準クロック31をもとにコントローラ32
からのデータ設定によりデジタルサイン波信号を出力す
るDDS33を設け、当該DDS33の出力をアナログ
の階段状サイン波信号に変換出力するDA変換器34を
設け、当該DA変換器34のアナログの階段状サイン波
出力信号のうち高域周波数成分を削除するローパス・フ
ィルタ35を設け、当該ローパス・フィルタ35の出力
信号を位相比較器36の一方に与えて高域周波数成分を
削除する手段とし、当該DDS33に掃引周波数データ
を設定して、周波数をステップ単位に発生して、掃引を
行うコントローラ32を設け、周波数のステップ単位毎
に位相比較器36により位相ロックしてYTO38の出
力周波数をロックしてから測定する手段。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スペクトラム・アナ
ライザの測定器において、高精度・高安定な周波数の掃
引を実現する手段に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に従来のスペクトラムアナライザの
構成ブロック図例を示して説明する。従来では、周波数
掃引手段として、ランプ電圧発生部52を設け、このア
ナログのランプ電圧を局部発振器53でアナログ電圧加
算することで、局部発振器53内部のYTO47の発振
周波数を掃引する。これによって周波数の掃引を実現し
ている。構成要素としては、ランプ電圧発生部52と、
局部発振器53を設けている。この局部発振器53の内
部構成は、図6の詳細ブロック図に示すように、基準周
波数41と、位相比較器42と、分周器43と、S/H
44(サンプル・ホールド)と、アナログ加算器45
と、YTO47とで構成している。スペクトラムアナラ
イザでは、この掃引周波数f73と外部入力信号f71
とをミキサ54でミキシングし、この信号を発振器56
とミキサ55で再度ミキシングして中間周波数にした
後、BPF57で所定のフィルタ諸元でフィルタした
後、検波AD部51で検波した後、AD変換後、演算装
置58で所定の表示単位に演算した後、表示装置12に
スペクトラム表示する。
【0003】次に、この構成の掃引動作について説明す
る。最初に、ランプ電圧発生部52からのランプ電圧4
6を変えない、即ち一定電圧にしておいて、YTO47
をロック状態にする。ここで、ロック状態とは、位相比
較器42で比較した結果の出力信号でYTO47が一定
の周波数を出力する状態をいう。つまり、YTO47の
出力を分周器43で1/Nに分周した後、位相比較器4
2の一方の入力に与える。そして、位相比較器42の他
方の入力には基準周波数41を与える。これらの位相比
較後のアナログ出力電圧をYTO47に与えて周波数を
ロック状態にする。この時、S/H44はバイパス状態
にし、またアナログ加算器45の他方のランプ電圧46
の入力は一定電圧にしておく。次に、ロック状態の位相
比較器42からのアナログ電圧を保持(ホールド)する
ためにS/H44をON動作させる。これによりYTO
の発振周波数は、このS/Hの出力電圧に依存する一定
周波数に固定され、位相比較ループは形成されなくな
る。次に、この状態の周波数に対して掃引を与える為
に、ランプ電圧発生部52からランプ電圧をアナログ加
算器45に与えて加算した出力をYTO47へ与える。
これにより、周波数の掃引を実現している。
【0004】上記説明のような手段で掃引実施している
為に、掃引周波数の安定度が悪くなったり、スパン確度
が悪くなってしまう。この理由の第1は、YTOの掃引
が、非ロック状態である為、YTOの発振周波数が温
度、その他によりドリフトが生じてくる為である。ま
た、理由の第2は、S/H44回路においてホールドし
たアナログ電圧が、時間経過に伴ってリークし、微少な
電圧低下をもたらす結果、YTOの発振周波数が変化し
てしまう点である。また、理由の第3は、YTOに印加
するアナログ入力電圧に対して、YTO自身の発振周波
数特性が、完全には比例関係にはない点、つまり非リニ
ヤリティ特性を持っている点である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、掃
引周波数の安定度が悪くなったり、スパン確度が悪くな
る問題がある。この為、測定精度の低下をもたらした
り、掃引の再現性が悪くなったりして好ましくない。
【0006】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、YTOの掃引を、フリーラン状態で掃引するのをや
めて、常に、位相ロックをかけて、連続してステップ的
に周波数を掃引する手段を講じて、これらの問題を解決
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決する為の手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成では、スペクトラム・アナライザの局
部発振器30に、周波数を掃引するYTO38と分周器
37と位相比較器36を有して周波数を掃引する装置に
おいて、基準クロック31をもとにコントローラ32か
らのデジタルデータの設定入力により任意のデジタルサ
イン波信号を出力するDDS33を設け、当該DDS3
3のデジタルサイン波信号入力をアナログの階段状サイ
ン波形信号に変換出力するDA変換器34を設け、当該
DA変換器34のアナログの階段状サイン波出力信号の
うち高域周波数成分を削除するローパス・フィルタ35
を設け、当該ローパス・フィルタ35の出力信号を位相
比較器36の一方に与えて高域周波数成分を削除する手
段とし、当該DDS33に掃引周波数データを設定し
て、周波数をステップ単位に発生して、掃引を行うコン
トローラ32を設け、周波数のステップ単位毎に位相比
較器36により位相ロックしてYTO38の出力周波数
をロックしてから測定する手段としている。
【0008】
【作用】DDS33内部の分周器に、コントローラ32
から掃引ステップ周波数づつ加算した値を順次連続的に
設定していくことで、掃引周波数を位相ロックのかけら
れるロック・ループ系内に内包することが可能となる。
この結果、YTOの発振周波数は、常にロックをかけた
状態でステップ周波数毎に連続的な掃引を実現する作用
を得られる。
【0009】
【実施例】本実施例では、YTOを常に位相ロックのか
かった状態で、かつ掃引周波数を基準クロック31を分
周してステップ的に掃引することで実現している。
【0010】これについて、具体的に順次説明する。本
発明の構成要素としては、局部発振器30のみを設ける
構成で、ランプ電圧発生部は設けない。しかし、このラ
ンプ電圧発生機能の代わりを局部発振器30内で行って
いる。局部発振器30の内部構成は、図2の詳細ブロッ
ク図に示すように、DDS33と、コントローラ32
と、DA変換器34と、LPF35と、位相比較器36
と、分周器37と、YTO38とで構成している。
【0011】掃引手段については、従来のようなランプ
電圧とのアナログ加算手段を使用していない。代わり
に、位相比較器36の一方の基準周波数側をステップ的
にかつ連続して掃引する手段に変更している。すなわ
ち、図3、図4に示すように、DDS33へ基準クロッ
ク31を与え、コントローラ32からDDS33内部の
分周周波数設定レジスタ33aに、掃引周波数に対応し
たデータ値を設定する。これによりクロック・レート3
3cが変わる。これを、アドレス・カウンタ33dに与
えて、ROMテーブル・メモリ33eから、サイン波デ
ータ内容を順次読み出して、デジタル信号33fを出力
する。この出力信号をDA変換器34に与えてアナログ
の階段状サイン波形21電圧に変換し、更に、これをL
PF35のローパス・フィルタにより高域成分を取り除
いたサイン波形24に変換し、これを位相比較器36の
他方の入力に与えている。
【0012】ここで、図3のDDS33の内部原理ブロ
ック図を示して、LSIの概要を説明する。DDSと
は、デジタル的に任意の周波数のデジタル・サイン波信
号を出力するシンセサイザである。例えば、32ビット
長の分周周波数設定レジスタ33aと、分周器33b
と、サイン波形の一周回数22のアドレスを発生するア
ドレス・カウンタ33dと、サイン波形発生用の12ビ
ットのデータを出力するROMテーブル・メモリ33e
で構成される。そして、設定データを分周周波数設定レ
ジスタ33aに設定すると、分周器33bが基準クロッ
ク31入力を設定データに対応したクロック・レート3
3cに変換して出力する。このクロック・レート33c
は、図4の23の計算式に示すように高分解能ピッチで
発生でき、しかも、この設定の切替わり時においても、
出力波形の位相の連続性は保たれる。このクロック・レ
ート33cを、アドレス・カウンタ33dに与えて、カ
ウントさせる。そして、カウントしていくことで、RO
Mテーブル・メモリ33e用のアドレスを発生出力して
いる。このアドレス発生によって、ROMテーブル・メ
モリ33eの内容、即ち12ビット長のサイン波データ
内容を順次読み出して、デジタル信号33fを出力す
る。これにより、図4に示すように、デジタル階段状サ
イン波形21となるデジタル・データを発生出力するL
SIである。
【0013】このDDS33からの出力信号は、上記の
説明のように、設定データの切替わりの瞬間時において
も、出力波形の位相の連続性は保たれる為、位相比較器
36側での位相比較検出の過渡的出力変動がなく、短時
間でロックがかかる。このDDSからのデジタル信号
を、DA変換器34でアナログの階段状サイン波形21
に変換し、次段のLPF35により、高調波成分による
YTO47のジッタの発生を減らす為に、なるべく高調
波成分を取り除いたサイン波形24に変換した後、位相
比較器36の一方に与える。
【0014】上記説明のように、掃引する周波数を、D
DS内部のクロック・レート33cを、掃引ステップ周
波数単位毎に、順次連続的にコントローラ32から設定
していくことで、可変周波数32aが出力され、これに
より掃引機能を実現している。そして、この可変周波数
32aを位相比較器36の一方の入力に与え、YTO3
8の出力を分周器37で1/Nに分周した後、位相比較
器36の他方の入力に与えて位相を比較し、その出力信
号でYTOの発振周波数を制御してロックをかけてい
る。これにより、YTOの発振周波数は常にロックのか
かった状態でステップ的に発振して出力する。また、ス
テップ周波数の設定変更直後から、YTOが次にロック
する迄に少しの時間がかかるので、このロック待ち時間
以上を経過してから検波AD部51で検波し、AD変換
して測定する。
【0015】上記説明のように、常にロックした状態で
の測定が実現できる為、基準クロック31と同じ周波数
精度で掃引して測定が可能となる。このことは、極めて
高精度の掃引測定が実現できることを意味する。例え
ば、従来では、掃引周波数軸として、対数スケールでの
掃引をした場合、ランプ電圧に対する周波数変化量を大
きく与える必要から掃引測定した結果のスペクトラム表
示画面に周波数目盛とのずれが生じたり、スペクトラム
再現性が悪くなったりして、測定上の問題がしばしばあ
ったが、本発明ではコントローラ32に対数テーブルを
持たせることにより、その問題がなくなり、対数スケー
ルでの正確なスペクトラム測定が実現可能となる。
【0016】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。基
準クロック31を基にして、デジタル値で分周した周波
数でステップ掃引し、かつ位相ロックのかかった後、検
波AD部51で検波測定する結果、常に、基準周波数と
同一精度の正確な周波数で掃引測定することが可能とな
る利点が得られる。無論、周波数スパン確度も、基準周
波数と同一精度の確度となり、従来とは比較にならない
程の超高安定な確度が得られる効果がある。DDS33
のプログラマブル分周機能により、位相比較器36の一
方の基準周波数側自体に対して、周波数を掃引する手段
が得られることとなる。この結果、アナログ電圧による
掃引回路が不要となり、また、位相ロック・ループを形
成した状態での掃引が実現可能となった。
【0017】また、デジタル値の設定により周波数を掃
引でき、かつ位相ロックのかかった状態で検波AD部5
1で検波測定できる為、基準周波数と同じ高精度な周波
数で掃引が可能である。この為、対数周波数での掃引で
も掃引周波数のずれが全く発生しない為、安定した対数
周波数スペクトラムの測定アプリケーション機能を提供
できる効果が得られる。
【0018】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスペクトラム・アナライザの構成ブロ
ック図例である。
【図2】本発明の局部発振器30の内部構成図である。
【図3】DDS33LSIの内部原理ブロック図であ
る。
【図4】DDS33の出力信号を説明する図である。
【図5】従来のスペクトラム・アナライザの構成ブロッ
ク図例である。
【図6】従来の局部発振器53の内部構成図例である。
【符号の説明】
12 表示装置 21 階段状サイン波形 22 サイン波形の一周回数 24 サイン波形 30、53 局部発振器 31 基準クロック 32 コントローラ 32a 可変周波数 33 DDS(Direct Digital Synthesiz
er) 33a 分周周波数設定レジスタ 33b 分周器 33c クロック・レート 33d アドレス・カウンタ 33e ROMテーブル・メモリ 33f デジタル信号 34 DA変換器 35 ローパス・フィルタ(LPF) 36、42 位相比較器 37、43 分周器 38、47 YTO(YIG-tuned Oscillator) 41 基準周波数 44 S/H(サンプル・ホールド) 45 アナログ加算器 46 ランプ電圧 51 検波AD部 52 ランプ電圧発生部 54、55 ミキサ 56 発振器 57 BPF 58 演算装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スペクトラム・アナライザの局部発振器
    (30)に、周波数を掃引するYTO(38)(YIG-tu
    ned Oscillator)と分周器(37)と位相比較器(3
    6)を有して周波数を掃引する装置において、 基準クロック(31)をもとにコントローラ(32)か
    らのデジタルデータの設定入力により任意のデジタルサ
    イン波信号を出力するDDS(33)(DirectDigital
    Synthesizer)を設け、 当該DDS(33)のデジタルサイン波信号入力をアナ
    ログの階段状サイン波形信号に変換出力するDA変換器
    (34)を設け、 当該DA変換器(34)のアナログの階段状サイン波出
    力信号のうち高域周波数を削除するローパス・フィルタ
    (35)を設け、 当該ローパス・フィルタ(35)の出力信号を位相比較
    器(36)の一方に与えて高域周波数成分を削除する手
    段とし、 当該DDS(33)に掃引周波数データを設定して、周
    波数をステップ単位に発生して、掃引を行うコントロー
    ラ(32)を設け、 周波数のステップ単位毎に位相比較器(36)により位
    相ロックしてYTO(38)の出力周波数をロックして
    から測定する手段とし、 以上を具備していることを特徴としたスペクトラム・ア
    ナライザ用局部発振器。
JP1584694A 1994-01-14 1994-01-14 スペクトラム・アナライザ用局部発振器 Pending JPH07209351A (ja)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030603