JPH0750525A - ディジタル補正を備えたアナログランプ発生器 - Google Patents

ディジタル補正を備えたアナログランプ発生器

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JPH0750525A
JPH0750525A JP6020212A JP2021294A JPH0750525A JP H0750525 A JPH0750525 A JP H0750525A JP 6020212 A JP6020212 A JP 6020212A JP 2021294 A JP2021294 A JP 2021294A JP H0750525 A JPH0750525 A JP H0750525A
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ramp
signal
voltage
sweep
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JP6020212A
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Alan R Bloom
アラン・アール・ブルーム
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    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2832Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
    • G01R31/2836Fault-finding or characterising
    • G01R31/2839Fault-finding or characterising using signal generators, power supplies or circuit analysers
    • G01R31/2841Signal generators
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 アナログランプ発生器に組み込まれたアナロ
グ積分回路の利得エラー、ドリフト等をリアルタイムで
デジタル補正しつつ、真のアナログ電圧ランプを発生す
る。 【構成】 掃引無線周波数RF試験発振器の周波数を制
御するアナログランプ信号は、定常基準電圧VREF100を
アナログ積分回路に印加することによって発生される。
しかしランプ信号の精度は、積分回路の利得エラー等に
より劣化する。これらのエラーを補正するために、アナ
ログランプ信号113は周期的に、掃引の間にディジタル
/アナログ変換器323により発生されるディジタルラン
プ信号と比較される。これら2つのランプ信号の間の差
は基準化され、基準電圧VREF100と組み合わせられて、
アナログランプ信号の傾斜が補正される。好ましくは付
加的なディジタル/アナログ変換器326が、フィードバ
ックループの利得を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、掃引周波数電気信号を
生成するための電子機器の分野に関し、より詳しくは、
所定の周波数範囲に亘って掃引周波数アナログ電気信号
を生成可能な機器に関する。特に、本発明の1つの実施
例は、かかる電子機器によって生成される掃引周波数ア
ナログ信号を発生するために使用されるアナログランプ
信号をディジタル式に補正するための方法及び装置を提
供するものである。
【0002】
【従来の技術】送信機、受信機、フィルタ及び試験装置
のような無線周波数(RF)装置の設計及び具現化は、
出力周波数を所定の周波数範囲に亘って掃引可能な試験
発振器の形式の電子機器を使用することによって促進さ
れる。一般に、2種類の試験発振器、すなわちアナログ
掃引器と、階段波掃引器とがある。アナログ掃引は多く
の場合に階段波掃引よりも優れているが、その理由は、
試験発振器の出力周波数が掃引される際に周波数の不連
続性がないからである。これとは対照的に、階段波掃引
の場合は、試験発振器の出力周波数は1つの離散的周波
数から別の周波数へとインクリメントされ、その結果、
試験中のRF装置の応答における幅の狭い周波数「グリ
ッチ(glitch)」 は、このグリッチが離散的周波数ス
テップの間で発生した場合、それ自体として明確ではな
いことがある。
【0003】代表的には、掃引周波数アナログ信号を生
成する試験発振器では、周波数はアナログ電圧ランプに
よって制御される。従って、アナログ電圧ランプに何ら
かの不正確さがあると、それは掃引周波数の精度に直接
影響する。
【0004】アナログ電圧ランプを生成する公知のアナ
ログランプ発生器は、試験発振器の出力周波数を掃引す
るアナログ電圧ランプを発生するための、アナログ積分
回路を組み入れている。掃引速度は代表的には、中央処
理装置(CPU)によって設定される掃引速度DACと
呼ばれるディジタル/アナログ変換器(DAC)によっ
て制御される。試験発振器の初期の掃引周波数の精度を
達成するためにアナログ電圧ランプを補正するには、較
正手順が必要である。しかしながら、アナログ積分回路
は、試験発振器の継続的な動作中に、時間及び温度の変
動と共にドリフトする傾向がある。
【0005】試験発振器の継続的な動作中に、掃引周波
数の不正確さの原因となるアナログ積分回路のドリフト
を補正する従来の技術の1つは、掃引終結電圧、すなわ
ち試験発振器が掃引される所定の周波数範囲の最高の周
波数におけるアナログランプ電圧を測定するために、ア
ナログ/ディジタル変換器(ADC)を備えることであ
る。CPUがADCを読み取り、所望値からの電圧偏差
を計算し、後続の掃引で掃引速度DACにロードされる
数を調整して補正を加える。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この技術には3つの主
要な欠点がある。その1つは複雑さである。ADCはD
ACよりも複雑である。また、ADCを読み取り、掃引
速度DACの設定を補正するために、CPUは全ての掃
引の終結時点でアクティブでなければならない。第2
に、エラーの測定と補正との間には、1掃引分の遅れが
存在する。例えば、試験発振器の動作が初期化された後
の最初の掃引は補正されない。最後に、掃引開始電圧が
良好に制御され、掃引終結電圧がADCを用いて補正さ
れるとしても、中間点におけるアナログ電圧ランプの精
度は補正されず、アナログ積分回路の線形性によって左
右される。
【0007】従って、試験発振器の掃引周波数の精度が
向上するように、アナログ電圧ランプの補正をもたらす
方法及び装置が必要とされる。更に、このような補正が
高精度であり、迅速になされることが望ましい。
【0008】本発明の課題は、アナログランプ発生器に
組み込まれたアナログ積分回路の利得エラー、ドリフト
及び非線形性をリアルタイムでディジタル補正しつつ、
真のアナログ電圧ランプを発生することにある。
【0009】本発明の別の課題は、CPUによる反復的
な較正を必要とせずに、アナログ電圧ランプを補正する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明の
1つの例示的な実施例においては、アナログランプ発生
器によって生成されるアナログ電圧ランプのエラーを補
正するためにディジタル電圧ランプが発生されることに
よって達成される。好適には、ディジタルランプDAC
はアナログ電圧ランプと同時に階段状電圧ランプを発生
する。これら2つのランプは、階段状電圧ランプがイン
クリメントされる毎に比較され、サンプリングされたエ
ラー電圧がアナログ積分回路にフィードバックされ、積
分器の何らかのエラーが補正される。結果として得られ
るアナログ電圧ランプはディジタルランプDACの精度
と安定度を反映し、同時に真のアナログ掃引特性が保持
される。
【0011】1つの好ましい実施例では、ディジタル電
圧ランプは101, 201, 401, 801又は1601個の、同じサイ
ズの離散的なステップから成っている。ステップの数は
選択された掃引時間によって左右される。各々のステッ
プの中央で、アナログ電圧ランプはディジタル電圧ラン
プと比較される。比較により得られる差は、掃引当たり
のステップ数に依存した量によって基準化される。基準
化された差はサンプリングされてエラー信号が得られ、
エラー信号は増幅されて、アナログ電圧ランプを発生す
るための一定の直流基準電圧と組み合わせられる。組み
合わせられた信号は次に、掃引速度に依存した量によっ
て基準化され、アナログ積分回路に送られて、補正され
たアナログ電圧ランプが発生される。
【0012】各々の周波数掃引が終了した後、リトレー
ス(戻り)回路がアナログ積分回路の出力を開始電圧レ
ベルへと迅速に戻す。タイミング及び制御回路が適当な
時点でディジタルランプDACをインクリメントし、ア
ナログランプ発生器、リトレース回路、及びエラー電圧
サンプリング回路のタイミングを制御する。
【0013】更にまた、CPUは回路を一度だけセット
アップすればよい。アナログ回路のドリフトを補正する
ためには、それ以上のCPUの介在は必要ない。
【0014】1つの実施例では、補正されたアナログ電
圧ランプは、所定の周波数範囲に亘って電圧制御RF発
振回路を掃引するために、基準化され、適当な量だけオ
フセットされる。本発明の構成によって、真のアナログ
掃引が可能になり、同時に階段波掃引の精度と安定度が
得られる。
【0015】本発明の上記および他の特徴、並びにそれ
らに伴う利点は、添付図面を参照して行われる以下の説
明を参酌すれば、本発明が関連する分野の当業者にはよ
り良好に理解され認知されるものである。
【0016】
【実施例】図1は、掃引周波数RF試験発振器と共に使
用される従来技術のアナログランプ発生器を示してい
る。図1に示すように、高安定DC電圧基準VREF100
が、以下では掃引速度DAC101と呼ぶ第1の積算ディ
ジタル/アナログ変換器(DAC)101のアナログ入力
に選択的に接続されている。掃引速度DAC101のアナ
ログ出力は、アナログ積分回路102の入力に印加されて
いる。アナログ積分回路102は在来のものであり、掃引
速度DAC101のアナログ出力を演算増幅器104の反転入
力に接続する入力抵抗103を備えている。この演算増幅
器は、演算増幅器の出力と演算増幅器の反転入力との間
に接続されたコンデンサ105を有している。中央処理装
置(CPU)106は、所望の掃引速度を得るために、掃
引速度DAC101にディジタル制御ワード(すなわち数
字)をロードする。
【0017】掃引速度は実際には、入力抵抗103とコン
デンサ105の値、及び掃引速度DAC101の設定に依存し
ている。アナログランプ発生器が製造される際に、掃引
速度DAC101の設定に対する掃引速度の測定が行わ
れ、得られた較正定数が導出される。CPU106は次
に、較正定数に所望の掃引速度を掛けて、所望の掃引速
度が達成されるように、掃引速度DAC101へとダウン
ロードされる適切な数を計算することができる。
【0018】リトレース回路107は、各掃引の終結時
に、アナログ積分回路102の出力を開始レベルに戻す。
リトレース回路107は、第2の入力抵抗109を介して演算
増幅器104の反転入力に選択的に接続されるDC電圧基
準−VREF108を備えている。
【0019】タイマー/制御回路110は掃引スイッチ111
を動作し、適当な時点で順方向掃引信号からなるDC電
圧基準VREF100を掃引速度DAC101のアナログ入力に印
加して掃引を開始し、また各掃引の終結時に、DC電圧
基準VREF100を掃引速度DACのアナログ入力から遮断
する。タイマー/制御回路110はまた、正確な時点でリ
トレーススイッチ112を動作して、掃引の開始に先立っ
てDC電圧基準−VREF108を第2の入力抵抗109を介して
アナログ積分回路102に接続し、掃引の開始前にDC電
圧基準−VREF108を遮断する。
【0020】図1に示すように、アナログ積分回路102
の出力におけるアナログ電圧ランプは、ライン113を介
して、以下ではスパンDAC114と呼ぶ第2の積算DA
C114のアナログ入力に接続されている。CPU106は、
所望の周波数範囲が掃引されるように、適切な数字をス
パンDAC114にロードする。更に、DC電圧基準VREF1
15は、以下では中心周波数DAC116と呼ばれる第3の
積算DAC116によって基準化されている。CPU106
は、所望の周波数スパンの中心周波数が適正に設定され
るように、適切な数字を中心周波数DAC116にロード
する。中心周波数DAC116のアナログ出力は、アナロ
グ加算器117によってスパンDAC114のアナログ出力と
加算されて、周波数に比例する制御電圧が生成される。
周波数に比例するこの制御電圧は、好適には増幅器118
によって増幅され、電圧制御発振器119に印加される。
この発振器の周波数は、印加される制御電圧に線形に比
例するものと仮定されている。
【0021】ユーザは掃引時間を選択し、フロントパネ
ル120を用いて所望の周波数範囲と中心周波数とを入力
する。CPU106は、ユーザが入力した掃引時間、周波
数スパン及び中心周波数に基づいて、掃引速度DAC10
1、スパンDAC114、中心周波数DAC116、及びタイ
マー/制御回路110に番号をダウンロードする。
【0022】図1に示した電圧制御発振器119の掃引周
波数の精度は、ライン113上に現れるアナログ電圧ラン
プの精度に依存している。またこのアナログ電圧ランプ
の精度は、前述の掃引速度較正の精度と、アナログ積分
回路102の安定度とに依存している。残念ながら、時間
の経過と共に、又は温度変化と共に、第1の入力抵抗10
3、演算増幅器104、及びコンデンサ105のパラメータは
変化することがあり、それによって掃引周波数の精度は
劣化される。
【0023】図2に示した従来技術の回路は、上記の問
題点に対する部分的な解決を示している。図2に示した
回路は、アナログ/ディジタル変換器(ADC)221を
付加したこと以外は、図1に示す回路と同一である。そ
れ以外に関しては、図1と図2の素子の対応関係は、図
1で用いたのと同じ参照番号を図2の同一の素子にも用
いることによって示される。
【0024】各掃引の終了に際し、リトレースの前に、
図2に示したCPU106は、ADC221によって測定され
たライン113上のアナログランプ電圧を読み取る。図2
に示したCPU106は次に、所望の掃引終結電圧からの
偏差を計算し、掃引速度DAC101用の新たな較正定数
を導出し、この新たな較正定数を使用して、掃引速度D
AC用に調整された数を計算するが、この数は次の掃引
が始まる前に、掃引速度DACにロードされる。その結
果、図2に示した掃引速度DAC101は、次の掃引用の
掃引終結電圧が、電圧制御発振器119の所望の掃引終結
周波数を生成するアナログ電圧ランプの掃引終結電圧と
等しくなるように、この調整された数を用いてDC電圧
基準VREF100を基準化する。
【0025】しかしながら、図2に示した従来技術の回
路は、アナログ積分回路102のパラメータのドリフトの
影響の一部を排除するのみである。残念ながら、特に極
めて遅い掃引の場合、熱的な影響と構成部品の非線形性
に起因するパラメータの短時間の変化によって、依然と
してアナログ電圧ランプにエラーが生ずる可能性があ
る。
【0026】アナログ電圧ランプの較正された、正確且
つ簡便な補正を達成するための、本発明によるディジタ
ル補正アナログランプ発生器の1つの実施例を、全体を
参照番号322で示して図3に示している。図3では、図
1と図2の素子に対応する素子には、対応する参照番号
を付してある。例えば、図3に示した掃引速度DAC10
1は、図1及び図2に示した掃引速度DAC101に対応す
る。図3と図1とを比較すると、掃引周波数の精度を高
めるために、本発明により幾つかの新たな素子が付加さ
れていることが判る。
【0027】詳しく述べると、アナログ電圧ランプがア
ナログ積分回路102によって発生される際にディジタル
ランプDACのアナログ出力がステップするように、図
3に示すように今度はタイマー/制御回路110が、以下
ではディジタルランプDAC323と呼ぶ第4の積算DA
C323を制御している。すなわち、タイマー/制御回路1
10は、インクリメントされたカウントをディジタルラン
プDAC323内にロードし、かくしてディジタルランプ
DACがDC電圧基準VREFを可変的に基準化して、ライ
ン113上に現れるアナログ電圧ランプと歩調を合わせて
掃引するディジタル電圧ランプ、すなわち階段波を発生
する。これら2つの電圧ランプは比較され(第2のアナ
ログ加算器325によって加算されて)、その結果の差分
電圧が、以下ではループ利得DAC326と呼ぶ第5の積
算DAC326によって基準化される。
【0028】ディジタル電圧階段波の各々のステップ変
化と共に、コンデンサ328とタイマー/制御回路110によ
って制御されるサンプルホールドスイッチ329とから成
るサンプルホールド回路327が、ループ利得DAC326の
アナログ出力において基準化された電圧をサンプリング
してエラー電圧を生成し、次のステップが生ずるまでこ
のエラー電圧を保持する。サンプルホールド回路327の
出力に現れるエラー電圧は増幅器349によって増幅さ
れ、第3のアナログ加算器330によってDC電圧基準V
REF100に加算され、その結果生じた組み合わせ電圧は掃
引速度DAC101によって基準化される。図3に示した
回路の残りの部分は、図1に示した回路と同一である。
【0029】CPU106は、ループ利得1を得るため
に、ループ利得DAC326に数をダウンロードする。す
なわち、エラー電圧がサンプルホールド回路327によっ
てサンプリングされた時にアナログ電圧ランプにXボル
トだけ誤差があった場合、アナログ積分回路102の掃引
速度は1ステップ当たり−Xボルトだけ変化し、その結
果アナログ電圧ランプは、エラー電圧が次にサンプリン
グされる時まで正確な値を達成する。CPU106は、1
掃引当たりのステップ数に比例して、ループ利得DAC
326によってもたらされる利得を変更する。1掃引当た
りのステップが多いほど、次のサンプリング時間までゼ
ロ誤差を達成するために必要なランプ速度の変化は大き
くなる。
【0030】ここで図3ないし図5を参照しつつ、アナ
ログランプ発生器322の動作を説明する。アナログラン
プ発生器322による掃引の開始に先立ち、ユーザは掃引
時間、周波数範囲及び中心周波数を、キーボードのよう
なフロントパネル120を用いて入力する。例えば、ユー
ザは掃引時間を10ミリ秒のように短くも、100秒のよう
に長くも入力することができる。
【0031】初期状態設定中は、掃引スイッチ111が開
かれ、またリトレーススイッチ112が開かれる。(これ
は以前のリトレースが完了したことを想定している。)
図5で参照番号331で示す如く、アナログランプ発生器3
22を初期化するために、CPU106はユーザによって選
択された掃引時間を読み取り、掃引速度DAC101にロ
ードされる数を計算する。CPU106が掃引速度DAC1
01にロードする数は、DC電圧基準VREF100の大きさ
と、第1の入力抵抗103及びコンデンサ105のパラメータ
値に依存している。CPU106が掃引速度DAC101にロ
ードする数は、DC電圧基準VREF100にその数が乗算さ
れアナログ積分回路102に送られた場合に、アナログ積
分回路の出力におけるアナログ電圧ランプが、リトレー
ス電圧の大きさに等しいレベルから、1掃引時間中の所
望の掃引終結電圧に等しいレベルまで遷移するように決
定される。掃引速度が速いほど、掃引時間は短くなり、
CPU106が掃引速度DAC101にロードする数も大きく
なる。すなわち、CPU106によって掃引速度DAC101
にダウンロードされる数は、ライン113上に現れるアナ
ログ電圧ランプの傾斜を変化させ、アナログ電圧ランプ
はユーザにより選択された掃引時間内で発生されるよう
になる。掃引が速いほど、CPU106によって掃引速度
DAC101にロードされる数は大きくなり、アナログ積
分回路102によって生成されるアナログ電圧ランプの傾
斜は大きくなる。CPU106は更に、ユーザによって入
力された周波数範囲を読み取り、スパンDAC114に数
をロードして、ライン113に現れるアナログ電圧ランプ
を基準化し、それによってライン113に現れるアナログ
電圧ランプの振幅が、選択された掃引時間に際して電圧
制御発振器119の周波数範囲の所望の部分を生成するよ
うにさせる。また、CPU106はユーザによって入力さ
れた中心周波数を読み取り、数を中心周波数DAC116
にロードするが、これはDC電圧基準VREFを乗算して、
電圧制御発振器119が掃引される周波数範囲の中心周波
数を規定するオフセットをもたらすために使用される。
更にまた、本発明によれば、CPU106は数をループ利
得DAC326にロードして、アナログ電圧ランプをディ
ジタル補正するために用いられるフィードバックループ
の利得が1であることを確保せしめる。最後に、CPU
106は1掃引当たりのステップ数と、1ステップ当たり
のマイクロ秒数とを、ディジタルランプDAC323を制
御するためにタイマー/制御回路110にロードする。デ
ィジタル電圧ランプは101, 201, 401, 801又は1601個
の、同サイズの離散的なステップから成ることができ
る。ステップ数はユーザにより選択された掃引時間に依
存し、1ステップ当たりのマイクロ秒数は、選択された
掃引時間をステップ数マイナス1の数で除算することに
よって求められる。例えば、選択された掃引時間が1秒
である場合、ステップ数は1601であり得るものであり、
1ステップ当たりのマイクロ秒数は625であり得る。こ
れによってアナログランプ発生器322の初期化が完了す
る。
【0032】次に、CPU106はタイマー/制御回路110
に掃引の開始を指示する。タイマー/制御回路110は、
アナログ積分回路102が動作する時間の長さを制御し、
これはまたユーザにより選択された掃引時間に依存して
いる。すなわち、タイマー/制御回路110はアナログ積
分回路102の始動及び停止時間を制御する。より詳細に
述べると、図4に参照番号332で示し、図5では参照番
号333で示したように、タイマー/制御回路110は始動時
間T1で掃引スイッチ111を閉じる。その結果、DC電圧
基準VREF100は第3のアナログ加算器330を介して掃引速
度DAC101のアナログ入力に送られ、初期化中にCP
U106によって掃引速度DACにロードされた数で乗算
される。CPU106によって掃引速度DAC101にダウン
ロードされた数は、掃引速度DACのアナログ出力に現
れる電圧の振幅が、掃引スイッチ111が閉じている間の
選択された掃引時間中に、所望の周波数範囲が掃引され
るようなレベルとなることを確保せしめる。その結果得
られる電圧は、掃引速度DAC101のアナログ出力に現
れ、アナログ積分回路102に送られる。
【0033】図4に示した番号334で示されるように、
アナログ積分回路102の出力は最初、リトレース電圧
(例えばDC+10V)の大きさに設定される。従ってア
ナログ積分回路102の出力は、図4に参照番号335で示
し、図5に参照番号336で示すように、掃引速度DAC1
01のアナログ出力に現れる電圧の積分中に、正の電圧、
例えばDC+10Vから、負の電圧、例えばDC−10Vへ
と遷移する。このDC+10VからDC−10Vの範囲は、
演算増幅器104の出力がDC0Vを中心に対称となるこ
とを可能とし、また演算増幅器のダイナミックレンジ全
体を活用することを可能にする。図3に示したライン11
3に現れるアナログ電圧ランプは下記の通りである。
【0034】
【数1】
【0035】ライン113に現れるアナログ積分回路102の
出力におけるアナログ電圧ランプは、スパンDAC114
に送られる。スパンDAC114は初期化中にCPU106に
よってダウンロードされた数によって設定され、所望と
する周波数範囲が、ユーザにより選択された掃引時間中
に始動周波数F1から停止周波数F2まで掃引されるよう
に、アナログ電圧ランプを基準化する。始動周波数F1と
停止周波数F2とを決定する周波数範囲は、フロントパネ
ル120によりユーザによって入力される。スパンDAC1
14がないと、ライン113に現れるアナログ積分回路102の
出力におけるアナログ電圧ランプは、電圧制御発振器11
9の利用可能な周波数範囲全体を常に掃引せしめること
になる。スパンDAC114のアナログ出力は、第1のア
ナログ加算器117によって、中心周波数DAC116のアナ
ログ出力における電圧と加算される。中心周波数DAC
116は、ユーザによって入力された中心周波数に基づい
て、初期化中にCPU106によってダウンロードされた
数によって設定されてオフセットをもたらすが、これは
第1のアナログ加算器117によってスパンDAC114のア
ナログ出力における電圧に加算された場合に、スパンD
ACによって生成された基準化アナログ電圧ランプによ
り決定される周波数範囲の中心周波数を確立するもので
ある。
【0036】本発明によれば、タイマー/制御回路110
は掃引中にディジタルランプDAC323に数をロード
し、掃引の終結に至るまでこの数をインクリメントす
る。インクリメントされる数は、ディジタルランプDA
C323のアナログ入力に接続されたDC電圧基準VREF324
を基準化し、それによって図4の参照番号337で示し、
また図5の参照番号338で示すように、掃引中にディジ
タル電圧ランプ、すなわち階段波がディジタルランプD
ACによって発生される。この階段波電圧は、図3に示
したディジタルランプDAC323のアナログ出力に現
れ、第2のアナログ加算器325に送られる。更に、ライ
ン113に現れるアナログ電圧ランプが、第2のアナログ
加算器325に送られる。演算増幅器104は反転形であるの
で、アナログ電圧ランプは負に向かう。更に、ディジタ
ルランプDAC323のアナログ出力は、階段波のアナロ
グ出力が、ライン113に現れるアナログランプ電圧の極
性と反対の極性になるように制御され得る。更にまた、
第2のアナログ加算器325の入力に接続された入力抵抗
(図示せず)は、ディジタルランプDAC323のアナロ
グ出力における電圧と、ライン113に現れるアナログラ
ンプ電圧とを適切に基準化するよう選択することができ
る。その結果、第2のアナログ加算器325は実際には、
ディジタルランプDAC323によって発生された階段波
電圧が、第2のアナログ加算器325によって、ライン113
に現れるアナログ電圧ランプに加算された場合には、図
5に参照番号339で示したように比較(減算)を行うこ
とになる。その結果得られた差分電圧は、好ましくはル
ープ利得DAC326によって基準化され、これによって
エラー補正回路のための単一利得が保証され、図4に参
照番号340で示すようにして基準化電圧が生成され
る。基準化された差分電圧は次いで、図3に示すサンプ
ルホールド回路327によってサンプリングされ、図4
に参照番号341で示し、図5に参照番号342で示したよう
にして、エラー電圧が生成される。好ましくは、図3に
示したタイマー/制御回路110は、図4に参照番号343で
示したように、ディジタルランプDAC323によってデ
ィジタル電圧階段波の連続ステップが発生されるそれぞ
れの時間の中間において、サンプルホールドスイッチ32
9を動作する。図3に示したサンプルホールド回路327の
出力に現れるエラー電圧は増幅され、第3のアナログ加
算器330に送られるが、それによって掃引速度DAC101
を介してアナログ積分回路102に送られるDC電圧基準V
REFの調整が行われ、かくしてライン113に現れるアナロ
グ電圧ランプは強制的に、図5に参照番号344で示した
ようにディジタル階段波電圧のサンプリングポイントを
トラッキングするようにされて、アナログ積分回路102
のドリフトを補正し、同時に電圧制御発振器119に対し
て連続的なアナログ電圧ランプをもたらす。
【0037】タイマー/制御回路110は、図4に参照番
号345で示され、図5に参照番号346で示されるように、
停止時間T2で掃引スイッチ111を開く。別の掃引が開始
される前に、タイマー/制御回路110は、図4に参照番
号347で示され、図5に参照番号348で示されるようにし
て、リトレーススイッチ112を閉じてアナログ積分回路1
02の出力をリトレース電圧へと駆動する。リトレースが
完了した後、アナログランプ発生器322は別の掃引を行
う準備が整った状態となる。
【0038】これまでの説明は主として、例示の目的で
なされたものである。ここでは本発明の1つの実施例だ
けを開示したが、当業者には修正及び変更が自明となる
であろう。このような修正及び改善事項は本発明の思想
及び範囲内にあり、特許請求の範囲に含まれることが意
図されている。
【0039】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、複雑なAD
Cを用いることなく、またエラーと補正との間に遅れを
導入することなく、またアナログ積分回路の線形性によ
って影響されることなしに、アナログ電圧ランプの補正
をもたらすことができる。かくして本発明によれば、ア
ナログランプ発生器に組み込まれたアナログ積分回路の
利得エラー、ドリフト及び非線形性をリアルタイムでデ
ィジタル補正しつつ、真のアナログ電圧ランプを発生す
ることができる。この場合、従来におけるようにCPU
による反復的な較正を行うことは必要とされない。
【0040】以下に本発明の種々の構成要件の組み合わ
せからなる実施形態を例示する。 1.アナログランプ信号を発生すべくアナログ積分回路
に印加される基準信号に応答するアナログ積分回路を含
むアナログランプ発生器におけるエラーを補正するため
の回路であって、対応するディジタルランプ信号を発生
する手段と、前記アナログランプ発生器と前記ディジタ
ルランプ信号発生手段に接続され、アナログランプ信号
の発生に際してディジタルランプ信号とアナログランプ
信号の差に基づきエラー信号を生成する手段と、及び前
記エラー信号生成手段に接続され、前記エラー信号と前
記基準信号に応答して前記エラー信号を前記アナログ積
分回路にフィードバックする手段とからなり、前記アナ
ログランプ信号が前記ディジタルランプ信号を強制的に
トラッキングする補正回路。
【0041】2.前記対応するディジタルランプ信号を
発生する手段が、カウントを発生するタイマー回路と、
及び前記タイマー回路に接続され、前記カウントに応答
してデジタル階段波信号を発生するディジタルランプデ
ィジタル/アナログ変換器を含む、上記1の補正回路。
【0042】3.前記エラー信号生成手段が、前記アナ
ログランプ発生器と前記ディジタルランプ信号発生手段
に接続され、アナログランプ信号の発生に際してディジ
タルランプ信号とアナログランプ信号の間の差分信号を
生成する比較手段と、前記比較手段に接続され、前記差
分信号に応答して前記ディジタルランプ信号を構成する
所定のステップ数に応じて前記差分信号を基準化するル
ープ利得ディジタル/アナログ変換器と、及び前記ルー
プ利得ディジタル/アナログ変換器に接続され、基準化
された差分信号をサンプリングしてエラー信号をもたら
すと共に、各々のステップに際して前記基準化された差
分信号をサンプリングし次のステップに至るまで前記エ
ラー信号を一定にホールドするサンプルホールド回路と
からなり、前記エラー信号が前記アナログランプ信号の
ランプ速度を、次のサンプリング時間において前記アナ
ログランプ信号が前記ディジタルランプ信号に等しくな
るような量だけ変化させるように、前記ループ利得ディ
ジタル/アナログ変換器が利得を制御する、上記1の補
正回路。
【0043】4.前記比較手段がアナログ加算器を含
む、上記3の補正回路。
【0044】5.前記エラー信号生成手段が、前記アナ
ログランプ発生器と前記ディジタルランプ信号発生手段
に接続され、アナログランプ信号の発生に際してディジ
タルランプ信号とアナログランプ信号の間の差分信号を
生成する比較手段と、前記比較手段に接続され、前記差
分信号に応答して前記ディジタルランプ信号を構成する
所定のステップ数に応じて前記差分信号を基準化するル
ープ利得ディジタル/アナログ変換器と、及び前記ルー
プ利得ディジタル/アナログ変換器に接続され、基準化
された差分信号をサンプリングしてエラー信号をもたら
すと共に、各々のステップに際して前記基準化された差
分信号をサンプリングし次のステップに至るまで前記エ
ラー信号を一定にホールドするサンプルホールド回路と
からなり、前記エラー信号が前記アナログランプ信号の
ランプ速度を、次のサンプリング時間において前記アナ
ログランプ信号が前記ディジタルランプ信号に等しくな
るような量だけ変化させるように、前記ループ利得ディ
ジタル/アナログ変換器が利得を制御する、上記2の補
正回路。
【0045】6.前記比較手段がアナログ加算器を含
む、上記5の補正回路。
【0046】7.前記エラー信号生成手段に接続され前
記エラー信号と前記基準信号に応答して前記エラー信号
を前記アナログ積分回路にフィードバックする前記手段
が、前記エラー信号生成手段に接続されて前記エラー信
号を増幅する増幅器と、前記増幅器に接続され、増幅さ
れたエラー信号と前記基準信号に応答して組み合わせ信
号を生成するアナログ加算器と、及び前記アナログ加算
器に接続されたアナログ入力と前記アナログ積分回路に
接続されたアナログ出力を有し、前記組み合わせ信号を
基準化する掃引速度ディジタル/アナログ変換器とから
なる、上記1の補正回路。
【0047】8.前記エラー信号生成手段に接続され前
記エラー信号と前記基準信号に応答して前記エラー信号
を前記アナログ積分回路にフィードバックする前記手段
が、前記エラー信号生成手段に接続されて前記エラー信
号を増幅する増幅器と、前記増幅器に接続され、増幅さ
れたエラー信号と前記基準信号に応答して組み合わせ信
号を生成するアナログ加算器と、及び前記アナログ加算
器に接続されたアナログ入力と前記アナログ積分回路に
接続されたアナログ出力を有し、前記組み合わせ信号を
基準化する掃引速度ディジタル/アナログ変換器とから
なる、上記2の補正回路。
【0048】9.掃引周波数試験発振器用制御信号をも
たらすアナログランプ信号を発生すべくアナログ積分回
路に印加される基準信号に応答するアナログ積分回路を
含む、掃引周波数試験発振器の周波数制御用のアナログ
ランプ発生器を有する掃引周波数試験発振器における、
改良型エラー補正回路であって、対応するディジタルラ
ンプ信号を発生する手段と、前記アナログランプ発生器
と前記ディジタルランプ信号発生手段に接続され、アナ
ログランプ信号の発生に際してディジタルランプ信号と
アナログランプ信号の差に基づきエラー信号を生成する
手段と、及び前記エラー信号生成手段に接続され、前記
エラー信号と前記基準信号に応答して前記エラー信号を
前記アナログ積分回路にフィードバックする手段とから
なり、前記アナログランプ信号が前記ディジタルランプ
信号を強制的にトラッキングする補正回路。
【0049】10.前記対応するディジタルランプ信号を
発生する手段が、カウントを発生するタイマー回路と、
及び前記タイマー回路に接続され、前記カウントに応答
してデジタル階段波信号を発生するディジタルランプデ
ィジタル/アナログ変換器を含む、上記9の補正回路。
【0050】11.前記エラー信号生成手段が、前記アナ
ログランプ発生器と前記ディジタルランプ信号発生手段
に接続され、アナログランプ信号の発生に際してディジ
タルランプ信号とアナログランプ信号の間の差分信号を
生成する比較手段と、前記比較手段に接続され、前記差
分信号に応答して前記ディジタルランプ信号を構成する
所定のステップ数に応じて前記差分信号を基準化するル
ープ利得ディジタル/アナログ変換器と、及び前記ルー
プ利得ディジタル/アナログ変換器に接続され、基準化
された差分信号をサンプリングしてエラー信号をもたら
すと共に、各々のステップに際して前記基準化された差
分信号をサンプリングし次のステップに至るまで前記エ
ラー信号を一定にホールドするサンプルホールド回路と
からなり、前記エラー信号が前記アナログランプ信号の
ランプ速度を、次のサンプリング時間において前記アナ
ログランプ信号が前記ディジタルランプ信号に等しくな
るような量だけ変化させるように、前記ループ利得ディ
ジタル/アナログ変換器が利得を制御する、上記9の補
正回路。
【0051】12.前記比較手段がアナログ加算器を含
む、上記11の補正回路。
【0052】13.前記エラー信号生成手段が、前記アナ
ログランプ発生器と前記ディジタルランプ信号発生手段
に接続され、アナログランプ信号の発生に際してディジ
タルランプ信号とアナログランプ信号の間の差分信号を
生成する比較手段と、前記比較手段に接続され、前記差
分信号に応答して前記ディジタルランプ信号を構成する
所定のステップ数に応じて前記差分信号を基準化するル
ープ利得ディジタル/アナログ変換器と、及び前記ルー
プ利得ディジタル/アナログ変換器に接続され、基準化
された差分信号をサンプリングしてエラー信号をもたら
すと共に、各々のステップに際して前記基準化された差
分信号をサンプリングし次のステップに至るまで前記エ
ラー信号を一定にホールドするサンプルホールド回路と
からなり、前記エラー信号が前記アナログランプ信号の
ランプ速度を、次のサンプリング時間において前記アナ
ログランプ信号が前記ディジタルランプ信号に等しくな
るような量だけ変化させるように、前記ループ利得ディ
ジタル/アナログ変換器が利得を制御する、上記10の補
正回路。
【0053】14.前記比較手段がアナログ加算器を含
む、上記13の補正回路。
【0054】15.前記エラー信号生成手段に接続され前
記エラー信号と前記基準信号に応答して前記エラー信号
を前記アナログ積分回路にフィードバックする前記手段
が、前記エラー信号生成手段に接続されて前記エラー信
号を増幅する増幅器と、前記増幅器に接続され、増幅さ
れたエラー信号と前記基準信号に応答して組み合わせ信
号を生成するアナログ加算器と、及び前記アナログ加算
器に接続されたアナログ入力と前記アナログ積分回路に
接続されたアナログ出力を有し、前記組み合わせ信号を
基準化する掃引速度ディジタル/アナログ変換器とから
なる、上記9の補正回路。
【0055】16.前記エラー信号生成手段に接続され前
記エラー信号と前記基準信号に応答して前記エラー信号
を前記アナログ積分回路にフィードバックする前記手段
が、前記エラー信号生成手段に接続されて前記エラー信
号を増幅する増幅器と、前記増幅器に接続され、増幅さ
れたエラー信号と前記基準信号に応答して組み合わせ信
号を生成するアナログ加算器と、及び前記アナログ加算
器に接続されたアナログ入力と前記アナログ積分回路に
接続されたアナログ出力を有し、前記組み合わせ信号を
基準化する掃引速度ディジタル/アナログ変換器とから
なる、上記11の補正回路。
【0056】17.アナログランプ信号を発生すべくアナ
ログ積分回路に印加される基準信号に応答するアナログ
積分回路を含むアナログランプ発生器におけるエラーを
補正するための方法であって、対応するディジタルラン
プ信号を発生する段階と、前記アナログランプ信号の発
生に際してディジタルランプ信号とアナログランプ信号
の差に基づきエラー信号を生成する段階と、及び前記エ
ラー信号に応答し、前記エラー信号と前記基準信号を組
み合わせ、この組み合わせ信号を前記アナログ積分回路
にフィードバックする段階とからなり、前記アナログラ
ンプ信号を前記ディジタルランプ信号に強制的にトラッ
キングさせる補正方法。
【0057】18.前記対応するディジタルランプ信号を
発生する段階が、カウントを発生する段階と、及び前記
カウントに応答してデジタル階段波信号を発生する段階
とからなる、上記17の補正方法。
【0058】19.前記エラー信号を生成する段階が、前
記アナログランプ信号の発生に際してディジタルランプ
信号とアナログランプ信号の間の差分信号を生成する段
階と、前記差分信号に応答し、前記ディジタルランプ信
号を構成する所定のステップ数に応じて前記差分信号を
基準化する段階と、及び前記基準化された差分信号をサ
ンプリングして各々のステップに際してエラー信号をも
たらすと共に、次のステップに至るまで前記エラー信号
を一定にホールドする段階とからなる、上記17の補正方
法。
【0059】20.前記エラー信号に応答して前記エラー
信号と前記基準信号を組み合わせ、この組み合わせ信号
を前記アナログ積分回路にフィードバックする前記段階
が、前記エラー信号と前記基準信号を加算して組み合わ
せ信号を生成する段階と、前記組み合わせ信号を基準化
する段階と、及び前記組み合わせ信号を前記アナログ積
分回路に供給する段階とからなる、上記17の補正方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による未補正アナログランプ発生器の
概略ブロック図である。
【図2】後続の掃引を補正するために中央処理装置によ
って使用される掃引終結エラー電圧を測定するために、
アナログ/ディジタル変換器を搭載した、従来技術によ
る図1の回路の修正例である。
【図3】本発明によるディジタル補正アナログランプ発
生器の1つの実施例の概略ブロック図である。
【図4】図3に示した本発明によるディジタル補正アナ
ログランプ発生器の、アナログランプ発生器、ディジタ
ルランプ発生器、サンプルホールド回路、及びリトレー
ス回路とを制御する信号のタイミング図である。
【図5】アナログ電圧ランプをディジタル補正するため
の、本発明に従った方法の1つの実施例のフローチャー
トである。
【符号の説明】 100 DC電圧基準VREF 101 掃引速度DAC 102 アナログ積分回路 107 リトレース回路 111 掃引スイッチ 112 リトレーススイッチ 113 ライン 114 スパンDAC 116 中心周波数DAC 117, 325, 330 アナログ加算器 322 アナログランプ発生器 323 ディジタルランプDAC 324 DC電圧基準VREF 326 ループ利得DAC 327 サンプルホールド回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログランプ信号を発生すべくアナロ
    グ積分回路に印加される基準信号に応答するアナログ積
    分回路を含むアナログランプ発生器におけるエラーを補
    正するための回路であって、 対応するディジタルランプ信号を発生する手段と、 前記アナログランプ発生器と前記ディジタルランプ信号
    発生手段に接続され、アナログランプ信号の発生に際し
    てディジタルランプ信号とアナログランプ信号の差に基
    づきエラー信号を生成する手段と、及び前記エラー信号
    生成手段に接続され、前記エラー信号と前記基準信号に
    応答して前記エラー信号を前記アナログ積分回路にフィ
    ードバックする手段とからなり、 前記アナログランプ信号が前記ディジタルランプ信号を
    強制的にトラッキングする補正回路。
JP6020212A 1993-02-17 1994-02-17 ディジタル補正を備えたアナログランプ発生器 Pending JPH0750525A (ja)

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