JPH10142273A - Net work analyzer - Google Patents

Net work analyzer

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JPH10142273A
JPH10142273A JP30302896A JP30302896A JPH10142273A JP H10142273 A JPH10142273 A JP H10142273A JP 30302896 A JP30302896 A JP 30302896A JP 30302896 A JP30302896 A JP 30302896A JP H10142273 A JPH10142273 A JP H10142273A
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JP
Japan
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signal
frequency
sine
network analyzer
under test
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30302896A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Nagano
昌生 長野
Norito Kotani
範人 小谷
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10142273A publication Critical patent/JPH10142273A/en
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  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a net work analyzer which can complete measurement in a short time even in the case where the Q-value of a measured device (DUT) is large. SOLUTION: A multiple sine signal generating circuit 10 for generating a multiple sine signal being a signal composed of a plurality of sine-wave signals different in a frequency is provided, and the multiple sine signal is changed in frequency into a desired frequency band by an orthogonal modulation apparatus 16 and applied to the measured device 3. In addition, a measurement signal sent from the measured device 3 is converted into frequency and transformed into digital value by an A/D convertor 35, and then inputted into a digital signal processing section(DSP section). In the DSP section 30, the measured signal is converted into a complex frequency spectrum by an orthogonal detection section 36 and a complex high speed Fourier conversion section(FFT section) 43, and a variation in a phase and an amplitude is detected by a phase and amplitude comparator 44.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークアナ
ライザに関し、特に、デジタル信号処理(DSP)によ
って信号処理を行うネットワークアナライザに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a network analyzer, and more particularly, to a network analyzer that performs signal processing by digital signal processing (DSP).

【0002】[0002]

【従来の技術】ネットワークアナライザは、正弦波信号
を被測定デバイス(DUT)に入力し、被測定デバイス
の入力端からの反射信号や被測定デバイスの出力端から
の伝送信号を計測することによって、被測定デバイスの
反射特性や伝送特性(通過特性)を解析しようとするも
のであり、一般には、等間隔に並んだ複数の周波数点で
の計測を連続的な掃引により実行できるように構成され
ている。ネットワークアナライザでの計測対象となる被
測定デバイスは、圧電振動子などの単体の部品から、線
形回路網、システムまで多岐にわたっている。
2. Description of the Related Art A network analyzer inputs a sine wave signal to a device under test (DUT), and measures a reflection signal from an input terminal of the device to be measured and a transmission signal from an output terminal of the device to be measured. It is intended to analyze the reflection characteristics and transmission characteristics (pass characteristics) of a device under test, and is generally configured so that measurements at a plurality of equally spaced frequency points can be performed by continuous sweeping. I have. Devices to be measured by the network analyzer range from single components such as piezoelectric vibrators to linear circuit networks and systems.

【0003】図3は、従来のベクトル型のネットワーク
アナライザの構成の一例を示すブロック図である。この
ネットワークアナライザ50は、正弦波信号を出力する
出力端子51と、参照信号入力用の入力端子52(図示
R)と、測定信号入力用の2つの入力端子53,54
(図示A,B)を備えている。測定を行う際には、正弦
波信号を2つに分岐するための信号分離器55を出力端
子51に接続し、信号分離器55からの一方の出力は参
照信号入力用の入力端子52に入力し、他方の出力は、
方向性ブリッジ56を介して被測定デバイス(DUT)
57に入力するようにする。その際、被測定デバイス5
7からの反射波は、方向性ブリッジ56によって被測定
デバイス57への入力信号から分離されるから、この反
射波を入力端子53に印加する。また、被測定デバイス
57からの出力信号(伝送波)は、入力端子54に入力
するようにする。入力端子53と参照信号用の入力端子
52との電圧比(A/R)から反射特性が分かり、入力
端子54と参照信号用の入力端子52との電圧比(B/
R)から伝送特性が分かる。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional vector network analyzer. The network analyzer 50 includes an output terminal 51 for outputting a sine wave signal, an input terminal 52 for inputting a reference signal (R in the drawing), and two input terminals 53 and 54 for inputting a measurement signal.
(Illustrations A and B). When performing the measurement, a signal separator 55 for splitting the sine wave signal into two is connected to an output terminal 51, and one output from the signal separator 55 is input to an input terminal 52 for inputting a reference signal. And the other output is
Device under test (DUT) via directional bridge 56
57. At this time, the device under test 5
The reflected wave from 7 is separated from the input signal to the device under test 57 by the directional bridge 56, and this reflected wave is applied to the input terminal 53. An output signal (transmission wave) from the device under test 57 is input to the input terminal 54. The reflection characteristic is known from the voltage ratio (A / R) between the input terminal 53 and the reference signal input terminal 52, and the voltage ratio (B / R) between the input terminal 54 and the reference signal input terminal 52 is determined.
R) shows the transmission characteristics.

【0004】ネットワークアナライザ50の内部には、
正弦波信号発生のためのメインシンセサイザ61及びオ
フセットシンセサイザ62と、受信系へのローカル信号
を発生するためのローカルシンセサイザ63と、メイン
シンセサイザ61からの信号とオフセットシンセサイザ
62からの信号に基づいて周波数変換を行うミキサ64
と、メインシンセサイザ61からの信号とローカルシン
セサイザ63からの信号に基づいて周波数変換を行って
ローカル信号を生成するローカルミキサ65とが設けら
れ、ミキサ64からの出力信号は増幅器65で増幅され
て正弦波信号として出力端子51から出力される。ま
た、各入力端子52〜54ごとに、それぞれ、入力信号
を増幅するための増幅器71、ローカルミキサ66から
のローカル信号に基づいて増幅器71の出力信号を中間
周波数信号に変換するミキサ72、中間周波数信号をさ
らに周波数変換するためのミキサ73、ミキサ73の出
力をサンプリングするためのサンプル/ホールド(S/
H)回路74、サンプル/ホールド回路74の出力(ア
ナログ値)をデジタル値に変換するためのA/D変換器
75、A/D変換器75が出力するデジタル信号に対し
てデジタル信号処理を行うDSP部76が設けられてい
る。そして、DSP部76でのデジタル信号処理結果に
応じて、反射特性や伝送特性の解析が行われる。
[0004] Inside the network analyzer 50,
A main synthesizer 61 and an offset synthesizer 62 for generating a sine wave signal, a local synthesizer 63 for generating a local signal to a receiving system, and frequency conversion based on a signal from the main synthesizer 61 and a signal from the offset synthesizer 62 Mixer 64 that performs
And a local mixer 65 that performs frequency conversion based on a signal from the main synthesizer 61 and a signal from the local synthesizer 63 to generate a local signal. An output signal from the mixer 64 is amplified by the The signal is output from the output terminal 51 as a wave signal. Also, for each of the input terminals 52 to 54, an amplifier 71 for amplifying an input signal, a mixer 72 for converting an output signal of the amplifier 71 into an intermediate frequency signal based on a local signal from a local mixer 66, and an intermediate frequency A mixer 73 for further frequency-converting the signal and a sample / hold (S / S) for sampling the output of the mixer 73
H) An A / D converter 75 for converting an output (analog value) of the circuit 74 and the sample / hold circuit 74 into a digital value, and performing digital signal processing on the digital signal output from the A / D converter 75 A DSP unit 76 is provided. Then, reflection characteristics and transmission characteristics are analyzed in accordance with the digital signal processing result in the DSP unit 76.

【0005】図4は、この従来のネットワークアナライ
ザ50でのDSP部76での処理を説明するための機能
ブロック図である。DSP部76は、デジタル信号プロ
セッサ(DSP)によって構成され、その機能はハード
ウエアあるいはソフトウエアによって実現されるもので
あるが、いずれにせよ、ここでのデジタル信号処理の内
容は、直交検波処理であって、図4に示すようなブロッ
クの結合で表わされるものである。図4では説明のため
に、DSP部76の入力側に接続されるサンプル/ホー
ルド回路74及びA/D変換器75も描かれている。な
お、A/D変換器75は、入力信号のレベルによってレ
ンジが切り替わるフローティングA/D変換器である。
FIG. 4 is a functional block diagram for explaining the processing in the DSP unit 76 in the conventional network analyzer 50. The DSP unit 76 is constituted by a digital signal processor (DSP), and its function is realized by hardware or software. In any case, the content of the digital signal processing here is quadrature detection processing. This is represented by the combination of blocks as shown in FIG. FIG. 4 also shows a sample / hold circuit 74 and an A / D converter 75 connected to the input side of the DSP unit 76 for explanation. Note that the A / D converter 75 is a floating A / D converter whose range switches according to the level of the input signal.

【0006】A/D変換器75からの出力された信号は
DSP部76に入力し、2つに分岐する。各分岐にはそ
れぞれ乗算器81,82が設けられている。また、所定
の周波数の余弦信号及び正弦信号のデジタル値を、それ
ぞれ、サンプリングごとに発生する信号発生器83,8
4が設けられており、各信号発生器83,84からの信
号は乗算器81,82にそれぞれ入力している。これに
より、サンプリングごとに、DSP部76への入力信号
に、信号発生器83,84からの余弦信号及び正弦信号
が乗算されることになる。各乗算器81,82の出力側
には、平均化処理を行う平均化部85,86を介して、
デジタルフィルタリングによるローパスフィルタ87,
88が接続されている。ローパスフィルタ87の出力
は、実数成分(同相成分)Rを表わし、端子89に接続
している。同様に、ローパスフィルタ88の出力は、虚
数成分(直交成分)Xを表わし、端子90に接続してい
る。各端子89,90からのデジタル値に基づいて演算
を行うことにより、振幅、位相、群遅延時間特性等を測
定することが可能になる。
[0006] The signal output from the A / D converter 75 is input to the DSP unit 76 and is branched into two. Each branch is provided with multipliers 81 and 82, respectively. The signal generators 83 and 8 generate digital values of a cosine signal and a sine signal of a predetermined frequency for each sampling, respectively.
4 are provided, and signals from the signal generators 83 and 84 are input to multipliers 81 and 82, respectively. As a result, the input signal to the DSP unit 76 is multiplied by the cosine signal and the sine signal from the signal generators 83 and 84 every sampling. On the output side of each of the multipliers 81 and 82, via averaging units 85 and 86 that perform averaging processing,
Low-pass filter 87 by digital filtering,
88 are connected. The output of the low-pass filter 87 represents a real number component (in-phase component) R and is connected to a terminal 89. Similarly, the output of the low-pass filter 88 represents an imaginary component (orthogonal component) X and is connected to a terminal 90. By performing calculations based on digital values from the terminals 89 and 90, amplitude, phase, group delay time characteristics, and the like can be measured.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来のネットワークアナライザでは、直交検波をデジタ
ル信号処理によって行っている上に、周波数シンセサイ
ザによって離散的な周波数の正弦波信号を順次生成して
いるので、高確度周波数で測定するためには、測定点す
なわち周波数ポイントの数を多くする必要がある。ま
た、被測定デバイスのQ値が大きい場合には、周波数変
動にこの被測定デバイスが追従できるようにするため、
周波数掃引スピードを遅くする必要がある。結局、従来
のネットワークアナライザには、測定に要する時間が長
いという問題点があり、特に、レスポンスが遅い被測定
デバイスを高確度で測定するためには、著しく測定時間
が長くなるという問題点がある。
However, in the above-described conventional network analyzer, quadrature detection is performed by digital signal processing, and a sine wave signal of a discrete frequency is sequentially generated by a frequency synthesizer. In order to measure at a high accuracy frequency, it is necessary to increase the number of measurement points, that is, the number of frequency points. When the Q value of the device under test is large, this device under test can follow the frequency fluctuation,
It is necessary to reduce the frequency sweep speed. As a result, the conventional network analyzer has a problem that the time required for measurement is long, and particularly, in order to measure a device under test having a slow response with high accuracy, there is a problem that the measurement time is extremely long. .

【0008】本発明の目的は、高確度を維持しながら、
測定時間を大幅に短縮できるネットワークシンセサイザ
を提供することにある。
An object of the present invention is to maintain high accuracy while
An object of the present invention is to provide a network synthesizer that can significantly reduce measurement time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のネットワークシ
ンセサイザは、正弦波信号を被測定デバイスに印加して
被測定デバイスの特性を解析するネットワークアナライ
ザにおいて、被測定デバイスに印加するために、周波数
が異なる複数の正弦波信号を合成した信号である多重正
弦信号を発生する多重正弦信号発生手段と、被測定デバ
イスから入力する測定信号をフーリエ変換して周波数ご
との特性値を求めるフーリエ変換手段と、を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION A network synthesizer according to the present invention is a network analyzer which applies a sine wave signal to a device under test to analyze the characteristics of the device under test. Multiple sine signal generating means for generating a multiple sine signal that is a signal obtained by combining a plurality of different sine wave signals, Fourier transform means for performing a Fourier transform on a measurement signal input from the device under test to obtain a characteristic value for each frequency, Having.

【0010】本発明において、多重正弦信号発生手段
は、例えばダイレクトデジタルシンセサイザとして構成
できる。また、測定信号をデジタル信号処理により直交
検波して同相成分及び直交成分をフーリエ変換手段に供
給する直交検波手段を設け、フーリエ変換手段ではデジ
タル信号処理によって複素高速フーリエ変換(複素FF
T)を行うようにすることにより、主要部がデジタル信
号プロセッサで構成されたベクトル型のネットワークア
ナライザを得ることができる。もちろん、所望の周波数
帯域での測定を行うために、周波数変換回路やバンドパ
スフィルタなどを付加することは、当業者には自明のこ
とである。所望の周波数帯域の信号に周波数変換された
多重正弦信号を得るためには、多重正弦信号として余弦
成分と正弦成分を同時に発生させておき、これら余弦成
分と正弦成分を用いてキャリア(搬送波)信号を直交変
調することが、好ましい。
In the present invention, the multiple sine signal generating means can be constituted, for example, as a direct digital synthesizer. Also provided is a quadrature detection means for performing quadrature detection on the measurement signal by digital signal processing and supplying the in-phase component and the quadrature component to the Fourier transform means. The Fourier transform means performs complex fast Fourier transform (complex FF) by digital signal processing.
By performing T), it is possible to obtain a vector-type network analyzer whose main part is constituted by a digital signal processor. Of course, it is obvious to those skilled in the art that a frequency conversion circuit, a bandpass filter, and the like are added to perform measurement in a desired frequency band. In order to obtain a multiplexed sine signal frequency-converted into a signal of a desired frequency band, a cosine component and a sine component are simultaneously generated as a multiplexed sine signal, and a carrier (carrier) signal is generated using the cosine component and the sine component. Is preferably orthogonally modulated.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の
一形態のネットワークアナライザの構成を示すブロック
図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a network analyzer according to an embodiment of the present invention.

【0012】このネットワークアナライザ1は、被測定
デバイス(DUT)3の反射特性や伝送特性を測定する
ものであって、被測定デバイス3に与える信号を出力す
る出力端子2と、被測定デバイス3からの信号が入力す
る入力端子4を備えている。図示した例では、入力端子
4は1つしか設けられていないが、参照信号入力用の入
力端子を設けたり、反射波及び伝送波にそれぞれ対応し
て2つの入力端子を設けたりしてもよい。その場合、当
業者には容易に理解されることであるが、設ける入力端
子の数に合わせて入力端子以降のハードウエアを増設す
る必要がある。
The network analyzer 1 measures a reflection characteristic and a transmission characteristic of a device under test (DUT) 3. An output terminal 2 for outputting a signal to be supplied to the device under test 3, Input terminal 4 for inputting the signal of In the illustrated example, only one input terminal 4 is provided. However, an input terminal for inputting a reference signal may be provided, or two input terminals may be provided corresponding to the reflected wave and the transmission wave, respectively. . In this case, as will be easily understood by those skilled in the art, it is necessary to add hardware after the input terminals according to the number of input terminals provided.

【0013】さて、本実施の形態のネットワークアナラ
イザ1は、異なる周波数の正弦波信号を同時に発生して
被測定デバイス3に印加することによって、従来の1測
定ポイント分の測定時間中に複数の周波数に対する測定
を行えるようにし、周波数の多重度の分だけ測定時間を
短縮できるようにしている。そのため、このネットワー
クアナライザ1は、多重正弦(マルチサイン)信号を発
生する多重正弦信号発生器10と、被測定デバイス3か
らの信号を周波数別に解析するための複素FFT(高速
フーリエ変換)部43とを備えている。以下、このネッ
トワークアナライザ1の構成について、詳しく説明す
る。ここで多重正弦信号とは、異なる周波数の複数の正
弦波信号を重ね合わせた(加算)した信号のことであ
る。
The network analyzer 1 of the present embodiment generates a plurality of sine wave signals of different frequencies at the same time and applies them to the device under test 3 so that a plurality of sine wave signals can be obtained during a measurement time for one conventional measurement point. , And the measurement time can be reduced by the frequency multiplicity. Therefore, the network analyzer 1 includes a multiple sine signal generator 10 for generating a multiple sine (multisine) signal, a complex FFT (fast Fourier transform) unit 43 for analyzing a signal from the device under test 3 for each frequency. It has. Hereinafter, the configuration of the network analyzer 1 will be described in detail. Here, the multiple sine signal is a signal obtained by superimposing (adding) a plurality of sine wave signals having different frequencies.

【0014】多重正弦信号発生器10は、多重正弦信号
の時間ドメインデータを記憶した波形テーブルを内蔵し
ており、クロックごとに、多重正弦信号の余弦成分(同
相成分I)と正弦成分(直交成分Q)の値のデジタル値
を出力する。波形テーブルに与えるアドレスの順番を変
えたりクロック周波数を変えることなどにより、複数の
周波数の正弦波信号を含みつつ、さらに周波数掃引を行
うことができるようになっている。余弦成分と正弦成分
を同時に発生するためには、例えば、余弦成分用の波形
テーブルと正弦成分用の波形テーブルの両方を用意すれ
ばよい。また、多重正弦信号発生器10は、多重正弦信
号に含まれる各正弦波信号の周波数、振幅などの情報も
生成し、これを参照情報として、後述する位相振幅比較
器44に供給する。多重正弦信号発生器10からの同相
成分I及び直交成分Qのデジタル値信号は、それぞれ、
D/A変換器12,13に入力して、アナログ信号に変
換される。D/A変換器12,13には、サンプリング
信号発生器11からサンプリング信号が供給されてい
る。ここで、サンプリング信号の周波数(サンプリング
周波数fSP)は、出力したい周波数範囲(周波数幅)の
少なくとも2倍になるようにする。そして、D/A変換
器12,13の出力側には、それぞれ、ローパスフィル
タ14,15が設けられている。
The multiplex sine signal generator 10 has a built-in waveform table storing time domain data of the multiplex sine signal. For each clock, the cosine component (in-phase component I) and the sine component (quadrature component) of the multiplex sine signal are provided. The digital value of the value of Q) is output. By changing the order of addresses given to the waveform table or changing the clock frequency, frequency sweeping can be performed while including sine wave signals of a plurality of frequencies. In order to generate the cosine component and the sine component at the same time, for example, both a cosine component waveform table and a sine component waveform table may be prepared. Further, the multiplexed sine signal generator 10 also generates information such as the frequency and amplitude of each sine wave signal included in the multiplexed sine signal, and supplies the information to the phase amplitude comparator 44 described later as reference information. The digital value signals of the in-phase component I and the quadrature component Q from the multiple sine signal generator 10 are respectively
The signals are input to D / A converters 12 and 13 and converted into analog signals. The sampling signals are supplied from the sampling signal generator 11 to the D / A converters 12 and 13. Here, the frequency of the sampling signal (sampling frequency f SP ) is set to be at least twice the frequency range (frequency width) to be output. On the output side of the D / A converters 12 and 13, low-pass filters 14 and 15 are provided, respectively.

【0015】多重正弦信号発生器10、サンプリング信
号発生器11、D/A変換器12,13及びローパスフ
ィルタ14,15は、多重正弦信号発生手段を構成して
いる。以上の説明から明らかなように、ここでは、多重
正弦信号発生手段として、ダイレクトデジタルシンセサ
イザ(DDS)が用いられている。このように複数の周
波数成分を含む信号を出力するダイレクトデジタルシン
セサイザとしては、特公平3−50224号公報に開示
のものがあるが、この公報に示されたものは、単相の出
力のみが可能であって、同相成分Iと直交成分Qの双方
を同時に出力する構成とはなっていない。また、ダイレ
クトデジタルシンセサイザでは、その発生可能な最高周
波数が比較的低く抑えられので、ネットワークアナライ
ザとして要求される周波数領域をまかなうことができな
いことが多い。そこで本実施の形態のネットワークアナ
ライザ1では直交変調器16を設け、所望の周波数領域
の多重正弦信号が被測定デバイス3に印加されるように
している。
The multiple sine signal generator 10, the sampling signal generator 11, the D / A converters 12 and 13, and the low-pass filters 14 and 15 constitute a multiple sine signal generator. As is clear from the above description, here, a direct digital synthesizer (DDS) is used as the multiplexed sine signal generating means. A direct digital synthesizer that outputs a signal including a plurality of frequency components as described above is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 3-50224, but the one disclosed in this publication can output only a single phase. However, it is not configured to simultaneously output both the in-phase component I and the quadrature component Q. In addition, in a direct digital synthesizer, the highest frequency that can be generated is relatively low, so that a frequency range required as a network analyzer cannot be covered in many cases. Therefore, in the network analyzer 1 of the present embodiment, the quadrature modulator 16 is provided so that a multiplexed sine signal in a desired frequency region is applied to the device under test 3.

【0016】直交変調器16は、所望の周波数fRFの正
弦波信号を発生する発振器17と、この発振器17が発
生する正弦波信号の位相をπ/4だけ遅らせる移相器1
8と、ローパスフィルタ14の出力と移相器18の出力
を混合して周波数変換するミキサ19と、ローパスフィ
ルタ15の出力と発振器17の出力を混合して周波数変
換するミキサ20と、両方のミキサ19,20の出力を
合波する合波器21とから構成されており、合波器21
の出力が、出力端子2を介して被測定デバイス3に印加
されるようになっている。一方のミキサ19には、多重
正弦信号発生器10からの余弦成分(同相成分I)と発
振器17からの正弦成分が入力し、他方のミキサ20に
は、多重正弦信号発生器10からの正弦成分(直交成分
Q)と発振器17からの余弦成分が入力するから、結
局、合波器21からは、発振器17の出力周波数fRF
多重正弦信号発生器10の発生する多重正弦信号との和
周波数の信号が出力されることになり、所望の周波数領
域での異なる周波数の複数の正弦波信号を重ね合わせた
信号が被測定デバイス3に印加されることになる。
The quadrature modulator 16 includes an oscillator 17 for generating a sine wave signal having a desired frequency f RF and a phase shifter 1 for delaying the phase of the sine wave signal generated by the oscillator 17 by π / 4.
8, a mixer 19 for mixing the output of the low-pass filter 14 and the output of the phase shifter 18 to perform frequency conversion, a mixer 20 for mixing the output of the low-pass filter 15 and the output of the oscillator 17 to perform frequency conversion, and both mixers. And a multiplexer 21 for multiplexing the outputs of 19 and 20.
Is applied to the device under test 3 via the output terminal 2. The cosine component (in-phase component I) from the multiple sine signal generator 10 and the sine component from the oscillator 17 are input to one mixer 19, and the sine component from the multiple sine signal generator 10 is input to the other mixer 20. Since the (quadrature component Q) and the cosine component from the oscillator 17 are input, the sum frequency of the output frequency f RF of the oscillator 17 and the multiplexed sine signal generated by the multiplexed sine signal generator 10 is eventually output from the multiplexer 21. Is output, and a signal obtained by superimposing a plurality of sine wave signals of different frequencies in a desired frequency region is applied to the device under test 3.

【0017】被測定デバイス3からの信号は入力端子4
に入力するが、入力端子4には、被測定デバイス3から
の信号を中間周波数fIFの信号に周波数変換するための
ミキサ32が接続し、ミキサ32には、局部発振回路3
1から局部発振信号が入力している。そして、ミキサ3
2の出力側には、中間周波数fIFのバンドパスフィルタ
33が設けられている。このバンドパスフィルタ33の
3dB通過帯域幅は、サンプリング周波数fSPの1/4
とすることが最適である。さらに、バンドパスフィルタ
33から出力される中間周波数信号をサンプリングして
デジタル信号に変換するA/D変換器35が設けられて
いる。このA/D変換器35は、サンプリング信号発生
器34からサンプリング信号が供給されているが、この
サンプリング信号の周波数(サンプリング周波数)は、
多重正弦信号発生器10からのデジタル信号をアナログ
変換するためにサンプリング信号発生器11で発生する
サンプリング周波数fSPと一致させておく。これら2つ
のサンプリング信号発生器11,34を設ける代りに、
単一のサンプリング信号発生器を用いてもよい。
The signal from the device under test 3 is input to an input terminal 4
The input terminal 4 is connected to a mixer 32 for frequency-converting a signal from the device under test 3 into a signal having an intermediate frequency fIF , and the mixer 32 is connected to the local oscillation circuit 3.
From 1 a local oscillation signal is input. And mixer 3
On the output side of No. 2, a band-pass filter 33 of an intermediate frequency f IF is provided. The 3 dB pass bandwidth of the band-pass filter 33 is 1 / of the sampling frequency f SP .
It is optimal to Further, an A / D converter 35 for sampling the intermediate frequency signal output from the band-pass filter 33 and converting it into a digital signal is provided. The A / D converter 35 is supplied with a sampling signal from the sampling signal generator 34, and the frequency (sampling frequency) of the sampling signal is
The digital signals from multiple sinusoidal signal generator 10 maintain a correspondence sampling frequency f SP generated by sampling signal generator 11 to analog conversion. Instead of providing these two sampling signal generators 11, 34,
A single sampling signal generator may be used.

【0018】A/D変換器35から出力されるデジタル
信号を処理するために、DSP部30が設けられてい
る。DSP部30は、デジタル信号プロセッサ(DS
P)によって構成され、その機能はハードウエアまたは
ソフトウエア、さらにはまたこれらの結合によって実現
するものであり、ここでのデジタル信号処理の内容は、
図示されるような機能ブロックの結合で表わされる。D
SP部30では、A/D変換器34からのデジタル信号
は、まず、直交検波部36に入力する。直交検波部36
には、所定の周波数の正弦波信号のデジタル値をサンプ
リングごとに発生する信号発生部37と、信号発生部3
7で発生する信号(デジタル値列)の正弦波信号として
の位相をπ/4だけ遅らせる移相部38と、A/D変換
器35からのデジタル値に移相部38からのデジタル値
を乗算して出力する乗算器39と、A/D変換器35か
らのデジタル値に信号発生部37からのデジタル値を乗
算して出力する乗算器40とが設けられている。A/D
変換器35からのデジタル値が両方の乗算器39,40
に供給されるとともに、信号発生部37からの信号が相
互にπ/4だけずれてこれら乗算器39,49に供給さ
れることによって、直交検波がなされ、乗算器39,4
0からは、それぞれ直交成分Q及び同相成分Iが出力さ
れる。これら乗算器39,40からの出力はデジタルロ
ーパスフィルタ41,42に入力し、これにより、直交
成分Qと同相成分Iに含まれる不要な高域周波数成分が
除去される。そして、ローパスフィルタ41,42から
出力される直交成分Q及び同相成分Iは、複素FFT部
43に入力して複素高速フーリエ変換(複素FFT)が
施される。複素高速フーリエ変換により複素周波数スペ
クトラムが得られ、その結果、複素FFT部43から
は、周波数ごとに正弦成分と余弦成分の振幅が出力され
る。複素FFT部43の出力側には位相振幅比較器44
が設けられており、位相振幅比較器44は、多重正弦信
号発生器10からの参照情報をもとにして、多重正弦信
号発生器10が発生する多重正弦波信号に対応した所定
の周波数ポイントにおける位相と振幅の変化を検出し、
これを反射特性や伝送特性の解析のために出力する。
A DSP unit 30 is provided for processing a digital signal output from the A / D converter 35. The DSP unit 30 includes a digital signal processor (DS)
P), the functions of which are realized by hardware or software, or a combination thereof, wherein the content of digital signal processing is as follows.
It is represented by a combination of functional blocks as shown. D
In the SP unit 30, the digital signal from the A / D converter 34 is first input to the quadrature detection unit 36. Quadrature detector 36
Includes a signal generator 37 for generating a digital value of a sine wave signal of a predetermined frequency for each sampling, and a signal generator 3
7 multiplies the digital value from the A / D converter 35 by the digital value from the phase shifter 38, and the digital value from the A / D converter 35 And a multiplier 40 for multiplying the digital value from the A / D converter 35 by the digital value from the signal generator 37 and outputting the result. A / D
The digital value from converter 35 is applied to both multipliers 39, 40
And the signals from the signal generator 37 are supplied to the multipliers 39 and 49 while being shifted from each other by π / 4 to perform quadrature detection.
0 outputs a quadrature component Q and an in-phase component I, respectively. The outputs from the multipliers 39 and 40 are input to digital low-pass filters 41 and 42, whereby unnecessary high frequency components included in the quadrature component Q and the in-phase component I are removed. Then, the quadrature component Q and the in-phase component I output from the low-pass filters 41 and 42 are input to the complex FFT unit 43 and subjected to a complex fast Fourier transform (complex FFT). A complex frequency spectrum is obtained by the complex fast Fourier transform. As a result, the amplitude of the sine component and the cosine component is output from the complex FFT unit 43 for each frequency. A phase-amplitude comparator 44 is provided on the output side of the complex FFT unit 43.
Is provided, and based on the reference information from the multiple sine signal generator 10, the phase and amplitude comparator 44 provides a signal at a predetermined frequency point corresponding to the multiple sine wave signal generated by the multiple sine signal generator 10. Detect changes in phase and amplitude,
This is output for analysis of reflection characteristics and transmission characteristics.

【0019】本実施の形態のネットワークアナライザに
よれば、Q値が大きなデバイスの反射特性や伝送特性を
短時間で測定できるようになる。図2は、このようなQ
値が大きなデバイスの一例を説明する周波数特性図であ
る。ここでは、3dB帯域幅が10Hzであるようなデ
バイスを被測定デバイス(DUT)として、このデバイ
スの特性を測定するものとする。狭い帯域幅に対応し
て、測定を行う周波数ポイントの周波数間隔Δfを例え
ば0.2Hzとし、100Hzの周波数掃引スパンで測
定する。従来の方法であれば、周波数ポイントの数が5
00個なので、1点当りの測定時間の500倍の時間
が、全体としての測定時間となる。これに対し本実施の
形態によれば、多重正弦信号を使用しているので、周波
数多重度の分だけ測定時間を短縮でき、例えば、多重度
が5であれば、1点当りの測定時間の100倍の時間
で、全測定を完了することができる。
According to the network analyzer of the present embodiment, the reflection characteristics and transmission characteristics of a device having a large Q value can be measured in a short time. FIG. 2 shows such a Q
FIG. 9 is a frequency characteristic diagram illustrating an example of a device having a large value. Here, it is assumed that a device having a 3 dB bandwidth of 10 Hz is a device under test (DUT) and the characteristics of the device are measured. According to the narrow bandwidth, the frequency interval Δf between the frequency points to be measured is set to, for example, 0.2 Hz, and the measurement is performed with a frequency sweep span of 100 Hz. With the conventional method, the number of frequency points is 5
Since the number of measurement points is 00, 500 times the measurement time per point is the measurement time as a whole. On the other hand, according to the present embodiment, since the multiplexed sine signal is used, the measurement time can be reduced by the frequency multiplicity. For example, if the multiplicity is 5, the measurement time per point is reduced. All measurements can be completed in 100 times the time.

【0020】以上説明した本実施の形態のネットワーク
アナライザでは、ダイレクトデジタルシンセサイザ(D
DS)方式の多重正弦信号発生器を使用しているが、本
発明において多重正弦信号を発生する機構はこれに限定
されるものではない。例えば、アナログ方式のシンセイ
サイザを複数用意し、これらシンセサイザからの周波数
が異なる正弦波信号を合成するようにしてもよい。さら
には、直交変調器の局部発振周波数(上記の発振器17
の周波数)をずらしながら、順次、多重正弦信号発生器
10側からの周波数をずらして合成することにより、よ
り多点、広い周波数範囲での測定を実行するようにする
こともできる。
In the network analyzer of the present embodiment described above, a direct digital synthesizer (D
Although a multiple sine signal generator of the DS) type is used, the mechanism for generating a multiple sine signal in the present invention is not limited to this. For example, a plurality of analog synthesizers may be prepared, and sine wave signals having different frequencies from these synthesizers may be synthesized. Further, the local oscillation frequency of the quadrature modulator (the above oscillator 17
, The frequency from the multiple sine signal generator 10 side is sequentially shifted and the signals are synthesized, so that measurement at more points and in a wider frequency range can be executed.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、多重正弦
信号発生手段を設け、周波数の異なる複数の正弦波信号
が同時に被測定デバイスに印加されるようにするととも
に、被測定デバイスからの測定信号をフーリエ変換する
ことによって各周波数ごとの特性を求めるので、実質的
に、1点の測定ポイントで複数の周波数での測定が完了
することになり、従来のネットワークアナライザを用い
る場合に比べ、周波数多重度の分だけ測定時間を短縮す
ることができるようになるという効果がある。
As described above, according to the present invention, a multiple sine signal generating means is provided so that a plurality of sine wave signals having different frequencies are simultaneously applied to the device under test, and the measurement from the device under test is performed. Since the characteristic for each frequency is obtained by performing a Fourier transform on the signal, the measurement at a plurality of frequencies is substantially completed at one measurement point, and the frequency is compared with the case where the conventional network analyzer is used. There is an effect that the measurement time can be shortened by the multiplicity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態のネットワークアナライ
ザの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a network analyzer according to an embodiment of the present invention.

【図2】Q値の大きなデバイスの周波数特性の一例を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frequency characteristic of a device having a large Q value.

【図3】従来のネットワークアナライザの構成の一例を
示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a conventional network analyzer.

【図4】図3のネットワークアナライザにおけるDSP
部での処理を示す機能ブロック図である。
4 is a DSP in the network analyzer of FIG.
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating processing in a unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ネットワークアナライザ 2 出力端子 3 被測定デバイス 4 入力端子 10 多重正弦信号発生器 11,34 サンプリング信号発生器 12,13 D/A変換器 14,15 ローパスフィルタ 16 直交変調器 17 発振器 18 移相器 19,20,32 ミキサ 21 合波器 33 バンドパスフィルタ 30 DSP部 31 局部発振回路 35 A/D変換器 36 直交検波部 37 信号発生部 38 移相部 39,40 乗算器 41,42 デジタルローパスフィルタ 43 複素FFT部 44 位相振幅比較器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Network analyzer 2 Output terminal 3 Device under test 4 Input terminal 10 Multiple sine signal generator 11,34 Sampling signal generator 12,13 D / A converter 14,15 Low pass filter 16 Quadrature modulator 17 Oscillator 18 Phase shifter 19 , 20, 32 mixer 21 multiplexer 33 band-pass filter 30 DSP unit 31 local oscillation circuit 35 A / D converter 36 quadrature detection unit 37 signal generation unit 38 phase shift unit 39, 40 multiplier 41, 42 digital low-pass filter 43 Complex FFT unit 44 Phase amplitude comparator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正弦波信号を被測定デバイスに印加して
被測定デバイスの特性を解析するネットワークアナライ
ザにおいて、 被測定デバイスに印加するために、周波数が異なる複数
の正弦波信号を合成した信号である多重正弦信号を発生
する多重正弦信号発生手段と、 被測定デバイスから入力する測定信号をフーリエ変換し
て周波数ごとの特性値を求めるフーリエ変換手段と、を
有することを特徴とするネットワークアナライザ。
1. A network analyzer for applying a sine wave signal to a device under test and analyzing the characteristics of the device under test, wherein a signal obtained by combining a plurality of sine wave signals having different frequencies to apply to the device under test is used. A network analyzer comprising: a multi-sine signal generating means for generating a certain multi-sine signal; and a Fourier transform means for performing a Fourier transform on a measurement signal input from the device under test to obtain a characteristic value for each frequency.
【請求項2】 多重正弦信号発生手段がダイレクトデジ
タルシンセサイザによって構成されている請求項1に記
載のネットワークアナライザ。
2. The network analyzer according to claim 1, wherein the multiple sine signal generating means is constituted by a direct digital synthesizer.
【請求項3】 測定信号をデジタル信号処理により直交
検波して同相成分及び直交成分を前記フーリエ変換手段
に供給する直交検波手段をさらに有し、フーリエ変換手
段がデジタル信号処理によって複素高速フーリエ変換を
行うものである、請求項1または2に記載のネットワー
クアナライザ。
3. A quadrature detector for performing quadrature detection of a measurement signal by digital signal processing and supplying an in-phase component and a quadrature component to the Fourier transform means, wherein the Fourier transform means performs complex fast Fourier transform by digital signal processing. The network analyzer according to claim 1, wherein the network analyzer performs the operation.
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