JPH10170568A - Spectrum analyzer - Google Patents

Spectrum analyzer

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JPH10170568A
JPH10170568A JP33405496A JP33405496A JPH10170568A JP H10170568 A JPH10170568 A JP H10170568A JP 33405496 A JP33405496 A JP 33405496A JP 33405496 A JP33405496 A JP 33405496A JP H10170568 A JPH10170568 A JP H10170568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
voltage
local oscillator
oscillation
oscillator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP33405496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Musha
博文 武者
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to TW086110308A priority patent/TW350027B/en
Publication of JPH10170568A publication Critical patent/JPH10170568A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectrum analyzer that is small in floating amount of oscillating frequency of the first local oscillator, and high in the degree of accuracy of the frequency indication position of a frequency spectrum indicated. SOLUTION: With a phase lock group PLL1 and a reference oscillator 8, the oscillation frequency of the first oscillator L01 is set exactly at a specific frequency at every initiation of frequency sweep. In this set state, a sample hold circuit 6 provided to the phase lock group PLL1 is switched to a hold mode. By impressing lamp voltage to the hold voltage, the oscillation frequency of the first oscillator is frequency-swept. Besides, the oscillation frequency of the first oscillator is converted from frequency into voltage and the difference of the converted voltage signal and the lamp voltage is obtained. The difference is integrated and given to the first oscillator L01 in the constitution added by a control loop.

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】この発明は例えば被測定信号
に含まれる周波数成分を分析し、その周波数スペクトル
を表示すること等に利用されるスペクトラムアナライザ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spectrum analyzer used for analyzing, for example, a frequency component contained in a signal under measurement and displaying its frequency spectrum.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5にスペクトラムアナライザの概略の
構成を示す。図5の例では第1、第2、第3の3段構成
の周波数混合器MX1,MX2,MX3によって入力端
子1に入力された被測定信号の周波数を低減させ、その
周波数低減された被測定信号を振幅検波器DTにおいて
振幅検波し、その振幅検波出力をデジタル処理型の表示
器DSPのY軸入力端子TYに入力し、ランプ電圧発生
器2から出力されるランプ電圧VLをX軸入力端子TX
に入力することによりX軸掃引を行なって横軸を周波数
目盛とする周波数分析結果を表示する構成とした場合を
示す。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a schematic configuration of a spectrum analyzer. In the example of FIG. 5, the frequency of the signal under test input to the input terminal 1 is reduced by the first, second, and third frequency mixers MX1, MX2, and MX3 having a three-stage configuration. The signal is amplitude detected by an amplitude detector DT, the amplitude detection output is input to a Y-axis input terminal TY of a digital processing type display DSP, and a lamp voltage VL output from a lamp voltage generator 2 is input to an X-axis input terminal. TX
, The X-axis sweep is performed by inputting the frequency analysis result, and the frequency analysis result with the horizontal axis as a frequency scale is displayed.

【0003】FL1,FL2,FL3はそれぞれ各周波
数混合器MX1,MX2,MX3の周波数混合出力から
差の周波数の信号を取り出すフィルタを示す。またLO
1,LO2,LO3はそれぞれ周波数混合器MX1,M
X2,MX3に局部発振信号を与える第1、第2、第3
局部発振器を示す。ここで第2、第3局部発振器LO
2,LO3は水晶発振器のような周波数が安定した固定
発振器が用いられるが、第1局部発振器LO1は例えば
電圧制御発振器で構成され、ランプ電圧発生器2からラ
ンプ電圧VLが与えられて、発振周波数が周波数掃引さ
れる。この周波数掃引動作によって入力端子1に入力し
た被測定信号の周波数分析が行なわれる。
[0003] FL1, FL2 and FL3 denote filters for extracting signals of the difference frequency from the frequency mixing outputs of the respective frequency mixers MX1, MX2 and MX3. Also LO
1, LO2 and LO3 are frequency mixers MX1 and M, respectively.
First, second, and third giving local oscillation signals to X2 and MX3
3 shows a local oscillator. Here, the second and third local oscillators LO
2 and LO3, a fixed oscillator having a stable frequency such as a crystal oscillator is used. However, the first local oscillator LO1 is composed of, for example, a voltage-controlled oscillator, and is supplied with a lamp voltage VL from a ramp voltage generator 2 to generate an oscillation frequency. Is swept. By this frequency sweep operation, the frequency of the signal under test input to the input terminal 1 is analyzed.

【0004】図6に第1局部発振器LO1の発振周波数
を周波数掃引させるための制御回路の一例を示す。第1
局部発振器LO1の発振周波数は主にランプ電圧発生器
2が出力するランプ電圧VLによって制御されるが、周
波数掃引の開始毎に、フェイズロックループPLL1に
よって周波数掃引帯域幅の中心周波数を正確に設定する
動作を行なっている。
FIG. 6 shows an example of a control circuit for sweeping the oscillation frequency of the first local oscillator LO1. First
The oscillation frequency of the local oscillator LO1 is mainly controlled by the ramp voltage VL output from the ramp voltage generator 2, but every time the frequency sweep starts, the phase lock loop PLL1 accurately sets the center frequency of the frequency sweep bandwidth. It is working.

【0005】つまり、第1局部発振器LO1の周波数掃
引動作が例えば図7に示すように5GHz±50kHz
であったとすると、周波数掃引の開始時にフェイズロッ
クループPLL1によって第1局部発振器LO1の発振
周波数を5GHzに制御する。このために、例えば基準
発振器(水晶発振器のように周波数が正確な発振器)8
の発振周波数を200MHzとし、分周器9で1/20
の周波数10MHzを得て位相比較器4に入力する。
In other words, the frequency sweep operation of the first local oscillator LO1 is, for example, 5 GHz ± 50 kHz as shown in FIG.
When the frequency sweep starts, the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 is controlled to 5 GHz by the phase lock loop PLL1. For this purpose, for example, a reference oscillator (an oscillator whose frequency is accurate like a crystal oscillator) 8
Oscillation frequency is set to 200 MHz,
Is obtained and input to the phase comparator 4.

【0006】一方第1局部発振器LO1の発振信号を可
変分周器3で例えば1/500の周波数に分周して位相
比較器4に入力し、基準発振器8から与えられる基準周
波数を持つ信号と位相比較する。位相比較器4の位相比
較出力は低域通過フィルタ5で平滑化され、サンプルホ
ールド回路6とアナログ加算器7を通じて第1局部発振
器LO1の制御電圧入力端子に供給する。第1局部発振
器LO1の発振周波数を設定値、この例では5GHzに
設定する場合にはサンプルホールド回路6はサンプルモ
ードに制御される。従って低域通過フィルタ5の平滑出
力電圧に変動が生じるとその変動は直ちにサンプルホー
ルド回路6とアナログ加算器7を通じて第1局部発振器
LO1に入力される。尚、この状態でランプ電圧発生器
2の出力電圧は0ボルトに保持される。従って第1局部
発振器LO1の制御電圧入力端子には低域通過フィルタ
5の平滑出力電圧だけが与えられる状態となる。
On the other hand, the oscillation signal of the first local oscillator LO 1 is divided by the variable frequency divider 3 to, for example, a frequency of 1/500 and input to the phase comparator 4, and a signal having a reference frequency given from the reference oscillator 8 is output. Compare the phases. The phase comparison output of the phase comparator 4 is smoothed by the low-pass filter 5 and supplied to the control voltage input terminal of the first local oscillator LO1 through the sample hold circuit 6 and the analog adder 7. When the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 is set to a set value, in this example, 5 GHz, the sample hold circuit 6 is controlled to the sample mode. Accordingly, when a change occurs in the smoothed output voltage of the low-pass filter 5, the change is immediately input to the first local oscillator LO1 through the sample hold circuit 6 and the analog adder 7. In this state, the output voltage of the lamp voltage generator 2 is maintained at 0 volt. Therefore, only the smoothed output voltage of the low-pass filter 5 is applied to the control voltage input terminal of the first local oscillator LO1.

【0007】上述した例のように、分周器3の分周比が
1/500であり、分周器9から位相比較器4に入力さ
れる基準信号の周波数が10MHzとしたから分周器3
から位相比較器4に入力する信号の周波数が10MHz
になるためには第1局部発振器LO1の発振周波数は5
GHzでなければならない。従ってフェイズロックルー
プPLL1に挿入したサンプルホールド回路6がサンプ
ルモードに制御されている状態では第1局部発振器LO
1の発振周波数は5GHzの状態に制御される。
Since the frequency division ratio of the frequency divider 3 is 1/500 and the frequency of the reference signal input from the frequency divider 9 to the phase comparator 4 is 10 MHz as in the above-described example, 3
The frequency of the signal input to the phase comparator 4 is 10 MHz
In order for the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 to be 5
GHz. Therefore, when the sample and hold circuit 6 inserted in the phase lock loop PLL1 is controlled to the sample mode, the first local oscillator LO
The oscillation frequency of 1 is controlled to a state of 5 GHz.

【0008】第1局部発振器LO1の発振周波数が5G
Hzに制御されている状態でサンプルホールド回路6を
ホールドモードに切替える。サンプルホールド回路6を
ホールドモードに切替えると、フェイズロックループP
LL1は開放され第1局部発振器LO1はサンプルホー
ルド回路6にホールドされた電圧によって自走発振状態
となる。
The oscillation frequency of the first local oscillator LO1 is 5G
The sample / hold circuit 6 is switched to the hold mode while the frequency is controlled to Hz. When the sample hold circuit 6 is switched to the hold mode, the phase lock loop P
LL1 is released and the first local oscillator LO1 enters a free-running oscillation state by the voltage held by the sample hold circuit 6.

【0009】この自走発振状態でランプ電圧発生器2か
らランプ電圧VLを与え第1局部発振器LO1の発振周
波数を5GHz−50kHzから5GHz+50kHz
までの周波数範囲を周波数掃引させる。このように、従
来は第1局部発振器LO1の掃引周波数の中心を正確に
設定した状態で、ランプ電圧発生器2が出力するランプ
電圧VLによって中心周波数を中心に所定の周波数範囲
を周波数掃引させている。
In this free-running oscillation state, the ramp voltage VL is supplied from the ramp voltage generator 2 to increase the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 from 5 GHz-50 kHz to 5 GHz + 50 kHz.
The frequency range up to is swept. As described above, in the related art, while the center of the sweep frequency of the first local oscillator LO1 is set accurately, the lamp voltage VL output by the lamp voltage generator 2 sweeps a predetermined frequency range around the center frequency by the ramp voltage VL. I have.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図6に示した回路構成
によればサンプルホールド回路6はサンプルモードに制
御されている状態ではフェイズロックループPLL1が
閉ループを構成するから、第1局部発振器LO1の発振
周波数は例えば5GHzに正確に設定される。これに対
し、サンプルホールド回路6がホールドモードに切替ら
れると、フェイズロックループPLL1は開かれ制御動
作を解除されるから、第1局部発振器LO1の発振周波
数はサンプルホールド回路6のホールド電圧に依存し、
サンプルホールド回路6のホールド電圧がドリフトすれ
ばそのドリフトに従って第1局部発振器LO1の発振周
波数もドリフトする不都合が生じる。
According to the circuit configuration shown in FIG. 6, the phase locked loop PLL1 forms a closed loop when the sample and hold circuit 6 is controlled to the sample mode. The oscillation frequency is accurately set to, for example, 5 GHz. On the other hand, when the sample and hold circuit 6 is switched to the hold mode, the phase lock loop PLL1 is opened and the control operation is released, so that the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 depends on the hold voltage of the sample and hold circuit 6. ,
If the hold voltage of the sample and hold circuit 6 drifts, the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 drifts in accordance with the drift.

【0011】図8にサンプルホールド回路6のホールド
電圧のドリフトの影響を示す。図8に示す曲線Aは正規
の周波数掃引信号の周波数変化を示す。曲線Bはホール
ド電圧がドリフトした場合の周波数掃引信号の周波数変
化を示す。つまり、サンプルホールド回路6のホールド
電圧は一般にコンデンサの充電電圧を利用するため、時
間の経過と共に電圧が低下する傾向にある。従ってラン
プ電圧VLが直線的に電圧変化をしても、ホールド電圧
が漸次低下することにより、周波数掃引信号の周波数は
目標とする最大周波数FMAXで達しない状態(ドリフ
ト量DF)が生じ、周波数掃引帯域幅が目的の範囲より
狭くなってしまう不都合が生じる。
FIG. 8 shows the influence of the drift of the hold voltage of the sample and hold circuit 6. Curve A shown in FIG. 8 shows the frequency change of the normal frequency sweep signal. Curve B shows the frequency change of the frequency sweep signal when the hold voltage drifts. That is, since the hold voltage of the sample and hold circuit 6 generally uses the charge voltage of the capacitor, the voltage tends to decrease with time. Therefore, even if the lamp voltage VL changes linearly, the frequency of the frequency sweep signal does not reach the target maximum frequency FMAX (drift amount DF) due to the gradual decrease of the hold voltage, and the frequency sweep is performed. There is a disadvantage that the bandwidth becomes narrower than the intended range.

【0012】また、掃引周波数の変化が非直線になるこ
とにより、表示器に表示される周波数スペクトルの表示
周波数位置が周波数目盛と不一致となり、周波数表示の
確度が悪くなる欠点もある。この発明の目的は、この種
の欠点を一掃し、周波数安定度が高く、また周波数の表
示確度も向上させることができるスペクトラムアナライ
ザの構成を提案するものである。
In addition, since the change in the sweep frequency becomes non-linear, the displayed frequency position of the frequency spectrum displayed on the display unit does not match the frequency scale, and the accuracy of the frequency display becomes poor. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose a configuration of a spectrum analyzer which can eliminate such disadvantages, improve the frequency stability, and improve the frequency display accuracy.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この出願の第1発明で
は、フェイズロックループによって第1局部発振器の発
振周波数が周波数掃引帯域幅の中心周波数に設定され
る。これと共にフェイズロックループに挿入したサンプ
ルホールド回路をホールドモードに切替えた状態におい
て、このサンプルホールド回路のホールド電圧とランプ
電圧とを第1アナログ加算器にて加算し、その加算結果
を第1局部発振器の電圧制御端子に与え、第1局部発振
器の発振周波数を周波数掃引させる構成としたスペクト
ラムアナライザの周波数掃引発振器において、第1局部
発振器の発振周波数の変化を電圧信号に変換する周波数
−電圧変換器と、この周波数−電圧変換器の電圧変換出
力信号とランプ電圧との加算値を得る第2アナログ加算
器と、この第2アナログ加算器の加算値と基準電圧とを
比較し、その偏差電圧を積分し、その積分電圧を上記第
1アナログ加算器に上記ランプ電圧として印加する積分
器とを付加した構成としたものである。
According to the first aspect of the present invention, the oscillation frequency of the first local oscillator is set to the center frequency of the frequency sweep bandwidth by the phase lock loop. At the same time, in a state where the sample hold circuit inserted in the phase lock loop is switched to the hold mode, the hold voltage and the ramp voltage of the sample hold circuit are added by the first analog adder, and the addition result is the first local oscillator. A frequency-voltage converter for converting a change in the oscillation frequency of the first local oscillator into a voltage signal in a frequency sweep oscillator of a spectrum analyzer configured to sweep the oscillation frequency of the first local oscillator. A second analog adder for obtaining an added value of the voltage conversion output signal of the frequency-to-voltage converter and the lamp voltage, a comparison between the added value of the second analog adder and a reference voltage, and integration of the deviation voltage. A configuration in which an integrator for applying the integrated voltage to the first analog adder as the ramp voltage is added. Those were.

【0014】この出願の第2発明では、第1局部発振器
は周波数掃引動作の開始毎に、その発振周波数を周波数
掃引帯域幅の中心周波数に設定する基準電圧源と、第1
局部発振器の発振周波数の変化を電圧変化に変換する周
波数−電圧変換器と、この周波数−電圧変換器が出力す
る電圧信号とランプ電圧発生器が出力するランプ電圧の
偏差を求めるアナログ加算器と、このアナログ加算器が
出力する偏差電圧が常時基準電圧源の電圧と等しくなる
状態に第1局部発振器の発振周波数を制御する積分器と
によって構成した周波数制御ループを付加した構成とし
たものである。
According to the second invention of this application, the first local oscillator sets the oscillation frequency to the center frequency of the frequency sweep bandwidth each time the frequency sweep operation is started, and the first local oscillator includes:
A frequency-voltage converter for converting a change in the oscillation frequency of the local oscillator into a voltage change, an analog adder for calculating a deviation between a voltage signal output from the frequency-voltage converter and a lamp voltage output from the lamp voltage generator, A frequency control loop constituted by an integrator for controlling the oscillation frequency of the first local oscillator is added to a state in which the deviation voltage output from the analog adder is always equal to the voltage of the reference voltage source.

【0015】この出願の第1発明及び第2発明の何れの
発明においても、第1局部発振器には周波数掃引期間中
に周波数制御ループが付加されるから、周波数掃引期間
中の発振周波数はランプ電圧の変化に正確に追従して変
化し、周波数のドリフト量を小さく制御することができ
る。従ってこの発明によれば周波数ドリフトが少なく、
然も表示される周波数スペクトルの周波数表示位置の確
度が高いスペクトラムアナライザを提供することができ
る。
In any of the first and second inventions of this application, a frequency control loop is added to the first local oscillator during the frequency sweep period, so that the oscillation frequency during the frequency sweep period is a ramp voltage. , And changes exactly following the change of the frequency, and the drift amount of the frequency can be controlled to be small. Therefore, according to the present invention, the frequency drift is small,
It is possible to provide a spectrum analyzer with high accuracy of the frequency display position of the displayed frequency spectrum.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1にこの発明によるスペクトラ
ムアナライザの一実施例を示す。図6と対応する部分に
は同一符号を付して示す。つまり、PLL1は第1局部
発振器LO1の発振周波数を、基準発振器8の発振周波
数の精度で周波数掃引帯域幅の中心周波数に設定するた
めの第1フェイズロックループを示す。PLL2は基準
発振器8から第1フェイズロックループPLL1に与え
る基準信号の周波数を変化させることができるように設
けた第2フェイズロックループを示す。この第2フェイ
ズロックループPLL2は電圧制御発振器LO4と、可
変分周器11と、位相比較器12と、低域通過フィルタ
13とによって構成される。基準発振器8から出力され
る周波数基準信号を可変分周器14を通じて位相比較器
12に与え、電圧制御発振器LO4の発振周波数fLO
4をfLO4=Q・fREFに制御する。(Qは可変分
周器11の分周数、fREFは可変分周器14から位相
比較器12に与えられる基準信号の周波数)fREFを
fREF=1MHz、Q=10とすれば電圧制御発振器
LO4の発振周波数fLO4はfLO4=10MHzで
発振する。
FIG. 1 shows an embodiment of a spectrum analyzer according to the present invention. Parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. That is, the PLL 1 indicates a first phase-locked loop for setting the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 to the center frequency of the frequency sweep bandwidth with the accuracy of the oscillation frequency of the reference oscillator 8. PLL2 denotes a second phase lock loop provided so that the frequency of the reference signal given from the reference oscillator 8 to the first phase lock loop PLL1 can be changed. The second phase lock loop PLL2 includes a voltage controlled oscillator LO4, a variable frequency divider 11, a phase comparator 12, and a low-pass filter 13. The frequency reference signal output from the reference oscillator 8 is supplied to the phase comparator 12 through the variable frequency divider 14, and the oscillation frequency fLO
4 is controlled to fLO4 = Q · fREF. (Q is the frequency division number of the variable frequency divider 11, fREF is the frequency of the reference signal given to the phase comparator 12 from the variable frequency divider 14) If fREF is fREF = 1 MHz, and Q = 10, the voltage control oscillator LO4 The oscillation frequency fLO4 oscillates at fLO4 = 10 MHz.

【0017】第1局部発振器LO1の発振周波数が例え
ば5GHz、可変分周器3の分周比1/Nが1/N=1
/500とすれば位相比較器4には可変分周器3及び第
2フェイズロックループPLL2から与えられる信号の
周波数は共に10MHzとなる。第1フェイズロックル
ープPLL1において、位相比較器4の両方の入力端子
に供給される信号の周波数が10MHzの状態で第1局
部発振器LO1は5GHzを発振し、この発振周波数が
周波数掃引帯域幅の中心周波数となる。
The oscillation frequency of the first local oscillator LO1 is, for example, 5 GHz, and the frequency division ratio 1 / N of the variable frequency divider 3 is 1 / N = 1.
If it is set to / 500, the frequency of the signal given to the phase comparator 4 from the variable frequency divider 3 and the second phase lock loop PLL2 is 10 MHz. In the first phase lock loop PLL1, the first local oscillator LO1 oscillates at 5 GHz with the frequency of the signal supplied to both input terminals of the phase comparator 4 being 10 MHz, and this oscillation frequency is at the center of the frequency sweep bandwidth. Frequency.

【0018】第1局部発振器LO1の発振周波数を周波
数掃引帯域幅の中心周波数に設定する場合、スイッチS
Wは接点SL及びFAの何れにも接触しない状態に制御
する。またランプ電圧発生器2は0ボルト(ランプ電圧
の中心電圧)を出力させる。この状態でサンプルホール
ド回路6をサンプリングモードで動作させることによ
り、第1局部発振器LO1はフェイズロックループPL
L1の制御によって周波数掃引帯域幅の中心周波数とな
る。この例では5GHzの周波数で発振する。またサン
プルホールド回路6には第1局部発振器LO1に5GH
zを発振させる電圧が蓄積される。
When the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 is set to the center frequency of the frequency sweep bandwidth, the switch S
W controls so as not to contact any of the contacts SL and FA. The lamp voltage generator 2 outputs 0 volt (the center voltage of the lamp voltage). By operating the sample and hold circuit 6 in the sampling mode in this state, the first local oscillator LO1 is connected to the phase lock loop PL.
The center frequency of the frequency sweep bandwidth is obtained by the control of L1. In this example, it oscillates at a frequency of 5 GHz. The sample-and-hold circuit 6 has a first local oscillator LO1 of 5 GHz.
A voltage for oscillating z is accumulated.

【0019】この状態でサンプルホールド回路6をホー
ルドモードに切替え、第1局部発振器LO1をサンプル
ホールド回路6に記憶したホールド電圧に従って自走発
振状態にする。高速周波数掃引させる場合はスイッチS
Wを接点FA側に切替える。スイッチSWを接点FA側
に切替えた場合は単に第1アナログ加算回路7にはホー
ルド電圧HVとランプ電圧VLとが与えられる。ランプ
電圧VLはマイナス電圧から始まるランプ電圧を発生
し、ランプ電圧VLが0ボルトを通過するとき第1局部
発振器LO1の発振周波数は周波数掃引帯域幅の中心周
波数、この例では5GHzを通過する。
In this state, the sample-and-hold circuit 6 is switched to the hold mode, and the first local oscillator LO1 is set to the free-running oscillation state according to the hold voltage stored in the sample-and-hold circuit 6. Switch S for fast frequency sweep
W is switched to the contact FA side. When the switch SW is switched to the contact FA side, the hold voltage HV and the ramp voltage VL are simply supplied to the first analog addition circuit 7. The ramp voltage VL generates a ramp voltage starting from a negative voltage, and when the ramp voltage VL passes 0 volts, the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 passes the center frequency of the frequency sweep bandwidth, in this example, 5 GHz.

【0020】第1局部発振器LO1の発振周波数が周波
数掃引帯域幅の最高周波数に達すると、スイッチSWは
再び中央の位置に切替られ、サンプルホールド回路6は
サンプリングモードに切替られ、フェイズロックループ
PLL1は再び閉ループを構成し、サンプルホールド回
路6は第1局部発振器LO1の発振周波数を5GHzに
制御する電圧を再度取り込む。この繰返しで高速周波数
掃引が実行される。
When the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 reaches the highest frequency of the frequency sweep bandwidth, the switch SW is switched to the center again, the sample and hold circuit 6 is switched to the sampling mode, and the phase lock loop PLL1 is switched to the sampling mode. A closed loop is formed again, and the sample hold circuit 6 takes in a voltage for controlling the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 to 5 GHz again. High-speed frequency sweep is performed by repeating this.

【0021】尚、スイッチSWの切替は特に図示しない
制御回路によって自動的に切替制御される。つまり、ス
イッチSWを切替制御する制御回路に高速掃引モードと
低速掃引モードの設定手段が設けられ、この設定モード
に従ってスイッチSWの切替制御が実行される。低速掃
引モードに設定した場合は第1局部発振器LO1の発振
周波数が周波数掃引帯域幅の中心周波数(5GHz)に
合致した状態でスイッチSWは接点SL側に切替られ
る。スイッチSWが接点SL側に切替られると、第1局
部発振器LO1には周波数−電圧変換器17と第2アナ
ログ加算器18と、積分器20とによって構成される周
波数制御ループが接続される。
The switching of the switch SW is automatically controlled by a control circuit (not shown). That is, the control circuit for switching and controlling the switch SW is provided with setting means for the high-speed sweep mode and the low-speed sweep mode, and the switching control of the switch SW is executed in accordance with the setting mode. When the low-speed sweep mode is set, the switch SW is switched to the contact SL in a state where the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 matches the center frequency (5 GHz) of the frequency sweep bandwidth. When the switch SW is switched to the contact SL side, a frequency control loop including a frequency-voltage converter 17, a second analog adder 18, and an integrator 20 is connected to the first local oscillator LO1.

【0022】周波数−電圧変換器17は例えば第1局部
発振器LO1の発振周波数を持つ信号の波形を矩形波に
波形整形する例えば飽和増幅器17Aと、この飽和増幅
器17Aで矩形波に変換された信号の立上りのタイミン
グで一定のパルス幅を持つパルスを出力するワンショッ
トマルチバイブレータ17Bと、このワンショットマル
チバイブレータ17Bから出力されるパルスを積分する
積分器17Cとによって構成することができる。
The frequency-to-voltage converter 17 is, for example, a saturating amplifier 17A for shaping the waveform of a signal having the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 into a rectangular wave, and the signal of the signal converted into a rectangular wave by the saturating amplifier 17A. It can be constituted by a one-shot multivibrator 17B that outputs a pulse having a constant pulse width at the rising timing, and an integrator 17C that integrates the pulse output from the one-shot multivibrator 17B.

【0023】この周波数−電圧変換器17に与える信号
としてはこの例では周波数変換手段によって第1局部発
振器LO1の発振信号を周波数変換手段によって低い周
波数に変換して与える構成とした場合を示す。周波数変
換手段としては図1の例では周波数混合器15と、この
周波数混合器15の出力側に発生する差の周波数の信号
を取り出す低域通過フィルタ16とによって構成した場
合を示す。
In this example, the signal supplied to the frequency-to-voltage converter 17 is such that the frequency conversion means converts the oscillation signal of the first local oscillator LO1 to a low frequency by the frequency conversion means and provides the signal. In the example shown in FIG. 1, the frequency conversion means includes a frequency mixer 15 and a low-pass filter 16 for extracting a signal having a difference frequency generated on the output side of the frequency mixer 15.

【0024】低速掃引モードの場合もスイッチSWを中
立位置に切替えフェイズロックループPLL1の制御下
において第1局部発振器LO1が5GHzを発振する状
態に制御されている状態でランプ電圧発生器2は0ボル
トを出力する状態に制御される。積分器20にはオフセ
ット電圧VOSEを与える電圧源19を接続する。これ
と共に第2フェイズロックループPLL2はスイッチS
Wを接点SLに転換すると可変分周器11又は14の何
れか一方を制御して、電圧制御発振器LO4の発振周波
数を変位させる。
Also in the low-speed sweep mode, the switch SW is switched to the neutral position and the lamp voltage generator 2 operates at 0 volt under the control of the phase lock loop PLL1 so that the first local oscillator LO1 is controlled to oscillate at 5 GHz. Is output. The integrator 20 is connected to a voltage source 19 for providing an offset voltage VOSE. At the same time, the second phase lock loop PLL2 switches the switch S
When W is converted to the contact SL, one of the variable frequency dividers 11 and 14 is controlled to change the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator LO4.

【0025】その周波数変位量は第2アナログ加算器1
8から出力される偏差電圧が基準電圧源19が出力する
オフセット電圧VOSEと等しくなる変位量とする。ラ
ンプ電圧VLと周波数−電圧変換器17が出力する周波
数−電圧変換出力電圧VFとの関係を図2Aに示す。図
示するように周波数−電圧変換出力電圧VFはランプ電
圧VLの変化に対して負極方向にオフセット電圧VOS
Eと同じ電圧分だけ変位して出力される。従ってランプ
電圧VLと周波数−電圧変換出力電圧VFとをアナログ
加算すると、第2アナログ加算器18の加算出力は図2
Bに示すように一定の負極性の電圧VSとなる。この負
極性の電圧VSを積分器20に与えることにより、積分
器20は電圧VSとオフセット電圧VOSEとの偏差を
積分し、図2Cに示す積分電圧VOを出力する。この積
分電圧VOはランプ電圧VLが0ボルトを通過するとき
この積分電圧VOも0ボルトを通過し、このとき第1局
部発振器LO1にはサンプルホールド回路6からホール
ド電圧HVが与えられる。よって第1局部発振器LO1
は周波数掃引帯域幅の中央の周波数fSを発振し、ラン
プ電圧VLが最小値から最大値に変化するとき、第1局
部発振器LO1の発振周波数はfMINからfMAXま
で周波数掃引される。
The frequency displacement is calculated by the second analog adder 1
8 is a displacement amount at which the deviation voltage output from the reference voltage source 8 becomes equal to the offset voltage VOSE output from the reference voltage source 19. FIG. 2A shows the relationship between the lamp voltage VL and the frequency-voltage conversion output voltage VF output from the frequency-voltage converter 17. As shown in the figure, the frequency-voltage conversion output voltage VF has an offset voltage VOS in the negative direction with respect to a change in the lamp voltage VL.
The output is displaced by the same voltage as E. Therefore, when the ramp voltage VL and the frequency-voltage conversion output voltage VF are added in an analog manner, the added output of the second analog adder 18 becomes as shown in FIG.
As shown in B, the voltage has a constant negative voltage VS. By applying this negative voltage VS to the integrator 20, the integrator 20 integrates the deviation between the voltage VS and the offset voltage VOSE, and outputs an integrated voltage VO shown in FIG. 2C. When the ramp voltage VL passes through 0 volts, the integrated voltage VO also passes through 0 volts. At this time, the first local oscillator LO1 is supplied with the hold voltage HV from the sample and hold circuit 6. Therefore, the first local oscillator LO1
Oscillates at the center frequency fS of the frequency sweep bandwidth, and when the ramp voltage VL changes from the minimum value to the maximum value, the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 is swept from fMIN to fMAX.

【0026】ここで、サンプルホールド回路6に記憶さ
れているホールド電圧HVがドリフトすると、そのドリ
フトによって第1局部発振器LO1の発振周波数が変動
を始める。この周波数の変動は周波数−電圧変換器17
の出力側に電圧の変化として発生する。サンプルホール
ド回路6のホールド電圧HVは一般に低下する方向にド
リフトする。従って第1局部発振器LO1の発振周波数
は正規の周波数より低い周波数になる方向に変動する。
周波数が低い方に変動した場合には周波数−電圧変換器
17の変換出力電圧VFは負極方向に変動し、この結
果、積分器20に入力される偏差電圧も負方向に増加す
る方向に変化するから、積分器20から出力される積分
電圧VOは正方向に増加する方向に変化し、この正方向
に変化する修正電圧ΔVによってホールド電圧HVのド
リフト分が修正される。従って第1局部発振器LO1の
掃引周波数は正しい周波数を維持して周波数掃引され
る。
Here, when the hold voltage HV stored in the sample hold circuit 6 drifts, the drift causes the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 to change. This frequency change is caused by the frequency-voltage converter 17
This occurs as a voltage change at the output side of the. The hold voltage HV of the sample and hold circuit 6 generally drifts in a decreasing direction. Therefore, the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 fluctuates in a direction to become lower than the normal frequency.
When the frequency fluctuates in the lower direction, the converted output voltage VF of the frequency-voltage converter 17 fluctuates in the negative direction, and as a result, the deviation voltage input to the integrator 20 also changes in the negative direction. Therefore, the integrated voltage VO output from the integrator 20 changes in the direction of increasing in the positive direction, and the drift of the hold voltage HV is corrected by the correction voltage ΔV that changes in the positive direction. Therefore, the sweep frequency of the first local oscillator LO1 is swept while maintaining the correct frequency.

【0027】図3はこの発明の変形実施例を示す。この
実施例では周波数−電圧発生器17の前段側に分周器2
1を設け、低域通過フィルタ16から出力される信号の
周波数を分周し、周波数−電圧変換器17に入力される
信号の周波数を低い周波数に変換するように構成した場
合を示す。このように周波数−電圧変換器17に入力す
る信号の周波数を低い周波数に変換することにより、周
波数−電圧変換器17を構成する回路素子は特に高速性
を要求されないから安価な回路素子で構成することがで
きる利点が得られる。
FIG. 3 shows a modified embodiment of the present invention. In this embodiment, the frequency divider 2 is provided before the frequency-voltage generator 17.
1 is provided to divide the frequency of the signal output from the low-pass filter 16 and convert the frequency of the signal input to the frequency-voltage converter 17 to a lower frequency. By converting the frequency of the signal input to the frequency-to-voltage converter 17 to a low frequency in this way, the circuit elements that make up the frequency-to-voltage converter 17 are not particularly required to operate at high speed, and therefore are configured with inexpensive circuit elements. The benefits can be obtained.

【0028】図4はこの出願の第2発明の実施例を示
す。この実施例ではフェイズロックループを用いること
なく、第1局部発振器LO1の発振周波数を周波数掃引
帯域幅の中心周波数に設定するように構成した場合を示
す。つまり、この実施例では第1局部発振器LO1の発
振周波数の制御ループとして第1局部発振器LO1の発
振周波数を分周する分周器22と、周波数−電圧変換器
17と、第2アナログ加算器18と、積分器20とによ
って構成した場合を示す。積分器20には基準電圧源1
9を接続する。
FIG. 4 shows an embodiment of the second invention of this application. This embodiment shows a case where the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 is set to the center frequency of the frequency sweep bandwidth without using the phase lock loop. That is, in this embodiment, as a control loop of the oscillation frequency of the first local oscillator LO1, the frequency divider 22 for dividing the oscillation frequency of the first local oscillator LO1, the frequency-voltage converter 17, and the second analog adder 18 And the integrator 20. The integrator 20 has a reference voltage source 1
9 is connected.

【0029】第1局部発振器LO1の発振周波数を周波
数掃引帯域幅の中心周波数に設定するにはランプ電圧発
生器2から出力する電圧を0ボルトに設定し、このと
き、基準電圧源19の電圧と周波数−電圧変換器17か
ら与えられる電圧VFとによって第1局部発振器LO1
の発振周波数を周波数掃引帯域幅の中心周波数に設定す
る。
In order to set the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 to the center frequency of the frequency sweep bandwidth, the voltage output from the ramp voltage generator 2 is set to 0 volt. The first local oscillator LO1 depends on the voltage VF supplied from the frequency-to-voltage converter 17.
Is set to the center frequency of the frequency sweep bandwidth.

【0030】この設定の後にランプ電圧VLを発生させ
第1局部発振器LO1の発振周波数を周波数掃引させ
る。尚、図4に示した回路23は周波数掃引帯域幅を設
定するためのスパン調整回路を示す。また24は、ラン
プ電圧の極性を反転させる為のインバータ回路を示す。
この実施例の場合も、周波数−電圧変換器17の変換出
力電圧とランプ電圧VLとの偏差が常に基準電圧源19
のオフセット電圧VOSEに等しくなるように制御ルー
プが動作するから第1局部発振器LO1の発振周波数は
ランプ電圧VLに追従し、ドリフトの影響を受けること
はない。
After this setting, a ramp voltage VL is generated to sweep the oscillation frequency of the first local oscillator LO1. The circuit 23 shown in FIG. 4 is a span adjustment circuit for setting the frequency sweep bandwidth. Reference numeral 24 denotes an inverter circuit for inverting the polarity of the lamp voltage.
Also in this embodiment, the deviation between the converted output voltage of the frequency-to-voltage converter 17 and the lamp voltage VL is always the reference voltage source 19.
The control loop operates so as to be equal to the offset voltage VOSE, so that the oscillation frequency of the first local oscillator LO1 follows the ramp voltage VL and is not affected by the drift.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
周波数掃引時は周波数−電圧変換器17と、第2アナロ
グ加算器18と積分器20とによって構成した制御ルー
プを付加したから、この制御ループによってサンプルホ
ールド回路6のホールド電圧のドリフトは除去され第1
局部発振器LO1の発振周波数のドリフトを抑制するこ
とができる。また、第1局部発振周波数の掃引周波数は
ランプ電圧発生器2のランプ電圧の変化に忠実に追従し
て変化するから表示器に表示される周波数スペクトルの
周波数表示位置の確度を向上させることができる利点も
得られる。よってこの発明によれば測定結果の信頼性が
高いスペクトラムアナライザを提供することができる。
As described above, according to the present invention, a control loop constituted by the frequency-voltage converter 17, the second analog adder 18 and the integrator 20 is added at the time of frequency sweep. The drift of the hold voltage of the sample and hold circuit 6 is removed by the control loop,
The drift of the oscillation frequency of the local oscillator LO1 can be suppressed. Further, since the sweep frequency of the first local oscillation frequency changes faithfully following the change of the lamp voltage of the lamp voltage generator 2, the accuracy of the frequency display position of the frequency spectrum displayed on the display can be improved. Benefits are also obtained. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a spectrum analyzer having high reliability of measurement results.

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

【図1】この発明の一実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】この発明の動作を説明するための波形図。FIG. 2 is a waveform chart for explaining the operation of the present invention.

【図3】図1の変形実施例を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a modified embodiment of FIG. 1;

【図4】この出願の第2発明の実施例を示すブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the second invention of this application.

【図5】スペクトラムアナライザの概略を説明するため
のブロック図。
FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a spectrum analyzer.

【図6】従来の技術を説明するためのブロック図。FIG. 6 is a block diagram for explaining a conventional technique.

【図7】図6の動作を説明するためのグラフ。FIG. 7 is a graph for explaining the operation of FIG. 6;

【図8】従来の技術の不都合を説明するためのグラフ。FIG. 8 is a graph for explaining inconvenience of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PLL1,PLL2 フェイズロックループ LO1 第1局部発振器 2 ランプ電圧発生器 3 可変分周器 4 位相比較器 5 低域通過フィルタ 6 サンプルホールド回路 7 第1アナログ加算器 8 基準発振器 15 周波数混合器 16 低域通過フィルタ 17 周波数−電圧変換器 18 第2アナログ加算器 19 基準電圧源 20 積分器 PLL1, PLL2 Phase lock loop LO1 First local oscillator 2 Ramp voltage generator 3 Variable frequency divider 4 Phase comparator 5 Low-pass filter 6 Sample hold circuit 7 First analog adder 8 Reference oscillator 15 Frequency mixer 16 Low band Pass filter 17 Frequency-voltage converter 18 Second analog adder 19 Reference voltage source 20 Integrator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1局部発振器が出力する周波数掃引信
号によって被測定信号の周波数成分を周波数分析し、周
波数掃引動作の開始毎にその発振周波数をフェイズロッ
クループによって周波数掃引帯域幅の中心周波数に設定
され、その設定状態を上記フェイズロックループに挿入
したサンプルホールド回路にホールド電圧として記憶さ
せ、このホールド電圧を第1アナログ加算器においてラ
ンプ電圧と加算し、このアナログ加算電圧を上記第1局
部発振器の電圧制御端子に与えて第1局部発振器の発振
周波数を周波数掃引させる構成としたスペクトラムアナ
ライザにおいて、 上記第1局部発振器が周波数掃引動作する状態におい
て、上記第1局部発振器の発振周波数の変化を電圧変化
に変換する周波数−電圧変換器と、この周波数−電圧変
換器が出力する電圧信号と上記ランプ電圧との偏差電圧
を求める第2アナログ加算器と、この第2アナログ加算
器が出力する偏差電圧が常に一定の基準電圧と等しくな
る状態に平衡させるランプ電圧を上記第1アナログ加算
器に印加する積分器とによって構成した周波数制御ルー
プを付加したことを特徴とするスペクトラムアナライ
ザ。
A frequency analysis of a frequency component of a signal under test is performed by a frequency sweep signal output from a first local oscillator, and the oscillation frequency is set to a center frequency of a frequency sweep bandwidth by a phase lock loop every time a frequency sweep operation is started. The set state is stored in a sample and hold circuit inserted in the phase lock loop as a hold voltage, and the hold voltage is added to a ramp voltage in a first analog adder, and the analog added voltage is added to the first local oscillator. A voltage control terminal for sweeping the oscillation frequency of the first local oscillator in frequency. In a state where the first local oscillator performs a frequency sweep operation, a change in the oscillation frequency of the first local oscillator is measured by a voltage. A frequency-voltage converter for converting to change, and this frequency-voltage converter A second analog adder for obtaining a deviation voltage between the voltage signal output by the second analog adder and the lamp voltage; A spectrum analyzer characterized by adding a frequency control loop constituted by an integrator applied to a first analog adder.
【請求項2】 第1局部発振器が出力する周波数掃引信
号によって被測定信号の周波数成分を周波数分析し、周
波数掃引動作の開始毎に、その発振周波数を周波数掃引
帯域幅の中心周波数に設定する基準電圧源と、上記第1
局部発振器の発振周波数の変化を電圧変化に変換する周
波数−電圧変換器と、この周波数−電圧変換器が出力す
る電圧信号とランプ電圧発生器が出力するランプ電圧の
偏差を求めるアナログ加算器と、このアナログ加算器が
出力する偏差電圧が常時上記基準電圧源の電圧と等しく
なる状態に上記第1局部発振器の発振周波数を制御する
積分器とによって構成した周波数制御ループを設けたこ
とを特徴とするスペクトラムアナライザ。
2. A reference for frequency-analyzing a frequency component of a signal under measurement by a frequency sweep signal output from a first local oscillator, and setting the oscillation frequency to a center frequency of a frequency sweep bandwidth every time a frequency sweep operation is started. A voltage source;
A frequency-voltage converter for converting a change in the oscillation frequency of the local oscillator into a voltage change, an analog adder for calculating a deviation between a voltage signal output from the frequency-voltage converter and a lamp voltage output from the lamp voltage generator, A frequency control loop comprising an integrator for controlling the oscillation frequency of the first local oscillator is provided so that the deviation voltage output from the analog adder is always equal to the voltage of the reference voltage source. Spectrum analyzer.
JP33405496A 1996-12-13 1996-12-13 Spectrum analyzer Withdrawn JPH10170568A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2981805A1 (en) * 2013-04-03 2016-02-10 Micro Motion, Inc. Vibratory sensor and method

Cited By (4)

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JP2016514838A (en) * 2013-04-03 2016-05-23 マイクロ モーション インコーポレイテッド Vibration sensor and method
US10184870B2 (en) 2013-04-03 2019-01-22 Micro Motion, Inc. Vibratory sensor and method
EP2981805B1 (en) * 2013-04-03 2021-10-20 Micro Motion, Inc. Vibratory sensor and method

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