JPH11153631A - 周波数測定回路 - Google Patents

周波数測定回路

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JPH11153631A
JPH11153631A JP9321135A JP32113597A JPH11153631A JP H11153631 A JPH11153631 A JP H11153631A JP 9321135 A JP9321135 A JP 9321135A JP 32113597 A JP32113597 A JP 32113597A JP H11153631 A JPH11153631 A JP H11153631A
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Japan
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frequency
signal
output
band
analyzer
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JP9321135A
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Inventor
Nobuo Terasawa
信夫 寺澤
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い周波数帯域において信号1波の周波数
を、小型な回路で瞬時、かつ高精度に測定することが可
能な周波数測定回路を提供する。 【解決手段】 入力信号の周波数を測定する周波数測定
回路において、入力端子1から入力した入力信号の周波
数を含む周波数帯域を分割して分析する、カスケード接
続されている少なくとも1以上の周波数分析器51、5
2、・・・、53、・・・、54を有し、これらの周波
数分析器の分析結果に基づいて入力信号の周波数を測定
する。また、周波数分析器は、BPF10、11、・・
・、12、及び検出器13、14、・・・、15を具備
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は周波数測定回路に関
し、特に入力する高周波数の信号1波の周波数を高速か
つ高精度で測定する周波数測定回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の周波数測定方法や、周波数測定回
路としての計測器には、一定期間ゲートを開いて波数を
計測する計数法、既知の周波数の信号と未知周波数の信
号を計測者の聴覚でビート音を聞くことによって比較す
るヘテロダイン法、コイルとコンデンサにより共振回路
を形成し同調するLC同調形周波数計及びバタフライ形
周波数計、または共振器として同軸または空洞共振器を
用いて、空洞の長さを人間が変えることにより共振周波
数を変えて測定する同軸周波数計、及び空洞周波数計が
ある。これらの計測器は、例えば、守山喜代松著「改訂
高周波計測」(以下、文献1と呼ぶ。)(近代科学
社)などに記載されている。
【0003】また、特開昭61−102564号公報に
開示された「電波監視受信機」のように、広い周波数範
囲に亘り、ランダムに発生する実空界の電波を局部発振
器の周波数を受信周波数範囲全域又は部分的に掃引する
ことにより瞬時に受信し、受信した信号の周波数・占有
帯域幅・変調形式を含む電波形式を測定し、その結果を
表示する電波監視受信機で、受信信号を複数のフィルタ
にて周波数分割して記憶回路で一時記憶し、記憶回路か
らの読み出しを任意に変更するようにしてなるものも知
られている。
【0004】この、電波監視受信機において、測定精度
は使用するフィルタに依存し、広帯域周波数の信号を複
数測定可能である。この電波監視受信器について、以下
に図7を参照して説明する。
【0005】図7に電波監視受信機の構成のブロック図
を示す。受信アンテナ301に誘起された受信信号は、
高周波増幅器302により所定の増幅を受け、次の混合
器303で、周波数設定信号に基づく掃引周波数シンセ
サイザ304からの掃引局部発振信号と混合され、IF
増幅器305に入力される。この掃引局部発振信号はス
テップ的に掃引される。このステップ数はIF増幅器3
05の後に接続されるフィルタ回路310により決定さ
れる。
【0006】このフィルタ回路310は中心周波数を、
必要とする周波数測定精度の周波数だけ順次シフトし並
列に構成されている。
【0007】例えば、このフィルタの数をN個、フィル
タの帯域幅をBIFとすると、掃引周波数シンセサイザの
ステップ数nは、
【0008】
【数1】
【0009】となる。したがって周波数シンセサイザは
n個のステップ的に周波数を順次切り換えることによ
り、全周波数帯域を受信することができる。
【0010】一方、IF増幅器305の周波数帯域はフ
ィルタ回路310の全フィルタの帯域幅の合計と同等と
なっているため、周波数シンセサイザN個分の受信信号
を同時に受信する。この受信信号はフィルタ回路310
でそれぞれのチャンネルで検波され、次に、マーカ、及
び掃引帯域切換が入力する記憶回路311に記憶され
る。
【0011】この特開昭61−102564号公報に開
示された「電波監視受信機」の実施例では、全受信信号
を最小分解能単位で記憶するとメモリ容量が膨大になる
ため、全帯域監視用メモリと精密測定用メモリとの2種
類のメモリから構成され、全帯域監視用メモリには受信
信号の有無が識別できるまで分解能を落とし、メモリ容
量を増大させない方式をとっている。また精密測定用メ
モリには上記ステップ掃引で1ステップの周波数範囲を
最小分解能単位で記憶される。
【0012】また表示器309は一般に広い周波数範囲
を最小分解能で表示した場合、受信信号を精密に測定で
きないため、掃引帯域幅を受信信号の精密測定ができる
まで序々に狭くしている。この「電波監視受信機」の実
施例では精密測定用メモリの読み出し範囲を変えること
により、表示帯域幅を切り換えている。また、全てデジ
タル的に処理出来るので測定周波数の精度はフィルタ回
路310の1個のフィルタの精度まで簡単な回路で実現
できる。
【0013】また電波監視受信機の全帯域の掃引時間は
次式で表される。
【0014】
【数2】
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の周波数測
定方法及び計測器においては、受信信号の周波数を適切
に測定することは可能であるが、いずれもその測定に多
大な時間を必要とし、信号を高速(1ミリ秒以下)にか
つ安価に測定することができなかった。
【0016】その理由は、文献1では計数法はゲート時
間を要し、十分な有効桁と十分な精度を得るためには時
間がかかるからである。
【0017】また、特開昭61−102564号公報に
開示された「電波監視受信機」では、測定波の出現時間
が掃引時間以下の場合、測定することができない。例え
ば、式(1)及び式(2)において、K=0.6と仮定
し、BW =1000MHz、BIF=△f=10kHz、
N=100としたとき、掃引時間は60ミリ秒かかる。
分解能を変えずに目標の1ミリ秒を達成するには、フィ
ルタ数Nを6000個にすればよいが装置規模が極端に
大きくかつ高価になる。
【0018】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、広い周波数帯域において信号1波の周波数を、小型
な回路で瞬時、かつ高精度に測定することが可能な周波
数測定回路を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
入力信号の周波数を測定する周波数測定回路において、
前記入力信号の周波数を含む周波数帯域を分割して分析
する、カスケード接続されている少なくとも1以上の周
波数分析器を有し、前記周波数分析器の分析結果に基づ
いて前記入力信号の周波数を測定することを特徴とす
る。
【0020】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記少なくとも1以上の周波数分析器のう
ちの少なくとも1以上の周波数分析器が、前記入力信号
の周波数を含み、スタート周波数fsからエンド周波数
feまでの帯域の周波数帯域を、nを2以上の任意の整
数として、n個の周波数帯域部分に分割するための、n
個のろ波手段を有することを特徴とする。
【0021】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、前記ろ波手段が、バンドパスフィルタであ
ることを特徴とする。
【0022】請求項4記載の発明は、請求項2又は3に
記載の発明において、前記ろ波手段のそれぞれの出口
に、前記ろ波手段から出力されたそれぞれの周波数帯域
部分に、前記入力信号が含まれているか否かを検出する
ための検出器が接続されていることを特徴とする。
【0023】請求項5記載の発明は、請求項4記載の発
明において、前記検出器が、前記ろ波手段から出力され
た信号の電圧がしきい値電圧より大きいか否かを判定す
るコンパレータ及びピークホールド回路のうちの少なく
ともいずれか一方を含む回路により構成されていること
を特徴とする。
【0024】請求項6記載の発明は、請求項4又は5に
記載の発明において、前記カスケード接続されている周
波数分析器において、入力信号が入力する順序に、第1
段の周波数分析器、第2段の周波数分析器、・・・、最
終段の周波数分析器とし、前記第1段の周波数分析器か
ら、前記最終段の1つ前の段の周波数分析器までの周波
数分析器のそれぞれが、前記検出器から出力された周波
数帯域部分のそれぞれを、同一の周波数帯域に変換する
ための周波数変換手段を有することを特徴とする。
【0025】請求項7記載の発明は、請求項6記載の発
明において、前記周波数変換手段が、次段の周波数分析
器のスタート周波数をf3Lとし、前記検出器から出力
された周波数帯域部分のスタート周波数をf1Lとした
場合に、f3L−f1Lにより表される周波数の信号を
出力する発振器と、該発振器から出力された周波数の信
号と前記検出器から出力された信号とを合成するための
ミキサとを有するそれぞれの検出器に対応した周波数変
換部と、前記周波数変換部のそれぞれから出力された信
号を合成するための合成器とを有することを特徴とす
る。
【0026】請求項8記載の発明は、請求項1から7の
いずれかに記載の発明において、前記周波数分析器から
出力された分析結果の収集及び計算を実行するための検
出結果収集計算部を有することを特徴とする。
【0027】請求項9記載の発明は、請求項8記載の発
明において、前記検出結果収集計算部から出力された信
号を記憶するための第1のメモリを有することを特徴と
する。
【0028】請求項10記載の発明は、請求項9記載の
発明において、前記第1のメモリから出力された信号を
表示するための表示部を有することを特徴とする。
【0029】請求項11記載の発明は、請求項1から1
0のいずれかに記載の発明において、前記入力信号が、
周波数ホッピング信号発生器から出力された信号であ
り、前記周波数分析器のそれぞれから出力された信号を
取り込むバッファと、前記周波数ホッピング信号のオフ
セット周波数と同じオフセット周波数の信号を出力する
入力器と、前記周波数ホッピング信号発生器から出力さ
れる信号の、帯域、及び周波数間隔を計算して出力する
計算器と、前記入力器から出力されたオフセット周波数
と、前記計算器から出力された帯域、及び周波数間隔と
を、前記バッファから出力された周波数分析器のそれぞ
れから出力された信号に基づくオフセット周波数、帯
域、及び周波数間隔と比較する比較器とを有することを
特徴とする。
【0030】請求項12記載の発明は、請求項11記載
の発明において、前記比較器からの出力を記憶するため
の第2のメモリを有することを特徴とする。
【0031】請求項13記載の発明は、請求項12記載
の発明において、前記第2のメモリに記憶された情報を
参照するための参照器を有することを特徴とする。
【0032】次に、課題を解決するための手段につい
て、以下に図4を参照してさらに詳細に説明する。図4
に示されるように、スタート周波数fsからエンド周波
数feまでの広い周波数帯域内に信号Sがある場合を考
える。
【0033】この周波数帯域(以下、単に帯域とも言
う。)を、周波数帯域部分A1とB1とで2分割した場
合、図4に示されるように、信号Sは周数帯域部分A1
に存在し(1と表示)、周波数帯域部分B1にはない
(0と表示)。
【0034】次にA1を2分割したとき、信号SはA2
に存在する。さらにA2を2分割したとき、信号SはA
3に存在する。以下同様に周波数帯域を、2つの周波数
帯域部分に分割する動作を繰り返すことにより、周波数
を精密に調べることが可能である。
【0035】そして、それぞれの段階においてAi、B
iどちらのエリアに信号が存在するかを集計することに
より、周波数を次式により求めることができる。例え
ば、測定周波数は、以下の式により決定される。
【0036】 測定周波数 f=fs+A1×U1+A2×U2+・・・+An×Un ・・・(3) ただし、Ui=0(Aiに信号が存在)、 又は、 Ui=1(Biに信号が存在)、 (iは1からnまでの整数) ここで、Ai,Biは帯域幅、fsは測定対象の帯域の
スタート周波数、feは測定対象の帯域のエンド周波数
である。
【0037】次に、上述の考え方で、入力信号の周波数
を測定するための、本発明に係る周波数測定回路の実現
手段の概要を述べる。但し、上述の説明では、各周波数
帯域を2つの周波数帯域部分に分割した例を説明した
が、本発明は周波数帯域を周波数帯域部分に分割する個
数として、2つに限定するものではなく、2以上の任意
の個数の周波数部分に分割することが可能である。
【0038】まず、ある周波数帯域を、周波数帯域部分
に分割するための分割手段としてはバンドパスフィルタ
を並べることにより実現することが可能である。
【0039】そして、このバンドパスフィルタの出力の
各々に、その周波数帯域部分に入力信号が存在している
か否かを検出する信号検出回路を接続することにより、
入力信号の有無を検出をする。検出結果の集計はメモリ
回路を有することにより実現する。
【0040】次に、課題を解決するための手段をさらに
説明するために、本発明に係る周波数測定回路の構成、
及び動作について、図1を参照して詳細に述べる。図1
に、本発明に係る周波数測定回路の一実施形態の構成の
ブロック図を示す。
【0041】まず、図1の(a)に示されるように、こ
の周波数測定回路は、入力信号が入力する入力端子1
と、帯域制限を行うバンドパスフィルタ(BPF)2
と、周波数変換手段3と、本発明の要旨となる周波数測
定器4とから構成されている。
【0042】周波数変換手段3は、ミキサ31と、発振
器32とを有し、ミキサ31からの出力信号は、周波数
測定器4に入力している。
【0043】周波数測定器4は、広い周波数範囲に存在
する信号1波の周波数を測定するため、M個(Mは1以
上の任意の整数で良い。)の周波数分析器51、52、
・・・、53、・・・、54を有する。
【0044】また、それぞれの周波数分析器51、5
2、・・・、53、・・・、54から出力された信号を
入力し、検出結果の収集/計算を行う検出結果収集計算
部6と、この検出結果収集計算部6から出力された情報
を記憶するためのメモリ7と、メモリ7に記憶された情
報を表示するための表示部8とを有する。
【0045】上記各周波数分析器51、52、・・・、
53、・・・、54は測定波の周波数の各桁数字を上位
桁から順に特定する役割をもつ。例えば、入力信号の周
波数が425MHzである場合には、第1段の周波数分
析器が“4”を、第2段の周波数分析器が“2”を、第
3段の周波数分析器が“5”を、特定する。もちろん周
波数分析器の段数をさらに増やし、入力信号の測定をさ
らに精密に行うことも任意に可能である。
【0046】従って最終桁を決定するM段目の周波数分
析器54は、最も狭い帯域を分析することになる。
【0047】次に、図1の(a)に示される周波数分析
器の1つである、I段目(0<I<Mの任意の整数。)
の周波数分析器について、図1の(b)を参照して説明
する。
【0048】図1の(b)に示されるように、I段目の
周波数分析器では、前段からの信号を分配する分配器9
が、入力した周波数帯域を、同一帯域幅の隣接した相異
なる周波数帯域の10個の周波数部分に分割するための
バンドパスフィルタ(以下、単にBPFとも言う。)1
0、11、・・・、12に分配する。ただし、ここで
は、BPFの個数は10個である場合を例に考える。ま
た、1段目の周波数分析器51のBPFの個数は入力周
波数範囲に応じて適当に決める。
【0049】さらに、10個のバンドパスフィルタ1
0、11、・・・、12の帯域幅の和と前段(I−1段
目)の周波数分析器が具備する1個のバンドパスフィル
タの帯域幅とが同等になるように構成する。つまり、1
0個のバンドパスフィルタ10、11、・・・、12の
帯域幅は、前段(I−1段目)の1個のバンドパスフィ
ルタの帯域幅の10分の1になる。
【0050】次に、それぞれのバンドパスフィルタ1
0、11、・・・、12の出口に検出器13、14、・
・・、15を接続する。
【0051】検出器13、14、・・・、15により、
BPF10、11、・・・、12のそれぞれから出力さ
れた信号を検出することで、対応するBPFの帯域内に
信号が存在するか否かを判断することができる。
【0052】また、図1の(b)に示されるような、I
<M段目(=最終段)の周波数分析器では、それぞれの
検出器13、14、・・・、15から出力された信号
は、周波数変換手段21、22、・・・、23に出力さ
れる。
【0053】周波数変換手段21、22、・・・、23
では、全ての周波数変換手段の出力が同一帯域に周波数
変換されるように各局部発振器としての発振器21b、
22b、・・・、23bの周波数を各々設定する。
【0054】そして、この各局部発振器としての発振器
21b、22b、・・・、23bからの出力周波数をそ
れぞれのミキサ21a、22a、・・・、23aによ
り、検出器13、14、・・・、15からの出力信号と
合成して、これら周波数変換手段21、22、・・・、
23からの出力を合成器25で合成することにより、次
段(I+1)の周波数分析器に出力する。ただし、I=
M(=最終段)の場合は、周波数変換手段は不要であ
る。
【0055】なお図1の(b)に示される周波数分析器
では、より一般的に記述するため、I段目の周波数分析
器が具備するBPFの個数はNiとしており、上述で
は、Ni=10の場合を説明したが、本発明は、BPF
の個数としてこのような個数に限定するものではなく、
その数は任意に変更することが可能である。
【0056】上記構成の、本発明に係る周波数測定回路
の作用について、以下に説明する。広い周波数範囲に存
在する信号1波は、BPFで帯域制限を受け、周波数変
換されIF周波数に変換され、初段の周波数分析器から
順に入力され、周波数の上位一桁目から下位桁までが順
次決定される。
【0057】各桁数字の決定は、対応する周波数帯域の
フィルタを信号が通過し、検出されることによる。
【0058】そして、入力信号は次に周波数変換手段に
より周波数変換される。この周波数変換は上述のよう
に、各出力が同一帯域に周波数変換されるものである。
こうすることによって、従来技術のように、(特に、特
開昭61−102564号公報に開示された「電波監視
受信機」のように)掃引をしなくてもよく、周波数測定
時間の短縮を図ることができる。
【0059】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る周波数測定回
路の第1の実施形態について、図面を参照して詳細に説
明する。
【0060】図1に、本発明に係る周波数測定回路の第
1の実施形態の構成のブロック図を示し、図1の(a)
に第1の実施形態に係る周波数測定回路の構成のブロッ
ク図を示し、図1の(b)に、図1に示される周波数分
析器の構成のブロック図を示す。
【0061】図1の(a)に示される周波数測定回路
は、上記課題を解決するための手段においても説明した
ように、入力信号が入力する入力端子1と、バンドパス
フィルタ2と、入力信号の周波数を適切な周波数に変換
するための周波数変換手段3と、入力信号の周波数を測
定するための周波数測定器4とを有する。
【0062】周波数変換手段3は、一般的に局部発振器
としての発振器32と、入力信号と発振器32からの信
号とを合成し、周波数測定器4の出力するミキサ31と
から構成されている。
【0063】周波数測定器4は、M段(Mは1以上の任
意の整数)の周波数分析器51、52、・・・、53、
・・・、54と、これら周波数分析器からの出力が入力
し、検出結果の収集/計算を行うなう検出結果収集計算
部6と、検出結果収集計算部6から出力された信号を記
憶するためのメモリ7と、メモリ7に記憶されている情
報を表示するための表示部8とから構成されている。
【0064】次に、図1の(a)に示される周波数測定
回路の動作について説明する。広い周波数範囲に存在す
る信号の1波は、入力端子1に入力され、バンドパスフ
ィルタ2にて、測定すべき帯域幅に帯域制限される。
【0065】その後、周波数測定器4内部の初段の周波
数分析器51に適応するような帯域の周波数に変換する
ために、周波数変換手段3に入力される。また、周波数
測定器4はM段の周波数分析器51、52、・・・、5
3、・・・、54で構成されている。
【0066】次に、図1の(a)に示される周波数分析
器の構成について、図1の(b)を参照して説明する。
図1の(b)に図1の(a)に示されるI段目(0<I
<M)の周波数分析器53の構成のブロック図を示す。
【0067】図1の(b)に示されるように、このI段
目の周波数分析器は、前段(I−1段目)から出力され
た信号を分配するための分配器9と、分配器9から出力
された信号が入力し、この信号の周波数帯域を、同等の
帯域幅で連続した周波数帯域の周波数帯域部分に分割す
るためのBPF10、11、・・・、12とを有する。
【0068】また、BPF10、11、・・・、12の
それぞれの出口には、検出器13、14、・・・、15
が接続されている。
【0069】また、検出器13、14、・・・、15か
らの出力は、図1の(a)に示される検出結果の収集/
計算を行うなう検出結果収集計算部6に出力されると共
に、それぞれの検出器に対応した周波数変換手段21、
22、・・・、23に入力する。
【0070】それぞれの周波数変換手段21、22、・
・・、23は、ミキサ21a、22a、・・・、23a
と、発振器21b、22b、・・・、23bとを有し、
ミキサ21a、22a、・・・、23aからの出力は、
それぞれ合成器25に出力され合成される。
【0071】合成器25は、合成した信号を次段(I+
1段目)の周波数分析器に出力する。
【0072】次に、図1の(b)に示されるI段目の周
波数分析器の動作について、以下に説明する。I段目の
周波数分析器に入力した信号は分配器9にてNi個のB
PF10、11、・・・、12のそれぞれに分配され
る。
【0073】それぞれのBPFを通過した信号は、検出
器13、14、・・・、15において、BPFに対応す
る帯域に入力信号が含まれているか否かが検出される。
【0074】この検出器13、14、・・・、15にお
ける検出結果は、図1の(b)にも示されるように、検
出結果の収集/計算を行うなう検出結果収集計算部6に
出力される。
【0075】そして、検出結果収集計算部6は、図1の
(a)に示される1〜M段までの各段の周波数分析器に
具備された検出器の検出結果から、所望の周波数分解能
にて入力信号の周波数を計算する。その後、この計算結
果は、メモリ7に出力され、表示部8にて表示される。
【0076】ここで、図1の(b)に示される周波数分
析器は、最終段以外の周波数分析器の構成を示している
が、最終段の周波数分析器の構成は、図1の(b)に示
される構成から、周波数変換手段21、22、・・・、
23と合成手段25とを削除した構成と同様である。
【0077】このように、最終段以外の周波数分析器
は、それぞれが具備する検出器に対応した周波数変換手
段21、22、・・・、23を有し、これら周波数変換
手段において、各検出器から出力された信号を、次段の
周波数分析器に適応した周波数帯域に変換し、これら変
換した信号を合成器25において合成した後、次段の周
波数分析器に出力する。
【0078】次に、図1に示される構成の本発明に係る
周波数測定回路の第1の実施形態の動作について、図2
を参照してさらに詳細に説明する。ただし、図2におい
ては、上述の図1の(a)に示される周波数分析器の段
数がn段の場合を想定し、かつ、周波数分析器において
周波数帯域を分割する個数として2つの場合を例に説明
することにする。
【0079】上述の周波数帯域を分割する個数が2つの
場合の、本発明に係る周波数測定回路の実施形態につい
て、図2に示す。図2に示されるように、周波数帯域を
2つに分割して、2つの周波数帯域部分とするため、第
1の周波数分析器41、第2の周波数分析器42から、
第nの周波数分析器43までにおける、ろ波手段(BP
F)の個数が2つであることが、特徴となっている。
【0080】また、ろ波手段が2つであることから、そ
れぞれのろ波手段の出口に接続されている検出器も2つ
ずつ具備されており、さらに、最終段の周波数分析器
(第nの周波数分析器)43以外の周波数分析器に具備
されている周波数変換手段も2つとなっている。
【0081】図2において、入力端子1に与えられた信
号は、帯域制御手段としのBPF2、周波数変換手段3
を通り、第1の周波数分析器41に入力される。
【0082】帯域制限手段としてのBPF2、及び周波
数変換手段3の構成については、図1の(a)に示され
る場合と同様なのでその説明を省略する。
【0083】ここで、図2に示される、101、10
2、103、104、105、106、107、10
8、及び109は、それぞれ信号の観測点を示し、これ
らの点における信号は、図3に示されている。図3に、
図2に示される各点の信号のスペクトラムを示す。以
下、この図3を参照しつつ、図2に示される周波数測定
回路の動作について説明する。
【0084】まず、第1の周波数分析器41へ入力する
信号の前提条件として、101の観測点における入力信
号のスペクトラム(121)が、帯域幅B0 内にただ1
つの信号122が存在することを条件とする。
【0085】次に、この入力信号を、分配器61によ
り、2つのろ波手段65a及び65bに分配し、2つの
周波数帯域部分に分割する。
【0086】つまり、入力信号を分配器61によりB1
=B0 /N1と同等な帯域幅を持つ、N1個の周波数帯
域部分に分割するろ波手段に出力する。ただし、上述の
ように、図2に示される場合においては、N1=2とな
っている。
【0087】2つのろ波手段65a、65bのそれぞれ
の通過域は、図3に示されるように、帯域123、及
び、帯域124となっている。
【0088】通過帯域123を有するろ波手段が、図2
に示されるろ波手段65aであり、通過帯域124を有
するろ波手段が、図2に示されるろ波手段65bである
ため、図2に示される観測点102の出力スペクトラム
は、図3の125ように示され、図2に示される観測点
103の出力スペクトラムは、図3の126ように示さ
れることとなる。
【0089】従って、図3に示される2つの出力スペク
トラム125、126により表される信号をそれぞれの
検出器69a、及び69bで、信号の有無を検出する
と、ろ波手段65aから出力された信号には、信号が無
く(図3では0と表示)、ろ波手段65bから出力され
た信号には、信号が有る(図3では1と表示)こととな
る。
【0090】次に、検出器69a、及び69bからの出
力信号は、周波数変換手段72a、及び周波数変換手段
72bにおいて以下のような周波数変換が実行される。
【0091】まず、検出器69aからの出力信号は、周
波数変換手段72aが具備するミキサ75aに入力し、
発振器76aからの出力信号と合成されて、合成器81
に出力される。
【0092】ここで、発振器76aから出力される信号
の周波数は以下のように決定される。まず、検出器69
aに対応しているろ波手段65aの出力帯域の下限周波
数及び上限周波数を、図3に示されるように、それぞ
れ、f1L、及びf1Hとする。
【0093】そして、次段の周波数分析器(第2の周波
数分析器42)におけるろ波手段66a、若しくは66
bのいずれかのうちの、その下限周波数が低い方の周波
数を、下限周波数をf3Lとおく。ここで、図2に示さ
れる場合においては、第2の周波数分析器42が具備す
るろ波手段66a、及び66bのうち、ろ波手段66a
の下限周波数のほうが、ろ波手段66bの下限周波数よ
りも低いとする。
【0094】そして、発振器76aが出力する信号の周
波数を、f3L−f1Lとし、この周波数の信号を、ミ
キサ75aにより、検出器69aから出力された信号と
合成して、合成器81に出力する。
【0095】検出器69bから出力された信号の周波数
を変換する場合も同様に、第2の周波数分析器42の下
限周波数f3Lと、ろ波手段65bの下限周波数f2L
とを用いて、発振器76bから出力される信号の周波数
をf3L−f2とし、この周波数の信号と、検出器69
bから出力された信号をミキサ75bにより合成し、そ
の後、合成器81に出力する。
【0096】従って、周波数変換手段72aでは、発振
器76aから出力される周波数「f3L−f1L」の信
号と、検出器69aから出力される信号とをミキサ75
aで混合することにより周波数変換を行い、周波数変換
手段72bでは、発振器76bから出力される周波数
「f3L−f2L」の信号と検出器69bから出力され
る信号とをミキサ75bで混合することにより、周波数
変換を行うことになる。
【0097】上述のような周波数変換を行うと、図3の
128に示されるスペクトラムのように、いずれの帯域
からも出力帯域幅B1、帯域の下限F3Lの同一の帯域
に周波数変換できる。
【0098】こうして第2の周波数分析器42には、図
3に示されるスペクトラム128の信号が入力する。
【0099】このスペクトラム128に示される信号
は、第2の周波数分析手段42に入力し、まず、分配器
62により2つのろ波手段66a、66bに分配され
る。
【0100】ろ波手段66a、及び66bは、それぞれ
B2=B1/N2、の同等の帯域幅を有し、ろ波手段6
6aの通過帯域は、図3に示される帯域129であり、
ろ波手段66bの通過帯域は、図3に示される帯域13
0である。ただし、上記N2は、図2に示される場合
は、N2=2である。
【0101】ろ波手段66aの通過域が図3に示される
129であり、ろ波手段66bの通過域が図3に示され
る130であるとすると、前者の観測点105における
出力スペクトラムは、図3の131に示される出力スペ
クトラムとなり、後者の観測点106における出力スペ
クトラムは、図3の132に示される出力スペクトラム
となる。
【0102】次に、これらろ波手段66a、及び66b
から出力された出力信号に対して、それぞれに対応する
検出器70a、及び70bにより、入力信号が含まれて
いるか否かを検出する。この検出動作については、上述
の第1の周波数分析手段における検出動作と同様である
ので、その説明を省略する。
【0103】また、周波数変換手段73a、及び73b
における周波数の変換方法も、上述の第1の周波数分析
手段41における場合と同様な方法により実施できるの
で、その説明を省略する。
【0104】以下同様に、所望の分解能を得るまで、分
配、ろ波、検出、周波数変換を繰り返す。ただし、最終
段の周波数分析器においては、次段の周波数分析器が存
在しないため、周波数変換は行う必要はない。
【0105】こうして得られた、図3に示されるよう
な、検出結果9の0(検出せず)と1(検出した)のビ
ットデータから、入力信号の周波数を測定することがで
きる。
【0106】次に、図2に示される周波数測定回路の動
作について、具体的な数値を代入して動作させた場合の
一例について図面を参照して詳細に説明する。
【0107】図2において入力端子1から80MHzか
ら100MHzの間に1波の信号が入力されるものとす
る。この信号は80MHzから100MHzを通過域と
する帯域制限手段としてのBPF2を通り周波数変換手
段3に入力する。
【0108】周波数変換手段3においては、65MHz
の周波数の信号を出力する局部発振器としての発振器3
2から出力された信号と、帯域制限手段としてのBPF
2から出力された信号とが、ミキサ31において合成さ
れる。
【0109】従って、ミキサ31における合成により、
入力信号の周波数が、15MHzから35MHzまでの
IF帯の周波数に周波数変換され、その後、第1の周波
数分析器41に出力される。
【0110】第1の周波数分析器41に入力した信号
は、分配器61において2つのろ波手段65aと、ろ波
手段65bとに出力される。
【0111】ろ波手段65aは、15MHzから25M
Hzを通過域とするバンドパスフィルタであり、ろ波手
段65bは、25MHzから35MHzを通過域とする
バンドパスフィルタである。そして、これらのろ波手段
からの出力は各検出手段すなわち検出器69a、69b
に供給される。
【0112】各検出器69a、及び69bは信号電圧が
しきい値電圧より大きいか否か判定するコンパレータ及
びピークホールド回路で構成する。これら検出器69
a、及び69bからの出力は、次に各々の周波数変換手
段72a、72bに供給される。
【0113】これら周波数変換手段72a、72bによ
る周波数の変換は、次段のバンドパスフィルタ(ろ波手
段66a、66b)がカバーする帯域を5〜15MHz
とすると、この周波数変換手段の仕様は、ろ波手段65
aの出力側に対応する発振器76aが10MHzの周波
数の信号を出力し、ろ波手段65bの出力側に対応す
る、発振器76bが20MHzの周波数の信号を出力す
る。
【0114】そして、それぞれの検出器69a、及び6
9bから出力された信号と、これら発振器から出力され
た信号とを、ミキサ75a、75bにより合成すること
により、5〜15MHzの帯域の信号へ周波数変換する
(なお、このバンドパスフィルタ各々の出力帯域幅10
MHzである。)。出力帯域幅を共通にするこのような
周波数変換は本発明で特徴とするものである。
【0115】次に、所望の分解能の精度を、1kHzと
した場合を例に、図1を参照して説明する。
【0116】この場合、第2段の周波数分析器52は、
1MHz帯域のフィルタ10個を具備させ、第3段の周
波数分析器(不図示)は、100kHz帯域のフィルタ
10個を具備させ、第4段の周波数分析器(不図示)
は、10kHz帯域のフィルタ10個を具備させ、第5
段の周波数分析器(不図示)は、1kHz帯域のフィル
タ10個を具備させて構成する。
【0117】また図1、及び図2では略してあるが、こ
の他に各構成部品が設計通り動作するようにレベルの調
節を増幅手段(アンプ)または減衰手段(アッテネー
タ)を用いて行うものとする。例えば分配器では2分配
するごとにロスが発生するがこの分も増幅しなければな
らないからである。
【0118】ただし、図2に示される例では、周波数分
析器がn段であり、かつ、ろ波手段が2つの場合を例に
説明しているが、本発明はこのような周波数分析器に限
定するものではなく、図2における周波数分析器41、
42の段数は所望の分解能を得るまで任意に選択可能で
ある。
【0119】また、周波数分析器内の各ろ波手段の数も
2個以上で任意に選択可能である。又、検出器について
もA/D変換器を利用して実施することが可能である。
【0120】次に、上述の本発明に係る周波数測定回路
を、周波数ホッピング信号発生器から出力される周波数
の測定に適用した場合の一例について、図5を参照して
説明する。図5に、上述の第1の実施形態に係る周波数
測定回路を、ホッピング信号発生回路から出力される信
号の周波数の測定に適用した際の構成のブロック図を示
す。
【0121】図5に示されるように、一定間隔の周波数
の信号を出力する周波数ホッピング信号発生器201の
出力が、上述の、本発明に係る第1の実施形態に係る周
波数測定回路202に入力されている。
【0122】周波数測定回路202からのM本の出力
は、バッファ203に入力し、記憶される。また、周波
数ホッピング信号発生器201のオフセット周波数と同
じオフセット周波数を出力する入力器204と、周波数
ホッピング信号発生器201の出力する信号の帯域、及
び、周波数間隔を計算して出力する計算器205とを有
する。
【0123】そして、入力器204から出力されたオフ
セット周波数と、計算器205から出力された帯域、及
び周波数間隔は、比較器206に入力し、バッファ20
3に記憶されている、周波数測定回路202により測定
された周波数ホッピング信号発生器201の出力と比較
される。
【0124】この比較器206における比較結果は、メ
モリ207に記憶され、メモリ207に記憶されている
情報は、参照器208により参照可能となっている。
【0125】ここで、図5において、周波数ホッピング
信号発生器201は広帯域に一波の信号を発生すること
ができるが、周波数測定回路202は、最小分解能の精
度で測定できる。
【0126】次に、周波数ホッピング信号発生器201
から出力される信号について、図6を参照して説明す
る。図6に、周波数ホッピング信号発生器201から出
力される信号の出力スペクトラムを示す。図6では、周
波数ホッピング信号発生器201から出力される各周波
数の信号が重ねて示されている。
【0127】上述のように、周波数測定回路202の周
波数分析器からのM個の信号は、バッファ203に取り
込まれた後、事前に入力器204にて入力したオフセッ
ト周波数と、計算器205において計算された周波数ホ
ッピング信号発生器201の、帯域、周波数間隔(間隔
は等間隔とした)のうち、最も近い周波数と実測した周
波数との差を比較器206でとり、メモリ207でメモ
リしておき、測定者が事後、参照器208で参照するこ
とが可能となっている。
【0128】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、局部発振器の発振周波数を固定して使用可能
であるため、周波数計測を高速化することが可能な周波
数測定回路を提供することができる。
【0129】具体的に数式で表すと、特開昭61−10
2564号公報に開示された「電波監視受信機」の計測
時間をT1、本発明の計算時間をT2とおくと、
【0130】
【数3】
【0131】ここで、BW1 =10×BW2 =100×
BW3 =・・・=10M-1 ×BWM- 1 、BWM-1 =△f
とすると、
【0132】
【数4】
【0133】となり、式(2)におけるnは一般にn>
>1であるのに対し、式(5)の[]内は1.2未満で
あるため、計測時間が大幅に削減されていることが分か
る。
【0134】また、特に、請求項1記載の発明によれ
ば、カスケード接続された少なくとも1以上の周波数分
析器が、入力信号を幾つかの周波数帯域に分割して分析
しているため、高速に入力信号の周波数を測定すること
が可能な周波数測定回路を提供することができる。
【0135】また、請求項2記載の発明によれば、請求
項1記載の発明の効果が得られると共に、n個のろ波手
段により、周波数帯域をn個の周波数帯域部分に分割し
ているため、確実に、周波数帯域を分割することが可能
な周波数測定回路を提供することができる。
【0136】また、請求項3記載の発明によれば、請求
項2記載の発明の効果が得られると共に、ろ波手段が、
バンドパスフィルタであることから、より確実に、周波
数帯域を分割することが可能な周波数測定回路を提供す
ることができる。
【0137】また、請求項4記載の発明によれば、請求
項2又は3に記載の発明の効果が得られると共に、ろ波
手段の出口に検出器が接続され、この検出器により、入
力信号が、その帯域に含まれているか否かを検出するこ
とができるので、より確実に、分割された周波数帯域の
分析を行うことが可能な周波数測定回路を提供すること
ができる。
【0138】また、請求項5記載の発明によれば、請求
項4記載の発明の効果が得られると共に、検出器が、ろ
波手段から出力された信号の電圧がしきい値電圧より大
きいか否かを判定するコンパレータ及びピークホールド
回路のうちの少なくともいずれか一方を含む回路により
構成されていることから、より確実に入力信号の有無を
検出することが可能な周波数測定回路を提供することが
できる。
【0139】また、請求項6記載の発明によれば、請求
項4又は5に記載の発明の効果が得られると共に、第1
段から、最終段の1つ前の段の周波数分析器において、
次段の周波数分析器に入力させるのに適した周波数に変
換するための周波数変換手段を具備しているため、入力
信号の周波数の周波数分析器による連続した分析を容易
に行うことが可能な周波数測定回路を提供することがで
きる。
【0140】また、請求項7記載の発明によれば、請求
項6記載の発明の効果が得られると共に、周波数変換手
段が、次段の周波数分析器のスタート周波数をf3Lと
し、検出器から出力された周波数帯域部分のスタート周
波数をf1Lとした場合に、f3L−f1Lにより表さ
れる周波数の信号を出力する発振器と、この発振器から
出力された周波数の信号と検出器から出力された信号と
を合成するためのミキサとを有するそれぞれの検出器に
対応した周波数変換部と、周波数変換部のそれぞれから
出力された信号を合成するための合成器とを有すること
から、それぞれの検出器から出力された信号を、容易に
同一の周波数帯域に揃えることが可能な周波数測定回路
を提供することができる。
【0141】また、請求項8記載の発明によれば、請求
項1から7のいずれかに記載の発明の効果が得られる共
に、周波数分析器から出力された分析結果の収集及び計
算を実行するための検出結果収集計算部を有することか
ら、分析結果に基づく周波数の計算を容易に行うことが
可能な周波数測定回路を提供することができる。
【0142】また、請求項9記載の発明によれば、請求
項8記載の発明の効果が得られると共に、検出結果収集
計算部から出力された信号を記憶するための第1のメモ
リを有することから、検出結果収集計算部から出力され
た信号を保持することが容易な周波数測定回路を提供す
ることができる。
【0143】また請求項10記載の発明によれば、請求
項9記載の発明の効果が得られると共に、第1のメモリ
から出力された信号を表示するための表示部を有するこ
とから、容易に測定結果を確認することが可能な周波数
測定回路を提供することができる。
【0144】また、請求項11記載の発明によれば、請
求項1から10のいずれかに記載の発明の効果が得られ
ると共に、入力信号として、周波数ホッピング信号発生
器から出力された信号を用い、入力器からのオフセット
周波数、及び計算器により算出された、周波数ホッピン
グ信号発生器の帯域、及び周波数間隔が比較器におい
て、周波数測定回路において測定された値と比較される
ので、周波数ホッピング信号発生器の調整を容易に行う
ことが可能な周波数測定回路を提供することができる。
【0145】また、請求項12記載の発明によれば、請
求項11記載の発明の効果が得られると共に、比較器か
らの出力を記憶するための第2のメモリを有することか
ら、比較器から出力された信号を保持することが可能な
周波数測定回路を提供することができる。
【0146】さらに、請求項13記載の発明によれば、
請求項12記載の発明の効果が得られると共に、第2の
メモリに記憶された情報を参照するための参照器を有す
ることから、比較器における比較結果を容易に確認する
ことが可能な周波数測定回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る周波数測定回路の第1の実施形態
の構成を示すブロック図であり、(a)が、本発明に係
る周波数測定回路の構成のブロック図であり、(b)
が、(a)に示される周波数測定回路が具備する周波数
分析器の構成のブロック図である。
【図2】本発明に係る周波数測定回路の一実施形態の構
成を示すブロック図であり、周波数帯域の分割個数を2
つにした場合の周波数測定回路の構成を示すブロック図
である。
【図3】図2に示される各点における、スペクトラム図
である。
【図4】本発明に係る周波数測定の動作を示す概念図で
ある。
【図5】本発明に係る周波数測定回路を周波数ホッピン
グ信号発生器からの出力信号の測定に適用した場合の一
実施形態の構成を示すブロック図である。
【図6】図5に示される周波数ホッピング信号発生器が
出力する信号のスペクトラム図である。
【図7】従来のIFM受信機の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 入力端子 2 BPF 3 周波数変換手段 4 周波数測定器 6 検出結果収集計算部 7 メモリ 8 表示部 9 分配器 10,11,12 BPF 13,14,15 検出器 21,22,23 周波数変換手段 21a,22a,23a ミキサ 21b,22b,23b 発振器 25 合成器 31 ミキサ 32 発振器 41 第1の周波数分析器 42 第2の周波数分析器 43 第nの周波数分析器 51,52,53,54 周波数分析器 61,62,63 分配器 65a,65b ろ波手段 66a,66b ろ波手段 67a,67b ろ波手段 69a,69b 検出器 70a,70b 検出器 71a,71b 検出器 72a,72b 周波数変換手段 73a,73b 周波数変換手段 75a,75b ミキサ 76a,76b 発振器 77a,77b ミキサ 78a,78b 発振器 81,82 合成器 101〜109 各観測点 121,125,126,128,131,132 ス
ペクトラム 201 周波数ホッピング信号発生器 202 周波数測定回路 203 バッファ 204 入力器 205 計算器 206 比較器 207 メモリ 208 参照

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号の周波数を測定する周波数測定
    回路において、 前記入力信号の周波数を含む周波数帯域を分割して分析
    する、カスケード接続されている少なくとも1以上の周
    波数分析器を有し、 前記周波数分析器の分析結果に基づいて前記入力信号の
    周波数を測定することを特徴とする周波数測定回路。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも1以上の周波数分析器の
    うちの少なくとも1以上の周波数分析器が、 前記入力信号の周波数を含み、スタート周波数fsから
    エンド周波数feまでの帯域の周波数帯域を、nを2以
    上の任意の整数として、n個の周波数帯域部分に分割す
    るための、n個のろ波手段を有することを特徴とする請
    求項1記載の周波数測定回路。
  3. 【請求項3】 前記ろ波手段が、 バンドパスフィルタであることを特徴とする請求項2記
    載の周波数測定回路。
  4. 【請求項4】 前記ろ波手段のそれぞれの出口に、前記
    ろ波手段から出力されたそれぞれの周波数帯域部分に、
    前記入力信号が含まれているか否かを検出するための検
    出器が接続されていることを特徴とする請求項2又は3
    に記載の周波数測定回路。
  5. 【請求項5】 前記検出器が、 前記ろ波手段から出力された信号の電圧がしきい値電圧
    より大きいか否かを判定するコンパレータ及びピークホ
    ールド回路のうちの少なくともいずれか一方を含む回路
    により構成されていることを特徴とする請求項4記載の
    周波数測定回路。
  6. 【請求項6】 前記カスケード接続されている周波数分
    析器において、入力信号が入力する順序に、第1段の周
    波数分析器、第2段の周波数分析器、・・・、最終段の
    周波数分析器とし、 前記第1段の周波数分析器から、前記最終段の1つ前の
    段の周波数分析器までの周波数分析器のそれぞれが、 前記検出器から出力された周波数帯域部分のそれぞれ
    を、同一の周波数帯域に変換するための周波数変換手段
    を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の周波
    数測定回路。
  7. 【請求項7】 前記周波数変換手段が、 次段の周波数分析器のスタート周波数をf3Lとし、前
    記検出器から出力された周波数帯域部分のスタート周波
    数をf1Lとした場合に、f3L−f1Lにより表され
    る周波数の信号を出力する発振器と、該発振器から出力
    された周波数の信号と前記検出器から出力された信号と
    を合成するためのミキサとを有するそれぞれの検出器に
    対応した周波数変換部と、 前記周波数変換部のそれぞれから出力された信号を合成
    するための合成器とを有することを特徴とする請求項6
    記載の周波数測定回路。
  8. 【請求項8】 前記周波数分析器から出力された分析結
    果の収集及び計算を実行するための検出結果収集計算部
    を有することを特徴とする請求項1から7のいずれかに
    記載の周波数測定回路。
  9. 【請求項9】 前記検出結果収集計算部から出力された
    信号を記憶するための第1のメモリを有することを特徴
    とする請求項8記載の周波数測定回路。
  10. 【請求項10】 前記第1のメモリから出力された信号
    を表示するための表示部を有することを特徴とする請求
    項9記載の周波数測定回路。
  11. 【請求項11】 前記入力信号が、 周波数ホッピング信号発生器から出力された信号であ
    り、 前記周波数分析器のそれぞれから出力された信号を取り
    込むバッファと、 前記周波数ホッピング信号のオフセット周波数と同じオ
    フセット周波数の信号を出力する入力器と、 前記周波数ホッピング信号発生器から出力される信号
    の、帯域、及び周波数間隔を計算して出力する計算器
    と、 前記入力器から出力されたオフセット周波数と、前記計
    算器から出力された帯域、及び周波数間隔とを、前記バ
    ッファから出力された周波数分析器のそれぞれから出力
    された信号に基づくオフセット周波数、帯域、及び周波
    数間隔と比較する比較器とを有することを特徴とする請
    求項1から10のいずれかに記載の周波数測定回路。
  12. 【請求項12】 前記比較器からの出力を記憶するため
    の第2のメモリを有することを特徴とする請求項11記
    載の周波数測定回路。
  13. 【請求項13】 前記第2のメモリに記憶された情報を
    参照するための参照器を有することを特徴とする請求項
    12記載の周波数測定回路。
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