JPS59183497A - レベル測定誤差の自動補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は信号のレベルを測定する場合をこおけるレベ
ルｄ１１ｊ定誤差を自動的（こ補正する装置※こ関する
。

〈発明の背景〉 例えば周波数ヌペクトラムアナライザにより入力信号を
解析する場合をこは、入力信号中の各周波数スペクトラ
ム成分が、その振幅値に応じて表示器例えはｃｔ＜Ｔ＋
こ横軸を周波数、縦軸を振幅（レベル）として表ボされ
る。この周波数スペクトラムアナライザの一構成例を第
１図（こ示す。

第１図（こおいて端子１０から印加された入力信号はミ
キサ１１に与えられ、ミキサ１１において局部発掘器１
４からの局発信号と混合され、例えはその差の周波数の
信号が中間周波信号３１としてバンドパヌフィルタ■２
を介して取り出される。

この中間周波信号３１はさら（二次のミキサー１３Ｇこ
印加され、局部発振器１５からの局発信号と混合されて
次の中間周波信号３２を発生する。このような周波数変
換は、実際Ｑこ装置を構成する場合（こは、所望の周波
数の１月台１周波信周波率要成分を伴わずに得られるよ
うに所定回数行なわれる。

局部発振器１４は掃引電圧発生器２２から印加される掃
引電圧をこよりその周波数が所定の範囲で掃引される。

したかって入力信号中に多数の周波数スペクトラム成分
が含まれている場合には、その各スペクトラム成分の周
波数と局部発振器１４の発振周波数との差が中間周波数
となるときＱこ、中間周波信号３１．３２かスペクトラ
ム成分のレベルに応じた振幅で次々に取り出される。

中間周波信号３２はバンドパスフィルタ１６により取り
出される。バンドパスフィルタ１６は中間周波数を中心
周波数とし通過帯域幅の異なる多数ノバンドパスフィル
タ（こより構成され、必要な通過帯域幅を有するバンド
パスフィルりを切換・選択して使用できるようにしてい
る。バンドパスフィルタ１６を経由した中間周波信号は
利得可変器１７昏こ与えられ、この利得可変器１７によ
り測定に都合のよい信号レベルとなるよう（こ利イ（Ｉ
が設定される。

さら（ここの中間周波信号はこの例では対数増幅器１８
により振幅が対数に変換される、このように対数Ｇこ変
換することにより、極めて広い範囲のレベルの測定をす
ることができるよう番こしている。対数（こ変換された
中間周波信号は検波器１９に勾−えられる。検波器１９
は中間周波信号を振幅検波して、その振１１’ｌｉｉ値
に応した直流信号を出力する。

検波出力はＣ１＜′Ｆ２３のＹ軸（こ印加される。

ｃｉ＜’ｒｚ３のＸ軸には掃引電圧発生器２２からの掃
引電圧か印加されているため、局部発振器１４の発振周
波数（こ対応したスペクトラム成分がＣＲＴ２３の表示
部Ｑこ、横軸を周波数、縦軸をレベルとして表示される
、 このような構成番こよるヌペクトラムアナライザにおい
ては、対数増１唱器１８番こよる対数変換誤差や利得ｉ
ｉＪ変器１７４こよる利イ４を設定誤差等の誤差要因が
あり、このため測定されたスペクトラムのレベル（ｉ（
ｉには誤差を包含する。すなわち例えば対数増１１１Ｍ
器１８の対数変換誤差の例を第２ド目こ示１゜人力信号
レベルを二対し出力信号レベルは例えば実線のようにあ
られれ、破線で示す真値（こ対してレベル誤差を生じ、
例えは人力信号レベルｅ、のときは４．　ａＢの誤差を
生ずる。さらに例えは利得変換器１７による利得設定誤
差の例を第３図（・こ示す。利得変換器１７はこの例で
は１０ｄＢステツプで利得を設定できるようＱこしてい
る。しかし実際の設定値は例えば第３図の実線でボすよ
う誤差を伴ない、破線で示す真値昏二対して誤差Ｓ２、
Ｓ３を生ずる。

このようなレベル？ｌｌ！Ｉ足誤差は温度や１呼間とと
もに変化するため、あらかじめ誤差が無くなるように調
整等を行なっても温度変化、経時変化により誤差か変動
する７こめ、レベル測定誤差を押さえることは不ｉｊＪ
能である。又、第２図（こ示すような複雑な誤差を補正
することは極めて複雑な補正回路を必要とし事実上田Ｍ
Ｉ１１であった。

このよう（こ従来のレベル測冗装置例えばヌペクトラム
アナラづザでは正確なレベル測定を行なう事が困如〔で
あった。

〈発明の目的〉 この発明は人力信号のレベルを？ｌ＋ｔ＋定する場合に
おいて、その測定の際生じる誤差を検出してそれを自動
的（こ補正することができ、した力λって正確なレベル
測定をすること力・できるレベル？１ｌｌｌ　’ｄ誤差
の自動補正装置を提供しようとするものである。

〈発明の概要〉 この発明（二よれは、レベルｎ１１Ｊ定誤差を１更出す
るために基準となるべき基準減放器力１１月１！Ｊ　Ｉ
閣波回路中（こ設けられ、さら（こ検波器出力をデジタ
ル値（こ変換するためのアナログデジタル置換器、４１
す定結果をデジタルで表示するためのデジタル表示器、
及び誤差の検出、補正（こつり・て全体の動作を開側１
するためのコントローラか設けられている。

誤差の検出の際は、コントローラからの指令により基準
減衰器が切換器を経由して中間周波回路中をこ刊１人さ
れ、又レベルの安定な悟号源、例えば内戚の校正用信号
源からの信号が入力（こ印加される。基準減衰器の減衰
量はコントローラからの制御信号をこより任意の値（こ
設定できるようにされている。コントローラからの指令
に（こより基準減衰器の減衰量がある設定値から他の設
定値をこ切換えられたとき、そのＩＩＩ　＋ｉｔのアナ
ログデジタル変換器をこよる測定値がコントローラに読
み込まれる。コントローラでは誤差がＪｌｌＬいとき番
こアナログデジタル変換器から出力されるべき値は既知
であるから、この既知の値と測定値がコントローラをこ
おいて比較され誤差が検出される。

このようをこしてアナログデジタル変換器の読取値に対
ル６した誤差が次々に検出されコントローラをこ記憶さ
れる。このようをこして検出され記憶されたレベルａ＋
Ｕ定誤差は、通常のレベルｌ＋１１１定の際をこ感差補
正値として用いられる。すなわち、入力信号のレベルが
測定されそのときのアナログデジタル変換器の１＋Ｍが
コントローラに読みとられると、その読み取り値に対応
した誤差値がコントローラ中の記憶部から読み出され、
この誤差値を補正値としてアナログデジタル変換器（こ
与え、又はその補正値により利得を微調整して、その結
果デジタル表示器に正しいレベル測定値が表示されるよ
うにしている。

以上のレベル測定誤差の検出・補正はコントローラの制
御に基づいて自動的９こ行なわれる。

従って温度変化や時間経過やこより誤差の発生状態が変
化しても、その都度誤差の補正ができ、ＩＦ確なレベル
測屋をすることができる。

〈発明の実施例〉 この発明の一実施例の構成な第４図Ｇこ示す。

この例ではスペクトラムアナライザ（こ本発明を用いた
場合を示している。第４図（こおいて第１図と対応する
部分には同一符号を付けて示している。図中２８はコン
トローラを示し、誤差の検　　：出、記憶、補正に関す
る全体の動作の制御１を行ナウ。コントローラ２８は例
えばマイクロコンピュータにより構成することができる
。

２６は校正用信号源を示しレベルの安定な信号を出力し
ている。校正用信号源２６からの信号は、レベル６１１
１定誤差検出時にコントローラ２８からの制御により、
スイッチ３５を介してスペクトラムアナライザの入力に
印加される。

２７は基準減衰器であり、レベル測定誤差検出時（こ中
間周波回路に挿入され、中間周波信号が減衰される。基
準減衰器２７はコントローラ２８からの制御により、レ
ベル測定誤差検出時（こはスイッチ３６が開放されて中
間周波回路中に挿入されるようにされ、他の場合にはス
イッチ３ｂが閉じられ基準減衰器２７の使用は行なわれ
ない。基準減衰器２７は正確な減衰量を有する減衰器で
あり、その減衰量はコントローラ２８がらの制御信号に
より任意の値（こ設定で、きる。

２０はアナログデジタル変換器であり、検波器１９から
の検波出力をデジタル値（こ変換してコントローラ２８
に送出するとともに、コントローラ２８からの誤差補正
値昏こ基づきデジタル変換値を正しい値（こ１−正して
デジタル表示器２１に送出する。デジタル表示器２１は
測定結果をデジタル数値で表示するための表示器であり
、ＣＫＴ２３によるレベルのｄｌす定値表示では精度が
小十分であるために用いられるものである１、 この実施例をこよりレベル測定誤差を検出して補正する
場合の動作は以上のよう（こなる。ｙ＋ｊｘは対数増幅
器１８の対数変換誤差を主（こ補正する場合Ｑこは、先
ずキー操作によりコントローラ２８（こ誤差値（補正値
）を取り込むようをこ６ｒｉ令する。

これ以後の動作はコントローラ２８が自動的（こ各１１
１５を制御することＧこより実行され／）。コントロー
　ラｚ８かもの制御信号をこよりスイッチ３６〃・開放
され基準減衰器２７が挿入され、かつ校正用信号源２６
からの校正信号がスイッチ３５を経由して入力昏こ印加
される。基準減衰器の減衰量をある値瘉こ設定し、その
基準減衰型番こ中間１閉波数（こ変換された校正信号を
印加する。

このときの測定信号のアナログデジタル変換器２０の出
力をコントローラ２８をこ取り込み、その後基準減敦器
の減朕量を一定量例えは２ｄＢのステップで増減させ、
各点（こおいて対数増幅器の変換誤差がない場合と比較
してその差を６１１１定することＱこより誤差値（補正
値）を求める。第５図（こはこのときの（、Ｒ”ｌ”２
３．デジタル表示器２１の各表示の一例を示す。この例
ではＣ１＜Ｔ２３に表示されたスペクトラム波形上（・
こマーカ一点が表示され、そのマーカ一点のレベルを表
示器２Ｈコ、ｌ：リデジタル表示するよう（こしている
。

基準減衰器の減衰量が一定のステップで例えば２ｄＢで
切換えられるためＣＲＴ２３」二の波形はａ、　ｂ、・
・・・・・ｍ、ｎのようニ変化し、そのとき０）−ｖ−
カ一点のレベルが？ｌ１ｌＩ定される。誤差がない場合
（こは測定値が２．　Ｏｄ　Ｂづつ変化するが、誤差が
ある場合（こは例えば、　　１．９ｄＢ、２．１ｄＢ・
・印・のよう（こあられれる。従ってその各点（こおけ
る誤差−０，１ｄＢ、＋０．１ｄＢ・・・がコントロー
ラ２８により検出されその誤差値がその各点（こおける
？＋＋＋＋定値ととも（こ記憶される。すなわち例えは
１１１＋１尾値か−１０，４ｄＢｍノときの誤差＋０．
１ｄＢ。

−１２，６ｄＢｍのときの誤差−０，１ｄＢ、のごとく
をこ記憶される。

このよう（こして誤差値の取り込みが終了すると、コン
トローラ２８の指令によりスイッチ３５．３６が切換え
られ、入力信号のスペクトラムを４１１１定する通常の
１１４成となる。この状態で測定されたスペクトラムの
レベル値（こ応じて、コントローラ２８ｆこ記憶された
誤差値か１洸み出され、この誤差値を極性変換して補正
値としてＳ＋＋ｊ定値（こ加えられる。すなわち、アナ
ログデジタル変換器２０の測定値が例えば−１０，４ｄ
Ｂｍであったときは、誤差が＋〇、１ｄｉ３であるので
極性を反転した補正値−０，１ｄＢを加えて、ｎ＋ｕ定
値が一］−０，５ｄＢｍとなるよう（こする。同様（こ
測定値が−１，２，６ｄＢｍであったときは、補正値±
０．１ｄＢを加えて、（Ｉ！ＩＩ定値を−１，２，５ｄ
Ｂｍとなるようにする。

このようにして対数増１１１１．１器１８の全使用範囲
（二ついて誤差補正をすることができる。このときの誤
差補正は対数増幅器１８の誤差のほが検波器］９、アナ
ログデジタル変換器２０に誤−差を有する場合も含めて
補正される。またこの誤差補正は」１記の基準滅駁器の
設定ステップ間隔を小さくするほどより正確な補正をす
ることができる。

利得可変器１７（こよる利得設定誤差を補正する場合も
上記とほぼ同様の手順で行なうことができる。利得可変
器１７は一定量、例えば１０　ｄＢステップで利得を設
定できるようにするものである。この場合の誤差値を検
出する場合（こは以下のよう（こする。すなわちコント
ローラからの制御番こより対数増幅器１８の誤差検出の
場合と同様に校正用信号源２６、基準減衰器２７が接続
される。

利得口」゛変器１７の利得を例えば＋１０　ｄＢとした
場合（こは、基準減衰器２７の減衰量を］、ＯｄＢ加え
るよう（こし、利得を一１０ｄＢとした場合（こは減衰
量を１０　ｄＢ取り除くよう（こする。従っ又利得可変
器１７（こ利得設定誤差が無い場合には、利得の設定の
前俊におけるアナログデジタル変換器２０（こおける測
定値は変化がない。測定１１Ｇか異なる場合にはその差
が利得設定誤差として利得の設定値とともにコントロー
ラ２δに記憶される。このようにすること番こより対数
増幅器１８、検波器１９、アナログデジタル変換器２０
（こは一定レベルの信号が与えられるため誤差が生じず
、利得１■変器１７の誤差のみを検出することができる
。

このようにして利得可変器１７の利得設定誤差の取り込
みを終了した後をこ４１１ｊ定した人力信号（こ対して
その誤差補正をする（こは、」１記の場合と同様（こ、
利得可変器１７の利得設定値に基づきコンｌ−ローラ２
８から、極性反転した誤差値を補正値として例えばアナ
ログデジタル変換器２０に加えるよう（こすればよい。

又、他の誤差補正手段として、補正値に基づいて利得を
微幽整できるレベル微調整回路を利得変換器１７の一部
として又は外部に設け、このレベル微調整回路（こ補正
値を帰還して利得を補正するよう（こしてもよい。

以」−説明したよう（ここの発明によれは、レベル７１
１１１定誤差を自動補正することかでき、したがって正
イ１πなレベル測定をすることができる。

向、この実施例ではテン２表示器ボ器を設けて測定値の
デジタル表示を行ったがこれ（こ限るものではなく、例
えはＣＩ＜Ｔ表示面を二デジタル表示するようにしても
よい。また基準減ｙ器の挿人される位置はこの実施例の
位置（こ限るものではなく、要する昏こ信号を正確Ｑこ
増減できればよい。このため周波数特性の問題Ｏこなら
ない部分、すなわち中間周波数Ｑこ変換されており、か
つ一対数増幅器より口１１段であれば任意の位置に挿入
してよい。またこの実施例では補正値をアナログテシタ
ル変換器Ｇこ与えるよう（こしているか、これ（こ限る
ものではなく、例えはデジタル表示器に与えるよう（こ
してもよ（・０

【図面の簡単な説明】

第１図はスペクトラムアナライザの一般的構成を示すブ
ロック図、第２図及び第３図は第１図に示すスペクトラ
ムアナライザ（こあけるレベル測定誤差が発生する絵因
を説明するための図、第４図はこの発明（こよるレベ）
Ｖ測定誤差の自動補正装置の一実施例を示１ブロック図
、第５図は第４図Ｇこ示すレベル測定誤差の自動補正装
置の動作を説明するための図である−。 １１．１３：　　ミキサ １４．１５：　　局部発振器 １２．１６：　　バンドパヌフィルタ １７：　　利得可変器 １８：　　対数増幅器 １９：　検波器 ２１；　　デジタル表示器 ２２；　　掃引電圧発生器 ２７：　　基準減衰器 ２８：　　コントローラ 特許出願人　タケダ理研」二業株式会社第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａ　レベルｎ１１［定説差値の検出時に挿入され、減衰
   量が任慈（こ設定できる基準減衰器と、Ｂ、アナログの
   レベル測定値をデジタル値（こ変換するアナログデジタ
   ）Ｖ変換器と、 し　そのアナログデジタル変換器の出力と上記基準減衰
   器の減衰量の設定値とからレベル（ｊｉｌ定誤定値差値
   出し記憶する手段と、 Ｄ、その記憶された誤差値（こ基づいて、　６１＋１定
   されたレベル値瘉こ応じた補正値を上記アナログデジタ
   ル変換器によるデジタル値（こ加え又はレベル微調幣回
   路に帰還して誤差を補正する手段と、 Ｅ　この補正されたレベル測定値ンデシタルで表刃（す
   るだめのデジタル表示器と、 を有することを特徴とするレベルｊｌｌｌ　＞ｉ誤差の
   自動補正装置。