JPS5955523A - デジタルスペクトルアナライザ用信号発生器 - 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】 この発明はテジタルスペクト、ルアナライザ、つ瞥り人
力信号を被測定物に−りえた時の被測定物の出力（Ｆｉ
号、寸だ必要に応じて入力信号を高速フーリエ変換し７
て解析する解析器において入力信号発生に用いられるイ
菖は発生器に関する。

〈１／Ｃ来技術〉 〒Ｉｌ−来テジタルスペクトルアナライザは、第１図に
示すように、信号発生器１１より発生した信号を被測定
物１２に入力するとともに、その入力信号をＡＤ変挨器
１３でデジタル信号に変換し、また被測定物１２の出力
信号をＡＤ変換器１４でデジタル信号に変換し、これら
デジタル信号を高速フーリエ変換器１５でフーリエ変換
し、つ捷り時間領域の信号を周波数領域の信号に変換し
、そのフーリエ変換された信号をデジタル解析器１６に
よって解析するものである。

このような高速フーリエ変換解析器、ないしはデジタル
スペクトルアナライザに用いられる信号発生器１１とし
て従来においては、弔−スペクトル、つまり純粋な正弦
波信号を発生し、その正弦波信号の周波数を変化するも
のがある。この信号発生器は発生する各周波数毎に測定
を行うことになり、測定時間が長くなる欠点かあった。

一方、信号発生器１１として熱雑音発生器を用いること
もあるが、この場合は高速フーリエ変換解析器において
は、連続した周波数スペクトルについて解析することが
できず、とびとひの周波数スペクトル（についての卸１
析ひか行うことかできないため、この解イ９ｒ器にとっ
て不用な周波数成分が含寸れ、これか誤差の原因となり
、、　３１１定誤差か悪い欠点があった３、 〈発明の（（（℃要〉 この発明の目的はこの（ｒ４号発生器が月」いられる浩
ヮ中フーリエ変七１角了イノ１著咎に玄’ｔ　して最も
胃、い角１斤オ青ｆ！、か得られるような信号を発生す
る信号発生器を提供することにある。

この発明によ才１ば、夕（部よりのクロック、つ捷り高
速フーリエ変換解析器の基準クロックと同期したクロッ
ク信号が発生され、そのクロック信号に」：つて波形メ
モリが読み出される。この波形メモリにｄ、予め決めら
れた複数のスペクトル波形、つ旋りこの信号発生器が用
いられる高速フーリエＦ＋’Ｊ　４１１Ｔ器での処理ス
ペクトル変：１．ｉ．’％し／ζもののみの合成波形が
その各サンプリング点のデジタル値として記憶される。

更にこのような合成波形の線類、つ寸り昇なるスペクト
ルもつ波形のａ＜類を選択するように、必要に応じて複
数種類の波形が記憶される。この波形メモリが前述した
ようにクロック信号によって読み出され、この読み出さ
れた出力かアナログ信号に変換されて、これが信号出力
とされる３つこの場合、その出力の周Ｃ皮数はセロより
ある範囲内のものとなり、上回周波数成分、つ捷り直流
は別個に発生することが好寸しい。必要に応じて上口以
外のある周波数範囲のスペクトルを発生ずるため、正弦
波信号発牛部が設けられ、（これもクロック信号により
メモリを読み出して発生することかできる）その正弓玄
波信号と、波形メモリの読み出し出力とがテンタルアナ
ログ乗算器で掛算さね、波形メモリの読み出し出力が周
波数変換されると共にアナログ信号として出力されるよ
うにする。この場合も出力信号中の正弓玄波傷号周波数
のレベルを補正するためにその周波数の補正用正弦波信
号を作って合成して出力されるようにすることもできる
。

〈実施例〉 次にこの発明による信号発生器の一例を第２図を参照し
て説明しよう。端子２１よシタ１部クロックがＪうえら
れる。例えは第１図における高速フーリエ変換器１５及
びｔｒｉ（析器１６に共通の基本クロックが端子２１に
入力されて周波数変換回路２２に供給される。、周波数
変換回路２２は位相同期）レープ、いわゆるＰ　Ｌ　Ｌ
にて構成され、その人カクロソク周波数と同期し，てこ
れよりも高′Ｖへ周波数に変換され、旧つ端子２１に入
力されるまでに伝送路で基ωクロックに含捷れンノタか
除去さノする３、このようにして高い周波数に変換され
たクロノクイ８弓υ−１、分周器２３により周波数レン
ジ設定部２４の設定値に対応して周波数分周される。周
波数レンジ設ボ部２４は高速フーリエ変換器に４，−け
るＨを系列発生圧のザンプリング回路の標本化周波数の
変更に１，シして設定変更さ才１、分周器２３の出力周
波数か，ｉｉｊ，己標本化周波数の子め決められた整数
イ音さ力２る３１ 分周器２３の出力は分周器２５により更に分周される，
、分周器２５はズーム係数設定部２６によ高？Ｊーフー
リエ変換ｊＱ’ｌ’析器内である周波数帯域内を拡大し
て角イ析する場合の拡大係数かズーム係数にであり、］
（（ｌ−ｉ１以上の整数であって、拡大しない場合にお
いてはに＝１である。

この分周器２５の出力は切替スイッチ２７によって、ア
ドレスカウンタ２８のクロック端子に供給される。アド
レスカウンタ２８の絹数値をアドレスとして波形メモリ
２９か読み出される。波形メモリ２９には予め複数のス
ペクトルによって得られる合成波形を示すサンプル値か
言己憶してあり、従ってそのサンプル値を順次読み出す
ことによってその波形かデジタル値として得られる。こ
の波形メモリ２９には必要に応じて複数の波形が記憶さ
れており、その波形選択は選択器３］の設定により行わ
れ、つ１リメモリ２９の読み出し領域が選定される。こ
のようにして読み出された波形メモリ２９の出力は分周
器２５の出力と同期してラッチ回路３２にラッチされ、
そのラッチ回路の出力はＤＡ変換器３３においてアナロ
グ信けに変換される。

ＤＡ変換器３３はデジタル値とアナログ植とを掛算し２
だアナログ信−号を出力するデジタル、アナｏ　り乗？
Ｆ器テ、＊）って、Ｊ）Ａ変換回路のテシタル入力に対
しその変換されるべきデジタル値を入力すると共に、基
準電源端子にアナログ信号を印加する１、この基準？ｂ
、源端子に対してはスイッチ３４．　Ｋよって電源３５
より固定ｉ＠流アナログ値と正弦波光生部；３６の出力
正弦波伯−号とを切替え与えることかできるようにさね
ている。

このｒ−Ｅ慢：伎信号発生部３Ｇよりの正慢；波信刊を
１）　Ａψｊ担器３３に−Ｉブえると、この止り玄ρＵ
信号によりラノーｙ−回路３２より得られるデジタルの
波形’（Ａシ号か周波数変換さＪｌてアナログ値けと１
７で１５）らＪする１６ １１：労、波イ菖弓発牛部３６としてＵ、例乏げ分周器
２３の出力をフェースアギュムレータ３７のクロックｒ
ｒ：（、’、　ｒ−（Ｆ　Ｉｊえられる。フェースアギ
ュ人レーク３７にクロックが人力される毎に、中心層＾
１り数設定部；３８の設定値が累イ６加勢される３、こ
のフエーズアキュノ、１／−夕３７の累積加算値をアド
レスとしてｉ、Ｆ、　’３玄θ砧メモリ３９が読出され
る。止り玄を皮メモリ３９には正弦波波形がデンタル値
として記憶されており、その読み出された信−号（ｄ：
　Ｄ　Ａ変換器４１でアナログ信号に変換されて止弘波
発生部３６の出力と１７で出力される。中心周波数設定
部３８における設定値を大きくする程、正弦波伯号発生
部３６の正弦波メモリ３９の１つの正り玄波彼形を読み
出す周期が速くなり、従って高い周波数の正弓玄波信号
か得られ、中心周波数設定部３８の設定値か小さくなる
程、正弦波メモリ３９における一波形分を読み出す時間
か長く々って、得られる正丑、波信号の周波数は低くな
る。

寸だアナログ信号とデジタル信号との乗９を行うＤ　Ａ
変換器４２が設けられ、これにより補正設定部４２に設
定されたデジタル値か、スイッチ３４よりのアナログ値
と４］ｉ算さ！７てアナログ値として出力される。Ｊ）
　Ａ変換器３３．４２の乗算出力は加算回路４４で加算
されて、この信号発生器の出力端子４５に出力される。

必要に応じて熱雑音信号発生器４６が設けられ、この出
力をスイッチ２７を切替えてアドレスカウンタ２８に供
給することかできるようＫもさ′Ｉ′ｌている。

Ｉν、上の構成においてこの信号発生器を使用してセロ
よりある周波数φｌｌ四囲スペクトル彼ノ１４を発生す
るに（ｄ、その所望のスペクトルの合成波形を波形選択
部３１Ｖ？−て選択すると共は、この信号発生器と併用
される高速フーリエ変換解析器に卦ける解析周波数レン
ジかレンジ設定部２４に設定され、分周器２５、ズーノ
・係数設定部２６は１（−１とされる。スイッチ２７は
分周器２５佃、スィッチ３４υｊ１箱、ｌ）ｈ　３５佃
にセットされる３、このようにずわは、分周器２５の出
力によってアドレスカウンタ２８が歩進シフ、これに伴
って波形メモリ２９より選択された波形の各デジタル値
が計、み出され、ｆ）　Ａ変換器３３における変換出力
にＬノざ４ノテさＪまた波形のアナログ信号となる。つ
検り出力１シ；１′・″ビア４５ににｊ目的とする複数
のスペクトルのみの合成波形のアナログ信号が得られる
。この信号を被ｄｌｌ定物に与えて解析する場合は、高
速フーリエψ、〜４ｒ＞　＋ｒこおける変換周波数成分
のみが含まれ、こね以外の不用な周波数成分による誤差
は発生せず、それたけ高い精度の解析か可能となる。

セロを含捷ないある周波数９・ｉ）回内の解析において
信号を発生するには、スーム係数設定部２６の１くを拡
大倍数に応じた値に設定すると共に、周波教範１囲の中
心周波数を中心周波数設定部３８に設定し、正り玄彼信
号発生部３６より正＋ｊ玄波出力を得、とわをスイッチ
３４を通じてＤＡ変換器３３．４２に力える。従って先
と同様にして波形メモリ２６からＭｌｌ”Ｖみ出された
波形信号は上り玄波信号発生部３６の下り玄波信号によ
って周波数変換されて所望の周波数帯における所望のス
ペクトルのみの合成波形のアナログ信−号か出力端子４
５に州られる。Ｄ　Ａ変換器４２においては０からある
周波数範囲内の信号を出力する場合の直流レベルの設定
と、Ｏを含捷ない周波数範囲内の信号を出力する１ｇ合
の中心周波数のレベルの補正値とを出力する。必要に応
じてスイッチ２７を熱雑音発生器４１１州に切替えるこ
とによってランタムな速度でアドレスカウンタ２８が歩
進され、多くのスペクトルをもった信号を発生させるこ
とができる。

〈効　果〉 １ソ、上述べたようにこの発明によれば、高速フーリエ
変換抑ｒ析器の基本クロックと同期して動作し、目、つ
角’ｆ４斤するへき複数のスペクトルグ信号を出力する
ものであって、解析器における仰（析誤差を小さくする
ことができる。必要に応じであるｊ制波数範囲内の複数
のスペクトルを得ることもできる。しかもこの場合にお
いてもその出力アナログ信号のスペクトルと解析される
スペクトルとを合わせることが１できる。非直線形のも
のに対する４４１］定においでは周期性信号を入力する
と、測定り劇差を伴うことかあり、このような用台にお
いては９ｉ．Ｉロイを音発生器４６を用いれば良い、、
各種の４１１１定物に対応して好捷しい波形、つまり好
ましい複数のスペクトルの川合せを用液［７ておき、例
え（・」、掃引信けａＪＩ形、或いは多酊止弦波、市み
付は名車ｉ１−′’仏彼等を鼓形メモリ２９に予め記憶
しておくことによって、＋１！：　ｉｊ４１１定物に応
じてこれら波形を選択１〜て出力することができる。又
非周期信号に対しても振幅確率密度関数をメモリ２９に
予め記憶しておき、これを選択して準り出ずこともてき
る３。

更に正弓玄波信号を掛藷することによって、スペクトル
密度か２倍の信号を容易に得ることかＤ］能である。丑
だとのような波形も予め記憶したものを読出すものであ
るため、スペクトルフラットネスの良い信号を得ること
かできる。、熱雑音発生器４６の出力信号を直接使用し
ないで、熱雑音によって乱数を発生させ、その乱数の読
み出し周期（スペクトル密度）を高速フーリエ変換解析
器に対して最適化することかでき、かつ熱４イ（音の濡
ｖによる影響が直接出力信号に現われない。更に波形の
発生に対し直流成分を含丑せないで直流成分をＤＡ変換
器４２より発生し、アナログ的に加えることによって、
直流分のレベルの精度を上げることができる。同様にし
，て中上・周波数のレベルを補正することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高速フーリエ変換解析器を説明するだめのブロ
ック図、第２図はこの発明による信号光／ニー１テ器の
一例を示すブロック図である３、２０、２１：基糸クロ
ック人力錨；了、２２：クロソク信号発生用周波数変換
部、２　：３　、　２　５：分周器、２８ニアドレスカ
ウンタ、２９：波形メモリ、；（２：ラッチ回路、３　
３　、−１２　：乗算用１）’Ａ変換器、３６：正分、
波信号発牛部、４４：加算器、４５：出力端子。 特許出願人　　タケタ即萌工業株式会社代　　、ｌ：ｊ
ｌｌ　　　人　　　草　　野　　　　　−申１ 手続補正潜（自発） 口ｉ尋）５７年１１月８日 特５′［庁長′１ハ　殿 Ｉ中イ’ｌの表示　　特願昭５７−１６７３７０２発明
の名称　デジタルスペクトルアナライザ用信号発生器 ；３１山市をする名 事（’ｌとの関係　　１寺許出酊人 タケダ理（ｉｆｆ工業株式会社 ５、　）＋ｌｉ　１１す）幻°泉　　明釦県）中発明の
詳細な説明の（ｉ）ｉ・ｌおよび図面の簡１゛１ｔな説
明の欄 ６袖１１の内容 （２）　　同書５頁１〜２行「例えば第１図（二おける
・・・・・・・・に共通の」を「例えば第１図における
ＡＤ変換器１３及び１４ｉ二共通の」と＋ｉＪ正する。 （３）同書５頁８行「含まれジッタが除去される調を「
含まれるジッタが除去される。」と訂正する。 （４）同書８頁１４行「４２」を「４３」と訂正する。 （５）同書１０頁９行″「２６」を「２９」と訂正する
。 （６）　　同書１３頁２行「２０」を削除する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部のクロックに同期したクロック信号を発生す
   るクロック発生手段と、その発生したクロック信号によ
   り読み出され、予め決められた複数のスペクトルの合成
   波形のサンプル値が記憶された波形メモリと、その波形
   メモリの読み出し出力をアナログ信号に変換するＤＡ変
   換器とを具備するデジタルスペクトルアナライザ用信号
   発生器。