JPS6362702B2 - - Google Patents

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JPS6362702B2
JPS6362702B2 JP57233300A JP23330082A JPS6362702B2 JP S6362702 B2 JPS6362702 B2 JP S6362702B2 JP 57233300 A JP57233300 A JP 57233300A JP 23330082 A JP23330082 A JP 23330082A JP S6362702 B2 JPS6362702 B2 JP S6362702B2
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frequency
signal
oscillator
phase noise
voltage
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は広帯域の周波数範囲にわたり高感度
にスペクトラムのC/N測定ができるスペクトラ
ムアナライザであり、特にこのスペクトラムアナ
ライザに用いる局部発振器の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a spectrum analyzer capable of highly sensitive C/N measurement of a spectrum over a wide frequency range, and particularly relates to an improvement of a local oscillator used in this spectrum analyzer.

<発明の背景> 従来、発振器等の出力信号を高感度に測定する
ために、スペクトラムアナライザを構成している
局部発振器に雑音をできるだけ少なくするように
この部分を高周波発振器と分周器で構成して、高
周波発振器の出力を分周して純度を高め、その出
力を周波数変換器に与えるというものが考えられ
ている。
<Background of the Invention> Conventionally, in order to measure the output signal of an oscillator, etc. with high sensitivity, the local oscillator that makes up the spectrum analyzer is configured with a high-frequency oscillator and a frequency divider to minimize noise. One idea is to frequency-divide the output of a high-frequency oscillator to increase its purity, and then feed the resulting output to a frequency converter.

第1図にその一例を示す。これは高周波発振器
19、分周器21,22、増幅器23により第1
局部発信器を構成している。20は第2局部発振
器である。25は中心周波数設定器で加算器26
を通じて高周波発振器19を制御する。24は鋸
歯状波発振器で掃引信号を加算器26および陰極
線管27のX軸に供給するものである。
An example is shown in FIG. This is performed by the high frequency oscillator 19, frequency dividers 21, 22, and amplifier 23.
It constitutes a local oscillator. 20 is a second local oscillator. 25 is a center frequency setter and an adder 26
The high frequency oscillator 19 is controlled through. 24 is a sawtooth wave oscillator that supplies a sweep signal to the adder 26 and the X axis of the cathode ray tube 27.

高周波発振器19は例えば2200〜3700MHzの高
周波を発振し、この出力をトンネルダイオードを
用いた分周器21で1/3分周し、更にフリツプフ
ロツプを用いた分周器22で1/4分周し、ミキサ
13に例えば180〜300MHzの信号を与える。ミキ
サ13においてこの信号と、例えば50Hz〜120M
Hzの入力周波数0とを混合して、例えば180MHz
の第1中間周波数1に変換する。更にミキサ15
においてこの第1中間周波数1と、例えば150M
Hzの第2局部発振器20よりの周波数とを混合し
て、例えば30MHzの第2中間周波数2に変換す
る。これを対数増幅器17で増幅し、検波器18
で検波して直流信号に変換して陰極線管27のY
軸に供給する。従つて陰極線管27には入力端子
11からの信号の周波数特性が表示される。
The high frequency oscillator 19 oscillates a high frequency of, for example, 2200 to 3700 MHz, and this output is divided into 1/3 by a frequency divider 21 using a tunnel diode, and further divided into 1/4 by a frequency divider 22 using a flip-flop. , gives a signal of, for example, 180 to 300 MHz to the mixer 13. In the mixer 13, this signal and, for example, 50Hz to 120M
Hz input frequency mixed with 0 , for example 180MHz
Convert to the first intermediate frequency 1 of . Furthermore, mixer 15
With this first intermediate frequency 1 , for example 150M
Hz from the second local oscillator 20, and converts it into a second intermediate frequency 2 of, for example, 30 MHz. This is amplified by a logarithmic amplifier 17, and a detector 18
Detects the wave and converts it to a DC signal and sends it to the Y of the cathode ray tube 27.
Supply to the shaft. Therefore, the frequency characteristics of the signal from the input terminal 11 are displayed on the cathode ray tube 27.

今、分周器の遅延時間が無視できる場合、分周
率nの分周器の伝達関数は1/nであるから、分
周器21,22からなる回路の伝達関数は1/12と
なる。従つて高周波発振器19からの信号に含ま
れる位相雑音がΔΘだけあるとき、分周器22の
出力端子にあらわれる信号に含まれる位相雑音は
ΔΘ/12となり約22dB改善されるはずである。
Now, if the delay time of the frequency divider can be ignored, the transfer function of the frequency divider with the frequency division ratio n is 1/n, so the transfer function of the circuit consisting of the frequency dividers 21 and 22 is 1/12. . Therefore, when the phase noise included in the signal from the high frequency oscillator 19 is ΔΘ, the phase noise included in the signal appearing at the output terminal of the frequency divider 22 becomes ΔΘ/12, which should be improved by about 22 dB.

ところが実際には分周器自身の位相雑音のため
にこの従来の方法で発振器の位相雑音を改善する
のには限界がある。例えば第2図はフリツプフロ
ツプで構成された分周器の出力の位相雑音特性を
示すものであり、横軸は発振周波数に対するオフ
セツト周波数m、縦軸は発振周波数信号と雑音
との比である。第2図において発振周波数近傍の
位相雑音は、高周波発振器19を位相同期回路を
用いて構成しその発振周波数を安定化させること
によりある程度取除くことはできるが、発振周波
数から遠く離れたところでは位相同期回路の利得
がなくなるため、位相雑音は改善されず、実際の
回路構成上では約―150dBc/Hzは分周器自身の
位相雑音でありこれを取除くことができないとい
う欠点がある。
However, in reality, there is a limit to improving the phase noise of the oscillator using this conventional method due to the phase noise of the frequency divider itself. For example, FIG. 2 shows the phase noise characteristics of the output of a frequency divider composed of flip-flops, where the horizontal axis represents the offset frequency m with respect to the oscillation frequency, and the vertical axis represents the ratio of the oscillation frequency signal to the noise. In Fig. 2, the phase noise near the oscillation frequency can be removed to some extent by configuring the high frequency oscillator 19 using a phase locking circuit and stabilizing its oscillation frequency, but the phase noise near the oscillation frequency can be removed to some extent. Since the gain of the synchronous circuit is lost, the phase noise is not improved, and in an actual circuit configuration, approximately -150 dBc/Hz is the phase noise of the frequency divider itself and cannot be removed.

<発明の目的> この発明は発振周波数近傍のみならず、発振周
波数から遠く離れたところでも位相雑音の少ない
スペクトラムアナライザを提供することを目的と
する。
<Object of the Invention> An object of the present invention is to provide a spectrum analyzer with low phase noise not only near the oscillation frequency but also far away from the oscillation frequency.

<発明の概要> この発明は位相同期回路を用いて入力周波数を
1/nに分周する分周器を構成し、この分周器と
可変周波数発振器とにより第1局部発振器を設
け、その第1局部発振器からの発振信号と入力信
号とを混合して入力信号のスペクトラムを得るよ
うにしている。
<Summary of the Invention> The present invention uses a phase-locked circuit to configure a frequency divider that divides an input frequency to 1/n, and a first local oscillator is provided by this frequency divider and a variable frequency oscillator. The oscillation signal from one local oscillator and the input signal are mixed to obtain the spectrum of the input signal.

<発明の実施例> 第3図にこの発明の実施例を示す。図中第1図
と同じものは同一符号で示す。これは可変周波数
発生器28、分周器29により第1局部発振器を
構成している。可変周波数発生器28は例えば
2.4〜4.4GHzの周波数を発生する。分周器29は
位相同期回路を用いた分周器で、入力する周波数
を例えば1/2に分周して1.2〜2.2GHzの周波数を発
生する。ミキサ13において分周器29よりの周
波数と、例えば10kHz〜1GHzの入力周波数0とを
混合して、例えば1.2GHzの中間周波数1に変換す
る。更にミキサ15においてこの第1中間周波数
1と、例えば1.17GHzの第2局部発振器20から
の周波数とを混合して、例えば30MHzの第2中間
周波数2に変換する。これを対数増幅器17で増
幅し、検波器18で検波して直流信号に変換して
陰極線管27のY軸に供給し、入力端子11から
の信号の周波数特性を表示する。
<Embodiment of the invention> FIG. 3 shows an embodiment of the invention. Components in the figure that are the same as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. A variable frequency generator 28 and a frequency divider 29 constitute a first local oscillator. The variable frequency generator 28 is, for example,
Generates frequencies from 2.4 to 4.4GHz. The frequency divider 29 is a frequency divider using a phase synchronization circuit, and divides the input frequency by, for example, 1/2 to generate a frequency of 1.2 to 2.2 GHz. In the mixer 13, the frequency from the frequency divider 29 and the input frequency 0 of, for example, 10 kHz to 1 GHz are mixed and converted into an intermediate frequency 1 of, for example, 1.2 GHz. Furthermore, in the mixer 15, this first intermediate frequency
1 and the frequency from the second local oscillator 20 of, for example, 1.17 GHz, and convert it into a second intermediate frequency 2 of, for example, 30 MHz. This is amplified by a logarithmic amplifier 17, detected by a wave detector 18, converted to a DC signal, and supplied to the Y-axis of the cathode ray tube 27 to display the frequency characteristics of the signal from the input terminal 11.

分周器29は、電圧制御発振器31、逓倍器3
4、位相比較器33、加算器39よりなる位相同
期回路を用いて周波数変換を行なうものである。
逓倍器34はアイソレータ32からの周波数γ1
を2倍に逓倍し、位相比較器33でその信号と可
変周波数発生器28からの信号との位相比較を行
なう。周波数設定器38は鋸歯状波発振器24の
掃引信号を受けて電圧制御発振器31の発振周波
数γ1に対応した電圧VTを発生するプリチユーニ
ング電圧発生器であり、加算器39はこの電圧
VTと位相比較器33からの電圧とを加算して電
圧制御発振器31を制御するものある。従つて分
周器29の発振周波数γ1はγ1=1/2γ0とな
る。
The frequency divider 29 includes a voltage controlled oscillator 31 and a multiplier 3.
4. Frequency conversion is performed using a phase synchronized circuit consisting of a phase comparator 33 and an adder 39.
Multiplier 34 receives frequency γ 1 from isolator 32
is multiplied twice, and the phase comparator 33 compares the phase of this signal with the signal from the variable frequency generator 28. The frequency setter 38 is a pretuning voltage generator that receives the sweep signal from the sawtooth wave oscillator 24 and generates a voltage V T corresponding to the oscillation frequency γ 1 of the voltage controlled oscillator 31.
There is one that controls the voltage controlled oscillator 31 by adding V T and the voltage from the phase comparator 33. Therefore, the oscillation frequency γ 1 of the frequency divider 29 becomes γ 1 =1/2γ 0 .

また分周器29を第4図に示すように構成する
こともできる。これは第3図の逓信器34、位相
比較器33からなる回路のかわりに、周波数変換
器35、発振器36、位相比較器37からなる回
路を用いたものであつて、周波数変換器35はハ
ーモニツクミキサ、あるいは逓倍器とミキサとか
らなる装置である。この周波数変換器35で、ア
イソレータ32の周波数γ1を2倍に逓倍し、こ
れと入力端子40からの周波数γ0とを混合し、
周波数γ0―2γ1の出力を位相比較器37に供給
する。位相比較器37で周波数変換器35からの
信号と発振器36からの信号との位相比較を行な
う。電圧制御発振器31、周波数設定器38、加
算器39の動作については第3図の場合と同じで
ある。従つて分周器30の発振周波数γ1はγ1
1/2(γ0S)となる。ここで発振器36の発振 周波数Sはγ0に比べて非常に小さく設定してあ
る。
Furthermore, the frequency divider 29 can also be configured as shown in FIG. This uses a circuit consisting of a frequency converter 35, an oscillator 36, and a phase comparator 37 instead of the circuit consisting of the transmitter 34 and phase comparator 33 shown in FIG. It is a device consisting of a mixer, or a multiplier and a mixer. This frequency converter 35 doubles the frequency γ 1 of the isolator 32 and mixes this with the frequency γ 0 from the input terminal 40,
An output with a frequency of γ 0 −2γ 1 is supplied to the phase comparator 37 . A phase comparator 37 compares the phases of the signal from the frequency converter 35 and the signal from the oscillator 36. The operations of the voltage controlled oscillator 31, frequency setter 38, and adder 39 are the same as in the case of FIG. Therefore, the oscillation frequency γ 1 of the frequency divider 30 is γ 1 =
It becomes 1/2 (γ 0S ). Here, the oscillation frequency S of the oscillator 36 is set to be much smaller than γ 0 .

分周器29,30に用いられる周波数設定器3
8は周波数・電圧変換器により構成し、可変周波
数発生器28、あるいは入力端子40からの周波
数に対応して上記の電圧VTに変換するようにし
てもよい。また掃引周波数幅が狭い場合は、一定
電圧に設定してもよい。またアイソレータ32の
かわりにバツフアアンプ、あるいはカプラー等を
使用してもよい。
Frequency setter 3 used for frequency dividers 29 and 30
8 may be constituted by a frequency/voltage converter, and may be configured to convert into the above-mentioned voltage V T in accordance with the frequency from the variable frequency generator 28 or the input terminal 40. Furthermore, if the sweep frequency width is narrow, it may be set to a constant voltage. Further, a buffer amplifier, a coupler, or the like may be used instead of the isolator 32.

次にこの発明の他の実施例を第5図に示す。こ
れはスーパー・ヘテロダイン方式のスペクトラム
アナライザで、可変周波数発生器28は例えば2
〜4GHzの周波数を発生し、この周波数を分周器
29,29′,29″、……を通じて順次1/2ずつ
分周する。切換スイツチ42は例えば入力周波数
0か1〜2GHzの時A端子に、0が0.5〜1GHzの時
B端子に切換えて、ミキサ13で入力周波数0
換スイツチ42からの周波数とを混合し、フイル
タ14を通して周波数1、例えばMHzを発生す
る。この周波数を対数増幅器17で増幅し、検波
器18で検波して直流信号に変換して陰極線管2
7のY軸に供給し、入力端子11からの信号の周
波数特性を表示するものである。また分周器2
9,29′,29″、……のかわりに第4図で示し
た構成の分周器30を用いてもよい。
Next, another embodiment of the present invention is shown in FIG. This is a super-heterodyne type spectrum analyzer, and the variable frequency generator 28 is, for example, 2
A frequency of ~4 GHz is generated, and this frequency is sequentially divided by 1/2 through frequency dividers 29, 29', 29'', . . .
When the frequency is 0 or 1 to 2 GHz, it is switched to the A terminal, and when 0 is 0.5 to 1 GHz, it is switched to the B terminal, and the mixer 13 mixes the frequency from the input frequency 0 selector switch 42, and passes the filter 14 to the frequency 1 , for example MHz. Occur. This frequency is amplified by a logarithmic amplifier 17, detected by a wave detector 18, and converted into a DC signal.
7 and displays the frequency characteristics of the signal from the input terminal 11. Also frequency divider 2
9, 29', 29'', . . . may be replaced by a frequency divider 30 having the configuration shown in FIG.

<発明の作用> 第6図はこの発明による分周器の位相雑音を説
明するための図であり、第4図と対応するものに
ついては同一符号で示している。またミキサ43
および逓倍器44は第4図の周波数変換器35に
対応している。ここでΔΘr1は発振器36による
位相雑音、ΔΘr2は入力端子40からの信号に含
まれる位相雑音、ΔΘVは電圧制御発振器31によ
る位相雑音、ΔΘnは逓倍器44による位相雑音、
Vodは位相比較器37による雑音電圧、Voaはア
クテイブループフイルタによる雑音電圧、Vot
電圧制御発振器のチユーニングポートによる雑音
電圧でそれぞれ加算器を通じてこの回路網に加算
されるものとする。今、電圧制御発振器31、逓
倍器44、位相比較器37、加算器39の伝達関
数をそれぞれKv/S、n、Kφ、A(S)とし、この 回路のオープン・ループ利得をGo(S)と置く
と、 Go(S)=Kφ・A(S)・Kv/S・n となる。各々の雑音源により出力端子41にあら
われる位相雑音は次の様になる。
<Operation of the Invention> FIG. 6 is a diagram for explaining the phase noise of the frequency divider according to the present invention, and parts corresponding to those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals. Also mixer 43
and multiplier 44 correspond to frequency converter 35 in FIG. Here, ΔΘ r1 is the phase noise caused by the oscillator 36, ΔΘ r2 is the phase noise included in the signal from the input terminal 40, ΔΘ V is the phase noise caused by the voltage controlled oscillator 31, ΔΘ n is the phase noise caused by the multiplier 44,
It is assumed that V od is the noise voltage caused by the phase comparator 37, V oa is the noise voltage caused by the active loop filter, and V ot is the noise voltage caused by the tuning port of the voltage controlled oscillator, which are respectively added to this circuit network through an adder. Now, let the transfer functions of the voltage controlled oscillator 31, multiplier 44, phase comparator 37, and adder 39 be Kv/S, n, Kφ, and A(S), respectively, and the open loop gain of this circuit is Go(S). Then, Go(S)=Kφ・A(S)・Kv/S・n. The phase noise appearing at the output terminal 41 due to each noise source is as follows.

ΔΘput,r1=1/n(1+1/Go(S))・ΔΘr1 ΔΘput,r2=1/n(1+1/Go(S))・ΔΘr2 ΔΘput,v=1/1+Go(S)・ΔΘv ΔΘput,n=1/n(1+1/Go(S))・ΔΘn ΔΘput,od=1/Kφ・n・(1+1/Go(S))・V
od ΔΘput,oa=1/Kφ・n・(1+1/Go(S))・V
oa ΔΘput,ot=KV/S・1/1+Go(S)・Vot これより出力端子41における位相雑音のスペ
クトル密度は次の様になる。
ΔΘ put,r1 = 1/n (1+1/Go(S))・ΔΘ r1 ΔΘ put,r2 = 1/n(1+1/Go(S))・ΔΘ r2 ΔΘ put,v =1/1+Go(S)・ΔΘ v ΔΘ put,n = 1/n (1+1/Go(S))・ΔΘ n ΔΘ put,od = 1/Kφ・n・(1+1/Go(S))・V
od ΔΘ put,oa = 1/Kφ・n・(1+1/Go(S))・V
oa ΔΘ put,ot = K V /S·1/1+Go(S)·V ot From this, the spectral density of the phase noise at the output terminal 41 is as follows.

SΔθput=(ΔΘput,r12+(ΔΘput,r22+(Δ
Θput,V2+(ΔΘput,n2+(ΔΘput,od2+(Δ
Θput,oa2+(ΔΘput,ot2 =1/n2(1+1/Go(S)){ΔΘr1 2+ΔΘr2 2
+ΔΘn 2}+1/Kφ2・n2・(1+1/Go(S))2{V
ot 2+Voa 2} +(1/1+Go(S))2{ΔΘV 2+(KV/S)2Vo
t
2} 一般に、入力端子40からの信号に含まれる位
相雑音ΔΘr2と電圧制御発振器31による位相雑
音ΔΘVが大きく、他の雑音は無視できるとする
と、 SΔθput=1/n2(1+1/Go(S))2・ΔΘr2 2
(1/1+Go(S))2・ΔΘV 2 ={1/n(1+Sτ)}2・ΔΘr2 2+{1/
1+1/Sτ}2・ΔΘV 2……(1) (但しτ=1/Kφ・A(S)・K(v)・n) となる。
SΔθ put = (ΔΘ put,r1 ) 2 + (ΔΘ put,r2 ) 2 + (Δ
Θ put,V ) 2 + (ΔΘ put,n ) 2 + (ΔΘ put,od ) 2 + (Δ
Θ put,oa ) 2 + (ΔΘ put,ot ) 2 =1/n 2 (1+1/Go(S)) {ΔΘ r1 2 +ΔΘ r2 2
+ΔΘ n 2 }+1/Kφ 2・n 2・(1+1/Go(S)) 2 {V
ot 2 +V oa 2 } + (1/1 + Go (S)) 2 {ΔΘ V 2 + (K V /S) 2 V o
t
2 } In general, assuming that the phase noise ΔΘ r2 included in the signal from the input terminal 40 and the phase noise ΔΘ V caused by the voltage controlled oscillator 31 are large and other noises can be ignored, SΔθ put = 1/n 2 (1+1/ Go(S)) 2・ΔΘ r2 2 +
(1/1+Go(S)) 2・ΔΘ V 2 = {1/n(1+Sτ)} 2・ΔΘ r2 2 + {1/
1+1/Sτ} 2・ΔΘ V 2 ...(1) (However, τ=1/Kφ・A(S)・K(v)・n).

(1)式より発振周波数に対する周波数のずれが小
さい範囲、すなわちオープン・ループ利得Go
(S)が大きい範囲では入力端子40からの信号
の位相雑音の影響が大きく、 SΔθput{1/n(1+Sτ)}2 ・ΔΘr2 21/n2・ΔΘr2 2 となる。デシベルを用いて表示すると、 10log(SΔθput)=10log(1/n2ΔΘr2 2) =10log(ΔΘr2 2)−20logn|dB すなわち発振周波数近傍の位相雑音に関しては
入力端子からの信号に含まれる位相雑音を20logn
(dB)だけ改善した信号が出力端子41にあらわ
れる。今n=2であるから出力端子にあらわれる
信号の位相雑音は入力端子における信号と比較し
て6dB改善される。
From equation (1), the range where the frequency deviation from the oscillation frequency is small, that is, the open loop gain Go
In a range where (S) is large, the influence of the phase noise of the signal from the input terminal 40 is large, and SΔθ put {1/n(1+Sτ)} 2 ·ΔΘ r2 2 1/n 2 ·ΔΘ r2 2 . Expressed in decibels, 10log(SΔθ put ) = 10log(1/n 2 ΔΘ r2 2 ) = 10log(ΔΘ r2 2 )−20logn|dB In other words, phase noise near the oscillation frequency is included in the signal from the input terminal. 20logn phase noise
A signal improved by (dB) appears at the output terminal 41. Since n=2 now, the phase noise of the signal appearing at the output terminal is improved by 6 dB compared to the signal at the input terminal.

また発振周波数に対する周波数のずれが大きい
範囲、すなわちオープン・ループ利得Go(S)が
小さい範囲では(1)式の第2項が支配的となり、 SΔθput{{1/1+1/Sτ}2ΔΘv 2ΔΘv 2 すなわち発振周波数から遠く離れたところでの
周波数の雑音は電圧制御発振器の雑音によつて決
まる。
Furthermore, in a range where the frequency deviation from the oscillation frequency is large, that is, a range where the open loop gain Go(S) is small, the second term in equation (1) becomes dominant, and SΔθ put {{1/1+1/Sτ} 2 ΔΘ v 2 ΔΘ v 2 , ie the noise at frequencies far away from the oscillation frequency, is determined by the noise of the voltage controlled oscillator.

第7図は各装置の位相雑音特性を示すものであ
り、横軸は発振周波数に対するオフセツト周波数
m、縦軸は発振周波数信号と雑音との比である。
可変周波数発生器28として例えば一点鎖線61
で示すように発振周波数近傍の雑音の少ないもの
を用い、電圧制御発振器31として二点鎖線62
で示した位相雑音特性をもつものを用いる。二点
鎖線63は電圧制御発振器31の出力を2倍に逓
倍したときの位相雑音特性で電圧制御発振器31
の出力よりも6dB悪化している。可変周波数発生
器28の出力を第1図で示した従来の分周器で分
周すると、点線65で示すように発振周波数近傍
では可変周波数発生器28の位相雑音よりも分周
率の分だけ改善されるが、発振周波数から遠く離
れたところでは分周器自身の位相雑音により決定
されてしまい長く尾を引く傾向となる。可変周波
数発生器28の出力を位相同期回路を含む分周器
29または30で分周することにより、実線64
で示されるように発振周波数近傍では分周率1/2
に応じて可変周波数発生器28よりも6dBだけ改
善され、発振周波数から遠く離れたところでの雑
音特性は電圧制御発振器31の位相雑音により決
定され、従来の分周器による位相雑音特性65と
比べて純度が高くなる。また可変周波数発生器2
8の出力を例えば第5図で示すように複数個の分
周器を通すことにより更に位相雑音特性を改善で
きる。
Figure 7 shows the phase noise characteristics of each device, and the horizontal axis is the offset frequency with respect to the oscillation frequency.
m, the vertical axis is the ratio between the oscillation frequency signal and the noise.
As the variable frequency generator 28, for example, a dashed line 61
As shown in FIG.
Use one with the phase noise characteristics shown in . The two-dot chain line 63 represents the phase noise characteristic of the voltage controlled oscillator 31 when the output of the voltage controlled oscillator 31 is doubled.
The output is 6dB worse. When the output of the variable frequency generator 28 is divided by the conventional frequency divider shown in FIG. 1, the phase noise of the variable frequency generator 28 is greater than the phase noise of the variable frequency generator 28 in the vicinity of the oscillation frequency, as shown by the dotted line 65, by the frequency division ratio. This is improved, but at a distance far from the oscillation frequency, it is determined by the phase noise of the frequency divider itself and tends to linger for a long time. By dividing the output of the variable frequency generator 28 by a frequency divider 29 or 30 including a phase synchronization circuit, the solid line 64
As shown in , the frequency division ratio is 1/2 near the oscillation frequency.
The noise characteristics far from the oscillation frequency are determined by the phase noise of the voltage controlled oscillator 31, compared to the phase noise characteristics 65 of a conventional frequency divider. Purity increases. Also variable frequency generator 2
By passing the output of 8 through a plurality of frequency dividers, for example, as shown in FIG. 5, the phase noise characteristics can be further improved.

またこの発明による分周器を用いることによ
り、第3図では10kHz〜1GHzでの、第5図では例
えば分周器を3個用いることにより0.25〜2GHz
の広帯域でのスペクトラム測定が可能となる。ま
た可変周波数発生器28の発振周波数帯域を例え
ば4〜8GHzと広げることにより更に広帯域での
スペクトラム測定が可能となる。
Furthermore, by using the frequency divider according to the present invention, the frequency range from 10kHz to 1GHz is shown in FIG. 3, and from 0.25 to 2GHz by using three frequency dividers in FIG.
It becomes possible to measure the spectrum over a wide band. Further, by widening the oscillation frequency band of the variable frequency generator 28 to, for example, 4 to 8 GHz, it becomes possible to perform spectrum measurement in an even wider band.

<発明の効果> 以上説明したようにこの発明によれば、可変周
波数発生器からの発振周波数を位相同期回路によ
り構成された分周器を用いて周波数変換し、その
周波数と入力信号の周波数とを混合して第1中間
周波数を得る構成とすることにより、広帯域の周
波数範囲で高感度にスペクトラムの位相雑音測定
ができるスペクトラムアナライザが得られる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the oscillation frequency from the variable frequency generator is frequency-converted using a frequency divider constituted by a phase-locked circuit, and the frequency is converted into the frequency of the input signal. By mixing the two to obtain the first intermediate frequency, it is possible to obtain a spectrum analyzer that can measure the phase noise of a spectrum with high sensitivity in a wide frequency range.

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

第1図は従来のスペクトラムアナライザを示す
図、第2図は従来のスペクトラムアナライザに用
いられている分周器の特性を説明するための図、
第3図は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、第4図はこの発明によるス
ペクトラムアナライザを構成している分周器の他
の実施例を示す図、第5図はこの発明によるスペ
クトラムアナライザの他の実施例を示す図、第6
図および第7図はこの発明によるスペクトラムア
ナライザを構成している分周器の特性を説明する
ための図である。 11,40:入力端子、41:出力端子、1
2:アツテネータ、13,15,43:ミキサ、
14,16:フイルタ、17:対数増幅器、1
8:検波器、19:高周波発振器、20:第2局
部発振器、23:増幅器、21,22,29,3
0:分周器、24:鋸歯状波発振器、25:中心
周波数設定器、26,39:加算器、27:陰極
線管、28:可変周波数発生器、31:電圧制御
発振器、32:アツテネータ、33,37:位相
比較器、34,44:逓倍器、35:周波数変換
器、36:発振器、38:周波数設定器、42:
切換スイツチ。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional spectrum analyzer, and FIG. 2 is a diagram for explaining the characteristics of a frequency divider used in a conventional spectrum analyzer.
FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of the spectrum analyzer according to the invention, FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the frequency divider constituting the spectrum analyzer according to the invention, and FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the frequency divider constituting the spectrum analyzer according to the invention. Diagram showing another embodiment of the spectrum analyzer, No. 6
7 and 7 are diagrams for explaining the characteristics of the frequency divider constituting the spectrum analyzer according to the present invention. 11, 40: Input terminal, 41: Output terminal, 1
2: Attenuator, 13, 15, 43: Mixer,
14, 16: Filter, 17: Logarithmic amplifier, 1
8: Detector, 19: High frequency oscillator, 20: Second local oscillator, 23: Amplifier, 21, 22, 29, 3
0: Frequency divider, 24: Sawtooth wave oscillator, 25: Center frequency setter, 26, 39: Adder, 27: Cathode ray tube, 28: Variable frequency generator, 31: Voltage controlled oscillator, 32: Attenuator, 33 , 37: Phase comparator, 34, 44: Multiplier, 35: Frequency converter, 36: Oscillator, 38: Frequency setter, 42:
Changeover switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 A 可変周波数発生器と、 B a 信号を入力する手段と、 b 制御信号に応じて発振周波数が制御される
電圧制御発振器と、 c 上記電圧制御発振器の発振周波数を逓倍す
る手段と、 d 入力信号と上記逓倍された周波数の信号を
位相比較する位相比較器と、 e 上記電圧制御発振器の発振周波数に対応す
る電圧を出力する周波数設定器と、 f 上記周波数設定器の電圧と上記位相比較器
の電圧とを加算して上記電圧制御発振器に対
する制御信号を出力する加算器と、 g 上記電圧制御発振器の信号を出力する手段
と、 からなる分周器と、 により構成されたことを特徴とする第1局部発振
器を具備したスペクトラムアナライザ。
[Claims] 1 A: a variable frequency generator; B: means for inputting a signal; b: a voltage controlled oscillator whose oscillation frequency is controlled in accordance with a control signal; c: multiplying the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator. d) a phase comparator that compares the phases of the input signal and the multiplied frequency signal; e) a frequency setter that outputs a voltage corresponding to the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator; and f) of the frequency setter. an adder that adds the voltage and the voltage of the phase comparator to output a control signal for the voltage controlled oscillator; g means for outputting a signal of the voltage controlled oscillator; and a frequency divider consisting of: A spectrum analyzer equipped with a first local oscillator.
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