KR20010093565A

KR20010093565A - 주파수 분석기의 오차보상 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20010093565A
Application number: KR1020000016228A
Authority: KR
Inventors: 한성; 오형태
Original assignee: 송재인; 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-29

Abstract

본 발명은 주파수 분석기의 영상신호 검파부에서 대수 증폭된 출력신호가 부품의 특성과 시스템의 조립 특성 영향으로 발생하게 되는 증폭도의 오차를 보상하기 위한 주파수분석기의 오차보상 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서,

범용인터페이스버스(General Purpose Interface Bus, GPIB)를 통해 주파수분석기와 신호발생기를 제어하여 영상신호 검파부에서 발생되는 증폭도 오차에 대한 보상값을 추출해 내고 이를 주파수 분석기 내의 기억장치에 저장하여 보상해줌으로써 원하는 신호를 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

주파수 분석기의 오차보상 시스템 및 그 방법{System and The method of error compensating for frequency analyzer}

본 발명은 주파수분석기의 오차보상 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 영상신호 검파부에서 대수 증폭된 출력신호가 부품의 특성과 시스템의 조립 특성 영향으로 발생하게 되는 증폭도의 오차를 보상하기 위한 주파수분석기의 오차보상 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

특정레벨을 가지는 주파수를 측정하기 위한 장치로서 주파수 분석기(spectrum analyzer)가 사용된다. 상기 주파수 분석기는 전자회로에서 발생된 주파수신호를 입력받아서 측정하고, 그 결과를 표시하는 장치로서 정확한 측정결과를 요구하는 정밀한 제품이기 때문에 조립공정에서 많은 주의가 요구되고 있다.

상기 주파수 분석기에는 영상신호 검파부, 중간주파수필터/증폭부, 수신부 등의 모듈이 구성되어 카드형식으로 내장된다. 특히, 중간주파수필터부는 스펙트럼 어날라이저의 수신부에서 신호를 입력받아서 영상신호 검파부로 출력하는 회로로서, 그 기능중의 하나가 측정하고자 하는 신호를 증폭시켜서 주파수 분석기의 화면상에 시각적으로 인식할 수 있도록 출력한다.

그리고, 상기 영상신호 검파부는 주파수 분석기의 수신부로부터 중간주파수 필터/증폭부를 거쳐 입력되는 중간 주파수 신호를 그 신호의 진폭 크기에 따라 대수 값으로 변환하여 중앙처리부로 넘겨주는 부분이다.

그러나, 종래 경우에는 상기 영상신호 검파부에서 대수 증폭되어 출력되는 신호가 부품 특성과 주파수 분석기 시스템의 조립특성의 변화 때문에 영향을 받아서 증폭도의 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다. 이러한 오차로 인하여 측정치가 불명확해지고 산업계에서의 제품생산과 기술발전에 많은 지장을 초래하고 있는 형편이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 범용인터페이스버스(General Purpose Interface Bus, GPIB)를 통해 주파수분석기와 신호발생기를 제어하여 영상신호 검파부에서 발생되는 증폭도 오차에 대한 보상값을 추출해 내고 이를 주파수 분석기 내의 기억장치에 저장하여 보상해줌으로써 원하는 신호를 정확하게 측정할 수 있는 주파수분석기의 오차보상 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 주파수분석기의 오차보상 시스템의 구성이 도시된 도면,

도 2는 본 발명에 따른 주파수 분석기의 오차보상방법이 도시된 순서도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 신호발생기 15 : GPIB

17 : RF케이블 20 : 주파수분석기

21 : 수신부 22 : 중간주파수필터

23 : 영상신호 검파부 30 : 주제어장치

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 주파수분석기의 오차보상 시스템의 특징에 따르면, 특정 레벨의 주파수 측정에 필요한 신호를 생성 출력시키는 신호발생기와; 상기 신호발생기와 범용 인터페이스 버스(General Purpose Interface Bus, GPIB)로 연결되면서 상기 신호발생기의 출력이 무선주파수 케이블을 통해 수신되어 중간주파수필터를 거쳐 중간주파수 신호로 영상신호 검파부에 전달되고, 상기 영상신호 검파부에서 대수변환 증폭되는 신호를 시스템에 전달하는 주파수 분석기와; 상기 주파수 분석기와 GPIB로 연결되면서 상기 대수변환 증폭 신호를 전달받아 증폭도 오차에 대한 보상값을 주출하여 이를 저장시킨 후 오차 보상을 위해 GPIB의 제반 제어에 관한 GPIB 카드가 내장되어 주파수를 측정 및 측정 환경에 대한 제반 제어 기능을 수행하는 프로그램이 내장된 주제어장치를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 주파수분석기의 오차보상방법의 특징에 따르면, 특정 레벨의 주파수 측정을 위해 구비된 주파수 분석기 및 신호발생기와, 상기 주파수 분석기 및 신호발생기 간에 범용 인터페이스 버스(General Purpose Interface Bus, GPIB)로 연결되어 GPIB의 주제어 및 주파수 측정에 관한 제반 제어 동작을 수행하는 주제어장치 내의 프로그램 내부가 초기화되는 초기화 과정과; 상기 주파수 분석기의 측정 환경 및 신호발생기의 출력신호가 정해진 값 범위 내에서 일정 순서대로 변화되도록 설정하고 초기 설정값대로 상기 주파수 분석기의 즉정 환경을 변경하고 일정 크기(A＝A－0)를 갖는 신호발생기의 제1 출력신호를 출력시키는 초기값 설정과정과; 상기 제1 출력 신호가 주파수 분석기로 무선주파수 케이블을 통해 전달되어 영상신호 검파부를 거쳐 출력되는 대수변환 증폭신호의 최고 크기(P)를 측정하는 제1 신호크기 측정과정과; 상기 신호발생기는 다음 설정값대로 변경한 제2 출력신호(A＝A－X)를 상기 주파수 분석기로 출력시킨 후에 상기 영상신호 검파부를 거쳐 출력되는 대수변환 증폭신호의 최고 크기(M)를 측정하는 제2 신호크기 측정과정과; 상기 주제어장치는 제2 신호크기 측정단계에서 측정된 대수변환 증폭신호 및 제2 출력신호 크기간의 오차(H＝A－M)를 계산하여 주파수 분석기의 기억수단에 저장시키는 오차값 산출과정과; 상기 주제어장치는 신호발생기의 출력신호 크기를 상기 초기값 설정과정에서 정해진 마지막 설정값까지 차례로 증가시켜 오차값을 산출한 후에 주파수 분석기의 측정 환경을 다음 순서로 변화시키면서 매 순서마다 상기 신호발생기의 출력신호의 설정값을 점차적으로 변경함으로써 오차값 산출 과정을 반복 수행하는 동시에 오차값을 보상하는 오차 오차값 보상과정을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 주파수분석기의 오차보상 시스템의 구성이 도시된 도면으로서 이를 참고하면 본 발명은, 특정 레벨의 주파수 측정에 필요한 신호를 생성 출력시키는 신호발생기(10)와; 상기 신호발생기(10)와 GPIB(15)로 연결되면서 상기 신호발생기(10)의 출력이 RF케이블(17)을 통해 수신부(21)로 수신되어 중간주파수필터(22)를 거쳐 중간주파수 신호로 영상신호 검파부(23)에 전달되고, 상기 영상신호 검파부(23)에서 대수변환 증폭되는 신호를 시스템에 전달하는 주파수 분석기(20)와;

상기 주파수 분석기(20)와 GPIB(15)로 연결되면서 상기 대수변환 증폭 신호를 전달받아 증폭도 오차에 대한 보상값을 주출하여 이를 상기 주파수 분석기(20)의 기억수단(미도시)에 저장시킨 후 오차 보상을 위해 GPIB(15)의 제반 제어에 관한 GPIB 카드가 내장되어 주파수를 측정 및 측정 환경에 대한 제반 제어 기능을 수행하는 프로그램이 내장된 주제어장치(30)로 구성된다.

특히, 상기 주제어장치(30)는 GPIB(15)의 호스트 컨트롤러(Host controller)로서 영상신호 검파부(23)의 대수 증폭단에서 발생되는 오차로 인한 측정상의 부정확성을 보상하기 위해 주로 컴퓨터가 사용된다. 따라서, 상기 컴퓨터는 프로그램에 의해 GPIB(15)를 이용하여 주파수분석기(20)와 신호발생기(10)를 제어하여 보상값을 추출해 내고 이를 주파수 분석기(20)의 기억수단에 저장시켜 두었다고 보상해 줌으로써 원하는 신호를 정확하게 측정할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 주파수분석기의 오차보상 시스템의 동작을 도 2을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1 단계에서는 주파수 측정 및 측정 환경 제어에 관한 주제어장치(30)의 프로그램 내부를 초기화하고, 제2 단계에서는 주파수 분석기(20)와 신호발생기(10)를 초기화하게 된다.(S11 및 S12 참조)

그 후, 제3 단계에서는 주파수 분석기(20)의 측정 환경을 설정하는데 K=1∼9까지 정해진 순서로 수신 대역폭(RBW)을 설정하게 된다. 즉, K에 따라 RBW가 K=1⇒3㎒, K=2⇒1㎒, K=3⇒300㎑, K=4⇒100㎑, K=5⇒30㎑, K=6⇒10㎑, K=7⇒3㎑, K=8⇒1㎑, K=9⇒300㎐로 변화된다.(S13 참조) 따라서, 제4 단계에서는 첫 번째 주파수 분석기(20)의 측정 환경인 RBW : 3㎒, K=1로 설정하게 된다.(S14 참조)

제5 단계에서는 신호발생기(10)의 출력신호의 주파수 및 크기를 설정한 후에 제1 출력신호를 생성하여 RF케이블(17)을 통해 주파수 분석기(20)로 출력시키게 된다.(S15 참조) 이때, 상기 신호발생기(10)는 그 출력신호의 주파수를 10.7㎒로 설정하고 크기(A)는 -80㏈m~10㏈m까지 순차적으로 변화되도록 하는데, 첫 번째 A 설정값은 0㏈m이다.

제6 단계에서는 주파수 분석기(20)에서 상기 제5 단계(S15)에서 출력되는 제1 출력신호를 전달받아 수신부(21) 및 중간주파수필터(22), 영상신호 검파부(23)를 거쳐 출력되는 대수변환 증폭신호의 최고 크기(P)를 측정하게 된다.

그 다음에, 제7 단계에서는 상기 신호발생기(10)의 크기를 A=A-10㏈m으로 변경한 제2 출력신호를 다시 주파수분석기(20)에 출력시키게 된다.(S17 참조) 그러면, 제8 단계에서는 상기 제6 단계(S16)와 마찬가지로 상기 제2 출력신호에 의해 대수변환 증폭신호의 최고 크기(M)를 측정하게 된다.(S18 참조)

제9 단계에서는 주제어장치(30)가 신호발생기(10)의 출력신호와 주파수분석기(20)의 대수변환 증폭신호간의 오차를 계산하게 되는데, D=0-M으로 하면 오차 보상값(H)는 D+A이다.(S19 참조) 여기서, A=-10㏈m이고, M--9.5㏈m일 경우에 오차 보상값 H는 -0.5㏈m이 된다.

이렇게, 상기 제9 단계(S19)에서 오차 보상값(H)이 산출되면 제10 단계에서는 주파수 분석기(20)의 기억수단에 H를 저장시키게 된다.(S20 참조) 그리고, 제11 단계에서는 신호발생기(10)의 출력신호를 크기를 상기 제5 단계(S15)에서 설정된 범위에서 마지막 -80㏈m에 해당되는지를 판단하게 된다.(S21 참조)

상기 제11 단계(S21)의 판단 결과가 '아니오'일 경우에는 제7 단계(S17)로 되돌아가서 신호발생기(10)의 출력신호의 크기를 다음 설정값으로 변경하면서 그 변경된 설정값에 따라 주파수 분석기(20)의 대수변환 증폭신호에 대한 오차 보상값을 산출하게 된다.

그런데, 상기 제11 단계(S21)의 판단 결과가 '예'일 경우에는 제12 단계에서 주파수 분석기(20)의 측정 환경을 K=K+1로 변경하고 그 변경된 K값에 따른 RBW를 설정하게 된다.(S22 참조) 예를 들어, K=1에서 K=2로 순서를 증가시킴에 따라 RBW는 3㎒에서 1㎒로 변경되게 된다.

제13 단계에서는 주파수 측정 및 오차 보상 과정을 완료하기 위해 주제어장치는 상기 제12 단계(S22)에서 변경된 K값이 10에 해당되는지를 판단하게 된다.(S23 참조) 상기 제13 단계(S23)의 판단 결과가 '아니오'인 경우에는 주파수 측정 및 오차 보상 과정이 완료되지 않았다고 판단하고 제5 단계(S15)로 되돌아가 K값 및 그에 해당되는 RBW를 순서대로 변경하면서 매 순서마다 신호발생기(10)의 출력신호 크기를 -80㏈m~10㏈m 범위 이내에서 변경하고, 각 오차 보상값을 산출한 후에 오차 보상을 수행하게 된다.

그러나. 상기 제13 단계(S23)의 판단 결과가 '예'인 경우에는 주파수 측정 및 영상신호 검파부(23)의 증폭단에 대한 오차 보상을 완료하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 주파수분석기의 오차보상 시스템 및 그 방법은 범용인터페이스버스(General Purpose Interface Bus, GPIB)를 통해 주파수분석기와 신호발생기를 제어하여 영상신호 검파부에서 발생되는 증폭도 오차에 대한 보상값을 추출해 내고 이를 주파수 분석기 내의 기억장치에 저장하여 보상해줌으로써 원하는 신호를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims

특정 레벨의 주파수 측정에 필요한 신호를 생성 출력시키는 신호발생기와;

상기 신호발생기와 범용 인터페이스 버스(General Purpose Interface Bus, GPIB)로 연결되면서 상기 신호발생기의 출력이 무선주파수 케이블을 통해 수신되어 중간주파수필터를 거쳐 중간주파수 신호로 영상신호 검파부에 전달되고, 상기 영상신호 검파부에서 대수변환 증폭되는 신호를 시스템에 전달하는 주파수 분석기와;

상기 주파수 분석기와 GPIB로 연결되면서 상기 대수변환 증폭 신호를 전달받아 증폭도 오차에 대한 보상값을 주출하여 이를 저장시킨 후 오차 보상을 위해 GPIB의 제반 제어에 관한 GPIB 카드가 내장되어 주파수를 측정 및 측정 환경에 대한 제반 제어 기능을 수행하는 프로그램이 내장된 주제어장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주파수분석기의 오차보상 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 주제어장치는 오차에 대한 보상값을 추출하여 이를 주파수 분석기에 설치된 기억수단에 저장시키는 것을 특징으로 하는 주파수분석기의 오차보상 시스템.
특정 레벨의 주파수 측정을 위해 구비된 주파수 분석기 및 신호발생기와, 상기 주파수 분석기 및 신호발생기 간에 범용 인터페이스 버스(General Purpose Interface Bus, GPIB)로 연결되어 GPIB의 주제어 및 주파수 측정에 관한 제반 제어동작을 수행하는 주제어장치 내의 프로그램 내부가 초기화되는 초기화 과정과;

상기 주파수 분석기의 측정 환경 및 신호발생기의 출력신호가 정해진 값 범위 내에서 일정 순서대로 변화되도록 설정하고 초기 설정값대로 상기 주파수 분석기의 즉정 환경을 변경하고 일정 크기(A＝A－0)를 갖는 신호발생기의 제1 출력신호를 출력시키는 초기값 설정과정과;

상기 제1 출력 신호가 주파수 분석기로 무선주파수 케이블을 통해 전달되어 영상신호 검파부를 거쳐 출력되는 대수변환 증폭신호의 최고 크기(P)를 측정하는 제1 신호크기 측정과정과;

상기 신호발생기는 다음 설정값대로 변경한 제2 출력신호(A＝A－X)를 상기 주파수 분석기로 출력시킨 후에 상기 영상신호 검파부를 거쳐 출력되는 대수변환 증폭신호의 최고 크기(M)를 측정하는 제2 신호크기 측정과정과;

상기 주제어장치는 제2 신호크기 측정단계에서 측정된 대수변환 증폭신호 및 제2 출력신호 크기간의 오차(H＝A－M)를 계산하여 주파수 분석기의 기억수단에 저장시키는 오차값 산출과정과;

상기 주제어장치는 신호발생기의 출력신호 크기를 상기 초기값 설정과정에서 정해진 마지막 설정값까지 차례로 증가시켜 오차값을 산출한 후에 주파수 분석기의 측정 환경을 다음 순서로 변화시키면서 매 순서마다 상기 신호발생기의 출력신호의 설정값을 점차적으로 변경함으로써 오차값 산출 과정을 반복 수행하는 동시에 오차값을 보상하는 오차 오차값 보상과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수분석기의 오차보상방법.