TWI373618B - Measuring device and program - Google Patents

Description

1373618 28330pif.doc 九、發明說明： .【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種測量裝置以及裎式^本發明尤其是 關於對經規定頻率的載波信號而調變後的調變^號的電^ 進行測量的測量裝置以及程式。本申請案與下述日u本^靖 案相關。對於允許以文獻參照的方式併入的指定國，將$ 述申請案中記载的内容以參照的方式併入本申請案中，’作 為本申請案的一部分。 $ 曰 1.日本專利特願2007-140548申請日2007年5月28 【先前技術】 ，年來，錢齡巾職用的調變信號正在實現寬頻 f化（broadband)。當測量寬頻帶的調變 =力測量裝置的類比(analc)g)輸入 如等所測量的結果進行了修正(例 in1:日本專利特開20_277號公報 力，裝置必須具備大規模的渡=頻▼㈣，故電 【發明内容】 的- = 本說明書中包含的技術革Wa㈤ 震置 /目的在於提供—種可解決上述_的測^ 及私式。該目的藉由申請專郷圍的獨立读中一 6 1373618 28330pif.doc := 组合而達成。X，附屬項規定本發明的更加有利 亦即’根據本說明書中包含的與技術 方面的測量裝置的-例，提供一種 j相關的第1 ;的程式，該資訊處理裳置是作為對經規定類=:力 號而調變後的調變信號的電力進行測量員=载波信 程式使上述資訊處理裝置作為以下 欢=眾置，上述 數位U祕g di_轉換部，輪出將 =揮功能：類比 數位轉換而成的數位調變信號.％ •姑交嬈進行類比 嶋換為表示每一頻率的:號：=成=位調變 正係數輸出部’使與傳送調變信號的傳送路二=，修 相對應的每-頻率的修正係數被輸出；修正；=特性 頻率的各個信號成分;以及;々虎:所包含的每- 率成分信號中包含的每一頻率已，的頻 號的電力。 、 〜刀，來计异調變信 又’根據本說明書中包含 面的程式的-例，提供_種使資^3 =關的第2方 式，該資訊處理I 貝處理裝置發揮功能的程 上述資訊處理裝置; 信號；頻率轉換;= 轉換而成的數位調變 的作料八_信號轉換為表示每-頻率 “成刀的頻¥成分信號；修正係數輸出部，使、 7 1373618 28330pif.doc 調變信號的傳送路徑的頻率特性相對瘈 係數被輸出；修正部，藉由所對庫二母一頻率的修正 正頻率成分信號中所包含的每正係數來修 及電力計算部，根據已修正的頻率以 頻率的信號成分，來計算調變信號的電力^中匕3的母一 又，根據本說明書中包含的與技術 面的測量裝置的-例，提供-種測量裝置，對 電力進行測量，該測量裝置包括：信 ^輸入^遽的 信號，·頻率轉換部，將輸入信號 u ，取得輸入 分的頻率成分信號;修正部，根頻率的成 經的頻率特性來修正每一頻率====== 計算調變錢的電力。 午儿旒成分，來 2者’上述發栽要並未列舉出本發明的所有必 _，k些特徵群的次組合（sub_combinaii〇n) 明 的範疇。 力屬本發明 【實施方式】 一以下，透過發明的實施形態來說明本發明，但以 貧施形態並未限定申請專利範圍的發明，而1實 二祝明的特徵的所有組合未必是發明的解決手段所^須 一圖1中一併表示本實施形態的測量裝置1〇的構成及電 子元件100。圖2表示圖1所示的類比數位轉換部Μ、門 隔保持部24以及頻率轉換部26的構成。 Β 8 1373618 28330pif.doc 測里裝置10對經規定頻率的載波信號而調變後的調 變信號的電力進行測量。舉一例來說，測量裝置10經由輪 入端12而輸入從電子7C件]⑻輸出的調變信號，並對所輸 入的兩杜射的由使用者而設定的測量頻率範圍的電力 進行測量。 測量裝置10包括：接收部20、類比數位轉換部22、 =持部24、頻率轉換部26、係數儲存部2δ、修正係 \部30、修正部32、頻譜儲存部（spectrum storage) 34、電力計算部36以及設定部38。 部20對經由輪人端12所輸人的調變信號進 工卢員，以及過濾等處理。然後，接收部2〇輸 k旒經頻率位移後的中間頻率信號。 類比數位轉換部22輪出由接^部2〇輸出 冰㈣躺摘触__。縣料形態 後的其位轉㈣Μ輸出將數位調變信號進行正交解調 =頻仏號（baseband signal )(工信號及q信號）。 類比兒’如圖2所示’類比數位轉換部22可具有： 42夢由^器❿以及正交解調部体類比數位轉換器 轉換ΐϊΐΓ樣鮮來對中間頻率信號進行類比數位 號以錢_結果觸得的_信號（1信 亦可取_所 號進行正交解調，並輸出!信號頻率信 V 就，I側類比數位 9 1373618 28330pif.doc 轉換器’使自正交解調器 :_位轉換器’使自正交軸 數位轉換部22所定的間隔保持率’來將由類比 為基頻信號）的^變/號（於本實施形射， 隔保持…用串

Comb ’ CIC)濾波器以及有限二Integrator Response，FIR)滹、波哭笪 衝曰應（Finite Impulse 號值與基頻信號=系=:2保持率來將信 可輪出^= 率更低的取樣頻率的基頻信號。U2的取樣頻 轉換間隔;持部24所輸出的綱 (換為表不母-頻率的信號成分的頻率成分仲。兴 T ’·頻率轉換部26可將基頻信號進行傅轉換 (ouner transform )而生成頻率成分信號。 、 啼枯：列來。兄’如圖2所示，頻率轉換部26可具有:俨 t 46 FFT (Fast ^ Transf〇rm } 立茱轉換）轉換部48。上述信號值儲存部46儲存從間隔 輸出的間隔保持後的基頻信號的錄= 信號雜存部46料所樣㈣㈣值。舉-例ί 祝，#號值儲存部46中可供給有表示取人開始時序的觸發 ==el)，從該觸發點取人並儲存與所指定的取樣數/目 虽的化就值。 1373618 28330pjf.doc

FFT轉換部48將由信號值儲存部46所儲存的基頻作 號、亦即與經指定的取樣數相當的信號值進行快速傅立葉 轉換。該結果為，FFT轉換部48可將表示每—時刻的信^ 值的基頻信號轉換為表示每一頻率的信號成分的頻率成分 信號。舉一例來說，FFT轉換部48可生成表示所指定的取 樣數（頻率數）的信號成分的頻率成分信號。於本實施形 態中，FFT轉換部48可對於每一頻率，生成表示I成分及 Q成分的頻率成分信號。 1乐歎儲仔部 ---- ”…” 〜-…人•口咖《V丨苛巧得徑的頻

率特性相對應的每一頻率的修正係數。於本實施形態中，、 係數儲存部28儲存由I成分及Q成分所表示的每二頻率 的修正係數。舉一例來說，係數儲存部28中，可儲存與; =量裝置H)的從輸入端12直至經類比數位轉換為止的ς ^類比輸人路徑）的_特性㈣應的每—頻率的修正 内例為’可包含類比數位轉換部22 等广又:二?二(例如’輪入段的運算放大器 •徑的儲存表不傳送調變信號的傳 修正頻率的修正係數。 1率的修正係數，並^絲儲存部28中所儲存的每 部30可輪出由頻率至修正部32中。修正係數輸出 含的多個作妒成乂夂白、。26輪出的頻率成分信號中所包 修正對應的頻率的修正係數。 成分信號切包含的每的修正聽，來修正頻率、 、 '率的各個信號成分。舉一例來 1373618 28330pif.doc 說，修正部32藉由所對應的頻率的修正係 ， 成分信號的至少測量鮮範_對應的 ^修正頻率 率的各個信號成分。於本實施形態中，修正 包含的頻 乘法（complex multiplier)，來修正頻率°^利用複數 的信號成分成分及Q成分）、及所對_‘2頻率 數（I成分及Q成分）。 、辜的修正係 頻譜儲存部34儲存經修正部32而修正 信號。藉此，鱗料部3何料婦成分 電力計I部36根據經修正部32而修 ^ 信號的每-頻率的信號成分，來計算調變 p本實施形態中，根據下述式⑴㈣算調 Ρ= Σ (I2 十 Q2) ... ( i ) 亦即，電力計算部36對於每一頻 頻率成分信號㈣1成分的平方及Q成分的;相1= ==22))。然後，電力計算部36計算二 里頻率祀圍内所包含的頻率所對應的平方和（ι 部相加所得的值，並將此值作為電力值p。 王 Γ °又疋。卩38根據所供給的頻率成分信號的頻寬 y span)以及解析度（⑽論η)，來設定頻率 j26物傅立葉轉換的數位調變信號的取樣數。進一 5又疋部38根據所供給的解成分信號的頻寬以及 來設定間隔保持部24的間隔保持率。舉一例來說，言: 疋。P 38可根據錢財所設定的頻寬及解析度，來設定頻 • 28330Pifd〇e 換部26進行傅立葉轉換 及間隔保持部24的間隔保持率。，交信號的取樣數以 的傳根據如上所_難裝置】〇,可㈣ ；路後上所產生的調變信號的信‘，送調玄信號 :。例如，根據測量裝置】〇，可 物修正後的

=類比數位轉換為止的路徑產^^輪入端直 4化進行修正後的電力。藉此 =調變信號的信號 好地捌量 電力。1 °減’根據測量裝置10可精度良 横轴變ΐΓ—例’該調變信號呈現在 夕只千縱軸表不電力的圖矣μ 中的頻宽，# _ Λα 矛上。供給至設定部38 ^纟不從附轉換部料所輪出的頻率成分 高分的從最低頻率（其―例為ghz)至最u 附轉換部戶至設定部38中的解析度，表示從 間的_的鮮細_的_信號成分

又，測量頻率範圍表示計算調變信號的電力的頻 s °測量_範圍可以是至少頻寬中所包含的範圍，亦 以是與頻寬相同的範圍。 圖5表示相對於頻寬及解析度的快速傅立葉轉換的取 樣數及間1¾保持率的—例。當將解析度設為d、將頻寬設 為s時’設定部38可由下述式（2)而計算FFT的取樣數 m= S/d.,. (2) 亦即’設定部38可藉由頻寬S除以解析度d來計算 13 1373618 28330pif.doc FFT的取樣數m。 進一步，當將由類比數位轉換部22所輸出的數位調變 信號（於本實施形態中指基頻信號）的取樣頻率設為fs時， 設定部38可由下述式（3)而計算間隔保持率X。 X=fs/ (mxd)…（3) 亦即，設定部38可藉由取樣頻率fs除以由FFT的取 樣數m與解析度d相乘的積（mxd)’來計算間隔保持率X。

再者，於本例中，間隔保持率X表示相對於1取樣量 的輸出的輸入取樣數。亦即’於本例中’間隔保持部24 以相對於輸入X個信號值而輸出1個信號值的比例，來保 持適當的間隔。 利用上述設定部38，玎根據頻寬S及解析度d，來變 更間隔保持率X以及FFT的取樣數m。藉此，根據測量裝 置10可變更測量頻率範圍以及測量精度。

圖6表示於本實施形態的測量裝置1〇内所傳達的各信 號的一例。測量裝置10的類比輸入路徑使所輸入的調變信 號畸變並傳達至修正部32中。因此，只要在該測量裝置 10輸入有頻率特性平坦的調變信號（參照圖6的A)的情 況下’修正部3 2中則會供給有根據類比輸入路徑的頻率特 性而畸變的頻率成分信號（參照圖6的B)。 舉-例來說，修正係數輸出部3〇將與類比輸入路徑的 頻率特㈣城舰相鶴_正缝 中（參照圖6的C)。修正邻π蕻1少丨32 + V 。卩32錯由修正係數（圖ό的C) 來G根據路徑的頻率祕而畸變的頻率成分信 ,28330pif.d〇c 二;：：的5)。該結果為，修正部32可輸出頻率 坦的頻率成分信號（參照圖6的D)。 料硫平 的ΐ)ΤΠ32所輸出的已紅分錢⑺6 )八有與輸人至該測量裝置 C® 6 的Α) _的頻率特性。根據上述^==(圖6 比輸入路㈣鱗特性姆應的畸變。 去除與類 的、P,I t ί數輪出部3G的i為’可根據由使用者所讯定 率範圍而變更要輸出的修正係數。舉—例=疋 姉部3G選擇與解成分錢_4頻率範圍 部32^1；^數並輸出至修正部32中。藉此，利用修正 輸入路徑:所i:;率範圍的頻率的信號成分的類比 率而ϊ更數輸出部30的一例為，根據載波信號的頻 邱如、要輪出的修正係數。舉一例來說，修正係數輸出 二私山選擇與载波信號附近的頻率範圍相對應的修正係數 :二至修正部32中。藉此，利用修正部32，於測量載 時，可修正至少該載波信號的類比輸入 修正係數輸出部3G的—例為，可根據頻率成分信 仏斤度而變更要輸出的修正係數。舉一例來說，修正 %可輸出與頻率成分信號的各個信號成分相 盔Γη μ、；的修正係數。例如，若頻率成分信號的解析度 ^Λ二’則修正係數輪出部3 0會輸出與頻率成分信號的 ^刀的各個頻率相__致的每1GHZ鮮的修正係數。 • 2833 Opjf^ 修正係數輸出部30的一 所儲存的修正係數群中 率成’二JJ系數儲存部28中 個頻率相對應的頻率的修正的信號成分的各 的修正係數。又，當儲存於係並輸出所選擇 中，不包麵鮮成分錄 雜正係數群 ，率的修正係數等情況時二各一致

生成與頻率成分信號的信號成分數群内插並 修正係數，可…=t。”2 ’利用所對應的頻率的 的各個位準。 頻率成分信號中的每一頻率 圖7表示本實施形態的電腦觸的硬體（__) 成的一例。本實施形態的電腦1900包括：CPU (central

:CefngUnit，中央處理單元）周邊部，其具有藉由主機 控，2°82而相互連接的CPU2_、RAM2020、圖形控 制器2075及顯示裝置2080 ;輸入輸出部，其具有藉由輸 入輸出控制器2084而連接於主機控制器2082的通信界面 2030、硬碟機（hard disc drive) 2040 及光碟機（CD-ROM drive) 2060;以及傳統（iegacy)輸入輸出部，其具有連 接於輸入輸出控制器2084的ROM2010、軟碟機（flexible disc drive) 2050及輸入輸出晶片2070。 主機控制器2082將RAM2020、以高傳送速率對 RAM2020進行存取的CPU2000以及圖形控制器2075加以 連接。CPU2000根據ROM2010以及RAM2020中所儲存 16 1373618 28330pif.doc 的程式而動作，並進行各部分的控制。圖形控制器2〇75 取得CPU2000等在設置於内的碼框緩衝器 (framebuffer)上所生成的圖像資料，並顯示於顯示裝置 2080上。亦可取代此’圖形控制器2〇75的内部包含對 CPU2000等所生成的圖像資料進行儲存的碼框缓衝器。 輸入輸出控制器2084將主機控制器2082、較高速的 輸入輸出裝置即通信界面2030'硬碟機2040、光碟機2060 加以連接。通信界面2030經由網路而與其他裝置進行通 信。硬碟機2040儲存電腦1900内的cpU2〇〇〇所使用的程 式及資料。光碟機 2060 從 CD-ROM( compact disc read-only memory，緊密光碟-唯讀記憶體）2〇95中讀取程式或資料， 並經由RAM2020而提供給硬碟機2〇4〇。 又，輸入輸出控制器2084上，連接有ROM2〇1〇、軟 碟機2050及輸入輸出晶片2〇7〇的比較低速的輸入輸出裝 置。ROM2010中’儲存有電腦19〇〇啟動時執行的啟動程 式（bootprogram)、及依賴於電腦19〇〇的硬體的程式等。 軟碟機2050從軟碟2090中讀取程式或資料，並經由 RAM2020而提供給硬碟機2〇4〇。輸入輸出晶片2〇7〇經由 軟碟機2050或者例如平行埠（paraUel fl〇w)、串聯埠 port)、鍵盤埠（keyboard port)、滑鼠埠（_se p〇r〇 等 而連接各種輪入輸出裝置。 經由RAM2020而提供給硬碟機2〇4〇的程式儲存於軟 碟 2090、CD-ROM2095 或 IC (Integrated 咖此，積體電 路）卡等記㈣射，並由者錢供。程式從記錄媒 17 1373618 28j30pifdoc 體中讀出’經由RAM2·而安裝（mstaU)於電 内的硬碟機2040中，並於CHj2〇〇〇中執行。 安裝於電腦1900中、且使電腦19〇〇作為測量 =發揮功能的程式包括：接收模組、類比數位轉換模么且、 =_且、頻率轉換模組、係數儲存模組、修正係數 u出挺.、且、修正模組、頻譜儲存模組、電力計算模缸以及 組。該些程式或模組推動cpu2〇〇〇等，使電腦· 刀別作為類比數位轉換部22、間隔保持部24、頻 6、係數儲存部28、修正係數輸出部3〇 譜儲存部34'電力物P36以物卩能頻 Μ上所不之程式或模組亦可儲存於外部的儲存媒體 。作為儲存媒體，除軟碟2090、CD_R〇M2〇95之外，、 =使用DVD (Digital VersatileDisc，數位多功能碟片）和 (咖幽disc，光碟片）等光學記錄媒體、M〇(Mag她 mid磁t碟）等磁光記錄媒體（m卿―1 脾、奎T1)、磁帶媒體、1c卡等半導體記憶體等。又，亦可 ，接於專用通信網路、網際網路等的飼服器系統（s_ 上賴置的硬顧驗等_存裝置用作記錄 琛體，並經由網路而將程式提供給電腦1900。 ，用戶'施形態說明了本發明’但本發明的技術 人員顧ίΐ定於上述實施形態中記載的範圍。本領域技術 瞭解’可對上述實施形態進行多觀更或改良。 利範圍的記載明確可知’經上述變更或改良後的 形心亦包含於本發明的技術範園。 1373618 28330pif.doc 【圖式簡單說明】 圖1中一併表示本發明的實施形態的測量裝置10的構 成及電子元件100。 圖2表示圖1所示的類比數位轉換部22、間隔保持部 24以及頻率轉換部26的構成。 圖3表示調變信號的一例，該調變信號呈現在橫軸表 示頻率、縱軸表示電力的圖表上。 圖4表示調變信號的另一例，該調變信號呈現在橫軸 表示頻率、縱軸表示電力的圖表上。 圖5表示相對於頻寬及解析度的FFT的取樣數以及間 隔保持率的一例。 圖6表示於本發明的實施形態的測量裝置10内所傳達 的各信號的一例。 圖7表示本發明的實施形態的電腦1900的硬體構成的 一例。 【主要元件符號說明】 10 :測量裝置 12 :輸入端 20 :接收部 22 :類比數位轉換部 24 :間隔保持部 26 :頻率轉換部 28 :係數儲存部 30 :修正係數輸出部 19 1373618 28330pif.doc 32 :修正部 34’：頻譜儲存部 36 :電力計算部 • 38 :設定部 - 42:類比數位轉換器 44 :正交解調部 46 :信號值儲存部 I 48:FFT轉換部 100:電子元件 1900 :電腦 2000 ： CPU 2010 ： ROM 2020 ： RAM 2030 :通信界面 2040 :硬碟機 2050 :軟碟機 • 2060 :光蹲機 2070 :輸入輸出晶片 . 2075:圖形控制器

2080 :顯示裝置 2082 :主機控制器 2084 :輸入輸出控制器 2090 :軟碟 2095 ： CD-ROM 20

Claims (1)

1. 28330pifl 修正日期：101年4月16曰 爲第97119713號中文專利範圍無劃線 十、申請專利範園： L ^測里褒置’對經規定頻率的載波信號而調變後 的調變信號的電力進行測量，該測量裝置包括： 魅類„換部，輸出將上述調變信號進行類比數位 轉換而成的數位調變信號； 頻率職部，將上述數位霞信號轉換絲 率的信號成分的頻率成分信號； 頭 =係數輸出部’使與傳送上述調變信號的傳撕 的頻率特性相f镜的每一頻率的修正係數被輸出； 述頻t = 所對應_率的上述修正係數來修正上 '率成刀W中所包含的頻率的各個信號成分；以及 人電力計算部，根據已修正的上述頻率成分信號中 3的母-頻率的信號成分，來計算上述調變信號的電力。 •如申清專利範圍第1項所述之測量裝置，其中 上述鮮轉換部將上述數賴變信號進行傅立葉 而生成頻率成分信號， 〃、 頻寬置更包括設定部，根據上述解成分信號的 '解析度，來設定上述頻率轉換部進行傅立葉轉換 的上述數位調變信號的-取樣數。 、 3·如申請專利範圍第1項所述之測量裝置，其中更包 <3Γ · 間隔保持部，使上述數位調變信號的信號值保 的間隔；以及 °又疋。卩，根據上述頻率成分信號的頻寬以及解析度， 21 J373618 28330pifl mm 97H9713 修正曰期：101年4月16曰 來設定上述間隔保持部的間隔保持率。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之測量裝置，其中 上述修正係數輸出部根據上述頻率成分信號的解析 度’來變更要輸出的上述修正係數。 5. 如申蜻專利範圍第1項所述的測量裝置，其中 更要據上述載波信號的頻率’來變 資訊處理裝置發揮魏的程式，該資訊處理 的二;測號而調變後的調變信號 置作為以下各部而發上述程式使上述資訊處理裝 轉換=出將上述調變信號進行類比數位 率；頻^調變信號轉換為表示每， ，分信號 含上=====包 22