JP2002156397A - スペクトラム測定方法、スペクトラムアナライザおよびスペクトラム測定システム - Google Patents
スペクトラム測定方法、スペクトラムアナライザおよびスペクトラム測定システムInfo
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Abstract
定時に連続動作を行わせる必要なく、測定時間を短縮化
し、確実に間欠動作時に測定を行う。 【解決手段】 所定の周期で間欠動作を行う被測定装置
のスペクトラム測定を行うに際し、間欠動作の周期およ
び間欠動作の時間に基づいて、スペクトラム測定時の掃
引時間を設定し、スペクトラム測定を行う。さらに測定
周波数帯域幅、間欠動作の周期および間欠動作の時間に
基づいて、測定繰り返し回数を設定し、設定された掃引
時間および測定繰り返し回数に対応させてスペクトラム
測定を行う。
Description
方法、スペクトラムアナライザおよびスペクトラム測定
システムに係り、特に間欠動作している被測定装置のス
ペクトラム測定を行うスペクトラム測定方法、スペクト
ラムアナライザおよびスペクトラム測定システムに関す
る。
ムを測定するに際しては、スペクトラムアナライザ(sp
ectrum analyser)が用いられている。スペクトラムア
ナライザは、信号の周波数分析を行う測定装置であり、
被計測信号を各周波数成分に分解し、振幅−周波数の関
係として表示するものである。図9にスペクトラムアナ
ライザの測定概念の説明図を示す。スペクトラムアナラ
イザは、掃引型の測定装置であり、測定対象の周波数帯
域80を測定分解能周波数帯域81毎に順次掃引し、測
定分解能周波数帯域幅81に対応する測定対象周波数信
号83の振幅の最大値あるいは最小値を検出する。この
ときの掃引時間は、図9中、符号Lに対応するものとし
て表される。そして、測定周波数帯域80に対応する振
幅−周波数特性グラフ84を、図10に示すように、C
RT(Cathode Ray Tube)等の表示装置の表示画面上に
表示する。また、同一周波数帯域を繰り返し測定するこ
とができ、複数回測定した測定値の最大値あるいは最小
値を更新する機能も有している。ところで、間欠動作を
行う被測定装置について電磁スペクトラムを測定する方
法には以下のものがある。
数回測定した測定値の最大値を更新する構成とし、長時
間繰り返して測定を行う方法である。 [2]第2従来例 測定対象の周波数帯域80を複数の周波数帯域に分割
し、分割した各周波数帯域を間欠周期に相当する時間だ
け測定する。 [3]第3従来例 上記第1従来例および第2従来例と比較して測定時間を
短縮し、かつ、全測定周波数帯域において、被測定装置
が動作していることを保証するために、被測定装置の間
欠動作を止めて、連続動作モードに移行させ、連続動作
状態でスペクトラムアナライザによりスペクトラムを測
定する。
ば、全測定周波数帯域において、被測定装置が動作して
いることが保証される訳ではないので、目的とする測定
結果が得られることが保証されないという問題点があっ
た。また、上記第2従来例によれば、測定対象の周波数
帯域80の全周波数帯域において、被測定装置が動作し
ている期間が含まれることとなる。しかしながら、スペ
クトラムアナライザの掃引時間が長く設定されてしまう
という問題点があった。上記第3従来例によれば、測定
時に被測定装置を連続動作させる必要があり、当該被測
定装置が通常動作時に間欠動作しかしないような装置の
場合には、測定のためだけに連続動作モードに移行する
ための機構を設ける必要があり、冗長な構成となってし
まうという問題点があった。
被測定装置にスペクトル測定時に連続動作を行わせる必
要なく、測定時間を短縮化し、確実に間欠動作時に測定
を行うことが可能なスペクトラム測定方法、スペクトラ
ムアナライザおよびスペクトラム測定システムを提供す
ることにある。
め、請求項1記載の構成は、所定の周期で間欠動作を行
う被測定装置のスペクトラム測定を行うスペクトラム測
定方法において、前記周期および前記間欠動作の時間に
基づいて、前記スペクトラム測定時の掃引時間Lを設定
する掃引時間設定過程と、設定された掃引時間Lに基づ
いてスペクトラム測定を行う測定過程と、を備えたこと
を特徴としている。
成において、前記掃引時間設定過程は、前記間欠動作の
周期をTとし、前記間欠動作における動作時間をMと
し、(1)式の関係が満たされる場合に、(2)式によ
り掃引時間Lを算出し、設定することを特徴としてい
る。 T=K×M (Kは2以上の整数) ……(1) L=(K−1)×M ……(2)
動作を行う被測定装置のスペクトラム測定を行うスペク
トラム測定方法において、前記周期および前記間欠動作
の時間に基づいて、前記スペクトラム測定時の掃引時間
Lを設定する掃引時間設定過程と、測定周波数帯域幅、
前記周期および前記間欠動作の時間に基づいて、測定繰
り返し回数Yを設定する繰り返し回数設定過程と、設定
された掃引時間Lおよび繰り返し回数Yに基づいてスペ
クトラム測定を行う測定過程と、を備えたことを特徴と
している。
成において、前記掃引時間設定過程は、間欠動作の周期
をTとし、間欠動作における動作時間をMとし、Nを任
意の自然数とした場合に、(3)式により、掃引時間L
を算出し、設定することを特徴としている。 L=T×N−Δt ……(3) ここで、0<|Δt|≦Mである。
成において、前記繰り返し回数設定過程は、(4)式あ
るいは(5)式に基づいて、繰り返し回数Yの最小値を
算出することを特徴としている。 Y=f((T−M)/Δt)+2 (分数式(T−M)/Δtの余りが0ではない場合) ……(4) Y=f((T−M)/Δt)+1 (分数式(T−M)/Δtの余りが0の場合) ……(5) ここで、f((T−M)/Δt)は、分数式(T−M)
/Δtの商を表す。
動作を行う被測定装置のスペクトラム測定を行うスペク
トラムアナライザにおいて、前記周期および前記間欠動
作の時間に基づいて、前記スペクトラム測定時の掃引時
間Lを設定する掃引時間設定部と、設定された掃引時間
Lに基づいてスペクトラム測定を行う測定部と、を備え
たことを特徴としている。
成において、前記掃引時間設定部は、前記間欠動作の周
期をTとし、前記間欠動作における動作時間をMとし、
(1)式の関係が満たされる場合に、(2)式により掃
引時間Lを算出し、設定することを特徴としている。 T=K×M (Kは2以上の整数) ……(1) L=(K−1)×M ……(2)
動作を行う被測定装置のスペクトラム測定を行うスペク
トラムアナライザにおいて、前記周期および前記間欠動
作の時間に基づいて、前記スペクトラム測定時の掃引時
間Lを設定する掃引時間設定部と、測定周波数帯域幅、
前記周期および前記間欠動作の時間に基づいて、測定繰
り返し回数Yを設定する繰り返し回数設定部と、設定さ
れた掃引時間Lおよび繰り返し回数Yに基づいてスペク
トラム測定を行う測定部と、を備えたことを特徴として
いる。
成において、前記掃引時間設定部は、間欠動作の周期を
Tとし、間欠動作における動作時間をMとし、Nを任意
の自然数とした場合に、(3)式により、掃引時間Lを
算出し、設定することを特徴としている。 L=T×N−Δt ……(3) ここで、0<|Δt|≦Mである。
構成において、前記繰り返し回数設定部は、(4)式あ
るいは(5)式に基づいて、繰り返し回数Yの最小値を
算出することを特徴としている。 Y=f((T−M)/Δt)+2 (分数式(T−M)/Δtの余りが0ではない場合) ……(4) Y=f((T−M)/Δt)+1 (分数式(T−M)/Δtの余りが0の場合) ……(5) ここで、f((T−M)/Δt)は、分数式(T−M)
/Δtの商を表す。
欠動作を行う被測定装置のスペクトラム測定をスペクト
ラムアナライザを用いて行うスペクトラム測定システム
において、前記被測定装置の間欠動作の周期および前記
間欠動作の動作時間を設定する外部制御装置と、前記外
部制御装置により設定された間欠動作の周期および間欠
動作の動作時間に基づいて、前記スペクトラム測定時の
掃引時間Lを前記スペクトラムアナライザに対して設定
する制御指示装置と、を備えたことを特徴としている。
の構成において、前記制御指示装置は、 測定周波数帯
域幅、前記周期および前記間欠動作の時間に基づいて、
測定繰り返し回数Yを前記スペクトラムアナライザに対
して設定することを特徴としている。
いて図面を参照して説明する。 [1]第1実施形態 まず第1実施形態について説明する。図1に測定時の概
要構成ブロック図を示す。スペクトラムアナライザ10
には、間欠動作を行う被測定装置20が接続されてい
る。この場合において、スペクトラムアナライザ10
は、測定周波数帯域のスペクトラムの最大値を更新しつ
つ、繰り返し測定するものとする。
図を示す。図2は、リアルタイム型スペクトラムアナラ
イザの概要構成図である。スペクトラムアナライザ10
は、入力端子11と、複数のバンドパスフィルタ部12
-1〜12-nと、複数のピーク検出器13-1〜13-nと、
高速切替スイッチ14と、掃引信号発生部15と、表示
部16と、を備えて構成されている。入力端子には、複
数のバンドパスフィルタ部が並列に接続されている。各
バンドパスフィルタ部12-1〜12-nは、通過帯域幅が
相互に重なり合うように設定されており、全バンドパス
フィルタ部12-1〜12-nを合わせた通過帯域幅が測定
対象の周波数帯域幅と等しくなるようになっている。ピ
ーク検出器13-1〜13-nは対応するバンドパスフィル
タ部12-1〜12-nの出力信号のピーク値(最大値ある
いは最小値)を検出し、更新しつつ保持する。高速切替
スイッチ14は、掃引信号発生部15の制御下で、ピー
ク検出器13-1〜13-nのうちいずれか一つのピーク検
出器の出力信号を順次切り換えて表示部16に出力す
る。表示部16は、高速切替スイッチ14からの出力信
号に基づいて入力信号(被計測信号)の振幅−周波数の
関係を表示する。次に動作を説明する。
測定装置20は、間欠動作周期Tごとに動作し、その動
作時間はMとなっている。これにより、間欠動作周期T
ごとに動作時間Mの間だけ、スペクトラムが観測される
こととなる。この場合において、測定周波数帯域につい
ての掃引時間をLとし、 T=K×M (Kは2以上の整数) ……(1) L=(K−1)×M ……(2) の関係を満たすことが可能であれば、効率よく測定が行
える。より具体的にK=5の場合について図4を参照し
て説明する。この場合、 T=5×M L=(5−1)×M =4×M となる。この場合、掃引時間Lは動作時間Mの4倍の期
間であるので、測定周波数帯域を4つの周波数帯域(低
域6、中低域7、中高域8、高域9)に分け、4回の測
定で測定周波数帯域の測定を完了することとなる。な
お、図4の例は、被測定装置の動作開始時刻と掃引開始
時刻(時刻t0)が一致する場合であるが、ずれている
場合には、4+1=5回の測定で測定周波数帯域の測定
を完了することとなる。同様に掃引時間Lが動作時間M
のX倍の期間であれば、最大でX+1回の測定で測定周
波数帯域の測定を完了することとなる。すなわち、第1
回目の測定である第1回目の掃引動作時には、掃引開始
時刻時刻t0〜時刻t1(=t0+M)の期間中に、被
測定装置20が動作しているので、掃引開始時刻t0〜
時刻t1の期間中に低域6の周波数帯域の測定を行う。
そして、測定結果の時間軸−周波数軸変換を行うことに
より実際の測定結果は、図5(A)に示すようなものと
なる。
掃引動作時には、時刻t1〜時刻t2(=t0+2・
M)の期間中に、被測定装置20が動作しているので、
掃引開始時刻時刻t1〜時刻t2の期間中に中低域7の
周波数帯域の測定を行う。そして、測定結果の時間軸−
周波数軸変換を行うことにより、第2回目の測定完了時
点における実際の測定結果は、図5(B)に示すような
ものとなる。次に第3回目の測定である第3回目の掃引
動作時には、時刻t2〜時刻t3(=t0+3・M)の
期間中に、被測定装置20が動作しているので、掃引開
始時刻時刻t2〜時刻t3の期間中に中高域8の周波数
帯域の測定を行う。そして、測定結果の時間軸−周波数
軸変換を行うことにより、第3回目の測定完了時点にお
ける実際の測定結果は、図5(C)に示すようなものと
なる。続いて第4回目の測定である第4回目の掃引動作
時には、時刻t3〜時刻t4(=t0+4・M)の期間
中に、被測定装置20が動作しているので、掃引開始時
刻時刻t3〜時刻t4の期間中に高域9の周波数帯域の
測定を行う。そして、測定結果の時間軸−周波数軸変換
を行うことにより、第4回目の測定完了時点における実
際の測定結果は、図5(D)に示すようなものとなり、
測定周波数帯域全域にわたって測定が完了することとな
る。
記第1実施形態は、間欠周期Tが動作時間Mの2以上の
整数倍である場合について説明したが、実際の間欠周期
Tは動作時間Mに対し、このような関係を満たすとは限
らない。そこで、本第2実施形態は、より実際的な測定
方法を提供するものである。本第2実施形態において、
装置構成は第1実施形態と同様であるので、図1ないし
図3を参照して説明する。図6に第2実施形態の動作説
明図を示す。被測定装置20の間欠動作の周期をTと
し、間欠動作における動作時間をMとし、Nを任意の自
然数とし、Δtをパラメータとする。この場合において
も、第1実施形態と同様に、周期Tごとに動作時間Mの
間だけ、スペクトラムが観測されるものとする。
ての掃引時間をLとし、 L=T×N−Δt ……(3) 0<|Δt|≦M ……(4) の関係を満たすように掃引時間Lを設定する。より具体
的にN=2、0<Δt≦M5の場合について図6を参照
して説明する。この場合において、測定に最低限必要な
測定繰り返し回数Yは、(5)式あるいは(6)式によ
り表すことができる。以下の説明において、Zは、分数
式であり、f(Z)は、分数式の商を表すものとする。 Y=f((T−M)/Δt)+2 (分数式Zの余りが0ではない場合) ……(5) Y=f((T−M)/Δt)+1 (分数式Zの余りが0の場合) ……(6)
ることにより、測定周波数帯域の全域にわたって測定を
完了することとなる。従って、測定周波数帯域の測定を
完了するための時間としては、 Y×L の時間が必要となる。この場合に、設定可能な時間Δt
をできる限り大きな値に設定すれば、測定繰り返し回数
Yを小さくすることができ、測定周波数帯域の測定を完
了するための時間(=Y×L)を短縮することができ
る。上記構成に依れば、図6に示すように、掃引時間L
に対する被測定装置の動作時間の相対的な期間をΔtだ
けずらしつつ、掃引時間Lの期間中に1回あるいは複数
回測定することができ、図7(A)〜図7(D)に示す
ように、順次測定周波数帯域内の測定を行え、最終的に
は測定周波数帯域の全域にわたって測定が完了すること
となる。
Tおよび動作時間Mは固定となっていたが、本第3実施
形態は、被測定装置の間欠動作周期Tおよび動作時間M
を外部から設定可能な被測定装置の場合の実施形態であ
る。図8に第3実施形態のスペクトラム測定システムの
概要構成ブロック図を示す。スペクトラム測定システム
50は、被測定装置51と、スペクトラムアナライザ5
2と、外部制御装置53と、制御指示装置54と、を備
えて構成されている。被測定装置51は、外部制御装置
53からの制御信号Aに基づいて間欠動作周期Tおよび
動作時間Mを設定し、設定された間欠動作周期および動
作時間Mに基づいて動作する。制御指示装置54は、受
信部55と、制御部56と、計算部57と、送信部58
と、を備えて構成されている。
部57に出力する。制御部56は、計算部57を制御す
る。計算部57は、制御部56の制御下で、制御信号A
に対応する間欠動作周期Tおよび動作時間Mに最適な掃
引時間Lおよび測定繰り返し回数Yを計算し、送信部5
8に出力する。これにより送信部58は、入力された掃
引時間Lおよび測定繰り返し回数Yをスペクトラムアナ
ライザ52に設定するための制御信号Bを出力する。ス
ペクトラムアナライザ52は、制御信号Bに対応する掃
引時間Lおよび測定繰り返し回数Yに基づいて測定を行
う。具体的な測定については、第1実施形態あるいは第
2実施形態と同様である。
ためだけに連続動作モードを実装する必要がなく、回路
構成あるいは装置構成を簡略化できるとともに、製造コ
ストの低減も図ることができる。また、測定時間の最適
化がはかれ、実質的に測定時間を短縮化することができ
る。さらに確実に掃引時間中に被測定装置の動作時間が
含まれることとなり、所望の測定結果を確実に得ること
ができる。
かれ、実質的に測定時間を短縮化することができる。ま
た、確実に掃引時間中に被測定装置の動作時間が含まれ
ることとなり、所望の測定結果を確実に得ることができ
る。さらに被測定装置において、測定のためだけに連続
動作モードを実装する必要がなく、回路構成あるいは装
置構成を簡略化できるとともに、製造コストの低減も図
ることができる。
ック図である。
る。
図である。
図である。
図である。
図である。
要構成ブロック図である。
である。
性グラフの表示例の説明図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 所定の周期で間欠動作を行う被測定装置
のスペクトラム測定を行うスペクトラム測定方法におい
て、 前記周期および前記間欠動作の時間に基づいて、前記ス
ペクトラム測定時の掃引時間Lを設定する掃引時間設定
過程と、 設定された掃引時間Lに基づいてスペクトラム測定を行
う測定過程と、 を備えたことを特徴とするスペクトラム測定方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のスペクトラム測定方法に
おいて、 前記掃引時間設定過程は、前記間欠動作の周期をTと
し、前記間欠動作における動作時間をMとし、(1)式
の関係が満たされる場合に、(2)式により掃引時間L
を算出し、設定することを特徴とするスペクトラム測定
方法。 T=K×M (Kは2以上の整数) ……(1) L=(K−1)×M ……(2) - 【請求項3】 所定の周期で間欠動作を行う被測定装置
のスペクトラム測定を行うスペクトラム測定方法におい
て、 前記周期および前記間欠動作の時間に基づいて、前記ス
ペクトラム測定時の掃引時間Lを設定する掃引時間設定
過程と、 測定周波数帯域幅、前記周期および前記間欠動作の時間
に基づいて、測定繰り返し回数Yを設定する繰り返し回
数設定過程と、 設定された掃引時間Lおよび繰り返し回数Yに基づいて
スペクトラム測定を行う測定過程と、 を備えたことを特徴とするスペクトラム測定方法。 - 【請求項4】 請求項3記載のスペクトラム測定方法に
おいて、 前記掃引時間設定過程は、間欠動作の周期をTとし、間
欠動作における動作時間をMとし、Nを任意の自然数と
した場合に、(3)式により、掃引時間Lを算出し、設
定することを特徴とするスペクトラム測定方法。 L=T×N−Δt ……(3) ここで、0<|Δt|≦Mである。 - 【請求項5】 請求項4記載のスペクトラム測定方法に
おいて、 前記繰り返し回数設定過程は、(4)式あるいは(5)
式に基づいて、繰り返し回数Yの最小値を算出すること
を特徴とするスペクトラム測定方法。 Y=f((T−M)/Δt)+2 (分数式(T−M)/Δtの余りが0ではない場合) ……(4) Y=f((T−M)/Δt)+1 (分数式(T−M)/Δtの余りが0の場合) ……(5) ここで、f((T−M)/Δt)は、分数式(T−M)
/Δtの商を表す。 - 【請求項6】 所定の周期で間欠動作を行う被測定装置
のスペクトラム測定を行うスペクトラムアナライザにお
いて、 前記周期および前記間欠動作の時間に基づいて、前記ス
ペクトラム測定時の掃引時間Lを設定する掃引時間設定
部と、 設定された掃引時間Lに基づいてスペクトラム測定を行
う測定部と、 を備えたことを特徴とするスペクトラムアナライザ。 - 【請求項7】 請求項6記載のスペクトラムアナライザ
において、 前記掃引時間設定部は、前記間欠動作の周期をTとし、
前記間欠動作における動作時間をMとし、(1)式の関
係が満たされる場合に、(2)式により掃引時間Lを算
出し、設定することを特徴とするスペクトラムアナライ
ザ。 T=K×M (Kは2以上の整数) ……(1) L=(K−1)×M ……(2) - 【請求項8】 所定の周期で間欠動作を行う被測定装置
のスペクトラム測定を行うスペクトラムアナライザにお
いて、 前記周期および前記間欠動作の時間に基づいて、前記ス
ペクトラム測定時の掃引時間Lを設定する掃引時間設定
部と、 測定周波数帯域幅、前記周期および前記間欠動作の時間
に基づいて、測定繰り返し回数Yを設定する繰り返し回
数設定部と、 設定された掃引時間Lおよび繰り返し回数Yに基づいて
スペクトラム測定を行う測定部と、 を備えたことを特徴とするスペクトラムアナライザ。 - 【請求項9】 請求項8記載のスペクトラムアナライザ
において、 前記掃引時間設定部は、間欠動作の周期をTとし、間欠
動作における動作時間をMとし、Nを任意の自然数とし
た場合に、(3)式により、掃引時間Lを算出し、設定
することを特徴とするスペクトラムアナライザ。 L=T×N−Δt ……(3) ここで、0<|Δt|≦Mである。 - 【請求項10】 請求項9記載のスペクトラムアナライ
ザにおいて、 前記繰り返し回数設定部は、(4)式あるいは(5)式
に基づいて、繰り返し回数Yの最小値を算出することを
特徴とするスペクトラムアナライザ。 Y=f((T−M)/Δt)+2 (分数式(T−M)/Δtの余りが0ではない場合) ……(4) Y=f((T−M)/Δt)+1 (分数式(T−M)/Δtの余りが0の場合) ……(5) ここで、f((T−M)/Δt)は、分数式(T−M)
/Δtの商を表す。 - 【請求項11】 所定の周期で間欠動作を行う被測定装
置のスペクトラム測定をスペクトラムアナライザを用い
て行うスペクトラム測定システムにおいて、 前記被測定装置の間欠動作の周期および前記間欠動作の
動作時間を設定する外部制御装置と、 前記外部制御装置により設定された間欠動作の周期およ
び間欠動作の動作時間に基づいて、前記スペクトラム測
定時の掃引時間Lを前記スペクトラムアナライザに対し
て設定する制御指示装置と、 を備えたことを特徴とするスペクトラム測定システム。 - 【請求項12】 請求項11記載のスペクトラム測定シ
ステムにおいて、 前記制御指示装置は、 測定周波数帯域幅、前記周期お
よび前記間欠動作の時間に基づいて、測定繰り返し回数
Yを前記スペクトラムアナライザに対して設定すること
を特徴とするスペクトラム測定システム。
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