JP3131913B2 - スペクトラムアナライザ - Google Patents
スペクトラムアナライザInfo
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- JP3131913B2 JP3131913B2 JP04117394A JP11739492A JP3131913B2 JP 3131913 B2 JP3131913 B2 JP 3131913B2 JP 04117394 A JP04117394 A JP 04117394A JP 11739492 A JP11739492 A JP 11739492A JP 3131913 B2 JP3131913 B2 JP 3131913B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はスペクトラムアナライ
ザに関し、特に入力信号の２乗平均値を測定できるよう
にしたものである。
ザに関し、特に入力信号の２乗平均値を測定できるよう
にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のスペクトラムアナライザを図１を
参照して説明する。入力端子１１に入力されたＲＦ信号
は可変減衰器１２で適当なレベルに調整されてミキサ１
３に入力され、掃引発振器１４からの出力局部信号と周
波数混合される。ランプ信号発生器１５からのこぎり歯
状のランプ電圧が掃引発振器１４に供給されて発振周波
数を掃引すると共に表示器制御回路２３を通じて表示器
２４に供給される。ミキサ１３の出力はＢＰＦ（帯域通
過ろ波器）１６に入力され、両入力のビート周波数信号
（中間周波数信号）が選択されて、ステップアンプ１７
に入力され、適当なレベルに増幅されて検波回路１８に
入力され、エンベロープ検波される。検波回路１８の出
力はＡ／Ｄ変換器１９に入力され、一定のサンプリング
周期でディジタル値に変換される。Ａ／Ｄ変換器１９の
出力は画像メモリ２１に入力され、一画面分（１フレー
ム分）の表示データが書き込まれる。表示制御回路２３
は画像メモリ２１から読み出された表示データをランプ
信号に同期して表示器２４に表示する。制御回路２２に
はＣＰＵ（中央演算処理装置）が設けられており、可変
減衰器１２の減衰量制御、ランプ信号発生器１５の電圧
掃引制御、ステップアンプ１７の利得制御、画像メモリ
２１の書き込み読み出し制御、表示器制御回路２３の表
示モード制御、等を行うと共に、Ａ／Ｄ変換器１９にサ
ンプリングクロックを与える。
参照して説明する。入力端子１１に入力されたＲＦ信号
は可変減衰器１２で適当なレベルに調整されてミキサ１
３に入力され、掃引発振器１４からの出力局部信号と周
波数混合される。ランプ信号発生器１５からのこぎり歯
状のランプ電圧が掃引発振器１４に供給されて発振周波
数を掃引すると共に表示器制御回路２３を通じて表示器
２４に供給される。ミキサ１３の出力はＢＰＦ（帯域通
過ろ波器）１６に入力され、両入力のビート周波数信号
（中間周波数信号）が選択されて、ステップアンプ１７
に入力され、適当なレベルに増幅されて検波回路１８に
入力され、エンベロープ検波される。検波回路１８の出
力はＡ／Ｄ変換器１９に入力され、一定のサンプリング
周期でディジタル値に変換される。Ａ／Ｄ変換器１９の
出力は画像メモリ２１に入力され、一画面分（１フレー
ム分）の表示データが書き込まれる。表示制御回路２３
は画像メモリ２１から読み出された表示データをランプ
信号に同期して表示器２４に表示する。制御回路２２に
はＣＰＵ（中央演算処理装置）が設けられており、可変
減衰器１２の減衰量制御、ランプ信号発生器１５の電圧
掃引制御、ステップアンプ１７の利得制御、画像メモリ
２１の書き込み読み出し制御、表示器制御回路２３の表
示モード制御、等を行うと共に、Ａ／Ｄ変換器１９にサ
ンプリングクロックを与える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スペクトラムアナライザには、入力信号の２乗平均値を
測定する機能は無かった。そこでこの発明では、スペク
トラムアナライザに２乗平均値測定機能を付加し、その
コスト・パーフォーマンスを向上させようとするもので
ある。
スペクトラムアナライザには、入力信号の２乗平均値を
測定する機能は無かった。そこでこの発明では、スペク
トラムアナライザに２乗平均値測定機能を付加し、その
コスト・パーフォーマンスを向上させようとするもので
ある。
【０００４】
（１）入力信号をミキサに入力し、掃引発振器の出力と
混合し、そのミキサ出力の中間周波数信号を検波回路で
検波し、その検波出力をＡ／Ｄ変換器に入力し、そのＡ
／Ｄ変換器の出力を画像メモリに書き込み、その画像メ
モリのデータを読み出して表示器に表示させるスペクト
ラムアナライザにおいて、請求項１の発明では、平均値
測定モードのとき、Ａ／Ｄ変換器からの振幅サンプル値
を一定数ずつ加算平均手段で加算平均し、その加算平均
結果が与えられる毎にそれまで得られている加算平均値
と共に２乗平均手段により２乗平均を演算し、得られた
２乗平均値を順次画像メモリに与え、表示器に表示す
る。
混合し、そのミキサ出力の中間周波数信号を検波回路で
検波し、その検波出力をＡ／Ｄ変換器に入力し、そのＡ
／Ｄ変換器の出力を画像メモリに書き込み、その画像メ
モリのデータを読み出して表示器に表示させるスペクト
ラムアナライザにおいて、請求項１の発明では、平均値
測定モードのとき、Ａ／Ｄ変換器からの振幅サンプル値
を一定数ずつ加算平均手段で加算平均し、その加算平均
結果が与えられる毎にそれまで得られている加算平均値
と共に２乗平均手段により２乗平均を演算し、得られた
２乗平均値を順次画像メモリに与え、表示器に表示す
る。
【０００５】（２）請求項２の発明では、請求項１の発
明において前記２乗平均手段を、加算平均値を順次２乗
する２乗演算手段と、その２乗値を順次累積加算する累
積加算手段と、その累積加算値が与えられる毎に、それ
までに得られている累積加算値と共に２乗平均を演算す
る２乗平均演算手段とにより構成する。 （３）請求項３の発明では、請求項１の発明において、
Ａ／Ｄ変換器の出力振幅サンプル値に対し検波回路の非
直線性を補正する補正値データを格納する補正値データ
メモリと、Ａ／Ｄ変換器の出力振幅サンプル値と、それ
に対応する補正データメモリから読み出された補正デー
タとを加算して補正された前記振幅サンプル値として出
力する補正加算手段が設けられる。
明において前記２乗平均手段を、加算平均値を順次２乗
する２乗演算手段と、その２乗値を順次累積加算する累
積加算手段と、その累積加算値が与えられる毎に、それ
までに得られている累積加算値と共に２乗平均を演算す
る２乗平均演算手段とにより構成する。 （３）請求項３の発明では、請求項１の発明において、
Ａ／Ｄ変換器の出力振幅サンプル値に対し検波回路の非
直線性を補正する補正値データを格納する補正値データ
メモリと、Ａ／Ｄ変換器の出力振幅サンプル値と、それ
に対応する補正データメモリから読み出された補正デー
タとを加算して補正された前記振幅サンプル値として出
力する補正加算手段が設けられる。
【０００６】
【実施例】図２はこの発明による２乗平均値測定が可能
とされたスペクトラムアナライザのブロック図を示し、
図１と対応する部分に同じ符号を付けてある。この実施
例は図１の従来の構成に、更に加算平均部２６と２乗平
均部２７とが設けられ、Ａ／Ｄ変換器１９と画像メモリ
２１との間に設けられた切り替え回路２５によりＡ／Ｄ
変換器１９の出力を加算平均部２６と２乗平均部２７を
通して画像メモリ２１に与えることができるように構成
されている。切り替え回路２５が通過路を選択した状態
では、図１のスペクトラムアナライザと同様にランプ信
号発生器１５からのランプ信号により掃引発振器１４の
発振周波数が繰り返し掃引され、その周波数掃引された
局部信号と入力信号がミキサ１３で周波数混合される。
従って、掃引周波数の下限と上限をそれぞれＦL1、ＦL2
とし、バンドパスフィルタ１６の通過中心周波数をＦB
とすると、その出力には入力信号中の周波数帯域（ＦB
＋ＦL1）〜（ＦB ＋ＦL2）の各成分が順次中間周波ＦB
に変換され、そのスペクトラム包絡が前述のようにＡ／
Ｄ変換器１９により一定サンプリング周期でディジタル
値に変換され、メモリ２１に書き込まれる。局部信号の
１回の周波数掃引によって得られたスペクトラムデータ
がメモリ２１から読み出され、横軸を周波数として表示
器２４に表示されると共に次の周波数掃引が開始され、
同様の動作が繰り返される。
とされたスペクトラムアナライザのブロック図を示し、
図１と対応する部分に同じ符号を付けてある。この実施
例は図１の従来の構成に、更に加算平均部２６と２乗平
均部２７とが設けられ、Ａ／Ｄ変換器１９と画像メモリ
２１との間に設けられた切り替え回路２５によりＡ／Ｄ
変換器１９の出力を加算平均部２６と２乗平均部２７を
通して画像メモリ２１に与えることができるように構成
されている。切り替え回路２５が通過路を選択した状態
では、図１のスペクトラムアナライザと同様にランプ信
号発生器１５からのランプ信号により掃引発振器１４の
発振周波数が繰り返し掃引され、その周波数掃引された
局部信号と入力信号がミキサ１３で周波数混合される。
従って、掃引周波数の下限と上限をそれぞれＦL1、ＦL2
とし、バンドパスフィルタ１６の通過中心周波数をＦB
とすると、その出力には入力信号中の周波数帯域（ＦB
＋ＦL1）〜（ＦB ＋ＦL2）の各成分が順次中間周波ＦB
に変換され、そのスペクトラム包絡が前述のようにＡ／
Ｄ変換器１９により一定サンプリング周期でディジタル
値に変換され、メモリ２１に書き込まれる。局部信号の
１回の周波数掃引によって得られたスペクトラムデータ
がメモリ２１から読み出され、横軸を周波数として表示
器２４に表示されると共に次の周波数掃引が開始され、
同様の動作が繰り返される。
【０００７】この発明に従って付加された２乗平均値測
定機能を使って入力信号波形の２乗平均値を測定する場
合は、切り替え回路２５を加算平均部２６、２乗平均部
２７を通る経路に接続すると共に、ランプ信号発生器１
５から所望の一定電圧を出力することにより発振器１４
から所望の固定周波数の局部信号を発生する。従って入
力信号のある周波数成分がバンドパスフィルタ１６の出
力に得られ、検波回路１８の出力に時間領域の信号波形
（振幅包絡）が得られる。得られた波形はＡ／Ｄ変換器
１９により一定サンプリング周期で順次ディジタル値に
変換され、切り替え回路２５を通して加算平均部２６に
順次供給される。加算平均部２６は図３に示すように与
えられた振幅値を１フレーム分、例えば６００サンプル
点まで順次累積加算し、その最終累積加算結果をサンプ
ル数６００で割算して加算平均値（振幅平均値）Ａi を
出力すると共に、その内容がクリアされてから再び累積
加算を開始する。６００サンプル点毎の加算平均値Ａi
は順次２乗平均部２７に与えられ、予め決められた回
数、例えばｉ＝１００まで入力加算平均値Ａi が与えら
れる毎にそれまで得られている加算平均値と共に２乗平
均Ｒi を計算し、その２乗平均値Ｒi をメモリ２１に順
次格納する。
定機能を使って入力信号波形の２乗平均値を測定する場
合は、切り替え回路２５を加算平均部２６、２乗平均部
２７を通る経路に接続すると共に、ランプ信号発生器１
５から所望の一定電圧を出力することにより発振器１４
から所望の固定周波数の局部信号を発生する。従って入
力信号のある周波数成分がバンドパスフィルタ１６の出
力に得られ、検波回路１８の出力に時間領域の信号波形
（振幅包絡）が得られる。得られた波形はＡ／Ｄ変換器
１９により一定サンプリング周期で順次ディジタル値に
変換され、切り替え回路２５を通して加算平均部２６に
順次供給される。加算平均部２６は図３に示すように与
えられた振幅値を１フレーム分、例えば６００サンプル
点まで順次累積加算し、その最終累積加算結果をサンプ
ル数６００で割算して加算平均値（振幅平均値）Ａi を
出力すると共に、その内容がクリアされてから再び累積
加算を開始する。６００サンプル点毎の加算平均値Ａi
は順次２乗平均部２７に与えられ、予め決められた回
数、例えばｉ＝１００まで入力加算平均値Ａi が与えら
れる毎にそれまで得られている加算平均値と共に２乗平
均Ｒi を計算し、その２乗平均値Ｒi をメモリ２１に順
次格納する。
【０００８】２乗平均部２７は図４に構成例を示すよう
に２乗器２７Ａと累積加算器２７Ｂと、２乗根器２７Ｃ
とからなる。加算平均部２６から６００サンプル点の加
算平均値Ａi が与えられる毎に２乗器２７Ａはその２乗
値Ａ2i を計算し、累積加算器２７Ｂに与える。累積加
算器２７Ｂは２乗値Ａ2i が入力される毎にそれを累積
加算し、その累積加算結果を出力する。累積加算開始か
ら第ｉ番目までの２乗値Ａ2i の累積加算結果をＳi で
表すと（図３参照）、ｉが１から予め決めた値、例えば
１００に達するまで累積加算を行い、各入力２乗値Ａに
対する累積加算結果Ｓi が得られる毎にその値を出力
し、ｉが１００に達するまで繰り返す。２乗根器２７Ｃ
は累積加算値Ｓi が与えられる毎にＲi ＝（Ｓi ／ｉ）
1/2 で表されるその時点までの２乗平均値Ｒi を計算し
て出力する。各２乗平均値Ｒi は順次メモリ２１のｉに
対応するアドレスに格納される。表示制御回路２３は常
に得られている全ての２乗平均値Ｒi を番号ｉと対応す
る横軸位置に表示するようメモリ２１から各値Ｒi を読
み出し、アナログ値として表示器２４に与える。
に２乗器２７Ａと累積加算器２７Ｂと、２乗根器２７Ｃ
とからなる。加算平均部２６から６００サンプル点の加
算平均値Ａi が与えられる毎に２乗器２７Ａはその２乗
値Ａ2i を計算し、累積加算器２７Ｂに与える。累積加
算器２７Ｂは２乗値Ａ2i が入力される毎にそれを累積
加算し、その累積加算結果を出力する。累積加算開始か
ら第ｉ番目までの２乗値Ａ2i の累積加算結果をＳi で
表すと（図３参照）、ｉが１から予め決めた値、例えば
１００に達するまで累積加算を行い、各入力２乗値Ａに
対する累積加算結果Ｓi が得られる毎にその値を出力
し、ｉが１００に達するまで繰り返す。２乗根器２７Ｃ
は累積加算値Ｓi が与えられる毎にＲi ＝（Ｓi ／ｉ）
1/2 で表されるその時点までの２乗平均値Ｒi を計算し
て出力する。各２乗平均値Ｒi は順次メモリ２１のｉに
対応するアドレスに格納される。表示制御回路２３は常
に得られている全ての２乗平均値Ｒi を番号ｉと対応す
る横軸位置に表示するようメモリ２１から各値Ｒi を読
み出し、アナログ値として表示器２４に与える。
【０００９】この様にこの実施例によればｉが１から１
００になるまでの途中の時点までの入力信号波形の２乗
平均値Ｒi も表示器２４上に表示することができるし、
ｉが１００に到達すればその時点で直ちに最終的な２乗
平均値Ｒ100 が得られる。例えば、Ａ／Ｄ変換器１９に
おけるサンプリング周期を1/60 msec 、１フレームのサ
ンプル数を６００、ｉの最大値を１００とすれば、１０
msec毎に２乗平均値Ｒ i が得られ、測定開始後１秒で最
終的な２乗平均値Ｒ100 が得られる。従って、Ａ／Ｄ変
換器１９から全６００×１００個の振幅サンプルデータ
を例えばメモリ２１とは別の図示してないデータメモリ
に格納し、その後そのデータメモリからデータを読み出
して各フレーム毎の加算平均と、それらの２乗平均を図
示してない演算手段により計算して画像メモリ２１に格
納する場合のような大容量のデータメモリを必要とせ
ず、かつ最終的な２乗平均値Ｒ100 が得られるまでの時
間も短い。しかも表示器２４には途中経過における２乗
平均値Ｒi も表示すれば入力信号の変動状態を観測する
ことができる。勿論、表示器２４には最終的な２乗平均
値Ｒ100 のみを表示してもよい。
００になるまでの途中の時点までの入力信号波形の２乗
平均値Ｒi も表示器２４上に表示することができるし、
ｉが１００に到達すればその時点で直ちに最終的な２乗
平均値Ｒ100 が得られる。例えば、Ａ／Ｄ変換器１９に
おけるサンプリング周期を1/60 msec 、１フレームのサ
ンプル数を６００、ｉの最大値を１００とすれば、１０
msec毎に２乗平均値Ｒ i が得られ、測定開始後１秒で最
終的な２乗平均値Ｒ100 が得られる。従って、Ａ／Ｄ変
換器１９から全６００×１００個の振幅サンプルデータ
を例えばメモリ２１とは別の図示してないデータメモリ
に格納し、その後そのデータメモリからデータを読み出
して各フレーム毎の加算平均と、それらの２乗平均を図
示してない演算手段により計算して画像メモリ２１に格
納する場合のような大容量のデータメモリを必要とせ
ず、かつ最終的な２乗平均値Ｒ100 が得られるまでの時
間も短い。しかも表示器２４には途中経過における２乗
平均値Ｒi も表示すれば入力信号の変動状態を観測する
ことができる。勿論、表示器２４には最終的な２乗平均
値Ｒ100 のみを表示してもよい。
【００１０】図５は図２の実施例に更に非線形補正手段
２８、２９を付加して測定精度を高めたものである。即
ち、検波回路１８は、ダイオードの非線形動作領域（例
えばシリコンダイオードでは0〜0.7V 程度）を補償する
ような周知の負帰還回路により構成しても、Ｖ／Ｉ特性
座標の原点を通るような直線に補正することはできな
い。そこでこの実施例では予め各振幅値に対応する補正
データを補正データメモリ２８に予め格納しておき、Ａ
／Ｄ変換器１９から出力された振幅サンプル値をアドレ
スとしてメモリ２８から対応する補正値を読み出し、加
算器２９によりＡ／Ｄ変換器１９の出力に加算する。加
算結果は図２の実施例と同様に切り替え回路２５を通し
て画像メモリ２１、又は累積加算器２６に供給され、前
述と同様の処理を受ける。
２８、２９を付加して測定精度を高めたものである。即
ち、検波回路１８は、ダイオードの非線形動作領域（例
えばシリコンダイオードでは0〜0.7V 程度）を補償する
ような周知の負帰還回路により構成しても、Ｖ／Ｉ特性
座標の原点を通るような直線に補正することはできな
い。そこでこの実施例では予め各振幅値に対応する補正
データを補正データメモリ２８に予め格納しておき、Ａ
／Ｄ変換器１９から出力された振幅サンプル値をアドレ
スとしてメモリ２８から対応する補正値を読み出し、加
算器２９によりＡ／Ｄ変換器１９の出力に加算する。加
算結果は図２の実施例と同様に切り替え回路２５を通し
て画像メモリ２１、又は累積加算器２６に供給され、前
述と同様の処理を受ける。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明では、従来
のスペクトラムアナライザに加算平均部２６と２乗平均
部２７を追加し、局部信号のゼロスパンモードにおいて
Ａ／Ｄ変換器から得られる振幅サンプル値を一定数ずつ
加算平均し、その加算平均値が得られる毎にそれまでの
加算平均値と共に２乗平均を行い、順次画像メモリ２１
に格納するように構成したため、大容量のメモリを必要
とせず、２乗平均値を測定することができる。しかも２
乗平均値測定期間の開始時点から終了時点までの途中に
おける２乗平均値も表示することができ、また測定期間
の終了時点で直ちに波形の最終的な２乗平均値を得るこ
とができる。
のスペクトラムアナライザに加算平均部２６と２乗平均
部２７を追加し、局部信号のゼロスパンモードにおいて
Ａ／Ｄ変換器から得られる振幅サンプル値を一定数ずつ
加算平均し、その加算平均値が得られる毎にそれまでの
加算平均値と共に２乗平均を行い、順次画像メモリ２１
に格納するように構成したため、大容量のメモリを必要
とせず、２乗平均値を測定することができる。しかも２
乗平均値測定期間の開始時点から終了時点までの途中に
おける２乗平均値も表示することができ、また測定期間
の終了時点で直ちに波形の最終的な２乗平均値を得るこ
とができる。
【図１】従来のスペクトラムアナライザを示すブロック
図。
図。
【図２】この発明の実施例を示すブロック図。
【図３】この発明における振幅サンプルの加算平均及び
２乗平均処理を示す図。
２乗平均処理を示す図。
【図４】図２における２乗平均部２７の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図５】この発明の他の実施例を示すブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 23/173
Claims (3)
- 【請求項１】 入力信号をミキサに入力し、掃引発振器
の出力と混合し、そのミキサ出力の中間周波数信号を検
波回路で検波し、その検波出力をＡ／Ｄ変換器に入力
し、そのＡ／Ｄ変換器の出力を画像メモリに書き込み、
その画像メモリのデータを読み出して表示器に表示させ
るスペクトラムアナライザにおいて、 平均値測定モード時に前記掃引発振器の掃引を固定し所
望の周波数局部信号を出力させ、前記Ａ／Ｄ変換器から
出力される振幅サンプル値を予め決めた一定サンプル数
まで順次累積加算し、前記一定サンプル数の振幅サンプ
ル値の加算平均値を出力することを繰り返す加算平均手
段と、 前記加算平均手段からの加算平均値が与えられる毎にそ
の加算平均値と、それまでに得られている加算平均値の
それぞれの２乗平均値を計算して出力し、前記画像メモ
リに順次格納する２乗平均手段、 とを含むことを特徴とするスペクトラムアナライザ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記２乗平均手段は
前記加算平均手段から与えられる前記加算平均値を２乗
する２乗演算手段と、前記２乗演算手段からの２乗値を
累積加算し、その累積加算値を出力する累積加算手段
と、前記累積加算手段からの累積加算値をその累積加算
回数で割算し、その割算結果の平方根を上記２乗平均値
として出力する２乗平均演算手段とを含む。 - 【請求項３】 請求項１のスペクトラムアナライザにお
いて、前記検波回路の非直線性を補正する補正値データ
を各振幅サンプル値に対応させて格納した補正データメ
モリと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力側に挿入され、前記Ａ
／Ｄ変換器の出力振幅サンプル値に、それに対応して前
記補正データメモリから読み出した補正値データを加算
し、その加算結果を補正された前記振幅サンプル値とし
て出力する補正加算手段とを含む。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04117394A JP3131913B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | スペクトラムアナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04117394A JP3131913B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | スペクトラムアナライザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312858A JPH05312858A (ja) | 1993-11-26 |
| JP3131913B2 true JP3131913B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=14710568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04117394A Expired - Fee Related JP3131913B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | スペクトラムアナライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131913B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5347507B2 (ja) | 2007-01-05 | 2013-11-20 | 日本電気株式会社 | 信号品質測定装置、スペクトラム測定回路、プログラム |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP04117394A patent/JP3131913B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05312858A (ja) | 1993-11-26 |
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