JP4510349B2 - 計測器の複素伝達関数を決定する構成 - Google Patents

計測器の複素伝達関数を決定する構成 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本クレームの前提項による構成、即ち、「線スペクトルを送り込む装置を備えると共に、計測器（１）の出力部に発生し、Ａ／Ｄコンバータを用いてディジタル化された出力信号を、コンピュータにおいて評価する装置（３、４）を備え、計測器の複素伝達関数を決定する構成」に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の構成は、公知のものである（ヒューレット・パッカード・ジャーナル、１９９３年１２月、３１ページ以降と４７ページ以降、先行ドイツ特許出願第１９７ ５７ ２９６．０号）。このような構成を用いると、計測器（例えば、スペクトルアナライザ）の伝達関数は、入力ソケットからＡ／Ｄコンバータまで、すなわち計測器のアナログ部全体に関して、決定できる。コンピュータにおいて、このようなやり方で得られたそれらの測定値の振幅と位相による評価の結果として、この測定された伝達関数の逆関数を計算することができ、それゆえ、その計測器の伝達関数が、その動作中に補償できる。このプロセスは、計測器の狭帯域アナログ部にも、きわめて広帯域のアナログ部にも利用できる。それゆえ、これは、ベースバンドにおいてもはや充分には補正できない計測器の中間周波ステージ（ＩＦ部）の校正にも非常に適している。
【０００３】
このような構成を用いて実行できる校正・補償プロセスは、この周波数レンジ内で考察されると、補正される帯域幅の範囲内の振幅応答と、群遅延または位相を表わすＡ／Ｄコンバータの信号を必要条件としている。一般に、これは、例えば、その測定レンジ内に等距離線を示す線スペクトルを用いて得られる。これらの等距離線の間隔は、これらの等距離線を使って、振幅応答と位相応答を充分な精度でモデル化できる程度に、小さくなるように決められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
今まで知られているこの種の構成では、線スペクトルは、Ｄ／Ａコンバータを用いるディジタル法（ヒューレット・パッカード・ジャーナル、１９９３年１２月）によるか、あるいは、直線的に周波数を増加させる補助信号を単一周波数搬送波信号に乗じて生み出された時間の経過と共に周波数を増加させる校正信号（ドイツ特許出願第１９７ ５７ ２９６．０号）を用いて、生成させる。線スペクトルを生成するこれらの公知の装置は、回路技術の点から比較的に精巧であり、さらに、これらの装置は、帯域が高い場合に、そのスペクトルの線が、時間的に次々に生成され、それゆえ、比較的に長い測定時間が必要であるという欠点を持つ。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、回路技術の点から比較的にわずかの労力で線スペクトルを生成できるようにするこの種の構成を創造することである。
【０００６】
この目的は、本クレームの前提項による構成から始まって、前記クレームの特徴記載部分、即ち、「前記線スペクトルを生成する装置が、パルス発生器（２）であること」に基づいて達成される。
【０００７】
本発明によれば、例えば多くの計測器内のパルス信号源として現存し、使用されるような、また、例えば、Ｍ．Ｋｕｍｍｅｒによる「Ｇｒｕｎｄｌａｇｅｎ ｄｅｒ Ｍｉｋｒｏｗｅｌｌｅｎｔｅｃｈｎｉｋ」と題する本（ＶＥＢ−Ｖｅｒｌａｇ Ｔｅｃｈｎｉｋ、１９８６年、３２９ページ）に述べられ、パルス発生器またはコーム・ジェネレータが、線スペクトルを生成する目的で使用される。このようなパルス発生器は、ステップリカバリー・ダイオードを用いて、このＧＨｚレンジ内の高周波数まで実現できる。例えば、ＧＨｚレンジ内の上の方において、なおも充分な振幅特性と位相特性を示すきわめて広帯域のパルススペクトルが生成できる。よって、このようなパルス発生器を用いると、上記の測定構成に必要な校正信号を、きわめて簡単に、正確に、かつ再現できるように生成することができる。それゆえ、任意の広帯域の計測器も正確に校正でき、またその計測器の伝達関数は、振幅と位相、または群遅延の点から補正できる。本発明によるパルス発生器の場合に、線スペクトルのすべての線が、つねに同時に存在し、非常に速い校正も可能である。すなわち、その速度は、もっぱら、線スペクトルを収集する目的に必要な評価Ａ／Ｄコンバータのサンプリングレートと、伝達関数の補償関数の充分正確な計算に必要なサンプル値の数によって決まる。
【０００８】
【実施例】
本発明は、一実施例に関して、図式化した構成に基づいて以下に説明される。
【０００９】
図１は、計測器１（例えば、スペクトルアナライザ）の伝達関数を決定する構成の図式化した構成を示している。計測器１の入力部では、線スペクトルが、パルス発生器２から送り込まれ、その場合、前記線スペクトルの帯域幅は、少なくとも、この計測器の帯域幅に一致する。計測器１の出力部では、計測器１の伝達関数を測定し、補償することになり、その出力信号を、Ａ／Ｄコンバータ３においてサンプリングする。これらのディジタル化された値は、ディジタルコンピュータ４において評価される。
【００１０】
図２による時間領域表現のパルス信号は、パルス発生器で生成される。理想的な場合には、これらのパルスは、持続時間Ｔａがゼロに近づくいわゆるディラック・インパルスである。これらのスペクトル線の間隔は、パルス幅Ｔａを用いて決定され、またこのスペクトルの形状は、図３による周波数領域表現で示される通り、パルス間隔Ｔｂを用いて決定される。ディラック・インパルスから成る理想的なパルス信号の場合には、このパルスのスペクトルは、無限に広く、１／Ｔａは∞に近づく。有限幅のパルスでは、線スペクトルの包絡線曲線は、ｓｉｎ（ｘ）／ｘ関数である。すなわち、このスペクトルの有効なレンジは、線の長さの適合度、すなわち、ｓｉｎ（ｘ）／ｘ曲線の勾配が、どの程度正確でなければならないかに関する要件に従う。
【図面の簡単な説明】
【図１】 計測器１（例えば、スペクトルアナライザ）の伝達関数を決定する構成の図式化した構造を示す図である。
【図２】 時間領域表現でパルス信号を示した図である。
【図３】 周波数領域表現でスペクトルの形状を示した図である。
【符号の説明】
１ 計測器のアナログ部
２ パルス発生器
３ Ａ／Ｄコンバータ
４ ディジタルコンピュータ

Claims (2)

  1. 線スペクトルを生成する装置と、線スペクトルが送り込まれる計測器（１）と、計測器（１）の出力部から出力される信号をディジタル化するＡ／Ｄコンバータ（３）と、ディジタル化された出力信号を評価するコンピュータ（４）とを備えた装置であって、計測器（１）の複素伝達関数を決定するために、前記線スペクトルを生成する装置が、パルス発生器（２）であることを特徴とする装置。
  2. 前記パルス発生器（２）がステップリカバリー・ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の装置。
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