JPH0633086U - トラッキングジェネレータを具備するスペクトラムアナライザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 解析周波数信号ｆ_RFのＮ次高調波や１／Ｎ周
期のトラッキング出力周波数信号ｆ_TGを出力することの
できる装置を安価にて実現すること。 【構成】 トラッキングジェネレータ部を備えたスペク
トラムアナライザにおいて、掃引信号発生器が出力する
ランプ信号を入力し、所定の倍率にて増幅する増幅回路
と、増幅回路の出力状態を切替える切替スイッチと、所
定の電圧を発生するオフセット回路と、切替スイッチお
よびオフセット回路の出力を加算する加算器と、加算器
の出力に応じて周波数を変化させた掃引信号を出力する
電圧制御発振器と、信号分配器出力および電圧制御発振
器出力をミキシングする周波数変換器とによってトラッ
キングジェネレータ部が構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はスペクトラムアナライザに関し、特にトラッキングジェネレータを備 えたスペクトラムアナライザに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２はトラッキングジェネレータを備えたスペクトラムアナライザの従来例の 構成を示すブロック図である。

【０００３】 測定信号内に含まれる解析周波数信号ｆ_RFが入力される周波数変換器２０１、 中間周波数信号ｆ_IFが入力される周波数変換器２０６、バンドパスフィルタ２０ ７、検波回路２０９、表示回路２１０は直列に設けられている。周波数変換器２ ０１には解析周波数信号ｆ_RFの他に信号分配器２０２が出力する掃引信号が入力 されており、これらの中間周波数信号ｆ_IFが周波数変換器２０６へ出力されてい る。

【０００４】 周波数変換器２０６には中間周波数信号ｆ_IFの他に固定周波数発振器２１１が 出力する信号が入力されており、これらがミキシングされることにより検波回路 ２０９の検波周波数信号である中間周波数信号とされる。該中間周波数信号はバ ンドパスフィルタ２０７を介して検波回路２０９へ入力され、検波回路２０９の 検波出力は表示回路２１０に入力されて、測定結果を示す表示装置（不図示）の 表示信号として用いられる。

【０００５】 信号分配器２０２が出力する掃引信号は、掃引信号発生器２０８および電圧制 御発振器２０４によって生成される。掃引信号発生器２０８は電圧値が変化する 信号を出力し、電圧制御発振器２０４は、掃引信号発生器２０８の出力電圧値に 応じた周波数信号ｆ_LOを信号分配器２０２へ出力する。信号分配器２０２は入力 された周波数信号ｆ_LOを上述したように周波数変換器２０１に出力し、また、固 定周波数発振器２０５とともにトラッキングジェネレータ部を構成する周波数変 換器２０３へ出力する。

【０００６】 周波数発振器２０５は信号分配器２０２からの周波数信号ｆ_LOと固定周波数発 振器２０５が出力する周波数信号ｆ_TGOSCとのとのミキシングによりトラッキン グジェネレータ出力周波数信号ｆ_TGを出力する。

【０００７】 固定周波数発振器２０５として、その出力周波数信号ｆ_TGOSCが周波数変換器 ２０１が出力する中間周波数信号ｆ_IFと等しいものを使用することにより、周波 数変換器１０３が出力するトラッキング出力周波数信号ｆ_TGは解析周波数信号ｆ _RF と等しいものとなる。また、差を有するものを使用した場合には、解析周波数 信号ｆ_RFと一定の差を持って同調するものとなる。

【０００８】 トラッキングジェネレータの出力は、例えばフィルタ素子などの被測定物への 入力として用いられるもので、この状態で被測定物の出力をスペクトラムアナラ イザで観測することにより、該被測定物の周波数特性や伝送特性を知ることがで きる。

【０００９】 上記のように、図２に示したものにおいては、トラッキング出力周波数信号ｆ _TG が、スペクトラムアナライザの解析周波数信号ｆ_RFと同一か、もしくは一定の 差を持って同調する信号とするために同一の電圧制御発振器２０４をスペクトラ ムアナライザ部とトラッキングジェネレータ部とで共有している。このような構 成では、トラッキング出力周波数信号ｆ_TGを解析周波数信号ｆ_RFと同調させるこ とはできるが、解析周波数信号ｆ_RFのＭ次高調波と同調させることはできない。 Ｍ次高調波や１／Ｍの周波数のトラッキング出力周波数信号ｆ_TGを必要とする 場合には、図３に示すようにトラッキング出力周波数信号ｆ_TGを出力する周波数 変換器２０３に対して、電圧制御発振器２０４と同特性の電圧制御発振器３０２ と、該電圧制御発振器３０２へ制御電圧を出力する電圧発生器３０１を設け、Ｍ 次高調波や１／Ｍの周波数のトラッキング出力周波数信号ｆ_TGが出力されるよう に電圧発生器３０１の出力を調整していた。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来のトラッキングジェネレータを具備するスペクトラムアナライザ においては、解析周波数信号ｆ_RFのＭ次高調波や１／Ｍの周波数のトラッキング 出力周波数信号ｆ_TGを得るためには、図３に示したように電圧制御発振器２０４ と同特性の電圧制御発振器３０２を設けていたが、この電圧制御発振器３０２に は、解析周波数信号ｆ_RFのＭ次高調波をカバーする必要がある。このため、広帯 域に動作することが要求され、極めて高価なものとなり、製造コストが高くなっ てしまうという問題点がある。また、トラッキング出力周波数信号ｆ_TGが解析周 波数信号ｆ_RFのＭ次高調波や１／Ｍの周波数のものとなるように電圧発生器３０ １の出力を定める必要があり、操作が煩わしいという問題点がある。さらに、例 え、予め計測を行って電圧発生器３０１の出力を定めたとしても、広帯域の信号 を出力させる場合には、動作環境の僅かな温度変化によっても出力周波数に大き な変動が生じてしまうため、限られた動作環境でしか使用することができないと いう問題点がある。

【００１１】 本考案は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので あって、被測定物に加えられた信号周波数のＭ次高調波や１／Ｍの周波数の周波 数特性を簡単に観測することができる装置、ひいては、解析周波数信号ｆ_RFのＭ 次高調波や１／Ｍの周波数のトラッキング出力周波数信号ｆ_TGを出力することの できるトラッキングジェネレータを具備するスペクトラムアナライザを安価にて 実現することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案のトラッキングジェネレータを具備するスペクトラムアナライザは、ラ ンプ信号を出力する掃引信号発生器と、該掃引信号発生器が出力するランプ信号 に応じて周波数を変化させた第１の掃引信号を出力する第１の電圧制御発振器と 、該第１の電圧制御発振器が出力する第１の掃引信号をスペクトラムアナライザ 部とトラッキングジェネレータ部のそれぞれに出力する信号分配器とを有するト ラッキングジェネレータを具備するスペクトラムアナライザにおいて、 掃引信号発生器が出力するランプ信号を入力し、所定の倍率にて増幅する増幅 回路と、 増幅回路の出力状態を切替える切替スイッチと、 所定の電圧を発生するオフセット回路と、 切替スイッチ出力およびオフセット回路出力を加算する加算器と、 加算器の出力に応じて周波数を変化させた第２の掃引信号を出力する第２の電 圧制御発振器と、 信号分配器出力および第２の電圧制御発振器出力をミキシングする周波数変換 器とによってトラッキングジェネレータ部が構成される。

【００１３】 この場合、増幅回路における増幅倍率を可変としてもよい。

【００１４】 上記の可変増幅を行う増幅回路の構成としては、それぞれ異なる増幅倍率の複 数の増幅器と、該複数の増幅器のいずれか１つを択一的に選択する、もしくはい ずれも選択しない切替スイッチより構成されるものとしてもよい。

【００１５】 本考案の他の構成によるものとしては、 ランプ信号を出力する掃引信号発生器と、該掃引信号発生器が出力するランプ 信号に応じて周波数を変化させた第１の掃引信号を出力する第１の電圧制御発振 器と、該第１の電圧制御発振器が出力する第１の掃引信号をスペクトラムアナラ イザ部とトラッキングジェネレータ部のそれぞれに出力する信号分配器とを有す るトラッキングジェネレータを具備するスペクトラムアナライザにおいて、 増幅回路の出力状態を切替える切替スイッチと、 所定の電圧を発生するオフセット回路と、 切替スイッチ出力およびオフセット回路出力を加算する加算器と、 掃引信号発生器が出力するランプ信号を比較入力電圧の周波数信号とする周波 数シンセサイザと、 信号分配器出力および周波数シンセサイザ出力をミキシングする周波数変換器 とによってトラッキングジェネレータ部が構成されるものがあげられる。

【００１６】

【作用】

第２の電圧制御発振器の出力（トラッキング出力周波数信号ｆ_TG）は、第１の 掃引周波数信号と第２の掃引周波数信号とがミキシングされたものであるが、オ フセット回路の設定電圧によっては、解析周波数信号と増幅回路の増幅率のみで 表すことが可能なものとなる。

【００１７】 上記の信号は、各電圧制御発振器出力から得られるものであるために、トラッ キングジェネレータ部に設けられる電圧制御発振器にはそれほどの広帯域特性が 要求されることはない。

【００１８】

【実施例】

次に、本考案の実施例について図面を参照して説明する。

【００１９】 図１は本考案の一実施例の構成を示すブロック図である。

【００２０】 本実施例において、スペクトラムアナライザ部は周波数変換器１０１，１０６ 、信号分配器１０２、第１の電圧制御発振器である電圧制御発振器１０４、バン ドパスフィルタ１０７、掃引信号発振器１０８、検波回路１０９および表示回路 １１０により構成されている。

【００２１】 信号分配器１０２、電圧制御発振器１０４および掃引信号発振器１０８はトラ ッキングジェネレータ部にも兼用されるもので、これらの他に設けられる、周波 数変換器１０３、増幅回路である１／Ｎ，Ｎ倍回路１２１、オフセット回路１２ ２、第２の電圧制御発振器である電圧制御発振器１２３、切替スイッチ１２４お よび加算器１２５によってトラッキングジェネレータ部が構成されている。

【００２２】 解析周波数信号ｆ_RFが入力される周波数変換器１０１，１０６、バンドパスフ ィルタ１０７、検波回路１０９、表示回路１１０は直列に設けられている。周波 数変換器１０１には解析周波数信号ｆ_RFの他に信号分配器１０２が出力する掃引 信号が入力されており、これらの中間周波数信号ｆ_IFが周波数変換器１０６へ出 力されている。

【００２３】 周波数変換器１０６には中間周波数信号ｆ_IFの他に固定周波数発振器１１１が 出力する信号が入力されており、これらがミキシングされることにより検波回路 １０９の検波周波数信号である中間周波数信号とされる。該中間周波数信号はバ ンドパスフィルタ１０７を介して検波回路１０９へ入力され、検波回路１０９の 検波出力は表示回路１１０に入力されて、測定結果を示す表示装置（不図示）の 表示信号として用いられる。

【００２４】 信号分配器１０２が出力する掃引信号は、掃引信号発生器１０８および電圧制 御発振器１０４によって生成される。掃引信号発生器１０８は電圧値が変化する 信号を出力し、電圧制御発振器１０４は、掃引信号発生器１０８の出力電圧値に 応じた周波数信号ｆ_LOを信号分配器１０２へ出力する。信号分配器１０２は入力 された周波数信号ｆ_LOを上述したように周波数変換器１０１に出力し、また、周 波数変換器１０３へ出力する。

【００２５】 周波数変換器１０３には電圧制御発振器１２３が出力する周波数信号ｆ_TGOSC が入力されている。周波数変換器１０３は入力される各周波数信号ｆ_LO，ｆ_{TGOS C} の中間周波数信号であるトラッキング出力周波数信号ｆ_TGを出力する。

【００２６】 加算器１２５には、切替スイッチ１２４の開閉状態に応じて１／Ｎ，Ｎ倍回路 １２１出力が入力され、該入力と電圧制御発振器１２３の出力特性を補正するた めのオフセット回路１２２の出力とが加算される。電圧制御発振器１２３は加算 器１２５の出力電圧に応じて周波数を変化させた掃引信号を発生し、周波数変換 器１０３へ出力する。

【００２７】 １／Ｎ，Ｎ倍回路１２１は掃引信号発生器１０８が出力するランプ信号を入力 し、該ランプ信号を増幅することにより電圧制御発振器１２３に加えられるラン プ信号のスロープの傾き（振幅）を変えるものである。１／Ｎ，Ｎ倍回路１２１ の出力は、切替スイッチ１２４が閉じられているときにオフセット回路１２２が 出力する固定のオフセット電圧と加算器１２５にて加算され、電圧制御発振器１ ２２に加えられる。

【００２８】 次に、本実施例の動作について説明する。

【００２９】 切替スイッチ１２４が開けられているときには電圧制御発振器１２３にはオフ セット回路１２２が出力する固定のオフセット電圧のみが加えられ、電圧制御発 振器１２３の出力は固定周波数となるために、トラッキング出力周波数信号ｆ_TG は図２に示した従来例と同様に解析周波数信号ｆ_RFと同一か、もしくは一定の差 を持って同調する信号となる。

【００３０】 切替スイッチ１２４が閉じられている場合、電圧制御発振器１０４，１２３の 各オフセット周波数をｆ_offset，ｆ'_offset、各電圧制御発振器１０４，１２３ の電圧に応じて変化する周波数成分をΔｆ、それぞれに印加される制御電圧をＶ 、制御電圧が０のときの出力周波数をｆ_STARTとすると、ｆ_LO、ｆ_RFおよびｆ_TG 、ｆ_TGOSCはそれぞれ以下のように表される。

【００３１】 ここで、上記の各オフセット周波数をｆ_offset，ｆ'_offsetのうち、ｆ'_offset は、オフセット回路１２２が出力する固定のオフセット電圧によって決定される もので、該オフセット電圧により解析周波数信号ｆ_RFとトラッキング出力周波数 信号ｆ_TGは所定の周波数差に保たれる。

【００３２】 ｆ_LO＝ｆ_offset＋Ｖ・Δｆ ・・・・・・ ｆ_RF＝ｆ_TG＝Ｖ・Δｆ＋ｆ_START ・・・・・・ ｆ_TGOSC＝ｆ'_offset＋Ｖ／Ｎ・Δｆ ・・・・・・ ｆ_TG＝ｆ_LO−ｆ_TGOSC ・・・・・・ 上記の各式からｆ_TGに関する式について展開する。

【００３３】 ｆ_TG＝ｆ_offset＋Ｖ・Δｆ−ｆ'_offset−Ｖ／Ｎ・Δｆ ＝（Ｖ−Ｖ／Ｎ）・Δｆ＋ｆ_offset−ｆ'_offset ＝〔（Ｎ−１）／Ｎ〕・Ｖ・Δｆ＋ｆ_offset−ｆ'_offset したがって、 ｆ_offset−ｆ'_offset−〔（Ｎ−１）／Ｎ〕・ｆ_START＝０ を満たす電圧を加えることにより、 ｆ_TG＝〔（Ｎ−１）／Ｎ〕・Ｖ・Δｆ＋〔（Ｎ−１）／Ｎ〕・ｆ_START ＝〔（Ｎ−１）／Ｎ〕・ｆ_RF となり、解析周波数信号ｆ_RFを整数にて倍することもしくは分割することがで き、１／Ｎ，Ｎ倍回路１２１の増幅率を選択することによって、トラッキング出 力周波数信号ｆ_TGを解析周波数信号ｆ_RFのＭ次高調波や１／Ｍの周波数の信号と することができる。

【００３４】 本実施例においては、スペクトラムアナライザ部に用いられる電圧制御発振器 １０４と電圧制御発振器１２３との中間周波数信号がトラッキング出力周波数信 号ｆ_TGとされるため、電圧制御発振器１２３には図２に示した従来例程の広帯域 成は要求されず、装置を安価に構成することができた。

【００３５】 なお、以上説明した実施例においては、１／Ｎ，Ｎ倍回路１２１を１つ設けた ものを例として説明した。１／Ｎ，Ｎ倍回路１２１はその増幅率が可変であり、 装置動作を制御する上位からの指令に基づいて増幅率を任意に変えるものとして もよい。このように構成することにより、様々な測定を連続的に行うことが可能 となり、装置を効率よく使用することができる。

【００３６】 上記のような増幅率可変の１／Ｎ，Ｎ倍回路１２１としては、増幅倍率を決定 する帰還抵抗を、抵抗値が異なるものを複数備えた帰還増幅器として構成するこ とや単純に増幅率が異なる１／Ｎ，Ｎ倍回路を複数設けることが考えられる。こ の場合の切替スイッチは、各帰還抵抗（１／Ｎ，Ｎ倍回路）のいずれか１つを択 一的に選択する、もしくはいずれも選択しないものとすればよい。このような構 成とすることにより、解析周波数信号ｆ_RFのＭ次高調波や１／Ｍの周波数のトラ ッキング出力周波数信号ｆ_TGを切替スイッチの切替状態のみで得ることができる 。

【００３７】 また、１／Ｎ，Ｎ倍回路１２１における増幅動作について言うと、極めて精度 の高い動作が要求され、また、電圧制御発振器１０４の出力と同期させる必要が あるために、掃引信号発生器１０８が出力するランプ信号を比較入力電圧の周波 数信号として電圧制御発振器１２３に帰還をかけるＰＬＬ周波数シンセサイザを 構成してもよい。このような構成とすることにより、上記の要求を容易に達成す ることができる。

【００３８】

【考案の効果】

本考案は以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果 を奏する。

【００３９】 請求項１に記載のものにおいては、トラッキング出力周波数信号ｆ_TGとして解 析周波数信号ｆ_RFのＭ次高調波や１／Ｍの周波数の信号を出力可能なスペクトラ ムアナライザを安価にて実現することができる効果がある。

【００４０】 請求項２または請求項３に記載のものにおいては、上記効果に加えて、スイッ チの切替状態によりトラッキング出力周波数信号ｆ_TGを解析周波数信号ｆ_RFのＭ 次高調波や１／Ｍの周波数のさまざまなものに切替ることができる効果がある。 請求項に記載のものにおいては、増幅回路での増幅動作を、精度が高く、第１ の電圧制御発振器に同期して行われるものとすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】従来例の構成を示すブロック図である。

【図３】Ｍ次高調波や１／Ｍの周波数のトラッキング出
力周波数信号ｆ_TGを出力させる従来例の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０１，１０３，１０６ 周波数変換器 １０２ 信号分配器 １０４，１２３ 電圧制御発振器 １０７ バンドパスフィルタ １０８ 掃引信号発生器 １０９ 検波回路 １１０ 表示回路 １１１ 固定周波数発振器 １２１ １／Ｎ，Ｎ倍回路 １２２ オフセット回路 １２４ 切替スイッチ １２５ 加算器

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプ信号を出力する掃引信号発生器
   と、該掃引信号発生器が出力するランプ信号に応じて周
   波数を変化させた第１の掃引信号を出力する第１の電圧
   制御発振器と、該第１の電圧制御発振器が出力する第１
   の掃引信号をスペクトラムアナライザ部とトラッキング
   ジェネレータ部のそれぞれに出力する信号分配器とを有
   するトラッキングジェネレータを具備するスペクトラム
   アナライザにおいて、 前記掃引信号発生器が出力するランプ信号を入力し、所
   定の倍率にて増幅する増幅回路と、 前記増幅回路の出力状態を切替える切替スイッチと、 所定の電圧を発生するオフセット回路と、 前記切替スイッチ出力およびオフセット回路出力を加算
   する加算器と、 前記加算器の出力に応じて周波数を変化させた第２の掃
   引信号を出力する第２の電圧制御発振器と、 前記信号分配器出力および第２の電圧制御発振器出力を
   ミキシングする周波数変換器とによって前記トラッキン
   グジェネレータ部が構成されることを特徴とするトラッ
   キングジェネレータを具備するスペクトラムアナライ
   ザ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のトラッキングジェネレー
   タを具備するスペクトラムアナライザにおいて、 増幅回路における増幅倍率が可変であることを特徴とす
   るトラッキングジェネレータを具備するスペクトラムア
   ナライザ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のトラッキングジェネレー
   タを具備するスペクトラムアナライザにおいて、 増幅回路が、それぞれ異なる増幅倍率の複数の増幅器
   と、該複数の増幅器のいずれか１つを択一的に選択す
   る、もしくはいずれも選択しない切替スイッチより構成
   されていることを特徴とするトラッキングジェネレータ
   を具備するスペクトラムアナライザ。
4. 【請求項４】 ランプ信号を出力する掃引信号発生器
   と、該掃引信号発生器が出力するランプ信号に応じて周
   波数を変化させた第１の掃引信号を出力する第１の電圧
   制御発振器と、該第１の電圧制御発振器が出力する第１
   の掃引信号をスペクトラムアナライザ部とトラッキング
   ジェネレータ部のそれぞれに出力する信号分配器とを有
   するトラッキングジェネレータを具備するスペクトラム
   アナライザにおいて、 前記増幅回路の出力状態を切替える切替スイッチと、 所定の電圧を発生するオフセット回路と、 前記切替スイッチ出力およびオフセット回路出力を加算
   する加算器と、 前記掃引信号発生器が出力するランプ信号を比較入力電
   圧の周波数信号とする周波数シンセサイザと、 前記信号分配器出力および周波数シンセサイザ出力をミ
   キシングする周波数変換器とによって前記トラッキング
   ジェネレータ部が構成されることを特徴とするトラッキ
   ングジェネレータを具備するスペクトラムアナライザ。