JPH0769364B2 - スペクトラムアナライザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、信号を分析し、そのスペクトルを表示するス
ペクトラムアナライザにおいて、表示画面に表示された
スペクトルのうち、希望するスペクトルを敏速に指定
し、その最大レベルとその点の周波数を検知し、表示す
るようにしたスペクトラムアナライザに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

一般的に未知信号のスペクトルを分析、評価しようとし
た場合、先ずはそのスペクトルのレベルと周波数を検出
することが必要である。

しかし、現実的には前記スペクトラム分解能は、スペク
トラムアナライザを構成する素子等から限界があり、観
測されるスペクトルの形は１本の線で表示されるのでは
なく、測定条件にもよるが、スペクトル上部でゆるやか
なカーブを描き、下部が末広がりの山のような形をして
いる。この山の形をしたスペクトル表示の最大レベル点
のレベルと周波数がスペクトルのレベルと周波数であ
る。このためスペクトルの最大点をサーチする必要があ
り、また近くの周波数領域に幾本ものスペクトルが存在
しそれらのレベルと周波数を測定するためにはそれぞれ
スペクトルを選択し、その表示上の最大レベル点を検出
する必要がある。場合によっては逆向きにスペクトルを
谷のように表示することもありうるが、その場合には最
小レベル点のレベルとその周波数がスペクトルのレベル
と周波数である。以下の説明では、山の形をしたスペク
トル表示する場合について説明する。スペクトルとその
最大レベルと周波数表示の仕方に関する技術の従来例を
次に説明する。

第１の従来例として、スペクトルのレベルのデータを、
周波数に対応して一度メモリに格納した後に表示画面上
に表示させるディジタルストレージタイプのスペクトラ
ムアナライザにおいて、表示画面上のスペクトラム波形
の所望位置に輝点を設定し、その点の周波数軸上の位置
から周波数を、前記メモリから該輝点の周波数に対応し
たレベルを知りその値を表示しようとするものである。

第２の従来例はやはり第１例と同じメモリを有するディ
ジタルスペクトラムアナライザで行われているピークサ
ーチ機能およびネクストピークサーチ機能と呼ばれてい
るもので、ピークサーチ機能は、メモリ内のレベルのデ
ータから最大レベルをサーチし、その最大レベルとそれ
に対応した周波数を知り表示するもので、表示画面上の
全周波数領域における最大レベル点に相当する位置に輝
点を設定するものである。

ネクストピークサーチ機能は、表示画面上の周波数領域
において２番目に大きいレベル点、つまり２番目に大き
いスペクトルのレベルとその周波数を検出するものであ
る。

第３の従来例は、スペクトルのレベルのデータを前記の
ようなメモリを介せず、表示画面にアナログ表示させる
アナログスペクトラムアナライザにおいて、表示画面上
のスペクトラム波形上に所望の周波数範囲とその位置を
視認できるように設定し、その周波数範囲にある最大レ
ベルをアナログ的にホールドし、その最大レベルを表示
させるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来技術には次のような問題点があった。

前記第１従来例にては、表示画面上の注意のスペクトル
の任意の点におけるレベルとその周波数を知るうえでは
便利であるが、測定したいスペクトルの最大点に前記輝
点を正確に設定するのにその輝点を移動させる操作が必
要であり、時間がかかる。ディジタル表示においては表
示した画像をアナログ的に視認させるためにその周波数
軸上の分解能をあげるように設計すると、おのずと、前
記輝点の設定分解能も上り、確度も良くなるが、反対に
表示画面の左端から右端までの輝点を動かす距離は実質
的に長くなり輝点の設定に時間がかかる。また輝点の位
置を設定する信号を発生させるのは手動であり、設定さ
れたかどうかの確認は視認によるため、手動操作から表
示画面に輝点が設定されるまでの間に介在する回路の過
渡応答によって遅延や慣性が生じ、それに応じて手動感
覚と視認感覚とにズレが生じ、所望の位置に輝点をすば
やく合わせるのは困難であり、時間がかかる。一方前記
したように表示画面上のスペクトル表示がある幅をもっ
た山のような形をしている場合、その最大レベル点をみ
つけるのに、その最大レベル点と思われる付近を一度輝
点でサーチしてみてから最大レベル点を決定しないと困
難な場合さえあった。またこの例の方法では観測してい
る未知信号の周波数が変動するとき、輝点の位置も最大
レベル点からズレてしまうために、再び輝点の位置をあ
わせ直す操作が必要である。

前記第２従来例にては、表示画面上に多くのスペクトル
を表示しているとき、その中から所望のスペクトル、特
にレベルの低い方のスペクトルのレベルと周波数を検知
できない。ピークサーチ機能では被測定信号の周波数が
変動しても、表示画面上の全周波数領域にある間は輝点
は最大レベル点からはずれることなく追随するが、ネク
ストピークサーチ機能では各スペクトルの周波数レベル
が変動すると正しく検知することが困難となる。

前記第３従来例では表示画面上のスペクトルのある周波
数範囲の最大レベルは表示しているが、周波数を検知で
きず、表示していない。これは前記ピークホールド回路
がアナログ回路で実現しているため、周波数に対応して
動作しないため最大レベルを検出したとき、その周波数
を特定するのが困難であるためである。

従来技術にはこのような欠点があった。

〔問題を解決するための手段〕

このような問題を解決するために、本発明は、測定周波
数領域内で周波数に対応した被測定入力信号のレベルを
記憶するメモリ１と、該メモリに記憶されたレベルを周
波数に対応させて表示する表示装置２とを備えたスペク
トラムアナライザにおいて、 前記表示装置に表示される測定周波数領域内の所望の周
波数範囲をゾーンとして設定するゾーン設定手段６と、
該ゾーン設定手段によって設定された周波数範囲を前記
測定周波数領域内で移動させるゾーン移動手段７と、前
記ゾーン設定手段によって設定された周波数範囲を前記
表示装置に表示させるゾーン表示制御手段５と、前記メ
モリから前記設定された周波数範囲内のデータを読み出
し該データ中のレベルの最大値又は最小値と該最大値又
は最小値に対応する周波数とを検出する検出手段３と、
該検出された最大値又は最小値のレベル及び周波数を前
記表示装置にディジタル表示させる表示制御手段４とを
備え、所望のスペクトルのレベルと周波数を敏速に測定
できるようにした。

〔作用〕

このような構成にしたことにより、スペクトル波形を山
の形に表示させる表示画面上において、周波数範囲をゾ
ーンとして設定し、このゾーンを移動させて、所望のス
ペクトルのみをゾーン内に入れるように、大まかにゾー
ンを設定することにより、そのスペクトルのレベルとそ
の点の周波数を表示できる。スペクトル波形を谷の形に
表示させる表示画面上でも、同様にゾーン設定、移動さ
せて、スペクトル波形の谷をそのゾーン内に入れること
により、最小レベルを検出し、そのスペクルのレベルと
その周波数を表示できる。

〔実施例〕

次に実施例の図に基づいて説明する。

第１図、および第５図は本発明の一実施例（第１実施
例）を示すスペクトラムアナライザの構成図である。

スペクトラムアナライザ受信部100は第５図のように構
成され、ミキサ15で被測定信号を局部発振器16からの信
号とミキサして中間周波数信号とし、その信号を中間周
波数回路18を経て検振器19でレベル検出を行い、そのレ
ベル検出された信号をA/D変換器20でディジタル信号に
変換して、レベルのディジタルデータを次段のメモリ１
（図１）へ送出する。一方掃引制御部21は掃引信号発生
器17を介し局部発振器16の周波数を所望の帯域で掃引す
ることにより、入力端で測定しようとする周波数領域内
を掃引し被測定入力信号を受信する。前記のようにスペ
クトラム受信部100からとレベルのディジタルデータを
受けたメモリ１は測定している周波数に対応して、被測
定信号のレベルであるディジタルデータを記憶し、記憶
した後にその記憶したデータを表示装置２へ出力する。
メモリ１の出力信号を受けた表示装置２は図２に示すよ
うな表示画面８にスケール10と共に被測定信号のスペク
トル11を表示する。一方、測定周波数領域内つまり表示
画面８の水平軸上のスケール10に示される周波数領域内
において、所望の周波数範囲をゾーン12の幅として設定
するゾーン設定手段６は所望の周波数範囲のゾーン幅情
報ΔＸを、ゾーン12の位置を移動させるためのゾーン移
動手段７はゾーン12の位置情報Xcを、共にゾーン表示制
御手段５および検出手段３へ出力する。ここでゾーン設
定手段およびゾーン移動手段７はノブを介して所望の情
報を設定されるものが考えられる。ゾーン表示制御手段
12は水平軸スケールを参照し、ゾーン12の水平軸上の位
置と幅、 を確定し、その確定した情報を表示装置２に送出する。
表示装置２はこの情報をもとに所望のゾーン12を表示さ
せる。検出手段３はゾーンの情報ΔＸとXcから に担当したゾーンの周波数領域を確定し、この周波数領
域に担当したディジタルデータをメモリ１から読み出
し、最大レベル点をサーチするための演算を行い、最大
レベル点の周波数fmとそのレベルLmを得る。そして情報
fmとLmを表示制御手段４に送出する。表示制御手段４は
情報fmとLmを表示装置２に所望のゾーン内の最大レベル
点の周波数値およびレベル値としてディジタル表示９を
行わせる。このような構成であるから本発明の使い方と
しては、表示画面をみながらパネル面のノブを操作する
ことにより、ゾーン幅を設定、次にやはり、ノブでゾー
ンを移動させて所望のスペクトルをゾーン内に入れるこ
とによりスペクトルの最大レベルとその周波数を求める
ことができる。ここでゾーン幅、ゾーンの移動は表示画
面の水平軸のスケール内にて可変することにより、それ
ぞれ単独に任意の幅に設定、任意の位置に移動できる。

図１の検出手段３とゾーン表示制御手段５の間の点線は
第２実施例の構成図を示し、図３はその表示画面の表示
例を示す。この例では第１実施例のゾーン制御手段内に
さらにマーカ表示手段を設けている。このマーカ表示手
段は検出手段３から前記ゾーン12内の最大レベル点の最
大レベルLmとその周波数fmの情報を受けて、表示装置２
の表示画面８にマーカ14を輝点として表示させ、最大レ
ベル点を視認しやすくするようにしたものである。マー
カ14は、輝点の他に、任意の図形でその点を示すように
するなどの方法でも良いことは言うまでもない。

図４は第３実施例を示す構成図で、第１および第２の実
施例における表示装置２をスペクトルを表示させる表示
器（１）2a最大レベル点のレベルとその周波数を表示さ
せるディジタル表示器（２）2bに分けたものである。表
示器（２）2bには例えばLED数字表示器のようなものが
ある。

上記実施例の中で検出手段３はゾーン12内の最大レベル
点を検出していたが、演算の手法を変えることによりゾ
ーン12内の最小レベル点の検出を行うこともできるし、
また最大レベル点と最小レベル点の両方を検出すること
も可能である。これに応じて、表示制御手段４、表示装
置２、およびゾーン表示手段13を変更することは容易で
ある。

第３の実施例ではゾーン設定手段６は一度に所望の周波
数範囲を示すゾーン幅を設定したが、ゾーン幅をゾーン
の左端と右端を独立に指定することにより設定するよう
にすることも可能である。

また、図2,図３では、ゾーン12の表示を長方形の枠で表
示しているが、これをその範囲が視認できるような他の
方法、例えばその範囲に相当するスペクトラム波形の輝
度を高くする、または長方形でなく水平軸上にその範囲
を示す他の図形を表示するなどの方法でもよいことは言
うまでもない。

〔効果〕

このようにスペクトラムアナライザにおいて被測定信号
のスペクトルを表示している表示装置の表示画面に所望
の周波数幅のゾーンを設定し、それを移動させてスペク
トルをそのゾーン内に捕捉することにより、被測定信号
の最大レベル点あるいは最小レベル点のレベルとその周
波数を表示させるような構成にしたことにより次のよう
な効果が生まれた。

ゾーンを大まかに設定して目的の被測定信号のスペクト
ルを捕捉さえすればよいので操作が簡単であり、スペク
トルの最大レベル点、あるいは最小レベル点、またはそ
の両方のレベルとその周波数測定がすばやくでき、かつ
視認でマーカの輝点を設定するときの誤差、マーカ設定
回路から表示装置までの過渡応答による設定の困難さも
無く正確な測定が効率よくできる。表示画面に被測定信
号スペクトルが沢山あっても、ゾーン幅を狭くして移動
させて測定することにより、スペクトルの高低の影響な
く、しかもすばやく測定できる。またこの構成ではスペ
クトラムアナライザ内部の周波数は安定であり、被測定
信号の周波数変動がゾーン内にあれば、最大レベル点あ
るいは最小レベル点等の測定はその周波数変動に追随し
て行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の第１実施例及び第２実施例を示す構
成図、第２図は本願の第１実施例の表示画面の表示例を
示す図、第３図は本願の第２実施例の表示画面の表示例
を示す図、第４図は第３実施例を示す構成図、第５図は
スペクトラムアナライザの受信部の構成図である。 図中の１はメモリ、２は表示装置、３は検出手段、４は
表示制御手段、５はゾーン表示制御手段、６はゾーン設
定手段、７はゾーン移動手段、８は表示画面、９はディ
ジタル表示例、9aは最大レベル点の名称表示例、10はス
ケール、11はスペクトル信号の表示例、12はゾーンの表
示例、13はマーカ点の表示例である。20はA/D変換器、1
00はスペクトラムアナライザ受信部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定周波数領域内で周波数に対応した被測
   定入力信号のレベルを記憶するメモリ（１）と、該メモ
   リに記憶されたレベルを周波数に対応させて表示する表
   示装置（２）とを備えたスペクトラムアナライザにおい
   て、 前記表示装置に表示される測定周波数領域内の所望の周
   波数範囲をゾーンとして設定するゾーン設定手段（６）
   と、該ゾーン設定手段によって設定された周波数範囲を
   前記測定周波数領域内で移動させるゾーン移動手段
   （７）と、前記ゾーン設定によって設定された周波数範
   囲を前記表示装置に表示させるゾーン表示制御手段
   （５）と、前記メモリから前記設定された周波数範囲内
   のデータを読み出し該データ中のレベルの最大値又は最
   小値と該最大値又は最小値に対応する周波数とを検出す
   る検出手段（３）と、該検出された最大値又は最小値の
   レベル及び周波数を前記表示装置にディジタル表示させ
   る表示制御手段（４）とを備えたスペクトラムアナライ
   ザ。
2. 【請求項２】前記ゾーン設定手段が、前記測定周波数領
   域内で周波数範囲の幅をゾーン幅として可変できるよう
   にした手段を含む特許請求の範囲第１項記載のスペクト
   ラムアナライザ。
3. 【請求項３】前記ゾーン移動手段が、前記周波数範囲と
   してのゾーンを前記測定周波数領域内で、ゾーン幅を一
   定のまま移動できるようにした手段を含む特許請求の範
   囲第１項記載のスペクトラムアナライザ。
4. 【請求項４】前記ゾーン移動手段が、前記測定周波数領
   域内で、前記周波数範囲としてのゾーンの左端と右端の
   両端の特定周波数を設定できるようにした手段を含む特
   許請求の範囲第１項記載のスペクトラムアナライザ。
5. 【請求項５】前記ゾーン表示制御手段が、前記検出手段
   が検出した前記レベルの最大値又は最小値の位置に可視
   できるマーカを前記表示装置に表示させるようにしたマ
   ーカ表示手段を含む、特許請求の範囲第１項記載のスペ
   クトラムアナライザ。