JPH10126217A - デシメーションフィルタ - Google Patents

デシメーションフィルタ

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JPH10126217A
JPH10126217A JP27240996A JP27240996A JPH10126217A JP H10126217 A JPH10126217 A JP H10126217A JP 27240996 A JP27240996 A JP 27240996A JP 27240996 A JP27240996 A JP 27240996A JP H10126217 A JPH10126217 A JP H10126217A
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JP
Japan
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filter
decimation filter
signal
frequency
rbwn
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP27240996A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Nagano
昌生 長野
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16Spectrum analysis; Fourier analysis
    • G01R23/165Spectrum analysis; Fourier analysis using filters
    • G01R23/167Spectrum analysis; Fourier analysis using filters with digital filters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタ処理の処理速度を早くし、フィルタ
の調整、温度ドリフトをなくす。 【解決手段】 従来のスペクトラム・アナライザの中間
周波数IF(例:21.4MHz、必要に応じて変えて
もよい)をミキサMixと局部発振器Local1でI
F周波数とミキシングし、そのベースバンド信号Iを、
ADFである素子RBW1,RBW2,…,RBWnと
順次、狭帯域のフィルタを通過させ、最終段の素子RB
Wnを通過したベースバンド信号Iを対数アンプAMP
で増幅し、検波器DTで電力、すなわちスペクトラム成
分を抽出した後、A/D変換器ADでデジタル信号に変
換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デシメーションフ
ィルタに関し、特にスペクトラム・アナライザ、ネット
ワーク・アナライザ、無線機テスター変調解析装置等、
高周波信号を周波数変換し、ベースバンドにて解析する
装置全般に関する。
【0002】
【従来の技術】図3はスペクトラムアナライザの従来例
のブロック図である。入力信号であるRF信号はミキサ
Mix11と局部発振器Local11によってIF周
波数IF1に変換され、バンドパスフィルタBPF1に
よって帯域制限される。同様にして、IF周波数IF1
はミキサMix12と局部発振器Local12によっ
てIF周波数IF2に変換され、バンドパスフィルタB
PF2によって帯域制限され、IF周波数IF2はミキ
サMix13と局部発振器Local13によってIF
周波数IF3に変換される。IF周波数IF3はいくつ
かのバンドパスフィルタBPF31,BPF32,…,B
PF3nを通過した後、対数アンプAMPによってダイ
ナミックレンジが拡大され、検波器DTで電力が検出さ
れる。検出された電力はビデオフィルタVFを通過した
後、A/D変換器ADにより数値化される。ここで、局
部発振器Local11を掃引すれば、掃引周波数幅に
応じたスペクトラムを測定できる。
【0003】図4(1)、(2)は従来のデシメーショ
ンフィルタのブロック図である。
【0004】図4(1)のデシメーションフィルタで
は、入力信号であるRF信号をミキサMix11と局部
発振器Local12によって中間周波数IF1に変換
し、バンドパスフィルタBPF1によって帯域制限し、
さらにミキサMix12と局部発振器Local12に
よって中間周波数IF2に変換し、A/D変換器ADに
よってデジタル信号に変換し、直交検波、フィルタリン
グを行なってベースバンド・ベクトル信号I,Qを得て
復調、変調等の処理を行なう。
【0005】図4(2)のデシメーションフィルタで
は、中間周波数IF2を得るまでは図4(1)のデシメ
ーションフィルタと同じであるが、直交検波をアナログ
で実行し、A/D変換とフィルタリングをベースバンド
・ベクトル信号I,Q毎に実行する点が図4(1)のデ
シメーションフィルタと異なっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図3に示した従来のス
ペクトラムアナライザは下記のような欠点があった。 (1)バンドパスフィルタBPF31,BPF32,…は
ひとつひとつアナログ回路にて構成しなくてはならない
ため、調整工数を要し、温度によるドリフトも発生す
る。また、100Hz以下の狭帯域フィルタは実現のた
めに非常に高い技術を要する。 (2)検波器と対数アンプは部品点数も多く、調整個数
も多く、電力消費が高い。また、対数アンプは7段程度
の直線アンプの組み合わせであり、厳密な対数演算では
なく、誤差がつきまとう。
【0007】また、図4に示した従来のデシメーション
フィルタは、 (1)図4(1)の場合、高速(1MHz以上)のA/
D変換器と、大容量のメモリが必要で、また高速でサン
プリングするため、フィルタリング等の処理の負荷が大
きい。 (2)図4(2)の場合、図4(1)の場合よりも低速
でサンプリングが可能であるが、A/D変換器が2個必
要で、装置が複雑であり、また直交検波をアナログで行
うため、直交検波部でのレベルがあっていないと、I,
Qの出力にレベル差が生じるという欠点がある。
【0008】本発明の目的は、上記の問題点を解消した
デシメーションフィルタを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のデシメーション
フィルタは、中間周波数を帯域制限するフィルタ素子と
して、1個または多段に連結された、アナログ処理によ
るFIRフィルタを用いる。
【0010】ここで、アナログ処理によるFIRフィル
タとはアナログデジタルフィルタ(ADF)(参考文
献:(株)鷹山発行「ニューロン素子への道程」より
「ニューロン素子技術資料:アナログデジタルフィルタ
(ADF)の動作原理」)である。このADFはニュー
ロン素子により構成され、入力信号はアナログ入力信号
とデジタル制御信号、出力信号はアナログ出力信号であ
り、内部にサンプル・ホールド回路を有し、サンプル・
ホールド回路の時間間隔はそれに与えるサンプリングク
ロックで決まる。サンプル・ホールド回路の各段の出力
はアナログ乗算器につながり、アナログ乗算器のもう一
方の入力に8ビット等の分解能を持つD/A変換器の出
力を加える。D/A変換器の値に適当な係数を与えれ
ば、サンプル・ホールド回路の段数に応じたFIRフィ
ルタが形成される。上記係数は動作中でも書き換え可能
である。
【0011】従来、デジタル信号処理で実現したフィル
タ処理をアナログ処理で行なうため、処理速度が格段に
早くなる、配線数、部品点数が少なくて済む、消費電力
が減る、フィルタの調整が不要、温度ドリフトがなくな
る。
【0012】本発明の実施態様によれば、前記中間周波
数の同相成分、直交成分の各々に対して前記FIRフィ
ルタを用いる。
【0013】本発明の実施態様によれば、各FIRフィ
ルタに与えられるクロックを出力する分周器を有する。
【0014】本発明の実施態様によれば、デシメーショ
ンフィルタがスペクトラム・アナライザ、ネットワーク
・アナライザ、無線機テスター変調解析装置等の測定装
置である。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0016】図1は本発明の第1の実施形態で、スペク
トラムアナライザのブロック図である。
【0017】本実施形態のスペクトラムアナライザで
は、従来のスペクトラムアナライザの中間周波数IF
(例:21.4MHz,必要に応じて変えてもよい)を
ミキサMixと局部発振器LocalでIF周波数とミ
キシングし、そのベースバンド信号Iを、前述したAD
Fである素子RBW1,RBW2,…,RBWnと順
次、狭帯域のフィルタを通過させ、最終段の素子RBW
nを通過したベースバンド信号Iを対数アンプAMPで
増幅し、検波器DTで電力、すなわちスペクトラム成分
を抽出した後、A/D変換器ADでデジタル化する。こ
こで、各素子RBW2,…,RBWnに与えるクロック
は各段の、局部発振器Local0の出力を分周する分
周器FD1,FD2,…,で得られる。また、ADF素
子の接続段数は必要とする分解能に応じて決められる。
【0018】本実施形態によれば、(1)非常に少ない
配線で多段のフィルタ群を形成でき、(2)部品点数が
大幅に減り、(3)消費電力も大幅に減り、(4)さら
にフィルタ素子の調整が不要で、温度ドリフトも無くな
る。
【0019】なお、検波器、対数アンプもADF素子を
用いて構成することができる。
【0020】図2は本発明の第2の実施形態で、デシメ
ーションフィルタのブロック図である。
【0021】本実施形態では、従来のデシメーションフ
ィルタの中間周波IF(例21.4MHz、必要に応じ
て変えてもよい)を、ミキサMix1とMix2、局部
発振器Local1、移相器PSを用いてアナログ信号
のまま同相成分Iと直交成分Qに直交検波し、同相成分
Iを、前述したADFである素子RBW11,RBW
1,…,RBWn1と順次、狭帯域のフィルタ素子を通
過させ、A/D変換器AD1でデジタル信号に変換し、
同様に直交成分Qを、前述したADFである素子RBW
2,RBW22,…,RBWn2と順次、狭帯域のフィ
ルタ素子を通過させ、A/D変換器AD2でデジタル信
号に変換し、最後に、ベクトル信号処理回路VCでベク
トル信号処理を行なって変調解析等を行う。なお、AD
F素子RBW21と22,…,RBWn1とRBWn2に与
えるクロックはそれぞれ分周器FD1,FD2,…で得
られる。また、ADF素子の接続段数は必要とする分解
能に応じて決められる。また、ダイナミックレンジが足
らない場合、直交検波の前にステップアンプをおいても
よい。
【0022】本実施形態によれば、(1)従来、デジタ
ル信号処理で実現していたフィルタ処理をアナログ処理
で行なうため、処理スピードが格段に早くなり、(2)
A/D変換器は最初からデシメーションした信号を扱え
ばよいので、扱うデータ量の少なく、処理スピードが格
段に早くなり、(3)メモリが最小構成で済み、コス
ト、サイズともに小さくなり、(4)非常に少ない配線
で、多段のフィルタ群を形成でき、(5)部品点数が大
幅に減り、(6)消費電力も大幅に減り、(7)フィル
タ素子の調整が不要で、温度ドリフトもない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は下記のよ
うな効果がある。 (1)フィルタ処理の処理スピードが早くなる。 (2)A/D変換器の扱うデータ量が少なく、処理スピ
ードが早くなる。 (3)メモリが最小構成ですみ、コスト、サイズとも小
さくなる。 (4)非常に少なく配線で多段のフィルタ群を形成でき
る。 (5)フィルタ処理の部品点数が減る。 (6)消費電力が減る。 (7)フィルタの調整が不要で、温度ドリフトもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態で、スペクトラムアナ
ライザのブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施形態で、デシメーションフ
ィルタのブロック図である。
【図3】スペクトラムアナライザの従来例のブロック図
である。
【図4】デシメーションフィルタの従来例のブロック図
である。
【符号の説明】
Mix,Mix1,Mix2 ミキサ Local0、Local1 局部発振器 RBW1,RBW2,…RBWn,RBW11,RBW
1,…,RBWn1,RBW12,RBW22,…,RB
Wn2 ADF素子 FD1,FD2 分周器 AD,AD1,AD2 A/D変換器 DT 検波器 AMP 対数アンプ VC ベクトル信号処理回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デシメーションフィルタにおいて、中間
    周波数を帯域制限するフィルタ素子として、1個または
    多段に連結された、アナログ処理によるFIRフィルタ
    を用いることを特徴とするデシメーションフィルタ。
  2. 【請求項2】 前記中間周波数の同相成分、直交成分の
    各々に対して前記FIRフィルタを用いる、請求項1記
    載のデシメーションフィルタ。
  3. 【請求項3】 各FIRフィルタに与えられるクロック
    を出力する分周器を有する、請求項1または2記載のデ
    シメーションフィルタ。
  4. 【請求項4】 前記デシメーションフィルタが、スペク
    トラム・アナライザ、ネットワーク・アナライザ、無線
    機テスター変調解析装置等の測定装置である、請求項1
    から3のいずれか1項記載のデシメーションフィルタ。
JP27240996A 1996-10-15 1996-10-15 デシメーションフィルタ Withdrawn JPH10126217A (ja)

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