JP2014145757A - ミックスド・ドメイン・オシロスコープ、並びにミックスド・ドメイン・オシロスコープでの測定方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】チャープ信号を発生しＤＵＴに供給し、ＭＤＯを用いてＤＵＴからの戻り信号を測定する。
【解決手段】ＭＤＯ１０５が信号発生器１６０を含み、ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有する試験信号を発生する。出力チャネル１１５が試験信号を伝送する。ＲＦ入力チャネル１２０が試験信号に基づく戻り信号を受け、取込みセクションが戻り信号を取込み記録として取込んでデジタル化し、傾斜ビジー信号発生器が取込み記録を試験信号にほぼ時間的に整合させように構成される。試験信号は、ユーザが構成可能な開始周波数及びユーザが構成可能な停止周波数の間でスパンする線形掃引正弦波であるチャープ信号でもよい。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、ミックスド・ドメイン・オシロスコープに関し、特に、内部チャープ発生器、出力チャネル、ＲＦ入力チャネル及び時間整合ロジックを用いてミックスド・ドメイン・オシロスコープで測定を行う機器、システム及び方法に関する。

従来の掃引又はステップ型スペクトラム・アナライザと異なり、ミックスド・ドメイン・オシロスコープ（ＭＤＯ）は、同等な幅の帯域幅を通じて固定局部発振器（ＬＯ）を掃引又はステップさせるのとは対照的に、ＬＯを用いて帯域幅の広い幅をブロック変換する。従来のスペクトラム・アナライザは、トラッキング発振器を用意する。このトラッキング発振器は、掃引又はステップ型ＬＯを用いて、アナライザの掃引を追跡する信号を発生する。この掃引信号を被試験ネットワーク又は装置に供給し、スペクトラム・アナライザを用いてその結果の信号を分析する。これは、産業界において「廉価版ネットワーク・アナライザ」として知られている。その理由は、この技術がスカラー測定を求める有用な方法を提供する一方、従来のネットワーク・アナライザが提供するようにベクトル測定を行えないためである。

試験測定分野において、従来は別々の機器で提供された多数の機能を、時間相関形式で単一の試験測定機器内で提供しようとする傾向がある。１つのかかる機器は、ＭＤＯである。このＭＤＯは、デジタル・チャネル、アナログ・チャネル、ＲＦ入力チャネルの全てを単一の機器内に含んでいる。時間相関された取込み及び表示によって、信号を時間及び周波数の両方のドメインで同時にモニタすることができる。米国のテクトロニクス・インクから入手可能なＭＤＯ４０００シリーズのミックスド・ドメイン・オシロスコープは、かかるミックスド・ドメイン・オシロスコープとして知られている。

現在、ＭＤＯは、「廉価版ネットワーク・アナライザ」機能を提示しない。その理由は、典型的なアプローチが掃引又はステップ型ＬＯアプローチを用い、これがＭＤＯでデータを取込み処理する従来の方法と異なるためである。

特開２００９−５１６４７５号公報

ＭＤＯ４０００シリーズのミックスド・ドメイン・オシロスコープ［online］、テクトロニクス［２０１３年１０月２２日検索］インターネット（URL: http://www1.tek.com/ja/products/oscilloscopes/mdo4000/）

内部チャープ発生器と、チャープ信号を伝送する性能とを具えたＭＤＯを提供することが望ましい。さらに、チャープ信号を取込みと時間的に整合させて、ユーザがスカラーｓパラメータの如き測定値を得て分析できるような時間整合ロジックを提供することが望ましい。本発明の実施例は、従来技術のこれら及びその他の制限を扱う。

本発明の概念１は；ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有する試験信号を発生するように構成された信号発生器と；この信号発生器に結合され、試験信号を伝送するように構成された出力チャネルと；試験信号に基づく戻り信号を受けるように構成されたＲＦ入力チャネルと；戻り信号を取込み記録として取込んでデジタル化するように構成された取込みセクションと；取込み記録を試験信号とほぼ時間的に整合させるように構成された傾斜ビジー信号発生器とを具えたミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念２は；試験信号がチャープ信号であり；信号発生器がチャープ信号を発生するように構成され；ＲＦ入力チャネルが受けた戻り信号がチャープ信号に基づき；取込みセクションが単一の取込みでほぼ全体のチャープ信号を取り込むように構成された概念１のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念３は、チャープ信号が、ユーザが構成可能な開始周波数及びユーザが構成可能な停止周波数の間でスパンするように構成された線形掃引正弦波である概念２のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念４は、チャープ信号の開始にて第１マージンを減じ、チャープ信号の終わりにて第２マージンを減じたチャープ信号のスパンに取込み記録の長さが対応する概念２のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念５は；傾斜ビジー信号の第１エッジと取込み記録の開始との間の差で第１マージンが定義され；傾斜ビジー信号の第２エッジと取込み記録の終了との間の差で第２マージンが定義される概念４のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念６は、試験信号が連続波信号である概念１のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念７は；傾斜ビジー信号発生器が傾斜ビジー信号を発生するように構成され；信号発生器が傾斜ビジー信号に応答して試験信号を伝送するように構成された概念１のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念８は；取込みセクションが；戻り信号をデジタル化するように構成されたアナログ・デジタル変換器と；このアナログ・デジタル変換器及びＲＦ入力チャネルに結合され、ＲＦ入力チャネルからの戻り信号を受け、この戻り信号をアナログ・デジタル変換器にブロック供給するように構成されたブロック・ダウン・コンバータと；アナログ・デジタル変換器に結合され、デジタル化信号を取込み記録として蓄積するように構成された取込みメモリと；この取込みメモリに結合され、ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジの周波数スパンにデジタル化信号をデジタル的にダウン・コンバージョンするように構成されたデジタル・ダウン・コンバータとを更に具えた概念１のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念９は；デジタル・ダウン・コンバータがデジタル化信号を周波数ドメインに変換するように構成された離散フーリエ変換セクションを含み；ミックスド・ドメイン・オシロスコープが、２ポート・スカラーｓパラメータの測定値を提供するために戻り信号のスペクトラムを表示するように構成された表示器を更に具えた概念８のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念１０は；試験信号がチャープ信号であり；信号発生器がチャープ信号を発生するように構成され；ユーザが構成可能な開始周波数がチャープ信号の開始周波数に対応し、ユーザが構成可能な停止周波数がチャープ信号の終了周波数に対応する概念８のミックスド・ドメイン・オシロスコープである。

本発明の概念１１は、ミックスド・ドメイン・オシロスコープでスカラーｓパラメータを測定する方法であって；ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有する試験信号を信号発生器により発生し；試験信号を出力チャネルにより伝送し；試験信号に基づく戻り信号をＲＦ入力チャネルにより受け；戻り信号を取込み記録として取込んでデジタル化し；取込み記録を試験信号と時間的に整合させ；取込み記録に関連した周波数の全スペクトラムをほぼ同時に処理し；スカラーｓパラメータを測定するためにスペクトラムをミックスド・ドメイン・オシロスコープの表示器に表示する。

本発明の概念１２は；スカラーｓパラメータがＳ２１スカラーｓパラメータであり；更に；被試験装置の第１ポートをミックスド・ドメイン・オシロスコープの出力チャネルに接続し；被試験装置の第２ポートをミックスド・ドメイン・オシロスコープのＲＦ入力チャネルに接続し；Ｓ２１スカラーｓパラメータを測定するためにミックスド・ドメイン・オシロスコープの表示器にスペクトラムを表示する概念１１の方法である。

本発明の概念１３は；スカラーｓパラメータがＳ１１スカラーｓパラメータであり；更に；ミックスド・ドメイン・オシロスコープの出力チャネルをリターン・ロス・ブリッジの第１ポートに接続し；ミックスド・ドメイン・オシロスコープのＲＦ入力チャネルをリターン・ロス・ブリッジの第２ポートに接続し；被試験装置の第１ポートをリターン・ロス・ブリッジの第３ポートに接続し；被試験装置の第２ポートを終端し；Ｓ１１スカラーｓパラメータを測定するためにミックスド・ドメイン・オシロスコープの表示器にスペクトラムを表示する概念１１の方法である。

本発明の概念１４は、更に試験信号を校正する概念１１の方法である。

本発明の概念１５は；試験信号の校正が、更に；出力チャネルからの試験信号をＲＦ入力チャネルにループさせ；戻り信号に関連した水平基準ラインをミックスド・ドメイン・オシロスコープの表示器に表示し；基準ライン内のリップルを検出し；基準ラインが１００％反射基準ラインを表すように基準ライン内のリップルを校正する概念１４の方法である。

本発明の概念１６は；更に；試験信号のスパー内になるように分解能帯域幅を選択する概念１１の方法である。

本発明の概念１７は、ミックスド・ドメイン・オシロスコープで測定を行うシステムであって；第１及び第２ポートを含む被測定装置と；被測定装置の第１ポートに結合された出力チャネル、及び被測定装置の第２ポートに結合されたＲＦ入力チャネルを有するミックスド・ドメイン・オシロスコープとを具え；ミックスド・ドメイン・オシロスコープが更に；ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有する試験信号を発生するように構成された信号発生器と；この信号発生器に結合され、試験信号を被試験装置の第１ポートに伝送するように構成された出力チャネルと；試験信号に基づく戻り信号を被試験装置の第２ポートから受けるように構成されたＲＦ入力チャネルと；戻り信号を取込み記録として取込んでデジタル化するように構成された取込みセクションと；取込み記録を試験信号にほぼ時間的に整合させるように構成された傾斜ビジー信号発生器と具えている。

本発明の概念１８は、試験信号がチャープ信号であり；信号発生器がチャープ信号を発生するように構成され；ＲＦ入力チャネルが受けた戻り信号がチャープ信号に基づき；取込みセクションが単一の取込みでほぼ全てのチャープ信号を取り込むように構成された概念１７のシステムである。

本発明の概念１９は、チャープ信号が、ユーザが構成可能な開始周波数とユーザが構成可能な停止周波数との間でスパンするように構成された線形掃引正弦波である概念１８のシステムである。

本発明の概念の上述及びその他の特徴及び利点は、添付図を参照した以下の例示の実施例の詳細な記述から一層容易に明らかになろう。

図１Ａは、本発明のいくつかの実施例に応じてミックスド・ドメイン・オシロスコープ（ＭＤＯ）及び被試験装置を含むシステムの例示のブロック図である。 図１Ｂは、本発明のいくつかの実施例に応じて図１ＡのＭＤＯ及び被試験装置のより詳細な概論を含むシステムの例示のブロック図である。 図２は、本発明のいくつかの実施例に応じて、チャープ信号、傾斜ビジー信号、取込みなどの間の関係の例示の図である。 図３は、本発明のいくつかの実施例に応じて、図１Ａ及び１Ｂに関連したＭＤＯの表示の例示の図である。 図４は、本発明のいくつかの実施例に応じて、図１Ａ及び１Ｂに関連したＭＤＯの表示の他の例示の図である。 図５は、本発明のいくつかの実施例に応じて、リターン・ロス・ブリッジ、ＭＤＯの詳細図及び被試験装置を含む他のシステムの例示のブロック図である。 図６は、本発明のいくつかの実施例に応じて、図５に関連したＭＤＯの表示の他の例示の図である。 図７は、本発明のいくつかの実施例に応じて、リターン・ロス・ブリッジ、ＭＤＯの詳細図及び被試験装置を含む更に他のシステムの例示のブロック図である。 図８は、本発明のいくつかの実施例に応じて、ＭＤＯにてスカラーｓパラメータを測定する技術を示す例示の流れ図である。

本発明の実施例について詳細に記載するに際し、その例を添付図に示す。以下の詳細説明において、いくつかの特定の詳細は、本発明の概要を理解するためのものである。しかし、これら特定の詳細によらなくても本発明を実施できることが当業者には理解できよう。他の例では、実施例の概念を不必要に不明瞭としないために、既知の方法、手順、コンポーネント、回路及びネットワークについて詳細に説明しない。

ここでは、種々の要素を説明するために第１、第２などの用語を用いるが、これら要素は、これら用語により制限されないことが理解できよう。これら用語は、ある要素を他の要素と区別するためにのみ用いる。例えば、本発明の要旨を逸脱することなく、第１ポートという用語を第２ポートに用いることができ、同様に、第２ポートという用語を第１ポートに用いることができる。

ここで、種々の実施例の説明に用いる専門用語は、特定の実施例を説明する目的のみであり、本発明の概念を制限することを意図するものではない。文脈が明らかな限り、明細書及び請求項に用いる際に、単数形は複数形を含むものである。ここで用いる用語「及び／又は」は、関連して挙げた１つ以上の項目の任意且つ全ての組合せを包含し且つ言及するものであることが理解できよう。本願で用いる用語「具える」などは、特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又はコンポーネントの存在を特定するものであるが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント及び／又はこれらのグループの存在や追加を排除するものではないことが更に理解できよう。図面のコンポーネント及び特徴は、必然的にその縮尺としたものではない。

本発明の実施例は、内部チャープ発生器、出力チャネル、ＲＦ入力チャネル及び時間整合ロジックを用いて、ミックスド・ドメイン・オシロスコープ（ＭＤＯ）で測定を行う機器、システム及び方法を含んでいる。例えば、ＭＤＯは、大きさをデシベルで表すとき、そうでなければ当業者にＳ２１又はＳ２１（ｄｂ）として知られている２ポート・スカラーｓパラメータ測定を行える。他の例によれば、ＭＤＯは、そうでなければＳ１１又はＳ１１（ｄｂ）として知られている単一ポート・スカラーｓパラメータ測定を行える。さらに、ここで開示する本発明の概念によるＭＤＯは、障害までの距離測定などを行える。

ＭＤＯの局部発振器（ＬＯ）は、従来のスペクトラム・アナライザのＬＯと基本的には異なるので、トラッキング発生器と組合せる掃引又はステップ型ＬＯを用いる典型的な「廉価版ネットワーク・アナライザ」アプローチは、適切ではない。むしろここで詳細に述べるように、ＭＤＯは、ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジで「線形チャープ」又は「チャープ信号」と呼ばれる内部発生の試験信号を用いる。すなわち、ユーザが構成可能な開始周波数がチャープ信号の開始周波数に対応し、ユーザが構成可能な停止周波数がチャープ信号の終了周波数に対応する。チャープ信号は、所定の開始及び終了周波数の間での線形掃引正弦波である。チャープ信号の開始及び終了周波数は、ＭＤＯのユーザが構成可能な開始及び停止周波数の設定に対応する。チャープ信号の時間期間及び振幅も、ハードウェアの制限内で制御できる。

さらに、ＭＤＯは、チャープ信号を発生するチャープ信号発生器と、傾斜ビジー信号を発生する傾斜ビジー信号発生器とを含む時間整合ロジックを具えている。傾斜ビジー信号発生器は、チャープ信号の期間中に傾斜ビジー信号を提供するので、表示されたスペクトラムを表す取込み記録がチャープ信号と時間的に整合する。この方法において、全体のチャープが単一の取込みで補足できる。特に、掃引又はステップ型方法の場合に、時間的に１つの周波数ポイントではなく各取込みにより全体のスペクトラムを処理し更新する。すなわち、従来の掃引又はステップ型方法を用いて、時間的に任意のポイントで、単一周波数を処理する一方、ここで開示する本発明の概念は、単一取込みの時間的期間内で、周波数の広い幅を同時に処理することを含む。

図１Ａは、本発明のいくつかの実施例により、ミックスド・ドメイン・オシロスコープ（ＭＤＯ）１０５及び被試験装置（ＤＵＴ）１５５を含むシステム１００の例示のブロック図である。ＭＤＯ１０５は、Ｉ／Ｏセクション１１０を含む。Ｉ／Ｏセクション１１０は、試験信号出力チャネル１１５と、関連した出力ポート１３５とを含む。Ｉ／Ｏセクション１１０は、また、ＲＦ入力チャネル１２０と、関連した入力ポート１４０とを含む。

ＤＵＴ１５５は、第１ポート（即ち、ポート１）を介して試験信号１３７を受ける。ＤＵＴ１５５は、試験信号１３７を処理して、第２ポート（即ち、ポート２）を介して戻り信号１４２をＭＤＯ１０５に戻す。ＭＤＯ１０５は、入力ポート１４０を介して戻り信号１４２を受ける。処理及び制御ロジック１１２は、ＲＦ入力チャネル１２０に結合され、戻り信号１４２を取込み記録として取込んでデジタル化するように構成されている。この点は、詳細に後述する。処理及び制御ロジック１１２は、取込み記録を試験信号と時間的に整合する。この点も詳細に後述する。処理及び制御ロジック１１２により、戻り信号１４２に関連した周波数のスペクトラムが表示器１９５に表示される。処理及び制御ロジック１１２は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又は任意の適切なこれらの組合せを含んでもよいし、そうでなければこれらにより実現してもよい。

図１Ｂは、本発明のいくつかの実施例により、図１ＡのＭＤＯ１０５及びＤＵＴ１５５のより詳細な概論を含むシステム１００の例示のブロック図である。ＭＤＯ１０５の処理及び制御ロジック１１２は、時間整合ロジック１７５及び取込みセクション１１４を含むことができる。例示のシステム１００は、２ポート・スカラーｓパラメータ測定、又は換言すれば、Ｓ２１（ｄｂ）測定を行うのに特に有用である。

出力チャネル１１５及びＲＦ入力チャネル１２０に加えて、Ｉ／Ｏセクション１１０は、１個以上のデジタル入力チャネル１２５及び関連ポート１４５と、１個以上のアナログ入力チャネル１３０及び関連ポート１５０とを含んでもよい。処理及び制御ロジック１１２は、チャープ信号の如き試験信号１３７を発生するように構成されている。この試験信号１３７は、チャープ出力チャネル１１５により、出力ポート１３５を介して伝送される。

時間整合ロジック１７５は、ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有するチャネル信号の如き試験信号１３７を発生するチャープ信号発生器１６０を含むことができる。チャープ出力チャネル１１５は、チャープ信号発生器１６０に結合される。チャープ出力チャネル１１５は、出力ポート１３５を介してチャープ信号１３７を伝送する。チャープ信号１３７は、ユーザが構成可能な開始周波数及びユーザが構成可能な停止周波数の間でスパンするように構成された線形掃引正弦波である。

試験信号１３７をチャープ信号以外の信号にすることができる点が理解できよう。例えば、試験信号１３７は、代わりに連続波（ＣＷ）信号にできる。試験信号１３７がＣＷ信号の場合、ＭＤＯ１０５が個別の周波数をＤＵＴ１５５に伝送して取込み、処理及び制御ロジック１１２が個別に処理する。それにもかかわらず、一貫性のために、ここでは、試験信号１３７をチャープ信号１３７と一般的に呼ぶ。

再び時間整合ロジック１７５を参照する。傾斜ビジー信号発生器１７０は、傾斜ビジー信号１７２を発生するように構成されている。チャープ信号発生器１６０は、傾斜ビジー信号１７２に応答して、チャープ信号１３７を伝送するように構成されている。傾斜ビジー信号１７２を用いて、チャープ信号１３７を発生する。さらに、詳細に後述するように、傾斜ビジー信号１７２を用いて、取込みメモリ１９０に蓄積された取込み記録１９３をチャープ信号１３７とほぼ時間的に整合させる。チャープ信号発生器１６０は、傾斜ビジー信号１７２を受け、傾斜ビジー信号１７２の期間中にチャープ信号１３７を発生する。

傾斜ビジー信号は、信号のチャープに続く傾斜電圧から、その名前を得ている。例えば、低い電圧が低い周波数に相関し、傾斜ビジー信号１７２が上方に傾斜すると、チャープ信号１３７の周波数が所定スパンにわたって上昇する。別の場合に、チャープ信号１３７の周波数が所定スパンにわたって低下する。別の場合のように、傾斜ビジー信号１７２は、下方に傾斜できる。チャープ信号１３７の周波数は、傾斜ビジー信号１７２に応じて上昇又は下降できる。取込みセクション１１４は、制御ライン１７７を介して傾斜ビジー信号１７２も受信できるので、取込み記録１９３がチャープ信号１３７の伝送に自動的に時間整合できる。すなわち、チャープ信号１３７がＤＵＴ１５５で処理されて、戻り信号１４２の形式で戻った後に、取込み記録１９３がチャープ信号１３７に時間的に整合できる。

処理及び制御ロジック１１２の取込みセクション１１４は、ブロック・ダウン・コンバータ１８０、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１８５、取込みメモリ１９０、デジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）１９２を含んでいる。取込みセクション１１４は、戻り信号１４２を取込みメモリ１９０内の取込み記録１９３として取込んでデジタル化するように構成されている。

戻り信号１４２は、チャープ信号１３７に基づいている。すなわち、戻り信号１４２は、ＤＵＴ１５５に伝送されＤＵＴにより戻された後のチャープ信号１３７である。ＤＵＴ１５５により、チャープ信号１３７は、例えば、ＤＵＴ１５５内のバンドパス・フィルタ１５７又は他のコンポーネント１５７により変更される。そうでなければ、ＤＵＴ１５５により戻された戻り信号１４２は、チャープ信号１３７により、少なくとも部分的に得られる。取込みセクション１１４は、単一の取込みで、ほぼ全部のチャープ信号１３７を取り込むように構成されている。すなわち、ＤＵＴ１５５により戻され、戻り信号１４２の形式で戻った後に、単一の取込みで、全部のチャープ信号１３７を取り込むように取込みセクション１１４が構成されている。更に後述するように、取込み記録の長さは、チャープ信号の開始にて第１マージンを減じ、チャープ信号の終わりにて第２マージンを減じたチャープ信号のスパンに対応する。

ＡＤＣ１８５は、戻り信号１４２をデジタル化する。ブロック・ダウン・コンバータ１８０は、ＡＤＣ１８５とＲＦ入力チャネル１２０とに結合される。ブロック・ダウン・コンバータ１８０は、ＲＦ入力チャネル１２０からの戻り信号１４２を受けて、戻り信号１４２をＡＤＣ１８５にブロック供給する。取込みメモリ１９０は、ＡＤＣ１８５に結合され、デジタル化された戻り信号１４２を取込み記録１９３として蓄積する。ＤＤＣ１９２は、取込みメモリ１９０に結合され、ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジの周波数スパンに、デジタル化された信号をデジタル的にダウン・コンバージョンするように構成されている。ＤＤＣ１９２は、離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）セクション１９４を含んでもよく、これは、デジタル化信号を周波数ドメインに変換する。

処理及び制御ロジック１１２は、表示器１９５に結合される。表示器１９５は、２ポート・スカラーｓパラメータ測定、単一ポート・スカラーｓパラメータ測定、障害までの距離測定などの如き種々の測定を行うために、戻り信号１４２のスペクトラムを表示するように構成されている。上述の如く、図１Ｂに示すシステム構成１００は、２ポート・スカラーｓパラメータ測定を行うのに特に有用である。

図２は、本発明のいくつかの実施例に応じて、チャープ信号１３７、傾斜ビジー信号１７２、取込み又は取込み記録１９３などの間の関係の例示の図である。分かるように、チャープ信号１３７は、ユーザが構成可能な開始周波数２２０からユーザが構成可能な停止周波数２２５までの選択されたスパン２０５にわたる範囲にある。チャープ信号１３７の振幅２５０もユーザが構成可能である。

取込み記録１９３の長さは、チャープ信号１３７の開始にて第１チャープ・マージン２１５を減じ、チャープ信号１３７の終わりにて第２チャープ・マージン２１５を減じたチャープ信号１３７のスパン２０５に対応する。第１マージン２１５は、傾斜ビジー信号１７２の第１エッジ２３０と取込み記録１９３の開始２４０との間の差で定義される。第２マージン２１５は、傾斜ビジー信号１７２の第２エッジ２３５と取込み記録１９３の終了２４５との間の差で定義される。

チャープ信号１３７は、スパン２０５をカバーする。取込み時間期間、又は換言すれば、取込み記録１９３の長さをチャープ信号１３７の期間内とすることが好ましい。そうでなければ、取込みの長さがチャープを超えると、取込み記録１９３が不完全になるだろう。チャープ信号１３７の長さが取込み長をカバーし、わずかに超えることが有益である。ダイナミック・レンジを最適化するために、取込み記録１９３がほぼ全体のチャープ信号１３７を用い、端部にて比較的わずかな量だけ重なる又はマージンとなることが望ましい。

図３は、本発明のいくつかの実施例に応じて、図１Ａ及び１Ｂに関連したＭＤＯの表示器１９５の例示の図である。図４は、本発明のいくつかの実施例に応じて、図１Ａ及び１Ｂに関連したＭＤＯの表示の他の例示の図である。次にこれら図３及び４を参照する。

表示器１９５のウィンドウ３２０は、傾斜ビジー信号１７２の例と、傾斜ビジー信号１７２に対する取込み１９３の位置とを示す。取込み１９３は、傾斜ビジー信号１７２に対して手動で位置決めできる。例えば、ユーザは、取込み１９３を傾斜ビジー信号１７２内の所望位置に手動でスライドできる。代わりに、取込み１９３は、傾斜ビジー信号１７２に対して自動的に位置決めすることもできる。ここに開示した本発明の概要に応じてユーザが測定を行うことを望むとき、ウィンドウ３２０の存在が必要ないことが理解できよう。例えば、図４に示すように、スペクトラム３０５を示す単一のウィンドウが存在してもよい。

ウィンドウ３２５は、Ｓ２１形式測定にてバンドパス・フィルタ１５７に供給した後の戻り信号１４２のスペクトラム３０５を示す。バンドパス・フィルタ１５７は、例えば、ＤＵＴ１５５の複数のコンポーネントの１つにできる。この例において、スパン２０５は、４００ＭＨｚである。スペクトラム３０５の水平軸は、ＧＨｚで表す周波数を示し、垂直軸は、デシベルで表す振幅を示す。この例における垂直軸のスケール３１５は、１０ｄＢ／ｄｉｖに設定されているが、他の適切な値に設定することもできる。この例での分解能帯域幅（ＲＢＷ）３１０は、２０ｋＨｚに設定されている。

チャープ信号１３７が出力ポート１３５（図１Ａ及び１Ｂ）から入力ポート１４０にループされると、戻り信号が図４に示す如くほぼ水平のライン４０５として現れるだろう。これは、ほぼ１００％の伝送ライン、又は換言すれば、所定スパンの全域でのチャープ信号のピークを表す。チャープ信号１３７がＤＵＴ１５５（図１Ａ及び１Ｂ）に伝送され、ＤＵＴ１５５がバンドパス・フィルタを含んでいると、戻り信号がウィンドウ３２５に示すように現れるだろう。すなわち、バンドパス・フィルタがライン４０５の部分３３０を通過させ、このフィルタが残りを排除する。異なった状態では、バンドパス・フィルタを有するＤＵＴ１０５のＳ２１形式の測定を行うとき、フィルタの通過バンドでは損失が低く、フィルタの外側では損失が増える。

チャープ周波数のレンジは、スパン２０５の幅に依存する。スパン２０５が広がると、そこのダイナミック・レンジが狭まる。ダイナミック・レンジは、基準ライン４０５とノイズ・フロア４１５との間の距離として定義できる。ノイズ・フロア４１５は、ＲＢＷ３１０により少なくとも部分的に決まる。ユーザが測定をしたいスパン２０５内に適合するように、ユーザがＲＢＷ３１０を選択できる。ダイナミック・レンジの量と、ユーザが測定を望む範囲のスパンとの間にはトレードオフがある。スパンが広がると、利用できるダイナミック・レンジが狭まる。よって、スパンの幅を制御することにより、ダイナミック・レンジの損失を緩和できる。チャープ信号の代わりにＣＷ信号又はトーンを用いると、各個別の周波数が個別の取込みに関連するので、改善したダイナミック・レンジを達成できる。ＣＷ信号アプローチは、ダイナミック・レンジを改善するが、かかるアプローチは、ここで述べた他の方法よりも非常に遅い。

図５は、本発明のいくつかの実施例に応じて、リターン・ロス・ブリッジ５０５、ＭＤＯ１０５の詳細図及び被試験装置１５５を含む他のシステム５００の例示のブロック図である。図５に示すシステム５００は、単一ポート・スカラーｓパラメータ測定、又は換言すれば、Ｓ１１（ｄｂ）測定にとって特に有用である。

ＭＤＯ１０５は、図１Ａ及び１Ｂを参照して上述したのと同じか類似のコンポーネントを含んでいるので、説明を簡略にするため、かかるコンポーネントの詳細説明を繰り返さない。特に、図５のシステム５００は、リターン・ロス・ブリッジ５０５を含んでいる。リターン・ロス・ブリッジ５０５を外部のリターン・ロス・ブリッジとして示したが、代わりにリターン・ロス・ブリッジ５０５をＭＤＯ１０５の内部に配置できる点が理解できよう。

一般的に、リターン・ロス・ブリッジは、受動装置であり、３個のポートを含んでいる。入射信号（例えば、チャープ信号）がＤＵＴにぶつかるまで１個のポートを介して伝わる。ＤＵＴは、リターン・ロス・ブリッジの他のポートに取り付けられている。入射信号の反射部分は、更にリターン・ロス・ブリッジの他のポートを介して、ＭＤＯ１０５のＲＦ入力チャネル１２０により検出される。信号反射の存在にて２個の端子間の電圧を測定するホイートストン・ブリッジ（図示せず）の如き他の形式のブリッジを用いてもよいことが理解できよう。

より限定的には、ＭＤＯ１０５の出力チャネル１１５をリターン・ロス・ブリッジ５０５の第１ポート（例えば、ポート１）に結合できる。ＭＤＯ１０５のＲＦ入力チャネル１２０は、リターン・ロス・ブリッジ５０５の第２ポート（例えば、ポート２）に結合できる。ＤＵＴ１５５の第１ポート（例えば、ポート１）は、リターン・ロス・ブリッジ５０５の第３ポート（例えば、ポート３）に結合できる。例えば、５０オームの終端器５１０を用いて、ＤＵＴ１５５の第２ポート（例えば、ポート２）を終端できる。この構成において、ＭＤＯ１０５は、単一ポートの反射を測定するＳ１１形式測定を行うことができる。

図６は、本発明のいくつかの実施例に応じて、図５に関連したＭＤＯ１０５の表示器１９５の他の例示の図である。図６の表示器１９５は、Ｓ１１形式の測定にてバンドパス・フィルタ１５７に供給された後の戻り信号１４２のスペクトラム６０５を示す。バンドパス・フィルタ１５７を有するＤＵＴ１５５のＳ１１形式の測定を行うとき、入射信号の通過帯域の外のスペクトラム６０５の部分６１０は、ほぼ全体的に背後に反射される。これとは逆に、通過帯域の内側のスペクトラム６０５の部分６１５において、少ない量の信号が後ろに反射される。ＤＵＴ１５５は、通過帯域フィルタ以外のコンポーネントを含むことができ、その結果のスペクトラムがかかるコンポーネントに依存することが理解できよう。リターン・ロス・ブリッジ５０５のポート（例えば、ポート３）、即ち、そうでなければＤＵＴ１５５に接続されるリターン・ロス・ブリッジのポートを解放又は短絡することにより、１００％の反射ライン６２０を得ることができる。更に後述するように、Ｓ１１（ｄｂ）測定を行う前に、１００％反射ライン６２０を校正できる。

図７は、本発明のいくつかの実施例に応じて、リターン・ロス・ブリッジ５０５、ＭＤＯ１０５の詳細図及び被試験装置１５５を含む更に他のシステム７００の例示のブロック図である。図５に示すシステム７００は、２ポート・スカラーｓパラメータ測定、又は換言すればＳ２１（ｄｂ）測定を行う別の構成である。

ＭＤＯ１０５は、図１Ａ及び１Ｂを参照して上述したのど類似又は同じコンポーネントを含んでいるので、簡略化のために、かかるコンポーネントの詳細説明を繰り返さない。特に、図７のシステム７００は、リターン・ロス・ブリッジ５０５を含んでいる。リターン・ロス・ブリッジ５０５は、外部リターン・ロス・ブリッジとして示しているが、代わりにリターン・ロス・ブリッジ５０５をＭＤＯ１０５の内部に配置できることが理解できよう。リターン・ロス・ブリッジ５０５の詳細は、簡略化のため繰り返さない。

ＭＤＯ１０５の出力チャネル１１５をリターン・ロス・ブリッジ５０５の第１ポート（例えば、ポート１）に結合できる。例えば、５０オームの終端器７１０を用いて、リターン・ロス・ブリッジ５０５の第２ポート（例えば、ポート２）を終端できる。リターン・ロス・ブリッジ５０５の第３ポート（例えば、ポート３）をＤＵＴ１５５の第１ポート（例えば、ポート１）に結合できる。ＭＤＯ１０５のＲＦ入力チャネル１２０をＤＵＴ１５５の第２ポート（例えば、ポート２）に結合できる。この構成において、ＭＤＯ１０５は、ＤＵＴ１５５のポート１及び２のＳ２１形式の測定ができる。

図８は、本発明のいくつかの実施例に応じて、ＭＤＯ１０５にてスカラーｓパラメータを測定する技術を示す例示の流れ図８００である。この技術は、８０５で開始し、試験信号又はチャープ信号を校正できる。例えば、校正は、ＭＤＯ１０５の出力チャネル１１５からＭＤＯ１０５のＲＦ入力チャネル１２０へチャープ信号をループさせることを含める。この結果は、戻り信号に関連した水平基準ライン（例えば、図６の６２０）の表示である。基準ラインが１００％の反射基準ラインを表すように、基準ライン６２０でのいかなるリップル又は欠陥も検出し校正できる。

この流れは、分岐Ｓ２１及び分岐Ｓ１１が示すように、２個の分岐の一方に沿って進む。Ｓ２１形式の測定を実行するときは、分岐Ｓ２１に従う。Ｓ１１形式の測定を実行するときは、分岐Ｓ１１に従う。

分岐Ｓ２１をとると、８１０にて、ＤＵＴの第１ポートをＭＤＯの出力チャネルに接続する。８１５にて、ＤＵＴの第２ポートをＭＤＯのＲＦ入力チャネルに接続する。

分岐Ｓ１１をとると、８２０にて、ＭＤＯの出力チャネルをリターン・ロス・ブリッジの第１ポートに接続する。８２５にて、ＭＤＯのＲＦ入力チャネルをリターン・ロス・ブリッジの第２ポートに接続する。この経路に沿って、流れが８３０に進み、ＤＵＴの第１ポートをリターン・ロス・ブリッジの第３ポートに接続する。８３５にて、ＤＵＴの第２ポートを終端する。

分岐Ｓ２１及びＳ１１の両方は、８４０に集まり、ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有するチャープ信号を発生する。次に、流れは８４５に進み、ＭＤＯの出力チャネルを介してチャープ信号を伝送する。この技術は、８５０に続き、ＭＤＯのＲＦ入力チャネルを介して戻り信号を受ける。戻り信号は、チャープ信号の少なくとも一部に基づき、ＤＵＴを通過した後のチャープ信号を表す。８５５にて、戻り信号を取込み記録として取込んでデジタル化する。

８６０にて、取込み記録をチャネル信号又は試験信号と時間的に整合させる。８６５にて、個別の周波数毎の取込みではなく、取込み記録に関連した周波数の全スペクトラムをほぼ同時に処理する。スカラーｓパラメータ、又は換言すれば適当な試験パラメータを容易且つ効果的に測定するために、ステップ８７０にて、ＭＤＯの表示器上に全スペクトラムを更新し表示する。

流れ図８００における判断が記載のような特定順序で生じる必要がなく、むしろ、これら判断を異なる時点で行えることが理解できよう。これら技術にて説明したステップは、図示し説明した順序で必然的に生じる必要がないことも理解できよう。

ここで説明した本発明の概念の実施例は、ＭＤＯ内に「廉価版ネットワーク・アナライザ」を提供する。これは、内部的に発生され伝送されるチャープ信号と、高速取込みと、周波数ドメインにおけるチャープ信号のスペクトラムの処理及び表示と、ＭＤＯ機能と一致する利用の柔軟性及び容易性とを含んでいる。さらに、Ｓ２１形式の測定、又は、リターン・ロス・ブリッジと組合せるとＳ１１形式の測定又は欠陥までの距離の測定の如く種々の形式の測定を行える。

上述の説明は、特定実施例に焦点を当てているが、他の構成も考えられる。特に、「本発明の概念の実施例による」などの記述をここで用いたが、これら記述は、一般的な参考的実施例の可能性を意味するものであり、本発明の概念を特定実施例の構成に限定しようとするものではない。ここで用いる如く、これら用語は、他の実施例と組合される同じ又は異なる実施例を参照するものである。

以下の説明は、適切な単一又は複数のマシーンの簡単且つ一般的な説明であり、本発明のコンセプトのある概念を実現している。典型的には、単一又は複数のマシーンは、システム・バスを含んでいる。このシステム・バスは、プロセッサ、メモリ、蓄積装置、ビデオ・インタフェース、及び入力／出力インタフェース・ポートに付随している。メモリは、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、又は他のステート保存媒体である。単一又は複数のマシーンは、キーボード、マウスなどの従来の入力装置からの入力や、他のマシーン、仮想現実（ＶＲ）環境との相互作用、生体フィードバックから受けた指示、又は他の入力信号により少なくとも部分的に制御される。ここで用いたように、用語「マシーン」は、単一のマシーン、仮想マシーン、又は、これらマシーンや仮想マシーンにコミュニケーション可能に結合されたシステム、又は一緒に動作する複数の装置を広く含む。マシーンの例としては、パーソナル・コンピュータ、ワークステーション、サーバー、ポータブル・コンピュータ、ハンドヘルド装置、電話機、タブレットなどの計算装置と共に、プライベート又はパブリック移動体、例えば、自動車、電車、タクシーなどの輸送手段を含む。

単一又は複数のマシーンは、プログラマブル又は非プログラマブル・ロジック装置又はアレイ、用途特定集積回路（ＡＳＩＣ）、埋め込み形コンピュータ、スマート・カードの如き埋め込み制御器を含むことができる。単一又は複数のマシーンは、ネットワーク・インタフェース、モデム又はコミュニケーション可能な結合を介して１つ以上の遠隔マシーンに１つ以上の結合ができる。複数のマシーンは、イントラネット、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワークなどの物理的及び／又は論理上のネットワークによって相互接続できる。ネットワーク・コミュニケーションは、種々の配線及び／又は無線の短距離又は長距離キャリア及びプロトコルを利用でき、これらには、無線周波数（ＲＦ）、サテライト、マイクロ波、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）５４５．１１、ブルーツース（登録商標）、光、赤外線、ケーブル、レーザなどを含むことが当業者には理解できよう。

発明の概念の実施例は、機能、手順、データ構造、アプリケーション・プログラムなどを参照し、又はこれらと関連して説明できる。これらをマシーンがアクセスした際の結果は、マシーンによるタスクの実行、若しくは概念上のデータ形式又は低レベルのハードウェア・コンテキストの定義となる。関連データを例えばＲＡＭ、ＲＯＭなどの揮発性及び／又は不揮発性メモリ、又は他の蓄積装置及び関連した蓄積媒体に蓄積できる。これらには、ハード・ドライブ、フロッピー・ディスク、光学蓄積装置、テープ、フラッシュ・メモリ、メモリ・ステック、デジタル・ビデオ・ディスク、バイオロジカル蓄積装置などがある。関連したデータは、物理的及び／又は論理上のネットワークを含む伝送環境により、パケット、シリアル・データ、パラレル・データ、伝搬信号などの形式で配信でき、圧縮形式又は暗号化形式で利用できる。関連データは、分散環境にて使用でき、マシーンのアクセスのために局部的に及び／又は遠隔的に蓄積できる。発明概念の実施例は、１つ以上のプロセッサが実行可能な命令から構成された非一時的なマシーンが読出し可能な媒体を含み、これら命令は、上述の発明概念の要素を実行する命令から構成されている。

本発明の要旨を逸脱することなく、他の同様な又は異なる変形が可能である。よって、本発明の要旨は、特許請求の範囲を除いて限定されない。

１００ システム
１０５ ＭＤＯ
１１０ Ｉ／Ｏセクション
１１２ 処理及び制御ロジック
１１４ 取込みセクション
１１５ 試験信号出力チャネル
１２０ ＲＦ入力チャネル
１２５ デジタル入力チャネル
１３０ アナログ入力チャネル
１３７ 試験信号
１４２ 戻り信号
１５５ ＤＵＴ
１５７ バンドパス・フィルタ
１６０ チャープ信号発生器
１７０ 傾斜ビジー信号発生器
１７５ 時間整合ロジック
１８０ ブロック・ダウン・コンバータ
１８５ ＡＤＣ
１９０ 取込みメモリ
１９２ デジタル・ダウン・コンバータ
１９３ 取込み記録
１９５ 表示器
５００ システム
５０５ リターン・ロス・ブリッジ
７００ システム
７１０ ５０オーム終端器

Claims (9)

1. ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有する試験信号を発生するように構成された信号発生器と、
   上記信号発生器に結合され、上記試験信号を伝送するように構成された出力チャネルと、
   上記試験信号に基づく戻り信号を受けるように構成されたＲＦ入力チャネルと、
   上記戻り信号を取込み記録として取込んでデジタル化するように構成された取込みセクションと、
   上記取込み記録を上記試験信号とほぼ時間的に整合させるように構成された傾斜ビジー信号発生器とを具えたミックスド・ドメイン・オシロスコープ。
2. 上記試験信号がチャープ信号であり、
   上記信号発生器が上記チャープ信号を発生するように構成され、
   上記ＲＦ入力チャネルが受けた上記戻り信号が上記チャープ信号に基づき、
   上記取込みセクションが単一の取込みでほぼ全体の上記チャープ信号を取り込むように構成された請求項１のミックスド・ドメイン・オシロスコープ。
3. 上記取込みセクションが、
   上記戻り信号をデジタル化するように構成されたアナログ・デジタル変換器と、
   上記アナログ・デジタル変換器及び上記ＲＦ入力チャネルに結合され、上記ＲＦ入力チャネルからの上記戻り信号を受け、上記戻り信号を上記アナログ・デジタル変換器にブロック供給するように構成されたブロック・ダウン・コンバータと、
   上記アナログ・デジタル変換器に結合され、デジタル化された信号を上記取込み記録として蓄積するように構成された取込みメモリと、
   上記取込みメモリに結合され、上記ユーザが構成可能な開始周波数から上記ユーザが構成可能な停止周波数までのレンジの周波数スパンに上記デジタル化された信号をデジタル的にダウン・コンバージョンするように構成されたデジタル・ダウン・コンバータとを更に具えた請求項１のミックスド・ドメイン・オシロスコープ。
4. ミックスド・ドメイン・オシロスコープでスカラーｓパラメータを測定する方法であって、
   ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有する試験信号を信号発生器により発生することと、
   上記試験信号を出力チャネルにより伝送することと、
   上記試験信号に基づく戻り信号をＲＦ入力チャネルにより受けることと、
   上記戻り信号を取込み記録として取込んでデジタル化することと、
   上記取込み記録を上記試験信号と時間的に整合させることと、
   上記取込み記録に関連した周波数の全スペクトラムをほぼ同時に処理することと、
   上記スカラーｓパラメータを測定するために上記スペクトラムをミックスド・ドメイン・オシロスコープの表示器に表示することとを具えた方法。
5. 上記スカラーｓパラメータがＳ２１スカラーｓパラメータであり、
   被試験装置の第１ポートを上記ミックスド・ドメイン・オシロスコープの出力チャネルに接続することと、
   上記被試験装置の第２ポートを上記ミックスド・ドメイン・オシロスコープのＲＦ入力チャネルに接続することと、
   上記Ｓ２１スカラーｓパラメータを測定するために上記ミックスド・ドメイン・オシロスコープの表示器に上記スペクトラムを表示することとを更に具えた
   請求項４のミックスド・ドメイン・オシロスコープでスカラーｓパラメータを測定する方法。
6. 上記スカラーｓパラメータがＳ１１スカラーｓパラメータであり、
   上記ミックスド・ドメイン・オシロスコープの出力チャネルをリターン・ロス・ブリッジの第１ポートに接続することと、
   上記ミックスド・ドメイン・オシロスコープのＲＦ入力チャネルを上記リターン・ロス・ブリッジの第２ポートに接続することと、
   被試験装置の第１ポートを上記リターン・ロス・ブリッジの第３ポートに接続することと、
   上記被試験装置の第２ポートを終端することと、
   上記Ｓ１１スカラーｓパラメータを測定するために上記ミックスド・ドメイン・オシロスコープの表示器に上記スペクトラムを表示することとを更に具えた
   請求項４のミックスド・ドメイン・オシロスコープでスカラーｓパラメータを測定する方法。
7. 上記試験信号を校正することを更に具えた請求項４のミックスド・ドメイン・オシロスコープでスカラーｓパラメータを測定する方法。
8. 上記試験信号を校正することが、
   上記出力チャネルからの上記試験信号を上記ＲＦ入力チャネルにループさせることと、
   上記戻り信号に関連した水平基準ラインを上記ミックスド・ドメイン・オシロスコープの表示器に表示することと、
   上記基準ライン内のリップルを検出することと、
   上記基準ラインが１００％反射基準ラインを表すように上記基準ライン内の上記リップルを校正することとを更に具える
   請求項７のミックスド・ドメイン・オシロスコープでスカラーｓパラメータを測定する方法。
9. ミックスド・ドメイン・オシロスコープで測定を行うシステムであって、
   第１及び第２ポートを含む被測定装置と、
   上記被測定装置の第１ポートに結合された出力チャネル、上記被測定装置の第２ポートに結合されたＲＦ入力チャネルを有するミックスド・ドメイン・オシロスコープとを具え、
   上記ミックスド・ドメイン・オシロスコープが、
   ユーザが構成可能な開始周波数からユーザが構成可能な停止周波数までのレンジのスパンを有する試験信号を発生するように構成された信号発生器と、
   上記信号発生器に結合され、上記試験信号を上記被試験装置の第１ポートに伝送するように構成された出力チャネルと、
   上記試験信号に基づく戻り信号を上記被試験装置の第２ポートから受けるように構成されたＲＦ入力チャネルと、
   上記戻り信号を取込み記録として取込んでデジタル化するように構成された取込みセクションと、
   上記取込み記録を上記試験信号にほぼ時間的に整合させるように構成された傾斜ビジー信号発生器とを更に含むシステム。

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