JP2017116286A - 測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パラメータ値を容易に設定することができる測定装置及び測定方法を提供する。
【解決手段】スペクトラムアナライザ１は、パラメータ値として中心周波数が設定される局部発振器１１と、四則演算子を入力する四則演算キー２１及び数値を入力する数値キー２２を有するキーボード２０と、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて中心周波数を算出する中心周波数算出部３２と、中心周波数算出部３２が算出した中心周波数を局部発振器１１に設定する中心周波数設定部３３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、被測定信号の周波数スペクトラム波形を表示するスペクトラムアナライザや、所定の波形の信号を出力する信号出力装置等のような測定装置及び測定方法に関する。

従来、この種の測定装置としては、波形データを収集して所望の波形解析を行う波形解析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のものは、メニューに表示された項目を選択しつつ、所望の波長及び位相を有する正弦波を発生してメモリに記憶させ、記憶した正弦波のデータに対して所望の演算を選択して実行することにより、例えば２倍の振幅値の正弦波を生成するようになっている。ここで、振幅値は所望の正弦波を生成するための１つのパラメータ値である。

特開平３−２４５０５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものでは、パラメータ値を変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択する必要があったので、パラメータ値の設定が煩雑になるという課題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、パラメータ値を容易に設定することができる測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る測定装置は、所定のパラメータ値が設定される被パラメータ値設定手段（１１、９２）を備えた測定装置（１、３）であって、四則演算子を入力する四則演算キー（２１）及び数値を入力する数値キー（２２）を有するキーボード（２０）と、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記パラメータ値を算出するパラメータ値算出手段（３２、１０１）と、前記パラメータ値算出手段が算出したパラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定するパラメータ値設定手段（３３、１０２）と、を備えた構成を有している。

この構成により本発明の請求項１に係る測定装置は、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいてパラメータ値を算出し、算出したパラメータ値を被パラメータ値設定手段に設定するので、従来のように、パラメータ値を変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択させる必要がない。したがって、本発明の請求項１に係る測定装置は、パラメータ値を容易に設定することができる。

本発明の請求項２に係る測定装置は、所定のパラメータ値が設定される被パラメータ値設定手段（１１）を備えた測定装置（２）であって、四則演算子の入力操作を検出するとともに数値の入力操作を検出する入力操作検出手段（８１）を有するタッチパネル（８０）と、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいてパラメータ値を算出するパラメータ値算出手段（３２）と、前記パラメータ値算出手段が算出したパラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定するパラメータ値設定手段（３３）と、を備えた構成を有している。

この構成により本発明の請求項２に係る測定装置は、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいてパラメータ値を算出し、算出したパラメータ値を被パラメータ値設定手段に設定するので、従来のように、パラメータ値を変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択させる必要がない。したがって、本発明の請求項２に係る測定装置は、パラメータ値を容易に設定することができる。

本発明の請求項３に係る測定装置は、前記パラメータ値設定手段が、前記パラメータ値を前記被パラメータ値設定手段にリアルタイムで設定するものである構成を有している。

この構成により本発明の請求項３に係る測定装置は、新たなパラメータ値が設定された状態を測定者にリアルタイムで提示することができる。

本発明の請求項４に係る測定装置は、前記測定装置が、被測定信号を入力し所定の周波数範囲を掃引するスペクトラムアナライザ（１、２）であって、前記パラメータ値が、前記周波数範囲の中心周波数、掃引する前記周波数範囲のスタート周波数及び前記周波数範囲のストップ周波数の少なくともいずれか１つに関する周波数パラメータ値であり、パラメータ値算出手段が、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記周波数パラメータ値を算出する周波数パラメータ値算出手段（３２）であり、前記パラメータ値設定手段が、前記周波数パラメータ値算出手段が算出した周波数パラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定する周波数パラメータ値設定手段（３３）である構成を有している。

この構成により本発明の請求項４に係る測定装置は、スペクトラムアナライザにおいて、パラメータ値を容易に設定することができる。

本発明の請求項５に係る測定装置は、前記測定装置が、所定のサンプリングレートでデジタル信号を出力する信号出力装置（３）であって、前記パラメータ値が、前記サンプリングレートであり、パラメータ値算出手段が、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記サンプリングレートを算出するサンプリングレート算出手段（１０１）であり、前記パラメータ値設定手段が、前記サンプリングレート算出手段が算出したサンプリングレートを前記被パラメータ値設定手段に設定するサンプリングレート設定手段（１０２）である構成を有している。

この構成により本発明の請求項５に係る測定装置は、信号出力装置において、パラメータ値を容易に設定することができる。

本発明の請求項６に係る測定方法は、所定のパラメータ値が設定される被パラメータ値設定手段（１１、９２）と、四則演算子を入力する四則演算キー（２１）及び数値を入力する数値キー（２２）を有するキーボード（２０）と、を備えた測定装置（１、３）を用いた測定方法であって、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記パラメータ値を算出するパラメータ値算出ステップ（Ｓ１６）と、前記パラメータ値算出ステップで算出したパラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定するパラメータ値設定ステップ（Ｓ１２）と、を含む構成を有している。

この構成により本発明の請求項６に係る測定方法は、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいてパラメータ値を算出し、算出したパラメータ値を被パラメータ値設定手段に設定するので、従来のように、パラメータ値を変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択させる必要がない。したがって、本発明の請求項６に係る測定方法は、パラメータ値を容易に設定することができる。

本発明の請求項７に係る測定方法は、所定のパラメータ値が設定される被パラメータ値設定手段（１１）と、四則演算子の入力操作を検出するとともに数値の入力操作を検出する入力操作検出手段を有するタッチパネル（８０）と、を備えた測定装置（２）を用いた測定方法であって、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記パラメータ値を算出するパラメータ値算出ステップ（Ｓ１６）と、前記パラメータ値算出ステップで算出したパラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定するパラメータ値設定ステップ（Ｓ１２）と、を含む構成を有している。

この構成により本発明の請求項７に係る測定方法は、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいてパラメータ値を算出し、算出したパラメータ値を被パラメータ値設定手段に設定するので、従来のように、パラメータ値を変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択させる必要がない。したがって、本発明の請求項７に係る測定方法は、パラメータ値を容易に設定することができる。

本発明の請求項８に係る測定方法は、前記パラメータ値設定ステップにおいて、前記パラメータ値を前記被パラメータ値設定手段にリアルタイムで設定する構成を有している。

この構成により本発明の請求項８に係る測定方法は、新たなパラメータ値が設定された状態を測定者にリアルタイムで提示することができる。

本発明は、パラメータ値を容易に設定することができるという効果を有する測定装置及び測定方法を提供することができるものである。

本発明の第１実施形態及び第２実施形態におけるスペクトラムアナライザのブロック構成図である。 本発明の第１実施形態及び第２実施形態におけるスペクトラムアナライザの外観図である。 本発明の第１実施形態におけるスペクトラムアナライザの中心周波数の設定機能についての説明図である。 本発明の第１実施形態及び第２実施形態におけるスペクトラムアナライザのフローチャートである。 本発明の第２実施形態における測定システムのブロック構成図である。 本発明の第２実施形態における２信号３次相互変調歪みの説明図である。 本発明の第２実施形態において、スペクトラムアナライザにおける中心周波数の設定機能についての説明図である。 本発明の第３実施形態におけるスペクトラムアナライザのブロック構成図である。 本発明の第３実施形態における操作検出部の機能についての説明図である。 本発明の第３実施形態における中心周波数の変更例についての説明図である。 本発明の第３実施形態におけるスペクトラムアナライザのフローチャートである。 本発明の第４実施形態における信号発生装置のブロック構成図である。 本発明の第４実施形態におけるサンプリングレート算出部及びサンプリングレート設定部の機能についての説明図である。 本発明の第４実施形態における信号発生装置のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態では、本発明に係る測定装置をスペクトラムアナライザに適用した例を挙げて説明する。

図１に示すように、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、局部発振器１１、信号混合器１２、ＲＢＷ（Resolution Band Width）フィルタ１３、対数変換部１４、ＶＢＷ（Video Band Width）フィルタ１５、検波器１６、ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）１７、表示部１８、キーボード２０、制御部３０を備えている。

入力信号である高周波の被測定信号Ｓｉｎは、信号混合器１２により局部発振器１１からの局部発振信号Ｓｏｓｃと混合され、中間周波数を有する中間周波数信号Ｓｉｆに変換される。

局部発振器１１の発振周波数は、制御部３０により、所定の周波数範囲にわたって掃引される。これにより、信号混合器１２から出力される中間周波数信号Ｓｉｆの周波数も掃引動作に同期して変化する。

信号混合器１２から出力された中間周波数信号Ｓｉｆは次のＲＢＷフィルタ１３に入力される。このＲＢＷフィルタ１３は、アナログのバンドパスフィルタで構成されており、不要な周波数成分を除き、必要な中間周波数信号Ｓｉｆのみを選択する。

中間周波数信号Ｓｉｆの周波数は、掃引動作に同期して変化するので、ＲＢＷフィルタ１３から１掃引時間（掃引期間）内において時間経過と共に出力される出力信号は、中間周波数信号Ｓｉｆに変換された被測定信号Ｓｉｎの各周波数成分における時系列波形となる。

ＲＢＷフィルタ１３からの中間周波数信号は、対数変換部１４により信号レベルがデシベル単位に変換されて出力され、次のアナログのＶＢＷフィルタ１５に入力される。ＶＢＷフィルタ１５は、表示部１８に最終的に表示される周波数スペクトラム波形の高周波成分（雑音成分）を除去して信号を出力する。ＶＢＷフィルタ１５から出力された信号は次の検波器１６によって検波される。

検波器１６では、ＶＢＷフィルタ１５から出力されたアナログの周波数スペクトラム波形における各時間軸位置のピーク値を検出し、包絡線検波された状態の最終的な周波数スペクトラム波形を得る。そして、掃引期間内に検波された信号は、掃引された周波数における時系列波形の大きさを示す。したがって、横軸を周波数、縦軸を振幅とすれば、周波数スペクトラム波形となる。

この周波数スペクトラム波形を示す信号は、次のＡＤＣ１７でデジタルデータに変換され、制御部３０に入力される。制御部３０に入力されたデジタルデータは、所定の信号処理が行われ、この信号処理の結果得られる周波数スペクトラム波形は表示部１８に周波数ドメイン（横軸を周波数、縦軸を振幅）で表示される。

キーボード２０は、四則演算処理を行うための四則演算キー２１、数値を入力するための数値キー２２、四則演算や所定の処理を実行するための実行キー２３、等号を示す等号キー２４、マーカを設定するためのマーカ設定キー２５を備えている。

このキーボード２０について、スペクトラムアナライザ１の外観図である図２を用いて説明する。

図２に示すように、キーボード２０は、スペクトラムアナライザ１の表面パネルに設けられている。キーボード２０は、四則演算キー２１、数値キー２２、実行キー２３、等号キー２４、第１マーカキー「Ｍ１」及び第２マーカキー「Ｍ２」を含むマーカ設定キー２５、ジョグダイヤル２６、小数点キー「．」等を有する。

四則演算キー２１は、加算キー「＋」、減算キー「−」、乗算キー「＊」、除算キー「／」を有し、四則演算子（＋、−、＊、／）を入力するためのキーである。数値キー２２は、０〜９の数値を入力するための数値キー「０」〜「９」を有する。実行キー２３は、「ＥＮＴ」で表示され、所定の処理を実行するためのキーである。等号キー２４は、「＝」で表示され、四則演算を行う際に使用される演算子である。

図２において、表示部１８には、周波数やレベルの読み取りや周波数の設定等を行うための２つのマーカｍ１及びｍ２が表示されている。マーカｍ１及びｍ２は、それぞれ、マーカ設定キー２５の「Ｍ１」及び「Ｍ２」キーによって選択されるようになっている。例えば、マーカｍ１が選択された状態で、ジョグダイヤル２６が回転操作されると、マーカｍ１はその操作に応じて低周波数の方向又は高周波数の方向に移動するようになっている。

図１に戻り、制御部３０は、入力キー処理部３１、中心周波数算出部３２、中心周波数設定部３３、周波数範囲設定部３４、掃引信号発生部３５、信号測定部３６、マーカ値取得部３７、表示処理部３８を備えている。この制御部３０は、例えばマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む。

入力キー処理部３１は、測定者がキーボード２０を操作して入力した入力キーの情報及びマーカ値取得部３７が取得した情報を取得するようになっている。例えば、入力キー処理部３１は、入力キーの情報として四則演算子、数値、その他の演算子、ジョグダイヤル２６の回転位置情報、その他のキーの情報を取得するものである。また、入力キー処理部３１は、後述するように、マーカｍ１又はｍ２が示す周波数値を取得するものである。

中心周波数算出部３２は、入力キー処理部３１が取得した入力キーの情報に基づいて中心周波数を算出するようになっている。この中心周波数は、パラメータ値、周波数パラメータ値の一例である。また、中心周波数算出部３２は、パラメータ値算出手段、周波数パラメータ値算出手段の一例である。

中心周波数設定部３３は、中心周波数算出部３２が算出して求めた中心周波数を局部発振器１１に設定するようになっている。この中心周波数設定部３３は、パラメータ値設定手段、周波数パラメータ値設定手段の一例である。また、局部発振器１１は、被パラメータ値設定手段の一例である。

周波数範囲設定部３４は、表示部１８に表示される周波数スペクトラム波形の周波数範囲を設定するようになっている。

掃引信号発生部３５は、所定の掃引信号を発生し、発生した掃引信号を局部発振器１１及び表示部１８に出力するようになっている。

信号測定部３６は、予め定められた測定条件に基づいて、ＡＤＣ１７の出力信号を測定するようになっている。

マーカ値取得部３７は、マーカ設定キー２５の「Ｍ１」又は「Ｍ２」が押された場合に、それぞれ、マーカｍ１又はｍ２が示す周波数値を取得するようになっている。

表示処理部３８は、信号測定部３６の測定結果や測定条件等を表示部１８に表示するための表示制御を行うようになっている。

次に、スペクトラムアナライザ１における中心周波数の設定機能について図３を用いて説明する。この説明において、図１に示した被測定信号Ｓｉｎの周波数Ｆｉｎ＝１ＧＨｚ、信号混合器１２からの中間周波数信号Ｓｉｆの周波数Ｆｉｆ＝６ＧＨｚ、表示部１８の周波数範囲＝２ＧＨｚする。この条件で中心周波数ｆｃ＝１ＧＨｚとした場合には、局部発振器１１からの局部発振信号Ｓｏｓｃの周波数は６ＧＨｚ〜８ＧＨｚ（７ＧＨｚ中心）となる。また、中心周波数ｆｃ＝２ＧＨｚとした場合には、局部発振器１１からの局部発振信号Ｓｏｓｃの周波数は７ＧＨｚ〜９ＧＨｚ（８ＧＨｚ中心）となる。

図３（ａ）は、中心周波数ｆｃ＝１ＧＨｚとした場合に表示部１８に表示される周波数スペクトラム波形４１を示している。図示のように、横軸を周波数軸、縦軸をレベル軸とし、周波数範囲は０ＧＨｚ〜２ＧＨｚで中心周波数ｆｃ＝１ＧＨｚである。中心周波数ｆｃ＝１ＧＨｚの周波数位置には基本波４２が表示され、２ＧＨｚの周波数位置には第２高調波４３の一部が表示されている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した表示状態において、測定者がキーボード２０を操作し、「＊」、「＝」、「２」、「ＥＮＴ」と順次入力したことを示している。このキー入力の情報は入力キー処理部３１によって取得される。

中心周波数算出部３２は、入力キー処理部３１が取得した入力キーの情報に基づいて、予め定められた四則演算を行うようになっている。

具体的には、中心周波数算出部３２は、図３（ｂ）に示した入力キー「＊」「＝」「２」という四則演算子及び数値の組み合わせからは、現在の中心周波数を２倍する演算を行うようになっている。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示した入力キーにより、中心周波数算出部３２が算出して求めた中心周波数ｆｃ＝２ＧＨｚを、中心周波数設定部３３がリアルタイムで局部発振器１１に設定し、表示位置が変化した周波数スペクトラム波形４１を表示部１８が表示した表示状態を示している。図示のように、中心周波数ｆｃが１ＧＨｚから２ＧＨｚにリアルタイムで変更され、周波数範囲は１ＧＨｚ〜３ＧＨｚとなっている。中心周波数ｆｃ＝２ＧＨｚの周波数位置には第２高調波４３が表示され、１ＧＨｚの周波数位置には基本波４２が表示されている。

その結果、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、新たな中心周波数ｆｃが設定された状態を測定者にリアルタイムで提示することができる。

図３（ｃ）に示した表示状態において、例えば図３（ｄ）に示すように、測定者がキーボード２０を操作し、「／」、「＝」、「２」、「ＥＮＴ」と順次入力した場合には、中心周波数算出部３２が現在の中心周波数を１／２倍する演算を行い、中心周波数設定部３３がリアルタイムで局部発振器１１に設定することにより、リアルタイムで中心周波数ｆｃが２ＧＨｚから１ＧＨｚに変更され、周波数範囲は０ＧＨｚ〜２ＧＨｚとされた表示状態、すなわち図３（ａ）に示した表示状態に戻る。

以上の説明では、中心周波数の設定機能を分かり易く説明するために、被測定信号Ｓｉｎの周波数Ｆｉｎを１ＧＨｚとした。この周波数Ｆｉｎのように、元の中心周波数が単純な整数であれば、その２倍や３倍等の値を求めるのは暗算により容易である。

しかしながら、例えば、周波数Ｆｉｎが１．２３４５ＧＨｚである場合や、中心周波数ｆｃを現在値の２．７倍にしたい場合には、従来、測定者は新たな中心周波数ｆｃを暗算では求めることができず、電卓を用いて求めていた。

これに対し、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１では、予め定められた四則演算子及び数値の組み合わせにより現在の中心周波数を所定倍する構成を有するので、どのような中心周波数に変更したい場合であっても容易に中心周波数の設定が可能となる。

なお、前述の実施形態では、２倍を表すのに「＊」、「＝」、「２」、「ＥＮＴ」と順次入力する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、「＊」、「２」、「＝」、「ＥＮＴ」でもよいし、「２」、「＊」、「＝」、「ＥＮＴ」でもよい。また、２．７倍ならば、例えば、「＊」、「＝」、「２」、「．」、「７」、「ＥＮＴ」と順次入力することとなる。

次に、図４を用いて、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１の中心周波数に関わる動作を主に説明する。

測定者がキーボード２０を操作することにより、入力キー処理部３１によって、中心周波数、周波数範囲等の測定条件が入力される（ステップＳ１１）。

入力された測定条件に基づいて、中心周波数設定部３３は、中心周波数を設定し、周波数範囲設定部３４は周波数範囲を設定する（ステップＳ１２）。これらの設定情報は、制御部３０から局部発振器１１に出力される。

局部発振器１１は被測定信号Ｓｉｎを入力し、ＲＢＷフィルタ１３からＡＤＣ１７までの各要素により、所定の信号処理が実施される（ステップＳ１３）。ＡＤＣ１７の出力信号は制御部３０の表示処理部３８に入力される。

表示部１８は、表示処理部３８の表示処理により、中心周波数を中心とした周波数特性のデータを表示する（ステップＳ１４）。

入力キー処理部３１は、キーボード２０を介して、中心周波数の指示が行われたか否かを判断する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５において、入力キー処理部３１は、キーボード２０から例えば「＊」、「＝」、「２」、「ＥＮＴ」と順次入力された場合には、中心周波数の指示が行われたと判断し、中心周波数算出部３２は中心周波数を算出する（ステップＳ１６）。この場合、中心周波数算出部３２は、現在の中心周波数を２倍する演算を行って、その結果情報を中心周波数設定部３３及び周波数範囲設定部３４に出力する。そして、ステップＳ１３に戻り、中心周波数設定部３３は中心周波数を新たな値に設定し、周波数範囲設定部３４は新たな周波数範囲を設定する。

ステップＳ１５において、入力キー処理部３１が中心周波数の指示が行われたと判断しなかった場合には、制御部３０が入力キーに応じた所定の処理を行う（ステップＳ１７）。

以上のように、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、キーボード２０に入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて中心周波数を算出し、算出した中心周波数を局部発振器１１に設定するので、従来のように、中心周波数を変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択させる必要がない。

したがって、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、中心周波数（パラメータ値）を容易に設定することができる。

また、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、メモリに格納後のデータに対して所定の演算を行う従来のものとは異なり、例えば、新たな中心周波数ｆｃをリアルタイムで設定したり、新たな中心周波数ｆｃが設定された状態を測定者にリアルタイムで提示したりすることができるので、測定の効率化や簡易化を容易に図ることができる。

なお、前述の実施形態では、スペクトラムアナライザ１の表面パネルに設けられたキーボード２０を用いる例を挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば、スペクトラムアナライザ１とケーブルを介して又は無線通信により接続される外付けのキーボードを用いても前述と同様の効果が得られる。

（変形例）
前述の実施形態では、パラメータ値、周波数パラメータ値の一例として中心周波数を例に挙げて説明した。本発明はこれに限定されず、例えば、掃引する周波数範囲のスタート周波数やストップ周波数等をパラメータ値、周波数パラメータ値とすることもでき、前述と同様の効果が得られる。

以下、現在の中心周波数を参照し、その中心周波数の２倍の周波数をスタート周波数に設定する構成例を挙げる。この場合には、測定者がキーボード２０を操作し、スタート周波数を設定するモードとした後に、例えば、「＝」、「ＣＦ」、「＊」、「２」、「ＥＮＴ」と順次入力することにより、現在の中心周波数の２倍の値がスタート周波数に設定される構成とすることができる。なお、「ＣＦ」は、現在の中心周波数を取得するためにキーボード２０に予め設けられたキーを意味している。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態におけるスペクトラムアナライザ１を用いて、被測定装置（例えば増幅器）の２信号歪みを測定する例を挙げる。この場合の測定システムとしては、図５に示すように、２つの異なる周波数ｆ１及びｆ２の信号を出力する信号発生器５１と、被測定装置の一例である増幅器５２と、スペクトラムアナライザ１とで構成することができる。

増幅器５２の入力と出力の間に非直線性があると高調波が発生することが知られている。例えば、２つの異なる周波数ｆ１及びｆ２の２信号を増幅器５２に入力した場合、２次高調波として（２・ｆ１）及び（２・ｆ２）の周波数の信号が発生する。これらの高調波と基本波ｆ１及びｆ２とが相互に干渉することにより、（２・ｆ１−ｆ２）及び（２・ｆ２−ｆ１）の歪信号が発生する。これを相互変調歪といい、（２・ｆ１−ｆ２）及び（２・ｆ２−ｆ１）の歪信号を２信号３次相互変調歪みという。

具体的には、図６に示すように、低周波側の基本波６１（周波数ｆ１）と、高周波側の基本波６２（周波数ｆ２）を入力した場合、周波数（２・ｆ１−ｆ２）の２信号３次相互変調歪み成分６３と、周波数（２・ｆ２−ｆ１）の２信号３次相互変調歪み成分６４とが発生する。基本波６１と６２との周波数間隔をΔｆとすると、基本波６１と２信号３次相互変調歪み成分６３との周波数間隔、及び、基本波６２と２信号３次相互変調歪み成分６４との周波数間隔はΔｆとなる。

次に、スペクトラムアナライザ１における中心周波数の設定機能について図７を用いて説明する。

図７（ａ）は、スペクトラムアナライザ１の表示部１８に２信号歪みの測定結果を表示した一例を示している。図７においては、中心周波数ｆｃをｆ１としている。この表示状態では、２信号３次相互変調歪み成分６４は表示領域外にあり測定者は視認することはできない。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した表示状態において、測定者がキーボード２０を操作し、「２」、「＊」、「Ｍ２」、「−」、「Ｍ１」、「ＥＮＴ」と順次入力したことを示している。このキー入力の情報は入力キー処理部３１によって取得される。

中心周波数算出部３２は、入力キー処理部３１が取得した入力キーの情報に基づいて、予め定められた四則演算を行うようになっている。

具体的には、中心周波数算出部３２は、図７（ｂ）に示した入力キー「２」「＊」「Ｍ２」「−」「Ｍ１」「ＥＮＴ」という四則演算子、数値及びマーカ設定キー２５の組み合わせからは、「Ｍ２」に対応するマーカｍ２が示す周波数値を２倍し、その値から「Ｍ１」に対応するマーカｍ１が示す周波数値を減算した周波数を求める演算を行うようになっている。ここで、マーカｍ１及びｍ２がそれぞれ示す周波数はｆ１及びｆ２であるから、中心周波数算出部３２は、（２・ｆ２−ｆ１）を求める。すなわち、中心周波数算出部３２は、２信号３次相互変調歪み成分６４の周波数を求めることとなる。

その結果、中心周波数設定部３３は、リアルタイムで中心周波数ｆｃを（２・ｆ２−ｆ１）に変更し、２信号３次相互変調歪み成分６４が表示部１８の中央に表示されることとなる。したがって、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、新たな中心周波数ｆｃが設定された状態を測定者にリアルタイムで提示することができる。

以上のように、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、２信号歪みを測定する場合においても、キーボード２０に入力された四則演算子、数値及びマーカ設定キー２５の組み合わせに基づいて中心周波数を算出し、算出した中心周波数を局部発振器１１に設定するので、従来のように、中心周波数を変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択させる必要がない。

したがって、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、２信号歪みを測定する場合においても、中心周波数（パラメータ値）を容易に設定することができる。

（第３実施形態）
まず、第３実施形態におけるスペクトラムアナライザの構成について説明する。

図８に示すように、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ２は、制御部７０、タッチパネル８０を備えている。このスペクトラムアナライザ２は、測定装置の一例である。なお、第１実施形態（図１参照）におけるスペクトラムアナライザ１と同様な構成には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

制御部７０は、操作検出部７１を備えている。この操作検出部７１は、第１実施形態の入力キー処理部３１の機能に加えて、後述するタッチセンサ８１の検知結果に基づいてタッチパネル８０における測定者の操作を検出するようになっている。

タッチパネル８０は、測定者によるタッチ操作を検知するタッチセンサ８１と、所定の情報を表示する表示部８２と、を備えている。タッチセンサ８１は、タッチパネル８０における測定者の操作を検出し、検出した操作を示す信号を操作検出部７１に出力するようになっている。このタッチセンサ８１は、入力操作検出手段の一例である。表示部８２は、表示処理部３８の表示制御に基づき、信号測定部３６の測定結果や測定条件等を表示するようになっている。

なお、タッチパネル８０としては、例えば、人体の一部（指先等）や静電ペンなどの接触を検知して、その検知信号を制御部７０に出力する静電容量方式のものであってもよく、又はペン先等の堅い物質の接触を検知してその検知信号を制御部７０に出力する抵抗膜方式のものであってもよく、或いはその他の方式のものであってもよい。

次に、本実施形態における操作検出部７１の機能について図９を用いて説明する。

まず、四則演算子の認識機能について説明する。図９（ａ）に示すように、操作検出部７１は、測定者の指のスライド操作を検出し、その操作に基づいて四則演算子を認識するようになっている。具体的には、操作検出部７１は、測定者がタッチパネル８０上で指を上方向にスライドさせた場合には、この操作を加算演算子「＋」として認識するようになっている。同様に、操作検出部７１は、測定者がタッチパネル８０上で指を下方向にスライドさせた場合には減算演算子「−」、左方向にスライドさせた場合には除算演算子「／」、右方向にスライドさせた場合には乗算演算子「＊」として認識するようになっている。

なお、図９（ａ）に示した各スライド方向と各キーとの関係は一例であり、これに限定されない。また、スライド操作に代えて例えばフリック操作を用いてもよい。また、タッチパネル８０上に四則演算キーや数字キー等を表示し、タッチ操作により四則演算子や数値等を入力できる構成としてもよい。

次に、数値の入力機能について説明する。図９（ｂ）に示すように、操作検出部７１は、測定者の指のタップ操作を検出し、タップ操作の回数に基づいて数値入力を検出するようになっている。例えば、測定者がタッチパネル８０上で２回のタップ操作を行えば数値「２」、３回のタップ操作を行えば「３」が操作検出部７１によって検出される。

なお、前述のタップ操作に代えて、例えば、測定者がタッチパネル８０上に数字を書く操作を行って、操作検出部７１がその数値を検出する構成であってもよい。

次に、本実施形態における中心周波数の変更例について図１０を用いて説明する。なお、図１０に示した周波数スペクトラム波形４１は、第１実施形態で説明したもの（図３参照）と同じである。

図１０（ａ）には、タッチパネル８０上に周波数スペクトラム波形４１が示されている。中心周波数ｆｃ＝１ＧＨｚの周波数位置には基本波４２が表示され、２ＧＨｚの周波数位置には第２高調波４３の一部が表示されている。

図１０（ａ）に示した表示状態において、測定者がタッチパネル８０上で指を右方向にスライドさせた場合には、操作検出部７１は乗算演算子「＊」を検出する。

続いて、図１０（ｂ）に示すように、測定者がタッチパネル８０上で２回タップした場合には、操作検出部７１は数値「２」を検出する。この後、操作検出部７１は、所定時間（例えば１秒間）経過した場合には、数値入力が終了したと判断する。なお、所定時間の経過を数値入力の終了と判断する代わりに、数値入力の終了を示す操作を測定者に行わせる構成としてもよい。

中心周波数算出部３２は、操作検出部７１が、数値入力の終了を判断したことを条件に、現在の中心周波数を２倍する演算を行う。中心周波数設定部３３は、中心周波数ｆｃ＝２ＧＨｚを設定し、その結果、タッチパネル８０には中心周波数ｆｃ＝２ＧＨｚの周波数位置には第２高調波４３が表示され、１ＧＨｚの周波数位置には基本波４２が表示される。

次に、図１１を用いて、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ２の中心周波数に関わる動作を説明する。図１１に示すように、ステップＳ２１のみが第１実施形態（図４）と異なるので、ステップＳ２１のみ説明する。

ステップＳ２１において、操作検出部７１は、測定者によるタッチパネル８０のタッチ操作を検出し、そのタッチ操作が四則演算処理操作であるか否か、すなわち四則演算子及び数値の入力がなされたか否かを判断する。

ステップＳ２１において、操作検出部７１が四則演算子及び数値の入力がなされたと検出した場合には、中心周波数の指示が行われたと判断し、中心周波数算出部３２は中心周波数を算出する（ステップＳ１６）。

ステップＳ２１において、操作検出部７１が四則演算子及び数値の入力がなされたと検出しなかった場合には、制御部３０が入力キーに応じた所定の処理を行う（ステップＳ１７）。

以上のように、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ２は、タッチパネル８０に入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて中心周波数を算出し、算出した中心周波数を局部発振器１１に設定するので、従来のように、中心周波数を変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択させる必要がない。

したがって、本実施形態におけるスペクトラムアナライザ１は、中心周波数（パラメータ値）を容易に設定することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、本発明に係る測定装置を信号発生装置に適用した例を挙げて説明する。

まず、第４実施形態における信号発生装置の構成について説明する。

図１２に示すように、本実施形態における信号発生装置３は、波形データ記憶部９１、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）９２、直交変調器９３、自動レベル制御回路（ＡＬＣ）９４、ステップアッテネータ（ステップＡＴＴ）１７、表示制御部９６、表示部９７、キーボード２０、制御部１００を備えている。この信号発生装置３は、測定装置、信号出力装置の一例である。

波形データ記憶部９１は、例えば携帯端末装置のような被試験装置を試験するための複数の試験信号データとして、デジタル値のベースバンドの波形データを記憶している。図示を省略したが、測定者は、操作部を操作し、波形データ記憶部９１に記憶された試験信号データを選択できるようになっている。試験信号データは、Ｉ相成分（同相成分）及びＱ相成分（直交成分）のベースバンドの波形データを含む。波形データは、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって生成される。

ＤＡＣ９２は、制御部１００から出力されるサンプリングレートの指示信号に基づいて、波形データ記憶部９１が出力するデジタル値のベースバンド信号波形データをアナログ値に変換して直交変調器９３に出力するようになっている。ここで、サンプリングレートは、パラメータ値の一例である。また、ＤＡＣ９２は、被パラメータ値設定手段の一例である。

直交変調器９３は、局部発振信号を生成する機能を有し、ＤＡＣ９２から出力されるベースバンド信号のＩ相成分及びＱ相成分と、局部発振信号とを乗算することにより直交変調及び周波数変換を行って無線周波数の試験信号（ＲＦ試験信号）を生成してＡＬＣ９４に出力するようになっている。

ＡＬＣ９４は、入力したＲＦ試験信号のレベルを所定の電力レベルに設定してステップＡＴＴ９５に出力するようになっている。

ステップＡＴＴ９５は、入力したＲＦ試験信号のレベルを所定の減衰量のステップで減衰することができるＡＴＴである。

表示制御部９６は、ステップＡＴＴ９５の出力信号の波形を表示部９７でモニタするための表示制御を行うようになっている。

表示部９７は、表示制御部９６の表示制御に基づき、ステップＡＴＴ９５の出力信号の波形を表示するようになっている。

制御部１００は、サンプリングレート算出部１０１、サンプリングレート設定部１０２を備えている。

サンプリングレート算出部１０１は、入力キー処理部３１が取得した入力キーの情報に基づいて、ＤＡＣ９２のサンプリングレートを算出するようになっている。このサンプリングレート算出部１０１は、パラメータ値算出手段、サンプリングレート算出手段の一例である。

サンプリングレート設定部１０２は、サンプリングレート算出部１０１が算出により求めたサンプリングレートをＤＡＣ９２に設定するようになっている。このサンプリングレート設定部１０２は、パラメータ値設定手段、サンプリングレート設定手段の一例である。

次に、サンプリングレート算出部１０１及びサンプリングレート設定部１０２の機能について図１３を用いて説明する。

図１３（ａ）は、サンプリングレートを１０ＭＨｚとした場合に表示部９７に表示される出力波形１０３を示している。

図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示した表示状態において、測定者がキーボード２０を操作し、「＊」、「＝」、「２」、「ＥＮＴ」と順次入力したことを示している。このキー入力の情報は入力キー処理部３１によって取得される。

サンプリングレート算出部１０１は、入力キー処理部３１が取得した入力キーの情報に基づいて、予め定められた四則演算を行うようになっている。

具体的には、サンプリングレート算出部１０１は、図１３（ｂ）に示した入力キー「＊」「＝」「２」の組み合わせからは、現在のサンプリングレートを２倍する演算を行うようになっている。

図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）に示した入力キーにより、サンプリングレート算出部１０１が算出して求めたサンプリングレート＝２０ＭＨｚをサンプリングレート設定部１０２がリアルタイムでＤＡＣ９２に設定し、波形形状が変化した出力波形１０４を表示部９７が表示した表示状態を示している。図示のように、サンプリングレートが１０ＭＨｚから２０ＭＨｚにリアルタイムで変更され、測定者はサンプリングレートの変更により波形がどのように変化するかを容易に把握することができる。

図１３（ｃ）に示した表示状態において、例えば図１３（ｄ）に示すように、測定者がキーボード２０を操作し、「／」、「＝」、「２」、「ＥＮＴ」と順次入力した場合には、サンプリングレート算出部１０１が現在のサンプリングレートを１／２倍する演算を行い、サンプリングレート設定部１０２がリアルタイムでＤＡＣ９２に設定することにより、リアルタイムでサンプリングレートが２０ＭＨｚから１０ＭＨｚに変更された表示状態、すなわち図１３（ａ）に示した表示状態に戻る。

次に、図１４を用いて、本実施形態における信号発生装置３のサンプリングレートに関わる動作を説明する。

測定者がキーボード２０を操作することにより、入力キー処理部３１によって、サンプリングレートが入力される（ステップＳ３１）。

サンプリングレート設定部１０２はサンプリングレートをＤＡＣ９２に設定する（ステップＳ３２）。

信号発生装置３は、信号発生処理を行う（ステップＳ３３）。すなわち、波形データ記憶部９１は、所定のベースバンドの波形データをＤＡＣ９２に出力し、ＤＡＣ９２は、設定されたサンプリングレートに基づいてＤＡ変換を行って直交変調器９３に出力する。直交変調器９３は、ＤＡＣ９２から出力されるベースバンド信号に対して直交変調及び周波数変換を行ってＲＦ試験信号を生成してＡＬＣ９４に出力する。ＡＬＣ９４は、入力したＲＦ試験信号のレベルを所定の電力レベルに設定してステップＡＴＴ９５に出力する。ステップＡＴＴ９５は、入力したＲＦ試験信号のレベルを所定の減衰量のステップで減衰して表示制御部９６に出力する。

表示部９７は、表示制御部９６の表示処理により、サンプリングレート設定部１０２によって設定されたサンプリングレートでアナログ変換された信号を表示する（ステップＳ３４）。

入力キー処理部３１は、キーボード２０を介して、サンプリングレートを変更する指示が行われたか否かを判断する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３５において、入力キー処理部３１は、サンプリングレートを変更する指示が行われたと判断した場合には、サンプリングレート算出部１０１はサンプリングレートを算出する（ステップＳ３６）。

ステップＳ３５において、入力キー処理部３１は、サンプリングレートを変更する指示が行われたと判断しなかった場合には、制御部１００は、入力キーに応じた所定の処理を行う（ステップＳ３７）。

以上のように、本実施形態における信号発生装置３は、キーボード２０に入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいてサンプリングレートを算出し、算出したサンプリングレートをＤＡＣ９２に設定するので、従来のように、サンプリングレートを変更するためにいくつものメニューを順次表示し、各メニューから所望の項目を選択させる必要がない。

したがって、本実施形態における信号発生装置３は、サンプリングレート（パラメータ値）を容易に設定することができる。

以上のように、本発明に係る測定装置及び測定方法は、パラメータ値を容易に設定することができるという効果を有し、被測定信号の周波数スペクトラム波形を表示するスペクトラムアナライザや、所定の波形の信号を出力する信号出力装置等のような測定装置及び測定方法として有用である。

１、２ スペクトラムアナライザ（測定装置）
３ 信号発生装置（測定装置、信号出力装置）
１１ 局部発振器（被パラメータ値設定手段）
２０ キーボード
２１ 四則演算キー
２２ 数値キー
３２ 中心周波数算出部（パラメータ値算出手段、周波数パラメータ値算出手段）
３３ 中心周波数設定部（パラメータ値設定手段、周波数パラメータ値設定手段）
８０ タッチパネル
８１ タッチセンサ（入力操作検出手段）
９２ ＤＡＣ（被パラメータ値設定手段）
１０１ サンプリングレート算出部（パラメータ値算出手段、サンプリングレート算出手段）
１０２ サンプリングレート設定部（パラメータ値設定手段、サンプリングレート設定手段）

Claims (8)

1. 所定のパラメータ値が設定される被パラメータ値設定手段（１１、９２）を備えた測定装置（１、３）であって、
   四則演算子を入力する四則演算キー（２１）及び数値を入力する数値キー（２２）を有するキーボード（２０）と、
   入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記パラメータ値を算出するパラメータ値算出手段（３２、１０１）と、
   前記パラメータ値算出手段が算出したパラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定するパラメータ値設定手段（３３、１０２）と、
   を備えたことを特徴とする測定装置。
2. 所定のパラメータ値が設定される被パラメータ値設定手段（１１）を備えた測定装置（２）であって、
   四則演算子の入力操作を検出するとともに数値の入力操作を検出する入力操作検出手段（８１）を有するタッチパネル（８０）と、
   入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいてパラメータ値を算出するパラメータ値算出手段（３２）と、
   前記パラメータ値算出手段が算出したパラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定するパラメータ値設定手段（３３）と、
   を備えたことを特徴とする測定装置。
3. 前記パラメータ値設定手段が、前記パラメータ値を前記被パラメータ値設定手段にリアルタイムで設定するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測定装置。
4. 前記測定装置が、被測定信号を入力し所定の周波数範囲を掃引するスペクトラムアナライザ（１、２）であって、
   前記パラメータ値が、前記周波数範囲の中心周波数、掃引する前記周波数範囲のスタート周波数及び前記周波数範囲のストップ周波数の少なくともいずれか１つに関する周波数パラメータ値であり、
   パラメータ値算出手段が、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記周波数パラメータ値を算出する周波数パラメータ値算出手段（３２）であり、
   前記パラメータ値設定手段が、前記周波数パラメータ値算出手段が算出した周波数パラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定する周波数パラメータ値設定手段（３３）であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の測定装置。
5. 前記測定装置が、所定のサンプリングレートでデジタル信号を出力する信号出力装置（３）であって、
   前記パラメータ値が、前記サンプリングレートであり、
   パラメータ値算出手段が、入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記サンプリングレートを算出するサンプリングレート算出手段（１０１）であり、
   前記パラメータ値設定手段が、前記サンプリングレート算出手段が算出したサンプリングレートを前記被パラメータ値設定手段に設定するサンプリングレート設定手段（１０２）であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の測定装置。
6. 所定のパラメータ値が設定される被パラメータ値設定手段（１１、９２）と、四則演算子を入力する四則演算キー（２１）及び数値を入力する数値キー（２２）を有するキーボード（２０）と、を備えた測定装置（１、３）を用いた測定方法であって、
   入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記パラメータ値を算出するパラメータ値算出ステップ（Ｓ１６）と、
   前記パラメータ値算出ステップで算出したパラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定するパラメータ値設定ステップ（Ｓ１２）と、
   を含むことを特徴とする測定方法。
7. 所定のパラメータ値が設定される被パラメータ値設定手段（１１）と、四則演算子の入力操作を検出するとともに数値の入力操作を検出する入力操作検出手段を有するタッチパネル（８０）と、を備えた測定装置（２）を用いた測定方法であって、
   入力された四則演算子及び数値の組み合わせに基づいて前記パラメータ値を算出するパラメータ値算出ステップ（Ｓ１６）と、
   前記パラメータ値算出ステップで算出したパラメータ値を前記被パラメータ値設定手段に設定するパラメータ値設定ステップ（Ｓ１２）と、
   を含むことを特徴とする測定方法。
8. 前記パラメータ値設定ステップにおいて、前記パラメータ値を前記被パラメータ値設定手段にリアルタイムで設定することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の測定方法。

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