JPH02181665A - 雑音電力計の測定周波数誤差を測定及び補償する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は狭い周波数範囲内の雑音電力の測定、特に、雑
音電力計により用いられる測定周波数の不正確度を測定
し、補償する方法に関するものである。

（従来の技術） テスト中の装置の雑音パラメータを正確に計算するため
には散乱パラメータが測定される周波数で雑音電力を測
定する必要がある。従来、雑音電力計によって“スポッ
ト雑音電力”即ち比較的狭い周波数範囲内に含まれる雑
音電力を測定する。

この周波数範囲の中心を“測定周波数”と称する。

代表的には雑音電力計によって固定の狭い通過帯域フィ
ルタの後段の可変周波数変換段を用いて狭い周波数範囲
内の信号を分離し得るようにする。

この可変周波数変換段によって測定信号の周波数を選択
された量だけ推移してこれが帯域通過フィルタの狭い通
過帯域内にくるようにする。この雑音電力計によって帯
域通過フィルタの出力側の信号電力を測定する。

（発明が解決しようとする課題） 可変周波数変換段又は帯域通過フィルタが不正確である
場合には測定周波数に対応する誤差が発生する。雑音電
力計の可変周波政変′換段に正確な周波数シンセサイザ
を用いる場合にはこれらの誤差を除去することができる
。その理由はその局部発振器及び帯域通過フィルタが所
望の測定周波数に好適に位置決めされているからである
。しかし、通常の雑音電力計は周波数シンセサイザの代
わりに不完全な帯域通過フィルタ及び廉価な発振器を用
いており、従って対応する周波数も不正確となる。

テスト中の装置（以下ＤＵＴと称する）の利得又は雑音
電力がその接続ソースアドミッタンスにより著しく変化
する場合には測定周波数の不正確度が著しくなる。ＤＵ
Ｔに存在するソースアドミッタンスが測定周波数と共に
急激に変化する場合には（ｒＥＥＥ　　）ランザクショ
ンズ　オン　マイクロウェーブ　セオリ　アンド　テク
ニクス第ＭＴＴ−３０巻、第８号、１９８２年８月にラ
ロック及びメイズが発表した論文“オートマチイックノ
イズ　ナンパラチュア　メジュアメント　スルー　フリ
ケンシイ　バリエーション＜周波数変動による自動雑音
温度測定）”参照）、測定周波数誤差によってソース　
アドミッタンスを変化し、従ってＤＵＴの利得を変化す
るようになる。ＤＵＴのこれら利得変化によって測定雑
音電力を所望の測定周波数におけるＤＯＴの雑音電力か
ら著しく相違させるようになる。

本発明は散乱パラメータを測定する場合と同一の周波数
でテスト中の装置の雑音電力測定を行なうことを目的と
する。

又、本発明は上述した欠点を除去し、散乱パラメータが
測定された周波数でＤＵＴの雑音電力を測定することに
より雑音電力計の測定周波数の不正確度を測定し、補償
する方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明はテスト中の装置の雑音電力測定時に生ずる雑音
電力計の測定周波数誤差を測定し、補償するに当り、雑
音電力計を設定して測定周波数で電力を測定するように
した雑音電力計の測定周波数誤差を測定及び補償する方
法において、ほぼ同一の電力を有し且つ周波数が異なる
信号を前記雑音電力計に順次に送出し、この雑音電力計
により種々の異なる周波数の各々に対し個別に測定され
た電力を測定し、これら信号の周波数範囲の中心に相当
する中心周波数を測定し、この信号の周波数範囲内の信
号によって選定されたスレシホルドよりも大きな個別に
測定された電力を得、所望の測定周波数及び前記中心周
波数間の周波数差を測定し、テスト中の装置からの出力
信号を前記測定された周波数差だけ周波数推移して推移
信号を得、この周波数推移された信号を雑音電力計に送
出するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば極めて正確な周波数シンセサイザを用い
て雑音電力計の利得を人力体骨周波数の関数として検出
し、これにより測定周波数誤差を測定し得るようにする
。次いで周波数変換段を用いて入力信号の周波数を測定
周波数誤差を補償するに必要な量だけ推移し得るように
する。

（実施例） 図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図は代表的な雑音測定システム１０のブロック図を
示す。テスト中の装置（・ＣＵＴ）１２の入力端子をソ
ースアドミッタンス１４に接続する。ＤＵＴ１２の出力
端子を雑音電力計１６に接続する。（ここに云う“雑音
電力計”とは可同調ダウンコンバータ及び狭い通過帯域
のフィルタを含む雑音電力計及び雑音指数計を包含する
ことを意味する。）この雑音電力計１６によって測定周
波数に位置決めされた狭い周波数帯域内の電力を測定す
る。この場合、外部周波数変換段１８によって雑音電力
計１６の測定周波数限界以上に測定周波数範囲を拡張す
る必要がある。

雑音電力計１６のブロック図を第２図に示す。この雑音
電力計１６は数個の周波数変換段２２．２４及び２６と
、数個のフィルタ２８．３０及び３２と、増幅器３３と
を具える。これら周波数変換段、フィルタ及び増幅器に
よって入力信号を電力計３６に送出する前にその選択さ
れた狭い周波数範囲を分離し、増幅する。第１周波数変
換段２２を可変型とし、第２フイルタ３０の固定通過帯
域内に所望入力信号周波数を推移し得るようにする。第
２及び第３周波数変換段２４及び２６は固定型とし、第
３帯域通過フィルタ３２は上述した所と同様とする。

広帯域の信号が入力端子３４に存在するものとする。こ
の場合第１周波数変換段２２によって第２フイルタ３０
の固定通過帯域に通過する入力信号の周波数を測定する
。周波数推移誤差によって測定周波数に対応する誤差を
生せしめるようになる。

第１図に示す多数のＤＵＴ１２の利得又は雑音指数はこ
れに接続されたソースアドミッタンスの変化に従って著
しく変化する。かかる装置に対し一定の利得円（実線）
及び一定の雑音指数円（破線）を示すスミスチャートを
第３図に示す。不整合ソースアドミッタンスに対し、Ｄ
ＵＴ１２に存在する反射係数のフェーズは代表的には測
定周波数と共に変化するが反射係数の大きさは殆ど一定
のままである。例えば測定周波数が増大するとソース反
射係数はライン４０に沿って点Ａから点已に移動し得る
ようになる。このライン４０は中心がスミスチャートの
中心である円の弧である。この測定周波数が充分に大き
く変化すると、大きなソースの不整合に対し円４２で示
すようにソースの反射係数は完全な円から移動するよう
になる。測定周波数を故意に推移させて用い、例えば、
種々の異なるソースアドミッタンス測定点く上述したラ
ロック及びメイズの文献参照）を得る場合でも自然の周
波数推移によってソースアドミッタンスを著しく変化さ
せ、従って測定雑音電力に誤差を生ずるようになる。

測定した雑音電力のグラフを測定周波数の関数として第
４図に示す。図中実線５０はソース反射係数が円４２に
沿って移動する際の測定雑音電力を示す（第３図）。又
ピーク点５２．５３及び５４はソース反射係数が高利得
領域４４（第３図）を経て移動する際の測定雑音電力を
示す。測定周波数を充分に変化させると反射係数のフェ
ーズが３６０度変化するため、第４図のグラフの曲線は
周期的に発生するようになる。ライン５０の点５６の輝
度は測定周波数を高精度とする必要のあることを示し、
従って測定周波数に僅かな誤差があっても測定雑音電力
の誤差が大きくなる。

第５図に示すように、測定周波数の誤差を測定するため
に高精度の周波数シンセサイザ６０を雑音電力計１６の
入力端子３４に接続し、これを所望の測定周波数に設定
する。この雑音電力計１６によって所望の測定周波数を
含む選択測定周波数の範囲の各々における電力を測定す
る。例えば所望の測定周波数を７００Ｍ）ｌｚとする。

又、雑音電力計１６によって５ＭＨｚの測定周波数範囲
内で電力を測定すると共にＩ　ＭＨｚの解像度に位置さ
せることができる。

周波数シンセサイザ６０は７００ＭＨｚに設定する。従
って雑音電力計によって６９０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚの
測定周波数でＩ　ＭＨｚのステップで電力を測定する。

第６図から明らかなように測定電力の特性を、水平軸に
所望の測定周波数からのオフセットをプロットし、垂直
軸に測定電力をプロットして示す。

図中の点７０は種々の測定周波数における測定電力を示
し、垂直ライン７２は所望の測定周波数を示す。

この特性図から明らかなように、測定電力に最大の影響
を及ぼす入力信号の周波数範囲を測定することができる
。これがため、実際の測定周波数７４及び関連する測定
周波数誤差７６を測定することができる。

測定周波数誤差は他の方法を用い、雑音電力計１６の測
定周波数を所望の測定周波数に設定することにより測定
することができる。次いで周波数シンセサイザ６０を所
望の測定周波数を含む周波数の範囲に亘り掃引する。従
って雑音指数計によって複数の掃引周波数に対し電力を
測定する。周波数シンセサイザ６００周波数解像度は雑
音電力計の解像度よりも著しく高いため、雑音電力計の
測定周波数を掃引して得られる場合よりも一層多くの測
定を固定周波数範囲内で行なうことができる。例えば、
所望測定周波数を７００Ｍ）ｌｚとし、雑音電力計１６
によって４　Ｍ）ｌｚの測定周波数範囲で電力を測定す
るものとする。雑音電力計は７００ＭＨｚで電力を測定
し得るように設定する。周波数シンセサイザ６０は、１
又は２Ｈｚ以下とし得るステップで６９０Ｍｔｌｚから
７１０ＭＨｚまでの複数の周波数に亘って掃引し得るよ
うに設定する。

第７図は測定電力を縦軸に周波数シンセサイザの周波数
をプロットし、横軸に測定電力をプロットして示す。図
中点８０は種々の周波数にふける測定電力を示し、垂直
ライン８２は所望測定周波数を示す。この特性図から明
らかなように測定電力に大きな影響を及ぼす人力信号の
周波数範囲を測定することができる。実際の測定周波数
８４を示すこの周波数と、雑音電力計２６で設定された
測定周波数８６との差が測定周波数誤差となる。

実際の測定周波数８４を測定するには種々の方法がある
。第１の方法は、測定電力が最大測定電力から１０ｄＢ
となる２つのシンセサイザ周波数を測定する場合である
。雑音電力計の周波数変換段を後続させる帯域通過フィ
ルタの応答が対称であるものとすると、実際の測定周波
数８４はこれら２つの“エツジ”周波数の平均周波数と
なる。測定電力が最大測定電力から１０ｄＢも正確に低
下しない場合にはこのエツジ周波数を補間により測定す
ることができる。第２の方法は、測定電力をシンセサイ
ザ周波数の関数として積分し且つ実際の測定周波数８４
を各側で等しい区域を有する中間周波数に設定する。又
、他の方法によっても実際の測定周波数８４を最大電力
が測定されるシンセサイザ周波数に設定することができ
る。

測定周波数の誤差が測定されると、これをＤＵＴの測定
時に補償することができる。第８図に示すようにＤＵＴ
１２は周波数変換段１８を経て雑音電力計１６に接続す
る。説明の便宜上、ＤＵＴの出力端子１２ａの信号の周
波数を“ＲＦ”とする。同様に周波数変換段の出力端子
１８ａ及び第１変換段の出力端子２２ａに存在する信号
の周波数を夫々“ＩＦ１″及び“ＩＦ２”とする。ＩＦ
Ｉは所望のＲＦ掃引に対し好適となるように選定する。

雑音指数計の測定周波数をＩＦＩに設定してその既知の
誤差を無視し得るようにする。この誤差はＩＦＩの各々
の異なる値に対して相違する。雑音電力計によって上側
波帯又は下側波帯の何れかを測定してブリセレクタ９０
を好適に設定し得るようにする。

次いで外部局部発振器９２の周波数ＬＯＩを次式で示す
ように設定することができる。

ＬＯＩ　＝　（Ｉ　Ｆ　ｌ±ＥＲＲＯＲ）ここにＥＲＲ
ＯＲは測定周波数誤差とする。このＥＲＲＯＲは何れの
側波帯が測定されているかに応じて加算或いは減算する
。

雑音電力計の外部又は内部に設けうる周波数変換段を用
いて測定周波数の誤差を補償し得ることは明らかである
。これがため、発振器２２ａ（第２図）を調整してそれ
自体の誤差を補償することができる。しかし、測定誤差
に対する発振器２２ａの調整精細度が低いため、精細度
の高い周波数シンセサイザを用いるのが好適である。

本発明は上述した例にのみ限定されるもではなく要旨を
変更しない範囲内で幾多の変更又は変化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的な雑音測定システムを示すブロック図、 第２図は代表的な雑音電力計の内部回路の構成を示すブ
ロック図、 第３図はテスト中の装置の定利得内及び定雑音指数円を
示すスミスチャート図、 第４図は非整合ソースアドミッタンスで終端する際の第
３図に示すテスト中の装置に対する測定周波数の関数と
して雑音電力を示す特性図、第５図は本発明による測定
周波数の不正確度を測定するシステムを示すブロック図
、 第６図は固定入力周波数で雑音電力計の測定周波数の関
数として測定電力を示す特性図、第７図は固定雑音電力
計の測定周波数で入力周波数の関数として測定電力を示
す特性図、第８図は本発明の他の例の構成を示すブロッ
ク図である。 １０・・・雑音測定システム　１２・・・ＤＵＴ１４・
・・ソースアドミッタンス １６・・・雑音電力計　　　　１８・・・周波数変換段
２２、２４．２６・・・周波数変換段 ２８、３０．３２・・・フィルタ　３３・・・増幅器３
６・・・電力計 ６０・・・周波数シンセサイザ ９２・・・局部発振器 特許出願人　　カスケード　マイクロテックインコーポ
レーテッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、テスト中の装置の雑音電力測定時に生ずる雑音電力
   計の測定周波数誤差を測定し、補償するに当り、雑音電
   力計を設定して測定周波数で電力を測定するようにした
   雑音電力計の測定周波数誤差を測定及び補償する方法に
   おいて、ほぼ同一の電力を有し且つ周波数が異なる信号
   を前記雑音電力計に順次に送出し、この雑音電力計によ
   り種々の異なる周波数の各々に対し個別に測定された電
   力を測定し、これら信号の周波数範囲の中心に相当する
   中心周波数を測定し、この信号の周波数範囲内の信号に
   よって選定されたスレシホルドよりも大きな個別に測定
   された電力を得、所望の測定周波数及び前記中心周波数
   間の周波数差を測定し、テスト中の装置からの出力信号
   を前記測定された周波数差だけ周波数推移して推移信号
   を得、この周波数推移された信号を雑音電力計に送出す
   るようにしたことを特徴とする雑音電力計の測定周波数
   誤差を測定及び補償する方法。