JPH0633085U - スペクトラムアナライザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バースト波のような不定期の短い入力に対して
も分析を行え、さらに、広帯域かつ高速の掃引が可能で
あり、広い周波数帯域に対して実時間スペクトラム分析
を行えるスペクトラムアナライザを提供することであ
る。 【構成】ミキシングダウンした信号をｍ個の周波数帯域
（Δｆ）に分割し、並列動作しているＮ個のＡ／Ｄ変換
器19,20,21に入力して同時処理を実行する。局部発振器
6,26の発振周波数は、Ｎ・Δｆの周波数幅でもってステ
ップ的に掃引される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は周波数スペクトラム分析を行うスペクトラムアナライザに関し、特に 、連続波のみならず、バースト波などに対する実時間スペクトラム分析を可能と した広帯域，高速のスペクトラムアナライザに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のスペクトラムアナライザは、入力信号を、局部発振信号との混合により ミックスして低周波数の信号へと変換し、可変帯域幅バンドパスフィルタ（周波 数分解能を決定するアナログフィルタ）により所定帯域の周波数信号を選択した 後、Ｌｏｇアンプにより対数圧縮し、ディテクタによりその信号レベルを検出し 、周波数解析を行う構成となっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来のスペクトラムアナライザは、入力信号が連続波の場合は、信号 が継続的に供給されるために分析に要する時間の制約がなく、局部発振信号の周 波数をリニアに掃引していけば、入力信号のそれぞれの周波数成分の信号レベル を順次に検出することができる。しかし、入力信号がバースト波のような、短い 期間に突発的に入力される信号（かつ、時間に対して波形が周期性なく変化する 信号）である場合には、局部発振信号の掃引途中で入力が途絶える場合も考えら れ、このような場合には、全周波数成分の分析ができないという問題点がある。

【０００４】 本考案はこのような考察に基づいてなされたものであり、その目的は、バース ト波のような不定期の短い入力に対しても分析を行え、さらに、広帯域かつ高速 の解析（高速の掃引）が可能であり、広い周波数帯域に対して実時間スペクトラ ム分析を行えるスペクトラムアナライザを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本考案の代表的なものの概要は以下のとおりである。すなわち、Ｎ（２以上の 自然数）個のＡ／Ｄ変換器を用いたデジタル式のスペクトラムアナライザであっ て、ミキシングダウンした信号をｍ個の周波数帯域（それぞれの帯域の周波数幅 はいずれもΔｆ）に分割し、並列動作しているＮ個のＡ／Ｄ変換器に入力して同 時処理を実行する構成となっている。各Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数は２ ・Δｆ以上であり、Δｆの帯域内では実時間処理機能をもつ。入力信号の低域変 換を行うための局部発振器の発振周波数は、Ｎ・Δｆの周波数幅でもってステッ プ的に掃引される。

【０００６】

【作用】

ステップ掃引幅をＮ・Δｆとできるため、広い周波数帯域にわたって高速に掃 引することが可能となる。また、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器が同時に動作して、それぞ れがΔｆの帯域の信号についてリアルタイム分析を行うため、高速かつ高分解能 とすることができる。

【０００７】

【実施例】

次に、本考案の実施例について図面を参照して説明する。図１は本考案の一実 施例の構成を示す図である。本実施例は、広い周波数帯域を得るために、スイッ チ３，10により２つの周波数レンジに分割し、それぞれに対して回路を持つ内部 構成となっており、上側回路が低周波数レンジ用，下側回路が高周波数レンジ用 となっている。また、３つのＡ／Ｄ変換器19,20,21を備え、これらを並列動作さ せるようになっている。

【０００８】 被測定入力信号は、アッテネータ１によりレベル調整され、過大入力に対する 保護のためのリミッタ２を通過する。低周波数レンジの場合、ＬＰＦ４を通過後 、可変周波数発振器（局部発振器）６とミキサ５により一旦、ミキシングアップ （高周波数への変換）され、元の信号と重ならないように切り離される。この後 、ＢＰＦ７により必要な通過帯域のみが選択される（例えば、局部発振周波数を 中心として左右に存在する差信号のうち右側だけが選択される）。次に、固定周 波数発振器８とミキサ９によりミキシングダウン（低周波数への変換）される。 高周波数レンジの場合は、プリチューン用ＢＰＦ（通過帯域可変のバンドパスフ ィルタ）24によって所定の通過帯域のみが選択され、可変周波数発振器26とミキ サ25によりミキシングダウンされる。低域変換された信号は、さらに、ＢＰＦ11 ，増幅器12を通過後、固定周波数発振器13とミキサ14でミキシングダウンされる 。

【０００９】 このミキシングダウンされた信号は、図２に示すように、ＬＰＦ16，ＢＰＦ17 ，ＢＰＦ18によって、０〜ｆ１，ｆ１〜ｆ２，ｆ２〜ｆ３の３つの周波数バンド に分割される。それぞれのバンド幅はΔｆである。この分割された信号は、それ ぞれ、並列動作しているＡ／Ｄ変換器19,20,21により同時にＡ／Ｄ変換される。 Ａ／Ｄ変換器19,20,21のサンプリング周波数はサンプリング定理を満足するよう に２・Δｆ以上に設定されており、各Ａ／Ｄ変換器はΔｆの帯域に対して実時間 処理を行う。Ａ／Ｄ変換器19,20,21からの信号は、デジタル信号処理されて表示 器23上に表示される。なお、スイッチ３，10の切換えや局部発振器のステップ掃 引等は制御回路15により制御される。

【００１０】 発振器６，26の発振周波数の掃引は、図３の実線で示されるように、３・Δｆ の幅でもってステップ的に行われる。図中、点線が、３つのＡ／Ｄ変換器19,20, 21が担当する周波数帯域を示し、並列動作により実質的にΔｆの幅でステップ掃 引したのと同等の分解能を得ることができる。

【００１１】 各Ａ／Ｄ変換器はΔｆの幅内の信号に対してはリアルタイム（実時間）のスペ クトラム解析が行える。したがって、スペクトラム分析を行うべき信号の周波数 帯域がこの幅内であれば、局部発振器のステップ掃引は必要なく、この幅を越え る場合にのみステップ掃引すればよく、高速の解析が行える。このように高速の 解析が可能となるため、バースト波のような突発的な信号に対する解析も行える ようになる。なお、使用するＡ／Ｄ変換器は３個に限定されるものではなく、２ 以上であればよい。

【００１２】 また、複数のＡ／Ｄ変換器に対して周波数バンドを分割する方法として、図４ に示すように、固定周波数の発振器31,33 と、ミキサ30,33 と、ＬＰＦ34,35 を 用いたミキシングダウン技術を採用してもよい。この場合、Ａ／Ｄ変換器36,37 内のサンプル／ホールド回路の帯域を広げる必要がないというメリットがある。

【００１３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、局部発振器のステップ掃引による周波数 変換と、複数の並列動作するＡ／Ｄ変換器を用いたデジタル信号処理方式を採用 することにより、従来のスペクトラムアナライザの機能のほか、高速，広帯域の 実時間スペクトラム解析機能を実現できる。

【００１４】 また、デジタル信号処理を用いることによって従来必要とされた可変帯域幅の アナログフィルタは不必要となり、また、アナログフィルタに比べて狭帯域とで きるため、周波数の分解能を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示す図である。

【図２】図１の実施例におけるフィルタ16,17,18による
周波数バンド分割の様子を説明するための図である。

【図３】図１の実施例における局部発振周波数のステッ
プ掃引の例（実線）と並列動作させた各Ａ／Ｄ変換器が
担当する帯域とを示す図である。

【図４】複数のＡ／Ｄ変換器に対して周波数バンドを分
割する方法の他の例（ミキシングダウンを用いた技術）
を示す図である。

【符号の説明】

１ アッテネータ ２ リミッタ ３，10 高周波数レンジ／低周波数レンジ切換えスイッ
チ ４ ＬＰＦ ５，９，14，25 ミキサ ６，26 可変周波数発振器（局部発振器） ７ ＢＰＦ ８，13 固定周波数発振器（局部発振器） 11 ＢＰＦ 12 アンプ 15 制御回路 16 ＬＰＦ 17,18 ＢＰＦ 19,20,21 Ａ／Ｄ変換器 22 デジタル信号処理 23 表示器 24 プリチューン用ＢＰＦ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 局部発振器（６，26）と、混合器（５，
   25) と、フィルタ回路（11) と、周波数バンド分割回路
   （16,17,18) と、複数のＡ／Ｄ変換器（19,20,21) とを
   具備し、 入力信号を、前記局部発振器（６，26）の局部発振信号
   との混合により周波数変換し、この周波数変換された信
   号を前記フィルタ回路（11) を通過させた後に、前記周
   波数バンド分割回路（16,17,18）により所定の周波数帯
   域の信号に分割し、その周波数分割された信号のそれぞ
   れを、並列に動作している前記複数のＡ／Ｄ変換器のそ
   れぞれに入力し、デジタル信号に変換して周波数スペク
   トラム分析を行うようになっており、かつ、前記局部発
   振器（６，26）の発振周波数はステップ的に掃引される
   ことを特徴とするスペクトラムアナライザ。