JPH0760976B2 - 信号抑圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば被試験回路、素子等のスプリアス特
性、相互変調歪等を測定する場合に用いることができる
信号抑圧装置に関する。

「従来技術」 高周波増幅器或は周波数混合器等の各種の回路における
スプリアス特性或は相互変調歪等を測定するには第７図
に示すように基準信号発振器１から被測定回路２に基準
信号３を与え、被測定回路２の出力信号４を例えばスペ
クトラムアナライザのような測定器５に与え、測定器５
によつて出力信号４の状態を表示させ被測定回路５の応
答状態を判定する。

ここで例えば基準信号発振器１から第８図Ａに示す周波
数ｆを持つ信号３を与え、被測定回路２から第８図Ｂに
示すような周波数成分を持つ応答信号４が出力されたと
する。

応答出力信号４は基準発振器１から与えられた基準信号
３と、その高調波3A,3B,3C…と近傍スプリアス信号SP₁,
SP₂と、信号３の上下に現われる雑音成分Ｎとが含まれ
る。

測定器５に与えられる信号４において基準信号３と近傍
スプリアス信号SP₁,SP₂のレベル比は一般に大きい。ま
た基準信号３と雑音成分Ｎとのレベル比も大きい。

つまり被測定回路２の応答出力信号４をスペクトラムア
ナライザに表示させると第９図に示すように周波数ｆの
高レベルの基準信号３と、その第２、第３の高調波信号
3A、3Bは表示画面上に明瞭に表示されるが、高レベルの
基準信号３の近傍に現われる低レベルの近傍スプリアス
信号SP₁、SP₂及び雑音成分Ｎは実際には表示画面上に明
瞭には現われない。

このため信号３と近傍スプリアス信号SP₁,SP₂のレベル
の比或は信号３と雑音成分Ｎとのレベルの比、つまりSN
比を測定することができない。

このため従来は第９図に符号６を付して示すように信号
３の周波数ｆにおいて急峻に立下る特性のノツチフイル
タ７を第10図に示すように被測定回路２と測定器５との
間に挿入し、このノツチフイルタ７によつて信号３の成
分を除去し、これによりスペクトラムアナライザのダイ
ナミックレンジに影響されずに近傍スプリアス信号SP₁,
SP₂と雑音成分Ｎを大きく拡大して表示することができ
るようにし、そのレベル値を測定することが行われてい
る。

「発明が解決しようとする問題点」 ノツチフイルタ７は減衰特性が急峻であつてもその帯域
幅は有限であるため希望周波数ｆの近傍に発生するスプ
リアス信号SP₁,SP₂のレベルに影響を与え誤差が生じる
不都合がある。

また希望周波数ｆ以外の部分において特性に凹凸いわゆ
るリツプル８を有し、このリツプル８の影響により高調
波成分3A,3B等のレベルを変化させてしまいこの点でも
測定誤差が生じる不都合がある。

「問題点を解決するための手段」 この発明では、所望の周波数の基準信号を被測定手段に
与えることにより該被測定手段から出力される、高レベ
ルの前記基準信号及び少なくともこの基準信号の近傍に
発生する近傍スプリアス信号や高調波信号を含む複数の
周波数成分の信号よりなる被測定信号を受信し、分岐す
る信号分岐手段と、この信号分岐手段から供給される前
記被測定信号から前記高レベルの基準信号を取り出す信
号摘出手段と、この信号摘出手段によって摘出した前記
基準信号と同期した周波数の単一周波数成分からなる信
号を発生する発振器と、この発振器から発生される単一
周波数成分の信号の位相を調整し、前記基準信号の位相
と逆位相の信号を得る位相調整手段と、この位相調整手
段からの前記逆位相の単一周波数成分の信号を所定のレ
ベルまで増幅する増幅器と、前記信号分岐手段からの被
測定信号を出力端子に供給するとともに、前記増幅され
た逆位相の単一周波数成分の信号が与えられたときには
この逆位相の単一周波数成分の信号と前記信号分岐手段
からの被測定信号とを結合し、前記被測定信号中の前記
基準信号を、他の周波数成分の信号のレベルを変化させ
ることなく抑圧した信号を出力端子に供給する信号結合
手段とによって信号抑圧装置を構成したものである。

この発明の構成によれば高周波増幅器、周波数混合器等
の各種の回路や半導体素子等の被測定手段に与えた雑音
成分Ｎを含む希望周波数信号を摘出し、その希望周波数
信号に同期して発振器を発振させることによつて雑音成
分を含まない希望周波数と一致した単一周波数の信号を
得ることができる。

この単一周波数の信号を増幅器によつて増幅し、位相を
希望周波数信号の位相に対して逆位相の関係に調整し、
更にレベル調整手段によつて希望周波数信号のレベルと
同一レベルに調整し、これらの信号を電力結合器によつ
て結合することにより被測定信号の中から希望周波数の
信号を除去した信号を得ることができる。

よつてこの発明によれば希望周波数信号の近傍に発生す
る近傍スプリアス及び希望周波数信号の高周波のレベル
を変化させることなく希望周波数信号だけを抑圧するこ
とができる。

従つてこの発明によれば希望周波数の信号のレベルと、
近傍スプリアス信号のレベル及び雑音成分のレベルをそ
れぞれ正確に測定することができる。よつて測定誤差が
極めて小さい測定結果を得ることができる。

「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。第１図において11
はこの発明による信号抑圧装置を示す。この発明による
信号抑圧装置11は入力端子11Aと出力端子11Bを有し、入
力端子11Aに被測定回路２から出力される被測定信号４
を与える。出力端子11Bには例えばスペクトラムアナラ
イザのような測定器５を接続する。

入力端子11Aに与えられた被測定信号は電力分岐器12に
よつて２分岐される。電力分岐器12の一方の分岐出力端
子12Aに信号摘出手段13を接続し、他方の分岐出力端子1
2Bには電力結合器22の一方の入力端子22Aを接続する。

信号摘出手段13は例えば同調増幅器のような可変狭帯域
フイルタ特性を有する回路によつて構成することがで
き、この可変狭帯域フイルタ特性によつて被測定信号４
の中の希望する周波数の信号、例えば第２図に示した周
波数ｆの信号３を摘出する。

信号摘出手段13によつて摘出した信号３は例えば位相比
較器14に与えられる。この位相比較器14の他方の入力端
子には発振器15の発振信号23が与えられ、この発振信号
23と信号摘出手段13によつて摘出した信号３の位相を比
較し、その位相比較出力24によつて発振器15の発振周波
数を制御する。このため発振器15には電圧制御発振器を
用いるとよい。

このように位相比較出力によつて発振器15の発振周波数
を制御することにより発振器15から希望する周波数の信
号３の周波数と合致した単一周波数の信号23を得ること
ができる。

発振器15から得られる単一周波数の信号23は位相調整手
段16で位相調整される。つまり電力結合器22において被
測定信号４に含まれる抑圧を希望する信号３の位相に対
して逆位相となるように調整する。

位相調整された信号25は増幅器17によつて所望のレベル
まで増幅し、必要に応じて可変バンドパスフイルタ18を
通じてレベル調整手段19に供給される。

レベル調整手段19では抑圧を希望する信号３のレベルと
単一周波数の信号23のレベルが一致するようにレベル調
整し、そのレベル調整された信号を電力結合器22の他方
の入力端子22Bに与える。なおスイツチ21は接点Ａを選
択すると信号抑圧モードとして動作し、接点Ｂを選択す
ると通常の測定モードとなる。

上述の構成において基準信号発生器１から周波数ｆの基
準信号３を被試験回路２に与えたとき、被試験回路２か
ら第２図Ａに示すように基準信号３と、雑音成分N,スプ
リアス信号SP₁,SP₂及び第2,3高調波3A,3B等を含む出力
信号４が出力されたとする。

この出力信号４を入力端子11Aに入力すると、出力信号
４は電力分岐器12の二つの出力端子12Aと12Bに分岐され
て出力される。

信号摘出手段13は応答出力信号４の中の抑圧を希望する
希望周波数信号、この例では信号３を希望周波数信号と
した場合を示し、この信号３の周波数ｆに同調させ、信
号３を摘出する。ここで希望周波数信号３を摘出するが
希望周波数信号３には雑音成分Ｎ及びその近傍にスプリ
アス信号SP₁,SP₂が存在するため信号摘出手段13から摘
出される希望周波数信号３は完全な単一周波数の信号と
して摘出することはできない。

よつてこの発明では希望周波数信号３を位相比較器14に
与え、この位相比較器14において発振器15の発振信号と
位相比較し、その位相比較結果によつて発振器15の発振
周波数を制御することにより発振器15の発振周波数を希
望周波数信号３の周波数ｆと一致した信号23を得る。

このようにして発振器15から出力される信号23は希望周
波数ｆを持つ単一周波数信号となる。つまり雑音成分
Ｎ、スプリアス信号SP₁,SP₂を含まない単一スペクトラ
ム信号が得られる。

よつてこの単一周波数信号23を位相調整手段16によつて
希望周波数信号３の位相と逆位相の信号25（第２図Ｂ）
に変換し、この逆位相の信号25を増幅器17で増幅し、可
変バンドパスフイルタ18とレベル調整手段19を通じて電
力結合器22の一方の入力端子22Bに与える。

レベル調整手段19により被測定信号４に含まれる希望周
波数信号３のレベルと信号25のレベルを合致するように
調整することにより電力結合器22において希望周波数信
号３と信号25が互に打消され、希望周波数信号は抑圧さ
れる。

従つて被測定信号４の中の信号３を抑圧した信号をスペ
クトラムアナライザのような測定器５に与えることによ
り、測定器５のダイナミツクレンジがレベルの大きい信
号３にじゃまされることがなくなり、この結果信号３と
比較してレベルが小さい信号つまりノイズN,スプリアス
信号SP₁,SP₂,高調波3A,3B等を第３図に示すように大き
く表示することができ、これらのレベルを正確に測定す
ることができる。

「発明の変形実施例」 第４図はこの発明の他の実施例を示す。この例では希望
周波数信号の周波数が高い場合の例を示す。

このため第１図の実施例と異なる構成としては信号摘出
手段13が周波数混合器13A,13Bと、バンドパスフイルタ1
3C,13Dとによつて構成された点と、これら周波数混合器
13A,13B及び後述する周波数変換手段28を構成する周波
数混合器28A,28Bに局部発振信号f₁,f₂を与える二つの局
部発振器26,27を設けた点と、信号25を出力する側に周
波数混合器28A,28Bとバンドパスフイルタ28Cとローパス
フイルタ28Dによつて構成した周波数変換手段28を設け
た点である。

このように信号摘出手段13として周波数混合器13A,13B
とバンドパスフイルタ13C,13Dを用いた構成にしたこと
により希望周波数信号の周波数Ｆが例えば数10MHz以上
のように高い周波数であつてもその周波数ｆを局部発振
器26,27の局部発振信号と周波数混合することによつて
周波数変換し、低い周波数の信号として取出すことがで
きる。よつて発振器15は普通の電圧制発振器を用いるこ
とができる。

発振器15の発振信号23は位相調整手段16で位相調整され
希望周波数信号の位相と逆位相の信号25に変換され、こ
の信号25を周波数変換手段28によつて元の周波数ｆに戻
すことにより被測定信号４に含まれる希望周波数信号と
同じ周波数で位相が逆の信号を得ることができる。

この信号を増幅器17と、可変バンドパスフイルタ18及び
レベル調整手段19を通じて電力結合器22に与えることに
より被測定信号４に含まれる希望周波数信号を抑圧する
ことができ、これによつて第１図の実施例と同様の作用
効果が得られる。

なおこの実施例では第３の局部発振器29を設け、局部発
振器27の局部発振信号の代りにこの第３の局部発振器27
の発振信号をスイツチ31を通じて周波数混合器28Aに与
える構造を付加している。

この構成を付加したことによりスイツチ31を接点Ｂに転
換すると信号抑圧モードではなく、第５図に示すように
信号３の他に局部発振器29の発振周波数で決まる周波数
の信号32を出力端子11Bに出力することができる。

ここで信号３の周波数をｆ、局部発振器27の発振周波数
をf₂,局部発振器29の発振周波数をf₂＋△ｆとした場
合、信号32の周波数はｆ＋ｆ△ｆとなる。

スイツチ31を接点Ｂに転換して動作させる場合には第６
図に示すように信号抑圧装置11の入力端子11Aに基準発
振器１から基準信号３を与え、出力端子11Bに被測定回
路２を接続し、被測定回路２の出力側に測定器５を接続
する。

よつて基準発振器１から周波数ｆの基準信号３を与えた
場合、被測定回路２には周波数ｆとｆ＋△ｆの互に周波
数が近接し、レベルが等しい二つの信号を与えることが
できる。この二つの信号３及び32を与えることにより被
測定回路２として例えば増幅器或は周波数混合器等のよ
うに非直線デイバイスを使用した場合、これらの非直線
デイバイスの３次相互変調歪を測定することができる。

「発明の作用効果」 以上説明したようにこの発明によれば、種々の回路、デ
バイス、素子等の被測定手段から出力される、所望の周
波数の高レベルの基準信号及び少なくともこの基準信号
の近傍に発生する近傍スプリアス信号や高調波信号を含
む複数の周波数成分の信号よりなる被測定信号と、この
被測定信号中の前記高レベルの基準信号を、他の周波数
成分の信号のレベルを変化させることなく、抑圧した信
号とを測定装置に選択的に与えることができるから、前
記高レベルの基準信号のレベルのみならず、従来は測定
が困難であった前記高レベルの基準信号の近傍に発生す
る近傍スプリアス信号のレベル、雑音成分のレベル、高
調波信号のレベル等を正確に測定することができ、従っ
て、基準信号と近傍スプリアス信号のレベル比や基準信
号と雑音成分のレベル比、つまりSN比を正確に測定でき
る等の顕著な効果がある。特に信号摘出手段13の摘出周
波数を自由に変えることができるように構成することに
より任意の周波数の信号を抑圧することができる。

また第４図で説明した実施例のように第３局部発振器29
を設け、この局部発振器29の信号により基準信号発振器
１の信号に近接した周波数の信号32を発生できる構成を
付加することにより非直線デイバスの３次相互変調歪を
測定することができ便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するためのブロツク
図、第２図は第１図の動作を説明するためのグラフ、第
３図はこの発明の信号抑圧装置によつて希望周波数信号
を抑圧した状態を説明するための波形図、第４図はこの
発明の他の実施例を説明するためのブロツク図、第５図
は第４図の実施例の動作を説明するためのグラフ、第６
図は第４図に示した実施例の付加的な機能を利用する状
態を説明するためのブロツク図、第７図は従来の測定方
法を説明するためのブロツク図、第８図は第７図の動作
を説明するためのグラフ、第９図は従来の測定方法の問
題点を改善する方法の一例を説明するためのグラフ、第
10図は第９図で説明した従来の改善方法の構成を説明す
るためのブロツク図である。 1:基準信号発振器、2:被測定回路、3:基準信号、4:被測
定信号、5:測定器、11:信号抑圧装置、12:電力分岐器、
13:信号摘出手段、14:位相比較器、15:発振器、16:位相
調整手段、17:増幅器、18:可変バントパスフイルタ、1
9:レベル調整手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所望の周波数の基準信号を被測定手段に与
   えることにより該被測定手段から出力される、高レベル
   の前記基準信号と少なくともこの基準信号の近傍に発生
   する近傍スプリアス信号や高調波信号を含む複数の周波
   数成分の信号よりなる被測定信号を受信する入力端子
   と、 該入力端子に接続され、受信した被測定信号を分岐する
   信号分岐手段と、 該信号分岐手段から供給される被測定信号から前記高レ
   ベルの基準信号を取り出す信号摘出手段と、 該信号摘出手段によって摘出した前記基準信号と同期し
   た周波数の単一周波数成分からなる信号を発生する発振
   器と、 該発振器から発生される単一周波数成分の信号の位相を
   調整し、前記基準信号の位相と逆位相の信号を得る位相
   調整手段と、 該位相調整手段からの前記逆位相の単一周波数成分の信
   号を増幅する増幅器と、 前記信号分岐手段からの被測定信号を出力端子に供給す
   るとともに、前記増幅された逆位相の単一周波数成分の
   信号が与えられたときにはこの逆位相の単一周波数成分
   の信号と前記信号分岐手段からの被測定信号とを結合
   し、前記被測定信号中の前記基準信号を、他の周波数成
   分の信号のレベルを変化させることなく抑圧した信号を
   出力端子に供給する信号結合手段 とを具備し、 前記出力端子に接続される測定位置に、前記被測定信号
   と前記被測定信号中の前記基準信号を抑圧した信号とを
   選択的に与え、前記基準信号のレベルのみならず、前記
   基準信号の近傍に発生する近傍スプリアス信号のレベ
   ル、高調波信号のレベル、雑音成分のレベル等を正確に
   測定できるようにしたことを特徴とする信号抑圧装置。