JPH0980094A - スペクトラムアナライザによる相互変調歪測定方法 - Google Patents
スペクトラムアナライザによる相互変調歪測定方法Info
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- JPH0980094A JPH0980094A JP23166295A JP23166295A JPH0980094A JP H0980094 A JPH0980094 A JP H0980094A JP 23166295 A JP23166295 A JP 23166295A JP 23166295 A JP23166295 A JP 23166295A JP H0980094 A JPH0980094 A JP H0980094A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低レベルの３次歪でも正しく測定できる。
【解決手段】 入力減衰量を０ｄＢとし（Ｓ2 ）、これ
より１０ｄＢステップで入力減衰量を大とし、その時の
３次歪レベルＬ3 を測定する（Ｓ3 ）。次に減衰量をδ
ＡＴＴ＝１ｄＢ変化させて３次歪レベルＬ3 ′と基本波
レベルＬ1 とを測定し、その時の３次歪レベルの変化量
δＤis＝Ｌ3 −Ｌ3 ′を求める（Ｓ4 ）。そのδＤisが
δＡＴＴ±ε以内になければステップＳ3 に戻って更に
減衰量を１０ｄＢ増加させて同様のことを行い、δＡＴ
Ｔ±ε以内にあればその時の３次歪Ｌ3 ′を入力のそれ
とし、Ｌ1 −Ｌ3 ′＝ΔＬを基本波とその３次歪とのレ
ベル差とする。
より１０ｄＢステップで入力減衰量を大とし、その時の
３次歪レベルＬ3 を測定する（Ｓ3 ）。次に減衰量をδ
ＡＴＴ＝１ｄＢ変化させて３次歪レベルＬ3 ′と基本波
レベルＬ1 とを測定し、その時の３次歪レベルの変化量
δＤis＝Ｌ3 −Ｌ3 ′を求める（Ｓ4 ）。そのδＤisが
δＡＴＴ±ε以内になければステップＳ3 に戻って更に
減衰量を１０ｄＢ増加させて同様のことを行い、δＡＴ
Ｔ±ε以内にあればその時の３次歪Ｌ3 ′を入力のそれ
とし、Ｌ1 −Ｌ3 ′＝ΔＬを基本波とその３次歪とのレ
ベル差とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はスペクトラムアナ
ライザを用いて、これに入力される信号中に含まれる３
次歪、５次歪などの相互変調歪を測定する方法に関す
る。
ライザを用いて、これに入力される信号中に含まれる３
次歪、５次歪などの相互変調歪を測定する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】各種電子機器、つまり通信機器、映像機
器、信号伝送機器、放送機器などは二つの信号（基本
波）が入力されると、これら機器の非直線特性により、
これら基本波が周波数混合され、３次歪、５次歪などの
相互変調歪が発生することがある。この相互変調歪はこ
れら電子機器の特性に大きな影響を与える。
器、信号伝送機器、放送機器などは二つの信号（基本
波）が入力されると、これら機器の非直線特性により、
これら基本波が周波数混合され、３次歪、５次歪などの
相互変調歪が発生することがある。この相互変調歪はこ
れら電子機器の特性に大きな影響を与える。
【０００３】スペクトラムアナライザを用いて相互変調
歪測定する時は図３に示すように対象物１１に、信号発
生器１２，１３からの周波数ｆ1 とｆ2 の同一振幅の試
験信号を電力合成器１４で合成して供給し、その時の対
象物１１の出力信号を、入力信号としてスペクトラムア
ナライザ１５に入力し、対象物１１から発生する相互変
調歪を測定する。スペクトラムアナライザ１５では入力
信号は入力可変減衰量１６を通り周波数混合器１７へ供
給され、周波数掃引発振器１８よりの局部信号と周波数
混合され、その混合出力が帯域通過フィルタ１９へ供給
され、フィルタ１９の出力は増幅器２１で増幅され、そ
の増幅出力は周波数混合器２２で局部発振器２３よりの
局部信号と周波数混合され、その中間周波信号が帯域通
過フィルタ２４で取り出され、そのフィルタ２４の出力
は検波器２６で検波され、その検波出力は低域通過フィ
ルタ２７を通された後、Ａ／Ｄ変換器２８でデジタル信
号に変換されてバッファメモリ２９に格納される。制御
部３１はいわゆるＣＰＵであり、パラメータ設定手段３
２により設定されたパラメータに応じて減衰器１６の減
衰量の設定、タイミング制御器３３を通じてランプ電圧
発生器３４を制御することによる掃引周波数発振器１８
の制御、つまり掃引周波数帯域の設定、フィルタ１９，
２４の帯域幅ＲＢＷの設定、フィルタ２７の帯域幅ＶＢ
Ｗの設定、Ａ／Ｄ変換器２８の標本化周期の設定などを
行い、またバッファメモリ２９に格納されているデータ
の表示器３５に対する表示制御などを行う。
歪測定する時は図３に示すように対象物１１に、信号発
生器１２，１３からの周波数ｆ1 とｆ2 の同一振幅の試
験信号を電力合成器１４で合成して供給し、その時の対
象物１１の出力信号を、入力信号としてスペクトラムア
ナライザ１５に入力し、対象物１１から発生する相互変
調歪を測定する。スペクトラムアナライザ１５では入力
信号は入力可変減衰量１６を通り周波数混合器１７へ供
給され、周波数掃引発振器１８よりの局部信号と周波数
混合され、その混合出力が帯域通過フィルタ１９へ供給
され、フィルタ１９の出力は増幅器２１で増幅され、そ
の増幅出力は周波数混合器２２で局部発振器２３よりの
局部信号と周波数混合され、その中間周波信号が帯域通
過フィルタ２４で取り出され、そのフィルタ２４の出力
は検波器２６で検波され、その検波出力は低域通過フィ
ルタ２７を通された後、Ａ／Ｄ変換器２８でデジタル信
号に変換されてバッファメモリ２９に格納される。制御
部３１はいわゆるＣＰＵであり、パラメータ設定手段３
２により設定されたパラメータに応じて減衰器１６の減
衰量の設定、タイミング制御器３３を通じてランプ電圧
発生器３４を制御することによる掃引周波数発振器１８
の制御、つまり掃引周波数帯域の設定、フィルタ１９，
２４の帯域幅ＲＢＷの設定、フィルタ２７の帯域幅ＶＢ
Ｗの設定、Ａ／Ｄ変換器２８の標本化周期の設定などを
行い、またバッファメモリ２９に格納されているデータ
の表示器３５に対する表示制御などを行う。
【０００４】従来において相互変調歪の測定は次のよう
な手順で行っていた。 １．入力信号中の片方、つまり相互変調歪の基となる二
つの基本波、即ち周波数ｆ1 の信号、周波数ｆ2 の信号
中の一方の周波数に中心周波数を設定する。 ２．スパンボタンを押して入力信号周波数範囲、つまり
表示周波数範囲を手動で決定する。
な手順で行っていた。 １．入力信号中の片方、つまり相互変調歪の基となる二
つの基本波、即ち周波数ｆ1 の信号、周波数ｆ2 の信号
中の一方の周波数に中心周波数を設定する。 ２．スパンボタンを押して入力信号周波数範囲、つまり
表示周波数範囲を手動で決定する。
【０００５】３．帯域幅ボタンを押して、分解能帯域幅
設定、つまり帯域通過フィルタ１９，２４の各帯域幅Ｒ
ＢＷの設定を自動から手動に切替えて分解能帯域幅ＲＢ
Ｗを設定する。これは、この分解能帯域幅ＲＢＷを自動
設定にすると、相互変調歪のレベルが小さい場合や帯域
通過フィルタ１９，２４の影響により入力信号の裾で相
互変調歪のスペクトラムが隠れてしまう場合に相互変調
歪スペクトラムを観測できないことがあるからである。
設定、つまり帯域通過フィルタ１９，２４の各帯域幅Ｒ
ＢＷの設定を自動から手動に切替えて分解能帯域幅ＲＢ
Ｗを設定する。これは、この分解能帯域幅ＲＢＷを自動
設定にすると、相互変調歪のレベルが小さい場合や帯域
通過フィルタ１９，２４の影響により入力信号の裾で相
互変調歪のスペクトラムが隠れてしまう場合に相互変調
歪スペクトラムを観測できないことがあるからである。
【０００６】４．ＴＯＩボタンを押して、３次歪測定を
する。 ５．表示面で明確なピークが４つ現われるまで、つまり
二つの入力信号（基本波）スペクトラムと、これら二つ
の入力信号の相互変調により生じた二つの３次歪スペク
トラムとの４つが現われるまで、前記１乃至３の操作
を、分解能帯域幅ＲＢＷの設定を変更しながら繰り返
す。
する。 ５．表示面で明確なピークが４つ現われるまで、つまり
二つの入力信号（基本波）スペクトラムと、これら二つ
の入力信号の相互変調により生じた二つの３次歪スペク
トラムとの４つが現われるまで、前記１乃至３の操作
を、分解能帯域幅ＲＢＷの設定を変更しながら繰り返
す。
【０００７】つまり、例えば図４Ａに示すように表示器
３５の表示面に周波数ｆ1 ，ｆ2 の各信号（基本波信
号）４１，４２と、周波数（２ｆ1 −ｆ2 ）の３次歪４
３、周波数（２ｆ2 −ｆ1 ）の３次歪４４の４つのピー
クが明瞭に表れるようにする。図４Ｂに示すように、入
力減衰器１６の入力側における基本波４１，４２のレベ
ルをＬとし、３次歪４３，４４の基本波４１，４２に対
するレベル差をΔＬとすると、３次歪４３，４４の歪量
（レベル）はＬ−ΔＬとなる。入力減衰器１６での減衰
量をＡＴＴとすると、図４Ｃに示すように、基本波４
１，４２のレベルはＬ−ＡＴＴとなり、３次歪４３，４
４のレベルはＬ−（ΔＬ＋ＡＴＴ）となる。所でスペク
トラムアナライザ１５においては、混合器１７にＸｄＢ
ｍの基本波入力があると、Ｘ−ＹｄＢｍの３次歪が発生
することが規格として明示されている。３次歪の発生特
性から、入力基本波レベルがＸ＋ΔＸとなると、３次歪
のレベルはＹ＋ΔＹ、ΔＹ＝３ΔＸとなる。つまり混合
器１７で発生する３次歪は入力基本波レベルの増加ΔＸ
の３倍の３ΔＸだけ増加する。
３５の表示面に周波数ｆ1 ，ｆ2 の各信号（基本波信
号）４１，４２と、周波数（２ｆ1 −ｆ2 ）の３次歪４
３、周波数（２ｆ2 −ｆ1 ）の３次歪４４の４つのピー
クが明瞭に表れるようにする。図４Ｂに示すように、入
力減衰器１６の入力側における基本波４１，４２のレベ
ルをＬとし、３次歪４３，４４の基本波４１，４２に対
するレベル差をΔＬとすると、３次歪４３，４４の歪量
（レベル）はＬ−ΔＬとなる。入力減衰器１６での減衰
量をＡＴＴとすると、図４Ｃに示すように、基本波４
１，４２のレベルはＬ−ＡＴＴとなり、３次歪４３，４
４のレベルはＬ−（ΔＬ＋ＡＴＴ）となる。所でスペク
トラムアナライザ１５においては、混合器１７にＸｄＢ
ｍの基本波入力があると、Ｘ−ＹｄＢｍの３次歪が発生
することが規格として明示されている。３次歪の発生特
性から、入力基本波レベルがＸ＋ΔＸとなると、３次歪
のレベルはＹ＋ΔＹ、ΔＹ＝３ΔＸとなる。つまり混合
器１７で発生する３次歪は入力基本波レベルの増加ΔＸ
の３倍の３ΔＸだけ増加する。
【０００８】従って入力減衰器１６で基本波のレベルを
ΔＡＴＴだけ減衰させると、３次歪４３，４４もΔＡＴ
Ｔだけ小となるが、混合器１７で生じる３次歪は３ΔＡ
ＴＴ減少する。このような関係から、入力減衰器１６の
減衰量を大とすると、混合器１７より発生する３次歪は
どんどん減少し、無視できるようになり、図４Ｄに示す
ように、混合器１７の入力出力特性は、基本波４１，４
２については直線４５となり、基本波４１，４２のレベ
ルが小さく、混合器１７で発生する３次歪が無視できる
範囲では３次歪４３，４４の混合器１７の入力出力特性
は、基本波４１，４２の特性直線４５に対しレベルがΔ
Ｌだけ小さい直線４６となるが、入力基本波４１，４２
のレベルがある程度大となると、混合器１７から発生す
る３次歪が無視できなくなり、この混合器の３次歪の特
性は直線４７となる。混合器１７の出力に現われる３次
歪は、入力３次歪と、混合器の３次歪との和
ΔＡＴＴだけ減衰させると、３次歪４３，４４もΔＡＴ
Ｔだけ小となるが、混合器１７で生じる３次歪は３ΔＡ
ＴＴ減少する。このような関係から、入力減衰器１６の
減衰量を大とすると、混合器１７より発生する３次歪は
どんどん減少し、無視できるようになり、図４Ｄに示す
ように、混合器１７の入力出力特性は、基本波４１，４
２については直線４５となり、基本波４１，４２のレベ
ルが小さく、混合器１７で発生する３次歪が無視できる
範囲では３次歪４３，４４の混合器１７の入力出力特性
は、基本波４１，４２の特性直線４５に対しレベルがΔ
Ｌだけ小さい直線４６となるが、入力基本波４１，４２
のレベルがある程度大となると、混合器１７から発生す
る３次歪が無視できなくなり、この混合器の３次歪の特
性は直線４７となる。混合器１７の出力に現われる３次
歪は、入力３次歪と、混合器の３次歪との和
【０００９】
【数１】 となる。このように指数関数の和であるから、直線４６
と４７との交点４８より基本波４１，４２の入力レベル
が小さいと、入力３次歪４３，４４のレベルが支配的に
なり、交点４８より基本波４１，４２の入力レベルが大
になると、混合器の３次歪が支配的になる。
と４７との交点４８より基本波４１，４２の入力レベル
が小さいと、入力３次歪４３，４４のレベルが支配的に
なり、交点４８より基本波４１，４２の入力レベルが大
になると、混合器の３次歪が支配的になる。
【００１０】従って、入力減衰器１６の減衰量を大とし
てスペクトラムアナライザ内の周波数混合器１７で発生
する３次歪の影響がない状態と、この基本波レベルと、
３次歪を測定することにより、基本波レベルに対する対
象物１１で発生した３次歪のレベルを知ることができ
る。また以上の関係から次のようにすればインタセプト
点を求めることができる。対象物１１の利得が１とする
と、その基本波に対する入力出力レベル特性は、図４Ｅ
の直線４５ａとなり、一方、その基本波レベルに対し、
対象物１１で発生する３次歪レベルの特性は直線４６ａ
となる。基本波入力レベルをＩP ，出力レベルをＩ01と
すると、直線４５ａはＩ01＝ＩP であり、３次歪レベル
をＩO3とすると、直線４６ａはＩO3＝３ＩP ＋ａと表
せ、スペクトラムアナライザ１５でその内部相互変調が
無視できる範囲で基本波レベルＩP ＝Ｉ01を測定し、か
つ、入力の３次歪レベルＩO3を測定し、これらＩP ，Ｉ
O3を直線４６ａの式に代入すればａの値を求めることが
できる。インターセプト点４９は直線４５ａと４６ａと
の交点であるから、直線４５ａ，４６ａが等しくなるＩ
0 ，ＩP 点（ＩP ＋ΔＬ／２，ＩP ＋ΔＬ／２）として
インターセプト点を求めることができる。ここで、ΔＬ
＝Ｉ01−ＩO3である。
てスペクトラムアナライザ内の周波数混合器１７で発生
する３次歪の影響がない状態と、この基本波レベルと、
３次歪を測定することにより、基本波レベルに対する対
象物１１で発生した３次歪のレベルを知ることができ
る。また以上の関係から次のようにすればインタセプト
点を求めることができる。対象物１１の利得が１とする
と、その基本波に対する入力出力レベル特性は、図４Ｅ
の直線４５ａとなり、一方、その基本波レベルに対し、
対象物１１で発生する３次歪レベルの特性は直線４６ａ
となる。基本波入力レベルをＩP ，出力レベルをＩ01と
すると、直線４５ａはＩ01＝ＩP であり、３次歪レベル
をＩO3とすると、直線４６ａはＩO3＝３ＩP ＋ａと表
せ、スペクトラムアナライザ１５でその内部相互変調が
無視できる範囲で基本波レベルＩP ＝Ｉ01を測定し、か
つ、入力の３次歪レベルＩO3を測定し、これらＩP ，Ｉ
O3を直線４６ａの式に代入すればａの値を求めることが
できる。インターセプト点４９は直線４５ａと４６ａと
の交点であるから、直線４５ａ，４６ａが等しくなるＩ
0 ，ＩP 点（ＩP ＋ΔＬ／２，ＩP ＋ΔＬ／２）として
インターセプト点を求めることができる。ここで、ΔＬ
＝Ｉ01−ＩO3である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来においては、入力減衰器の減衰量を手動で変化させ
て、スペクトラムアナライザ内の周波数混合器の影響が
あるか否かを判断しており、自動的な相互変調歪を測定
することはできなかった。つまり、入力減衰器１６は入
力信号を所望のレベル範囲にするためのものであって、
通常のスペクトラムアナライザはその減衰量を１０ｄＢ
ステップ変化させるように構成され、その程度のステッ
プ変化で十分であり、従来においては入力減衰器１６を
１０ｄＢ変化させても３次歪のレベルが変化しなけれ
ば、そのレベルを入力３次歪４３，４４のレベルとし、
その時の入力基本波レベルとの差が入力基本波と入力３
次歪とのレベル差ΔＬであると判定していた。このよう
に１０ｄＢステップで変化させると、内部３次歪の影響
を受けない測定点は１点か２点程度しかなく、これらの
点が本当に内部３次歪（混合器３次歪）の影響を受けて
いないものであるか、確認し難く、かつ３次歪レベルも
正確に測定することができない場合があった。
来においては、入力減衰器の減衰量を手動で変化させ
て、スペクトラムアナライザ内の周波数混合器の影響が
あるか否かを判断しており、自動的な相互変調歪を測定
することはできなかった。つまり、入力減衰器１６は入
力信号を所望のレベル範囲にするためのものであって、
通常のスペクトラムアナライザはその減衰量を１０ｄＢ
ステップ変化させるように構成され、その程度のステッ
プ変化で十分であり、従来においては入力減衰器１６を
１０ｄＢ変化させても３次歪のレベルが変化しなけれ
ば、そのレベルを入力３次歪４３，４４のレベルとし、
その時の入力基本波レベルとの差が入力基本波と入力３
次歪とのレベル差ΔＬであると判定していた。このよう
に１０ｄＢステップで変化させると、内部３次歪の影響
を受けない測定点は１点か２点程度しかなく、これらの
点が本当に内部３次歪（混合器３次歪）の影響を受けて
いないものであるか、確認し難く、かつ３次歪レベルも
正確に測定することができない場合があった。
【００１２】また従来においては分解能帯域幅、つまり
帯域通過フィルタ１９，２４の帯域幅の変化を手動設定
しており、その設定と、前記入力減衰量の設定とを試行
錯誤で行い、これらは、スペクトラム表示に相互に影響
するため適切な分解能帯域幅ＲＢＷを設定するのが大変
であった。
帯域通過フィルタ１９，２４の帯域幅の変化を手動設定
しており、その設定と、前記入力減衰量の設定とを試行
錯誤で行い、これらは、スペクトラム表示に相互に影響
するため適切な分解能帯域幅ＲＢＷを設定するのが大変
であった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明によれば入力減
衰量を所定値増加させてその時の相互変調歪量を第１ス
テップで測定し、上記増加した入力減衰量を上記所定値
より十分小さい微小値変化させてその時の相互変調歪量
を第２ステップで測定し、第１ステップでの測定相互変
調歪量に対する第２ステップでの測定相互変調歪量の変
化量を第３ステップで求め、その変化量が所定値以下と
なるまで第１ステップと第２ステップとを繰り返すこと
を第４ステップで行い、上記所定値以下になった時の測
定相互変調歪量を第５ステップで入力信号中の相互変調
歪量とする。
衰量を所定値増加させてその時の相互変調歪量を第１ス
テップで測定し、上記増加した入力減衰量を上記所定値
より十分小さい微小値変化させてその時の相互変調歪量
を第２ステップで測定し、第１ステップでの測定相互変
調歪量に対する第２ステップでの測定相互変調歪量の変
化量を第３ステップで求め、その変化量が所定値以下と
なるまで第１ステップと第２ステップとを繰り返すこと
を第４ステップで行い、上記所定値以下になった時の測
定相互変調歪量を第５ステップで入力信号中の相互変調
歪量とする。
【００１４】更に、この第５ステップで求めた相互変調
歪量における基本波レベルを第６ステップで測定し、第
５ステップで求めた相互変調歪量を通り、基本波レベル
の変化に基づく相互変調歪量変化特性直線と、第６ステ
ップで求めた基本波レベルを通り、基本波レベル変化に
対する基本波出力レベル変化特性直線との交点を第７ス
テップで求めてインターセプト点とする。
歪量における基本波レベルを第６ステップで測定し、第
５ステップで求めた相互変調歪量を通り、基本波レベル
の変化に基づく相互変調歪量変化特性直線と、第６ステ
ップで求めた基本波レベルを通り、基本波レベル変化に
対する基本波出力レベル変化特性直線との交点を第７ス
テップで求めてインターセプト点とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明方法を実施するハードウ
ェア構成は図３に示したものと同様のものでよい。この
発明の実施例では図１に示すように、スペクトラムアナ
ライザに入力される信号のレベルを例えばＬv に固定す
る（Ｓ1 ）。入力減衰器１６の減衰量を初期値、一般に
０ｄＢ（減衰なし）とし、その時の３次歪量Ｌ3 を測定
する（Ｓ2 ）。次に入力減衰器１６を後述の所定ステッ
プ量に対して十分小さい微小ステップ量δＡＴＴ、例え
ば１ｄＢ変化させ、その時の３次歪量Ｌ3 ′を測定し、
ステップＳ2 での測定量Ｌ3 に対する変化量、つまり３
次歪の変化量δＤis＝Ｌ 3 −Ｌ3 ′を求める（Ｓ3 ）。
入力減衰器１６としては、減衰器を１ｄＢ変化させるこ
とができるように構成する。
ェア構成は図３に示したものと同様のものでよい。この
発明の実施例では図１に示すように、スペクトラムアナ
ライザに入力される信号のレベルを例えばＬv に固定す
る（Ｓ1 ）。入力減衰器１６の減衰量を初期値、一般に
０ｄＢ（減衰なし）とし、その時の３次歪量Ｌ3 を測定
する（Ｓ2 ）。次に入力減衰器１６を後述の所定ステッ
プ量に対して十分小さい微小ステップ量δＡＴＴ、例え
ば１ｄＢ変化させ、その時の３次歪量Ｌ3 ′を測定し、
ステップＳ2 での測定量Ｌ3 に対する変化量、つまり３
次歪の変化量δＤis＝Ｌ 3 −Ｌ3 ′を求める（Ｓ3 ）。
入力減衰器１６としては、減衰器を１ｄＢ変化させるこ
とができるように構成する。
【００１６】この３次歪の変化量δＤisがδＡＴＴ−ε
とδＡＴＴ＋εとの間にあるか否かを調べ（Ｓ4 ）（ε
は例えば0.２〜0.３ｄＢ程度）、この範囲内になけれ
ば、ステップＳ5 に移り、入力減衰器１６の減衰量を所
定ステップ量、例えば１０ｄＢ増加させ、その時の３次
歪量Ｌ3 を測定してステップＳ3 に戻り同様の処理を行
い、ステップＳ4 でδＤisがδＡＴＴ±ε以内にあれ
ば、この３次歪量Ｌ3 ，Ｌ 3 ′は入力信号中の３次歪４
３，４４が支配的な状態にあると認められる。従ってこ
の時の基本波４１，４２のレベルＬ1 ′を測定し、これ
とこの時の３次歪量Ｌ3 ′とのレベル差ΔＬ＝Ｌ1 ′−
Ｌ3 ′を求める（Ｓ6 ）。
とδＡＴＴ＋εとの間にあるか否かを調べ（Ｓ4 ）（ε
は例えば0.２〜0.３ｄＢ程度）、この範囲内になけれ
ば、ステップＳ5 に移り、入力減衰器１６の減衰量を所
定ステップ量、例えば１０ｄＢ増加させ、その時の３次
歪量Ｌ3 を測定してステップＳ3 に戻り同様の処理を行
い、ステップＳ4 でδＤisがδＡＴＴ±ε以内にあれ
ば、この３次歪量Ｌ3 ，Ｌ 3 ′は入力信号中の３次歪４
３，４４が支配的な状態にあると認められる。従ってこ
の時の基本波４１，４２のレベルＬ1 ′を測定し、これ
とこの時の３次歪量Ｌ3 ′とのレベル差ΔＬ＝Ｌ1 ′−
Ｌ3 ′を求める（Ｓ6 ）。
【００１７】次に基本波レベルＬ1 ′と、レベル差ΔＬ
とから、次式によりインターセプト点を求める
（Ｓ7 ）。 （Ｌ1 ′＋（ΔＬ／２），Ｌ1 ′＋（ΔＬ／２）） 次にこの相互変調歪を自動的に測定する場合の各種パラ
メータの設定について述べる。入力信号の基本波４１，
４２の周波数を予め知っている場合があり、その場合は
これら周波数ｆ1 ，ｆ2 を手動入力設定する。そうでな
い場合や、これら周波数が既知といっても、実際に入力
されるものは既知の値からずれている場合もあり、これ
らの場合は入力信号を一度バッファメモリ２９に取込
み、そのデータ列中から最大レベルをもつ二つを探し、
その最大レベルを与える周波数をｆ 1 ，ｆ2 とする（ｆ
1 ＜ｆ2 ）。これら周波数からその中心周波数ｆc ＝
（ｆ1＋ｆ2 ）／２を測定中心周波数として、パラメー
タ記憶部３６に保存する。
とから、次式によりインターセプト点を求める
（Ｓ7 ）。 （Ｌ1 ′＋（ΔＬ／２），Ｌ1 ′＋（ΔＬ／２）） 次にこの相互変調歪を自動的に測定する場合の各種パラ
メータの設定について述べる。入力信号の基本波４１，
４２の周波数を予め知っている場合があり、その場合は
これら周波数ｆ1 ，ｆ2 を手動入力設定する。そうでな
い場合や、これら周波数が既知といっても、実際に入力
されるものは既知の値からずれている場合もあり、これ
らの場合は入力信号を一度バッファメモリ２９に取込
み、そのデータ列中から最大レベルをもつ二つを探し、
その最大レベルを与える周波数をｆ 1 ，ｆ2 とする（ｆ
1 ＜ｆ2 ）。これら周波数からその中心周波数ｆc ＝
（ｆ1＋ｆ2 ）／２を測定中心周波数として、パラメー
タ記憶部３６に保存する。
【００１８】次に周波数スパンを決定するが、３次歪の
場合、両３次歪４３，４４が表示画面内に入ればよいか
ら、基本波周波数の差ｆ2 −ｆ1 の３倍あればよい。し
かし、実際には３次歪４３，４４の裾がすべて画面に表
示されることが好ましい点から周波数スパンはｆ2 −ｆ
1 の５倍とする。この周波数スパンもパラメータ記憶部
３６に記憶する。
場合、両３次歪４３，４４が表示画面内に入ればよいか
ら、基本波周波数の差ｆ2 −ｆ1 の３倍あればよい。し
かし、実際には３次歪４３，４４の裾がすべて画面に表
示されることが好ましい点から周波数スパンはｆ2 −ｆ
1 の５倍とする。この周波数スパンもパラメータ記憶部
３６に記憶する。
【００１９】次に帯域通過フィルタ１９，２４の通過帯
域幅ＲＢＷを決定する。基本波４１，４２、３次歪４
３，４４の各スペクトラム、例えば信号４１の裾がそれ
ぞれこの隣りのスペクトラム、前記例では信号４３と４
２のピークに影響を与えないようにＲＢＷを決める。こ
れはダイナミックレンジと隣接搬送波内の周波数間隔
（ｆ2 −ｆ1 ）との関係特性を示す図２Ａから一意に決
る。つまり図２Ａの縦軸はピーク値を０ｄＢとした時の
ノイズレベルを表し、従ってこの縦軸の絶対値がダイナ
ミックレンジであり、特性曲線のパラメータはフィルタ
１９，２４の設定可能な帯域幅を示し、ある曲線の左側
はその曲線が示す帯域幅のフィルタ１９，２４の影響で
スペクトラムの裾が隣接スペクトラムのピークがかから
ない部分を表している。従ってダイナミックレンジと周
波数間隔（ｆ2 −ｆ1 ）が与えられると、この点の近く
特性曲線の帯域幅ＲＢＷの小さい方を選択すればよい。
例えばノイズレベル−１００ｄＢｃ／Ｈｚ、即ちダイナ
ミックレンジが１００ｄＢ、周波数間隔が４０ｋＨｚの
場合は、図２Ａ中Ａ点となるが、この点Ａより図におい
て左の特性曲線の帯域幅３ｋＨｚをＲＢＷとする。なお
ＲＢＷはこの３ｋＨｚより小さければ、スペクトラムの
重なりの問題は生じないが、掃引時間（測定時間）が長
くなるため、Ａ点になるべく近い左側の曲線の帯域幅と
する。
域幅ＲＢＷを決定する。基本波４１，４２、３次歪４
３，４４の各スペクトラム、例えば信号４１の裾がそれ
ぞれこの隣りのスペクトラム、前記例では信号４３と４
２のピークに影響を与えないようにＲＢＷを決める。こ
れはダイナミックレンジと隣接搬送波内の周波数間隔
（ｆ2 −ｆ1 ）との関係特性を示す図２Ａから一意に決
る。つまり図２Ａの縦軸はピーク値を０ｄＢとした時の
ノイズレベルを表し、従ってこの縦軸の絶対値がダイナ
ミックレンジであり、特性曲線のパラメータはフィルタ
１９，２４の設定可能な帯域幅を示し、ある曲線の左側
はその曲線が示す帯域幅のフィルタ１９，２４の影響で
スペクトラムの裾が隣接スペクトラムのピークがかから
ない部分を表している。従ってダイナミックレンジと周
波数間隔（ｆ2 −ｆ1 ）が与えられると、この点の近く
特性曲線の帯域幅ＲＢＷの小さい方を選択すればよい。
例えばノイズレベル−１００ｄＢｃ／Ｈｚ、即ちダイナ
ミックレンジが１００ｄＢ、周波数間隔が４０ｋＨｚの
場合は、図２Ａ中Ａ点となるが、この点Ａより図におい
て左の特性曲線の帯域幅３ｋＨｚをＲＢＷとする。なお
ＲＢＷはこの３ｋＨｚより小さければ、スペクトラムの
重なりの問題は生じないが、掃引時間（測定時間）が長
くなるため、Ａ点になるべく近い左側の曲線の帯域幅と
する。
【００２０】更に、次のようにしてダイナミックレンジ
を決定する。ダイナミックレンジを大きくすると、つま
りノイズレベルを小さくすると、スペクトラムアナライ
ザ内部の周波数混合器１７，２２の影響で歪やスプリア
スが生じてしまう。通常はこのような歪やスプリアスが
生じないダイナミックレンジの最大値（ノイズレベルの
最小値）の限界を予め測定により求めて、その限界値に
余裕を加えてスペクトラムアナライザ内に記憶してあ
る。これは例えば、図２Ａの破線曲線で与えられる。測
定可能な範囲は図２Ａにおいてこの破線曲線より上側の
範囲である。例えば周波数間隔が４０ｋＨｚの場合は４
０ｋＨｚでの破線曲線上の値（Ｂ点）１１３ｄＢよりダ
イナミックレンジを小さく、つまりノイズレベルを１１
３ｄＢｃ／Ｈｚより以上とする必要がある。
を決定する。ダイナミックレンジを大きくすると、つま
りノイズレベルを小さくすると、スペクトラムアナライ
ザ内部の周波数混合器１７，２２の影響で歪やスプリア
スが生じてしまう。通常はこのような歪やスプリアスが
生じないダイナミックレンジの最大値（ノイズレベルの
最小値）の限界を予め測定により求めて、その限界値に
余裕を加えてスペクトラムアナライザ内に記憶してあ
る。これは例えば、図２Ａの破線曲線で与えられる。測
定可能な範囲は図２Ａにおいてこの破線曲線より上側の
範囲である。例えば周波数間隔が４０ｋＨｚの場合は４
０ｋＨｚでの破線曲線上の値（Ｂ点）１１３ｄＢよりダ
イナミックレンジを小さく、つまりノイズレベルを１１
３ｄＢｃ／Ｈｚより以上とする必要がある。
【００２１】ＲＢＷが大きいとノイズレベルが大きくな
るから、ダイナミックレンジは小さくなる。スペクトラ
ムアナライザ内で発生するノイズをＮs とし、入力減衰
器１６の減衰量をＡＴＴとすると、ノイズレベルＮＬは
次式で表せる。 ＮＬ＝Ｎs ＋10 log（ＲＢＷ）＋ＡＴＴ 入力できる最大の信号レベルをＳＬとすると測定限界は
ＳＬ−ＮＬとなる。この限界線を図２Ｂのノイズレベル
−周波数間隔特性図中に点線で示す。これよりもダイナ
ミックレンジの絶対値が大きいと、信号が歪むかピーク
が表示点からはみ出す。
るから、ダイナミックレンジは小さくなる。スペクトラ
ムアナライザ内で発生するノイズをＮs とし、入力減衰
器１６の減衰量をＡＴＴとすると、ノイズレベルＮＬは
次式で表せる。 ＮＬ＝Ｎs ＋10 log（ＲＢＷ）＋ＡＴＴ 入力できる最大の信号レベルをＳＬとすると測定限界は
ＳＬ−ＮＬとなる。この限界線を図２Ｂのノイズレベル
−周波数間隔特性図中に点線で示す。これよりもダイナ
ミックレンジの絶対値が大きいと、信号が歪むかピーク
が表示点からはみ出す。
【００２２】従ってダイナミックレンジＤＲは ＤＲ＜ＳＬ−Ｎs −10 log（ＲＢＷ）−ＡＴＴ となる。これよりＲＢＷの設定値と、ダイナミックレン
ジの設定可能範囲（ただし縦軸はダイナミックレンジの
反転値であるノイズレベルの値）を図２Ｂに示す。内部
発生ノイズレベルＮs が大きくなると下限値が大きくな
るからノイズレベルの点線は上に上り、Ｎs が小さくな
ると下限値が小さくなるからノイズレベルの点線は下に
移る。周波数間隔ｆ2 −ｆ1 に対するダイナミックレン
ジ設定可能範囲は図２Ｂに斜線を施した範囲となる。な
お、この範囲でダイナミックレンジを設定すると、ＲＢ
Ｗの値が一意にもとまることにもなる。
ジの設定可能範囲（ただし縦軸はダイナミックレンジの
反転値であるノイズレベルの値）を図２Ｂに示す。内部
発生ノイズレベルＮs が大きくなると下限値が大きくな
るからノイズレベルの点線は上に上り、Ｎs が小さくな
ると下限値が小さくなるからノイズレベルの点線は下に
移る。周波数間隔ｆ2 −ｆ1 に対するダイナミックレン
ジ設定可能範囲は図２Ｂに斜線を施した範囲となる。な
お、この範囲でダイナミックレンジを設定すると、ＲＢ
Ｗの値が一意にもとまることにもなる。
【００２３】以上のようにして求められたＲＢＷ値もパ
ラメータ値記憶部３６に保持される。このようなＲＢＷ
の決定に必要とする図２の特性、またはこれを求めるに
必要なデータはスペクトラムアナライザ内に予め記憶し
ておく。低域通過フィルタ（ビデオフィルタ）２７の帯
域幅ＶＢＷの下限値は経験則からＶＢＷ≧ＲＢＷ／１０
とされ、これは測定値の確度より決まる。一方スペクト
ラムアナライザの分解能（ＲＢＷ）が低域通過フィルタ
２７を過したことで下ってはならないので、ＶＢＷをＲ
ＢＷより狭くすることで平均化する。従ってＶＢＷ＜Ｒ
ＢＷとなる。この条件のもとで掃引時間をできるだけ小
さくするためにＶＢＷ＝ＲＢＷとなる。
ラメータ値記憶部３６に保持される。このようなＲＢＷ
の決定に必要とする図２の特性、またはこれを求めるに
必要なデータはスペクトラムアナライザ内に予め記憶し
ておく。低域通過フィルタ（ビデオフィルタ）２７の帯
域幅ＶＢＷの下限値は経験則からＶＢＷ≧ＲＢＷ／１０
とされ、これは測定値の確度より決まる。一方スペクト
ラムアナライザの分解能（ＲＢＷ）が低域通過フィルタ
２７を過したことで下ってはならないので、ＶＢＷをＲ
ＢＷより狭くすることで平均化する。従ってＶＢＷ＜Ｒ
ＢＷとなる。この条件のもとで掃引時間をできるだけ小
さくするためにＶＢＷ＝ＲＢＷとなる。
【００２４】更に基準レベルとしては、最大ピークの２
つの基本波４１，４２のピーク値が表示面の上端と一致
するように、入力減衰器１６を制御する。これらＶＢ
Ｗ、基準レベルもパラメータ値記憶部３６に記憶され
る。このような各種のパラメータの決定は制御部３１で
自動的に行う。その後、相互変調歪を測定する場合は図
１中のステップＳ2 において、パラメータ記憶部３６に
格納されている表示中心周波数ｆc 、周波数スパン、Ｒ
ＢＷ、ＶＢＷ、基本レベルなどの各パラメータが制御部
３１の制御により、対応する各部に対して設定される。
また掃引時間Ｔs が周波数スパン（Ｈｚ）／｛ＲＢＷ
（Ｈｚ）×ｍｉｎ（ＲＢＷ，ＶＢＷ）（Ｈｚ）×０．
５｝（ｓｅｃ）の演算により求められ、これが設定され
る。ｍｉｎ（ＲＢＷ，ＶＢＷ）はＲＢＷとＶＢＷとの小
さい方を表す。また測定はその都度バッファメモリ２９
に取り込んで行う。
つの基本波４１，４２のピーク値が表示面の上端と一致
するように、入力減衰器１６を制御する。これらＶＢ
Ｗ、基準レベルもパラメータ値記憶部３６に記憶され
る。このような各種のパラメータの決定は制御部３１で
自動的に行う。その後、相互変調歪を測定する場合は図
１中のステップＳ2 において、パラメータ記憶部３６に
格納されている表示中心周波数ｆc 、周波数スパン、Ｒ
ＢＷ、ＶＢＷ、基本レベルなどの各パラメータが制御部
３１の制御により、対応する各部に対して設定される。
また掃引時間Ｔs が周波数スパン（Ｈｚ）／｛ＲＢＷ
（Ｈｚ）×ｍｉｎ（ＲＢＷ，ＶＢＷ）（Ｈｚ）×０．
５｝（ｓｅｃ）の演算により求められ、これが設定され
る。ｍｉｎ（ＲＢＷ，ＶＢＷ）はＲＢＷとＶＢＷとの小
さい方を表す。また測定はその都度バッファメモリ２９
に取り込んで行う。
【００２５】上述においては、この発明を３次歪の測定
に適用したが、５次歪、７次歪などの測定にも適用でき
る。５次歪、７次歪の場合は、入力信号のレベルの変化
のそれぞれ５倍、７倍でレベルが変化する。この信号を
スペクトラムアナライザで測るには、スペクトラムアナ
ライザの周波数スパンは基本周波数の差ｆ21−ｆ1 の７
倍，９倍あればよい。インターセプト点はそれぞれ（Ｉ
P ＋（ΔＬ／４），Ｉ P ＋（ΔＬ／４）),（ＩP ＋（Δ
Ｌ／６），ＩP ＋（ΔＬ／６））となる。
に適用したが、５次歪、７次歪などの測定にも適用でき
る。５次歪、７次歪の場合は、入力信号のレベルの変化
のそれぞれ５倍、７倍でレベルが変化する。この信号を
スペクトラムアナライザで測るには、スペクトラムアナ
ライザの周波数スパンは基本周波数の差ｆ21−ｆ1 の７
倍，９倍あればよい。インターセプト点はそれぞれ（Ｉ
P ＋（ΔＬ／４），Ｉ P ＋（ΔＬ／４）),（ＩP ＋（Δ
Ｌ／６），ＩP ＋（ΔＬ／６））となる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば入力
減衰量を微小変化させ、その変化前後の相互変調歪量の
変化がほぼない状態を検出して、相互変調歪量を求めて
いるため、比較的小さい相互変調歪量でも確実に検出す
ることができ、同様に、インターセプト点も相互変調歪
量が小さくても求めることができる。
減衰量を微小変化させ、その変化前後の相互変調歪量の
変化がほぼない状態を検出して、相互変調歪量を求めて
いるため、比較的小さい相互変調歪量でも確実に検出す
ることができ、同様に、インターセプト点も相互変調歪
量が小さくても求めることができる。
【００２７】更に請求項３の発明では適切なＲＢＷが自
動的に設定され、４つのピーク値が明確に現われるまで
ＲＢＷの設定を試行錯誤で繰り返すというような手間が
省け、短時間で測定することができる。
動的に設定され、４つのピーク値が明確に現われるまで
ＲＢＷの設定を試行錯誤で繰り返すというような手間が
省け、短時間で測定することができる。
【図１】請求項２の発明の実施例における処理手順を示
す流れ図。
す流れ図。
【図２】ＲＢＷをパラメータとする周波数間隔とノイズ
レベル（ダイナミックレンジ）との関係を示す図。
レベル（ダイナミックレンジ）との関係を示す図。
【図３】スペクトラムアナライザによる相互変調歪測定
のハードウェア構成例を示すブロック図。
のハードウェア構成例を示すブロック図。
【図４】Ａは表示画面上に表示された基本波と３次歪と
の例を示す図、Ｂは入力減衰器に入る前の基本波レベル
と３次歪レベルとを示す図、Ｃは入力減衰量ＡＴＴが与
えられた基本波レベルと３次歪レベルとを示す図、Ｄは
入力減衰量と基本波レベル及び３次歪レベルとの関係を
示す図、Ｅは対象物の基本波入出力特性と基本波入力に
対する３次歪量特性を示す図である。
の例を示す図、Ｂは入力減衰器に入る前の基本波レベル
と３次歪レベルとを示す図、Ｃは入力減衰量ＡＴＴが与
えられた基本波レベルと３次歪レベルとを示す図、Ｄは
入力減衰量と基本波レベル及び３次歪レベルとの関係を
示す図、Ｅは対象物の基本波入出力特性と基本波入力に
対する３次歪量特性を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 修 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 (72)発明者 小管 尚 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 (72)発明者 宮前 義明 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 (72)発明者 笠原 寿治 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 (72)発明者 高奥 浩明 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内
Claims (3)
- 【請求項１】 入力減衰量を所定値増加させ、その時の
相互変調歪量を測定する第１ステップと、 次に上記入力減衰量を上記所定値より十分小さい微小値
変化させてその時の相互変調歪量を測定する第２ステッ
プと、 上記第１ステップでの測定相互変調歪量に対する上記第
２ステップでの測定相互変調歪量の変化量を求める第３
ステップと、 上記変化量が所定値以下になるまで上記第１乃至第３ス
テップを繰り返す第４ステップと、 上記変化量が所定値以下になった時の、相互変調歪量を
入力信号中の相互変調歪量とする第５ステップと、を有
するスペクトラムアナライザによる相互変調歪測定方
法。 - 【請求項２】 上記第５ステップで求めた相互変調歪量
における基本波レベルを測定する第６ステップと、 上記第５ステップで求めた相互変調歪量を通り、上記基
本波レベルの変化に基づく相互変調歪量変化特性直線
と、上記第６ステップで求めた基本波レベルを通り、上
記基本波入力レベル変化に対する基本波出力レベル変化
特性直線との交点を求めてインタセプト点とする第７ス
テップとを有することを特徴とする請求項１記載の相互
変調歪測定方法。 - 【請求項３】 上記スペクトラムアナライザの帯域通過
フィルタの通過帯域幅ＲＢＷをパラメータとし、入力信
号の隣接搬送波周波数間隔とノイズレベルまたは入力信
号のダイナミックレンジとの関係特性を満すように、上
記相互変調歪に対する二つの基本波の周波数間隔から上
記ＲＢＷを決定し、そのＲＢＷを上記帯域通過フィルタ
に自動的に設定するステップを上記第１ステップの前に
含むことを特徴とする請求項１または２記載のスペクト
ラムアナライザによる相互変調歪測定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23166295A JPH0980094A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | スペクトラムアナライザによる相互変調歪測定方法 |
| US08/707,032 US6229316B1 (en) | 1995-09-08 | 1996-09-03 | Measuring method by spectrum analyzer |
| DE19635890A DE19635890C2 (de) | 1995-09-08 | 1996-09-04 | Spektralanalysator und mit ihm durchgeführte Meßverfahren |
| TW086102036A TW345618B (en) | 1995-09-08 | 1997-02-20 | Method of measurement by spectrum analyzer |
| US09/248,110 US6191571B1 (en) | 1995-09-08 | 1999-02-11 | Measuring method by spectrum analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23166295A JPH0980094A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | スペクトラムアナライザによる相互変調歪測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0980094A true JPH0980094A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16927023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23166295A Withdrawn JPH0980094A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | スペクトラムアナライザによる相互変調歪測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0980094A (ja) |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP23166295A patent/JPH0980094A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |