JPH10142273A - ネットワークアナライザ - Google Patents
ネットワークアナライザInfo
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- JPH10142273A JPH10142273A JP30302896A JP30302896A JPH10142273A JP H10142273 A JPH10142273 A JP H10142273A JP 30302896 A JP30302896 A JP 30302896A JP 30302896 A JP30302896 A JP 30302896A JP H10142273 A JPH10142273 A JP H10142273A
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】被測定デバイス（ＤＵＴ）のＱ値が大きい場合
であっても、短時間で測定が完了できるネットワークア
ナライザを提供する。 【解決手段】周波数が異なる複数の正弦波信号を合成し
た信号である多重正弦信号を発生する多重正弦信号発生
回路１０を設け、この多重正弦信号を直交変調器１６に
より所望の周波数帯域に周波数変換して被測定デバイス
３に印加する。また、被測定デバイス３からの測定信号
が、周波数変換されてＡ／Ｄ変換器３５でデジタル値と
された後に、ＤＳＰ部３０に入力するようにする。ＤＳ
Ｐ部３０では、測定信号は、直交検波部３６と複素ＦＦ
Ｔ部４３によって複素周波数スペクトラムに変換され、
位相振幅比較器４４によって位相や振幅の変化が検出さ
れる。
であっても、短時間で測定が完了できるネットワークア
ナライザを提供する。 【解決手段】周波数が異なる複数の正弦波信号を合成し
た信号である多重正弦信号を発生する多重正弦信号発生
回路１０を設け、この多重正弦信号を直交変調器１６に
より所望の周波数帯域に周波数変換して被測定デバイス
３に印加する。また、被測定デバイス３からの測定信号
が、周波数変換されてＡ／Ｄ変換器３５でデジタル値と
された後に、ＤＳＰ部３０に入力するようにする。ＤＳ
Ｐ部３０では、測定信号は、直交検波部３６と複素ＦＦ
Ｔ部４３によって複素周波数スペクトラムに変換され、
位相振幅比較器４４によって位相や振幅の変化が検出さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークアナ
ライザに関し、特に、デジタル信号処理（ＤＳＰ）によ
って信号処理を行うネットワークアナライザに関する。
ライザに関し、特に、デジタル信号処理（ＤＳＰ）によ
って信号処理を行うネットワークアナライザに関する。
【０００２】
【従来の技術】ネットワークアナライザは、正弦波信号
を被測定デバイス（ＤＵＴ）に入力し、被測定デバイス
の入力端からの反射信号や被測定デバイスの出力端から
の伝送信号を計測することによって、被測定デバイスの
反射特性や伝送特性（通過特性）を解析しようとするも
のであり、一般には、等間隔に並んだ複数の周波数点で
の計測を連続的な掃引により実行できるように構成され
ている。ネットワークアナライザでの計測対象となる被
測定デバイスは、圧電振動子などの単体の部品から、線
形回路網、システムまで多岐にわたっている。
を被測定デバイス（ＤＵＴ）に入力し、被測定デバイス
の入力端からの反射信号や被測定デバイスの出力端から
の伝送信号を計測することによって、被測定デバイスの
反射特性や伝送特性（通過特性）を解析しようとするも
のであり、一般には、等間隔に並んだ複数の周波数点で
の計測を連続的な掃引により実行できるように構成され
ている。ネットワークアナライザでの計測対象となる被
測定デバイスは、圧電振動子などの単体の部品から、線
形回路網、システムまで多岐にわたっている。
【０００３】図３は、従来のベクトル型のネットワーク
アナライザの構成の一例を示すブロック図である。この
ネットワークアナライザ５０は、正弦波信号を出力する
出力端子５１と、参照信号入力用の入力端子５２（図示
Ｒ）と、測定信号入力用の２つの入力端子５３,５４
（図示Ａ,Ｂ）を備えている。測定を行う際には、正弦
波信号を２つに分岐するための信号分離器５５を出力端
子５１に接続し、信号分離器５５からの一方の出力は参
照信号入力用の入力端子５２に入力し、他方の出力は、
方向性ブリッジ５６を介して被測定デバイス（ＤＵＴ）
５７に入力するようにする。その際、被測定デバイス５
７からの反射波は、方向性ブリッジ５６によって被測定
デバイス５７への入力信号から分離されるから、この反
射波を入力端子５３に印加する。また、被測定デバイス
５７からの出力信号（伝送波）は、入力端子５４に入力
するようにする。入力端子５３と参照信号用の入力端子
５２との電圧比（Ａ／Ｒ）から反射特性が分かり、入力
端子５４と参照信号用の入力端子５２との電圧比（Ｂ／
Ｒ）から伝送特性が分かる。
アナライザの構成の一例を示すブロック図である。この
ネットワークアナライザ５０は、正弦波信号を出力する
出力端子５１と、参照信号入力用の入力端子５２（図示
Ｒ）と、測定信号入力用の２つの入力端子５３,５４
（図示Ａ,Ｂ）を備えている。測定を行う際には、正弦
波信号を２つに分岐するための信号分離器５５を出力端
子５１に接続し、信号分離器５５からの一方の出力は参
照信号入力用の入力端子５２に入力し、他方の出力は、
方向性ブリッジ５６を介して被測定デバイス（ＤＵＴ）
５７に入力するようにする。その際、被測定デバイス５
７からの反射波は、方向性ブリッジ５６によって被測定
デバイス５７への入力信号から分離されるから、この反
射波を入力端子５３に印加する。また、被測定デバイス
５７からの出力信号（伝送波）は、入力端子５４に入力
するようにする。入力端子５３と参照信号用の入力端子
５２との電圧比（Ａ／Ｒ）から反射特性が分かり、入力
端子５４と参照信号用の入力端子５２との電圧比（Ｂ／
Ｒ）から伝送特性が分かる。
【０００４】ネットワークアナライザ５０の内部には、
正弦波信号発生のためのメインシンセサイザ６１及びオ
フセットシンセサイザ６２と、受信系へのローカル信号
を発生するためのローカルシンセサイザ６３と、メイン
シンセサイザ６１からの信号とオフセットシンセサイザ
６２からの信号に基づいて周波数変換を行うミキサ６４
と、メインシンセサイザ６１からの信号とローカルシン
セサイザ６３からの信号に基づいて周波数変換を行って
ローカル信号を生成するローカルミキサ６５とが設けら
れ、ミキサ６４からの出力信号は増幅器６５で増幅され
て正弦波信号として出力端子５１から出力される。ま
た、各入力端子５２〜５４ごとに、それぞれ、入力信号
を増幅するための増幅器７１、ローカルミキサ６６から
のローカル信号に基づいて増幅器７１の出力信号を中間
周波数信号に変換するミキサ７２、中間周波数信号をさ
らに周波数変換するためのミキサ７３、ミキサ７３の出
力をサンプリングするためのサンプル／ホールド（Ｓ／
Ｈ）回路７４、サンプル／ホールド回路７４の出力（ア
ナログ値）をデジタル値に変換するためのＡ／Ｄ変換器
７５、Ａ／Ｄ変換器７５が出力するデジタル信号に対し
てデジタル信号処理を行うＤＳＰ部７６が設けられてい
る。そして、ＤＳＰ部７６でのデジタル信号処理結果に
応じて、反射特性や伝送特性の解析が行われる。
正弦波信号発生のためのメインシンセサイザ６１及びオ
フセットシンセサイザ６２と、受信系へのローカル信号
を発生するためのローカルシンセサイザ６３と、メイン
シンセサイザ６１からの信号とオフセットシンセサイザ
６２からの信号に基づいて周波数変換を行うミキサ６４
と、メインシンセサイザ６１からの信号とローカルシン
セサイザ６３からの信号に基づいて周波数変換を行って
ローカル信号を生成するローカルミキサ６５とが設けら
れ、ミキサ６４からの出力信号は増幅器６５で増幅され
て正弦波信号として出力端子５１から出力される。ま
た、各入力端子５２〜５４ごとに、それぞれ、入力信号
を増幅するための増幅器７１、ローカルミキサ６６から
のローカル信号に基づいて増幅器７１の出力信号を中間
周波数信号に変換するミキサ７２、中間周波数信号をさ
らに周波数変換するためのミキサ７３、ミキサ７３の出
力をサンプリングするためのサンプル／ホールド（Ｓ／
Ｈ）回路７４、サンプル／ホールド回路７４の出力（ア
ナログ値）をデジタル値に変換するためのＡ／Ｄ変換器
７５、Ａ／Ｄ変換器７５が出力するデジタル信号に対し
てデジタル信号処理を行うＤＳＰ部７６が設けられてい
る。そして、ＤＳＰ部７６でのデジタル信号処理結果に
応じて、反射特性や伝送特性の解析が行われる。
【０００５】図４は、この従来のネットワークアナライ
ザ５０でのＤＳＰ部７６での処理を説明するための機能
ブロック図である。ＤＳＰ部７６は、デジタル信号プロ
セッサ（ＤＳＰ）によって構成され、その機能はハード
ウエアあるいはソフトウエアによって実現されるもので
あるが、いずれにせよ、ここでのデジタル信号処理の内
容は、直交検波処理であって、図４に示すようなブロッ
クの結合で表わされるものである。図４では説明のため
に、ＤＳＰ部７６の入力側に接続されるサンプル／ホー
ルド回路７４及びＡ／Ｄ変換器７５も描かれている。な
お、Ａ／Ｄ変換器７５は、入力信号のレベルによってレ
ンジが切り替わるフローティングＡ／Ｄ変換器である。
ザ５０でのＤＳＰ部７６での処理を説明するための機能
ブロック図である。ＤＳＰ部７６は、デジタル信号プロ
セッサ（ＤＳＰ）によって構成され、その機能はハード
ウエアあるいはソフトウエアによって実現されるもので
あるが、いずれにせよ、ここでのデジタル信号処理の内
容は、直交検波処理であって、図４に示すようなブロッ
クの結合で表わされるものである。図４では説明のため
に、ＤＳＰ部７６の入力側に接続されるサンプル／ホー
ルド回路７４及びＡ／Ｄ変換器７５も描かれている。な
お、Ａ／Ｄ変換器７５は、入力信号のレベルによってレ
ンジが切り替わるフローティングＡ／Ｄ変換器である。
【０００６】Ａ／Ｄ変換器７５からの出力された信号は
ＤＳＰ部７６に入力し、２つに分岐する。各分岐にはそ
れぞれ乗算器８１,８２が設けられている。また、所定
の周波数の余弦信号及び正弦信号のデジタル値を、それ
ぞれ、サンプリングごとに発生する信号発生器８３,８
４が設けられており、各信号発生器８３,８４からの信
号は乗算器８１,８２にそれぞれ入力している。これに
より、サンプリングごとに、ＤＳＰ部７６への入力信号
に、信号発生器８３,８４からの余弦信号及び正弦信号
が乗算されることになる。各乗算器８１,８２の出力側
には、平均化処理を行う平均化部８５,８６を介して、
デジタルフィルタリングによるローパスフィルタ８７,
８８が接続されている。ローパスフィルタ８７の出力
は、実数成分（同相成分）Ｒを表わし、端子８９に接続
している。同様に、ローパスフィルタ８８の出力は、虚
数成分（直交成分）Ｘを表わし、端子９０に接続してい
る。各端子８９,９０からのデジタル値に基づいて演算
を行うことにより、振幅、位相、群遅延時間特性等を測
定することが可能になる。
ＤＳＰ部７６に入力し、２つに分岐する。各分岐にはそ
れぞれ乗算器８１,８２が設けられている。また、所定
の周波数の余弦信号及び正弦信号のデジタル値を、それ
ぞれ、サンプリングごとに発生する信号発生器８３,８
４が設けられており、各信号発生器８３,８４からの信
号は乗算器８１,８２にそれぞれ入力している。これに
より、サンプリングごとに、ＤＳＰ部７６への入力信号
に、信号発生器８３,８４からの余弦信号及び正弦信号
が乗算されることになる。各乗算器８１,８２の出力側
には、平均化処理を行う平均化部８５,８６を介して、
デジタルフィルタリングによるローパスフィルタ８７,
８８が接続されている。ローパスフィルタ８７の出力
は、実数成分（同相成分）Ｒを表わし、端子８９に接続
している。同様に、ローパスフィルタ８８の出力は、虚
数成分（直交成分）Ｘを表わし、端子９０に接続してい
る。各端子８９,９０からのデジタル値に基づいて演算
を行うことにより、振幅、位相、群遅延時間特性等を測
定することが可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来のネットワークアナライザでは、直交検波をデジタ
ル信号処理によって行っている上に、周波数シンセサイ
ザによって離散的な周波数の正弦波信号を順次生成して
いるので、高確度周波数で測定するためには、測定点す
なわち周波数ポイントの数を多くする必要がある。ま
た、被測定デバイスのＱ値が大きい場合には、周波数変
動にこの被測定デバイスが追従できるようにするため、
周波数掃引スピードを遅くする必要がある。結局、従来
のネットワークアナライザには、測定に要する時間が長
いという問題点があり、特に、レスポンスが遅い被測定
デバイスを高確度で測定するためには、著しく測定時間
が長くなるという問題点がある。
従来のネットワークアナライザでは、直交検波をデジタ
ル信号処理によって行っている上に、周波数シンセサイ
ザによって離散的な周波数の正弦波信号を順次生成して
いるので、高確度周波数で測定するためには、測定点す
なわち周波数ポイントの数を多くする必要がある。ま
た、被測定デバイスのＱ値が大きい場合には、周波数変
動にこの被測定デバイスが追従できるようにするため、
周波数掃引スピードを遅くする必要がある。結局、従来
のネットワークアナライザには、測定に要する時間が長
いという問題点があり、特に、レスポンスが遅い被測定
デバイスを高確度で測定するためには、著しく測定時間
が長くなるという問題点がある。
【０００８】本発明の目的は、高確度を維持しながら、
測定時間を大幅に短縮できるネットワークシンセサイザ
を提供することにある。
測定時間を大幅に短縮できるネットワークシンセサイザ
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のネットワークシ
ンセサイザは、正弦波信号を被測定デバイスに印加して
被測定デバイスの特性を解析するネットワークアナライ
ザにおいて、被測定デバイスに印加するために、周波数
が異なる複数の正弦波信号を合成した信号である多重正
弦信号を発生する多重正弦信号発生手段と、被測定デバ
イスから入力する測定信号をフーリエ変換して周波数ご
との特性値を求めるフーリエ変換手段と、を有する。
ンセサイザは、正弦波信号を被測定デバイスに印加して
被測定デバイスの特性を解析するネットワークアナライ
ザにおいて、被測定デバイスに印加するために、周波数
が異なる複数の正弦波信号を合成した信号である多重正
弦信号を発生する多重正弦信号発生手段と、被測定デバ
イスから入力する測定信号をフーリエ変換して周波数ご
との特性値を求めるフーリエ変換手段と、を有する。
【００１０】本発明において、多重正弦信号発生手段
は、例えばダイレクトデジタルシンセサイザとして構成
できる。また、測定信号をデジタル信号処理により直交
検波して同相成分及び直交成分をフーリエ変換手段に供
給する直交検波手段を設け、フーリエ変換手段ではデジ
タル信号処理によって複素高速フーリエ変換（複素ＦＦ
Ｔ）を行うようにすることにより、主要部がデジタル信
号プロセッサで構成されたベクトル型のネットワークア
ナライザを得ることができる。もちろん、所望の周波数
帯域での測定を行うために、周波数変換回路やバンドパ
スフィルタなどを付加することは、当業者には自明のこ
とである。所望の周波数帯域の信号に周波数変換された
多重正弦信号を得るためには、多重正弦信号として余弦
成分と正弦成分を同時に発生させておき、これら余弦成
分と正弦成分を用いてキャリア（搬送波）信号を直交変
調することが、好ましい。
は、例えばダイレクトデジタルシンセサイザとして構成
できる。また、測定信号をデジタル信号処理により直交
検波して同相成分及び直交成分をフーリエ変換手段に供
給する直交検波手段を設け、フーリエ変換手段ではデジ
タル信号処理によって複素高速フーリエ変換（複素ＦＦ
Ｔ）を行うようにすることにより、主要部がデジタル信
号プロセッサで構成されたベクトル型のネットワークア
ナライザを得ることができる。もちろん、所望の周波数
帯域での測定を行うために、周波数変換回路やバンドパ
スフィルタなどを付加することは、当業者には自明のこ
とである。所望の周波数帯域の信号に周波数変換された
多重正弦信号を得るためには、多重正弦信号として余弦
成分と正弦成分を同時に発生させておき、これら余弦成
分と正弦成分を用いてキャリア（搬送波）信号を直交変
調することが、好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
一形態のネットワークアナライザの構成を示すブロック
図である。
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
一形態のネットワークアナライザの構成を示すブロック
図である。
【００１２】このネットワークアナライザ１は、被測定
デバイス（ＤＵＴ）３の反射特性や伝送特性を測定する
ものであって、被測定デバイス３に与える信号を出力す
る出力端子２と、被測定デバイス３からの信号が入力す
る入力端子４を備えている。図示した例では、入力端子
４は１つしか設けられていないが、参照信号入力用の入
力端子を設けたり、反射波及び伝送波にそれぞれ対応し
て２つの入力端子を設けたりしてもよい。その場合、当
業者には容易に理解されることであるが、設ける入力端
子の数に合わせて入力端子以降のハードウエアを増設す
る必要がある。
デバイス（ＤＵＴ）３の反射特性や伝送特性を測定する
ものであって、被測定デバイス３に与える信号を出力す
る出力端子２と、被測定デバイス３からの信号が入力す
る入力端子４を備えている。図示した例では、入力端子
４は１つしか設けられていないが、参照信号入力用の入
力端子を設けたり、反射波及び伝送波にそれぞれ対応し
て２つの入力端子を設けたりしてもよい。その場合、当
業者には容易に理解されることであるが、設ける入力端
子の数に合わせて入力端子以降のハードウエアを増設す
る必要がある。
【００１３】さて、本実施の形態のネットワークアナラ
イザ１は、異なる周波数の正弦波信号を同時に発生して
被測定デバイス３に印加することによって、従来の１測
定ポイント分の測定時間中に複数の周波数に対する測定
を行えるようにし、周波数の多重度の分だけ測定時間を
短縮できるようにしている。そのため、このネットワー
クアナライザ１は、多重正弦（マルチサイン）信号を発
生する多重正弦信号発生器１０と、被測定デバイス３か
らの信号を周波数別に解析するための複素ＦＦＴ（高速
フーリエ変換）部４３とを備えている。以下、このネッ
トワークアナライザ１の構成について、詳しく説明す
る。ここで多重正弦信号とは、異なる周波数の複数の正
弦波信号を重ね合わせた（加算）した信号のことであ
る。
イザ１は、異なる周波数の正弦波信号を同時に発生して
被測定デバイス３に印加することによって、従来の１測
定ポイント分の測定時間中に複数の周波数に対する測定
を行えるようにし、周波数の多重度の分だけ測定時間を
短縮できるようにしている。そのため、このネットワー
クアナライザ１は、多重正弦（マルチサイン）信号を発
生する多重正弦信号発生器１０と、被測定デバイス３か
らの信号を周波数別に解析するための複素ＦＦＴ（高速
フーリエ変換）部４３とを備えている。以下、このネッ
トワークアナライザ１の構成について、詳しく説明す
る。ここで多重正弦信号とは、異なる周波数の複数の正
弦波信号を重ね合わせた（加算）した信号のことであ
る。
【００１４】多重正弦信号発生器１０は、多重正弦信号
の時間ドメインデータを記憶した波形テーブルを内蔵し
ており、クロックごとに、多重正弦信号の余弦成分（同
相成分Ｉ）と正弦成分（直交成分Ｑ）の値のデジタル値
を出力する。波形テーブルに与えるアドレスの順番を変
えたりクロック周波数を変えることなどにより、複数の
周波数の正弦波信号を含みつつ、さらに周波数掃引を行
うことができるようになっている。余弦成分と正弦成分
を同時に発生するためには、例えば、余弦成分用の波形
テーブルと正弦成分用の波形テーブルの両方を用意すれ
ばよい。また、多重正弦信号発生器１０は、多重正弦信
号に含まれる各正弦波信号の周波数、振幅などの情報も
生成し、これを参照情報として、後述する位相振幅比較
器４４に供給する。多重正弦信号発生器１０からの同相
成分Ｉ及び直交成分Ｑのデジタル値信号は、それぞれ、
Ｄ／Ａ変換器１２,１３に入力して、アナログ信号に変
換される。Ｄ／Ａ変換器１２,１３には、サンプリング
信号発生器１１からサンプリング信号が供給されてい
る。ここで、サンプリング信号の周波数（サンプリング
周波数ｆSP）は、出力したい周波数範囲（周波数幅）の
少なくとも２倍になるようにする。そして、Ｄ／Ａ変換
器１２,１３の出力側には、それぞれ、ローパスフィル
タ１４,１５が設けられている。
の時間ドメインデータを記憶した波形テーブルを内蔵し
ており、クロックごとに、多重正弦信号の余弦成分（同
相成分Ｉ）と正弦成分（直交成分Ｑ）の値のデジタル値
を出力する。波形テーブルに与えるアドレスの順番を変
えたりクロック周波数を変えることなどにより、複数の
周波数の正弦波信号を含みつつ、さらに周波数掃引を行
うことができるようになっている。余弦成分と正弦成分
を同時に発生するためには、例えば、余弦成分用の波形
テーブルと正弦成分用の波形テーブルの両方を用意すれ
ばよい。また、多重正弦信号発生器１０は、多重正弦信
号に含まれる各正弦波信号の周波数、振幅などの情報も
生成し、これを参照情報として、後述する位相振幅比較
器４４に供給する。多重正弦信号発生器１０からの同相
成分Ｉ及び直交成分Ｑのデジタル値信号は、それぞれ、
Ｄ／Ａ変換器１２,１３に入力して、アナログ信号に変
換される。Ｄ／Ａ変換器１２,１３には、サンプリング
信号発生器１１からサンプリング信号が供給されてい
る。ここで、サンプリング信号の周波数（サンプリング
周波数ｆSP）は、出力したい周波数範囲（周波数幅）の
少なくとも２倍になるようにする。そして、Ｄ／Ａ変換
器１２,１３の出力側には、それぞれ、ローパスフィル
タ１４,１５が設けられている。
【００１５】多重正弦信号発生器１０、サンプリング信
号発生器１１、Ｄ／Ａ変換器１２,１３及びローパスフ
ィルタ１４,１５は、多重正弦信号発生手段を構成して
いる。以上の説明から明らかなように、ここでは、多重
正弦信号発生手段として、ダイレクトデジタルシンセサ
イザ（ＤＤＳ）が用いられている。このように複数の周
波数成分を含む信号を出力するダイレクトデジタルシン
セサイザとしては、特公平３−５０２２４号公報に開示
のものがあるが、この公報に示されたものは、単相の出
力のみが可能であって、同相成分Ｉと直交成分Ｑの双方
を同時に出力する構成とはなっていない。また、ダイレ
クトデジタルシンセサイザでは、その発生可能な最高周
波数が比較的低く抑えられので、ネットワークアナライ
ザとして要求される周波数領域をまかなうことができな
いことが多い。そこで本実施の形態のネットワークアナ
ライザ１では直交変調器１６を設け、所望の周波数領域
の多重正弦信号が被測定デバイス３に印加されるように
している。
号発生器１１、Ｄ／Ａ変換器１２,１３及びローパスフ
ィルタ１４,１５は、多重正弦信号発生手段を構成して
いる。以上の説明から明らかなように、ここでは、多重
正弦信号発生手段として、ダイレクトデジタルシンセサ
イザ（ＤＤＳ）が用いられている。このように複数の周
波数成分を含む信号を出力するダイレクトデジタルシン
セサイザとしては、特公平３−５０２２４号公報に開示
のものがあるが、この公報に示されたものは、単相の出
力のみが可能であって、同相成分Ｉと直交成分Ｑの双方
を同時に出力する構成とはなっていない。また、ダイレ
クトデジタルシンセサイザでは、その発生可能な最高周
波数が比較的低く抑えられので、ネットワークアナライ
ザとして要求される周波数領域をまかなうことができな
いことが多い。そこで本実施の形態のネットワークアナ
ライザ１では直交変調器１６を設け、所望の周波数領域
の多重正弦信号が被測定デバイス３に印加されるように
している。
【００１６】直交変調器１６は、所望の周波数ｆRFの正
弦波信号を発生する発振器１７と、この発振器１７が発
生する正弦波信号の位相をπ／４だけ遅らせる移相器１
８と、ローパスフィルタ１４の出力と移相器１８の出力
を混合して周波数変換するミキサ１９と、ローパスフィ
ルタ１５の出力と発振器１７の出力を混合して周波数変
換するミキサ２０と、両方のミキサ１９,２０の出力を
合波する合波器２１とから構成されており、合波器２１
の出力が、出力端子２を介して被測定デバイス３に印加
されるようになっている。一方のミキサ１９には、多重
正弦信号発生器１０からの余弦成分（同相成分Ｉ）と発
振器１７からの正弦成分が入力し、他方のミキサ２０に
は、多重正弦信号発生器１０からの正弦成分（直交成分
Ｑ）と発振器１７からの余弦成分が入力するから、結
局、合波器２１からは、発振器１７の出力周波数ｆRFと
多重正弦信号発生器１０の発生する多重正弦信号との和
周波数の信号が出力されることになり、所望の周波数領
域での異なる周波数の複数の正弦波信号を重ね合わせた
信号が被測定デバイス３に印加されることになる。
弦波信号を発生する発振器１７と、この発振器１７が発
生する正弦波信号の位相をπ／４だけ遅らせる移相器１
８と、ローパスフィルタ１４の出力と移相器１８の出力
を混合して周波数変換するミキサ１９と、ローパスフィ
ルタ１５の出力と発振器１７の出力を混合して周波数変
換するミキサ２０と、両方のミキサ１９,２０の出力を
合波する合波器２１とから構成されており、合波器２１
の出力が、出力端子２を介して被測定デバイス３に印加
されるようになっている。一方のミキサ１９には、多重
正弦信号発生器１０からの余弦成分（同相成分Ｉ）と発
振器１７からの正弦成分が入力し、他方のミキサ２０に
は、多重正弦信号発生器１０からの正弦成分（直交成分
Ｑ）と発振器１７からの余弦成分が入力するから、結
局、合波器２１からは、発振器１７の出力周波数ｆRFと
多重正弦信号発生器１０の発生する多重正弦信号との和
周波数の信号が出力されることになり、所望の周波数領
域での異なる周波数の複数の正弦波信号を重ね合わせた
信号が被測定デバイス３に印加されることになる。
【００１７】被測定デバイス３からの信号は入力端子４
に入力するが、入力端子４には、被測定デバイス３から
の信号を中間周波数ｆIFの信号に周波数変換するための
ミキサ３２が接続し、ミキサ３２には、局部発振回路３
１から局部発振信号が入力している。そして、ミキサ３
２の出力側には、中間周波数ｆIFのバンドパスフィルタ
３３が設けられている。このバンドパスフィルタ３３の
３ｄＢ通過帯域幅は、サンプリング周波数ｆSPの１／４
とすることが最適である。さらに、バンドパスフィルタ
３３から出力される中間周波数信号をサンプリングして
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３５が設けられて
いる。このＡ／Ｄ変換器３５は、サンプリング信号発生
器３４からサンプリング信号が供給されているが、この
サンプリング信号の周波数（サンプリング周波数）は、
多重正弦信号発生器１０からのデジタル信号をアナログ
変換するためにサンプリング信号発生器１１で発生する
サンプリング周波数ｆSPと一致させておく。これら２つ
のサンプリング信号発生器１１,３４を設ける代りに、
単一のサンプリング信号発生器を用いてもよい。
に入力するが、入力端子４には、被測定デバイス３から
の信号を中間周波数ｆIFの信号に周波数変換するための
ミキサ３２が接続し、ミキサ３２には、局部発振回路３
１から局部発振信号が入力している。そして、ミキサ３
２の出力側には、中間周波数ｆIFのバンドパスフィルタ
３３が設けられている。このバンドパスフィルタ３３の
３ｄＢ通過帯域幅は、サンプリング周波数ｆSPの１／４
とすることが最適である。さらに、バンドパスフィルタ
３３から出力される中間周波数信号をサンプリングして
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３５が設けられて
いる。このＡ／Ｄ変換器３５は、サンプリング信号発生
器３４からサンプリング信号が供給されているが、この
サンプリング信号の周波数（サンプリング周波数）は、
多重正弦信号発生器１０からのデジタル信号をアナログ
変換するためにサンプリング信号発生器１１で発生する
サンプリング周波数ｆSPと一致させておく。これら２つ
のサンプリング信号発生器１１,３４を設ける代りに、
単一のサンプリング信号発生器を用いてもよい。
【００１８】Ａ／Ｄ変換器３５から出力されるデジタル
信号を処理するために、ＤＳＰ部３０が設けられてい
る。ＤＳＰ部３０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳ
Ｐ）によって構成され、その機能はハードウエアまたは
ソフトウエア、さらにはまたこれらの結合によって実現
するものであり、ここでのデジタル信号処理の内容は、
図示されるような機能ブロックの結合で表わされる。Ｄ
ＳＰ部３０では、Ａ／Ｄ変換器３４からのデジタル信号
は、まず、直交検波部３６に入力する。直交検波部３６
には、所定の周波数の正弦波信号のデジタル値をサンプ
リングごとに発生する信号発生部３７と、信号発生部３
７で発生する信号（デジタル値列）の正弦波信号として
の位相をπ／４だけ遅らせる移相部３８と、Ａ／Ｄ変換
器３５からのデジタル値に移相部３８からのデジタル値
を乗算して出力する乗算器３９と、Ａ／Ｄ変換器３５か
らのデジタル値に信号発生部３７からのデジタル値を乗
算して出力する乗算器４０とが設けられている。Ａ／Ｄ
変換器３５からのデジタル値が両方の乗算器３９,４０
に供給されるとともに、信号発生部３７からの信号が相
互にπ／４だけずれてこれら乗算器３９,４９に供給さ
れることによって、直交検波がなされ、乗算器３９,４
０からは、それぞれ直交成分Ｑ及び同相成分Ｉが出力さ
れる。これら乗算器３９,４０からの出力はデジタルロ
ーパスフィルタ４１,４２に入力し、これにより、直交
成分Ｑと同相成分Ｉに含まれる不要な高域周波数成分が
除去される。そして、ローパスフィルタ４１,４２から
出力される直交成分Ｑ及び同相成分Ｉは、複素ＦＦＴ部
４３に入力して複素高速フーリエ変換（複素ＦＦＴ）が
施される。複素高速フーリエ変換により複素周波数スペ
クトラムが得られ、その結果、複素ＦＦＴ部４３から
は、周波数ごとに正弦成分と余弦成分の振幅が出力され
る。複素ＦＦＴ部４３の出力側には位相振幅比較器４４
が設けられており、位相振幅比較器４４は、多重正弦信
号発生器１０からの参照情報をもとにして、多重正弦信
号発生器１０が発生する多重正弦波信号に対応した所定
の周波数ポイントにおける位相と振幅の変化を検出し、
これを反射特性や伝送特性の解析のために出力する。
信号を処理するために、ＤＳＰ部３０が設けられてい
る。ＤＳＰ部３０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳ
Ｐ）によって構成され、その機能はハードウエアまたは
ソフトウエア、さらにはまたこれらの結合によって実現
するものであり、ここでのデジタル信号処理の内容は、
図示されるような機能ブロックの結合で表わされる。Ｄ
ＳＰ部３０では、Ａ／Ｄ変換器３４からのデジタル信号
は、まず、直交検波部３６に入力する。直交検波部３６
には、所定の周波数の正弦波信号のデジタル値をサンプ
リングごとに発生する信号発生部３７と、信号発生部３
７で発生する信号（デジタル値列）の正弦波信号として
の位相をπ／４だけ遅らせる移相部３８と、Ａ／Ｄ変換
器３５からのデジタル値に移相部３８からのデジタル値
を乗算して出力する乗算器３９と、Ａ／Ｄ変換器３５か
らのデジタル値に信号発生部３７からのデジタル値を乗
算して出力する乗算器４０とが設けられている。Ａ／Ｄ
変換器３５からのデジタル値が両方の乗算器３９,４０
に供給されるとともに、信号発生部３７からの信号が相
互にπ／４だけずれてこれら乗算器３９,４９に供給さ
れることによって、直交検波がなされ、乗算器３９,４
０からは、それぞれ直交成分Ｑ及び同相成分Ｉが出力さ
れる。これら乗算器３９,４０からの出力はデジタルロ
ーパスフィルタ４１,４２に入力し、これにより、直交
成分Ｑと同相成分Ｉに含まれる不要な高域周波数成分が
除去される。そして、ローパスフィルタ４１,４２から
出力される直交成分Ｑ及び同相成分Ｉは、複素ＦＦＴ部
４３に入力して複素高速フーリエ変換（複素ＦＦＴ）が
施される。複素高速フーリエ変換により複素周波数スペ
クトラムが得られ、その結果、複素ＦＦＴ部４３から
は、周波数ごとに正弦成分と余弦成分の振幅が出力され
る。複素ＦＦＴ部４３の出力側には位相振幅比較器４４
が設けられており、位相振幅比較器４４は、多重正弦信
号発生器１０からの参照情報をもとにして、多重正弦信
号発生器１０が発生する多重正弦波信号に対応した所定
の周波数ポイントにおける位相と振幅の変化を検出し、
これを反射特性や伝送特性の解析のために出力する。
【００１９】本実施の形態のネットワークアナライザに
よれば、Ｑ値が大きなデバイスの反射特性や伝送特性を
短時間で測定できるようになる。図２は、このようなＱ
値が大きなデバイスの一例を説明する周波数特性図であ
る。ここでは、３ｄＢ帯域幅が１０Ｈｚであるようなデ
バイスを被測定デバイス（ＤＵＴ）として、このデバイ
スの特性を測定するものとする。狭い帯域幅に対応し
て、測定を行う周波数ポイントの周波数間隔Δｆを例え
ば０.２Ｈｚとし、１００Ｈｚの周波数掃引スパンで測
定する。従来の方法であれば、周波数ポイントの数が５
００個なので、１点当りの測定時間の５００倍の時間
が、全体としての測定時間となる。これに対し本実施の
形態によれば、多重正弦信号を使用しているので、周波
数多重度の分だけ測定時間を短縮でき、例えば、多重度
が５であれば、１点当りの測定時間の１００倍の時間
で、全測定を完了することができる。
よれば、Ｑ値が大きなデバイスの反射特性や伝送特性を
短時間で測定できるようになる。図２は、このようなＱ
値が大きなデバイスの一例を説明する周波数特性図であ
る。ここでは、３ｄＢ帯域幅が１０Ｈｚであるようなデ
バイスを被測定デバイス（ＤＵＴ）として、このデバイ
スの特性を測定するものとする。狭い帯域幅に対応し
て、測定を行う周波数ポイントの周波数間隔Δｆを例え
ば０.２Ｈｚとし、１００Ｈｚの周波数掃引スパンで測
定する。従来の方法であれば、周波数ポイントの数が５
００個なので、１点当りの測定時間の５００倍の時間
が、全体としての測定時間となる。これに対し本実施の
形態によれば、多重正弦信号を使用しているので、周波
数多重度の分だけ測定時間を短縮でき、例えば、多重度
が５であれば、１点当りの測定時間の１００倍の時間
で、全測定を完了することができる。
【００２０】以上説明した本実施の形態のネットワーク
アナライザでは、ダイレクトデジタルシンセサイザ（Ｄ
ＤＳ）方式の多重正弦信号発生器を使用しているが、本
発明において多重正弦信号を発生する機構はこれに限定
されるものではない。例えば、アナログ方式のシンセイ
サイザを複数用意し、これらシンセサイザからの周波数
が異なる正弦波信号を合成するようにしてもよい。さら
には、直交変調器の局部発振周波数（上記の発振器１７
の周波数）をずらしながら、順次、多重正弦信号発生器
１０側からの周波数をずらして合成することにより、よ
り多点、広い周波数範囲での測定を実行するようにする
こともできる。
アナライザでは、ダイレクトデジタルシンセサイザ（Ｄ
ＤＳ）方式の多重正弦信号発生器を使用しているが、本
発明において多重正弦信号を発生する機構はこれに限定
されるものではない。例えば、アナログ方式のシンセイ
サイザを複数用意し、これらシンセサイザからの周波数
が異なる正弦波信号を合成するようにしてもよい。さら
には、直交変調器の局部発振周波数（上記の発振器１７
の周波数）をずらしながら、順次、多重正弦信号発生器
１０側からの周波数をずらして合成することにより、よ
り多点、広い周波数範囲での測定を実行するようにする
こともできる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、多重正弦
信号発生手段を設け、周波数の異なる複数の正弦波信号
が同時に被測定デバイスに印加されるようにするととも
に、被測定デバイスからの測定信号をフーリエ変換する
ことによって各周波数ごとの特性を求めるので、実質的
に、１点の測定ポイントで複数の周波数での測定が完了
することになり、従来のネットワークアナライザを用い
る場合に比べ、周波数多重度の分だけ測定時間を短縮す
ることができるようになるという効果がある。
信号発生手段を設け、周波数の異なる複数の正弦波信号
が同時に被測定デバイスに印加されるようにするととも
に、被測定デバイスからの測定信号をフーリエ変換する
ことによって各周波数ごとの特性を求めるので、実質的
に、１点の測定ポイントで複数の周波数での測定が完了
することになり、従来のネットワークアナライザを用い
る場合に比べ、周波数多重度の分だけ測定時間を短縮す
ることができるようになるという効果がある。
【図１】本発明の実施の一形態のネットワークアナライ
ザの構成を示すブロック図である。
ザの構成を示すブロック図である。
【図２】Ｑ値の大きなデバイスの周波数特性の一例を示
す図である。
す図である。
【図３】従来のネットワークアナライザの構成の一例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】図３のネットワークアナライザにおけるＤＳＰ
部での処理を示す機能ブロック図である。
部での処理を示す機能ブロック図である。
１ ネットワークアナライザ ２ 出力端子 ３ 被測定デバイス ４ 入力端子 １０ 多重正弦信号発生器 １１,３４ サンプリング信号発生器 １２,１３ Ｄ／Ａ変換器 １４,１５ ローパスフィルタ １６ 直交変調器 １７ 発振器 １８ 移相器 １９,２０,３２ ミキサ ２１ 合波器 ３３ バンドパスフィルタ ３０ ＤＳＰ部 ３１ 局部発振回路 ３５ Ａ／Ｄ変換器 ３６ 直交検波部 ３７ 信号発生部 ３８ 移相部 ３９,４０ 乗算器 ４１,４２ デジタルローパスフィルタ ４３ 複素ＦＦＴ部 ４４ 位相振幅比較器
Claims (3)
- 【請求項１】 正弦波信号を被測定デバイスに印加して
被測定デバイスの特性を解析するネットワークアナライ
ザにおいて、 被測定デバイスに印加するために、周波数が異なる複数
の正弦波信号を合成した信号である多重正弦信号を発生
する多重正弦信号発生手段と、 被測定デバイスから入力する測定信号をフーリエ変換し
て周波数ごとの特性値を求めるフーリエ変換手段と、を
有することを特徴とするネットワークアナライザ。 - 【請求項２】 多重正弦信号発生手段がダイレクトデジ
タルシンセサイザによって構成されている請求項１に記
載のネットワークアナライザ。 - 【請求項３】 測定信号をデジタル信号処理により直交
検波して同相成分及び直交成分を前記フーリエ変換手段
に供給する直交検波手段をさらに有し、フーリエ変換手
段がデジタル信号処理によって複素高速フーリエ変換を
行うものである、請求項１または２に記載のネットワー
クアナライザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30302896A JPH10142273A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | ネットワークアナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30302896A JPH10142273A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | ネットワークアナライザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10142273A true JPH10142273A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=17916070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30302896A Withdrawn JPH10142273A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | ネットワークアナライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10142273A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065706A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Nippon Steel Corp | 導電体の厚み測定装置 |
| JP2003512609A (ja) * | 1999-10-22 | 2003-04-02 | ベントリー・ネバダ・コーポレーション | ディジタル渦電流近接システム、装置および方法 |
| JP2008501933A (ja) * | 2004-06-07 | 2008-01-24 | 株式会社アドバンテスト | 広帯域信号解析装置、広帯域周期ジッタ解析装置、広帯域スキュー解析装置、広帯域信号解析方法、及び試験装置システム |
| JP2015511713A (ja) * | 2012-03-27 | 2015-04-20 | ローゼンベルガー ホーフフレクベンツテクニーク ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー | ベクトルネットワークアナライザ |
| JP2020165795A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | ファナック株式会社 | 周波数特性測定装置、制御装置、及び周波数特性測定方法 |
-
1996
- 1996-11-14 JP JP30302896A patent/JPH10142273A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003512609A (ja) * | 1999-10-22 | 2003-04-02 | ベントリー・ネバダ・コーポレーション | ディジタル渦電流近接システム、装置および方法 |
| JP2003065706A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Nippon Steel Corp | 導電体の厚み測定装置 |
| JP2008501933A (ja) * | 2004-06-07 | 2008-01-24 | 株式会社アドバンテスト | 広帯域信号解析装置、広帯域周期ジッタ解析装置、広帯域スキュー解析装置、広帯域信号解析方法、及び試験装置システム |
| JP2015511713A (ja) * | 2012-03-27 | 2015-04-20 | ローゼンベルガー ホーフフレクベンツテクニーク ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー | ベクトルネットワークアナライザ |
| US9801082B2 (en) | 2012-03-27 | 2017-10-24 | Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg | Vectorial network analyser |
| JP2019053075A (ja) * | 2012-03-27 | 2019-04-04 | ローゼンベルガー ホーフフレクベンツテクニーク ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー | ベクトルネットワークアナライザ |
| JP2020165795A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | ファナック株式会社 | 周波数特性測定装置、制御装置、及び周波数特性測定方法 |
| US11698656B2 (en) | 2019-03-29 | 2023-07-11 | Fanuc Corporation | Frequency characteristic measurement device, controller and frequency characteristic measurement method |
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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: 20040203 |