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JP2008107172A - Spectrum analyzer - Google Patents

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JP2008107172A
JP2008107172A JP2006289382A JP2006289382A JP2008107172A JP 2008107172 A JP2008107172 A JP 2008107172A JP 2006289382 A JP2006289382 A JP 2006289382A JP 2006289382 A JP2006289382 A JP 2006289382A JP 2008107172 A JP2008107172 A JP 2008107172A
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frequency
low
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signal
output
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Application number
JP2006289382A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Iwaoka
満 岩岡
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that the sweep type spectrum analyzer cannot measure the correct spectrum at the low frequency region because of generating a large spurious signal at the vicinity of 0 Hz because if the frequency of input signal is low, the frequency of the local oscillation signal becomes near to the intermediate frequency. <P>SOLUTION: When the low frequency range is measured, the measurement signal is not input to the frequency converter part but the spectrum data is made to form from the output of the low pass filter while eliminating the high frequency component of the measurement signal by the low pass filter. The spurious signal in the vicinity of 0 Hz can be restricted because the output signal of the frequency converter part is not used for the spectrum formation in the low frequency region. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、掃引型のスペクトラムアナライザにおいて、0Hz付近のスプリアス信号の影響を低減して、低い周波数範囲まで正確にスペクトルを測定することができるスペクトラムアナライザに関するものである。   The present invention relates to a spectrum analyzer capable of accurately measuring a spectrum down to a low frequency range by reducing the influence of a spurious signal near 0 Hz in a sweep type spectrum analyzer.

スペクトラムアナライザは信号に含まれている種々の周波数成分を正確に計測する計測装置であり、その構成は例えば特許文献1に記載されている。以下、特許文献1に基づいて、掃引型のスペクトラムアナライザの概要を説明する。   A spectrum analyzer is a measuring device that accurately measures various frequency components contained in a signal. The configuration of the spectrum analyzer is described in Patent Document 1, for example. The outline of the sweep-type spectrum analyzer will be described below based on Patent Document 1.

図3は特許文献1に開示されたスペクトラムアナライザの構成図である。図3において、入力信号はアッテネータ10で所定の振幅を有する信号に変換され、周波数変換部11に入力される。周波数変換部11はミキサ11a、11d、局部発振器11b、11eおよびバンドパスフィルタ11cで構成される。アッテネータの出力はミキサ11aで局部発振器11bの出力と周波数混合され、第1の中間周波数に変換される。この第1の中間周波数信号はバンドパスフィルタ11cに入力されて不要な周波数成分が除去された後、ミキサ11dで局部発振器11eの出力と周波数混合され、第2の中間周波数信号に変換される。   FIG. 3 is a configuration diagram of the spectrum analyzer disclosed in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 3, the input signal is converted into a signal having a predetermined amplitude by the attenuator 10 and input to the frequency conversion unit 11. The frequency converter 11 includes mixers 11a and 11d, local oscillators 11b and 11e, and a bandpass filter 11c. The output of the attenuator is frequency-mixed with the output of the local oscillator 11b by the mixer 11a and converted to the first intermediate frequency. This first intermediate frequency signal is input to the bandpass filter 11c, and unnecessary frequency components are removed. Then, the first intermediate frequency signal is frequency-mixed with the output of the local oscillator 11e by the mixer 11d, and converted into a second intermediate frequency signal.

この第2の中間周波数信号はAD変換器12でデジタル値に変換され、デジタルフィルタ13で不要な周波数成分が除去された後、波形メモリ14に格納される。デジタルフィルタ13は、予め定められた周波数を中心として、このスペクトラムアナライザの周波数分解能に相当する帯域幅を有するバンドパスフィルタである。   The second intermediate frequency signal is converted into a digital value by the AD converter 12, and unnecessary frequency components are removed by the digital filter 13, and then stored in the waveform memory 14. The digital filter 13 is a band-pass filter having a bandwidth corresponding to the frequency resolution of the spectrum analyzer with a predetermined frequency as the center.

波形メモリ14に格納されたデータはDSP15で信号処理され、表示部16に表示される。クロック発振器17はAD変換器12、デジタルフィルタ13、波形メモリ14、DSP15にクロックを供給する。掃引制御部18は、主制御部19が指定した周波数範囲で局部発振器11bの周波数を掃引する。   The data stored in the waveform memory 14 is signal-processed by the DSP 15 and displayed on the display unit 16. The clock oscillator 17 supplies a clock to the AD converter 12, the digital filter 13, the waveform memory 14, and the DSP 15. The sweep control unit 18 sweeps the frequency of the local oscillator 11b in the frequency range specified by the main control unit 19.

このような構成のスペクトラムアナライザは、周波数0Hz近辺のスペクトルを測定しようとすると局部発振器11bの出力周波数が第1の中間周波数に近くなり、0Hz付近に大きなスプリアス信号が発生する。このため、0Hz近辺のスペクトルを正確に測定することができないという課題があった。   In the spectrum analyzer having such a configuration, when attempting to measure a spectrum in the vicinity of a frequency of 0 Hz, the output frequency of the local oscillator 11b is close to the first intermediate frequency, and a large spurious signal is generated in the vicinity of 0 Hz. For this reason, the subject that the spectrum of 0 Hz vicinity cannot be measured correctly occurred.

この課題を解決するために、特許文献2では測定可能全周波数帯を複数の帯域に分割し、帯域毎に0Hz信号の影響を受けず、且つ適切な掃引速度が得られる通過帯域を設定して、分割したそれぞれの帯域で入力周波数を掃引して、各帯域について検波出力の最大レベルとそのときの周波数を求める。この最大レベルのうち、最も高いレベルを与える周波数を中心周波数として、所望の周波数スパンで入力信号を掃引して表示するようにしている。
特開平9−257843号公報 特開平11−281684号公報
In order to solve this problem, Patent Document 2 divides the entire measurable frequency band into a plurality of bands, and sets a pass band that is not affected by the 0 Hz signal and obtains an appropriate sweep speed for each band. The input frequency is swept in each divided band, and the maximum level of the detection output and the frequency at that time are obtained for each band. Of the maximum levels, the frequency that gives the highest level is set as the center frequency, and the input signal is swept and displayed in a desired frequency span.
JP-A-9-257843 Japanese Patent Laid-Open No. 11-281684

しかしながら、特許文献1に記載されたスペクトラムアナライザは、前述したように、低い周波数範囲を測定しようとすると局部発振器11bの発振周波数が第1の中間周波数に近くなるために大きなスプリアス信号が発生するので、0Hz付近の測定を正確に行うことができないという課題があった。また、ミキサ11bから漏れた局部発振信号がそのままAD変換器12に入力されるので、AD変換器のオーバーフローや混変調歪みが発生し、やはり0Hz付近の測定が正確にできないという課題もあった。   However, as described above, the spectrum analyzer described in Patent Document 1 generates a large spurious signal because the oscillation frequency of the local oscillator 11b is close to the first intermediate frequency when attempting to measure a low frequency range. There is a problem that measurement near 0 Hz cannot be performed accurately. Further, since the local oscillation signal leaked from the mixer 11b is directly input to the AD converter 12, overflow of the AD converter and cross modulation distortion occur, and there is also a problem that measurement near 0 Hz cannot be performed accurately.

特許文献2の発明は上記の課題を解決したものであるが、広い周波数範囲に渡って測定する場合、測定周波数によって周波数分解能帯域幅が変化するために、測定結果の統一性が得られないという課題があった。   The invention of Patent Document 2 solves the above-mentioned problem, but when measuring over a wide frequency range, the frequency resolution bandwidth varies depending on the measurement frequency, so that the uniformity of measurement results cannot be obtained. There was a problem.

従って本発明の目的は、低い周波数範囲の測定時に周波数変換部に測定信号を入力せず、ローパスフィルタの出力からスペクトルデータを生成することにより、0Hz近辺の低い周波数の信号も正確に測定することができるスペクトラムアナライザを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to accurately measure a signal having a low frequency around 0 Hz by generating spectrum data from the output of the low-pass filter without inputting a measurement signal to the frequency converter when measuring in a low frequency range. It is to provide a spectrum analyzer capable of

このような課題を解決するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
入力されたアナログ信号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換部と、
入力されたアナログ信号の高周波成分を除去するローパスフィルタと、
測定する周波数範囲が低いときに測定信号を前記ローパスフィルタに出力し、周波数範囲が高いときに測定信号を前記周波数変換部に出力する第1のスイッチと、
入力されたアナログ信号をデジタル値に変換するAD変換部と、
測定する周波数範囲が低いときに前記ローパスフィルタの出力を選択し、周波数範囲が高いときに前記周波数変換部の出力を選択して、これら選択した出力を前記AD変換器に出力する第2のスイッチと、
前記AD変換部の出力が入力され、スペクトルデータを生成する信号処理部と、
前記信号処理部が生成したスペクトルデータが入力され、このスペクトルデータを表示する表示部と、
を具備したものである。0Hz付近のスプリアス信号を抑制できる。
In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention,
A frequency converter that converts the frequency of the input analog signal to an intermediate frequency;
A low-pass filter that removes high-frequency components of the input analog signal;
A first switch that outputs a measurement signal to the low-pass filter when a frequency range to be measured is low, and outputs a measurement signal to the frequency converter when the frequency range is high;
An AD converter that converts an input analog signal into a digital value;
A second switch that selects the output of the low-pass filter when the frequency range to be measured is low, selects the output of the frequency converter when the frequency range is high, and outputs the selected output to the AD converter When,
A signal processing unit that receives the output of the AD conversion unit and generates spectral data;
Spectral data generated by the signal processing unit is input, and a display unit that displays the spectral data;
Is provided. A spurious signal near 0 Hz can be suppressed.

請求項2記載の発明は、
入力されたアナログ信号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換部と、
入力されたアナログ信号の高周波成分を除去するローパスフィルタと、
測定する周波数範囲が低いときに測定信号を前記ローパスフィルタに出力し、周波数範囲が高いときに測定信号を前記周波数変換部に出力するスイッチと、
前記ローパスフィルタの出力が入力され、この入力された信号をデジタル値に変換する第1のAD変換器と、
前記周波数変換部の出力が入力され、この入力された信号をデジタル値に変換する第2のAD変換器と、
前記第1および第2のAD変換器の出力が入力され、測定する周波数範囲が低いときは前記第1のAD変換器の出力に基づいてスペクトルデータを生成し、測定する周波数範囲が高いときは前記第2のAD変換器の出力に基づいてスペクトルデータを生成する信号処理部と、
前記信号処理部が生成したスペクトルデータが入力され、このスペクトルデータを表示する表示部と、
を具備したものである。0Hz付近のスプリアス信号を抑制できる。
The invention according to claim 2
A frequency converter that converts the frequency of the input analog signal to an intermediate frequency;
A low-pass filter that removes high-frequency components of the input analog signal;
A switch that outputs a measurement signal to the low-pass filter when the frequency range to be measured is low, and outputs a measurement signal to the frequency converter when the frequency range is high,
A first AD converter that receives the output of the low-pass filter and converts the input signal into a digital value;
A second AD converter that receives the output of the frequency converter and converts the input signal into a digital value;
When the outputs of the first and second AD converters are input and the frequency range to be measured is low, spectrum data is generated based on the output of the first AD converter, and when the frequency range to be measured is high A signal processing unit for generating spectrum data based on an output of the second AD converter;
Spectral data generated by the signal processing unit is input, and a display unit that displays the spectral data;
Is provided. A spurious signal near 0 Hz can be suppressed.

請求項3記載の発明は、請求項1若しくは請求項2記載の発明において、
測定する周波数範囲が低周波数領域から高周波数領域に跨っているときは、低周波数領域は前記ローパスフィルタの出力からスペクトルデータを生成し、高周波数領域は前記周波数変換部の出力からスペクトルデータを生成して、これらのスペクトルデータを合成して表示するようにしたものである。スプリアス信号を抑制でき、かつ広い周波数範囲のスペクトルが得られる。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or claim 2,
When the frequency range to be measured extends from the low frequency region to the high frequency region, the low frequency region generates spectrum data from the output of the low pass filter, and the high frequency region generates spectrum data from the output of the frequency converter. Then, these spectrum data are synthesized and displayed. A spurious signal can be suppressed and a spectrum in a wide frequency range can be obtained.

請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3いずれかに記載の発明において、
前記信号処理部は、入力されたデジタル値を帯域制限フィルタで帯域制限し、この帯域制限した値を検波、ログ変換処理してスペクトルデータを生成するようにしたものである。一般的なスペクトルデータ生成手法を用いることができる。
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3,
The signal processing unit band-limits the input digital value with a band-limiting filter, and generates spectrum data by detecting and log-converting the band-limited value. A general spectral data generation method can be used.

請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求項4いずれかに記載の発明において、
前記信号処理部は、測定する周波数範囲が低いときに、入力されたデータをFFT解析してスペクトルデータを生成するようにしたものである。データ処理が簡単になる。
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4,
The signal processing unit is configured to generate spectrum data by performing FFT analysis on input data when a frequency range to be measured is low. Data processing is simplified.

請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求項5いずれかに記載の発明において、
信号が入力されないときの前記ローパスフィルタの出力値に基づいて、このローパスフィルタの直流オフセットを補正するようにしたものである。スプリアス信号を更に抑制できる。
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5,
The DC offset of the low-pass filter is corrected based on the output value of the low-pass filter when no signal is input. Spurious signals can be further suppressed.

請求項7記載の発明は、請求項1乃至請求項6いずれかに記載の発明において、
前記周波数変換部の出力が入力されるAD変換器の直流成分に基づいて、このAD変換器の直流オフセットを補正するようにしたものである。スプリアス信号を更に抑制できる。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6,
The DC offset of the AD converter is corrected based on the DC component of the AD converter to which the output of the frequency converter is input. Spurious signals can be further suppressed.

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項1,2、3、4、5、6および7の発明によれば、測定する周波数範囲が低いときは、測定信号をローパスフィルタに入力して高周波成分を除去した信号からスペクトルデータを生成し、周波数範囲が高いときは周波数変換部で中間周波数に変換して、この変換した信号からスペクトルデータを生成して表示するようにした。また、測定する周波数範囲が低周波数領域から高周波数領域に跨っているときは、ローパスフィルタの出力から生成したスペクトルデータと、周波数変換部の出力から生成したスペクトルデータを合成して表示するようにした。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
According to the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh aspects of the invention, when the frequency range to be measured is low, spectrum data is generated from a signal obtained by removing the high frequency component by inputting the measurement signal to the low pass filter. When the frequency range is high, the frequency conversion unit converts it to an intermediate frequency, and generates and displays spectrum data from the converted signal. Also, when the frequency range to be measured extends from the low frequency region to the high frequency region, the spectrum data generated from the output of the low-pass filter and the spectrum data generated from the output of the frequency converter are combined and displayed. did.

低い周波数範囲の測定を行うときは周波数変換部に測定信号を入力せず、ローパスフィルタの出力信号を用いるので、ミキサから漏れる局部発振信号がAD変換器に入力されることはない。そのため、0Hz付近のスプリアス信号を抑制することができ、かつオーバーフローや混変調歪みが発生することもないので、低い周波数範囲でも正確なスペクトルを測定することができるという効果がある。   When performing measurement in a low frequency range, the measurement signal is not input to the frequency converter, but the output signal of the low-pass filter is used, so that the local oscillation signal leaking from the mixer is not input to the AD converter. Therefore, spurious signals near 0 Hz can be suppressed, and overflow and intermodulation distortion do not occur. Therefore, there is an effect that an accurate spectrum can be measured even in a low frequency range.

また、信号が入力されていない期間のローパスフィルタ出力、あるいは周波数変換部出力の直流成分を用いてローパスフィルタやAD変換器の直流オフセットを補正することにより、スプリアス信号を更に抑制することができるという効果もある。   In addition, it is possible to further suppress spurious signals by correcting the DC offset of the low-pass filter and AD converter using the low-pass filter output during the period when no signal is input or the DC component of the frequency converter output. There is also an effect.

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係るスペクトラムアナライザの一実施例を示す構成図である。なお、図3と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図1において、30はスイッチであり、アッテネータ10の出力信号が入力され、この信号を周波数変換部11とローパスフィルタ31に選択して出力する。ローパスフィルタ31は、入力信号の高周波成分を除去し、低周波成分のみ通過させるフィルタである。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a spectrum analyzer according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as FIG. 3, and description is abbreviate | omitted. In FIG. 1, reference numeral 30 denotes a switch, which receives an output signal from the attenuator 10 and selects this signal for output to the frequency converter 11 and the low-pass filter 31. The low-pass filter 31 is a filter that removes the high-frequency component of the input signal and passes only the low-frequency component.

32はスイッチであり、ローパスフィルタ31の出力と周波数変換部11の出力を選択して、AD変換器12に出力する。33は信号処理部であり、AD変換器12の出力が入力される。信号処理部33は、図3のデジタルフィルタ13、波形メモリ14およびDSP15に相当する。34は制御部であり、スイッチ30と32を制御する。   Reference numeral 32 denotes a switch that selects the output of the low-pass filter 31 and the output of the frequency converter 11 and outputs it to the AD converter 12. Reference numeral 33 denotes a signal processing unit to which the output of the AD converter 12 is input. The signal processing unit 33 corresponds to the digital filter 13, the waveform memory 14, and the DSP 15 in FIG. A control unit 34 controls the switches 30 and 32.

次に、この実施例の動作を説明する。アッテネータ10は入力信号(測定信号)を所定レベルの信号に変換して出力する。測定したい周波数範囲が高いときは、制御部34はスイッチ30および32を制御し、アッテネータ10の出力信号を周波数変換部11に入力し、この周波数変換部11の出力をAD変換部12に入力するようにする。   Next, the operation of this embodiment will be described. The attenuator 10 converts the input signal (measurement signal) into a signal of a predetermined level and outputs it. When the frequency range to be measured is high, the control unit 34 controls the switches 30 and 32, inputs the output signal of the attenuator 10 to the frequency conversion unit 11, and inputs the output of the frequency conversion unit 11 to the AD conversion unit 12. Like that.

このため、このスペクトラムアナライザは図3のスペクトラムアナライザと同じように動作する。すなわち、アッテネータ10の出力信号はミキサ11aで局部発振器11bの出力と周波数混合される。局部発振器11bの出力信号は、所定の周波数範囲に渡って掃引されるので、入力信号の各周波数成分は第1の中間周波数に変換される。この第1の中間周波数信号はバンドパスフィルタ11cで帯域制限され、ミキサ11dで局部発振器11eの出力と周波数混合され、第2の中間周波数に変換される。   Therefore, this spectrum analyzer operates in the same manner as the spectrum analyzer of FIG. That is, the output signal of the attenuator 10 is frequency mixed with the output of the local oscillator 11b by the mixer 11a. Since the output signal of the local oscillator 11b is swept over a predetermined frequency range, each frequency component of the input signal is converted into a first intermediate frequency. This first intermediate frequency signal is band-limited by the bandpass filter 11c, mixed with the output of the local oscillator 11e by the mixer 11d, and converted to a second intermediate frequency.

この第2の中間周波数信号はAD変換器12でデジタル信号に変換され、信号処理部33に入力される。信号処理部33は、周波数分解能に応じた帯域幅の信号のみ通過させる帯域制限フィルタで入力された信号の帯域を制限し、検波、ログ変換などの処理を施して、横軸が周波数で縦軸が信号レベルのスペクトルデータを作成して、表示部16に出力する。このとき、局部発振器11bの周波数掃引と同期を取るようにする。表示部16は入力されたスペクトルデータを表示する。   The second intermediate frequency signal is converted into a digital signal by the AD converter 12 and input to the signal processing unit 33. The signal processing unit 33 limits the band of the input signal with a band limiting filter that passes only a signal having a bandwidth corresponding to the frequency resolution, performs processing such as detection and log conversion, and the horizontal axis indicates the frequency and the vertical axis indicates the frequency. Creates signal level spectral data and outputs it to the display unit 16. At this time, synchronization with the frequency sweep of the local oscillator 11b is performed. The display unit 16 displays the input spectrum data.

測定したい周波数範囲が低い(例えば、信号処理部33に内蔵される帯域制限フィルタの通過幅の1/2以下)ときは、制御部34はスイッチ30、32を制御して、アッテネータ10の出力をローパスフィルタ31に入力し、このローパスフィルタ31の出力をAD変換器12に入力するようにする。   When the frequency range to be measured is low (for example, less than ½ of the pass width of the band limiting filter built in the signal processing unit 33), the control unit 34 controls the switches 30 and 32 to output the output of the attenuator 10. The signal is input to the low-pass filter 31 and the output of the low-pass filter 31 is input to the AD converter 12.

ローパスフィルタ31は、入力された信号に含まれる高周波成分を除去する。このローパスフィルタ31の出力はAD変換器12でデジタル値に変換され、信号処理部33に入力される。信号処理部33は、入力されたデジタル値をFFT(Fast Fourier Transform)解析してそのスペクトルデータを生成し、表示部16に出力する。表示部16はこのスペクトルデータを表示する。   The low pass filter 31 removes high frequency components included in the input signal. The output of the low-pass filter 31 is converted into a digital value by the AD converter 12 and input to the signal processing unit 33. The signal processing unit 33 performs FFT (Fast Fourier Transform) analysis on the input digital value, generates spectrum data, and outputs the spectrum data to the display unit 16. The display unit 16 displays this spectrum data.

測定したい周波数範囲が、0Hz近辺から高周波数領域に跨っているときは、スイッチ30と32を切り換えて周波数が高い領域と低い領域を交互に測定してスペクトルデータを求め、これらのスペクトルデータを結合して表示部16に表示するようにする。   When the frequency range to be measured extends from the vicinity of 0 Hz to the high frequency region, the switches 30 and 32 are switched to obtain the spectrum data by alternately measuring the high frequency region and the low frequency region and combining these spectral data. And displayed on the display unit 16.

低い周波数範囲を測定するときは周波数変換部11に測定信号を入力せず、かつローパスフィルタ31の出力をAD変換部12に入力してデジタル値に変換し、このデータからスペクトルデータを生成するので、0Hz付近で大きなスプリアス信号が発生することはなく、かつAD変換器12がオーバーフローし、混変調歪みが発生することもない。そのため、0Hz付近でも正確にスペクトルを測定することができる。   When measuring a low frequency range, the measurement signal is not input to the frequency converter 11 and the output of the low-pass filter 31 is input to the AD converter 12 to be converted into a digital value, and spectrum data is generated from this data. , A large spurious signal does not occur in the vicinity of 0 Hz, and the AD converter 12 overflows and no cross modulation distortion occurs. Therefore, the spectrum can be measured accurately even in the vicinity of 0 Hz.

なお、この実施例ではスイッチ30が周波数変換部11側になっているときはローパスフィルタ31に信号が入力されないので、その出力は直流オフセットのみになる。従って、スイッチ30を周波数変換部11側、スイッチ32をローパスフィルタ31側に設定してそのときのAD変換器12の出力を保存しておくことにより、低い周波数範囲の測定時にローパスフィルタ31とAD変換器12の直流オフセットを補正することができる。また、高い周波数測定時はAD変換器12に入力される信号の直流分は0になるので、AD変換器12の直流オフセットを測定することで、AD変換器12の直流オフセットを補正することもできる。このようにすることにより、0Hz付近のスプリアス信号を更に抑制することができる。   In this embodiment, when the switch 30 is on the frequency conversion unit 11 side, no signal is input to the low-pass filter 31, so that the output is only a DC offset. Therefore, by setting the switch 30 to the frequency conversion unit 11 side and the switch 32 to the low-pass filter 31 side and storing the output of the AD converter 12 at that time, the low-pass filter 31 and the AD are measured when measuring a low frequency range. The DC offset of the converter 12 can be corrected. In addition, since the DC component of the signal input to the AD converter 12 is zero during high frequency measurement, the DC offset of the AD converter 12 can be corrected by measuring the DC offset of the AD converter 12. it can. In this way, spurious signals near 0 Hz can be further suppressed.

図2に本発明の他の実施例を示す。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この実施例は、スイッチ32を省いて、AD変換器を2系統持つようにしたものである。   FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted. In this embodiment, the switch 32 is omitted and two AD converters are provided.

図2において、40はAD変換器であり、ローパスフィルタ31の出力信号が入力され、この信号をデジタル値に変換する。41はAD変換器であり、周波数変換部11の出力信号が入力され、この信号をデジタル値に変換する。42は信号処理部であり、AD変換器40と41の出力値が入力され、これらの値に基づいてスペクトルデータを生成する。この信号処理部42が生成したスペクトルデータは表示部16に入力される。43は制御部であり、スイッチ30を制御する。   In FIG. 2, 40 is an AD converter, which receives the output signal of the low-pass filter 31, and converts this signal into a digital value. Reference numeral 41 denotes an AD converter which receives an output signal from the frequency converter 11 and converts this signal into a digital value. A signal processing unit 42 receives the output values of the AD converters 40 and 41, and generates spectrum data based on these values. The spectrum data generated by the signal processing unit 42 is input to the display unit 16. A control unit 43 controls the switch 30.

次に、この実施例の動作を説明する。測定したい周波数範囲が高いときは、制御部43はスイッチ30を操作して、アッテネータ10の出力信号を周波数変換部11に入力する。入力信号は周波数変換部11で第2の中間周波数に変換され、この第2の中間周波数信号はAD変換器41でデジタル値に変換され、信号処理部42に入力される。信号処理部42は、入力されたデジタル値に帯域制限フィルタリング、検波、ログ変換処理等を施しスペクトルデータを生成する。このスペクトルデータは表示部16で表示される。   Next, the operation of this embodiment will be described. When the frequency range to be measured is high, the control unit 43 operates the switch 30 to input the output signal of the attenuator 10 to the frequency conversion unit 11. The input signal is converted to a second intermediate frequency by the frequency converter 11, and the second intermediate frequency signal is converted to a digital value by the AD converter 41 and input to the signal processing unit 42. The signal processing unit 42 applies spectrum limiting filtering, detection, log conversion processing, and the like to the input digital value to generate spectrum data. This spectrum data is displayed on the display unit 16.

測定したい周波数範囲が低いときは、制御部43はスイッチ30を制御して、アッテネータ10の出力信号をローパスフィルタ31に入力する。この信号はローパスフィルタ31で高周波成分が除去され、AD変換器40でデジタル値に変換され、信号処理部42に入力される。信号処理部42はこのデジタル値をFFT解析してスペクトルデータを求め、表示部16に出力する。表示部16はこのスペクトルデータを表示する。   When the frequency range to be measured is low, the control unit 43 controls the switch 30 and inputs the output signal of the attenuator 10 to the low pass filter 31. This signal has a high-frequency component removed by the low-pass filter 31, converted to a digital value by the AD converter 40, and input to the signal processing unit 42. The signal processing unit 42 obtains spectrum data by performing FFT analysis on the digital value and outputs it to the display unit 16. The display unit 16 displays this spectrum data.

測定したい周波数範囲が低周波から高周波領域に跨っているときは、制御部43はスイッチ30を操作して、アッテネータ10の出力信号を周波数変換部11とローパスフィルタ31に交互に出力する。信号処理部42は、低周波のときはAD変換器40の出力をFFT解析してスペクトルデータを求め、高周波のときはAD変換器41の出力値に帯域制限フィルタリング、検波、ログ変換処理を行ってスペクトルデータを求めて、これらのスペクトルデータを結合して表示部16に出力する。表示部16はこの結合されたスペクトルデータを表示する。この実施例では、AD変換器が2個必要であるが、スイッチ32を省略することができるので、構成を簡単にすることができる。   When the frequency range to be measured extends from the low frequency region to the high frequency region, the control unit 43 operates the switch 30 to alternately output the output signal of the attenuator 10 to the frequency conversion unit 11 and the low-pass filter 31. The signal processing unit 42 performs FFT analysis on the output of the AD converter 40 when the frequency is low to obtain spectrum data, and performs band limiting filtering, detection, and log conversion processing on the output value of the AD converter 41 when the frequency is high. The spectrum data is obtained, and the spectrum data is combined and output to the display unit 16. The display unit 16 displays the combined spectrum data. In this embodiment, two AD converters are required, but the switch 32 can be omitted, so that the configuration can be simplified.

この実施例でも、低周波数範囲を測定するときはローパスフィルタ31の出力信号をAD変換器40に入力してデジタル値に変換し、スペクトルデータを生成するので、大きなスプリアス信号の発生や、AD変換器40のオーバーフローや混変調歪み発生がなくなる。従って、0Hz付近でも正確にスペクトルを測定することができる。   Also in this embodiment, when the low frequency range is measured, the output signal of the low-pass filter 31 is input to the AD converter 40 and converted into a digital value to generate spectrum data. Therefore, generation of a large spurious signal, AD conversion, etc. The overflow of the device 40 and the occurrence of intermodulation distortion are eliminated. Therefore, the spectrum can be measured accurately even in the vicinity of 0 Hz.

なお、この実施例でも、スイッチ30が周波数変換部11側になっているときはローパスフィルタ31の入力は0になる。従って、このときのAD変換器40の出力値を保存しておくことにより、低い周波数範囲測定時にローパスフィルタ31とAD変換器40の直流オフセットを補正することができる。また、高い周波数範囲を測定するときは、AD変換器41に入力される信号の直流分は0になるので、このことを利用してAD変換器41の直流オフセットを補正することができる。この補正を行うことにより、0Hz近辺のスプリアス信号を更に抑制することができる。   In this embodiment as well, the input of the low-pass filter 31 is 0 when the switch 30 is on the frequency conversion unit 11 side. Therefore, by storing the output value of the AD converter 40 at this time, the DC offset between the low-pass filter 31 and the AD converter 40 can be corrected when the low frequency range is measured. Further, when measuring a high frequency range, the DC component of the signal input to the AD converter 41 becomes 0, and this can be used to correct the DC offset of the AD converter 41. By performing this correction, it is possible to further suppress spurious signals in the vicinity of 0 Hz.

また、図1、図2実施例共に、測定したい周波数範囲が低いときはローパスフィルタ31の出力をデジタル変換した値をFFT解析してスペクトルデータを求めるようにしたが、周波数範囲が高いときと同様に、デジタル処理で周波数変換処理を行って中間周波数に変換し、帯域制限フィルタリング、検波、ログ変換処理を行ってスペクトルデータを求めるようにしてもよい。   Further, in both of FIG. 1 and FIG. 2 embodiment, when the frequency range to be measured is low, the value obtained by digitally converting the output of the low pass filter 31 is subjected to FFT analysis to obtain spectrum data. In addition, frequency conversion processing by digital processing may be performed to convert to an intermediate frequency, and band limitation filtering, detection, and log conversion processing may be performed to obtain spectrum data.

また、図1、図2実施例共に、測定したい周波数範囲が低いときはローパスフィルタ31の出力をデジタル変換した値をFFT解析してスペクトルデータを求めるようにしたが、測定したい周波数範囲がAD変換器のサンプリング周波数の半分以下の場合は、周波数範囲が高い、低いにかかわらず、デジタル変換した値をFFT解析してスペクトルデータを求めるようにしてもよい。   In both the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, when the frequency range to be measured is low, the spectrum data is obtained by performing FFT analysis on the digitally converted value of the output of the low-pass filter 31, but the frequency range to be measured is AD converted. If the sampling frequency is less than half of the sampling frequency, spectrum data may be obtained by performing FFT analysis on the digitally converted value regardless of whether the frequency range is high or low.

本発明の一実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other Example of this invention. 従来のスペクトラムアナライザの構成図である。It is a block diagram of the conventional spectrum analyzer.

符号の説明Explanation of symbols

10 アッテネータ
11 周波数変換部
11a、11d ミキサ
11b、11e 局部発振器
11c バンドパスフィルタ
12、40、41 AD変換器
16 表示部
30、32 スイッチ
31 ローパスフィルタ
33、42 信号処理部
34、43 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Attenuator 11 Frequency conversion part 11a, 11d Mixer 11b, 11e Local oscillator 11c Band pass filter 12, 40, 41 AD converter 16 Display part 30, 32 Switch 31 Low pass filter 33, 42 Signal processing part 34, 43 Control part

Claims (7)

入力されたアナログ信号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換部と、
入力されたアナログ信号の高周波成分を除去するローパスフィルタと、
測定する周波数範囲が低いときに測定信号を前記ローパスフィルタに出力し、周波数範囲が高いときに測定信号を前記周波数変換部に出力する第1のスイッチと、
入力されたアナログ信号をデジタル値に変換するAD変換部と、
測定する周波数範囲が低いときに前記ローパスフィルタの出力を選択し、周波数範囲が高いときに前記周波数変換部の出力を選択して、これら選択した出力を前記AD変換器に出力する第2のスイッチと、
前記AD変換部の出力が入力され、スペクトルデータを生成する信号処理部と、
前記信号処理部が生成したスペクトルデータが入力され、このスペクトルデータを表示する表示部と、
を具備したことを特徴とするスペクトラムアナライザ。
A frequency converter that converts the frequency of the input analog signal to an intermediate frequency;
A low-pass filter that removes high-frequency components of the input analog signal;
A first switch that outputs a measurement signal to the low-pass filter when a frequency range to be measured is low, and outputs a measurement signal to the frequency converter when the frequency range is high;
An AD converter that converts an input analog signal into a digital value;
A second switch that selects the output of the low-pass filter when the frequency range to be measured is low, selects the output of the frequency converter when the frequency range is high, and outputs the selected output to the AD converter When,
A signal processing unit that receives the output of the AD conversion unit and generates spectral data;
Spectral data generated by the signal processing unit is input, and a display unit that displays the spectral data;
A spectrum analyzer characterized by comprising:
入力されたアナログ信号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換部と、
入力されたアナログ信号の高周波成分を除去するローパスフィルタと、
測定する周波数範囲が低いときに測定信号を前記ローパスフィルタに出力し、周波数範囲が高いときに測定信号を前記周波数変換部に出力するスイッチと、
前記ローパスフィルタの出力が入力され、この入力された信号をデジタル値に変換する第1のAD変換器と、
前記周波数変換部の出力が入力され、この入力された信号をデジタル値に変換する第2のAD変換器と、
前記第1および第2のAD変換器の出力が入力され、測定する周波数範囲が低いときは前記第1のAD変換器の出力に基づいてスペクトルデータを生成し、測定する周波数範囲が高いときは前記第2のAD変換器の出力に基づいてスペクトルデータを生成する信号処理部と、
前記信号処理部が生成したスペクトルデータが入力され、このスペクトルデータを表示する表示部と、
を具備したことを特徴とするスペクトラムアナライザ。
A frequency converter that converts the frequency of the input analog signal to an intermediate frequency;
A low-pass filter that removes high-frequency components of the input analog signal;
A switch that outputs a measurement signal to the low-pass filter when the frequency range to be measured is low, and outputs a measurement signal to the frequency converter when the frequency range is high,
A first AD converter that receives the output of the low-pass filter and converts the input signal into a digital value;
A second AD converter that receives the output of the frequency converter and converts the input signal into a digital value;
When the outputs of the first and second AD converters are input and the frequency range to be measured is low, spectrum data is generated based on the output of the first AD converter, and when the frequency range to be measured is high A signal processing unit for generating spectrum data based on an output of the second AD converter;
Spectral data generated by the signal processing unit is input, and a display unit that displays the spectral data;
A spectrum analyzer characterized by comprising:
測定する周波数範囲が低周波数領域から高周波数領域に跨っているときは、低周波数領域は前記ローパスフィルタの出力からスペクトルデータを生成し、高周波数領域は前記周波数変換部の出力からスペクトルデータを生成して、これらのスペクトルデータを合成して表示するようにしたことを特徴とする請求項1若しくは請求項2記載のスペクトラムアナライザ。   When the frequency range to be measured extends from the low frequency region to the high frequency region, the low frequency region generates spectrum data from the output of the low pass filter, and the high frequency region generates spectrum data from the output of the frequency converter. The spectrum analyzer according to claim 1 or 2, wherein the spectrum data is synthesized and displayed. 前記信号処理部は、入力されたデジタル値を帯域制限フィルタで帯域制限し、この帯域制限した値を検波、ログ変換処理してスペクトルデータを生成するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれかに記載のスペクトラムアナライザ。   The signal processing unit band-limits an input digital value with a band-limiting filter, and generates spectrum data by detecting and log-converting the band-limited value. The spectrum analyzer according to claim 3. 前記信号処理部は、入力されたデータをFFT解析してスペクトルデータを生成するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれかに記載のスペクトラムアナライザ。   The spectrum analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the signal processing unit generates spectrum data by performing FFT analysis on input data. 信号が入力されないときの前記ローパスフィルタの出力値に基づいて、このローパスフィルタの直流オフセットを補正するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれかに記載のスペクトラムアナライザ。   6. The spectrum analyzer according to claim 1, wherein a direct current offset of the low-pass filter is corrected based on an output value of the low-pass filter when no signal is input. 前記周波数変換部の出力が入力されるAD変換器の直流成分に基づいて、このAD変換器の直流オフセットを補正するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれかに記載のスペクトラムアナライザ。   The DC offset of the AD converter is corrected based on the DC component of the AD converter to which the output of the frequency converter is input. Spectrum analyzer.
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