JPH1151990A - 波形解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴＤＭＡバースト信号の立上り時の検出と、
その時のスプリアスの観測を可能とする。 【解決手段】 入力信号を分配部２５で２分配し、それ
ぞれ選出手段２６，２７でＴＤＭＡバースト信号のチャ
ネル信号の周波数帯成分、スプリアスの周波数帯成分を
選出し、前者はｌｏｇアンプ３６で圧縮し、検波し、ト
リガ生成部３９で所定レベル以上となった時点にトリガ
信号を発生させる。選択手段２７よりの信号は線形増幅
後ＡＤ変換によりデジタル信号としてメモリ４７に、ト
リガ信号を基準にしてその前後の部分を記憶し、その
後、メモリ４７を読出して、演算５３でＦＦＴなどで周
波数対時間対電力の関係を求めて表示器１８に表示す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は目的とする信号の
スペクトラム波形や時間軸上の波形を表示する波形解析
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、ある信号の周波数スペク
トラムを解析する手段として図４に示すデジタルスペク
トラムアナライザがある。このスペクトラムアナライザ
は図４に示すように、入力端子１１よりの高周波信号は
周波帯選択手段１２で目的とする周波数帯域成分が選出
される。つまり入力端子１１よりの信号は周波数混合器
１３で局部発振器１４よりの局部信号と周波数混合さ
れ、その周波数混合出力が帯域通過フィルタ１５へ供給
され、これより所定の周波数帯域の信号が取出される。
局部信号の周波数を選定することにより、所望の周波数
帯の入力信号が帯域通過フィルタ１５の出力として得ら
れる。

【０００３】このようにして選出された所望の周波数帯
域信号はＡＤ変換器１６によりデジタル信号に変換さ
れ、そのデジタル信号は高速フーリエ変換手段（ＦＦ
Ｔ）１７により周波数領域信号に変換され、周波数対電
力の分析が行われ、この分析を繰返し、これを時間軸で
並べて表示器１８に表示される。つまり表示器１８の表
示面の横軸を時間軸とし、縦軸を周波数軸として表示
し、電力は例えば色表示していた。

【０００４】予め知られている周波数帯でかつ突発的に
発生する信号を測定する場合は、例えばＴＤＭＡ（時分
割多元接続）におけるバースト波を測定したい場合は、
測定中にある周波数成分の電力又は得られた全周波数成
分の全電力が所定値以上になると、その時の表示状態を
保持し、つまり測定を停止し、その時の周波数対時間分
布を観測する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記突発的な信号、つ
まりバースト波を送信する時は、その立上りは広い周波
数帯域の成分を含み、つまり予め決められた周波数帯域
外の周波数成分を発生するおそれがあり、あるいは３次
歪波など周波数帯域外の成分を発生することがある。こ
のようなスプリアスは重要な観測対象でなければならな
いが、これらの周波数帯域は、本来の例えばバースト波
信号の周波数帯域と可成り離れていることがある。一
方、通常のスペクトラムアナライザは、本来の例えばＴ
ＤＭＡのバースト波の周波数帯域を選出するように構成
され、その周波数帯域について十分な観測ができるよう
になされ、つまり、やたらに広帯域の観測を表示すよう
にすると分解能が悪くなり、十分な観測ができなくな
る。従って、本来の信号の周波数帯域から外れているス
プリアス波を観測することはできなかった。

【０００６】また従来においてはＦＦＴ演算の期間に短
区間に発生した信号や、その期間に立上った信号の立上
り部分を観測することはできなかった。またバースト波
のような場合は、そのレベルのダイナミックレンジが著
しく大きい場合があり、ＡＤ変換器１６のダイナミック
レンジより、可成り越えることがありＡＤ変換器１６の
ダイナミックにより制限され、バースト波内立上りの検
出と、その正しい波形の観測とを同時に行うことができ
なかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によれば入力信
号は分配手段により二つの系統に分配されて処理され
る。請求項１の発明では、分配された信号の一方の出力
信号は第１周波数帯選出手段で所望の周波数帯域成分が
選出され、その選出された信号は検波器で検波され、そ
の検波出力はトリガ発生手段によりトリガ信号が検出生
成される。前記配分された信号の他方は第２周波数帯選
出手段で所望の周波数帯域成分が選出され、その選出さ
れた信号はＡＤ変換器によりデジタル信号に変換され、
このデジタル信号はトリガ信号を基準にメモリに記憶さ
れる。そのメモリに記憶された信号が演算手段により解
析され、その解析結果が表示器に表示される。

【０００８】ダイナミックレンジの著しく大きく変化す
る個所でトリガ信号を生成するために、第１周波数帯選
出手段より選出された信号はレベル圧縮手段によりダイ
ナミックレンジが圧縮されて検波器へ供給される。請求
項４の発明では、前記分配された信号の一方は検波器で
検波される。前記分配された信号の他方は復調手段で復
調されその復調データ中の特定データが時間基準検出手
段で検出され、その特定データの検出時点を時間基準と
しての表示と、検波出力の時間経過表示とが表示器に表
示される。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示す。
入力端子１１からの入力信号は必要に応じて周波数変換
手段２１により処理し易い周波帯域に変換される。つま
り入力信号は周波数混合器２２で局部発振器２３の局部
信号と周波数混合され、その周波数混合出力から、所望
の広い帯域成分が通過帯域が広い帯域通過フィルタ２４
に通される。この周波数変換された入力信号は分配部２
５で二つの系統に分配される。これら分配された二つの
入力信号は周波数帯選出手段２６，２７へ入力され、そ
れぞれ所望の周波数帯域成分が選出される。周波数帯選
出手段２６，２７はそれぞれ周波数変換手段２１と同様
に、周波数混合器２８，２９と、局部発振器３１，３２
と、帯域通過フィルタ３３，３４とにより構成される。
周波数帯選出手段２６は、例えば入力信号（バースト
波）中の注目する周波数帯、例えば無線信号のあるチャ
ネル信号の立上りなど入力信号の特定のレベル変化部分
を検出してトリガ信号を生成するためのものであり、局
部発振器３１の発振周波数、帯域通過フィルタ３３の通
過帯域とが、所望の周波数帯成分、例えば前記所望のチ
ャネル信号成分を選出するように設定する。例えば図２
Ａに示すように入力信号中の周波数ｆ₁ 〜ｆ₂ の成分を
選出するようにされる。

【００１０】一方周波数選出手段２７は入力信号中の観
測したい周波数帯域成分、例えば前記例ではある無線周
波チャネル信号のバーストの立上りにおけるスプリアス
の発生状態を選出するためのものであり、入力信号中の
そのスプリアス成分を選出するように局部発振器３２の
発振周波数、帯域通過フィルタ３４の通過帯域を設定す
る。例えば図２Ａに示すように、入力信号中の周波数ｆ
₃ 〜ｆ₄ の成分を選出するようにされる。

【００１１】周波数帯選出手段２６の選出信号はこの例
ではレベル圧縮手段３６により、その入力信号のダイナ
ミックレンジが圧縮される、レベル圧縮手段２６として
例えば対数増幅器（ログアンプ）が用いられる。このレ
ベル圧縮器３６の出力は検波器３７で検波され、その検
波出力は低域通過フィルタ３８に通されてトリガ信号生
成手段３９へ入力される。トリガ信号生成手段３９はそ
の入力信号のレベルの所定変化を検出してそのことを示
すトリガ信号を生成するものであり、例えばレベルが所
定値以上になった時点、又は所定の時間内にレベルが所
定値以上大きくなった時点を検出して、トリガ信号を生
成する。

【００１２】なお、必要に応じて低域通過フィルタ３８
の出力はＡＤ変換器４１でデジタル信号に変換され、Ｃ
ＰＵよりなる制御部４２に入力されて演算処理され、表
示器１８に表示される。あるいはＡＤ変換器４１よりデ
ジタル信号は点線で示すようにメモリ４３に一旦記憶さ
れた後、制御部４２の指示により表示器１８に表示さ
れ、つまり、周波数帯選出手段２６の選出信号のレベル
の時間変化を表示させることができる。

【００１３】周波数帯選出手段２７により選出された入
力信号は必要に応じてレベル調整手段４５により所望の
レベルとされ、つまり例えば線形増幅器又は線形減衰器
を通されてＡＤ変換器４６に入力され、デジタル信号に
変換される。このデジタル信号はメモリ４７に、トリガ
信号を基準として記憶される。トリガ信号が発生する
と、ＡＤ変換器４６からのデジタル信号をメモリ４７に
書込み始め、これより所定量を書込むようにしてもよい
が、トリガ信号の前後の状態を知るようにデジタル信号
をメモリ４７に書込むことが望まれることがある。

【００１４】そのためには例えばメモリ４７としてアド
レス発生部（アドレスカウンタ）４７ａが０番地から最
終番地のアドレスを順次発生し、記憶部４７ｂの当該番
地に対し書込み（又は読出し）を行い、最終番地に対す
る書込み（読出し）を終了すると、再び０番地から書込
み（読出し）を行うように構成され、ＡＤ変換器４６か
らのデジタル信号を、測定の開始からメモリ４７への書
込みを行い、制御部４２によりアドレス発生部４７ａを
動作させ、トリガ生成手段３９からトリガ信号が発生す
ると、残留カウンタ４９が計数動作を開始し、所定数計
数すると残留カウンタ４９の出力でアドレス発生部４７
ａの動作を停止するようにする。クロック発生器５１か
らのクロック信号によりＡＤ変換器４６でのサンプリン
グ、アドレス発生部４７ａ及び残留カウンタ４９の各ク
ロック計数を行わせ、これらを同期して動作させる。ト
リガ信号、あるいは残留カウンタ４９の出力を制御部４
２へ入力して、制御部４２によりアドレス発生部４７ａ
の停止制御も行うようにすることもできる。

【００１５】例えば図２に示すように、入力信号中の周
波数ｆ₁ 〜ｆ₂ の成分が選出手段２６により選出され、
一方選出手段２７から入力信号中の周波数ｆ₃ 〜ｆ₄ の
成分が選出され、この選出成分は、デジタル信号に変換
されてメモリ４７に連続的に書込まれている。図２Ｂに
示すように入力端子１１の入力信号に突発性信号が発生
すると、検波器３７の出力に図２Ｃに示すようにパルス
が発生し、これにもとづき、トリガ生成手段３７から図
２Ｄに示すようにトリガ信号が生成され、このトリガ発
生で残留カウンタ４９が計数を開始し、予め設定した待
ち時間の後に、残留カウンタ４９からメモリ書込み中止
指令が図２Ｅに示すように発生してメモリ４７への書込
みが停止される。よって図２Ｆに示すようにトリガ信号
の発生を基準として、その前後における選出手段２７よ
り選出信号がメモリ４７に書込まれることになる。なお
突発性信号発生（図２Ｂ）からメモリ書込み停止までに
測定機器自体の遅れが含まれるが、この遅れは予め知る
ことができるから、その分を考慮して、メモリ４７に対
する停止指令を発生するようにする。

【００１６】このようにして得られたメモリ４７に記憶
されている信号を読出し、演算部５３で例えばＦＦＴ演
算処理し、その結果である周波数対時間対電力の関係を
表示器１８に例えば図２Ｇに示すように表示する。この
表示にトリガ信号発生時点にマーク５４を表示すること
により、突発性信号の前後における例えばスプリアスの
状態を観察することができる。電力は例えばその大きさ
に応じた色により表示させることができる。なお、当然
のことであるが、帯域通過フィルタ３４の通過帯域は、
イメージ周波数を除去すると共に、ＡＤ変換器４６のサ
ンプリング周波数との関係でＦＦＴの際にエイリアスが
生じないようにする。

【００１７】なお、トリガ信号は、ＡＤ変換器４１の最
上位ビットが立てば発生させるようにすることもでき
る。また演算部５３を省略して、メモリ４７の記憶内容
を読出し、制御部４２で演算部５３で行う演算を行って
もよい。図１に点線で示したようにメモリ４３を設ける
場合はメモリ４３に対してもメモリ４７と同様な書込み
制御を行い、そのメモリ４３の記憶信号を表示器１８に
時間経過として表示することにより、突発性信号自体の
波形を観測することもできる。この波形観測と演算部５
３の演算結果の表示は、表示器１８の表示面を２分して
同時に表示してもよい。

【００１８】図３Ａに請求項４の発明の実施例を示し、
図１と対応する部分に同一符号を付けてある。この実施
例では周波数帯選出手段２６で選出された信号が分配部
２５で２系統に分配され、その一方は図１に示したと同
様にレベル圧縮手段３６、検波器３７、ＡＤ変換器４１
を通じてメモリ４３に記憶される。また低域通過フィル
タ３８の出力はトリガ生成手段３９へも分岐供給され
る。

【００１９】分配部２５の他方の分配出力信号は必要に
応じて、レベル調整手段４５を通じて復調手段６１へ供
給され、その復調データ中から特定データが時間基準検
出手段６２で検出される。例えば、前記バースト波のＴ
ＤＭＡ信号の場合、図３Ｂに示すようなバースト波の立
上りからプリアンブル部が始まり、図に示していないが
その後データ部が続くが、プリアンブル部中にはその立
上りから所定の位置（ビット位置）に同期ワードが設け
られているが、この同期ワードが時間基準検出手段６２
で検出される。

【００２０】表示器１８には例えば図３Ｃに示すよう
に、バースト波の立上り６３が表示されるが、その際
に、バースト信号の上限と下限規格値が制御部４２によ
り、表示器１８の表示面に図３Ｃに示すようにテンプレ
ート表示６４として表示し、受信した入力信号の立上り
が規格を満しているか否かを観測可能とする。この場
合、バースト波の立上り表示６３に対する同期ワードの
位置が例えば図３Ｄに示す状態であれば、その同期ワー
ドの始めを示すマーカ６５を立上り表示６３に対し表示
し、これを時間基準として立上り表示６３を観察する。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば入
力信号を２系統に分けて処理しているため、ある信号
（例えばバースト波）にもとづくこれと周波数帯を異に
する信号、例えばスプリアスを、前者を検出してトリガ
信号を発生させると共に観測することができる。このよ
うに２系統で処理しているためそれぞれの目的に応じた
構成とすることができ、つまりトリガ信号検出生成側で
は入力信号のダイナミックレンジが著しく大きい場合が
あるが、ダイナミックレンジを圧縮することにより、ト
リガ信号を確実に検出生成することができる。一方、観
測したい信号については、その各周波数成分の大きさの
関係を正しく知ることが望まれ、ＡＤ変換器４６のダイ
ナミックレンジを満足する範囲で、レベル調整手段４５
で線形増幅や減衰を行うことができる。

【００２２】また請求項４の発明によれば、二つの系統
を設けることにより、入力信号波形表示に対し、時間基
準を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の実施例を示す機能構成図。

【図２】Ａはトリガ信号検出周波数帯と観測周波数帯と
の関係を示す図、Ｂ〜Ｅは突発性信号の発生からメモリ
書込み停止指令の発生までの各部の信号の関係例を示す
タイムチャート、Ｆはメモリ書込みとトリガ信号との関
係を示す図、Ｇは表示例を示す図である。

【図３】Ａは請求項４の発明の実施例を示す機能構成
図、Ｂはバースト波と同期ワードの関係を示す図、Ｃは
表示例を示す図、ＤはＣの表示例と同期ワードとの関係
を示す図である。

【図４】従来の波形解析装置を示すブロック図。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を二つの系統に分配する分配手
   段と、 上記分配手段よりの一方の分配出力信号から所望の周波
   数帯域成分を選出する第１周波数帯選択手段と、 その第１周波数帯選択手段で選出された信号を検波する
   検波器と、 その検波器の検波出力からトリガ信号を検出発生するト
   リガ発生手段と、 上記分配手段よりの他方の分配出力信号から所望の周波
   数帯域成分を選出する第２周波数帯選択手段と、 その第２周波数帯選択手段で選出された信号をデジタル
   信号に変換するＡＤ変換器と、 上記トリガ信号を基準として上記デジタル信号が記憶さ
   れるメモリと、 上記メモリに記憶された信号を解析する演算手段と、 上記解析結果を表示する表示器と、 を具備する波形解析装置。
2. 【請求項２】 上記検波器の検波出力をデジタル信号に
   変換するＡＤ変換手段と、そのＡＤ変換手段よりのデジ
   タル信号を上記トリガ信号を基準に記憶する第２メモリ
   と、その第２メモリの記憶内容を読出して、時間経過を
   波形表示する表示手段とを具備する請求項１記載の波形
   解析装置。
3. 【請求項３】 上記第１周波数帯選択手段で選出された
   信号を、そのダイナミックレンジを圧縮して上記検波器
   へ供給するレベル圧縮手段とを具備する請求項１又は２
   記載の波形解析装置。
4. 【請求項４】 入力信号を二つの系統に分配する分配手
   段と、 上記分配手段の一方の出力を検波する検波器と、 上記分配手段の他方の出力を復調する復調手段と、 上記復調手段より復調出力中の特定データを検出する時
   間基準検出手段と、 上記検波器の出力の時間経過表示と、上記特定データの
   検出時点を時間基準としての表示とを行う表示器と、 を具備する波形解析装置。