JP2928867B2

JP2928867B2 - 測定装置

Info

Publication number: JP2928867B2
Application number: JP19315389A
Authority: JP
Inventors: 晃抜山
Original assignee: NIPPON HYUURETSUTO PATSUKAADO KK
Current assignee: NIPPON HYUURETSUTO PATSUKAADO KK
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH0356821A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は測定装置に関し、特に測定値を測定順に等間
隔表示する技術に関する。

［従来技術と問題点］測定装置には時間領域測定と周波数領域測定と呼ばれ
る二大分野のいずれかの測定を行うものが大部分であ
る。

時間領域測定を行う測定装置の代表はオシロスコープ
であり、デジタル技術の進歩により、デジタル・オシロ
スコープとよばれる機種が多数市販されている。デジタ
ル・オシロスコープでは、入力信号をサンプリングし、
デジタル値に変換し且つ記憶する。それと共に電子計算
機を用いてこの記憶された波形データを高速フーリエ変
換変換して周波数領域表示したり、微分、積分、平均、
２信号の積等の種々数学的演算処理をおこなうものもあ
る。特公平1-24269号公報にはこのようなデジタル・オ
シロスコープの信号処理表示装置についての発明が開示
されている。

上記の発明では、入力信号と時間軸鋸歯状波がサンプ
リングされ、デジタル変換されて記憶され、記憶された
データに演算が施される。そして管面上には、時間の関
数としての実時間波形と演算処理されたデータが選択的
に表示される。

また、松下通信工業株式会社の市販するロジックアナ
ライザVP-3666Aでは、実時間波形の表示をおこなうとと
もに、その一部分を保つ２つの異なるデータ領域の拡大
表示をおこなうことが可能である。

周波数領域測定をおこなう測定装置の代表は、スペク
トラム・アナライザやネットワーク・アナライザなどで
ある。

デジタル化された周波数領域測定器においても、測定
周波数は低周波から高周波へ、あるいは高周波から低周
波へと掃引測定される。一度測定されたものをさらに記
憶装置に記憶してそれらの一部を表示するなどの演算処
理をおこなうこともできる。

即わち、記憶データに基づく一部拡大や、逆フーリエ
変換による時間領域表示、距離領域表示の演算表示がそ
れである。

前述の周波数領域あるいは時間領域いずれの測定装置
においても、周波数あるいは時間を掃引パラメータとし
て、表示もそれらに対して行われるのが一般的におこな
われていた。

ところが、近年、測定すべき周波数範囲が広くなると
ともに、測定精度も、測定順序も任意に設定できること
が望まれるようになった。

その原因は種々あるが、例えば、設計をより詳細に行
うために、全体の特性を代表する数箇所を精密にモニタ
する必要があるからである。また、実際の製造工程での
要求により、かならずしも一方向の掃引とはならない掃
引の要求もある。即わち、ある狭い周波数範囲を１つあ
るいは複数詳細に観察して調整をおこない、さらに全体
の特性も観察して異常が生じないかを確認するなどであ
る。

第１の例として、中心周波数ｆ₀で帯域幅dFである帯
域フィルタの測定をとりあげる。第４図に帯域フィルタ
の伝達特性Ｗを示す。測定範囲はｆ_Lからｆ_Hであり、測
定は３つの互いに重複する周波数区間（ｆ_L、ｆ₂）、
（ｆ₁、ｆ₄）、（ｆ₃、ｆ_H）について異る分解能で区間
毎連続して測定して、その結果を得たいという場合が多
い。このような場合、測定がｆ₂からｆ₁へ変化すること
から、一掃引で掃引することができない。また、それら
の表示を同時に行う機能も従来技術にはなかった。

第２の例を第５図を参照して説明する。第５図の
（ａ）は水晶振動子の共振特性をそのインピーダンス特
性から観察するものである。周波数ｆ₁は基本共振周波
数で、ｆ₂は２次共振周波数である。共振周波数ｆ₁、ｆ
₂の近傍を詳細に観察するためには、第５図の（ｂ）の
ように、その一部のみ切り出して高分解能掃引をして、
表示面に表示できる数の測定点だけとしなければならな
い。このような掃引と表示機能のある測定器はないの
で、従来はｆ₁近傍の表示をおこなった後、ｆ₂近傍の表
示をおこなわなければならなかった。ｆ₁近傍の区間は
ｆ₂−ｆ₁の１万分の１程度にもなり、（ａ）の表示では
ほとんど視認できなくなることは明らかであろう。

また、ｆ₁近傍の周波数分解能はｆ₂近傍の分解能の1/
2が適当であるので、両区間の表示幅は同じにならず、
第５図の（ｂ）のように両区間の表示幅を同じにするた
めに、さらに演算する必要があった。第５図の（ｂ）の
ような表示は本発明の実施により可能である。

［発明の目的］従って本発明の目的は、任意周波数順の掃引を可能に
し、掃引順に表示する測定装置により、上記の問題を解
消することである。

［発明の概要］上記の目的を達成するため、近年開発された高速切り
換え信号源が低コストで用いられる。近年の高速周波数
合成装置はMHzオーダの周波数切換えでも、数μｓ〜数1
00μｓでおこなうことが可能でかつ低価格であるので1,
000点の切り換えを約数百ミリ以内で実現できる。

従って、測定周波数対所望の順序により入力され、そ
の順序どおりに測定がおこなわれる。さらに測定された
測定値は、順序に対して表示される。表示の横軸は周波
数ではなく、順序であるから、測定周波数間隔の大小に
よらず、測定点の密度が一定となるように表示すること
もできる。

必要に応じて従来と同様にマーカで指定をおこなうこ
とや、その指定点の周波数等その他のパラメータを読み
取ることができる。

［発明の実施例］第１図は、本発明の一実施例の測定装置100の概略ブ
ロック図である。

測定装置100の使用者は、キーボード１などの入力手
段により、キーボード制御ユニット２を介して中央処理
装置（CPU）３に所望の指令をおこなう。CPU3はそ指令
に基いて、そのデータバス５、アドレスバス４を介し
て、測定装置100の各構成要素と通信する。ROM6には、C
PU3のためのプログラムと定数が記憶されており、RAM7
には、入力されたプログラム、測定データなどが記憶さ
れる。測定装置100の表示装置（CRT）10はCRT制御ユニ
ット８によって制御されており、ビデオメモリ装置（Ｖ
−RAM）９のデータを表示する。CRTは陰極線管や液晶な
どの表示装置である。

CRT制御ユニット８は、RAM7よりのコマンドリストを
受信して、その解釈をおこない、Ｖ−RAM9に表示イメー
ジを構成している。Ｖ−RAM9はアドレスバス４、データ
バス５とは異なるCRT制御ユニット８のアドレスバス11
とデータバス12によって制御される。

一方、CPU3はさらに、RAM7に記憶されたプログラムに
沿って、ROM6の記憶プログラムの制御のもと、信号源2
1、受信部23、アナログ・デジタル（A/D）変換器24を操
作して、信号源21と受信部23の間に接続された被測定素
子（DUT）22の種々のパラメータの特性測定を行う。

第１図では、DUT22が入力を必要とする構造のもので
あるが、DUT22が被測定信号源のような場合は、信号源2
1は不必要であることもある。

以下において、DUT22がフィルタであり、測定装置100
がその伝達特性を測定するようなネットワークアナライ
ザ動作をおこなうものとして説明する。

使用者はキーボード１より適当な入力形式を選択す
る。選択した入力形式に従った入力画面がCRT10に表示
される。本実施例の説明では、従来より知られているセ
グメント・テーブル方式と目標の表形式入力様式を用い
る。第３図の（ａ）は、この様式で入力を行った結果が
CRT10に表示された場合を示している。

各行はセグメントと呼ばれ、一連のセグメント番号が
付されている。各セグメントはそれ自身に含まれる測定
周波数（測定点）のうち最低周波数である始点と最高周
波数である終点、測定点の数（点数）で決定される。

例えば、セグメント２は最低周波数が40kHzで100最高
周波数が100kHzとなる101点により構成される。各測定
点間の間隔は等間隔である。必要に応じて、不等間隔に
することもできる。セグメントにさらに振幅やその他の
要素をつけ加えることも可能である。

入力されたセグメント・テーブルの編集は、キーボー
ド１からおこなうことができる。

セグメント・テーブルの編集が終了し、測定結果の表
示形式を指定し、測定開始の指令がキーボード１より入
力されると、CPU3は、セグメント１と所望により異なる
セグメントを読み取り、信号源21、受信部23およびその
他の必要部分の設定をおこなう。最初周波数を1.5kHzと
し所望の振幅でDUT22を測定し、その測定データをRAM7
に格納する。さらに必要に応じて、さらに演算を施して
測定結果が得られる。

測定結果は、CRT制御ユニット８に送られ、前もって
指令により指定された表示形式の画面にプロットされ
る。つぎに測定周波数を1.99kHzにして同様の測定を行
い、以下約0.49kHz間隔で、101点の測定を50kHzまで行
いセグメント１の測定を終了する。

つぎにセグメント２では・0.6kHz（＝（100kHz−40kH
z）／（101−１））の周波数間隔で101点を、セグメン
ト３では、0.49kHz（＝（500kHz−90kHz）／（201−
１））の周波数間隔で201点を順次測定し、測定結果を
プロットする。

本発明の表示形式は、本発明のセグメント・テーブル
における３セグメントで全てであるとすると、100＋101
＋201＝402点を表示することになる。

表示の横軸の全長あるいはその１部分は402等分され
て測定点が測定順に表示される。特にセグメント間を識
別する目的のため、セグメント間に縦線を入れたり、識
別マークを付したり、セグメント間間隔をセグメント内
点間間隔より大きくするなどの表示を適宜選択すること
もできる。

従来横河ヒューレット・パッカード株式会社が市販す
るHP8573A/Bなどの測定器では、セグメント・テーブル
方式で入力したセグメントに含まれる測定点は、全セグ
メントにわたり測定周波数の昇順あるいは、降順にソー
トされ、最終的な掃引テーブルを得ている。実際の測定
は、掃引テーブルのソートされた測定順に従っでおこな
われる。またその表示は、周波数を横軸にとっておこな
う。横軸は線形や対数周波数であることが一般的であ
る。

本発明の実施例では、各セグメントが重複せずに順次
測定されるからセグメントテーブルが掃引テーブルその
ものであるように機能し、前述の第４図の３セグメント
が順次測定表示され、第５図（ｂ）の表示などが容易に
おこなえる。

各セグメントの点数を２として1kHz、2kHz1kHz、2kHz
……のようなジグザグ掃引を行うセグことや、各セグメ
ントの点数を１とし1kHz、2kHz、3kHz、…9kHz、10kH
z、9kHz、8kHz、…2kHz、1kHzのような三角掃引をおこ
なうことも容易である。

又、ジグザグ掃引は、２セグメントを繰り返し掃引す
ることにより実現できる。表示のみ所要点数を表示でき
るように選択すればよい。従って２セグメントを入力
し、それを所望整数Ｎ回繰り返すプログラムをRAM7に入
力して実行させればよい。

第３図の（ｂ）は、1kHz、2kHz、3kHz、10kHz11kHz、
12kHzを従来の方法で測定し表示した表示画面であり、
これを本願発明に従った、セグメントテーブルで表示す
ると次のようになる、セグメント番号始点終点点数１ 1kHz 3kHz ３２ 10kHz 12kHz ３図３（ｃ）では、セグメント１の測定数とセグメント２
の測定数の合計である６ポイントだけが表示される。こ
のときの横軸の間隔は等間隔で示されている。

第３図の（ｂ）の横軸は周波数で、第３図の（ｃ）の
横軸は順序であることに注意すべきである。

なお第２図は代表的な測定のフローチャートである。

第１ステップ200において、測定の種類が選択設定さ
れ、測定周波数（ｆ₁、ｆ₂、、ｆ_n）など必要なパラメ
ータの設定が行われる。DUTの被測定パラメータ（Ｖ₁、
Ｖ₂、、、Ｖ_n）の選定、DUTの破壊防止などの制限値の
設定はこの段階で行っておく必要がある。

第２ステップ202において、DUTを装着して測定可能な
構成とする。

第３ステップ204において、測定結果（₁、ｙ₂、、、
ｙ_n）の表示形式指定をおこなう。横軸は順序に指定
し、縦軸は線形あるいは対数表示が選ばれる。

第４ステップ206において、信号源21の出力振幅など
のその他の（パラメータ）入力とセグメント・テーブル
の入力がおこなわれる。

第５ステップ208において、測定の実行開始指令に基
いて、ポインタを１としてDUTへの信号が印加されて測
定が開始され、その測定結果（Ｖ₁、Ｖ₂、、、Ｖ_n）はR
AM7に格納される。必要ならば第６ステップ210において
さらに演算をおこない、（例えば誤差補正などの演算を
おこない）表示アドレス（ｘ₁、ｙ₁）、（ｘ₂、
ｙ₂）、、（ｘ_n、ｙ_n）を計算する。表示アドレスは、C
RT画面のどこにプロットすべきかの座標であり、第３ス
テップで定めた表示形式に従って、測定結果（ｙ₁、
ｙ₂、、、ｙ_n）を縦座標に表示し、横座標（ｘ₁、
ｘ₂、、ｘ_n）は測定点数で等分した値とする。あるいは
（測定点数−１）で等分した値を横座標の値としてもよ
い。

第７ステップ212において、第６ステップの結果にも
とずいて、CRT制御ユニットへ表示の指示がなされて、C
RTに測定結果が表示される。ポインタの値が最大値（測
定点数）Ｎになったかどうかを第８ステップ214で測定
し、肯定ならば第９ステップ215にて終了し、否定なら
第５ステップ208に戻り、ポインタを１増加して次の測
定点の測定をおこなう。第９ステップ215で終了すると
ポインタはクリアされて、初期設定で定められたステッ
プへもどる。ただし、設定されたパラメータと表示はそ
のまま残るようにされる。

順序を横軸にする表示を従来市販されている測定器内
に実現するときは、適当な表示範囲を指定して（例えば
1kHzから10kHz）測定点数（例えば10）により増分を計
算し（この例では1kHz）、開始点を1kHzに設定する。測
定が進むにつれ、表示点の横軸を1kHz＋（順序）kHzと
指定するようにすればよい。

また、入力をキーボードでなく、GPIBなどのインタフ
ェースを用いて、外部計算機などから行うことは容易で
ある。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明の実施により、種々の効
果が得られる。

被測定装置の周波数特性を測定する場合、オーバラッ
プしている測定範囲のいくつかを同時に観察することが
できる。被測定装置の特性を測定範囲毎のパターンとし
て、又はそれらの総合としてとらえる場合に至便であ
り、研究開発、検査、試験の容易性と効率向上がなされ
る。

測定点のみを画面に表示することができるので、画面
の使用効率が上り、画面当りの情報量が極大化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の概略ブロック図である。第２図は本発明の一実施例の測定フローを示すフロー図
である。第３図はセグメント・テーブル（ａ）と同じ測定点を含
む測定の従来例による表示（ｂ）と本発明の一実施例に
よる表示（ｂ）の比較のための図である。第４図は帯域フィルターの測定をおこなう場合のオーバ
ラップする測定範囲を説明するための図である。第５図は水晶振動子の基本共振周波数、２次共振周波数
近傍のみをとり出して詳細測定する場合の、従来の表示
（ａ）と本発明の一実施例で実施できる表示（ｂ）の例
を示す図である。 1:キーボード 2:キーボード制御ユニット 3:CPU（中央処理装置）４、11:アドレスバス５、12:データバス 6:ROM（リード・オンリ・メモリ） 7:RAM（ランダム・アクセス・メモリ） 8:CRT制御ユニット 9:V−RAM（ビデオRAM） 10:表示装置（CRT） 21:信号源 22:被測定装置（DUT） 23:受信部 24:アナログ・デジタル変換機（A/Dコンバータ） 100:測定装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも３つの相異なる周波数ｆ₁、
ｆ₂、ｆ₃をｆ₁〜ｆ₂≠ｆ₂〜ｆ₃となるように設定する測
定周波数設定手段と、入力信号を受信し、該入力信号の少なくとも１つのパラ
メータの前記周波数ｆ₁、ｆ₂およびｆ₃にそれぞれ対応
する成分Ｖ₁、Ｖ₂、およびＶ₃をこの順で順次測定する
測定手段と、前記成分Ｖ₁、Ｖ₂、およびＶ₃の前記測定に関する測定
結果をそれぞれｙ₁、ｙ₂およびｙ₃とし前記測定周波数
ｆ₁、ｆ₂およびｆ₃にそれぞれ対応し横軸座標をあらわ
すｘ₁、ｘ₂およびｘ₃をｘ₂−ｘ₁＝ｘ₃−ｘ₂＞０と定め
て、グラフ（ｘ₁、ｙ₁）、（ｘ₂、ｙ₂）および（ｘ₃、
ｙ₃）を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする
測定装置。
【請求項２】前記表示が直交表示であることを特徴とす
る請求項１記載の測定装置。
【請求項３】前記周波数ｆ₁、ｆ₂およびｆ₃を（ｆ₂−ｆ
₁）×（ｆ₃−ｆ₂）＜０となるように選んだことを特徴
とする請求項１又は２記載の測定装置。