JP3916897B2 - Measuring instrument with calibration function and calibration method using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば移動端末機の出力パワー、周波数、変調精度、隣接チャンネル漏洩、変調帯域幅、受信感度等を測定する測定器に適用されるものであり、送信出力レベルや受信レベルの校正を行なう校正機能付き測定器およびそれを用いた校正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば移動端末機の出力パワー、周波数、変調精度、隣接チャンネル漏洩、変調帯域幅、受信感度等を測定する測定器では、より正確な測定を行なうため、送信出力レベルや受信レベルの校正が必要に応じて適宜行なわれるようになっている。
【0003】
図4は送信出力レベルおよび受信レベルの校正を行なう場合の従来の測定器の概略構成を示している。
【0004】
図4に示す測定器51は、ベースバンド信号を出力する直交変調器52を有している。直交変調器52の出力には、電圧レベルを調整するための減衰器(ATT)53が接続されている。この減衰器53の出力は、送信側ミキサ54の一方の入力に接続される。また、送信側ミキサ54の他方の入力には送信側発振器55が接続される。送信側ミキサ54の出力は増幅器56を介して第一結合器57に接続される。増幅器56の出力にはレベル検出器58が接続されており、レベル検出器58の出力は比較器59の一方の入力が接続される。比較器59の他方の入力には基準電圧が入力している。比較器59は、基準電圧とレベル検出器58の検出信号(電圧値)を比較し、その差信号を出力している。
【0005】
比較器59の出力にはA/D変換器60が接続される。A/D変換器60にはCPU61が接続され、CPU61にはメモリ62およびD/A変換器63が接続される。減衰器53と比較器59との間には、比較器59と減衰器53との間、又はD/A変換器63と減衰器53との間を選択的に接点を切り替えて導通接続するための切替器64が接続されている。
【0006】
ここで、切替部64の接点が比較器59側に切り替えている状態において、減衰器53、送信側ミキサ54、増幅器56、レベル検出器58、比較器59によりALC(Automatic Level Contorol)回路を形成している。そして、レベル検出器58によって送信信号の出力レベルを検出し、この検出した電圧を比較器59で基準電圧と比較し、その差信号に相当する電圧値を減衰器53の減衰量として設定して所定の出力レベルに調整している。通常、変調信号を出力している状態では、ALCはOFFとなっている。これは、変調信号は出力レベルが常に激しく変動しており、また周波数が数GHzとなる周波数においては、変調信号の実効値検波を行うことが困難であるため、ALC回路で安定した出力レベルを得ることが困難なためである。
【0007】
また、受信側の構成として、第一結合器57には受信側ミキサ65が接続される。受信側ミキサ65には受信側発振器66が接続される。受信側ミキサ65の出力にはレベル測定器67が接続される。また、第一結合器57には第二結合器68が接続され、第二結合器68にはパワーセンサ69が接続されるとともに、アンテナ70が接続される。
【0008】
次に、上述した構成の測定器51において、送信出力レベルの校正と受信レベルの校正を行なう場合の動作について図5および図6のフローチャートを参照しながら説明する。
【0009】
送信出力レベルの校正を行なう場合には、図5に示すように、直交変調器52から無変調信号(CW)を出力する。直交変調器52から無変調信号を発生させるには、直交変調器52への入力信号であるI,Q信号それぞれを一定のDC電圧に固定すればよい。あるいはI,Q間の位相差が+90あるいは−90度となる正弦波を入力しても良い。この場合は正弦波の電圧振幅の実効値が、固定のDC電圧を加える場合の電圧値と同一になるようにすれば、固定の電圧を加える場合と同一の出力レベルで、周波数がI,Q入力の正弦波の周波数分だけシフトする(ST21)。続いて、切替器64の接点を比較器59側に切り替え、ALCをONにする(ST22)。そして、その状態の増幅器56の電圧をレベル検出器58で検出し、比較器59からの差信号をA/D変換器60でA/D変換し、その値をメモリ62に記憶する(ST23)。次に、切替器64の接点をD/A変換器63側に切り替え、ALCをOFFにする(ST24)。そして、減衰器53にD/A変換器63からメモリ62に記憶した電圧を印加する(ST25)。その後、変調信号を出力する(ST26)。このとき、直交変調器52への変調信号I,Qの振幅の実効値を、ST21の時の無変調出力の振幅と同一振幅とすれば、送信出力レベルは、ALCがONの状態と同一の状態を再現することができ、ミキサ54や増幅器56の温度変動や経時変化に影響されない、安定した出力レベルを得ることができる。変調信号I,Qは通常D/Aコンバータを用いて生成されるため、ミキサ54や増幅器56と比べて振幅はきわめて安定である。この動作は、送信出力周波数を変える度に実行される。または、ユーザがマニュアル操作で必要時に実行する。
【0010】
次に、受信レベルの校正を行なう場合には、図6に示すように、まず使用周波数帯域全ての周波数の信号を外部の信号発生器から発生させてアンテナ70より入力し、各周波数毎のレベル測定を行う。そして、各周波数毎のレベルを、基準信号(例えば0dBmの信号)を入力したときのレベルとの差により補正してパワーセンサ69の校正を行なう(ST31)。次に、測定器51が動作する程度のレベルの信号をアンテナ70から入力する(ST32)。続いて、外部から入力された信号のレベルをパワーセンサ69で測定する(ST33)。同様に、外部から入力された信号のレベルをレベル測定器67で測定する(ST34)。そして、レベル測定器67で測定した値とパワーセンサ69で測定した値との差を補正値として使用する(ST35)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の測定器51では、送信出力レベルの校正を行なう場合、送信出力周波数を変える度に実行するか、ユーザがマニュアル操作で実行しなければならないため、手間がかかるという問題があった。また、送信出力レベルの校正は、通常、送信出力周波数を変える度に行なう必要があるが、これを怠った場合、送信信号の出力が保証されないので、十分な測定確度が得られないという問題を招く。
【0012】
また、図4に示す従来の構成では、受信レベルの校正を行なう場合、外部に信号発生器を必要とするとともに、結合損失のある結合器57,68を2つ必要とし、更に受信レベルの校正を行なう際の基準器となる装置内蔵のパワーセンサ69が必要不可欠なので、構成自体が複雑になるだけでなく、測定誤差の要因も増すという問題がある。しかも、応答速度が遅く、ダイナミックレンジの狭いパワーセンサ自身の校正が必要なので、校正手順が面倒なだけでなく、校正を含めた測定全体の測定時間を要するという問題があった。
【0013】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、保証された送信信号を出力して測定確度の向上が図れ、測定時間の短縮が図れる校正機能付き測定器およびそれを用いた校正方法を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る校正機能付き測定器は、送信信号の出力レベルを検出し、その出力レベルに相当する値を検波電圧値として出力するレベル検出部12と、前記レベル検出部から出力された検波電圧値と基準電圧とを比較し、その差電圧を出力する比較部13と、前記比較部から出力された差電圧を受け、その差電圧に相当する電圧値で信号の出力レベルを調整するレベル調整部8とを有するALC回路19と、
前記比較部の差電圧をデジタル値のデータに変換して出力するA/D変換部14と、
前記A/D変換部からのデータを送信出力周波数毎に保持し、送信出力周波数に対応して保持しているデータを出力する制御部15と、
前記制御部から出力されたデジタル値のデータをアナログ電圧値として出力するD/A変換部17と、
前記比較部の差電圧または前記D/A変換部からのアナログ電圧値が選択的に前記レベル調整部に設定されるように前記ALC回路のループをON/OFFする切替部18と、
前記ALC回路からの送信信号をアンテナ5から出力するとともに、外部からの信号を前記アンテナを介して受けるように信号の分岐および合成を行なう結合器2と、
前記アンテナから前記結合器を介して信号を受けるルートと、前記結合器を介さずに前記送信信号を通過させる短絡ルートとを選択的に切り替える短絡ルート切替部6と、
前記アンテナから前記結合器を介して入力される外部からの信号または前記短絡ルートを介して入力される前記送信信号のレベルを測定するレベル測定部22とを備え、
前記短絡ルート切替部が前記短絡ルートに選択的に切り替えられているときに、前記レベル調整部に無変調信号を入力し、送信出力周波数を最低周波数から最高周波数まで所定周波数ステップで切り替えながら前記レベル測定部で各周波数毎にレベルを測定し、この測定結果に基づいて受信レベルを校正することを特徴とする。
【0015】
また、別の発明に係る校正機能付き測定器は、請求項1の校正機能付き測定器において、
前記レベル調整部8に無変調信号を入力し、前記ALC回路19のループがONしているときに、送信出力周波数を最低周波数から最大周波数まで所定周波数ステップで切り替えながら各周波数での前記比較部13の差電圧のデジタル値のデータとして記憶し、前記ALC回路のループをOFFしたときに、前記記憶されたデータのうち送信出力周波数に対応するデータに相当する電圧値を前記レベル調整部に設定して送信出力レベルを校正することを特徴とする。
【0016】
また、別の発明に係る校正機能付き測定器は、請求項1の校正機能付き測定器において、
前記レベル調整部8に無変調信号を入力し、前記ALC回路19のループがONしているときに、送信出力周波数を複数ポイントの指定周波数に設定したときの各周波数での前記比較部13の差電圧のデジタル値のデータとして記憶し、前記指定周波数のデータに基づいて他の周波数のデータを直線補間し、前記ALC回路のループをOFFしたときに、前記データのうち送信出力周波数に対応するデータに相当する電圧値を前記レベル調整部に設定して送信出力レベルを校正することを特徴とする。
【0017】
また、別の発明に係る校正機能付き測定器を用いた校正方法は、請求項1記載の校正機能付き測定器を用いた校正方法であって、
前記短絡ルートに設定するステップと、
前記レベル調整部8に無変調信号を入力するステップと、
送信出力周波数を最低周波数から最大周波数まで所定周波数ステップで切り替えながら各周波数でのレベルを前記レベル測定部22で測定するステップとを含むことを特徴とする。
【0018】
また、別の発明に係る校正機能付き測定器を用いた校正方法は、請求項4の校正方法において、
前記レベル調整部8に無変調信号を入力するステップと、
前記ALC回路19のループをONにし、この状態で送信出力周波数を最低周波数から最大周波数まで所定周波数ステップで切り替え、各周波数毎の前記比較部13の差電圧のデジタル値のデータとして記憶するステップと、
前記ALC回路のループをOFFにし、前記記憶されたデータのうち送信出力周波数に対応するデータに相当する電圧値を前記レベル調整部に設定するステップとを含むことを特徴とする。
【0019】
また、別の発明に係る校正機能付き測定器を用いた校正方法は、請求項4の校正方法において、
前記レベル調整部8に無変調信号を入力するステップと、
前記ALC回路19のループをONにし、この状態で送信出力周波数を複数ポイントの指定周波数に設定し、各指定周波数の前記比較部13の差電圧のデジタル値のデータとして記憶するステップと、
前記指定周波数のデータに基づいて他の周波数のデータを直線補間するステップと、
前記ALC回路のループをOFFにし、前記データのうち送信出力周波数に対応するデータに相当する電圧値を前記レベル調整部に設定するステップとを含むことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明による校正機能付き測定器の内部構成の概略を示す図、図2は同校正機能付き測定器による出力レベルの校正時のフローチャート、図3は同校正機能付き測定器による出力レベルを含む受信レベルの校正時のフローチャートである。
【0021】
本例の校正機能付き測定器は、例えば移動端末機の出力パワー、周波数、変調精度、隣接チャンネル漏洩、変調帯域幅、受信感度等を測定する測定器に適用されるものであり、送信出力レベルの校正および受信レベルの校正を行なうものである。
【0022】
図1に示すように、本例の校正機能付き測定器1は、信号の分岐および合成を行なう結合器としてのデバイダ2を有している。デバイダ2には、送信部3、受信部4およびアンテナ5が接続されている。送信部3と受信部4との間には、送信部3からの信号をデバイダ2を経由せずに直接受信部4に通過させるための短絡ルート切替部6がデバイダ2に対して並列接続されている。
【0023】
送信部3は、直交変調器7、レベル調整部8、送信側発振器9、送信側ミキサ10、増幅器11、レベル検出部12、比較部13、A/D変換部14、制御部(CPU)15、記憶部16、D/A変換部17、切替部18を備えて構成される。
【0024】
直交変調器7の変調信号出力は、レベル調整部8に入力される。この直交変調器7は、後述する出力レベルや受信レベルの校正時に、無変調の信号(CW)を出力している。
【0025】
レベル調整部8は、電圧制御型可変減衰器で構成され、D/A変換部17からの電圧値に相当する減衰量、又は比較部13の差信号(差電圧)に相当する減衰量が設定される。このレベル調整部8では、直交変調器7からのベースバンド信号の電圧レベルを設定減衰量により調整している。このレベル調整されたベースバンド信号は送信側ミキサ10に入力される。
【0026】
送信側発振器9は、送信出力周波数に応じて最適な周波数に可変される局部発振器で構成され、送信出力周波数に応じた所定周波数の発振信号を送信側ミキサ10に入力している。
【0027】
送信側ミキサ10は、レベル調整部8でレベル調整されたベースバンド信号と、送信側発振器9からの発振信号とを混合して増幅器11に入力している。
【0028】
増幅器11は、送信側ミキサ10で混合された信号を所定の増幅度で増幅してデバイダ2に入力している。このデバイダ2に入力された信号は、アンテナ5から送信信号として測定対象物である移動端末機(DUT)に送出される。
【0029】
レベル検出部12は、増幅器11が出力する信号を検出し、その検出した出力レベルに相当する値を検波電圧値として比較部13の一方の入力端子に入力している。
【0030】
比較部13は、一方の入力端子にレベル検出部12からの検出信号(検波電圧値)が入力され、他方の入力端子に基準電圧が入力される。比較部13は、両入力端子に入力される信号の差をとり、この差信号(差電圧)をA/D変換部14又はレベル調整部8に入力している。
【0031】
ここで、基準電圧は、送信出力周波数に応じた適正な電圧に設定される。この基準電圧は、送信出力周波数に変化があると、この送信出力周波数の変化に応じて制御部15により適宜可変制御されるようになっている。
【0032】
なお、レベル調整部8、送信側発振器9、送信側ミキサ10、増幅器11、レベル検出部12、比較部13により、比較部13の差信号(差電圧)が零になるようにベースバンド信号を送信出力周波数に対応したレベルに自動調整するALC(Automatic Level Contorol)回路19を構成している。
【0033】
A/D変換部14は、比較部13からの差信号(差電圧)をデジタル値に変換して制御部15に入力している。
【0034】
制御部(CPU)15は、測定時および後述する校正時に送信部3、受信部4および短絡ルート切替部6の各部を統轄制御している。また、制御部15は、後述する送信出力レベルの校正時(受信レベルの校正時に送信出力レベルの校正を行なう場合も含む)に、A/D変換部14によって変換されたデジタル値のデータを記憶部16に記憶保持している。この記憶部16へのデータ(デジタル値)の記憶は、送信出力周波数毎に行なわれる。また、制御部15は、送信出力周波数に対応して記憶部16に記憶保持されている値をD/A変換部17に出力している。
【0035】
D/A変換部17は、制御部15から出力されるデジタル値をアナログ電圧値に変換している。この変換されたアナログ電圧値は、切替部18がD/A変換部17とレベル調整部8との間を接続するように切り替えられているときに、レベル調整部8に設定減衰量として設定される。
【0036】
切替部18は、比較部13の出力をレベル調整部8に接続するか、D/A変換部17の出力をレベル調整部8に接続するかを制御部15の制御により選択的に切り替えている。
【0037】
なお、本例では、切替部18の接点18aが比較部13の出力側に切り替えられている状態、すなわち、ALC回路19によるALCループを形成している状態をONとしている。これに対し、切替部18の接点18aがD/A変換部17の出力側に切り替えられている状態をOFFとしている。
【0038】
受信部4は、受信側発振器20、受信側ミキサ21、レベル測定部22を備えて構成される。
【0039】
受信側発振器20は、送信側発振器9と同様の周波数可変の局部発振器で構成される。この受信側発振器20は、送信側発振器9と同一周波数の発振信号を受信側ミキサ21に入力している。
【0040】
受信側ミキサ21は、アンテナ5を介してデバイダ2から入力される信号又は短絡ルート切替部6を介して送信部3から入力される信号と、受信側発振器20からの発振信号とを混合してレベル測定部22に入力している。
【0041】
レベル測定部22は、受信側ミキサ21で混合された信号のレベルを測定し、この測定したレベルを測定値としている。
【0042】
短絡ルート切替部6は、線路6Aの両端に切替部6B,6Cが設けられたもので、切替部6Bが増幅器11とデバイダ2との間に配置され、切替部6Cがデバイダ2と受信側ミキサ20との間に配置される。この短絡ルート切替部6は、通常、切替部6Bの接点6Baおよび切替部6Cの接点6Caが何れもデバイダ2側に切り替えられている。これに対し、後述する受信レベルの校正を行なうときに、制御部15により両切替部6B,6Cの接点6Ba,6Caが線路6A側に切替制御される。
【0043】
次に、上記のように構成される校正機能付き測定器1の動作について説明する。ここでは、送信出力レベルの校正と、受信レベルの校正とに分けて図2および図3を参照しながら説明する。
【0044】
送信出力レベルの校正を行なう場合には、図2に示すように、まず直交変調器7から無変調信号(CW)を出力する。前述の通り、無変調信号は直交変調器7への入力信号であるI,Q信号それぞれを一定のDC電圧に固定するか、あるいはI,Q間の位相差が+90あるいは−90度となる正弦波を入力することで得られる(ST1)。続いて、切替部18の接点18aを比較部13側に切り替え、ALCをONにする(ST2)。この状態で、送信出力周波数を最低周波数から最高周波数まで所定周波数ステップで順次切り替える。そして、順次切り替えられる各周波数での増幅器11の出力電圧をレベル検出部12で検出する(ST4)。続いて、レベル検出部12の検出信号と基準電圧との差信号をA/D変換部14でA/D変換し、この各周波数毎のデジタル値を記憶部16に記憶する(ST5)。なお、送信出力周波数を変化させた際には、その周波数に応じて基準電圧および送信側発振器9の周波数も可変される。そして、実際に使用する送信出力周波数が設定されると、切替部18の接点18aをD/A変換部17側に切り替え、ALCをOFFする(ST6)。そして、送信出力周波数に対応するデジタル値を記憶部16から読み出し、このデジタル値をD/A変換部17でD/A変換し、これによって得られる電圧値をレベル調整部8に設定する(ST7)。その後、無変調出力時と同一の実効値となるI,Q信号を直交変調器7に入力し、変調信号を出力する(ST8)。
【0045】
なお、上述した校正動作は、最低出力周波数から最高出力周波数まで所定周波数ステップで校正を行なう全周波数校正モードの例である。具体的に、この全周波数校正モードでは、最低出力周波数30MHzから最高出力周波数2.7GHzまで10MHzステップで校正が行なわれる。
【0046】
また、本例では、上記全周波数校正モードの他に周波数指定校正モードが用意されている。この周波数指定校正モードは、ユーザーによって任意に指定可能な複数ポイントの出力周波数、例えば上、中、下の3ポイントの周波数で校正を行ない、これら3ポイントの周波数の間の校正については直線補間によって行なうモードである。例えばW−CDMAの場合には、上(2.2GHz)、中(2.05GHz)、下(1.9GHz)の3ポイントの周波数で校正を行い、これらの出力周波数の他の周波数の区間については直線補間される。なお、この周波数指定校正モードで指定される周波数は、上記上、中、下の3つに限らず複数指定でき、最低1つであってもよい。
【0047】
次に、受信レベルの校正を行なう場合には、ALCがON状態のときの直交変調器7の出力信号を校正用信号として使用する。なお、本例では、受信レベルの校正とともに前述した送信出力レベルの校正が行なわれる。図3に示すように、まず短絡ルート切替部6の各切替部6B,6Cの接点6Ba,6Caを線路6A側に切り替え、短絡ルートに設定する(ST11)。そして、直交変調器7の出力を無変調信号にする(ST12)。この状態で、送信出力周波数を最低周波数から最大周波数まで所定周波数ステップで切り替える。具体的には、最低出力周波数30MHzから最高出力周波数2.2GHzまで10MHzステップで切り替える(ST13)。そして、各周波数でのレベルをレベル測定部22で測定する(ST14)。
【0048】
上記レベル測定部22による各周波数での測定値は、測定値=生の測定値−短絡ルートレベル測定値+(出荷時短絡ルートレベル測定値−真のレベル測定値の式によって制御部15の制御のもとに演算される。なお、上記式において、生の測定値とは、アンテナ5を介してデバイダ2から入力される信号の測定値である。短絡ルートレベル測定値は、短絡ルート切替部6を短絡ルートに設定したときの測定値である。出荷時短絡ルートレベル測定値および真のレベル測定値は、出荷時校正データとして予め記憶されるものである。そして、出荷時短絡ルートレベル測定値は、短絡ルートにおける各周波数毎の適正なレベル測定値であり、真のレベル測定値は、アンテナ5から特定の信号(例えば0dBの信号)を入力したときの測定値である。
【0049】
このように、本例の校正機能付き測定器および校正方法によれば、実際に使用される送信出力周波数に関して保証された送信信号を出力することができる。これにより、測定確度の向上を図ることができる。しかも、校正を含めた測定全体の測定時間の短縮を図ることができる。例えば図4の示す従来の測定器51の構成では、送信出力周波数を変えたときに、校正開始から測定に移行するまでに0.5secの時間を要するのに対し、本例の周波数指定校正モードによれば、0.2sec程度で校正が行なえ、より測定時間の短縮を図ることができる。
【0050】
また、図4に示す従来の測定器51では、パワーセンサ69が内蔵された構成であるが、本例ではパワーセンサ69の構成が不要となり、デバイダも一つで済むので、測定器内部の構造を簡易化することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、従来の測定器と比較して、装置内部校正の簡易化が図れ、使用周波数に関して保証された送信信号を出力して測定確度の向上を図ることができ、校正を含めた測定全体の測定時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による校正機能付き測定器の内部構成の概略を示す図
【図2】図1の校正機能付き測定器による出力レベルの校正時のフローチャート
【図3】図1の校正機能付き測定器による受信レベルの校正時のフローチャート
【図4】出力レベルおよび受信レベルの校正を行なう場合の従来の測定器の内部構成の一例を示す図
【図5】図4の測定器による出力レベルの校正時のフローチャート
【図6】図4の測定器による受信レベルの校正時のフローチャート
【符号の説明】
1…校正機能付き測定器、2…デバイダ(結合器)、5…アンテナ、6…短絡ルート切替部、8…レベル調整部、12…レベル検出部、13…比較部、14…A/D変換部、15…制御部(CPU)、17…D/A変換部、18…切替部、19…ALC回路、22…レベル測定部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is applied to, for example, a measuring device that measures output power, frequency, modulation accuracy, adjacent channel leakage, modulation bandwidth, reception sensitivity, etc. of a mobile terminal, and calibrates transmission output level and reception level. The present invention relates to a measuring instrument with a calibration function to be performed and a calibration method using the same.
[0002]
[Prior art]
For example, a measuring instrument that measures the output power, frequency, modulation accuracy, adjacent channel leakage, modulation bandwidth, reception sensitivity, etc. of a mobile terminal needs to calibrate the transmission output level and reception level in order to perform more accurate measurements. It is performed accordingly.
[0003]
FIG. 4 shows a schematic configuration of a conventional measuring instrument when the transmission output level and the reception level are calibrated.
[0004]
The
[0005]
An A /
[0006]
Here, an ALC (Automatic Level Control) circuit is formed by the
[0007]
Further, as a receiving side configuration, a
[0008]
Next, the operation in the case of performing the calibration of the transmission output level and the calibration of the reception level in the
[0009]
When the transmission output level is calibrated, a non-modulated signal (CW) is output from the
[0010]
Next, when the reception level is calibrated, as shown in FIG. 6, first, signals of all frequencies in the used frequency band are generated from an external signal generator and input from the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the
[0012]
In the conventional configuration shown in FIG. 4, when the reception level is calibrated, an external signal generator is required, two
[0013]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and a measuring instrument with a calibration function capable of improving the measurement accuracy by outputting a guaranteed transmission signal and shortening the measurement time and the same are used. The purpose is to provide a calibration method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a measuring instrument with a calibration function according to the present invention detects the output level of a transmission signal and outputs a value corresponding to the output level as a detection voltage value, and the level detection The detection voltage value output from the unit and the reference voltage are compared, the
An A /
A
A D / A converter 17 for outputting the digital value data output from the controller as an analog voltage value;
A switching
A
A short-circuit route switching unit 6 that selectively switches between a route for receiving a signal from the antenna via the coupler and a short-circuit route for allowing the transmission signal to pass without passing through the coupler;
A
When the short-circuit route switching unit is selectively switched to the short-circuit route, an unmodulated signal is input to the level adjustment unit, and the level is adjusted while switching the transmission output frequency from the lowest frequency to the highest frequency in a predetermined frequency step. The measurement unit measures the level for each frequency and calibrates the reception level based on the measurement result.
[0015]
A measuring instrument with a calibration function according to another invention is the measuring instrument with a calibration function according to claim 1,
When the non-modulated signal is input to the level adjustment unit 8 and the loop of the
[0016]
A measuring instrument with a calibration function according to another invention is the measuring instrument with a calibration function according to claim 1,
When a non-modulated signal is input to the level adjustment unit 8 and the loop of the
[0017]
A calibration method using a measuring instrument with a calibration function according to another invention is a calibration method using the measuring instrument with a calibration function according to claim 1,
Setting the short-circuit route;
Inputting an unmodulated signal to the level adjusting unit 8;
And a step of measuring the level at each frequency by the
[0018]
A calibration method using a measuring instrument with a calibration function according to another invention is the calibration method according to claim 4,
Inputting an unmodulated signal to the level adjusting unit 8;
The loop of the
And a step of turning off the loop of the ALC circuit and setting a voltage value corresponding to data corresponding to a transmission output frequency among the stored data in the level adjusting unit.
[0019]
A calibration method using a measuring instrument with a calibration function according to another invention is the calibration method according to claim 4,
Inputting an unmodulated signal to the level adjusting unit 8;
A step of turning on the loop of the
Linearly interpolating data of other frequencies based on the data of the specified frequency;
And a step of turning off the loop of the ALC circuit and setting a voltage value corresponding to data corresponding to a transmission output frequency among the data in the level adjusting unit.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the internal configuration of a measuring instrument with a calibration function according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart at the time of output level calibration by the measuring instrument with the calibration function, and FIG. 3 is an output level by the measuring instrument with the calibration function. FIG.
[0021]
The measuring device with a calibration function of this example is applied to a measuring device that measures, for example, output power, frequency, modulation accuracy, adjacent channel leakage, modulation bandwidth, reception sensitivity, etc. of a mobile terminal, and a transmission output level. Calibration and reception level calibration.
[0022]
As shown in FIG. 1, the measuring instrument 1 with a calibration function of this example has a
[0023]
The transmission unit 3 includes a quadrature modulator 7, a level adjustment unit 8, a transmission-side oscillator 9, a transmission-
[0024]
The modulation signal output of the quadrature modulator 7 is input to the level adjustment unit 8. The quadrature modulator 7 outputs a non-modulated signal (CW) when calibrating an output level and a reception level, which will be described later.
[0025]
The level adjustment unit 8 is configured by a voltage control type variable attenuator, and an attenuation amount corresponding to the voltage value from the D / A conversion unit 17 or an attenuation amount corresponding to the difference signal (difference voltage) of the
[0026]
The transmission-side oscillator 9 is composed of a local oscillator that can be varied to an optimum frequency according to the transmission output frequency, and an oscillation signal having a predetermined frequency corresponding to the transmission output frequency is input to the transmission-
[0027]
The transmission-
[0028]
The amplifier 11 amplifies the signal mixed by the
[0029]
The
[0030]
In the
[0031]
Here, the reference voltage is set to an appropriate voltage according to the transmission output frequency. When the transmission output frequency is changed, the reference voltage is appropriately variably controlled by the
[0032]
The level adjustment unit 8, the transmission-side oscillator 9, the transmission-
[0033]
The A /
[0034]
The control unit (CPU) 15 controls each part of the transmission unit 3, the reception unit 4, and the short-circuit route switching unit 6 at the time of measurement and at the time of calibration described later. In addition, the
[0035]
The D / A converter 17 converts the digital value output from the
[0036]
The switching
[0037]
In this example, the state in which the
[0038]
The reception unit 4 includes a reception-side oscillator 20, a reception-
[0039]
The reception-side oscillator 20 is formed of a frequency variable local oscillator similar to the transmission-side oscillator 9. The reception-side oscillator 20 inputs an oscillation signal having the same frequency as that of the transmission-side oscillator 9 to the reception-
[0040]
The reception-
[0041]
The
[0042]
The short-circuit route switching unit 6 is provided with switching
[0043]
Next, the operation of the measuring instrument 1 with the calibration function configured as described above will be described. Here, description will be made with reference to FIG. 2 and FIG. 3 separately for calibration of the transmission output level and calibration of the reception level.
[0044]
When the transmission output level is calibrated, an unmodulated signal (CW) is first output from the quadrature modulator 7 as shown in FIG. As described above, the unmodulated signal is a sine in which each of the I and Q signals that are input to the quadrature modulator 7 is fixed to a constant DC voltage, or the phase difference between I and Q is +90 or −90 degrees. It is obtained by inputting a wave (ST1). Subsequently, the
[0045]
The calibration operation described above is an example of an all-frequency calibration mode in which calibration is performed at a predetermined frequency step from the lowest output frequency to the highest output frequency. Specifically, in this all frequency calibration mode, calibration is performed in steps of 10 MHz from the minimum output frequency of 30 MHz to the maximum output frequency of 2.7 GHz.
[0046]
In this example, in addition to the all-frequency calibration mode, a frequency designation calibration mode is prepared. In this frequency designation calibration mode, calibration is performed at output frequencies of a plurality of points arbitrarily designated by the user, for example, frequencies of three points of upper, middle, and lower, and calibration between these three points is performed by linear interpolation. This is the mode to perform. For example, in the case of W-CDMA, calibration is performed with three points of frequency (upper (2.2 GHz), middle (2.05 GHz), and lower (1.9 GHz), and other frequency sections of these output frequencies. Are linearly interpolated. In addition, the frequency designated in this frequency designation calibration mode is not limited to the above three, upper, middle, and lower, and a plurality of frequencies can be designated, and may be at least one.
[0047]
Next, when the reception level is calibrated, the output signal of the quadrature modulator 7 when the ALC is ON is used as a calibration signal. In this example, the transmission output level is corrected together with the reception level. As shown in FIG. 3, first, the contacts 6Ba and 6Ca of the switching
[0048]
The measured value at each frequency by the
[0049]
Thus, according to the measuring instrument with a calibration function and the calibration method of this example, it is possible to output a transmission signal guaranteed with respect to the transmission output frequency actually used. Thereby, the measurement accuracy can be improved. In addition, the measurement time of the entire measurement including calibration can be shortened. For example, in the configuration of the
[0050]
Further, the
[0051]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, compared with a conventional measuring instrument, the internal calibration of the apparatus can be simplified, and a transmission signal guaranteed for the operating frequency can be output to improve the measurement accuracy. The measurement time of the whole measurement including calibration can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the internal configuration of a measuring instrument with a calibration function according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart at the time of output level calibration by the measuring instrument with a calibration function in FIG. Flowchart at the time of calibration of the reception level by the measuring device [FIG. 4] A diagram showing an example of the internal configuration of the conventional measuring device when the output level and the reception level are calibrated. [FIG. Flowchart during calibration [FIG. 6] Flowchart during reception level calibration by the measuring instrument of FIG.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measuring device with a calibration function, 2 ... Divider (coupler), 5 ... Antenna, 6 ... Short circuit route switching part, 8 ... Level adjustment part, 12 ... Level detection part, 13 ... Comparison part, 14 ... A /
Claims (6)
前記比較部の差電圧をデジタル値のデータに変換して出力するA/D変換部(14)と、
前記A/D変換部からのデータを送信出力周波数毎に保持し、送信出力周波数に対応して保持しているデータを出力する制御部(15)と、
前記制御部から出力されたデジタル値のデータをアナログ電圧値として出力するD/A変換部(17)と、
前記比較部の差電圧または前記D/A変換部からのアナログ電圧値が選択的に前記レベル調整部に設定されるように前記ALC回路のループをON/OFFする切替部(18)と、
前記ALC回路からの送信信号をアンテナ(5)から出力するとともに、外部からの信号を前記アンテナを介して受けるように信号の分岐および合成を行なう結合器(2)と、
前記アンテナから前記結合器を介して信号を受けるルートと、前記結合器を介さずに前記送信信号を通過させる短絡ルートとを選択的に切り替える短絡ルート切替部(6)と、
前記アンテナから前記結合器を介して入力される外部からの信号または前記短絡ルートを介して入力される前記送信信号のレベルを測定するレベル測定部(22)とを備え、
前記短絡ルート切替部が前記短絡ルートに選択的に切り替えられているときに、前記レベル調整部に無変調信号を入力し、送信出力周波数を最低周波数から最高周波数まで所定周波数ステップで切り替えながら前記レベル測定部で各周波数毎にレベルを測定し、この測定結果に基づいて受信レベルを校正することを特徴とする校正機能付き測定器。A level detection unit (12) that detects an output level of a transmission signal and outputs a value corresponding to the output level as a detection voltage value, and compares the detection voltage value output from the level detection unit with a reference voltage, A comparator (13) that outputs the difference voltage, and a level adjuster (8) that receives the difference voltage output from the comparator and adjusts the output level of the signal with a voltage value corresponding to the difference voltage. An ALC circuit (19);
An A / D conversion section (14) for converting the difference voltage of the comparison section into digital value data and outputting the data;
A controller (15) for holding data from the A / D converter for each transmission output frequency, and outputting data held corresponding to the transmission output frequency;
A D / A converter (17) for outputting the digital value data output from the controller as an analog voltage value;
A switching unit (18) for turning on and off the loop of the ALC circuit so that the differential voltage of the comparison unit or the analog voltage value from the D / A conversion unit is selectively set in the level adjustment unit;
A coupler (2) for outputting a transmission signal from the ALC circuit from an antenna (5) and for branching and combining the signals so as to receive an external signal via the antenna;
A short-circuit route switching unit (6) for selectively switching a route for receiving a signal from the antenna via the coupler and a short-circuit route for allowing the transmission signal to pass without passing through the coupler;
A level measurement unit (22) for measuring the level of an external signal input from the antenna via the coupler or the transmission signal input via the short-circuit route;
When the short-circuit route switching unit is selectively switched to the short-circuit route, an unmodulated signal is input to the level adjustment unit, and the level is adjusted while switching the transmission output frequency from the lowest frequency to the highest frequency in a predetermined frequency step. A measuring instrument with a calibration function, characterized in that a level is measured at each frequency by a measuring unit, and a reception level is calibrated based on the measurement result.
前記短絡ルートに設定するステップと、
前記レベル調整部(8)に無変調信号を入力するステップと、
送信出力周波数を最低周波数から最大周波数まで所定周波数ステップで切り替えながら各周波数でのレベルを前記レベル測定部(22)で測定するステップとを含むことを特徴とする校正機能付き測定器を用いた校正方法。A calibration method using the measuring instrument with a calibration function according to claim 1,
Setting the short-circuit route;
Inputting an unmodulated signal to the level adjusting unit (8);
Calibration using a measuring instrument with a calibration function, comprising the step of measuring the level at each frequency with the level measuring unit (22) while switching the transmission output frequency from the lowest frequency to the highest frequency in predetermined frequency steps. Method.
前記ALC回路(19)のループをONにし、この状態で送信出力周波数を最低周波数から最大周波数まで所定周波数ステップで切り替え、各周波数毎の前記比較部(13)の差電圧のデジタル値のデータとして記憶するステップと、
前記ALC回路のループをOFFにし、前記記憶されたデータのうち送信出力周波数に対応するデータに相当する電圧値を前記レベル調整部に設定するステップとを含むことを特徴とする請求項4記載の校正機能付き測定器を用いた校正方法。Inputting an unmodulated signal to the level adjusting unit (8);
The loop of the ALC circuit (19) is turned on, and in this state, the transmission output frequency is switched in a predetermined frequency step from the lowest frequency to the maximum frequency, and as the digital value data of the differential voltage of the comparison unit (13) for each frequency. Memorizing step;
5. The step of turning off the loop of the ALC circuit and setting a voltage value corresponding to data corresponding to a transmission output frequency among the stored data in the level adjustment unit. Calibration method using a measuring instrument with calibration function.
前記ALC回路(19)のループをONにし、この状態で送信出力周波数を複数ポイントの指定周波数に設定し、各指定周波数の前記比較部(13)の差電圧のデジタル値のデータとして記憶するステップと、
前記指定周波数のデータに基づいて他の周波数のデータを直線補間するステップと、
前記ALC回路のループをOFFにし、前記データのうち送信出力周波数に対応するデータに相当する電圧値を前記レベル調整部に設定するステップとを含むことを特徴とする請求項4記載の校正機能付き測定器を用いた校正方法。Inputting an unmodulated signal to the level adjusting unit (8);
The step of turning on the loop of the ALC circuit (19), setting the transmission output frequency to a designated frequency at a plurality of points in this state, and storing it as digital value data of the differential voltage of the comparison unit (13) at each designated frequency When,
Linearly interpolating data of other frequencies based on the data of the specified frequency;
5. The calibration function according to claim 4, further comprising: turning off the loop of the ALC circuit and setting a voltage value corresponding to data corresponding to a transmission output frequency among the data in the level adjustment unit. Calibration method using a measuring instrument.
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