JP7165766B2

JP7165766B2 - 信号発生装置とその減衰量補正方法

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Publication number: JP7165766B2
Application number: JP2021022094A
Authority: JP
Inventors: 巧一郎富崎; 祐高山
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2022-11-04
Anticipated expiration: 2041-02-15
Also published as: JP2022124367A

Description

本発明は、所望の周波数帯の変調波を生成する信号発生装置に関する。

所望の周波数帯の変調波を生成する信号発生装置として、例えば、任意信号発生器で生成された中間周波数信号をミキサなどで周波数変換し、所望の周波数帯の変調波を生成する信号発生装置が知られている。

このような信号発生装置は、例えば、移動体通信端末の試験を行なう移動端末試験装置などに組み込まれ、試験用の信号を生成して、出力するようになっている。

特許文献１には、送信スロット数と減衰量設定値と端子電圧制御値の関係を格納する記憶装置と、送信スロット数に基づいて選定された減衰量設定値に基づいて減衰量を制御する減衰器と、送信スロット数に基づいて選定された端子電圧制御値に基づいて送信信号の送信電力を制御する増幅器とを備え、増幅器の周辺の温度を用いて減衰量設定値と端子電圧制御値を重み付けすることが記載されている。

このように、減衰器や増幅器などの半導体部品を用いている機器では、温度によってその特性が変化するものがある。

特開２００６－８０９９２号公報

このような、温度によりその特性が変化するような機器では、機器周辺の温度を計測し、その温度に基づいて特性を選択するが、選択した特性に一致しない場合もあり、特性を特定する調整に時間がかかっていた。特に非直線の特性を有する機器では、調整に時間を要していた。

そこで、本発明は、温度により特性が変化する機器を備えていても、短時間で出力信号を補正することができる信号発生装置を提供することを目的としている。

本発明の信号発生装置は、試験用信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部によって生成された信号を減衰させる、温度によって特性が変化する可変減衰器と、前記可変減衰器で減衰された信号のレベルを検出するレベル検出部と、前記可変減衰器の周辺の温度を検出する温度検出部と、前記可変減衰器の減衰量の基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性と温度に対する減衰量の変化を示す傾きとを記憶し、前記可変減衰器の周辺の温度に基づいて前記可変減衰器の前記減衰量の前記基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性を補正する制御部と、を備え、前記制御部は、前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧の所定電圧毎の、前記傾きを記憶しているものである。

この構成により、可変減衰器の減衰量の基準温度における可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性が、温度に対する減衰量の変化を示す傾きにより、可変減衰器の周辺の温度に基づいて補正される。このため、温度により特性が変化する機器を備えていても、短時間で出力信号を補正することができる。
また、可変減衰器の制御電圧に応じて温度に対する減衰量の傾きを変えて可変減衰器の減衰量の基準温度における可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性が補正される。このため、非直線の特性を有する可変減衰器であっても、精度よく出力信号を補正することができる。

また、本発明の信号発生装置において、前記制御部は、前記可変減衰器の所定の前記制御電圧毎の、前記可変減衰器で減衰させる信号の周波数をパラメータとした算出式により前記傾きを求めるものである。

この構成により、温度に対する減衰量の傾きが可変減衰器で減衰させる信号の周波数に応じて求められ、可変減衰器の特性が補正される。このため、周波数に応じて特性が変わる可変減衰器であっても、精度よく出力信号を補正することができる。

また、本発明の減衰量補正方法は、試験用信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部によって生成された信号を減衰させる、温度によって特性が変化する可変減衰器と、前記可変減衰器で減衰された信号のレベルを検出するレベル検出部と、前記可変減衰器の周辺の温度を検出する温度検出部と、を備える信号発生装置の減衰量補正方法であって、前記可変減衰器の周辺の温度を検出するステップと、前記可変減衰器の減衰量の基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性と、前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧の所定電圧毎の、温度に対する前記減衰量の変化を示す傾きと、前記基準温度と前記可変減衰器の周辺の温度との温度差と、に基づいて前記可変減衰器の前記減衰量の前記基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性の補正量を求めるステップと、求めた補正量により前記可変減衰器の前記減衰量の前記基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性を補正するステップと、を備えるものである。

この構成により、可変減衰器の減衰量の基準温度における可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性が、温度に対する減衰量の変化を示す傾きにより、基準温度と可変減衰器の周辺の温度の温度差に基づいて補正される。このため、温度により特性が変化する機器を備えていても、短時間で出力信号を補正することができる。
また、可変減衰器の制御電圧に応じて温度に対する減衰量の傾きを変えて可変減衰器の減衰量の基準温度における可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性が補正される。このため、非直線の特性を有する可変減衰器であっても、精度よく出力信号を補正することができる。

本発明は、温度により特性が変化する機器を備えていても、短時間で出力信号を補正することができる信号発生装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る信号発生装置のブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に係る信号発生装置の減衰量補正処理の手順を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る信号発生装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施形態に係る信号発生装置１は、試験用信号を生成する信号生成部１０と、信号生成部１０によって生成された試験用信号を減衰させる可変減衰器１１と、可変減衰器１１によって減衰された試験用信号のレベルを検出するレベル検出部１２と、可変減衰器１１によって減衰された試験用信号を出力する出力ポート１３と、可変減衰器１１の周辺の温度を検出する温度検出部１４と、ユーザの操作を受け付けたりユーザに情報を提供したりするユーザインターフェース部１５と、装置各部を制御して信号発生装置１としての処理を実行させる制御部１６とを含んで構成される。

信号生成部１０は、制御部１６によって設定された強度及び周波数の試験用信号を生成するシグナルジェネレータによって構成される。可変減衰器１１は、例えば、電圧制御タイプの可変減衰器によって構成される。

レベル検出部１２は、可変減衰器１１によって減衰された試験用信号のレベルを検出し、制御部１６に出力する。温度検出部１４は、可変減衰器１１の周辺の温度を検出し、制御部１６に出力する。

ユーザインターフェース部１５は、ユーザからの操作入力を受け付ける入力部と、生成する試験用信号のパラメータの設定画面や各種メッセージなどを表示する表示部とを備えている。入力部は、タッチパッドやキーボードやプッシュボタンやロータリーノブなどによって構成される。表示部は、液晶表示装置などによって構成される。

制御部１６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ハードディスク装置と、入出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

このコンピュータユニットのＲＯＭ及びハードディスク装置には、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部１６として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭ及びハードディスク装置に記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御部１６として機能する。なお、ハードディスク装置は、フラッシュメモリによるＣＦ(Compact Flash)カード等であっても良い。

制御部１６の入出力ポートには、信号生成部１０、可変減衰器１１、レベル検出部１２、温度検出部１４、ユーザインターフェース部１５が接続され、制御部１６と各部は信号の送受信をできるようになっている。

本実施形態において、可変減衰器１１は、非直線の特性を有している。また、可変減衰器１１は、減衰させる信号の周波数により異なる特性を有している。

また、可変減衰器１１は、可変減衰器１１の温度により特性が変化する。制御部１６のハードディスク装置には、所定の基準温度での所定周波数毎の可変減衰器１１の特性が記憶されている。可変減衰器１１の特性としては、例えば、基準温度における、所定周波数毎の、所定減衰量毎の、可変減衰器１１の制御パラメータである制御電圧が記憶される。

制御部１６は、温度検出部１４により検出した可変減衰器１１の周辺の温度に基づき、可変減衰器１１の特性を補正する。

制御部１６は、例えば、可変減衰器１１の制御電圧の所定電圧毎の、温度の変化に対する減衰量の変化を示す傾きを記憶している。

制御部１６は、例えば、可変減衰器１１の所定の制御電圧毎の、減衰させる信号の周波数をパラメータとして温度に対する減衰量の傾きを算出する算出式を記憶している。

この算出式は、例えば、減衰させる信号の周波数を変えて測定した減衰量の変化を多項式近似により求める。算出式は、例えば、３次の多項式になる。

制御部１６は、例えば、基準温度と温度検出部１４により検出した温度の差に基づいて可変減衰器１１の特性の補正値を算出する。

制御部１６は、補正した特性に基づき、可変減衰器１１の制御パラメータである制御電圧を設定し、信号生成部１０により所定のレベルの信号を生成させ、レベル検出部１２により検出された信号レベルから、可変減衰器１１による減衰量を検出し、可変減衰器１１の制御電圧を変えて、補正した特性を微調整するとよい。

また、制御部１６は、温度検出部１４により検出した可変減衰器１１の周辺の温度に基づき、可変減衰器１１の特性を補正して、所定の減衰量を減衰させる可変減衰器１１の制御電圧を求めることもできる。

例えば、周波数が0.4GHzの信号の減衰量を-10.5dBとする可変減衰器１１の制御電圧を求める場合を説明する。

制御部１６は、基準温度での可変減衰器１１の特性から、周波数が0.4GHzの信号の減衰量を-10.5dBとする制御電圧を求める。一致する減衰量が無い場合は、前後の値から線形補間により求めればよい。ここでは、周波数が0.4GHzの信号の減衰量を-10.5dBとする制御電圧を3.23Vとする。

制御部１６は、制御電圧が3.23Vにおける、温度の変化に対する減衰量の変化を示す傾きを求める。ここで、減衰させる信号の周波数をパラメータとして、温度に対する減衰量の傾きを算出する算出式が、制御電圧が3.20Vと3.30Vの場合のものしかない場合、3.20Vと3.30Vの場合の傾きから、線形補間により3.23Vでの傾きを求める。

例えば、制御電圧が3.20Vと3.30Vのときの、周波数xでの傾きyを求める算出式が以下のとおりであるとする。なお、以下の式は浮動小数点形式で表記している。
3.20V：y=-1.27000E-04 × x³ + 1.47100E-03 × x² - 1.48300E-03 × x - 1.73000E-02
3.30V：y=-1.20000E-04 × x³ + 1.42900E-03 × x² - 1.94300E-03 × x - 1.65000E-02

この式から、それぞれ傾きを求める。
3.20V：y=-1.27000E-04×(0.4)³+1.47100E-03×(0.4)²-1.48300E-03×(0.4)-1.73000E-02
=-1.766596800000000E-02
3.30V：y=-1.20000E-04×(0.4)³+1.42900E-03×(0.4)²-1.94300E-03×(0.4)-1.65000E-02
=-1.705624000000000E-02
ここでは、計算途中は倍精度浮動小数点で計算する。

この値から、3.23Vでの傾きを求める。
3.23V：y= ((3.23 - 3.20)/(3.30 - 3.20))×((-1.705624000000000E-02) - (-1.766596800000000E-02)) + (-1.766596800000000E-02)
= -1.748304960000000E-02

制御部１６は、基準温度と温度検出部１４により検出した可変減衰器１１の周辺の温度との差により、可変減衰器１１の周辺の温度でのレベル変動量を求める。

例えば、基準温度が25.3℃、温度検出部１４により検出した可変減衰器１１の周辺の温度が45.0℃である場合、レベル変動量は以下のようになる。
レベル変動量(dB)= (45.0 - 25.3) × (-1.748304960000000E-02)
= -3.444160771200000E-01

制御部１６は、求めた傾きから、可変減衰器１１の周辺の温度において所定の減衰量を減衰させる可変減衰器１１の制御電圧を求める。

レベル変動量がマイナスの場合は、基準温度での可変減衰器１１の特性の減衰量の少ないほうの制御電圧の値から線形補間で制御電圧を求める。

レベル変動量がプラスの場合は、基準温度での可変減衰器１１の特性の減衰量の多いほうの制御電圧の値から線形補間で制御電圧を求める。

ここでは、レベル変動量がマイナスとなるので、基準温度の特性から、例えば、-10.5dBよりも減衰量の少ない-10.1dBのときの制御電圧が3.24Vであるとして計算する。

制御電圧= ((-3.444160771200000E-01)/((-10.5) - (-10.1)))×(3230 - 3240) + 3230
= 3221[mV]

なお、制御電圧はmV単位で示しており、最後の制御電圧は整数として、小数点以下第１位を四捨五入した。

このようにすることで、可変減衰器１１の周辺の温度が分かれば、計算により所定の減衰量を減衰させる可変減衰器１１の制御電圧を求めることができる。

以上のように構成された本実施形態に係る信号発生装置による減衰量補正処理について、図２を参照して説明する。なお、以下に説明する減衰量補正処理は、ユーザインターフェース部１５への操作により出力レベル補正機能が選択されると実行される。

ステップＳ１において、制御部１６は、温度検出部１４により可変減衰器１１周辺の温度を検出する。ステップＳ１の処理を実行した後、制御部１６は、ステップＳ２の処理を実行する。

ステップＳ２において、制御部１６は、温度検出部１４により検出した温度と基準温度との温度差を算出する。ステップＳ２の処理を実行した後、制御部１６は、ステップＳ３の処理を実行する。

ステップＳ３において、制御部１６は、測定する周波数と可変減衰器１１の制御電圧での、温度に対する減衰量の傾きを算出式により算出する。ステップＳ３の処理を実行した後、制御部１６は、ステップＳ４の処理を実行する。

ステップＳ４において、制御部１６は、求めた減衰量の傾きと温度差から、可変減衰器１１の特性の補正量を算出する。ステップＳ４の処理を実行した後、制御部１６は、ステップＳ５の処理を実行する。

ステップＳ５において、制御部１６は、求めた補正量により可変減衰器１１の特性のマップを補正する。ステップＳ５の処理を実行した後、制御部１６は、ステップＳ６の処理を実行する。

ステップＳ６において、制御部１６は、可変減衰器１１の制御電圧を所定電圧とし、信号生成部１０により所定のレベルの信号を生成させ、レベル検出部１２により出力信号のレベルを検出して可変減衰器１１の減衰量を測定する。ステップＳ６の処理を実行した後、制御部１６は、ステップＳ７の処理を実行する。

ステップＳ７において、制御部１６は、補正したマップに基づいて、制御電圧を変えて、例えば、減衰量の１dBごとに対応する制御電圧を求めるなどの微調整を行なう。ステップＳ７の処理を実行した後、制御部１６は、減衰量補正処理を終了する。

このように、上述の実施形態では、制御部１６は、可変減衰器１１の基準温度における特性と温度に対する減衰量の変化を示す傾きとを記憶し、可変減衰器１１の周辺の温度に基づいて可変減衰器１１の基準温度における特性を補正する。

これにより、可変減衰器１１の基準温度における特性が、温度に対する減衰量の変化を示す傾きにより、可変減衰器１１の周辺の温度に基づいて補正される。このため、温度により特性が変化する機器を備えていても、短時間で出力信号を補正することができる。

また、制御部１６は、可変減衰器１１の制御パラメータである制御電圧の所定電圧毎の、温度に対する減衰量の傾きを記憶する。

これにより、可変減衰器１１の制御電圧に応じて温度に対する減衰量の傾きを変えて可変減衰器１１の特性が補正される。このため、非直線の特性を有する機器を備えていても、精度よく出力信号を補正することができる。

また、制御部１６は、可変減衰器１１の所定の制御電圧毎の、可変減衰器１１で減衰させる信号の周波数をパラメータとした算出式により傾きを求める。

これにより、温度に対する減衰量の傾きが可変減衰器１１で減衰させる信号の周波数に応じて求められ、可変減衰器１１の特性が補正される。このため、周波数に応じて特性が変わる機器を備えていても、精度よく出力信号を補正することができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１信号発生装置
１０信号生成部
１１可変減衰器
１２レベル検出部
１４温度検出部
１６制御部

Claims

試験用信号を生成する信号生成部（１０）と、
前記信号生成部によって生成された信号を減衰させる、温度によって特性が変化する可変減衰器（１１）と、
前記可変減衰器で減衰された信号のレベルを検出するレベル検出部（１２）と、
前記可変減衰器の周辺の温度を検出する温度検出部（１４）と、
前記可変減衰器の減衰量の基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性と温度に対する前記減衰量の変化を示す傾きとを記憶し、前記可変減衰器の周辺の温度に基づいて前記可変減衰器の前記減衰量の前記基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性を補正する制御部（１６）と、を備え、
前記制御部は、前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧の所定電圧毎の、前記傾きを記憶している信号発生装置。
前記制御部は、前記可変減衰器の所定の前記制御電圧毎の、前記可変減衰器で減衰させる信号の周波数をパラメータとした算出式により前記傾きを求める請求項１に記載の信号発生装置。
試験用信号を生成する信号生成部（１０）と、前記信号生成部によって生成された信号を減衰させる、温度によって特性が変化する可変減衰器（１１）と、前記可変減衰器で減衰された信号のレベルを検出するレベル検出部（１２）と、前記可変減衰器の周辺の温度を検出する温度検出部（１４）と、を備える信号発生装置の減衰量補正方法であって、
前記可変減衰器の周辺の温度を検出するステップと、
前記可変減衰器の減衰量の基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性と、前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧の所定電圧毎の、温度に対する前記減衰量の変化を示す傾きと、前記基準温度と前記可変減衰器の周辺の温度との温度差と、に基づいて前記可変減衰器の前記減衰量の前記基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性の補正量を求めるステップと、
求めた補正量により前記可変減衰器の前記減衰量の前記基準温度における前記可変減衰器の制御パラメータである制御電圧に対する特性を補正するステップと、を備える減衰量補正方法。