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JPH0580987B2 - - Google Patents
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JPH0580987B2 - - Google Patents

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JPH0580987B2
JPH0580987B2 JP20112586A JP20112586A JPH0580987B2 JP H0580987 B2 JPH0580987 B2 JP H0580987B2 JP 20112586 A JP20112586 A JP 20112586A JP 20112586 A JP20112586 A JP 20112586A JP H0580987 B2 JPH0580987 B2 JP H0580987B2
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vco
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Akira Oote
Hiroyuki Matsura
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Yokogawa Electric Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 イ 「発明の目的」 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スーパーヘテロダイン方式のスペク
トラムアナライザの改善に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Object of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement of a superheterodyne spectrum analyzer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図に従来のスーパーヘテロダイン方式のス
ペクトラムアナライザの構成を示す。第5図では
掃引発振器7から第4図に示すような鋸歯状波を
出力し、これをVCO(voltage controlled
oscillator)5に加える。また、この鋸歯状波は
CRT20の横軸に加え周波数掃引に用いる。
VCO5は鋸歯状波が印加されるので、この印加
電圧に応じて変化する周波数Vを出力し、これを
ミキサ3に加える。
FIG. 5 shows the configuration of a conventional superheterodyne spectrum analyzer. In FIG. 5, the sweep oscillator 7 outputs a sawtooth wave as shown in FIG.
oscillator) 5. Also, this sawtooth wave
Used for frequency sweep in addition to the horizontal axis of CRT20.
Since a sawtooth wave is applied to the VCO 5, it outputs a frequency V that changes depending on the applied voltage, and adds this to the mixer 3.

一方、周波数i(通常、iは多数の周波数成分を
含む)の入力信号は、ローパスフイルタ1に加え
られる。ローパスフイルタ1は、スペクトラムア
ナライザが測定しようとしている範囲の周波数を
通過させ、それ以外の周波数成分をカツトするた
めのものである。例えば、スペクトラムアナライ
ザが、0〜0の帯域を観測するためのものであれ
ば、0を越えるの周波数成分をカツトする特性を
持つフイルタである。このローパスフイルタ1の
出力信号の周波数をLとする。
On the other hand, an input signal of frequency i (usually i includes many frequency components) is applied to the low-pass filter 1. The low-pass filter 1 is used to pass frequencies within the range that the spectrum analyzer is intended to measure, and to cut out other frequency components. For example, if the spectrum analyzer is for observing the band from 0 to 0 , it is a filter that has the characteristic of cutting frequency components above 0 . Let L be the frequency of the output signal of this low-pass filter 1.

ミキサ3では、(1)式の演算によるミキシング
(mixing)を行い、その出力信号(周波数M)を
次段のBPF増幅器(band pass filter増幅器)9
に加える。
The mixer 3 performs mixing by calculating equation (1), and sends the output signal (frequency M ) to the next stage BPF amplifier (band pass filter amplifier 9).
Add to.

MVL (1) BPF増幅器9は、或る周波数1を中心としたこ
の周辺の周波数のみ選択して増幅する。
M = VL (1) The BPF amplifier 9 selects and amplifies only frequencies around a certain frequency 1 .

第5図では、更に周波数の選択度を上げ、ゲイ
ンを稼ぐため、ミキサ11と発振器13とBPF
増幅器15とにより増幅する所謂ダブルスーパー
ヘテロダイン式で構成している。このミキサ11
と発振器13とBPF増幅器15とは無くても第
5図の装置は動作する。
In Fig. 5, in order to further increase frequency selectivity and gain gain, mixer 11, oscillator 13 and BPF are used.
It is constructed of a so-called double superheterodyne type in which the signal is amplified by an amplifier 15. This mixer 11
The apparatus shown in FIG. 5 can operate even without the oscillator 13 and BPF amplifier 15.

BPF増幅器15の出力は、検波器17でその
振幅が検出され、ビデオフイルタ19にてノイズ
成分が除かれて、CRT20の縦軸に加えられる。
The amplitude of the output of the BPF amplifier 15 is detected by a detector 17, noise components are removed by a video filter 19, and the output is added to the vertical axis of the CRT 20.

以上のような第5図の装置では、第3図に示す
ような周波数スペクトラム波形がCRT20に表
示される(但し、図中の点は動作説明のためであ
り表示されるものではない)。その動作は次の如
くである。
In the apparatus shown in FIG. 5 as described above, a frequency spectrum waveform as shown in FIG. 3 is displayed on the CRT 20 (however, the dots in the figure are for explanation of operation and are not displayed). Its operation is as follows.

BPF増幅器9に印加される周波数Mは、(1)式
に示されるように、VCO5からの周波数Vによ
り周波数値がシフトされた周波数Lである。言替
えると、周波数Mは、入力周波数iの不要な成分
(測定対象外の成分)を除去した周波数Lを周波
Vでシフトさせた値である。
The frequency M applied to the BPF amplifier 9 is the frequency L whose frequency value is shifted by the frequency V from the VCO 5, as shown in equation (1). In other words, the frequency M is a value obtained by shifting the frequency L , which is obtained by removing unnecessary components (components not to be measured) of the input frequency i , by the frequency V.

具体例で述べると、今、スペクトラムアナライ
ザが0〜0の測定範囲を持つものである場合、第
5図に示した各周波数は、例えば次にように選択
される。VCO5の可変周波数範囲VV1
10)、ローパスフイルタ1の出力周波数L
0〜0、BPF増幅器の中心周波数1とする。
To give a specific example, if the spectrum analyzer has a measurement range of 0 to 0 , each frequency shown in FIG. 5 is selected as follows, for example. The variable frequency range V of VCO5 is V = 1 ~
( 1 + 0 ), output frequency L of low-pass filter 1 =
0 to 0 , the center frequency of the BPF amplifier is 1 .

従つて周波数Mは、或る瞬時の周波数値、例え
ば、VV1と、0〜0の周波数成分を含む周波
Lとのミキシングしたものであるから(1)式より
Mは(V10)〜V1の周波数成分を含んだ周波
数である。
Therefore, since the frequency M is a mixture of a certain instantaneous frequency value, for example, V = V1 , and a frequency L that includes frequency components from 0 to 0 , from equation (1),
M is a frequency that includes frequency components from ( V10 ) to V1 .

このような帯域を持つた周波数MのうちBPF
増幅器9におけるバンドパスフイルタの中心周波
1に該当する周波数値のみが、選択されて次段
へ通過することができる。従つて、この通過でき
る周波数は、VCO5の出力周波数Vをスイープ
することにより、シフトされることになる。
Among the frequencies M with such a band, the BPF
Only the frequency values corresponding to the center frequency 1 of the bandpass filter in the amplifier 9 can be selected and passed to the next stage. Therefore, this passable frequency is shifted by sweeping the output frequency V of the VCO 5.

従つて、第3図のような周波数スペクトラム波
形が得られるのである。
Therefore, a frequency spectrum waveform as shown in FIG. 3 is obtained.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、第5図のようなスペクトラムアナライ
ザにおいて、BPF増幅器9を介して検出された
信号(レベル信号)に対応する周波数の精度は、
VCO5の制御電圧−出力周波数特性(以下VCO
5の周波数確度と記す)に依存する。
However, in the spectrum analyzer as shown in FIG. 5, the accuracy of the frequency corresponding to the signal (level signal) detected via the BPF amplifier 9 is
Control voltage vs. output frequency characteristics of VCO5 (hereinafter referred to as VCO
5).

即ち、スペクトラムアナライザは第3図のよう
に横軸に周波数を取り、縦軸にその周波数におけ
る入力信号の成分をレベル表示している。そして
横軸の周波数目盛りは掃引発振器7の電圧値を用
いているので、この周波数目盛りの確度はVCO
5の周波数確度に依存するのである。
That is, as shown in FIG. 3, the spectrum analyzer takes frequency on the horizontal axis and displays the level of the input signal component at that frequency on the vertical axis. Since the frequency scale on the horizontal axis uses the voltage value of the sweep oscillator 7, the accuracy of this frequency scale is
It depends on the frequency accuracy of 5.

しかし、一般的にVCO5の制御電圧と出力周
波数の関係は、温度等により変化するので高い周
波数確度を得ることは困難である。
However, since the relationship between the control voltage of the VCO 5 and the output frequency generally changes depending on temperature and the like, it is difficult to obtain high frequency accuracy.

従つて、所望の周波数確度を得ようとすれば、
掃引発振器7で発生する鋸歯状波の電圧値を温度
等の条件によつて変えるような制御が必要である
が、このような制御は複雑であり、実用的ではな
い。
Therefore, if you want to obtain the desired frequency accuracy,
Although it is necessary to control the voltage value of the sawtooth wave generated by the sweep oscillator 7 depending on conditions such as temperature, such control is complicated and impractical.

また、第5図に示す従来の装置は、検出した信
号をプロセツサやコンピユータに取込んで高度な
処理を行なおうとしても、取込みのタイミングが
明確な構成でなく、この点からも周波数確度が非
常に悪い。
In addition, even if the conventional device shown in Fig. 5 attempts to import the detected signal into a processor or computer for advanced processing, the timing of the import is not clear, and from this point of view, the frequency accuracy is poor. Very bad.

本発明の目的は、周波数確度を正確にしたスペ
クトラムアナライザを提供することである。
An object of the present invention is to provide a spectrum analyzer with accurate frequency accuracy.

ロ 「発明の構成」 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決するために ランプ波形電圧が加えられるVCO5と、ロー
パスフイルタを通つた入力信号とVCO5の出力
信号をミキシングするミキサ3と、このミキサ3
の出力を導入しバンドパスフイルを備えたBPF
増幅器9と、を具備し、CRT上に入力信号の周
波数スペクトラム波形を表示する装置において、 スペクトラム波形の“データを取込むべき周波
数”(a,b,……)に相当する信号を設定する
プロセツサ34と、 VCO5の出力周波数に相当する信号を前記
“データを取込むべき周波数”に相当する信号と
比較する手段38,61と、 を備え、前記比較する手段38,61の出力信号
のタイミングに基づいて前記BPF増幅器9を介
して検出されたレベル信号を読取るようにしたも
のである。
B "Structure of the Invention" [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a VCO 5 to which a ramp waveform voltage is applied, an input signal passed through a low-pass filter, and an output signal of the VCO 5. Mixer 3 for mixing and this mixer 3
BPF with bandpass filter introducing the output of
In a device that displays a frequency spectrum waveform of an input signal on a CRT and is equipped with an amplifier 9, a processor that sets a signal corresponding to the "frequency at which data should be taken" (a, b, ...) of the spectrum waveform. 34, means 38, 61 for comparing a signal corresponding to the output frequency of the VCO 5 with a signal corresponding to the "frequency at which data should be taken"; Based on this, the level signal detected via the BPF amplifier 9 is read.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は、本発明に係るスペクトラムアナライ
ザの実施例を示した図である。第1図が第5図の
構成と異なる点は、第5図の掃引発振器7と
VCO5とCRT20部分の構成を別の構成にした
点である。一方、第5図のローパスフイルタ1と
ミキサ3とBPF増幅器9とミキサ11と発振器
13とBPF増幅器15と検波器17とビデオフ
イルタ19からなる回路については、特に構成上
の変更を加えていないので、第1図においては、
第5図と同様な構成素子番号を付して、これらの
再説明を省略する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a spectrum analyzer according to the present invention. The difference between the configuration in FIG. 1 and the configuration in FIG. 5 is that the sweep oscillator 7 in FIG.
The difference is that the VCO5 and CRT20 parts have different configurations. On the other hand, no particular configuration changes have been made to the circuit consisting of the low-pass filter 1, mixer 3, BPF amplifier 9, mixer 11, oscillator 13, BPF amplifier 15, detector 17, and video filter 19 shown in FIG. , in Figure 1,
The same constituent element numbers as in FIG. 5 are given, and their redescription will be omitted.

以下、第5図と異なる構成部分について説明す
る。第1図において、5はVCOであり、第5図
のVCO5に相当し、その出力はミキサ3に加え
られる。
Components different from those in FIG. 5 will be explained below. In FIG. 1, 5 is a VCO, which corresponds to VCO 5 in FIG. 5, and its output is applied to mixer 3.

Uは積分コンデンサc1が接続された増幅器で
あり、スイツチ45を介して導入した電流を積分
し、その結果得た信号をVCO5に加える。
U is an amplifier to which an integrating capacitor c1 is connected, which integrates the current introduced through the switch 45 and applies the resulting signal to the VCO 5.

31は基準周波数発振器であり、例えば一定な
温度に制御された水晶発振器を用いて、高安定な
周波数を出力するものである。
31 is a reference frequency oscillator, which outputs a highly stable frequency using, for example, a crystal oscillator controlled at a constant temperature.

32は可変分周器であり、プロセツサ34によ
り指定された分周比Nで基準周波数発振器31の
出力を分周し、周波数計数のためのゲート信号s2
をアンドゲート35に加えるとともにプロセツサ
34にもこの信号s2を加えている。
32 is a variable frequency divider, which divides the output of the reference frequency oscillator 31 by a frequency division ratio N specified by the processor 34, and generates a gate signal s2 for frequency counting.
is applied to the AND gate 35 and this signal s2 is also applied to the processor 34.

37はカウンタであり、アンドゲート35を通
過したVCO5からの信号s1を計数し、その計数
値Cを比較器38に出力する。なお、カウンタ3
7と可変分周器32には、プロセツサ34からク
リア信号s3が加えられている。
A counter 37 counts the signal s1 from the VCO 5 that has passed through the AND gate 35, and outputs the counted value C to the comparator 38. In addition, counter 3
7 and the variable frequency divider 32, a clear signal s3 is applied from the processor 34.

比較器38は、プロセツサ34からの設定信号
Mと前記カウンタ37からの信号Cとの大小を比
較し、その結果、p1,p2,p3の信号をオアゲート
39と帰還回路43に加える。
The comparator 38 compares the setting signal M from the processor 34 with the signal C from the counter 37, and applies the signals p 1 , p 2 and p 3 to the OR gate 39 and the feedback circuit 43 as a result.

オアゲート39の出力s4は、プロセツサ34に
加えられ、この信号s4がアクテイブとなつた時、
プロセツサ34は、AD変換器41の出力s5を読
込む。このAD変換器41の出力s5は、ビデオフ
イルタ19の出力信号(レベル信号)をデジタル
に変換したものである。
The output s4 of the OR gate 39 is applied to the processor 34, and when this signal s4 becomes active,
The processor 34 reads the output s5 of the AD converter 41. The output s5 of the AD converter 41 is the output signal (level signal) of the video filter 19 converted into a digital signal.

プロセツサ34からスペクトラム波形に関する
信号がCRTインターフエース40に送られ、こ
のCRTインターフエース40にて変換された信
号がCRT20の横軸と縦軸に加えられる。
A signal related to the spectrum waveform is sent from the processor 34 to the CRT interface 40, and the signal converted by the CRT interface 40 is applied to the horizontal and vertical axes of the CRT 20.

また、プロセツサ34からは設定信号DがDA
変換器46に送られ、そこでアナログ信号に変換
される。このアナログ信号はスイツチ45を介し
て増幅器Uからなる積分器に加えられる。その結
果、第6図に示すような信号波形が発生し、これ
がVCO5に加えられる。なお、第6図に付した
a,bの信号は、スイツチが接点aとbに接続さ
れた時に発生する波形に対応している。
Further, the setting signal D is sent from the processor 34 to DA.
It is sent to converter 46 where it is converted to an analog signal. This analog signal is applied via switch 45 to an integrator consisting of amplifier U. As a result, a signal waveform as shown in FIG. 6 is generated, and this is applied to the VCO 5. Note that the signals a and b shown in FIG. 6 correspond to the waveforms generated when the switch is connected to contacts a and b.

43は帰還回路であり、比較器38から信号
p1,p3を導入し、その出力はスイツチ45を介
して増幅器Uからなる積分器に加えられる。この
帰還回路43は周波数掃引時に働くものでなく、
周波数掃引を開始するスタート周波数に予め
VCO5をセツトするために働くものである。こ
れを第6図を用いて説明すれば、この帰還回路4
3が動作する時は、スイツチ45が接点aとな
り、積分器の出力は第6図のaに示すような波形
となつている。
43 is a feedback circuit, which receives the signal from the comparator 38.
p1 and p3 are introduced, and their outputs are applied to an integrator consisting of an amplifier U via a switch 45. This feedback circuit 43 does not work during frequency sweep;
Set the start frequency in advance to start the frequency sweep.
It works to set VCO5. To explain this using FIG. 6, this feedback circuit 4
3 is in operation, the switch 45 becomes contact a, and the output of the integrator has a waveform as shown in a of FIG.

以上のように構成された第1図のスペクトラム
アナライザの動作を説明する。
The operation of the spectrum analyzer shown in FIG. 1 configured as above will be explained.

まず、本発明の動作概要から説明する。 First, an overview of the operation of the present invention will be explained.

本発明では、VCO5の発振周波数Vを測定し、
その周波数V時のレベル信号をAD変換器41を
介して読込み、周波数とレベル信号をセツトとし
て把握することにより、周波数確度の高いスペク
トラム波形を得るようにしたものである。
In the present invention, the oscillation frequency V of VCO5 is measured,
By reading the level signal at the frequency V via the AD converter 41 and grasping the frequency and level signal as a set, a spectrum waveform with high frequency accuracy is obtained.

即ち、プロセツサ34で指定された或るパルス
幅Tkの信号s2を可変分周器32からアンドゲー
ト35に加える。アンドゲート35はこのパルス
幅Tkの期間ゲートを開け、VCO5からの信号を
カウンタ37に加える。アンドゲート35を通過
する信号の数は、VCO5の発振周波数に対応す
る。
That is, a signal s2 having a certain pulse width T k specified by the processor 34 is applied from the variable frequency divider 32 to the AND gate 35 . The AND gate 35 opens the gate for a period of this pulse width T k and adds the signal from the VCO 5 to the counter 37 . The number of signals passing through the AND gate 35 corresponds to the oscillation frequency of the VCO 5.

プロセツサ34は、所定の“データを取込むべ
き周波数”aの信号をカウンタ37でTkの期間、
計数した時の値を予め算出することができ、この
設定信号Mを比較器38にセツトする。
The processor 34 uses a counter 37 to input a signal of a predetermined "frequency at which data should be taken" a for a period of Tk .
The value at the time of counting can be calculated in advance, and this setting signal M is set in the comparator 38.

そして、カウンタ37からの信号Cがこの設定
信号Mと一致又は越えた時、直ちにAD変換器4
1の値Vaを読込めば、周波数aとレベル信号Va
とをセツトで把握することができる。
When the signal C from the counter 37 matches or exceeds the setting signal M, the AD converter 4 immediately
If you read the value Va of 1, the frequency a and level signal Va
can be understood in sets.

その後プロセツサ34は次に“データを取込む
べき周波数”b時の設定信号Mを比較器38に
セツトし、上述の動作を繰返して第3図に示すよ
うな波形データを得る。
Thereafter, the processor 34 next sets the setting signal M at the "frequency at which data should be taken" b into the comparator 38, and repeats the above operation to obtain waveform data as shown in FIG.

以下、詳細に動作説明を行なう。 The operation will be explained in detail below.

(A) スイツチ45の接点が“b”の場合 周波数掃引をするには、プロセツサ34はスイ
ツチ45を接点b側にする。プロセツサ34はデ
ジタル信号DをDA変換器46へ加え、これをア
ナログ信号に変換して増幅器Uからなる積分器に
加えると、第6図の期間bに示すようなランプ
(ramp)波形が得られる。VCO5はこのランプ
波形の電圧にしたがつて、その出力周波数Vを変
化させる。
(A) When the contact of the switch 45 is "b" To perform a frequency sweep, the processor 34 sets the switch 45 to the contact b side. Processor 34 applies digital signal D to DA converter 46, which converts it to an analog signal and applies it to an integrator consisting of amplifier U, resulting in a ramp waveform as shown in period b of FIG. . The VCO 5 changes its output frequency V according to the voltage of this ramp waveform.

なお、周波数掃引を開始する直前までは、後述
する(B)の方法により、積分器の出力電圧は掃引ス
タート周波数Sに相当する電圧と等しいか低い電
圧に予め制御されているものとする。もし、この
ようにしないと、途中の半端な周波数から掃引が
開始され、好ましくないからである。
It is assumed that the output voltage of the integrator is controlled in advance to a voltage equal to or lower than the voltage corresponding to the sweep start frequency S by the method (B) described later until just before the frequency sweep is started. If this is not done, the sweep will start from an odd frequency in the middle, which is undesirable.

一方、プロセツサ34は可変分周器32に信号
Nを送り、可変分周器32から得られるパルス幅
を指定する。このパルス幅は基準周波数発振器3
1からの信号を分周して得たものであるから、正
確かつ安定である。
On the other hand, the processor 34 sends a signal N to the variable frequency divider 32 to designate the pulse width obtained from the variable frequency divider 32. This pulse width is the reference frequency oscillator 3
Since it is obtained by dividing the signal from 1, it is accurate and stable.

このパルス幅の期間(例えばTk)、アンドゲー
ト35はゲートを開放してVCO5の周波数信号
s1をカウンタ37に加える。カウンタ37はこの
期間Tk後、その計数値Cを比較器38に出力す
る。比較器38はプロセツサ34からセツトされ
た設定信号Mと、カウンタ37の信号Cの大小を
比較し、 C<M なら信号p1 C=M なら信号p2 C>M なら信号p3 のように信号p1〜p3のどれか1つをアクテイブ
にする。プロセツサ34から比較器38にセツト
された設定信号Maは、例えば、周波数aを期間
Tkだけカウントした時の計数値に該当する。
During this pulse width period (for example, T k ), the AND gate 35 opens the gate and outputs the frequency signal of the VCO 5.
Add s1 to counter 37. After this period Tk , the counter 37 outputs its count value C to the comparator 38. The comparator 38 compares the setting signal M set by the processor 34 with the signal C of the counter 37, and if C<M, the signal p1, if C=M, the signal p2, and if C>M, the signal p3. Activate one of p3. The setting signal Ma set from the processor 34 to the comparator 38 is, for example,
This corresponds to the count value when T k is counted.

ここで、C<Maなら信号p2,p3はノンアクテ
イブであるから、プロセツサ34はクリア信号s3
を出力してカウンタ37と可変分周器32の内容
をクリアする。そして可変分周器32からパルス
幅Tkの信号が再度アンドゲート35に加えられ、
C=Ma,又はC>Maとなるまで以上の動作を
繰返す。
Here, if C<Ma, the signals p2 and p3 are non-active, so the processor 34 outputs the clear signal s3.
is output to clear the contents of the counter 37 and variable frequency divider 32. Then, a signal with a pulse width T k from the variable frequency divider 32 is applied again to the AND gate 35.
Repeat the above operations until C=Ma or C>Ma.

なお、信号p2,p3の検査タイミングを説明す
ると、可変分周器32の出力s2が立下がつた所で
カウンタ37の動作が終了するわけであるから、
プロセツサ34は信号s2の立下り時点で、信号
p2,p3がアクテイブか否かを調べている。
Furthermore, to explain the inspection timing of the signals p2 and p3, the operation of the counter 37 ends when the output s2 of the variable frequency divider 32 falls.
The processor 34 processes the signal at the falling edge of the signal s2.
Checking whether p2 and p3 are active.

C=Ma,又はC>Maとなると、信号p2,p3
はアクテイブとなるから、オアゲート39を介し
てプロセツサ34はその旨を知り、同時にAD変
換器41の出力データ(例えばVa)を読み込む。
従つて、レベル信号Vaの周波数はaであり、プ
ロセツサ34は、周波数aとレベル信号Vaを表
わす信号をCRTインターフエース40に送り、
CRT20にて、第3図の(a,Va)の点が表示
される。
When C=Ma or C>Ma, signals p2, p3
becomes active, the processor 34 learns of this via the OR gate 39, and at the same time reads the output data (for example, Va) of the AD converter 41.
Therefore, the frequency of the level signal Va is a, and the processor 34 sends a signal representing the frequency a and the level signal Va to the CRT interface 40,
Points (a, Va) in Figure 3 are displayed on the CRT20.

次にプロセツサ34は、“データを取込むべき
周波数”bに該当する新たなデータMbを比較器
38にセツトするとともに、クリア信号s3をカウ
ンタ37と可変分周器32に加えて、上述した動
作を繰返し、周波数bを比較器38にて検出し
た時のレベル信号Vbを読込む。
Next, the processor 34 sets new data Mb corresponding to the "frequency at which data should be taken" b in the comparator 38, and also adds a clear signal s3 to the counter 37 and variable frequency divider 32, and performs the above-mentioned operation. is repeated, and the level signal Vb when the frequency b is detected by the comparator 38 is read.

なお“データを取込むべき周波数”(第3図で
はa,b,c,……)は、通常、或る周波数〓間
隔であるため、Mの値は或る数mを順次加算する
ようにしても良い。
Note that the "frequency at which data should be captured" (a, b, c, ... in Figure 3) is usually at a certain frequency interval, so the value of M is set by adding a certain number m sequentially. It's okay.

その後、第3図のようにc,……と次々と所定
の回数、上述の動作を繰返し、第3図に示すスペ
クトル波形の1スイープ分を走査する。以上の走
査期間を第6図で示せば期間bに相当する。
Thereafter, as shown in FIG. 3, the above-described operation is repeated a predetermined number of times as c, . . . one after another, to scan one sweep of the spectrum waveform shown in FIG. If the above scanning period is shown in FIG. 6, it corresponds to period b.

次にプロセツサ34はスイツチ45を接点a側
に切換える。
Next, the processor 34 switches the switch 45 to the contact a side.

(B) スイツチ45の接点が“a”の場合 スイツチ45の接点が“a”の場合は、非掃引
時の場合であつて、次の掃引に備えてVCO5の
周波数をスタート周波数にセツトするための動作
を行なう。
(B) When the contact of the switch 45 is "a" When the contact of the switch 45 is "a", it is in the non-sweep mode, and the frequency of the VCO 5 is set to the start frequency in preparation for the next sweep. Perform the following actions.

帰還回路43は、導入した信号s1がアクテイブ
なら例えば、正の信号を出力し、信号s3がアクテ
イブなら負の信号を出力するように動作する。
The feedback circuit 43 operates to output, for example, a positive signal if the introduced signal s1 is active, and to output a negative signal if the signal s3 is active.

今、第1図の装置は、第3図に示すように周波
Sから周波数掃引をスタートすると仮定すれば
プロセツサ34はこの周波数Sに相当する設定信
号MSを比較器38にセツトする。通常、第3図
の周波数掃引を1スイープ分完了した時の周波数
Eは、Sより大である。従つて、比較器38にお
いて、C>MSとなるため、信号p3がアクテイブ
となり、帰還回路43はVCO5の周波数が減少
するような極性の信号(負の信号)を積分器に加
える。
Now, assuming that the apparatus of FIG. 1 starts the frequency sweep from frequency S as shown in FIG. 3, processor 34 sets a setting signal M S corresponding to this frequency S in comparator 38. Normally, the frequency when one sweep of the frequency sweep shown in Figure 3 is completed
E is greater than S. Therefore, in the comparator 38, since C>M S , the signal p3 becomes active, and the feedback circuit 43 applies a polarity signal (negative signal) that reduces the frequency of the VCO 5 to the integrator.

そして、ついに比較器38において、C<MS
となると、信号p1がアクテイブとなるので帰還
回路43の出力が正となり、第6図に示すように
増幅器Uからなる積分器の出力は、増加方向にな
る。
Finally, in the comparator 38, C<M S
Then, since the signal p1 becomes active, the output of the feedback circuit 43 becomes positive, and as shown in FIG. 6, the output of the integrator consisting of the amplifier U becomes in an increasing direction.

以下、信号p1とp3が交互にかつ頻繁にアクテ
イブとなり、積分器の出力電圧はほぼ一定値に維
持される。従つて、VCO5の周波数も掃引開始
の周波数Sに相当する周波数を維持し、次の掃引
に備える。
Thereafter, the signals p1 and p3 become active alternately and frequently, and the output voltage of the integrator is maintained at a substantially constant value. Therefore, the frequency of the VCO 5 is also maintained at a frequency corresponding to the frequency S at the start of the sweep in preparation for the next sweep.

以上のようにして、第3図に示すようなスペク
トラム波形がCRT20に表示される。
In the above manner, a spectrum waveform as shown in FIG. 3 is displayed on the CRT 20.

なお、DA変換器46の出力を変化させると、
第6図の期間bにおけるランプ電圧の傾斜が変化
して、その結果、掃引スピードが変化する。
Note that when the output of the DA converter 46 is changed,
The slope of the ramp voltage during period b of FIG. 6 changes, resulting in a change in the sweep speed.

また、可変分周器32から出力する信号s2のパ
ルス幅は、VCO5の周波数とカウンタ37の計
数範囲を勘案して設定する。即ち、プロセツサ3
4から設定したパルス幅が広すぎると、その期間
ではカウンタ37がオーバーフローしてしまう
し、逆に、パルス幅が狭すぎると、その期間では
カウンタ37の計数値が少なくて精度良く周波数
を検出することができなくなる。
Further, the pulse width of the signal s2 output from the variable frequency divider 32 is set in consideration of the frequency of the VCO 5 and the counting range of the counter 37. That is, processor 3
If the pulse width set from 4 is too wide, the counter 37 will overflow in that period, and conversely, if the pulse width is too narrow, the count value of the counter 37 will be small in that period, making it impossible to accurately detect the frequency. I won't be able to do that.

なお、第1図において比較器38の機能をプロ
セツサ34の中に取込み、プロセツサ34にカウ
ンタ37の出力Cを導入し、プロセツサ34から
信号p1〜p3を出力するようにしても上述と同様
な動作を行なうことができるのは明らかである。
Note that even if the function of the comparator 38 is incorporated into the processor 34 in FIG. 1, the output C of the counter 37 is introduced into the processor 34, and the signals p1 to p3 are outputted from the processor 34, the same operation as described above can be obtained. It is clear that this can be done.

また、上述では、周波数−レベル信号の1デー
タが得られたら、CRTインターフエース40を
介してCRT20へ逐次その表示を行なうとして
説明したが、周波数−レベル信号のデータを1ス
イープ分まとめてメモリ手段(図示せず)に一旦
格納し、1スイープ分が完了してから、スペクト
ラム波形をCRT20へ表示するようにしても良
い。
Furthermore, in the above description, when one data of the frequency-level signal is obtained, it is sequentially displayed on the CRT 20 via the CRT interface 40. (not shown), and after one sweep is completed, the spectrum waveform may be displayed on the CRT 20.

更にVCO5の出力周波数が高く、カウンタ3
7で直接に計数できない場合には、VCO5の出
力を別の周波数0をミキシングして、低い周波数
に変換し、それをアンドゲート35を介してカウ
ンタ37に印加すればよい。
Furthermore, the output frequency of VCO5 is high, and counter 3
If it is not possible to directly count at 7, the output of VCO 5 may be mixed with another frequency 0 , converted to a lower frequency, and applied to counter 37 via AND gate 35.

第2図は本発明の別の構成例を示した図であ
る。基本的な動作は第1図の装置と同じである。
即ち、VCO5の周波数を監視し、AD変換器41
のデータ(レベル信号)を取込むか否かを決める
ものである。
FIG. 2 is a diagram showing another configuration example of the present invention. The basic operation is the same as the device shown in FIG.
That is, the frequency of the VCO 5 is monitored and the AD converter 41
This determines whether or not to import the data (level signal).

第2図が第1図と異なる点は、第1図装置にお
ける基準周波数発振器31,可変分周器32,ア
ンドゲート35,カウンタ37,比較器38,帰
還回路43,オアゲート39を除去し、その代り
に、位相検出器61と、可変分周器62,64と
基準周波数発振器63とを設けるようにした点で
ある。なお、基準周波数発振器63と可変分周器
64は、第1図装置のものと異なる機能を果すた
めのものであるから、第1図とは別の構成素子番
号を付した。
The difference between FIG. 2 and FIG. 1 is that the reference frequency oscillator 31, variable frequency divider 32, AND gate 35, counter 37, comparator 38, feedback circuit 43, and OR gate 39 in the device shown in FIG. Instead, a phase detector 61, variable frequency dividers 62 and 64, and a reference frequency oscillator 63 are provided. Note that the reference frequency oscillator 63 and the variable frequency divider 64 are provided with different component numbers from those in FIG. 1 because they perform functions different from those in the device shown in FIG.

その他の構成素子は、第1図と同じであるた
め、第1図と同様な構成素子番号を付してその再
説明は省略する。
Since the other constituent elements are the same as those in FIG. 1, the same constituent element numbers as in FIG. 1 are given, and their redescription will be omitted.

第2図においては、VCO5の出力をミキサ3
の他に可変分周器62にも加えている。この可変
分周器62はプロセツサ34からの信号spによ
り、その分周比が制御される。可変分周器62の
出力周波数をGとする。この周波数Gは位相検出
器61に加えられる。位相検出器61の出力は、
スイツチ45を介して増幅器Uからなる積分器に
加えられるとともにプロセツサ34にも加えられ
る。基準周波数発振器63は、例えば一定な温度
に制御された水晶発振器で構成され、その出力を
可変分周器64に加える。可変分周器64の分周
比はプロセツサからの信号により制御される。可
変分周器64の出力周波数をHとする。
In Figure 2, the output of VCO5 is connected to mixer 3.
In addition, it is also added to the variable frequency divider 62. The frequency division ratio of this variable frequency divider 62 is controlled by a signal sp from the processor 34. Let G be the output frequency of the variable frequency divider 62. This frequency G is applied to a phase detector 61. The output of the phase detector 61 is
The signal is applied to an integrator consisting of an amplifier U via a switch 45, and is also applied to the processor 34. The reference frequency oscillator 63 is composed of, for example, a crystal oscillator controlled at a constant temperature, and applies its output to the variable frequency divider 64. The frequency division ratio of variable frequency divider 64 is controlled by a signal from the processor. Let the output frequency of the variable frequency divider 64 be H.

このような第2図の装置の動作を説明する。 The operation of the apparatus shown in FIG. 2 will be explained.

掃引時は、スイツチ45を接点b側とする。こ
の場合、増幅器Uからなる積分器には、DA変換
器46を介して或るレベルの電流が加えられるの
で積分器の出力は上昇し、VCO5の出力周波数
も上昇する。VCO5の出力周波数Vは、可変分
周器62を介して分周され、周波数Gとなつて、
位相検出器61に加えられる。
During sweeping, switch 45 is set to contact b side. In this case, a certain level of current is applied to the integrator made up of the amplifier U via the DA converter 46, so the output of the integrator increases and the output frequency of the VCO 5 also increases. The output frequency V of the VCO 5 is divided via the variable frequency divider 62 to become the frequency G.
It is added to the phase detector 61.

一方、プロセツサ34は、可変分周器64を介
してVCO5の周波数VG)と比較する周波数H
の値を設定することができる。
On the other hand, the processor 34 outputs a frequency H to be compared with the frequency V ( G ) of the VCO 5 via the variable frequency divider 64.
You can set the value of .

位相検出器61は、2つの入力信号の周波数に
関してGH又はGHが分る信号s7をプロセツ
サ34に伝えることができる。
The phase detector 61 can convey to the processor 34 a signal s7 in which G < H or G > H is known with respect to the frequencies of the two input signals.

従つて、プロセツサ34はこの信号s7の極性が
切替わつた時点でAD変換器41の出力を読込
み、所定の“データを取込むべき周波数”におけ
るレベル信号を得ることができる。
Therefore, the processor 34 reads the output of the AD converter 41 at the time when the polarity of the signal s7 is switched, and can obtain a level signal at a predetermined "frequency at which data should be taken."

次にプロセツサ34は可変分周器64の分周比
をかえて、第3図に示すように、次に“データを
取込むべき周波数”に対応するようにHを設定す
る。
Next, the processor 34 changes the frequency division ratio of the variable frequency divider 64 and sets H so as to correspond to the next "frequency at which data should be taken in", as shown in FIG.

以下、上述の動作を繰返し、第3図のようなス
ペクトラム波形を得る。
Thereafter, the above-described operation is repeated to obtain a spectrum waveform as shown in FIG.

このような1スイープが終了した後は、スイツ
チ45の接点をa側とし、phase locked loopを
形成する。そして、プロセツサ34は可変分周器
64の出力周波数Hを所定の値に設定することに
より、VCO5の出力周波数をスタート周波数S
にロツクすることができる。
After one sweep is completed, the contact of the switch 45 is set to the a side, forming a phase locked loop. Then, the processor 34 changes the output frequency of the VCO 5 to the start frequency S by setting the output frequency H of the variable frequency divider 64 to a predetermined value.
can be locked to

ハ 「本発明の効果」 以上述べたように、本発明によれば、VCOの
出力周波数を監視し、この監視した値が“データ
を取込むべき周波数”の値を横切つた時に、レベ
ル信号を読取るようにしているので、周波数確度
が高いスペクトラムアナライザを実現することが
できる。
C. ``Effects of the present invention'' As described above, according to the present invention, the output frequency of the VCO is monitored, and when this monitored value crosses the value of the "frequency at which data should be taken", the level signal is , it is possible to realize a spectrum analyzer with high frequency accuracy.

また、非掃引時にはスタート周波数にロツクし
ているので、次の掃引が直ちに行える。
Furthermore, since it is locked to the start frequency during non-sweeping, the next sweep can be performed immediately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るスペクトラムアナライザ
の構成例を示した図、第2図は本発明の別の構成
例を示した図、第3図はCRTに表示されるスペ
クトラム波形の例を示した図、第4図は鋸歯状波
を示した図、第5図は従来のスペクトラムアナラ
イザの構成例を示した図、第6図は第1図装置の
VCOに加えられる電圧波形を示した図である。 1……ローパスフイルタ、3……ミキサ、5…
…VCO、9……BPF増幅器、20……CRT、3
1,63……基準周波数発振器、32,62,6
4……可変分周器、34……プロセツサ、37…
…カウンタ、38……比較器、43……帰還回
路、45……スイツチ、61……位相検出器。
Figure 1 shows an example of the configuration of a spectrum analyzer according to the present invention, Figure 2 shows another example of the configuration of the invention, and Figure 3 shows an example of a spectrum waveform displayed on a CRT. Figure 4 shows a sawtooth wave, Figure 5 shows an example of the configuration of a conventional spectrum analyzer, and Figure 6 shows the configuration of the device shown in Figure 1.
FIG. 3 is a diagram showing a voltage waveform applied to a VCO. 1...Low pass filter, 3...Mixer, 5...
...VCO, 9...BPF amplifier, 20...CRT, 3
1,63...Reference frequency oscillator, 32,62,6
4... variable frequency divider, 34... processor, 37...
... Counter, 38 ... Comparator, 43 ... Feedback circuit, 45 ... Switch, 61 ... Phase detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ランプ波形電圧が加えられるVCO5と、ロ
ーパスフイルタを通つた入力信号とVCO5の出
力信号をミキシングするミキサ3と、このミキサ
3の出力を導入しバンドパスフイルを備えた
BPF増幅器9と、を具備し、CRT上に入力信号
の周波数スペクトラム波形を表示する装置におい
て、 スペクトラム波形のデータを取込むべき周波数
(a,b,……)に相当する信号を設定するプロ
セツサ34と、 VCO5の出力周波数に相当する信号を前記デ
ータを取込むべき周波数に相当する信号と比較す
る手段38,61と、 を備え、前記比較する手段38,61の出力信号
のタイミングに基づいて前記BPF増幅器9を介
して検出されたレベル信号を読取るようにしたこ
とを特徴とするスペクトラムアナライザ。
[Claims] 1. A VCO 5 to which a ramp waveform voltage is applied, a mixer 3 that mixes the input signal passed through the low-pass filter and the output signal of the VCO 5, and a band-pass filter to which the output of the mixer 3 is introduced.
A processor 34 that sets a signal corresponding to the frequency (a, b, ...) at which data of the spectrum waveform should be taken in, in a device that displays a frequency spectrum waveform of an input signal on a CRT. and means 38, 61 for comparing a signal corresponding to the output frequency of the VCO 5 with a signal corresponding to the frequency at which the data should be taken, A spectrum analyzer characterized in that a level signal detected through a BPF amplifier 9 is read.
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