特開 2017-163325 位相雑音最適化装置及び位相雑音最適化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-163325(P2017-163325A)

(43)【公開日】2017年9月14日

(54)【発明の名称】位相雑音最適化装置及び位相雑音最適化方法

(51)【国際特許分類】

   H03L 7/093 20060101AFI20170818BHJP

   H03L 7/08 20060101ALI20170818BHJP

   G01R 29/02 20060101ALI20170818BHJP

   G01R 29/26 20060101ALI20170818BHJP

【ＦＩ】

   H03L7/093

   H03L7/08 220

   G01R29/02 L

   G01R29/26

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-45779(P2016-45779)

(22)【出願日】2016年3月9日

(71)【出願人】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 軍一郎

(72)【発明者】

【氏名】大谷 暢

【テーマコード（参考）】

5J106

【Ｆターム（参考）】

5J106AA04

5J106BB05

5J106CC01

5J106CC21

5J106CC42

5J106CC55

5J106DD06

5J106DD08

5J106DD36

5J106GG07

5J106KK25

(57)【要約】

【課題】オフセット周波数に応じた最適な位相雑音を自動的に測定することができる位相雑音最適化装置及び位相雑音最適化方法を提供する。
【解決手段】複数の測定周波数範囲のうち、あらかじめ定められた少なくとも１つの測定周波数範囲において、フィルタ選択部１６により選択された少なくとも２つのＬＰＦ１５ａ，１５ｂに対応した、少なくとも２種類の位相雑音データを生成する位相雑音データ生成部２８と、少なくとも２種類の位相雑音データを比較する比較部２９と、比較部２９による比較結果に基づいた最適化位相雑音データを生成する位相雑音最適化部３０と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準信号を発生させる基準信号発生部（１１）と、
入力された信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御する電圧制御発振部（１２）と、
前記電圧制御発振部からの出力信号と前記基準信号との周波数差及び位相差に応じた誤差信号を出力する位相比較器（１３）と、
カットオフ周波数の異なる複数のローパスフィルタ（１５）、及び、前記複数のローパスフィルタから１つのローパスフィルタを選択するフィルタ選択部（１６）を有し、前記フィルタ選択部により選択されたローパスフィルタによって前記誤差信号の低周波成分を通過させて前記電圧制御発振部に入力するループフィルタ（１４）と、を有するＰＬＬ回路（１０）を備えた位相雑音最適化装置（１）であって、
被試験対象（１００）からの被測定信号を、前記電圧制御発振部からの前記出力信号と混合することにより周波数変換する周波数変換部（２１）と、
前記周波数変換部により周波数変換された被測定信号をディジタルデータとしての時間領域データに変換するＡ／Ｄ変換器（２２）と、
あらかじめ定められた複数の測定周波数範囲ごとに、前記時間領域データから位相雑音を算出して、周波数領域の複数の位相雑音データを生成する位相雑音算出部（２４）と、を備え、
前記位相雑音算出部は、
前記複数の測定周波数範囲のうち、あらかじめ定められた少なくとも１つの測定周波数範囲において、前記フィルタ選択部により選択された少なくとも２つのローパスフィルタをそれぞれ通過した誤差信号に基づいた、少なくとも２種類の前記位相雑音データを生成する位相雑音データ生成部（２８）と、
前記位相雑音データ生成部により生成された少なくとも２種類の前記位相雑音データを比較する比較部（２９）と、
前記比較部による比較結果に基づいた最適化位相雑音データを生成する位相雑音最適化部（３０）と、を含むことを特徴とする位相雑音最適化装置。

【請求項2】

前記比較部は、前記位相雑音データ生成部により生成された少なくとも２種類の前記位相雑音データの大小関係を周波数ごとに比較し、
前記位相雑音最適化部は、前記少なくとも２種類の位相雑音データについて、周波数ごとの最も小さい位相雑音の値が所定周波数範囲以上にわたって連続して１種類の前記位相雑音データの値であった場合に、当該所定周波数範囲以上にわたって連続した１種類の前記位相雑音データの値を有する最適化位相雑音データを生成することを特徴とする請求項１に記載の位相雑音最適化装置。

【請求項3】

前記ループフィルタが有する前記複数のローパスフィルタの個数が２個であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位相雑音最適化装置。

【請求項4】

基準信号を発生させる基準信号発生部（１１）と、
入力された信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御する電圧制御発振部（１２）と、
前記電圧制御発振部からの出力信号と前記基準信号との周波数差及び位相差に応じた誤差信号を出力する位相比較器（１３）と、
カットオフ周波数の異なる複数のローパスフィルタ（１５）、及び、前記複数のローパスフィルタから１つのローパスフィルタを選択するフィルタ選択部（１６）を有し、前記フィルタ選択部により選択されたローパスフィルタによって前記誤差信号の低周波成分を通過させて前記電圧制御発振部に入力するループフィルタ（１４）と、を有するＰＬＬ回路（１０）の位相雑音を最適化する位相雑音最適化方法であって、
被試験対象（１００）からの被測定信号を、前記電圧制御発振部からの前記出力信号と混合することにより周波数変換する周波数変換ステップ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６）と、
前記周波数変換ステップで周波数変換された被測定信号をディジタルデータとしての時間領域データに変換するＡ／Ｄ変換ステップ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６）と、
あらかじめ定められた複数の測定周波数範囲ごとに、前記時間領域データから位相雑音を算出して、周波数領域の複数の位相雑音データを生成する位相雑音算出ステップ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６）と、を含み、
前記位相雑音算出ステップは、
前記複数の測定周波数範囲のうち、あらかじめ定められた少なくとも１つの測定周波数範囲において、前記フィルタ選択部により選択された少なくとも２つのローパスフィルタにそれぞれ通過した誤差信号に基づいた、少なくとも２種類の前記位相雑音データを生成する位相雑音データ生成ステップ（Ｓ３，Ｓ５）と、
前記位相雑音データ生成ステップで生成された少なくとも２種類の前記位相雑音データを比較する比較ステップ（Ｓ７）と、
前記比較ステップでの比較結果に基づいた最適化位相雑音データを生成する位相雑音最適化ステップ（Ｓ８）と、を含むことを特徴とする位相雑音最適化方法。

【請求項5】

前記比較ステップは、前記位相雑音データ生成ステップで生成された少なくとも２種類の前記位相雑音データの大小関係を周波数ごとに比較し、
前記位相雑音最適化ステップは、前記少なくとも２種類の位相雑音データについて、周波数ごとの最も小さい位相雑音の値が所定周波数範囲以上にわたって連続して１種類の前記位相雑音データの値であった場合に、当該所定周波数範囲以上にわたって連続した１種類の前記位相雑音データの値を有する最適化位相雑音データを生成することを特徴とする請求項４に記載の位相雑音最適化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位相雑音最適化装置及び位相雑音最適化方法に関し、特に、スペクトラムアナライザに搭載されるＰＬＬ回路の位相雑音を最適化する位相雑音最適化装置及び位相雑音最適化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高性能な位相雑音性能を持つＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路は、スペクトラムアナライザや信号発生器等の発振回路として好適に用いられる（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図４に従来のＰＬＬ回路の基本構成を示す。従来のＰＬＬ回路４０は、基準信号を発生させる基準信号発生部４１と、入力された信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御するＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）４２と、ＶＣＯ４２からの出力信号と基準信号との位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較器４３と、位相差信号の低周波成分を通過させてＶＣＯ４２に入力するループフィルタ４４と、を有する。

【0004】

ＰＬＬ回路４０は、オフセット周波数ごとに位相雑音を最適にするためのループフィルタ４４として、位相雑音を低減できる周波数範囲が互いに異なる複数のローパスフィルタ（ＬＰＦ）を持っている。ここでのオフセット周波数とは、ＰＬＬ回路４０のＶＣＯ４２からの出力信号の中心周波数を基準（ゼロ）として表した周波数である。これらの複数のＬＰＦは、スイッチ４５により１つのＬＰＦのみが選択されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−８４０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のＰＬＬ回路では、位相雑音を最適化するためには、使用するＬＰＦをオフセット周波数ごとに切り替える設定をユーザ自身が行う必要があった。しかしながら、熟練者ではないユーザにとっては、オフセット周波数に応じて位相雑音が最小となるＬＰＦを判断することは容易ではない。また、ＬＰＦを切り替えて測定を行うことにより、複数の測定データが生成されることになるが、これらのデータからオフセット周波数ごとに位相雑音が最小となるデータを、ユーザ自身が市販の表計算ソフトなどを用いて抽出する作業は手間が掛かるものであった。

【0007】

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、ユーザ自身がループフィルタを構成する複数のＬＰＦを切り替える設定を行うことなく、オフセット周波数に応じた最適な位相雑音を自動的に測定することができる位相雑音最適化装置及び位相雑音最適化方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１の位相雑音最適化装置は、基準信号を発生させる基準信号発生部と、入力された信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御する電圧制御発振部と、前記電圧制御発振部からの出力信号と前記基準信号との周波数差及び位相差に応じた誤差信号を出力する位相比較器と、カットオフ周波数の異なる複数のローパスフィルタ、及び、前記複数のローパスフィルタから１つのローパスフィルタを選択するフィルタ選択部を有し、前記フィルタ選択部により選択されたローパスフィルタによって前記誤差信号の低周波成分を通過させて前記電圧制御発振部に入力するループフィルタと、を有するＰＬＬ回路を備えた位相雑音最適化装置であって、被試験対象からの被測定信号を、前記電圧制御発振部からの前記出力信号と混合することにより周波数変換する周波数変換部と、前記周波数変換部により周波数変換された被測定信号をディジタルデータとしての時間領域データに変換するＡ／Ｄ変換器と、あらかじめ定められた複数の測定周波数範囲ごとに、前記時間領域データから位相雑音を算出して、周波数領域の複数の位相雑音データを生成する位相雑音算出部と、を備え、前記位相雑音算出部は、前記複数の測定周波数範囲のうち、あらかじめ定められた少なくとも１つの測定周波数範囲において、前記フィルタ選択部により選択された少なくとも２つのローパスフィルタをそれぞれ通過した誤差信号に基づいた、少なくとも２種類の前記位相雑音データを生成する位相雑音データ生成部と、前記位相雑音データ生成部により生成された少なくとも２種類の前記位相雑音データを比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づいた最適化位相雑音データを生成する位相雑音最適化部と、を含む構成である。

【0009】

この構成により、ユーザ自身がループフィルタを構成する複数のＬＰＦを切り替える設定を行うことなく、オフセット周波数に応じた最適な位相雑音を自動的に測定することができる。

【0010】

また、本発明の請求項２の位相雑音最適化装置においては、前記比較部は、前記位相雑音データ生成部により生成された少なくとも２種類の前記位相雑音データの大小関係を周波数ごとに比較し、前記位相雑音最適化部は、前記少なくとも２種類の位相雑音データについて、周波数ごとの最も小さい位相雑音の値が所定周波数範囲以上にわたって連続して１種類の前記位相雑音データの値であった場合に、当該所定周波数範囲以上にわたって連続した１種類の前記位相雑音データの値を有する最適化位相雑音データを生成する構成である。

【0011】

この構成により、周波数ごとの最も小さい位相雑音の値が所定周波数範囲以上にわたって連続して１種類の位相雑音データの値であることを条件として、当該１種類の位相雑音データの値を有する最適化位相雑音データを生成することにより、スプリアスの影響を避けて最適な位相雑音カーブを得ることができる。

【0012】

また、本発明の請求項３の位相雑音最適化装置においては、前記ループフィルタが有する前記複数のローパスフィルタの個数が２個であってもよい。

【0013】

また、本発明の請求項４の位相雑音最適化方法は、基準信号を発生させる基準信号発生部と、入力された信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御する電圧制御発振部と、前記電圧制御発振部からの出力信号と前記基準信号との周波数差及び位相差に応じた誤差信号を出力する位相比較器と、カットオフ周波数の異なる複数のローパスフィルタ、及び、前記複数のローパスフィルタから１つのローパスフィルタを選択するフィルタ選択部を有し、前記フィルタ選択部により選択されたローパスフィルタによって前記誤差信号の低周波成分を通過させて前記電圧制御発振部に入力するループフィルタと、を有するＰＬＬ回路の位相雑音を最適化する位相雑音最適化方法であって、被試験対象からの被測定信号を、前記電圧制御発振部からの前記出力信号と混合することにより周波数変換する周波数変換ステップと、前記周波数変換ステップで周波数変換された被測定信号をディジタルデータとしての時間領域データに変換するＡ／Ｄ変換ステップと、あらかじめ定められた複数の測定周波数範囲ごとに、前記時間領域データから位相雑音を算出して、周波数領域の複数の位相雑音データを生成する位相雑音算出ステップと、を含み、前記位相雑音算出ステップは、前記複数の測定周波数範囲のうち、あらかじめ定められた少なくとも１つの測定周波数範囲において、前記フィルタ選択部により選択された少なくとも２つのローパスフィルタにそれぞれ通過した誤差信号に基づいた、少なくとも２種類の前記位相雑音データを生成する位相雑音データ生成ステップと、前記位相雑音データ生成ステップで生成された少なくとも２種類の前記位相雑音データを比較する比較ステップと、前記比較ステップでの比較結果に基づいた最適化位相雑音データを生成する位相雑音最適化ステップと、を含む構成である。

【0014】

この構成により、ユーザ自身がループフィルタを構成する複数のＬＰＦを切り替える設定を行うことなく、オフセット周波数に応じた最適な位相雑音を自動的に測定することができる。

【0015】

また、本発明の請求項５の位相雑音最適化方法においては、前記比較ステップは、前記位相雑音データ生成ステップで生成された少なくとも２種類の前記位相雑音データの大小関係を周波数ごとに比較し、前記位相雑音最適化ステップは、前記少なくとも２種類の位相雑音データについて、周波数ごとの最も小さい位相雑音の値が所定周波数範囲以上にわたって連続して１種類の前記位相雑音データの値であった場合に、当該所定周波数範囲以上にわたって連続した１種類の前記位相雑音データの値を有する最適化位相雑音データを生成する構成である。

【0016】

この構成により、周波数ごとの最も小さい位相雑音の値が所定周波数範囲以上にわたって連続して１種類の位相雑音データの値であることを条件として、当該１種類の位相雑音データの値を有する最適化位相雑音データを生成することにより、スプリアスの影響を避けて最適な位相雑音カーブを得ることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、ユーザ自身がループフィルタを構成する複数のＬＰＦを切り替える設定を行うことなく、オフセット周波数に応じた最適な位相雑音を自動的に測定することができる位相雑音最適化装置及び位相雑音最適化方法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る位相雑音最適化装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る位相雑音最適化装置を用いた位相雑音最適化方法の処理を示すフローチャートである。

【図3】本発明の一実施形態に係る位相雑音最適化装置により得られる位相雑音データを示すグラフである。

【図4】従来のＰＬＬ回路の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る位相雑音最適化装置及び位相雑音最適化方法の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本実施形態における「位相雑音」とは、被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）１００から出力される被測定信号のキャリア周波数（中心周波数）からのオフセット周波数における、１Ｈｚ帯域幅当たりの雑音電力とキャリア信号電力との比であるＳＳＢ位相雑音［ｄＢｃ／Ｈｚ］を指すものとする。

【0020】

図１に示すように、本発明の実施形態に係る位相雑音最適化装置１は、ＰＬＬ回路１０と、周波数変換部としてのミキサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、フィルタ選択制御部２３と、位相雑音算出部２４と、表示部２５と、操作部２６と、制御部２７と、を備え、例えばスペクトラムアナライザに搭載されるようになっている。

【0021】

ＰＬＬ回路１０は、基準信号発生部１１と、電圧制御発振部としてのＶＣＯ１２と、位相比較器１３と、ループフィルタ１４と、を有する。

【0022】

基準信号発生部１１は、安定な固定周波数の信号をプログラマブル分周器で分周する構成や、指定された周波数の信号を直接発生させるＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer）等によって構成され、基準周波数の基準信号を発生させるようになっている。

【0023】

ＶＣＯ１２は、入力された信号の電圧に応じて出力信号の周波数を制御するものであり、具体的には入力された信号の電圧に比例した発振周波数の信号を出力信号として出力するようになっている。

【0024】

位相比較器１３は、基準信号発生部１１からの基準信号とＶＣＯ１２からの出力信号との周波数差及び位相差に応じた誤差信号を出力するようになっている。誤差信号は、例えば、上記周波数差及び位相差に比例したパルス幅の電圧信号である。

【0025】

なお、ＰＬＬ回路１０は、ＶＣＯ１２の出力信号の周波数を変換して位相比較器１３に出力する周波数変換部を有するものであってもよい。この場合には、位相比較器１３は、基準信号発生部１１からの基準信号と周波数変換部からの出力信号との周波数差及び位相差に応じた誤差信号を出力する。

【0026】

ループフィルタ１４は、カットオフ周波数の異なる複数のＬＰＦ（ローパスフィルタ）１５、及び、複数のＬＰＦ１５から１つのＬＰＦを選択するフィルタ選択部としてのスイッチ１６を有し、スイッチ１６により選択されたＬＰＦによって誤差信号の低周波成分を通過させてＶＣＯ１２に入力するようになっている。つまり、位相比較器１３の出力は、ループフィルタ１４により平滑化され、ＶＣＯ１２の制御電圧となる。ここで、カットオフ周波数とは、ＬＰＦの周波数成分の通過特性において、周波数成分の通過率が５０％（すなわちゲインが０．５）となる周波数である。

【0027】

なお、図１には、ループフィルタ１４が２個のＬＰＦ１５ａ，１５ｂからなる構成を図示しているが、本発明はこれに限定されず、ループフィルタ１４を構成するＬＰＦの個数は３個以上であってもよい。

【0028】

ミキサ２１は、ＰＬＬ回路１０のＶＣＯ１２からの出力信号と、ＤＵＴ１００からの被測定信号とを混合（乗算）して、被測定信号を周波数変換するようになっている。Ａ／Ｄ変換器２２は、ミキサ２１により周波数変換された被測定信号を所定のサンプリングレートでサンプリングして、ディジタルデータとしての時間領域データに変換するようになっている。

【0029】

フィルタ選択制御部２３は、あらかじめ定められた複数の測定周波数範囲ごとに使用されるＬＰＦ１５の情報を記憶しており、各測定周波数範囲に応じてスイッチ１６により選択されるＬＰＦ１５を切り替えるようになっている。なお、上記の「測定周波数範囲」とは、位相雑音の測定を行う際のオフセット周波数の測定範囲を意味している。

【0030】

位相雑音算出部２４は、位相雑音データ生成部２８と、比較部２９と、位相雑音最適化部３０と、位相雑音データ結合部３１と、を含み、あらかじめ定められた複数の測定周波数範囲ごとに、Ａ／Ｄ変換器２２から出力された時間領域データから位相雑音を算出して、周波数領域の複数の位相雑音データを生成するようになっている。

【0031】

位相雑音データの周波数ポイントの間隔は、低周波数側よりも高周波数側の方が広くなっており、１００ｋＨｚから１ＭＨｚまでの測定周波数範囲では例えば１０ｋＨｚとなっている。

【0032】

位相雑音データ生成部２８は、あらかじめ定められた複数の測定周波数範囲において、スイッチ１６により選択されたＬＰＦ１５を通過した誤差信号に基づいた複数の位相雑音データを生成するようになっている。

【0033】

特に、位相雑音データ生成部２８は、複数の測定周波数範囲のうち、あらかじめ定められた少なくとも１つの測定周波数範囲（以下、「最適化周波数範囲」ともいう）において、スイッチ１６により選択された少なくとも２つのＬＰＦ１５ａ，１５ｂをそれぞれ通過した誤差信号に基づいた、少なくとも２種類の位相雑音データを生成するようになっている。

【0034】

比較部２９は、位相雑音データ生成部２８により生成された最適化周波数範囲における少なくとも２種類の位相雑音データを比較するようになっている。例えば、比較部２９は、上記の少なくとも２種類の位相雑音データの大小関係を周波数ポイントごとに比較し、その比較結果を位相雑音最適化部３０に通知するようになっている。

【0035】

位相雑音最適化部３０は、比較部２９による比較結果に基づいた最適化位相雑音データを生成するようになっている。例えば、位相雑音最適化部３０は、最適化周波数範囲における少なくとも２種類の位相雑音データについて、周波数ポイントごとの最も小さい位相雑音の値が所定周波数範囲以上にわたって連続して（すなわち、所定の周波数ポイント連続して）１種類の位相雑音データの値であった場合に、当該所定周波数範囲以上にわたって連続した１種類の位相雑音データの値を有する最適化位相雑音データを生成するようになっている。

【0036】

位相雑音データ結合部３１は、位相雑音データ生成部２８で生成された最適化周波数範囲以外の測定周波数範囲における位相雑音データと、位相雑音最適化部３０で生成された最適化周波数範囲における最適化位相雑音データとを結合して、表示部２５に表示させるようになっている。

【0037】

表示部２５は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、制御部２７からの制御信号に応じて各種表示内容を表示するようになっている。この表示内容には、位相雑音データ結合部３１により結合された位相雑音の測定結果などが含まれる。さらに、表示部２５は、測定条件などを設定するためのボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象を表示するものであってもよい。

【0038】

操作部２６は、ユーザによる操作入力を行うためのものであり、キーボード、タッチパネル、又はマウスのような入力デバイスを含んで構成される。あるいは前述のように、操作部２６は、ボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象が表示部２５に表示される構成であってもよい。例えば、ユーザは、操作部２６を用いて、測定したいオフセット周波数の範囲などを設定することができる。また、操作部２６により、ＰＬＬ回路１０からの出力信号の周波数を設定することも可能である。

【0039】

制御部２７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータで構成され、位相雑音最適化装置１を構成する上記各部の動作を制御する。さらに、制御部２７は、所定のプログラムを実行することにより、フィルタ選択制御部２３、位相雑音データ生成部２８、比較部２９、位相雑音最適化部３０、及び位相雑音データ結合部３１をソフトウェア的に構成するようになっている。

【0040】

なお、位相雑音最適化装置１は、ＧＰＩＢ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢなどのリモート制御インタフェースを介して、外部制御装置により遠隔制御される構成であってもよい。

【0041】

以下、本実施形態の位相雑音最適化装置１を用いた、ＰＬＬ回路１０の位相雑音を最適化する位相雑音最適化方法について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。以下では一例として、オフセット周波数が１０Ｈｚ〜１ｋＨｚの測定周波数範囲を第１測定周波数範囲、オフセット周波数が１ｋＨｚ〜１ＭＨｚの測定周波数範囲を第２測定周波数範囲、オフセット周波数が１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの測定周波数範囲を第３測定周波数範囲とする。

【0042】

ここでは、Ａ／Ｄ変換器２２は、第１測定周波数範囲については第１のサンプリングレート、第２測定周波数範囲については第２のサンプリングレート、第３測定周波数範囲については第３のサンプリングレートで、ミキサ２１から出力された被測定信号のサンプリングを行う。これらのサンプリングレートのうち、第１のサンプリングレートが最も低く、第３のサンプリングレートが最も高い。

【0043】

また、複数のＬＰＦ１５は２つのＬＰＦ１５ａ，１５ｂからなり、ＬＰＦ１５ａのカットオフ周波数が、ＬＰＦ１５ｂのカットオフ周波数よりも高いものとする。なお、以下では、ＬＰＦ１５ａを「近傍最適化フィルタ」、ＬＰＦ１５ｂを「遠傍最適化フィルタ」ともいう。

【0044】

まず、フィルタ選択制御部２３は、スイッチ１６により近傍最適化フィルタ１５ａを選択する（ステップＳ１）。

【0045】

次に、Ａ／Ｄ変換器２２は、ミキサ２１により周波数変換された被測定信号を、第１のサンプリングレートでディジタルデータとしての時間領域データに変換する。位相雑音データ生成部２８は、第１測定周波数範囲において、ステップＳ１で選択された近傍最適化フィルタ１５ａに対応した位相雑音データを生成する（ステップＳ２）。

【0046】

次に、Ａ／Ｄ変換器２２は、ミキサ２１により周波数変換された被測定信号を、第２のサンプリングレートでディジタルデータとしての時間領域データに変換する。位相雑音データ生成部２８は、第２測定周波数範囲において、ステップＳ１で選択された近傍最適化フィルタ１５ａに対応した位相雑音データを生成する（ステップＳ３）。

【0047】

次に、フィルタ選択制御部２３は、スイッチ１６により遠傍最適化フィルタ１５ｂを選択する（ステップＳ４）。

【0048】

次に、Ａ／Ｄ変換器２２は、ミキサ２１により周波数変換された被測定信号を、第２のサンプリングレートでディジタルデータとしての時間領域データに変換する。位相雑音データ生成部２８は、第２測定周波数範囲において、ステップＳ４で選択された遠傍最適化フィルタ１５ｂに対応した位相雑音データを生成する（ステップＳ５）。

【0049】

次に、Ａ／Ｄ変換器２２は、ミキサ２１により周波数変換された被測定信号を、第３のサンプリングレートでディジタルデータとしての時間領域データに変換する。位相雑音データ生成部２８は、第３測定周波数範囲において、ステップＳ４で選択された遠傍最適化フィルタ１５ｂに対応した位相雑音データを生成する（ステップＳ６）。

【0050】

次に、比較部２９は、ステップＳ３，Ｓ５で生成された２種類の位相雑音データの大小関係を周波数ごとに比較する（ステップＳ７）。一般的には、オフセット周波数が大きくなるほど、カットオフ周波数が低いフィルタを介して得られた位相雑音は低くなる。ここでは、例えば、第２測定周波数範囲（１ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）のうち１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの区間において、近傍最適化フィルタ１５ａと遠傍最適化フィルタ１５ｂを介して得られた位相雑音データを比較する。

【0051】

次に、位相雑音最適化部３０は、ステップＳ７での比較結果に基づいて、近傍最適化フィルタ１５ａを介して得られた位相雑音データの値が遠傍最適化フィルタ１５ｂを介して得られた位相雑音データの値を周波数ポイントで例えば５ポイント連続して上回った場合に、その先頭の周波数ポイントから遠傍最適化フィルタ１５ｂを介して得られた位相雑音データの値を採用して最適化位相雑音データを生成する（ステップＳ８）。なお、この最適化位相雑音データにおいては、上記の先頭の周波数ポイントよりも１つ前の周波数ポイントまでは、遠傍最適化フィルタ１５ｂを介して得られた位相雑音データの値が採用される。

【0052】

ステップＳ８で、「５ポイント連続」を判定基準としたのは、第２測定周波数範囲においてスプリアス等が存在した場合に誤判定を防ぐためである。例えば、周波数ポイントの間隔が１０ｋＨｚの場合には、スプリアスは２ポイントに分散する可能性がある。このため、例えば「３ポイント連続」を判定基準としてしまうと、スプリアスのレベルの測定誤差と、ノイズのランダム性によって誤判定してしまう可能性がある。逆に、判定基準の周波数ポイント数を大きくし過ぎてしまうと、複数のスプリアスが存在する場合に正しい判定ができなくなる可能性がある。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、位相雑音データの周波数ポイントの間隔などに応じて、任意の連続するポイント数を判定基準としてよい。

【0053】

次に、位相雑音データ結合部３１は、ステップＳ２，Ｓ６で生成された最適化周波数範囲以外の測定周波数範囲における位相雑音データと、ステップＳ８で生成された最適化周波数範囲における最適化位相雑音データとを結合して、表示部２５に表示させる（ステップＳ９）。

【0054】

なお、上記の処理においては、ユーザが操作部２６により設定したオフセット周波数の範囲に応じて、適宜ステップＳ２，Ｓ６の処理を省略することが可能である。例えば、ユーザが設定したオフセット周波数の範囲が１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚであった場合には、第１測定周波数範囲（１０Ｈｚ〜１ｋＨｚ）に関するステップＳ２の処理を省略できる。

【0055】

図３（ａ）は、ＤＵＴ１００から出力される被測定信号の中心周波数が１ｋＨｚの場合に、１０Ｈｚ〜１０ＭＨｚの測定周波数範囲で、近傍最適化フィルタ１５ａと、遠傍最適化フィルタ１５ｂをそれぞれ介して得られた位相雑音データの一例を示すグラフである。ここでは、第１〜第３測定周波数範囲の全ての周波数範囲について近傍最適化フィルタ１５ａ及び遠傍最適化フィルタ１５ｂを用いて測定した結果を示している。

【0056】

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された位相雑音データに関して、表示部２５に表示される最適化された最終的な位相雑音データを示すグラフである。このグラフに示すように、第１測定周波数範囲では近傍最適化フィルタ１５ａによる位相雑音データを採用し、第３測定周波数範囲では遠傍最適化フィルタ１５ｂによる位相雑音データを採用することにより、ＰＬＬ回路１０による位相雑音を抑制して、被測定信号の位相雑音を精度良く測定することができる。

【0057】

一方、第２測定周波数範囲では、２３０ｋＨｚまでは近傍最適化フィルタ１５ａによる位相雑音データを採用し、２４０ｋＨｚからは遠傍最適化フィルタ１５ｂによる位相雑音データを採用することにより、ＰＬＬ回路１０による位相雑音を抑制して、被測定信号の位相雑音を精度良く測定することができる。

【0058】

以上説明したように、本実施形態に係る位相雑音最適化装置１は、所定の測定周波数範囲で２つのＬＰＦ１５ａ，１５ｂを切り替えて２種類の位相雑音データを生成するようになっている。また、位相雑音最適化装置１は、２種類の位相雑音データを組み合わせて最適化位相雑音データを生成する。

【0059】

これにより、ユーザ自身がループフィルタ１４を構成する複数のＬＰＦ１５を切り替える操作などを行うことなく、オフセット周波数に応じた最適な位相雑音カーブを自動的に測定することができる。よって、熟練者ではないユーザであっても、特に意識することなく、最適な位相雑音カーブを容易に測定することができる。

【0060】

また、本実施形態に係る位相雑音最適化装置１は、近傍最適化フィルタ１５ａを介して得られた位相雑音データの値が遠傍最適化フィルタ１５ｂを介して得られた位相雑音データの値を周波数ポイントで例えば５ポイント連続して上回ったことを判定基準として、採用する位相雑音データを切り替えるため、スプリアスの影響を避けて最適な位相雑音カーブを得ることができる。

【符号の説明】

【0061】

１ 位相雑音最適化装置
１０ ＰＬＬ回路
１１ 基準信号発生部
１２ ＶＣＯ（電圧制御発振部）
１３ 位相比較器
１４ ループフィルタ
１５，１５ａ ＬＰＦ（ローパスフィルタ、近傍最適化フィルタ）
１５，１５ｂ ＬＰＦ（ローパスフィルタ、遠傍最適化フィルタ）
１６ スイッチ（フィルタ選択部）
２１ ミキサ（周波数変換部）
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ フィルタ選択制御部
２４ 位相雑音算出部
２５ 表示部
２６ 操作部
２７ 制御部
２８ 位相雑音データ生成部
２９ 比較部
３０ 位相雑音最適化部
３１ 位相雑音データ結合部
１００ ＤＵＴ（被試験対象）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】