(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-01
(45)【発行日】2023-12-11
(54)【発明の名称】信号発生装置とその直線性補正方法
(51)【国際特許分類】
H04B 17/00 20150101AFI20231204BHJP
G01R 29/08 20060101ALI20231204BHJP
G01R 35/00 20060101ALI20231204BHJP
【ＦＩ】
H04B17/00 Z
G01R29/08 Z
G01R35/00 K
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021108948
(22)【出願日】2021-06-30
(65)【公開番号】P2023006377
(43)【公開日】2023-01-18
【審査請求日】2022-08-01
(73)【特許権者】
【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】110001520
【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】梶 一徹
(72)【発明者】
【氏名】堀内 佳世子
【審査官】後澤 瑞征
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０１７１２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１０９０１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０４３０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０１８１０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １７／００ － １７／４０
Ｇ０１Ｒ ２９／０８
Ｇ０１Ｒ ３５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
任意のデジタル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デジタル信号のレベルを変換するレベル変換部（１１）と、
前記レベル変換部によってレベルが変換されたデジタル信号を所定の周波数のアナログ信号に変換するＤＡ変換器（１２）と、
前記ＤＡ変換器によって変換されたアナログ信号を増幅するアンプ（１３）と、
前記アンプによって増幅されたアナログ信号の周波数を変換する周波数変換部（１４）と、を備える信号発生装置であって、
前記ＤＡ変換器は、出力信号のレベルを調整可能に構成され、
前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの設定を所定レベル間隔で変えたときの所定の周波数での実際の出力信号のレベルのデータである実データに基づいて、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性を補正する補正データを作成し、該補正データを使用される全周波数の補正データとし、前記補正データにより前記ＤＡ変換器の入力信号のレベルを前記レベル変換部に変換させる制御部（１７）を備える信号発生装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ前記補正データにより変換させる請求項１に記載の信号発生装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ前記実データを取得し、前記補正データを作成する請求項２に記載の信号発生装置。
【請求項4】
任意のデジタル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デジタル信号のレベルを変換するレベル変換部（１１）と、前記レベル変換部によってレベルが変換されたデジタル信号を所定の周波数のアナログ信号に変換するＤＡ変換器（１２）と、前記ＤＡ変換器によって変換されたアナログ信号を増幅するアンプ（１３）と、前記アンプによって増幅されたアナログ信号の周波数を変換する周波数変換部（１４）と、を備える信号発生装置の直線性補正方法であって、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの設定を所定レベル間隔で変えたときの所定の周波数での実際の出力信号のレベルのデータである実データを取得するステップと、
前記実データに基づいて、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性を補正する補正データを作成するステップと、
該補正データを使用される全周波数の補正データとするステップと、
前記補正データにより前記ＤＡ変換器の入力信号を前記レベル変換部に変換させるステップと、を備える直線性補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
特許文献１には、信号発生器から出力される信号を減衰器で信号レベルを変更して測定対象端末へ送信する移動端末試験システムにおいて、信号発生器から出力する信号の周波数を順次変更した場合の各信号レベルに基づいて、各周波数値に対する校正値を取得することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００３－１８１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、このような移動端末試験システムにあっては、使用する周波数帯域の全域において、所定周波数ごとに校正値を取得するため、校正値の取得に時間がかかってしまっていた。
【0007】
そこで、本発明は、限定された周波数範囲のデータから使用する全周波数の補正データを作成し、容易に出力信号のレベルの直線性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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の信号発生装置は、任意のデジタル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デジタル信号のレベルを変換するレベル変換部と、前記レベル変換部によってレベルが変換されたデジタル信号を所定の周波数のアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、前記ＤＡ変換器によって変換されたアナログ信号を増幅するアンプと、前記アンプによって増幅されたアナログ信号の周波数を変換する周波数変換部と、を備える信号発生装置であって、前記ＤＡ変換器は、出力信号のレベルを調整可能に構成され、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの設定を所定レベル間隔で変えたときの所定の周波数での実際の出力信号のレベルのデータである実データに基づいて、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性を補正する補正データを作成し、該補正データを使用される全周波数の補正データとし、前記補正データにより前記ＤＡ変換器の入力信号のレベルを前記レベル変換部に変換させる制御部を備えるものである。
【0009】
この構成により、ＤＡ変換器の出力信号のレベルの設定を所定レベル間隔で変えたときの所定の周波数での実際の出力信号のレベルのデータである実データに基づいて、ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性を補正する補正データが作成され、この補正データが使用される全周波数の補正データとされ、補正データによりＤＡ変換器の入力信号のレベルが変換される。このため、容易に出力信号のレベルの直線性を補正することができる。
【0010】
また、本発明の信号発生装置において、前記制御部は、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ前記補正データにより変換させるものである。
【0011】
この構成により、ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ補正動作が行なわれる。このため、補正動作の高速化、装置の簡素化が可能となる。
【0012】
また、本発明の信号発生装置において、前記制御部は、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ前記実データを取得し、前記補正データを作成するものである。
【0013】
この構成により、ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ実データが取得され、補正データが作成される。このため、容易に補正データを作成することができる。
【0014】
また、本発明の直線性補正方法は、任意のデジタル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デジタル信号のレベルを変換するレベル変換部と、前記レベル変換部によってレベルが変換されたデジタル信号を所定の周波数のアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、前記ＤＡ変換器によって変換されたアナログ信号を増幅するアンプと、前記アンプによって増幅されたアナログ信号の周波数を変換する周波数変換部と、を備える信号発生装置の直線性補正方法であって、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの設定を所定レベル間隔で変えたときの所定の周波数での実際の出力信号のレベルのデータである実データを取得するステップと、前記実データに基づいて、前記ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性を補正する補正データを作成するステップと、該補正データを使用される全周波数の補正データとするステップと、前記補正データにより前記ＤＡ変換器の入力信号のレベルを前記レベル変換部に変換させるステップと、を備えるものである。
【0015】
この構成により、ＤＡ変換器の出力信号のレベルの設定を所定レベル間隔で変えたときの所定の周波数での実際の出力信号のレベルのデータである実データに基づいて、ＤＡ変換器の出力信号のレベルの直線性を補正する補正データが作成され、この補正データが使用される全周波数の補正データとされ、補正データによりＤＡ変換器の入力信号のレベルが変換される。このため、容易に出力信号のレベルの直線性を補正することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明は、限定された周波数範囲のデータから使用する全周波数の補正データを作成し、容易に出力信号のレベルの直線性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。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
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。
【0019】
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、信号生成部１０と、レベル変換部１１と、ＤＡ変換器（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）１２と、アンプ（ＡＭＰ：AMPlifier）１３と、周波数変換部１４と、補正データ記憶部１５と、操作部１６と、制御部１７とを含んで構成される。
【0020】
信号生成部１０は、所定のデジタル信号を生成する。レベル変換部１１は、信号生成部１０で生成されデジタル信号として入力された信号の信号レベル（ゲイン）を変換したデジタル信号を生成する。ＤＡ変換器１２は、レベル変換部１１で変換されたデジタル信号を所定の中間周波数帯のアナログ信号に変換する。アンプ１３は、ＤＡ変換器１２で変換されたアナログ信号を増幅する。周波数変換部１４は、アンプ１３で増幅されたアナログ信号を所定の周波数帯のアナログ信号に周波数変換する。
【0021】
補正データ記憶部１５は、フラッシュメモリなどの書き換え可能な不揮発性の記憶媒体によって構成される。補正データ記憶部１５には、レベル変換部１１により信号生成部１０で生成されたデジタル信号を補正するための補正データが記憶されている。
【0022】
操作部１６は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力機器で構成され、操作入力された情報などを制御部１７に出力する。
【0023】
制御部１７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。
【0024】
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１７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１７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よい。
【0025】
制御部１７の入出力ポートには、信号生成部１０、レベル変換部１１、ＤＡ変換器１２、アンプ１３、周波数変換部１４、操作部１６が接続され、制御部１７と各部は信号の送受信をできるようになっている。
【0026】
本実施形態の信号発生装置１は、出力信号のレベルを変えることができるようになっている。信号発生装置１の出力信号のレベルは、ＤＡ変換器１２の出力信号のレベルを変えることによって変えるようになっている。ＤＡ変換器１２は、出力信号のレベルを調整できるようになっている。
【0027】
ＤＡ変換器１２において、出力信号のレベルを調整する場合、ＤＡ変換器１２の分解能の限界によって、レベルの調整量に対する出力レベルの直線性が所望に満たない場合がある。このような場合、ＤＡ変換器１２の入力信号の信号レベルをレベル変換部１１により補正する必要がある。
【0028】
本実施形態の信号発生装置１のように、ＤＡ変換器１２で中間周波数帯のアナログ信号を出力し、周波数変換部１４で周波数変換する構成の場合、直線性の問題は、ＤＡ変換器１２の出力性能が主要因となり、ＤＡ変換器１２の性能で信号発生装置１での性能が決まる。このため、補正のためのデータは、限定された周波数により取得することで、全周波数においてデータを取得するのと同程度の効果が期待できる。
【0029】
また、直線性の性能は、主としてＤＡ変換器１２での性能であるため、ＤＡ変換器１２の直線性の悪い範囲、例えば、レベルの調整量と実際の出力レベルの変化量との差が閾値以上の範囲のみに補正を行なえばよい。補正を行なうレベルの範囲については、実際に測定した結果により決めてもよいし、出力信号に求められる条件によって決めるようにしてもよい。
【0030】
このような理由から、本実施形態の信号発生装置１では、図２に示すように、使用する周波数及びレベルの、直線性補正が必要な周波数及びレベルにおいて、所定の直線性実データ取得周波数で実際に測定された出力信号のレベルのデータである実データに基づいて、直線性補正が必要な全周波数について補正を行なう。
【0031】
ＤＡ変換器１２は、例えば、出力信号の減衰量を調整することで出力信号のレベルを調整するようになっている。ＤＡ変換器１２の出力信号の減衰量は、制御部１７の制御により調整できるようになっている。
【0032】
直線性実データ取得周波数で実データを取得する場合、例えば、信号発生装置１の出力信号のレベルを測定するスペクトラムアナライザやパワーメータ等を信号発生装置１の出力端子に接続し、測定結果を制御部１７に出力するように構成する。
【0033】
そして、例えば、操作部１６への操作により、補正データの作成が選択され、実データ取得の周波数やレベルの範囲が設定される。
【0034】
制御部１７は、操作部１６への操作により、補正データの作成が選択され、実データ取得の周波数とレベルの範囲が入力されると、実データの取得と補正データの作成を行なう。
【0035】
制御部１７は、例えば、信号生成部１０に加算性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ：Additive White Gaussian Noise）信号を発生させ、ＤＡ変換器１２の減衰量を設定された範囲内で、例えば、1dB単位で変化させ、設定された周波数での出力信号のレベルの測定結果を取得する。
【0036】
制御部１７は、取得した測定結果から、出力信号のレベルが直線性を持つように、すなわち、設定された減衰量と実際の出力信号の減衰量との差が所定値以下になるようにレベル変換部１１での変換値（補正量）を、例えば、ＤＡ変換器１２の減衰量ごとに算出する。
【0037】
制御部１７は、算出した変換値（補正量）を全周波数に変換して展開し、補正データとして、例えば、減衰量と周波数で変換値（補正量）が決まるテーブルを作成する。
【0038】
制御部１７は、作成した補正データのテーブルを補正データ記憶部１５に記憶させ、補正データによりレベル変換部１１がＤＡ変換器１２の入力信号を補正するように適用する。
【0039】
なお、実際の測定は別途行ない、測定結果のデータのみを制御部１７に入力し、補正データを作成するようにしてもよい。この場合、使用するレベルの全データを制御部１７に入力し、制御部１７にて直線性補正が必要なレベルの範囲を決めるようにしてもよい。
【0040】
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１による直線性補正処理について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明する補正データ作成処理は、操作部１６への操作により、補正データの作成が選択されると開始される。
【0041】
ステップＳ１において、制御部１７は、実データ取得の周波数とレベルの範囲を入力させ、入力された実データ取得の周波数とレベルの範囲を直線性補正範囲として決定する。なお、直線性補正範囲を決定するためのパラメータを入力させ、直線性補正範囲を決定するようにしてもよい。ステップＳ１の処理を実行した後、制御部１７は、ステップＳ２の処理を実行する。
【0042】
ステップＳ２において、制御部１７は、決定された直線性補正範囲における実データを測定により取得する。ステップＳ２の処理を実行した後、制御部１７は、ステップＳ３の処理を実行する。
【0043】
ステップＳ３において、制御部１７は、取得された実データに基づいて、補正データのテーブルを作成する。ステップＳ３の処理を実行した後、制御部１７は、ステップＳ４の処理を実行する。
【0044】
ステップＳ４において、制御部１７は、作成された補正データを補正データ記憶部１５に記憶させて適用する。ステップＳ４の処理を実行した後、制御部１７は、直線性補正処理を終了する。
【0045】
【0046】
ステップＳ１１において、制御部１７は、測定された直線性補正範囲の実データから減衰量毎の補正量を算出する。ステップＳ１１の処理を実行した後、制御部１７は、ステップＳ１２の処理を実行する。
【0047】
ステップＳ１２において、制御部１７は、算出された補正量を使用する全周波数に変換して展開する。ステップＳ１２の処理を実行した後、制御部１７は、ステップＳ１３の処理を実行する。
【0048】
ステップＳ１３において、制御部１７は、変換された補正量を補正データとする。ステップＳ１３の処理を実行した後、制御部１７は、補正データ作成処理を終了する。
【0049】
このように、上述の実施形態では、制御部１７は、ＤＡ変換器１２の減衰量を設定された範囲内で所定のレベル単位で変化させ、設定された周波数での出力信号のレベルを測定し、測定した結果から、ＤＡ変換器１２の出力信号のレベルが直線性を持つように、レベル変換部１１での変換値（補正量）を算出し、算出した変換値（補正量）を全周波数に変換して展開し、補正データとして減衰量と周波数で変換値（補正量）が決まるテーブルを作成し、作成した補正データのテーブルを補正データ記憶部１５に記憶させ、補正データによりレベル変換部１１がＤＡ変換器１２の入力信号を補正するように適用する。
【0050】
これにより、限定された周波数範囲のデータから使用する全周波数の補正データが作成され、補正データによりＤＡ変換器１２の入力信号が補正される。このため、容易に出力信号のレベルの直線性を補正することができる。
【0051】
また、分解能の低い安価なＤＡ変換器であっても、高いレベル確度で信号発生を行なうことができる。
【0052】
また、制御部１７は、ＤＡ変換器１２の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ補正を行なう。
【0053】
これにより、ＤＡ変換器１２の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ補正動作が行なわれる。このため、補正動作の高速化、装置の簡素化が可能となる。
【0054】
また、制御部１７は、ＤＡ変換器１２の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ実データを取得し、補正データを作成する。
【0055】
これにより、ＤＡ変換器１２の出力信号のレベルの直線性が悪い範囲のみ実データが取得され、補正データが作成される。このため、容易に補正データを作成することができる。
【0056】
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。
【符号の説明】
【0057】
１ 信号発生装置
１０ 信号生成部
１１ レベル変換部
１２ ＤＡ変換器
１３ アンプ
１４ 周波数変換部
１５ 補正データ記憶部
１６ 操作部
１７ 制御部
１０ 信号生成部
１１ レベル変換部
１２ ＤＡ変換器
１３ アンプ
１４ 周波数変換部
１５ 補正データ記憶部
１６ 操作部
１７ 制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】