JP2011211393A - Frequency converter, and frequency conversion method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周波数変換装置及び周波数変換方法に関し、特に位相測定時におけるノイズの影響を低減するための周波数変換装置及び周波数変換方法に関する。 The present invention relates to a frequency conversion device and a frequency conversion method, and more particularly to a frequency conversion device and a frequency conversion method for reducing the influence of noise during phase measurement.
広帯域のアナログ信号を周波数変換する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1の装置は、広帯域のアナログ信号を周波数帯域の異なる複数のチャンネルに分波し、チャンネルごとに周波数変換を行って中間周波数信号に変換し、中間周波数信号をデジタル信号に変換した後に、各デジタル信号の位相が合うように各チャンネルのデジタル信号を合成する。各デジタル信号の位相を合わせるために、各チャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を周波数変換して各チャンネル間の位相差を測定する。
An apparatus for converting a frequency of a wideband analog signal has been proposed (for example, see Patent Document 1). The apparatus of
特許文献1の装置では、校正用信号のスプリアス等のノイズによる影響は考慮されていない。このため、校正用信号を用いて測定した各チャンネル間の位相差には、スプリアス等のノイズによる影響を受けている。
In the apparatus of
そこで、本発明は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減する周波数変換装置及び周波数変換方法の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a frequency conversion device and a frequency conversion method that reduce the influence of noise such as spurious when measuring a phase difference between channels.
上記目的を達成するために、本願発明の周波数変換装置及び周波数変換方法は、位相差を測定するためのアナログ信号に、位相がランダムに変動する位相変動信号を合成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a frequency conversion device and a frequency conversion method of the present invention synthesize a phase variation signal whose phase varies randomly with an analog signal for measuring a phase difference.
具体的には、本願発明の周波数変換装置は、位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部(22)と、入力されたアナログ信号に、前記位相変動信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部(23)と、前記信号合成部からの合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部(12)と、を備える。 Specifically, the frequency converter according to the present invention includes a phase fluctuation signal generation unit (22) that generates a phase fluctuation signal whose phase fluctuates randomly, and an analog signal that is input from the phase fluctuation signal generation unit. A signal synthesizer (23) for synthesizing a phase variation signal, a frequency converter (12) for frequency-converting the synthesized signal from the signal synthesizer into an intermediate frequency signal corresponding to the frequency of the input analog signal, Is provided.
位相変動信号発生部及び信号合成部を備えるため、入力されたアナログ信号に位相がランダムに変動する位相変動信号を合成した合成信号を用いて周波数変換を行うことができる。周波数変換部が周波数変換後の信号に平均化処理を施すことで、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換装置は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。 Since the phase variation signal generation unit and the signal synthesis unit are provided, frequency conversion can be performed using a synthesized signal obtained by synthesizing a phase variation signal whose phase varies randomly with the input analog signal. When the frequency conversion unit performs an averaging process on the frequency-converted signal, the influence of noise such as spurious can be reduced. Therefore, the frequency conversion device of the present invention can reduce the influence of noise such as spurious when measuring the phase difference between the channels.
本願発明の周波数変換装置では、前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部(24)をさらに備えていてもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、信号強度調整部をさらに備えることで、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
The frequency converter according to the present invention may further include a signal strength adjusting unit (24) that varies the signal strength of the input analog signal or the phase variation signal.
When the amplitude of the phase fluctuation signal is larger than that of noise such as spurious, the influence of noise such as spurious can be reduced. For this reason, even if it is a case where noises, such as a spurious, are large, by further providing a signal intensity adjustment part, the influence of noises, such as a spurious, can be reduced.
具体的には、本願発明の周波数変換装置は、周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生する校正用信号発生部(21)と、位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部(22)と、前記校正用信号発生部からの校正用信号に、前記信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部(23)と、前記信号合成部からの合成信号を、前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部(12−1〜12−N)と、前記周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するADC(Analog Digital Converter)(13−1〜13−N)と、異なる前記ADCのデジタル信号から算出された各チャンネル間の位相差をアベレージングして算出する演算処理部(14)と、を備える。 Specifically, the frequency converter according to the present invention includes a calibration signal generator (21) that generates a calibration signal having a boundary frequency between a plurality of channels having different frequency bands, and a phase variation in which the phase varies randomly. A phase variation signal generation unit (22) for generating a signal, a signal synthesis unit (23) for synthesizing a phase variation signal from the signal generation unit with a calibration signal from the calibration signal generation unit, and the signal synthesis A frequency conversion unit (12-1 to 12-N) that converts the synthesized signal from the frequency unit into an intermediate frequency signal corresponding to the frequency band of the channel, and digitally samples the intermediate frequency signal from the frequency conversion unit Each channel calculated from an ADC (Analog Digital Converter) (13-1 to 13-N) to be converted into a signal and a digital signal of a different ADC. And an arithmetic processing unit (14) that calculates the phase difference between the channels by averaging.
校正用信号発生部と、位相変動信号発生部と、信号合成部と、周波数変換部と、ADCと、を備えるため、校正用信号に位相変動信号を合成した合成信号を用いて、各チャンネル間のデジタル信号の位相差を測定することができる。演算処理部は、デジタル信号から算出した位相差をアベレージングして算出するため、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換装置は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。 A calibration signal generator, a phase variation signal generator, a signal synthesis unit, a frequency conversion unit, and an ADC are provided, so that a synthesized signal obtained by synthesizing the phase variation signal with the calibration signal is used for each channel. The phase difference of the digital signal can be measured. Since the arithmetic processing unit calculates the phase difference calculated from the digital signal by averaging, it is possible to reduce the influence of noise such as spurious. Therefore, the frequency conversion device of the present invention can reduce the influence of noise such as spurious when measuring the phase difference between the channels.
本願発明の周波数変換装置では、前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部(24)をさらに備えていてもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、信号強度調整部をさらに備えることで、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
The frequency conversion device according to the present invention may further include a signal strength adjusting unit (24) that varies a signal strength of the calibration signal or the phase variation signal.
When the amplitude of the phase fluctuation signal is larger than that of noise such as spurious, the influence of noise such as spurious can be reduced. For this reason, even if it is a case where noises, such as a spurious, are large, by further providing a signal intensity adjustment part, the influence of noises, such as a spurious, can be reduced.
具体的には、本願発明の周波数変換方法は、入力されたアナログ信号に、位相がランダムに変動する位相変動信号を合成する合成手順と、前記合成手順で合成後の合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換手順と、を順に有する。 Specifically, in the frequency conversion method according to the present invention, a synthesis procedure for synthesizing a phase fluctuation signal whose phase fluctuates randomly with an input analog signal, and a synthesized signal synthesized by the synthesis procedure are inputted. A frequency conversion procedure for converting the frequency into an intermediate frequency signal corresponding to the frequency of the analog signal.
合成手順を実行するため、入力されたアナログ信号に位相がランダムに変動する位相変動信号を合成した合成信号を用いて周波数変換を行うことができる。周波数変換後の信号に平均化処理を施すことで、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換方法は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。 In order to execute the synthesizing procedure, frequency conversion can be performed using a synthesized signal obtained by synthesizing a phase fluctuation signal whose phase fluctuates randomly with an input analog signal. By performing the averaging process on the signal after frequency conversion, it is possible to reduce the influence of noise such as spurious. Therefore, the frequency conversion method of the present invention can reduce the influence of noise such as spurious when measuring the phase difference between the channels.
本願発明の周波数変換方法では、前記合成手順において、前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変してもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、本発明により、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
In the frequency conversion method of the present invention, signal strength of the input analog signal or the phase variation signal may be varied in the synthesis procedure.
When the amplitude of the phase fluctuation signal is larger than that of noise such as spurious, the influence of noise such as spurious can be reduced. For this reason, according to the present invention, even when the noise such as spurious is large, the influence of the noise such as spurious can be reduced.
具体的には、本願発明の周波数変換方法は、周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号を発生して前記校正用信号及び前記位相変動信号を合成し、前記合成信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記チャンネル間での前記デジタル信号の位相差をアベレージングして算出することで、前記複数のチャンネル間の位相差を測定する位相差測定手順と、入力されたアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記位相差測定手順で測定した前記複数のチャンネル間の位相差を用いて前記デジタル信号の位相を補正し、位相を補正後の前記デジタル信号を前記チャンネルの周波数帯域に対応させて合成するアナログ信号周波数変換手順と、を順に有する。 Specifically, the frequency conversion method of the present invention generates a calibration signal having a frequency at the boundary between a plurality of channels having different frequency bands, and generates a phase variation signal whose phase varies randomly, thereby generating the calibration signal. And the phase fluctuation signal are synthesized, the synthesized signal is frequency-converted into an intermediate frequency signal corresponding to the frequency band of the channel and converted into a digital signal, and the phase difference of the digital signal between the channels is averaged. The phase difference measurement procedure for measuring the phase difference between the plurality of channels, the input analog signal is demultiplexed into the frequency band of the channel, and the demultiplexed analog signal is demultiplexed into the frequency band of the channel. Is converted to a digital signal by converting the frequency to an intermediate frequency signal according to the phase difference between the plurality of channels measured by the phase difference measurement procedure. A phase of the digital signal is corrected by using the difference, having an analog signal frequency conversion procedure of synthesizing the digital signal after correcting the phase to correspond to the frequency band of the channel, in this order.
位相差測定手順を実行するため、校正用信号に位相変動信号を合成した合成信号を用いて、各チャンネルのデジタル信号の位相差を測定することができる。ここで、デジタル信号の位相差をアベレージングして算出するため、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
アナログ信号周波数変換手順を実行するため、デジタル信号の位相を補正することができる。ここで、位相差測定手順で測定したチャンネル間の位相差を用いているため、スプリアス等のノイズによる影響を低減した補正値を用いて、デジタル信号の位相を補正することができる。したがって、本願発明の周波数変換方法は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
In order to execute the phase difference measurement procedure, it is possible to measure the phase difference of the digital signal of each channel using a synthesized signal obtained by synthesizing the phase variation signal with the calibration signal. Here, since the phase difference of the digital signal is averaged and calculated, the influence of noise such as spurious can be reduced.
Since the analog signal frequency conversion procedure is performed, the phase of the digital signal can be corrected. Here, since the phase difference between channels measured by the phase difference measurement procedure is used, the phase of the digital signal can be corrected using a correction value in which the influence of noise such as spurious is reduced. Therefore, the frequency conversion method of the present invention can reduce the influence of noise such as spurious when measuring the phase difference between the channels.
本願発明の周波数変換方法では、前記位相差測定手順において、前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変してもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、本発明により、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
In the frequency conversion method of the present invention, the signal intensity of the calibration signal or the phase variation signal may be varied in the phase difference measurement procedure.
When the amplitude of the phase fluctuation signal is larger than that of noise such as spurious, the influence of noise such as spurious can be reduced. For this reason, according to the present invention, even when the noise such as spurious is large, the influence of the noise such as spurious can be reduced.
本発明によれば、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減する周波数変換装置及び周波数変換方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the frequency converter and frequency conversion method which reduce the influence by noise, such as a spurious, at the time of measuring the phase difference between each channel can be provided.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
(実施形態1)
図1に、ノイズが加わっている系の一例を示す。アナログ信号xo(t)が入力端子から入力される。チャンネル1からは、出力信号yo1(t)が出力される。チャンネル2のアナログ信号xo(t)は、回路51を介して出力信号yo2(t)が出力される。xo(t)がAcos(ω0t+θ0)で表され、回路51での位相のずれΔθがθ2であるとする。このとき、チャンネル2に、周波数成分を含んでいるノイズn(t)=Bcos(ω0t+θN)が加わると、出力信号yo1(t)及び出力信号yo2(t)は、次式で表される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a system to which noise is added. An analog signal xo (t) is input from the input terminal. An output signal yo 1 (t) is output from
出力信号yo1(t)及び出力信号yo2(t)を周波数分析すると、
となり、θεが誤差となる。θNに起因する誤差θεは、平均化処理を行っても減少しないため、出力信号yo2(t)の位相の測定を正しく行うことができない。 Thus, θ ε becomes an error. Since the error θ ε due to θ N does not decrease even when the averaging process is performed, the phase of the output signal yo 2 (t) cannot be correctly measured.
図2に、実施形態1に係る周波数変換装置の構成例を示す。本実施形態に係る周波数変換装置は、位相変動信号発生部22と、信号合成部23と、周波数変換部12と、信号強度調整部24と、を備え、本実施形態に係る周波数変換方法を実行する。本実施形態に係る周波数変換方法は、合成手順と、周波数変換手順と、を順に有する。
る。
FIG. 2 shows a configuration example of the frequency conversion device according to the first embodiment. The frequency conversion device according to the present embodiment includes a phase fluctuation
The
合成手順では、位相変動信号発生部22が、位相がランダムに変動する位相変動信号γ(t)を発生する。次に、信号合成部23が、入力されたアナログ信号xo(t)に、位相変動信号発生部22からの位相変動信号γ(t)を合成する。ここで、合成は、加算合成を示している。周波数変換手順では、周波数変換部12が、信号合成部23からの合成信号x(t)を、入力されたアナログ信号xo(t)の周波数に応じたローカル信号Lで周波数変換する。これにより、周波数変換部12は、アナログ信号xo(t)の周波数に応じた中間周波数信号IF(t)に変換する。
In the synthesis procedure, the phase
図3に、合成信号xの一例を示す。合成信号xは、周波数faのアナログ信号xoと、周波数faを含みかつ周波数幅Δfaの範囲で位相がランダムに変動している位相変動信号γが合成されている。 FIG. 3 shows an example of the composite signal x. The synthesized signal x is composed of an analog signal xo having a frequency fa and a phase variation signal γ including the frequency fa and having a phase that varies randomly within the range of the frequency width Δfa.
図4に、実施形態1に係る周波数変換装置の系の一例を示す。図1に示すアナログ信号xo(t)に代えて合成信号x(t)が入力される。この場合、この合成信号x(t)は、次式で表される。
ここで、γ(t)の周波数ω0における位相はθγ(n)とし、全位相領域にランダムに分布するとする。この場合、出力信号y1(t)及び出力信号y2(t)は、次式で表される。
出力信号y1(t)及び出力信号y2(t)を周波数分析すると、
図5に、出力信号y2の信号ベクトルを示す。平均化処理をN回行うとすると、γ(t)は位相がランダムなため、周波数ω0におけるγ(t)の位相θγ(n)は
そのため、平均化処理をN回行うとすると、出力信号y1(t)より算出される位相ψ1は次式で表される。
出力信号y2(t)より算出される位相ψ2は次式で表される。
ここで、B<<Cと限定した場合、
このため、
図6に、C/Bに対する誤差の比較を示す。横軸はC/Bを示し、縦軸は位相θ2を算出した際の位相における誤差(rad)を示す。平均化処理の回数は100である。C/Bが10程度であれば、出力信号y2(t)の位相ψ2におけるノイズn(t)の影響を減少させることができる。 FIG. 6 shows a comparison of errors with respect to C / B. The horizontal axis indicates the C / B, the vertical axis represents the error (rad) in the phase at the time of calculating the phase theta 2. The number of averaging processes is 100. If C / B is about 10, the influence of the noise n (t) in the phase ψ 2 of the output signal y 2 (t) can be reduced.
そこで、実施形態1に係る周波数変換装置は、入力されたアナログ信号xo(t)の信号強度を可変する信号強度調整部24をさらに備えることが好ましい。これにより、C/Bの値を、10以上にすることができる。したがって、実施形態1に係る周波数変換装置は、入力されたアナログ信号xo(t)の周波数を中間周波数IF(t)に変換する周波数変換装置において、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズn(t)による影響を低減することができる。なお、信号強度調整部24は、位相変動信号γ(t)の信号強度を可変してもよい。
Therefore, it is preferable that the frequency conversion device according to the first embodiment further includes a signal
(実施形態2)
図7に、実施形態2に係る周波数変換装置の一例を示す。実施形態2に係る周波数変換装置は、分配部11と、周波数変換部12−1〜12−Nと、ADC13−1〜13−Nと、演算処理部14と、記憶部18と、校正用信号発生部21と、位相変動信号発生部22と、信号合成部23と、信号強度調整部24と、を備える。
(Embodiment 2)
FIG. 7 shows an example of a frequency conversion device according to the second embodiment. The frequency conversion device according to the second embodiment includes a
図8に、入力されるアナログ信号Xmの一例を示す。分配部11は、入力されたアナログ信号XmをN個(ただし、Nは2以上の整数。)のチャンネルCH1〜CHNの周波数帯に分波する。例えば、周波数フィルタ11−1がチャンネルCH1の周波数帯を抽出し、周波数フィルタ11−NがチャンネルCHNの周波数帯を抽出する。
FIG. 8 shows an example of the input analog signal Xm. The
図7に示す周波数変換部12−1〜12−Nは、チャンネルCH1〜CHNの周波数帯に応じた中間周波数信号IF1〜IFNに周波数変換する。ADC13−1〜13−Nは、中間周波数信号IF1〜IFNをサンプリングしてデジタル信号D1〜DNに変換する。演算処理部14は、ADC13−1〜13−Nからのデジタル信号D1〜DNを、各チャンネルCH1〜CHNの周波数帯域に対応させて合成する。これにより、本実施形態に係る周波数変換装置は、入力されるアナログ信号Xmの周波数変換を行うことができる。
The frequency conversion units 12-1 to 12-N illustrated in FIG. 7 perform frequency conversion to intermediate frequency signals IF1 to IFN corresponding to the frequency bands of the channels CH1 to CHN. The ADCs 13-1 to 13-N sample the intermediate frequency signals IF1 to IFN and convert them into digital signals D1 to DN. The
校正用信号発生部21は、チャンネルCH1〜CHNの境界の周波数fa2〜faNを有する校正用信号xrを発生する。位相変動信号発生部22は、位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生する。信号強度調整部24は、位相変動信号γの信号強度が予め定められた値となるように、位相変動信号γの信号強度を調整する。これにより、図6で説明したように、C/Bの値を10以上の一定値に保つことができる。信号合成部23は、校正用信号発生部21からの校正用信号xrに、位相変動信号発生部22からの位相変動信号γを合成する。これにより、校正用信号xrと位相変動信号γの合成された合成信号Xrを用いて、デジタル信号D1〜DN間の位相差の測定を行う。
The
実施形態2に係る周波数変換装置は、実施形態2に係る周波数変換方法を実行する。実施形態2に係る周波数変換方法は、位相差測定手順と、アナログ信号周波数変換手順と、を順に有する。 The frequency conversion device according to the second embodiment executes the frequency conversion method according to the second embodiment. The frequency conversion method according to the second embodiment includes a phase difference measurement procedure and an analog signal frequency conversion procedure in this order.
位相差測定手順では、チャンネルCH1〜CHNの境界の周波数を有する校正用信号xrを発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生して校正用信号xr及び位相変動信号γを合成する。例えば、チャンネルCH1及びチャンネルCH2の境界の周波数fa2を有する校正用信号xrを発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生して校正用信号xr及び位相変動信号γを合成する。これにより、図3に示す周波数faとして周波数fa2を有する合成信号Xrが、分配部11に入力される。合成信号Xrは周波数fa2を有するため、分配部11は、チャンネルCH1の周波数帯及びチャンネルCH2の周波数帯を抽出して出力する。
In the phase difference measurement procedure, a calibration signal xr having a frequency at the boundary between the channels CH1 to CHN is generated, and a phase variation signal γ whose phase varies randomly is generated to synthesize the calibration signal xr and the phase variation signal γ. . For example, the calibration signal xr having the frequency f a2 at the boundary between the channel CH1 and the channel CH2 is generated, and the phase variation signal γ whose phase varies randomly is generated to synthesize the calibration signal xr and the phase variation signal γ. Thus, the combined signal Xr having a frequency f a2 as a frequency fa shown in FIG. 3 is inputted to the
次に、合成信号XrをチャンネルCH1〜CHNの周波数帯に応じた中間周波数信号IF1〜IFNに周波数変換してデジタル信号D1〜DNに変換し、チャンネルCH1〜CHN間でのデジタル信号D1〜DNの位相差Δφ2〜Δφnをアベレージングして算出することで、複数のチャンネル間の位相差を測定する。例えば、周波数変換部12−1が合成信号XrをチャンネルCH1の周波数帯に応じた中間周波数信号IF1に周波数変換し、ADC13−1が中間周波数信号IF1をデジタル信号D1に変換する。周波数変換部12−2が合成信号XrをチャンネルCH2の周波数帯に応じた中間周波数信号IF2に周波数変換し、ADC13−2が中間周波数信号IF2をデジタル信号D2に変換する。演算処理部14は、チャンネル間でのデジタル信号D1とデジタル信号D2の位相差Δφ2を算出する。これにより、実施形態2に係る周波数変換装置は、デジタル信号D1とデジタル信号D2の位相差Δφ2を補正するための係数を測定することができる。
Next, the composite signal Xr is frequency-converted to intermediate frequency signals IF1 to IFN corresponding to the frequency bands of the channels CH1 to CHN and converted to digital signals D1 to DN, and the digital signals D1 to DN between the channels CH1 to CHN are converted. The phase differences between a plurality of channels are measured by averaging and calculating the phase differences Δφ 2 to Δφ n . For example, the frequency converter 12-1 converts the composite signal Xr into an intermediate frequency signal IF1 corresponding to the frequency band of the channel CH1, and the ADC 13-1 converts the intermediate frequency signal IF1 into a digital signal D1. The frequency converter 12-2 converts the composite signal Xr into an intermediate frequency signal IF2 corresponding to the frequency band of the channel CH2, and the ADC 13-2 converts the intermediate frequency signal IF2 into a digital signal D2. The
位相差測定手順では、上記手順を繰り返し行い、デジタル信号D1及びデジタル信号D2の位相差のアベレージングを行う。これにより、デジタル信号D1とデジタル信号D2の位相差Δφ2を測定する際における、デジタル信号D1及びデジタル信号D2に含まれるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。 In the phase difference measurement procedure, the above procedure is repeated to average the phase difference between the digital signal D1 and the digital signal D2. Thus, definitive when measuring the phase difference [Delta] [phi 2 of the digital signal D1 and the digital signal D2, it is possible to reduce the noise due to the influence of spurious or the like included in the digital signal D1 and the digital signal D2.
デジタル信号D2とデジタル信号D3の位相差などの他の各チャンネル間のデジタル信号の位相差Δφ3〜Δφnについても、同様にして測定することができる。そして、測定した位相差Δφ2〜Δφnを記憶部18に記憶する。
The phase differences Δφ 3 to Δφ n of the digital signals between other channels such as the phase difference between the digital signal D2 and the digital signal D3 can be measured in the same manner. Then, the measured phase differences Δφ 2 to Δφ n are stored in the
アナログ信号周波数変換手順では、入力されたアナログ信号XmをチャンネルCH1〜CHNの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号XmをチャンネルCH1〜CHNの周波数帯に応じた中間周波数信号IF1〜IFNに周波数変換してデジタル信号D1〜DNに変換する。次に、演算処理部14は、記憶部18から位相の補正係数を読み出し、位相差測定手順で測定した複数のチャンネルCH1〜CHNの位相差Δφ2〜Δφnを用いてデジタル信号D1〜DNの位相差Δφ2〜Δφnを補正する。次に、演算処理部14は、位相を補正後のデジタル信号D1〜DNをチャンネルCH1〜CHNの周波数帯域に対応させて合成する。
In the analog signal frequency conversion procedure, the input analog signal Xm is demultiplexed into the frequency bands of channels CH1 to CHN, and the demultiplexed analog signal Xm is converted into intermediate frequency signals IF1 to IFN corresponding to the frequency bands of channels CH1 to CHN. Frequency conversion is performed to convert the signals into digital signals D1 to DN. Next, the
実施形態2に係る周波数変換装置は、デジタル信号D1〜DNの位相差Δφ2〜Δφnの測定に際し、校正用信号xrに位相変動信号γが合成された合成信号Xrを用い、デジタル信号D1〜DNの位相差Δφ2〜Δφnをそれぞれアベレージングしている。このため、測定されたデジタル信号D1〜DNの位相差Δφ2〜Δφnへの、スプリアス等のノイズn(t)による影響を低減することができる。 The frequency conversion device according to the second embodiment uses the combined signal Xr in which the phase variation signal γ is combined with the calibration signal xr when the phase differences Δφ 2 to Δφ n of the digital signals D 1 to DN are measured. Each of the DN phase differences Δφ 2 to Δφ n is averaged. For this reason, it is possible to reduce the influence of noise n (t) such as spurious on the phase differences Δφ 2 to Δφ n of the measured digital signals D 1 to DN.
なお、信号強度調整部24は、校正用信号xrの信号強度が予め定められた値となるように、校正用信号xrの信号強度を調整してもよい。
The signal
位相変動信号発生部及び合成部は、例えば、図9に示す構成にしてもよい。図9に示す位相変動信号発生部及び合成部の第1例では、位相変動信号発生部22は、ノイズ発生器31と、BPF(Band−pass filter)32と、を備える。ノイズ発生器31は、例えばPRBS(Pseudo−random bit sequence)又はPN(Pseudo random Noise)発振器である。BPF32は、ノイズ発生器31からの信号から、校正用信号xrの周波数を中心とする周波数幅Δfaの周波数帯域を抽出する。これにより、位相変動信号発生部22は、位相がランダムに変動する位相変動信号γを出力する。
For example, the phase fluctuation signal generation unit and the synthesis unit may be configured as shown in FIG. In the first example of the phase fluctuation signal generation unit and the synthesis unit illustrated in FIG. 9, the phase fluctuation
周波数幅Δfaは任意であるが、例えば、校正用信号xrの周波数が900MHzであり、校正用信号xrと位相変動信号γの信号強度の差が60dBの場合には、周波数幅Δfaはおよそ1MHzである。 The frequency width Δfa is arbitrary. For example, when the frequency of the calibration signal xr is 900 MHz and the difference in signal strength between the calibration signal xr and the phase variation signal γ is 60 dB, the frequency width Δfa is about 1 MHz. is there.
位相変動信号発生部及び合成部は、例えば、図10に示す構成にしてもよい。図10に示す位相変動信号発生部及び合成部の第2例では、位相変動信号発生部22は、2つのPN発振器33a及び33bと、信号合成部25a及び信号合成部25bと、加算器34と、を備える。PN発振器33a及びPN発振器33bは、それぞれ、位相がランダムに変動する信号を出力する。信号合成部25a及び信号合成部25bは、それぞれ、互いに位相をπ/2ずらした校正用信号xrを、PN発振器33aの出力信号及びPN発振器33bの出力信号で乗算合成する。加算器34は、信号合成部25a及び信号合成部25bからの信号を加算合成する。これにより、加算器34から、位相変動信号γが出力される。
For example, the phase fluctuation signal generation unit and the synthesis unit may be configured as shown in FIG. In the second example of the phase variation signal generation unit and the synthesis unit shown in FIG. 10, the phase variation
本発明は、情報通信産業に適用することができる。 The present invention can be applied to the information communication industry.
11:分配部
11−1、11−2、11−N:周波数フィルタ
12−1、12−2、12−N:周波数変換部
13−1、13−2、13−N:ADC
14:演算処理部
18:記憶部
21:校正用信号発生部
22:位相変動信号発生部
23:信号合成部
24:信号強度調整部
25a、25b:信号合成部
31:ノイズ発生器
32:BPF
33a、33b:PN発振器
34:加算器
51:回路
11: Distribution unit 11-1, 11-2, 11-N: Frequency filter 12-1, 12-2, 12-N: Frequency conversion unit 13-1, 13-2, 13-N: ADC
14: arithmetic processing unit 18: storage unit 21: calibration signal generation unit 22: phase fluctuation signal generation unit 23: signal synthesis unit 24: signal
33a, 33b: PN oscillator 34: Adder 51: Circuit
Claims (8)
入力されたアナログ信号に、前記位相変動信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部(23)と、
前記信号合成部からの合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部(12)と、
を備える周波数変換装置。 A phase fluctuation signal generator (22) for generating a phase fluctuation signal whose phase fluctuates randomly;
A signal synthesizer (23) that synthesizes the phase fluctuation signal from the phase fluctuation signal generator with the input analog signal;
A frequency converter (12) that converts the synthesized signal from the signal synthesizer to an intermediate frequency signal according to the frequency of the input analog signal;
A frequency conversion device comprising:
位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部(22)と、
前記校正用信号発生部からの校正用信号に、前記信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部(23)と、
前記信号合成部からの合成信号を、前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部(12−1〜12−N)と、
前記周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するADC(Analog Digital Converter)(13−1〜13−N)と、
異なる前記ADCのデジタル信号から算出された各チャンネル間の位相差をアベレージングして算出する演算処理部(14)と、
を備える周波数変換装置。 A calibration signal generator (21) for generating a calibration signal having a boundary frequency of a plurality of channels having different frequency bands;
A phase fluctuation signal generator (22) for generating a phase fluctuation signal whose phase fluctuates randomly;
A signal synthesizer (23) for synthesizing the phase variation signal from the signal generator with the calibration signal from the calibration signal generator;
A frequency converter (12-1 to 12-N) that converts the synthesized signal from the signal synthesizer to an intermediate frequency signal corresponding to the frequency band of the channel;
ADC (Analog Digital Converter) (13-1 to 13-N) that samples the intermediate frequency signal from the frequency conversion unit and converts it into a digital signal;
An arithmetic processing unit (14) for averaging and calculating a phase difference between channels calculated from digital signals of different ADCs;
A frequency conversion device comprising:
前記合成手順で合成後の合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換手順と、
を順に有する周波数変換方法。 A synthesis procedure for synthesizing a phase fluctuation signal whose phase fluctuates randomly to the input analog signal,
A frequency conversion procedure for frequency-converting the synthesized signal synthesized by the synthesis procedure into an intermediate frequency signal corresponding to the frequency of the input analog signal;
The frequency conversion method which has these in order.
入力されたアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記位相差測定手順で測定した前記複数のチャンネル間の位相差を用いて前記デジタル信号の位相を補正し、位相を補正後の前記デジタル信号を前記チャンネルの周波数帯域に対応させて合成するアナログ信号周波数変換手順と、
を順に有する周波数変換方法。 A calibration signal having a frequency at a boundary between a plurality of channels having different frequency bands is generated, a phase variation signal whose phase is randomly varied is generated, and the calibration signal and the phase variation signal are synthesized. By converting the frequency into an intermediate frequency signal corresponding to the frequency band of the channel and converting it to a digital signal, and averaging and calculating the phase difference of the digital signal between the channels, the level between the plurality of channels is calculated. A phase difference measurement procedure for measuring the phase difference;
The input analog signal is demultiplexed into the frequency band of the channel, the demultiplexed analog signal is converted into an intermediate frequency signal corresponding to the frequency band of the channel and converted into a digital signal, and the phase difference measurement procedure An analog signal frequency conversion procedure for correcting the phase of the digital signal using the measured phase difference between the plurality of channels, and synthesizing the digital signal after correcting the phase corresponding to the frequency band of the channel;
The frequency conversion method which has these in order.
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