周波数シンセサイザ
【課題】所望のノイズを付加した周波数信号を出力する周波数シンセサイザを実現することにある。
【解決手段】所望の周波数の信号を出力する信号発生部を有する周波数シンセサイザに改良を加えたものである。本装置は、信号発生部のループ帯域に基づいて、設定された設定値となるノイズを生成するノイズ生成部と、信号発生部の信号に、ノイズ生成部のノイズを付加するノイズ付加部とを設けたことを特徴とするものである。
【解決手段】所望の周波数の信号を出力する信号発生部を有する周波数シンセサイザに改良を加えたものである。本装置は、信号発生部のループ帯域に基づいて、設定された設定値となるノイズを生成するノイズ生成部と、信号発生部の信号に、ノイズ生成部のノイズを付加するノイズ付加部とを設けたことを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の周波数の信号を出力する信号発生部を有する周波数シンセサイザに関し、詳しくは、所望のノイズを付加した周波数信号を出力する周波数シンセサイザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周波数シンセサイザは、周波数を合成して，精度が高く位相ノイズ等が少ないスペクトル純度の高い所望の周波数を生成し、出力する装置であり、無線通信のキャリア信号、通信システムの送信部／受信部のミキサ、電気回路の試験用の信号等に用いられる。
【０００３】
図１３は、従来の周波数シンセサイザの一例を示した構成図である（例えば、特許文献１〜３参照）。
図１３において、周波数基準１０は、周波数基準信号を出力する。周波数微調整回路１１は、周波数基準１０からの信号が入力される。周波数粗調整回路１２は、周波数基準１０からの信号が入力される。周波数発生回路１３は、周波数微調整回路１１と周波数粗調整回路１２とからの信号が入力される。振幅調整部１４は、増幅器１４ａと減衰器１４ｂを有し、増幅器１４ａに周波数発生回路１３からの信号が入力され、減衰器１４ｂに増幅器１４ａからの信号が入力される。なお、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のうち、少なくともひとつは、閉ループで構成され、所定のループ帯域をもつ。また、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数粗調整回路１２、周波数発生回路１３、振幅調整部１４で、信号発生部を構成する。
【０００４】
このような装置の動作を説明する。
周波数基準１０が、周波数の安定性が高く、高精度、低位相雑音（低ジッタ）な非常に純度の高いスペクトルの周波数基準信号を出力する。なお、周波数基準１０は、周波数は固定だが、周波数が異なる複数の周波数基準信号（例えば、１００［ＭＨｚ］，２００［ＭＨｚ］，４００［ＭＨｚ］…）を出力する。このような周波数基準１０は、例えば、ＯＣＸＯ（Oven Controlled Xtal oscillator）を基準の周波数とし、逓倍回路、分周回路、ＰＬＬ（Phase locked Loop）回路等で構成される。
【０００５】
そして、周波数微調整回路１１が、周波数基準１０からの周波数基準信号を基準として、細かな周波数ステップ（例えば、１［Ｈｚ］ステップ）の周波数を調整した出力信号を出力する。このような周波数微調整回路１１は、例えば、Fractional-N方式のＰＬＬ回路やＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer）等が用いられる。
【０００６】
一方、周波数粗調整回路１２が、周波数基準１０からの周波数基準信号に含まれるそれぞれの周波数の信号から所定の周波数の信号に変換する。なお、周波数粗調整回路１２が、周波数変換できる帯域は、周波数基準１０が出力する周波数基準信号の周波数帯域よりも広帯域である。
【０００７】
そして、周波数発生回路１３が、周波数微調整回路１１によって微調整された信号と、周波数粗調整回路１２によって周波数変換された信号とから、広帯域で周波数が微調整された所望の周波数の信号を出力する。このような周波数発生回路１３は、例えば、広帯域のＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）またＹＴＯ（YIG Tuned Oscillator）を主発振器とするＰＬＬ回路で構成される。なお、ＹＩＧとは、Yttrium-Iron-Garnet（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）である。
【０００８】
さらに、振幅調整部１４の増幅器１４ａと減衰器１４ｂとが、周波数発生回路１３からの信号を増幅・減衰し、所望の出力レベル（振幅）にして出力する。
【０００９】
次に、図１４は、従来の周波数シンセサイザのその他の構成例を示した図であり、変調した信号を出力する一例を示している。ここで、図１３と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。振幅変調回路１５、ＩＱ変調回路１６が、周波数発生回路１３と振幅調整部１４の間に並列に設けられる。また、周波数変調信号発生回路１７、振幅変調信号発生回路１８、ＩＱ変調信号発生回路１９が新たに設けられる。そして、周波数変調信号発生回路１７は、周波数変調するための変調信号を周波数微調整回路１１に出力し、振幅変調信号発生回路１８は、振幅変調するための変調信号を振幅変調回路１５に出力し、ＩＱ変調信号発生回路１９は、ＩＱ変調するための変調信号をＩＱ変調回路１６に出力する。
【００１０】
スイッチＳＷ１は、周波数発生回路１３の出力側を、振幅変調回路１５またはＩＱ変調回路１６の入力側に接続する。スイッチＳＷ２は、振幅調整部１４の入力側を、振幅変調回路１５またはＩＱ変調回路１６の出力側に接続する。
【００１１】
このような装置の動作を説明する。図１３と異なる部分を主に説明する。
まず、周波数変調する場合の動作から説明する。
周波数変調信号発生回路１７が、所望の周波数変調用の変調信号を生成し、生成した変調信号をデジタイズして、周波数微調整回路１１に出力する。そして、周波数微調整回路１１のＤＤＳ等が、変調信号に基づいて周波数変調された信号を出力する。このような周波数変調信号発生回路１７は、例えば、ＤＤＳ等で構成される。
【００１２】
さらに、周波数発生回路１３が、図１３に示す装置と同様に、周波数微調整回路１１と周波数粗調整回路１２との信号から所望の周波数の信号を出力するが、周波数微調整回路１１からの信号が周波数変調されているので、周波数発生回路１３から出力される信号も周波数変調される。
【００１３】
そして、周波数発生回路１３が、周波数微調整回路１１によって微調整された信号と、周波数粗調整回路１２によって周波数変換された信号とから、広帯域で周波数が微調整された所望の周波数の信号を出力する。もちろん、主発振器（図示せず）を含む周波数発生回路１３のＰＬＬ（図示せず）回路の制御帯域（ループ帯域）は、周波数変調帯域以上である。
【００１４】
続いて、振幅変調する場合の動作を説明する。
振幅変調信号発生回路１８が、所望の振幅変調用の変調信号を生成し、生成した変調信号を振幅変調回路１５に出力する。そして、振幅変調回路１５が、変調信号に基づいて、周波数発生回路１３からの信号を振幅変調して振幅調整部１４に出力する。このような振幅変調信号発生回路１８は、例えば、ＤＤＳ等で構成され、振幅変調回路１５は、例えば、可変減衰器で構成される。
【００１５】
続いて、ＩＱ変調する場合の動作を説明する。
ＩＱ変調信号発生回路１９が、所望のＩ（In-Phase）とＱ（Quadrature-Phase）となるＩＱ変調用の直交変調信号を生成し、ＩＱ変調回路１６に出力する。そして、ＩＱ変調回路が、直交変調信号に基づいて、周波数発生回路１３からの信号をＩＱ変調して振幅調整部１４に出力する。このようなＩＱ変調信号発生回路１９は、例えば、ＤＤＳ等で構成される。
【００１６】
なお、周波数発生回路１３からの信号に振幅変調を行なう場合は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、振幅変調回路１５側に接続を切り替える。一方、周波数発生回路１３からの信号にＩＱ変調を行なう場合は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、ＩＱ変調回路１６側に接続を切り替える。その他の動作は、図１３に示す装置と同様なので、説明を省略する。
【００１７】
【特許文献１】特開平１１−８５５４号公報
【特許文献２】特開平１１−２２５０２２号公報
【特許文献３】特開２００３−２８３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このような図１３に示す装置は、スペクトルの純度の高い周波数基準信号を基準としているので非常に低ノイズな信号を生成でき、周波数微調整回路１１によって高分解能で周波数設定を行なうことができる。また、図１４に示す装置は、スペクトル純度の高い信号に各種変調（振幅変調、周波数変調、ＩＱ変調、パルス変調等）を高精度で行なうことできる。
【００１９】
一方、無線通信機器、この無線通信機器に組み込まれるデバイスの評価や試験等では、キャリア信号にのるノイズ（特に、位相ノイズ（いわゆる、ジッタ））に対するマージンテストを行なう必要がある。例えば、一例としては、キャリア信号のスペクトル純度を定量的に劣化させて、被試験対物である無線通信機器、デバイス等のノイズ耐性を評価・試験等を行ないたいという要望が多い。このような評価・試験等では、図１３、図１４に示す周波数シンセサイザからの出力信号を、キャリア信号として用いる場合が多い。
【００２０】
しかしながら、従来の周波数シンセサイザは、上述のように、高分解能で周波数設定ができ、低ノイズな信号を出力し、高精度な各種変調を行なうことが主目的であった。
【００２１】
そのため、位相ノイズを付加する場合、従来はユーザが、変調信号発生回路１７、１８、１９からの信号にホワイトノイズを付加してスペクトル線幅を太くし、見かけ上、位相ノイズを加えている程度であった。従って、所望のスペクトル純度をもつキャリア信号を被試験対象物に出力することが難しく、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することが困難であるという問題があった、
【００２２】
そこで本発明の目的は、所望のノイズを付加した周波数信号を出力する周波数シンセサイザを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１記載の発明は、
所望の周波数の信号を出力する信号発生部を有する周波数シンセサイザにおいて、
設定された設定値となるノイズを生成するノイズ生成部と、
前記信号発生部の信号に、前記ノイズ生成部のノイズを付加するノイズ付加部と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
ノイズ生成部は、前記信号発生部のループ帯域に基づいて、前記信号発生部からの信号のスペクトラムを所望の形状にするノイズを生成することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
ノイズ生成部は、位相ノイズ、振幅ノイズ、ノイズフロアの少なくとも一個を生成することを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
ノイズ生成部は、
ホワイトノイズを出力するノイズ発生部と、
前記信号発生部のループ帯域に基づいて位相変調量を求める位相ノイズ特性調整手段と、
この位相ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記ノイズ発生部からのホワイトノイズの周波数特性を調整する周波数調整手段と、
前記位相ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記周波数調整手段からの信号の振幅特性を調整する振幅調整手段と
を有することを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
ノイズ付加部は、直交変調器であることを特徴とするものである。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、
前記信号発生部からの信号を９０°の位相差をもって分岐する位相差生成手段と、
この位相差生成手段が分岐した信号それぞれに、前記ノイズ生成部からの信号に対応した振幅変調を行なう乗算器と、
この乗算器の出力を加算する加算器と
を有することを特徴とするものである。
請求項７記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
ノイズ生成部は、
ホワイトノイズを出力するノイズ発生部と、
前記信号発生部のループ帯域に基づいて振幅変調量を求める振幅ノイズ特性調整手段と、
この振幅ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記ノイズ発生部からのホワイトノイズの周波数特性を調整する周波数調整手段と、
前記振幅ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記周波数調整手段からの信号の振幅特性を調整する振幅調整手段と
を有することを特徴とするものである。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、
ノイズ付加部は、前記信号発生部からの信号に、前記ノイズ生成部からの信号に対応した振幅変調を行なう可変減衰器を有することを特徴とするものである。
請求項９記載の発明は、請求項１記載の発明において、
ノイズ付加部は、前記信号発生部からの信号を減衰する可変減衰器を有し、
ノイズ生成部は、
前記信号発生部からの信号の中心周波数のパワーレベルとノイズレベルとの比を求めるレベル検出器と、
レベル検出器の求めた比に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を調整するノイズフロア特性調整手段と
を有することを特徴とするものである。
請求項１０記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、
前記ノイズ付加部によって位相ノイズが付加された信号の位相ノイズを測定する位相ノイズ測定部と、
この位相ノイズ測定部の測定結果によって前記設定値との誤差を減少させる信号を前記ノイズ生成部に出力する減算器と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項１１記載の発明は、請求項８記載の発明において、
前記可変減衰器によって振幅ノイズが付加された信号の電力を検出し、検出した電力の大きさに対応した電圧値を出力する電力検出手段と、
基準電圧を出力する基準電圧出力部と、
この基準電圧出力部の基準電圧に前記ノイズ生成部からの振幅ノイズを加算する加算器と、
前記電力検出手段の検出結果によって前記加算器からの基準電圧との誤差を減少させる信号を前記可変減衰器に出力する減算器と
を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１〜１１によれば、ノイズ生成部が、設定された設定値となるノイズを生成し、ノイズ付加部が、信号発生部の信号に、ノイズ生成部のノイズを付加するので、定量的なノイズを付加することができる。これにより、信号発生部からの信号に所望のノイズを付加でき、信号発生部の信号のスペクトル形状を所望の形状にすることができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
請求項２〜８によれば、ノイズ生成部が、信号発生部のループ帯域に基づいて、信号発生部からの信号のスペクトラムが所望の形状のスペクトラムになるノイズを求め、ノイズ付加部が、求めたノイズを信号発生部の信号に付加するので、定量的なノイズを付加することができる。これにより、信号発生部からの信号に所望のノイズを付加でき、信号発生部の信号のスペクトル形状を所望の形状にすることができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
請求項９によれば、レベル検出器が、信号発生部からの信号の中心周波数のパワーレベルとノイズレベルとの比を求め、ノイズフロア特性調整手段が、レベル検出器の求めた比に基づいて、可変減衰器の減衰量を調整するので、定量的なノイズを付加することができる。これにより、信号発生部からの信号に所望のノイズを付加でき、信号発生部の信号のスペクトル形状を所望の形状にすることができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例を示した構成図である。ここで、図１３と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。なお、説明の一例として、本装置の出力する信号が、無線通信機器やデバイス等を評価・試験等を行なうためのキャリア信号として用いられる例で説明する。もちろん、通信システムの送信部／受信部のミキサ、電気回路の試験用の信号等に用いてもよい。
【００２６】
図１は、周波数シンセサイザが出力するキャリア信号に、所望の位相ノイズを付加する場合である。具体的には、位相変調を行なってノイズを付加する。図１において、位相ノイズ設定部２０が、新たに設けられ、振幅調整部１４が出力する信号に含まれる位相ノイズの設定値が設定される。
【００２７】
位相ノイズ生成部２１が、新たに設けられ、位相ノイズ特性調整手段２２、ノイズ発生部２３、周波数調整手段２４、振幅調整手段２５を有し、位相ノイズ設定部２０からの設定値が入力される。
【００２８】
位相ノイズ特性調整手段２２は、位相ノイズ設定部２０からの設定値が入力される。ノイズ発生部２３は、ホワイトノイズを出力する。周波数調整手段２４は、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、ノイズ発生部２３からのホワイトノイズをフィルタリングし、周波数特性を調整する。振幅調整手段２５は、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、周波数調整手段２４がフィルタリングした各周波数成分ごとの振幅特性を調整する。
【００２９】
そして位相ノイズ付加部２６が、周波数発生回路１３と振幅調整部１４の間に設けられ、振幅調整手段２５からの信号に基づいて、周波数発生回路１３からの信号を位相変調する。なお、位相ノイズ生成部２１は、ノイズ生成部に対応し、位相ノイズ付加部２６は、ノイズ付加部に対応する。
【００３０】
伝送路Ｌ１は、周波数発生回路１３と振幅調整部１４の間に、位相ノイズ付加部２６と並列に設けられる。スイッチＳＷ３は，周波数発生回路１３の出力側を、位相ノイズ付加部２６または伝送路Ｌ１の入力側に接続する。スイッチＳＷ５は、振幅調整部１４の入力側を、位相ノイズ付加部２６または伝送路Ｌ１の出力側に接続する。
【００３１】
このような装置の動作を説明する。
位相ノイズ設定部２０に、位相ノイズの設定値（例えば、キャリア周波数からのオフセット周波数Δｆ１にて−２０［ｄＢｃ／Ｈｚ］、Δｆ２にて−５０［ｄＢｃ／Ｈｚ］、Δｆ３にて−８０［ｄＢｃ／Ｈｚ］）が設定される。そして、設定された設定値を位相ノイズ特性調整手段２２に出力する。
【００３２】
さらに、位相ノイズ特性調整手段２２が、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、位相ノイズ付加部２６の変調帯域に基づいて、位相ノイズ設定部２０からの設定値となる位相変調量、すなわち、位相変調する周波数および各周波数の振幅を求め、求めた周波数をフィルタリングするように周波数調整手段２４に指示を出し、求めた振幅となるように振幅調整手段２５に指示を出す。なお、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、位相ノイズ付加部２６の変調帯域は、装置の製造時、校正時等に予め求めておき、位相ノイズ特性調整手段２２に保持させておくとよい。
【００３３】
そして、周波数調整手段２４が、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、ノイズ発生部２３からのホワイトノイズのうち、所望の周波数のノイズのみを振幅調整手段２５に出力する。さらに、振幅調整手段２５が、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、周波数調整手段２４からの各周波数成分の振幅を調整し、位相ノイズ付加部２６に出力する。
【００３４】
そして、位相ノイズ付加部２６が、振幅調整手段２５からの信号に従って、周波数発生回路１３が出力するキャリア信号を位相変調して位相ノイズを付加して、振幅調整部１４に出力する。
【００３５】
ここで、図２は、キャリア信号に位相ノイズを付加した一例を示した図であり、実線は位相ノイズを付加後のスペクトラムであり、破線は位相ノイズを付加前のスペクトラムであり、横軸は周波数で、縦軸は、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise）比（位相ノイズの大きさ）である。
【００３６】
なお、周波数発生回路１３からの信号に位相ノイズを付加する場合は、スイッチＳＷ３，ＳＷ４が、位相ノイズ付加部２６側に接続を切り替える。一方、周波数発生回路１３からの信号に位相ノイズを付加しない場合は、スイッチＳＷ３，ＳＷ４が、伝送路Ｌ１側に接続を切り替える。
その他の動作は図１３に示す装置と同様なので、説明を省略する。
【００３７】
続いて、図３は、図１に示す位相ノイズ生成部２１および位相ノイズ付加部２６の詳細な構成を示した図である。図３において、ノイズ発生部２３は、ノイズ発生源２３ａ、アンプ２３ｂ、アナログデジタル変換器（以下、ＡＤＣと略す）２３ｃ、ＦＦＴ演算手段２３ｄを有する。
【００３８】
アンプ２３ｂは、ノイズ発生源２３ａからのノイズ信号が入力される。ＡＤＣ２３ｃは、アンプ２３ｂで増幅されたノイズ信号が入力される。ＦＦＴ演算手段２３ｄは、ＡＤＣ２３ｃで変換されたデジタル信号が入力される。デジタルフィルタ２４ａは、周波数調整手段２４の一例であり、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示と、ＦＦＴ演算手段２３ｄでのフーリエ変換後の結果が入力される。
【００３９】
また、位相ノイズ付加部２６は、いわゆる直交変調器であり、位相差生成手段２６ａ、２６ｆ、逆ＦＦＴ演算手段２６ｂ、２６ｃ、デジタルアナログ変換器（以下、ＤＡＣと略す）２３ｄ、２３ｅ、アナログ乗算器２６ｇ、２６ｈ、アナログ加算器２６ｉを有する。
【００４０】
位相差生成手段２６ａは、振幅調整手段２５から信号が入力される。逆ＦＦＴ演算手段２６ｂは、位相差生成手段２６ａからの一方の信号が入力される。逆ＦＦＴ演算手段２６ｃは、位相差生成手段２６ａからの他方の信号が入力される。ＤＡＣ２３ｄは、逆ＦＦＴ演算手段２６ｂでの逆フーリエ変換後の結果が入力される。ＤＡＣ２３ｅは、逆ＦＦＴ演算手段２６ｃでの逆フーリエ変換後の結果が入力される。位相差生成手段２６ｆは、スイッチＳＷ３を介して周波数発生回路１３からの信号が入力される。アナログ乗算器２６ｇは、位相差生成手段２６ｆの一方の信号と、ＤＡＣ２６ｄで変換されたアナログ信号とが入力される。アナログ乗算器２６ｈは、位相差生成手段２６ｆの他方の信号と、ＤＡＣ２６ｅで変換されたアナログ信号とが入力される。加算器２６ｉは、乗算器２６ｇ、２６ｈの乗算結果を加算してスイッチＳＷ４に出力する。
【００４１】
このような装置の動作を説明する。
アンプ２３ｂが、ノイズ発生源２３ａから出力されたホワイトノイズを所定のゲインで増幅し、ＡＤＣ２３ｃに出力する。そして、ＡＤＣ２３ｃが、アナログ信号のホワイトノイズをデジタル信号に変換し、ＦＦＴ演算手段２３ｄに出力する。さらに、ＦＦＴ演算手段２３ｄが、デジタル信号をフーリエ変換して、デジタルフィルタ２４ａに出力する。
【００４２】
そして、デジタルフィルタ２４ａが、位相ノイズ特性調整手段２２の指示に従って、フーリエ変換後のデータ（もちろん、所定の帯域で一様にスペクトルが存在する）を、フィルタリングし、所望の周波数に存在するスペクトルのみを透過する。さらに、振幅調整手段２５が、デジタルフィルタ２４ａのフィルタ後の各周波数のスペクトルのパワーを調整し、位相差生成手段２６ａに出力する。
【００４３】
そして、位相差生成手段２６ａが、位相差が９０°となる２個の信号を振幅調整手段２５の出力信号から生成し、一方を逆ＦＦＴ演算手段２６ｂに出力し、他方を逆ＦＦＴ演算手段２６ｃに出力する。そして、逆ＦＦＴ演算手段２６ｂ、２６ｃのそれぞれが、逆フーリエ変換し、変換した結果をＤＡＣ２６ｄ、２６ｅに出力する。さらに、ＤＡＣ２６ｄ、２６ｅのそれぞれが、デジタル信号をアナログ信号に変換し、乗算器２６ｇ、２６ｈに出力する。
【００４４】
一方、位相差生成手段２６ｆが、スイッチＳＷ３を介して入力される周波数発生回路１３からの信号を９０°の位相差を持たせて２分岐し、一方を乗算器２６ｇ、他方を乗算器２６ｈに出力する。
【００４５】
そして、乗算器２６ｇが、位相差生成手段２６ｆからの一方の信号と、ＤＡＣ２６ｄからの信号とを乗算し、加算器２６ｉに出力する。また、乗算器２６ｈが、位相差生成手段２６ｆからの他方の信号と、ＤＡＣ２６ｅからの信号とを乗算し、加算器２６ｉに出力する。つまり、乗算器２６ｇ、２６ｈが、位相差生成手段２６ｆによって分岐された信号それぞれに、ノイズ生成部２１からの信号に対応した振幅変調を行なう。そして、加算器２６ｉが、乗算器２６ｇ、２６ｈからの出力を加算し、スイッチＳＷ４を介して、振幅調整部１４に出力する。
【００４６】
このように、位相ノイズ特性調整手段２２が、ノイズ設定部２０からの設定値となるように、ループ帯域および変調帯域に基づいて位相変調量を求め、キャリア信号の位相変調を行なわせるので、定量的な位相ノイズを付加することができる。これにより、キャリア信号に所望のノイズを付加でき、キャリア信号のスペクトル形状を所望の形状にした周波数信号を出力することができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
【００４７】
［第２の実施例］
図４は、本発明の第２の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。
図４は、周波数シンセサイザが出力するキャリア信号に、所望の振幅ノイズを付加する場合である。具体的には、振幅変調を行なってノイズを付加する。図４において、位相ノイズ設定部２０の代わりに振幅ノイズ設定部３０が設けられ、位相ノイズ生成部２１の代わりに振幅ノイズ生成部３１が設けられ、位相ノイズ付加部２６の代わりに振幅ノイズ付加部３６が設けられ、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、伝送路Ｌ１の代わりに、スイッチＳＷ５、ＳＷ６、伝送路Ｌ２が設けられる。
【００４８】
振幅ノイズ設定部３０は、振幅調整部１４が出力する信号に含まれる振幅ノイズの設定値が設定される。振幅ノイズ生成部３１は、振幅ノイズ特性調整手段３２、ノイズ発生部３３、周波数調整手段３４、振幅調整手段３５を有し、振幅ノイズ設定部３０からの設定値が入力される。
【００４９】
振幅ノイズ特性調整手段３２は、振幅ノイズ設定部３０からの設定値が入力される。ノイズ発生部３３は、ホワイトノイズを出力する。周波数調整手段３４は、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示に従って、ノイズ発生部３３からのホワイトノイズをフィルタリングし、周波数特性を調整する。振幅調整手段３５は、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示に従って、周波数調整手段３４がフィルタリングした各周波数成分ごとの振幅特性を調整する。
【００５０】
そして振幅ノイズ付加部３６は、振幅調整手段３５からの信号に基づいて、周波数発生回路１３からの信号を振幅変調する。なお、振幅ノイズ生成部３１は、ノイズ生成部に対応し、振幅ノイズ付加部３６は、ノイズ付加部に対応する。
【００５１】
スイッチＳＷ５、ＳＷ６は、振幅ノイズを付加する場合、振幅ノイズ付加部３６を周波数発生回路１３と振幅調整部１４とに接続し、振幅ノイズを付加しない場合、伝送路Ｌ２を周波数発生回路１３と振幅調整部１４とに接続する。
【００５２】
このような装置の動作を説明する。
振幅ノイズ設定部３０に、振幅ノイズの設定値（例えば、キャリア周波数からのオフセット周波数Δｆ１にて−５０［ｄＢｃ／Ｈｚ］、Δｆ２にて−８０［ｄＢｃ／Ｈｚ］、Δｆ３にて−１００［ｄＢｃ／Ｈｚ］）が設定される。そして、設定された設定値を振幅ノイズ特性調整手段３２に出力する。
【００５３】
さらに、振幅ノイズ特性調整手段３２が、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、振幅ノイズ付加部３６の変調帯域に基づいて、振幅ノイズ設定部３０からの設定値となる振幅変調量、すなわち、振幅変調する周波数および各周波数の振幅を求め、求めた周波数をフィルタリングするように周波数調整手段３４に指示を出し、求めた振幅となるように振幅調整手段３５に指示を出す。なお、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、振幅ノイズ付加部３６の変調帯域は、装置の製造時、校正時等に予め求めておき、振幅ノイズ特性調整手段３２に保持させておくとよい。
【００５４】
そして、周波数調整手段３４が、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示に従って、ノイズ発生部３３からのホワイトノイズのうち、所望の周波数のノイズのみを振幅調整手段３５に出力する。さらに、振幅調整手段３５が、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示に従って、周波数調整手段３４からの各周波数成分の振幅を調整し、振幅ノイズ付加部３６に出力する。
【００５５】
そして、振幅ノイズ付加部３６が、振幅調整手段３５からの信号に従って、周波数発生回路１３が出力するキャリア信号を振幅変調して振幅ノイズを付加して、振幅調整部１４に出力する。
【００５６】
ここで、図５は、キャリア信号に振幅ノイズを付加した一例を示した図であり、実線は振幅ノイズを付加後のスペクトラムであり、破線は振幅ノイズを付加前のスペクトラムであり、横軸は周波数で、縦軸は、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise）比（振幅ノイズの大きさ）である。
【００５７】
なお、周波数発生回路１３からの信号に振幅ノイズを付加する場合は、スイッチＳＷ５，ＳＷ６が、振幅ノイズ付加部３６側に接続を切り替える。一方、周波数発生回路１３からの信号に振幅ノイズを付加しない場合は、スイッチＳＷ５，ＳＷ６が、伝送路Ｌ２側に接続を切り替える。
その他の動作は図１に示す装置と同様なので、説明を省略する。
【００５８】
続いて、図６は、図４に示す振幅ノイズ生成部３１および振幅ノイズ付加部３６の詳細な構成を示した図である。図６において、ノイズ発生部３３は、ノイズ発生源３３ａ、アンプ３３ｂ、ＡＤＣ３３ｃ、ＦＦＴ演算手段３３ｄを有する。
【００５９】
アンプ３３ｂは、ノイズ発生源３３ａからのノイズ信号が入力される。ＡＤＣ３３ｃは、アンプ３３ｂで増幅されたノイズ信号が入力される。ＦＦＴ演算手段３３ｄは、ＡＤＣ３３ｃで変換されたデジタル信号が入力される。
【００６０】
デジタルフィルタ３４ａは、周波数調整手段３４の一例であり、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示と、ＦＦＴ演算手段３３ｄでのフーリエ変換後の結果が入力される。
【００６１】
また、振幅ノイズ付加部３６は、逆ＦＦＴ演算手段３６ａ、ＤＡＣ３６ｂ、可変減衰器３３ｃを有する。
【００６２】
逆ＦＦＴ演算手段３６ａは、振幅調整手段３５から信号が入力される。ＤＡＣ３６ｂは、逆ＦＦＴ演算手段３６ａでの逆フーリエ変換後の結果が入力される。可変減衰器３３ｃは、ＤＡＣ３６ｂの信号に基づいて、スイッチＳＷ５を介して周波数発生回路１３から入力された信号を振幅変調してスイッチＳＷ６に出力する。
【００６３】
このような装置の動作を説明する。
アンプ３３ｂが、ノイズ発生源３３ａから出力されたホワイトノイズを所定のゲインで増幅し、ＡＤＣ３３ｃに出力する。そして、ＡＤＣ３３ｃが、アナログ信号のホワイトノイズをデジタル信号に変換し、ＦＦＴ演算手段３３ｄに出力する。さらに、ＦＦＴ演算手段３３ｄが、デジタル信号をフーリエ変換して、デジタルフィルタ３４ａに出力する。
【００６４】
そして、デジタルフィルタ３４ａが、振幅ノイズ特性調整手段３２の指示に従って、フーリエ変換後のデータ（もちろん、所定の帯域で一様にスペクトルが存在する）を、フィルタリングし、所望の周波数に存在するスペクトルのみを透過する。さらに、振幅調整手段３５が、デジタルフィルタ３４ａのフィルタ後の各周波数のスペクトルのパワーを調整し、逆ＦＦＴ演算手段３６ａに出力する。
【００６５】
そして、逆ＦＦＴ演算手段３６ａが、振幅調整手段３５からのデータを逆フーリエ変換し、変換した結果をＤＡＣ３６ｂに出力する。さらに、ＤＡＣ３６ｂが、デジタル信号をアナログ信号に変換し、可変減衰器３６ｃに出力する。そして、可変減衰器３６ｃが、ＤＡＣ３６ｂの信号に基づいて、周波数発生回路１３からのキャリア信号を振幅変調し、スイッチＳＷ６を介して、振幅調整部１４に出力する。
【００６６】
このように、振幅ノイズ特性調整手段３２が、ノイズ設定部３０からの設定値となるように、ループ帯域および変調帯域に基づいて振幅変調量を求め、キャリア信号の振幅変調を行なわせるので、定量的な振幅ノイズを付加することができる。これにより、キャリア信号に所望のノイズを付加でき、キャリア信号のスペクトル形状を所望の形状にした周波数信号を出力することができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
【００６７】
［第３の実施例］
図７は、本発明の第３の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。通常、周波数シンセサイザが出力するキャリア信号は、低ノイズなのでキャリア周波数から十分離れた位置、すなわちノイズフロアと見なせる位置において、キャリア信号の中心周波数のパワーに対しノイズがほとんど無視できる程の低いレベルに抑えれており非常にＣ／Ｎ比が高い。図７は、ノイズフロアにおけるＣ／Ｎ比を所望の値とするものである。
【００６８】
図７において、位相ノイズ設定部２０の代わりにノイズフロア設定部４０が設けられ、位相ノイズ生成部２１の代わりにノイズフロア生成部４１が設けられ、位相ノイズ付加部の代わりにノイズフロア付加部４５が設けられ、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、伝送路Ｌ１の代わりに、スイッチＳＷ７、ＳＷ８、伝送路Ｌ３が設けられる。
【００６９】
ノイズフロア設定部４０は、振幅調整部１４が出力する信号に含まれるノイズフロアの設定値が設定される。ノイズフロア生成部４１は、ノイズフロア特性調整手段４２、レベル検出器４３、４４を有し、ノイズフロア設定部４０からの設定値、周波数発生回路１３からの信号、振幅調整部１４への信号が入力される。
【００７０】
ノイズフロア特性調整手段４２は、ノイズフロア設定部４０からの設定値、レベル検出器４３、４４の検出結果が入力される。レベル検出器４３は、周波数発生回路１３からの信号が入力される。レベル検出器４４は、振幅調整部１４への信号が入力される。
【００７１】
そしてノイズフロア付加部４５は、可変減衰器４６、４８、広帯域アンプ４７を有し、ノイズフロア特性調整手段４２からの信号に基づいて、スイッチＳＷ７を介して入力される周波数発生回路１３からの信号のノイズフロアを調整し、スイッチＳＷ８を介して、レベル検出器４４、振幅調整部１４に出力する。なお、ノイズフロア生成部４１は、ノイズ生成部に対応し、ノイズフロア付加部４５は、ノイズ付加部に対応する。
【００７２】
スイッチＳＷ７、ＳＷ８は、ノイズフロアを付加する場合、ノイズフロア付加部４５を周波数発生回路１３と振幅調整部１４とに接続し、ノイズフロアを付加しない場合、伝送路Ｌ３を周波数発生回路１３と振幅調整部１４とに接続する。
【００７３】
このような装置の動作を説明する。
ここで、図８は、図７に示す装置における信号のスペクトラムを表した図であり、横軸は周波数で、縦軸はスペクトル強度（パワー）である。図７（ａ）は、周波数発生回路１３の出力であり、図７（ｂ）は、可変減衰器４６の出力であり、図７（ｃ）は、広帯域アンプ４７の出力であり、図７（ｄ）は、可変減衰器４８の出力である。なお、周波数発生回路１３からのキャリア信号のパワーレベルをＰｃとし、図７（ｄ）の黒丸は設定値である。
【００７４】
ノイズフロア設定部４０に、ノイズフロアの設定値（例えば、キャリア周波数からのオフセット周波数Δｆ４（キャリア周波数から十分離れ、キャリア信号のスペクトルの影響が無視できる位置）にて−１３０［ｄＢｃ／Ｈｚ］）が設定される。そして、設定された設定値をノイズフロア特性調整手段４２に出力する。
【００７５】
一方、レベル検出器４３が、周波数発生回路１３の信号（図８（ａ）参照）から、キャリア周波数のパワーのレベルと、ノイズフロアのレベルとの比を求め、ノイズフロア特性調整手段４２に出力する。そして、ノイズフロア特性調整手段４２が、設定値となるように可変減衰器４６の減衰率を調整する。これにより、可変減衰器４６が、ノイズフロア特性調整手段４２の指示により、周波数発生回路１３からの信号を減衰する（図８（ｂ）参照）。
【００７６】
さらに、広帯域アンプ４７が、キャリア信号およびノイズフロア共に増幅し、可変減衰器４８に出力する（図８（ｃ）参照）。可変減衰器４８が、所定量減衰または減衰せずに広帯域アンプ４７からの信号をスイッチＳＷ８を介してレベル検出器４４に出力する。
【００７７】
そして、レベル検出器４４が、スイッチＳＷ８を介して入力される可変減衰器４８からの出力によって、キャリア周波数におけるパワーのレベル、このパワーレベルとノイズフロアのレベルとの比を求め、ノイズフロア特性調整手段４２に出力する。
【００７８】
そして、ノイズフロア特性調整手段４２が、周波数発生回路１３から出力された信号のパワーＰｃと、可変減衰器４８から出力される信号のパワーが同じレベルとなるように、可変減衰器４８の減衰率を調整する。さらに、可変減衰器４８が、ノイズフロア特性調整手段４２の指示に従って、広帯域アンプ４７からの信号を減衰し、スイッチＳＷ８を介して、レベル検出器４４、振幅調整部１４に出力する（図８（ｄ）参照）。
その他の動作は、図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００７９】
このように、ノイズフロア特性調整手段４２が、ノイズ設定部４０からの設定値となるように、レベル検出器４３、４４の検出結果に基づいて、キャリア信号の減衰、増幅を可変減衰器４６、４８に行なわせるので、ノイズフロアをキャリア信号のパワーレベルに対して、所望のレベルにすることができる。これにより、キャリア信号に所望のノイズを付加でき、キャリア信号のスペクトル形状を所望の形状にした周波数信号を出力することができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
【００８０】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
（１）図１、図４、図７に示す装置において、位相ノイズ、振幅ノイズ、ノイズフロアそれぞれを別々に付加する構成を示したが、必要とする各ノイズを合わせて付加してもよい。例えば、図９に示すように構成してもよい。ここで、図１、図４、図７と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【００８１】
図９において、位相ノイズを付加する手段２０、２１、２６、ＳＷ３、ＳＷ４、Ｌ１、振幅ノイズを付加する手段３０、３１、３６、ＳＷ５、ＳＷ６、Ｌ２、ノイズフロアを付加する手段４０、４１、４５、ＳＷ７、ＳＷ８、Ｌ３を直列に接続している。もちろん、ノイズを付加する必要が無い場合は、ＳＷ３〜ＳＷ８が、伝送路Ｌ１〜Ｌ３を選択する。また、各ノイズを付加する手段を並べる順番は、どのような順番でもよく、２種類だけ設けてもよい。
【００８２】
（２）図１、図４、図７に示す本発明を、図１３に示した装置に適用する構成を示したが、図１４に示す変調回路１５〜１９が設けられた周波数シンセサイザに適用してもよい。この場合、振幅変調を行なう手段１５、１８、ＩＱ変調を行なう手段１６、１９を、キャリア信号にノイズを付加するノイズ付加部２６、３６、４５の後段に設けるとよい。
【００８３】
（３）図１、図４、図７に示す装置において、設定部２０、３０、４０が設定する設定値は、何個でもよく、設定値もどのような値でもよい。
【００８４】
（４）図１、図４に示す装置において、周波数調整手段２４、３４の一例として、デジタルフィルタ２４ａ、３４ａを用いる構成を示したが、アナログフィルタを用いてもよい。この場合、ノイズ発生部３３からのホワイトノイズをデジタル化する必要が無いので、ＡＤＣ２３ｃ、３３ｃ、ＦＦＴ演算手段２３ｄ、３３ｄ、逆ＦＦＴ演算手段２６ｂ、２６ｃ、３６ａ、ＤＡＣ２６ｄ、２６ｅ、３６ｂを設ける必要は無い。
【００８５】
（５）図１に示す装置において、位相ノイズ付加部２６が、位相ノイズ生成部２１からの信号に基づいて、キャリア信号を位相変調する構成を示したが、例えば、周波数発生回路１３を、ＰＬＬ回路を用いた位相同期ループによって構成する場合、この位相同期ループのループ帯域より低域の位相ノイズを付加する場合は、図１０に示す構成としてもよい。ここで、図１、図３と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図１０において、周波数発生回路１３は、位相比較器１３ａ、ＶＣＯ１３ｂ、ミキサ１３ｃによって閉ループを構成する。そして、位相比較器１３ａが、周波数微調整回路１１とミキサ１３ｃからの信号の位相を比較し、比較結果によってＶＣＯ１３ｂの出力周波数を制御し、ＶＣＯ１３ｂが、出力をスイッチＳＷ３，ミキサ１３ｃに出力する。そして、ミキサ１３ｃが、ＶＣＯ１３ｂと周波数粗調整回路１２との出力をミキシングして位相比較器１３ａに出力する。
【００８６】
また、位相ノイズ生成部２１にデジタルフィルタ（第２の周波数調整手段）２７、第２の振幅調整手段２８が設けられる。
【００８７】
そして、第２の位相ノイズ付加部（ノイズ付加部に対応）である逆ＦＦＴ演算手段２９が設けられ、振幅調整手段２８からの位相変調信号源となる信号を逆フーリエ変換し、変換後の信号を周波数微調整回路１１に出力する。
【００８８】
このような装置の動作を説明する。
このような装置の動作は、図１、図３に示す装置とほぼ同様であるが、異なる動作は、位相ノイズ特性調整手段２２が、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、位相ノイズ付加部２６の変調帯域に基づいて、位相ノイズ設定部２０からの設定値となる位相変調量、すなわち、位相変調する周波数および各周波数の振幅を求め、求めた周波数をフィルタリングするようにデジタルフィルタ２４ａ、２７に指示を出し、求めた振幅となるように振幅調整手段２５、２８に指示を出す。
【００８９】
この際、周波数発生回路１３のループ帯域よりも高域となる位相ノイズの成分の位相変調量に関しては、デジタルフィルタ２４ａ、振幅調整手段２５に指示を出し、低域となる位相ノイズの成分の位相変調量に関しては、デジタルフィルタ２７、振幅調整手段２８に指示を出す。
【００９０】
そして、デジタルフィルタ２４ａ、２７のそれぞれが、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、ノイズ発生部２３からのホワイトノイズのうち、所望の周波数のノイズのみを振幅調整手段２５、２８出力する。さらに、振幅調整手段２５、２８のそれぞれが、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、デジタルフィルタ２４ａ、２７からの各周波数成分の振幅を調整し、位相ノイズ付加部２６、逆ＦＦＴ手段２９に出力する。
【００９１】
さらに、逆ＦＦＴ演算手段２９が、振幅調整手段２８からの信号を逆フーリエ変換し、変換後の信号を周波数微調整回路１１に出力する。そして、周波数微調整回路１１が、逆ＦＦＴ演算手段２９からの信号に基づいて位相変調を行ない、周波数発生回路１３の位相比較器１３ａに出力する。その他の動作は、図１、図３に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００９２】
つまり、位相ノイズ付加部２６に入力される信号は、振幅調整手段２８より高域の成分のみの位相ノイズを調整する信号であり、位相ノイズ付加部２６が、周波数発生回路１３からのキャリア信号に対して、振幅調整手段２５からの信号を位相変調信号源とする位相変調を行ない、位相ノイズを付加する。
【００９３】
もちろん、図１０に示す装置において、位相ノイズ設定部２０に入力される設定値に基づく位相ノイズの帯域が、周波数発生回路１３のループ帯域よりも低域のみの設定の場合は、周波数調整手段２４、振幅調整手段２５、位相ノイズ付加部２６、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、伝送路Ｌ１を設けなくともよい。
【００９４】
（６）図７に示す装置において、可変減衰器４８が、広帯域アンプ４７で増幅された信号を減衰する構成を示したが、可変減衰器４８を設けずに、広帯域アンプ４６の増幅率を可変としてもよい。そして、ノイズフロア特性調整手段４２からの指示に従って、広帯域アンプ４６が、増幅後のキャリア信号のパワーレベルをＰｃとなるように可変減衰器４６からの信号を調整し、スイッチＳＷ８に出力してもよい。
【００９５】
（７）図１、図９、図１０に示す装置で位相ノイズを付加する場合、位相ノイズをオープンループで制御する構成を示したが、振幅調整部１４の出力をフィードバックして位相ノイズのノイズ量を調整してもよい。図１１を用いて説明する。ここで図１と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。もちろん、図１１に示すようなフィードバックを行なう構成を図９、図１０の装置にも適用してもよい。
【００９６】
図１１において、位相ノイズ測定部５０、信号処理部５１、減算器５２、積分器５３が新たに設けられる。位相ノイズ測定部５０は、振幅調整部１４から出力される信号の位相ノイズを測定する。信号処理部５１は、位相ノイズ測定部５０の測定結果が入力される。減算器５２は、位相ノイズ設定部２０と信号処理部５１から信号が入力される。積分器５３は、減算器５３からの減算結果が入力され、所定の時間積分し、積分結果を位相ノイズ生成部２１に出力する。
【００９７】
また、伝送路Ｌ４は、位相ノイズ設定部２０と位相ノイズ生成部２１の間に、減算器５２、積分器５３と並列に設けられる。スイッチＳＷ９は、位相ノイズ設定部２０の出力側を、減算器５２または伝送路Ｌ４の入力側に接続する。スイッチＳＷ１０は、位相ノイズ生成部２１の入力側を、積分器５３または伝送路Ｌ４の出力側に接続する。
【００９８】
このような装置の動作を説明する。
図１に示す装置と同様にオープンループで位相ノイズを制御する場合から説明する。スイッチＳＷ９、１０が伝送路Ｌ４側に接続を切り替える。そして、図１に示す装置と同様に、位相ノイズ設定部２０が、位相ノイズ生成部２１に設定値を出力する。その他の動作は図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００９９】
次に、振幅調整部１４の出力をフィードバックして位相ノイズのノイズ量を調整する場合を説明する。
【０１００】
スイッチＳＷ９、ＳＷ１０が減算器５２、積分器５３側に接続を切り替える。そして、位相ノイズ設定部２０が、減算器５２に設定値を出力する。さらに、減算器５２が、位相ノイズ設定部５２と信号処理部５１からの値を減算し、積分器５３に出力する。
【０１０１】
積分器５３が、所定の時間積分した結果をスイッチＳＷ１０を介して位相ノイズ生成部２１に出力する。そして、図１に示す装置と同様に、位相ノイズ生成部２１が、所定の位相ノイズを生成する。さらに、位相ノイズ付加部２６が、位相ノイズ生成部２１からの信号に従って周波数発生回路１３からのキャリア信号を位相変調して位相ノイズを付加して、振幅調整部１４に出力する。そして、振幅調整部１４が、所望の出力レベル（振幅）にして出力する。
【０１０２】
さらに、位相ノイズ測定部５０が、振幅調整部１４の出力信号の位相ノイズを測定し（位相ノイズの測定としては、例えば、特開２００５−３０８５０９号公報等参照）、測定結果を信号処理部５１に出力する。そして、信号処理部５１が、測定結果に所定の演算を行なって減算器５２に出力する。これによって、減算器５２が、位相ノイズ設定部２０からの設定値と、信号処理部５１からの測定結果との差を再び求め、再度求めた減算結果を積分器５３に出力する。このようなフィードバックを繰り返すことによって、振幅調整部１４から出力される信号に付加された位相ノイズと位相ノイズ設定部２０との設定値との差が”０”になるように調整される。その他の動作は図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【０１０３】
このように、位相ノイズ測定部５０が、振幅調整部１４の出力信号の位相ノイズを測定し、減算器５２が、位相ノイズ設定部２０からの設定値との差を求め、設定値との誤差を減少させる信号を位相ノイズ生成部２１に出力する。これにより、位相ノイズの差が”０”となるように収束される。従って、位相ノイズ設定部２０に設定された位相ノイズを精度よくキャリア信号に付加することができる。
【０１０４】
（８）図４、図６、図９に示す装置で振幅ノイズを付加する場合、振幅ノイズ生成部３１の振幅調整手段３５からの信号によって、振幅ノイズ付加部３６の可変減衰器３６ｃをオープンループ制御する構成を示したが、ノイズ付加部３６でノイズを付加した信号をフィードバックして振幅ノイズを調整するクローズループ制御としてもよい。図１２を用いて説明する。ここで、図６と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【０１０５】
図１２において、ＤＡＣ３６ｄ、加算器３６ｅ、減算器３６ｆ、積分手段３６ｇ、電力分岐手段３６ｈ、電力検出手段３６ｉが振幅ノイズ付加部３６に設けられる。ＤＡＣ３６ｄは、基準電圧出力部であり、振幅ノイズ付加部３６が出力する振幅レベルの設定値が入力され、この設定値に対応した基準電圧を出力する。加算器３６ｅは、ＤＡＣ３６ｂ、３６ｄからの電圧の信号が入力される。減算器３６ｆは、加算器３６ｆの加算結果（電圧値）、電力検出手段３６ｉの検出結果（電圧値）が入力される。積分器３６ｇは、減算器３６ｆの減算結果が入力され、所定の時間積分し、積分結果を可変減衰器３６ｃに出力する。電力分岐手段３６ｈは、可変減衰器３６ｃによって振幅ノイズが付加された信号を所定の比率で分岐し、一方をスイッチＳＷ６に出力し、他方を電力検出手段３６ｉに出力する。電力分岐手段３６ｈは、例えば、方向性結合器、電力分配器等であり、電力検出手段３６ｉは、例えば、包絡線検波器、ログアンプ等である。
【０１０６】
このような構成（基準電圧を出力するＤＡＣ３６ｄ、閉ループ回路（減算器３６ｆ、積分器３６ｇ、可変減衰器３６ｃ、電力分岐手段３６ｈ、電力検出手段３６ｉ））とすることにより、ノイズ付加部３６にＡＬＣ（Auto Level Control）機能をもたせている。
【０１０７】
このような装置の動作を説明する。まず、ＡＬＣ機能の動作から説明する。
ＤＡＣ３６ｄが、基準電圧を加算器３６ｅを介して減算器３６ｆに出力する。一方、電力分岐手段３６ｈが、可変減衰器３６ｃの出力する信号の一部電力を取り出して電力検出手段３６ｉに出力する。そして、電力検出手段３６ｉが、電力の大きさを検出し、検出した電力の大きさを示す電圧値の信号を生成し、減算器３６ｆに出力する。
【０１０８】
さらに、減算器３６ｆが、ＤＡＣ３６ｄからの基準電圧と、電力検出手段３６ｉからの電圧との差分を求め、求めた演算結果、すなわち、基準電圧と検出した電圧との差分を積分手段３６ｇに出力する。そして、積分手段３６ｇが差分に対応する信号を可変減衰器３６ｃに出力する。この信号によって可変減衰器３６ｃが、周波数発生回路１３からのキャリア信号を減衰し、電力分岐手段３６ｈに出力する。
【０１０９】
そして、電力分岐手段３６ｈ、電力検出手段３６ｉによって減衰後の電圧値が再び求められる。さらに、減衰器３６が、基準電圧と新たに検出した電圧との差分を求め、積分手段３６ｇに出力する。このようにしてフィードバックすることで、ＤＡＣ３６ｄの基準電圧と振幅ノイズ付加部３６の出力信号との差分がなくなるところで可変減衰器３６ｃの出力が収束し、その結果として振幅ノイズ付加部の出力レベルも安定し、設定した出力レベルになる。
【０１１０】
次に、振幅ノイズを付加する場合を説明する。ＡＬＣ回路の基準電圧となるＤＡＣ３６ｄに出力に、ＤＡＣ３６ｂからの電圧（振幅ノイズ生成部３１に基づいて生成された振幅ノイズ用の信号）を加算器３６ｅが加算し、減算器３６ｆに出力する。加算された以降のＡＬＣの閉ループ回路は、このループ応答帯域内においてノイズ付加された基準電圧の信号に追従する。つまり、ＡＬＣされつつ、振幅ノイズが付加された信号が振幅ノイズ付加部３６から出力される。そして、後段の振幅調整部１４が所望のゲインとなるまで増幅する。
【０１１１】
なお、振幅ノイズ付加部３６の可変減衰器３６ｃが、周波数発生回路１３からのキャリア信号を振幅変調して振幅調整部１４に出力し、振幅調整部１４の増幅器１４ａ、可変減衰器１４ｂが、振幅変調された信号を所望の出力レベル（振幅）にして出力しているが、可変減衰器１４ｂを設けず、振幅ノイズ付加部３６の可変減衰器３６ｃで可変減衰器１４ｂの分の減衰を行ってもよい。
【０１１２】
このように、ＤＡＣ３６ｄの出力を基準電圧とし、加算器３６ｅが、基準電圧にＤＡＣ３６ｂの出力を加算し、減算器３６ｆに出力する。そして、減算器３６ｆが、可変減衰器３６ｃの出力と、基準電圧との差を求め、基準電圧との誤差を減少させる信号を可変減衰器３６ｃに出力する。これにより、可変減衰器３６ｃの出力と基準電圧との差が”０”となるように収束される。従って、振幅ノイズ付加部３６の振幅が安定する。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施例を示した構成図である。
【図２】キャリア信号に位相ノイズを付加した一例を示した図である。
【図３】図１に示す位相ノイズ生成部２１および位相ノイズ付加部２６の詳細な構成を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示した構成図である。
【図５】キャリア信号に振幅ノイズを付加した一例を示した図である。
【図６】図４に示す振幅ノイズ生成部３１および振幅ノイズ付加部３６の詳細な構成を示した図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示した構成図である。
【図８】図７に示す装置における信号のスペクトラムを表した図である。
【図９】本発明の第４の実施例を示した構成図である。
【図１０】本発明の第５の実施例を示した構成図である。
【図１１】本発明の第６の実施例を示した構成図である。
【図１２】本発明の第７の実施例を示した構成図である。
【図１３】従来の周波数シンセサイザの構成を示した図である。
【図１４】従来の周波数シンセサイザのその他の構成を示した図である。
【符号の説明】
【０１１４】
２１、３１、４１ ノイズ生成部
２２ 位相ノイズ特性調整手段
２３、３３ ノイズ発生部
２４、２７、３４ 周波数調整手段
２５、２８、３５ 振幅調整手段
２６、３６、４５ ノイズ付加部
２６ｆ 位相差生成手段
２６ｇ、２６ｈ 乗算器
２６ｉ、３６ｅ 加算器
３２ 振幅ノイズ特性調整手段
３６ｃ、４６ 可変減衰器
３６ｄ ＤＡＣ
３６ｆ、５２ 減算器
３６ｉ 電力検出手段
４２ ノイズフロア特性調整手段
４３ レベル検出器
５０ 位相ノイズ測定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の周波数の信号を出力する信号発生部を有する周波数シンセサイザに関し、詳しくは、所望のノイズを付加した周波数信号を出力する周波数シンセサイザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周波数シンセサイザは、周波数を合成して，精度が高く位相ノイズ等が少ないスペクトル純度の高い所望の周波数を生成し、出力する装置であり、無線通信のキャリア信号、通信システムの送信部／受信部のミキサ、電気回路の試験用の信号等に用いられる。
【０００３】
図１３は、従来の周波数シンセサイザの一例を示した構成図である（例えば、特許文献１〜３参照）。
図１３において、周波数基準１０は、周波数基準信号を出力する。周波数微調整回路１１は、周波数基準１０からの信号が入力される。周波数粗調整回路１２は、周波数基準１０からの信号が入力される。周波数発生回路１３は、周波数微調整回路１１と周波数粗調整回路１２とからの信号が入力される。振幅調整部１４は、増幅器１４ａと減衰器１４ｂを有し、増幅器１４ａに周波数発生回路１３からの信号が入力され、減衰器１４ｂに増幅器１４ａからの信号が入力される。なお、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のうち、少なくともひとつは、閉ループで構成され、所定のループ帯域をもつ。また、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数粗調整回路１２、周波数発生回路１３、振幅調整部１４で、信号発生部を構成する。
【０００４】
このような装置の動作を説明する。
周波数基準１０が、周波数の安定性が高く、高精度、低位相雑音（低ジッタ）な非常に純度の高いスペクトルの周波数基準信号を出力する。なお、周波数基準１０は、周波数は固定だが、周波数が異なる複数の周波数基準信号（例えば、１００［ＭＨｚ］，２００［ＭＨｚ］，４００［ＭＨｚ］…）を出力する。このような周波数基準１０は、例えば、ＯＣＸＯ（Oven Controlled Xtal oscillator）を基準の周波数とし、逓倍回路、分周回路、ＰＬＬ（Phase locked Loop）回路等で構成される。
【０００５】
そして、周波数微調整回路１１が、周波数基準１０からの周波数基準信号を基準として、細かな周波数ステップ（例えば、１［Ｈｚ］ステップ）の周波数を調整した出力信号を出力する。このような周波数微調整回路１１は、例えば、Fractional-N方式のＰＬＬ回路やＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer）等が用いられる。
【０００６】
一方、周波数粗調整回路１２が、周波数基準１０からの周波数基準信号に含まれるそれぞれの周波数の信号から所定の周波数の信号に変換する。なお、周波数粗調整回路１２が、周波数変換できる帯域は、周波数基準１０が出力する周波数基準信号の周波数帯域よりも広帯域である。
【０００７】
そして、周波数発生回路１３が、周波数微調整回路１１によって微調整された信号と、周波数粗調整回路１２によって周波数変換された信号とから、広帯域で周波数が微調整された所望の周波数の信号を出力する。このような周波数発生回路１３は、例えば、広帯域のＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）またＹＴＯ（YIG Tuned Oscillator）を主発振器とするＰＬＬ回路で構成される。なお、ＹＩＧとは、Yttrium-Iron-Garnet（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）である。
【０００８】
さらに、振幅調整部１４の増幅器１４ａと減衰器１４ｂとが、周波数発生回路１３からの信号を増幅・減衰し、所望の出力レベル（振幅）にして出力する。
【０００９】
次に、図１４は、従来の周波数シンセサイザのその他の構成例を示した図であり、変調した信号を出力する一例を示している。ここで、図１３と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。振幅変調回路１５、ＩＱ変調回路１６が、周波数発生回路１３と振幅調整部１４の間に並列に設けられる。また、周波数変調信号発生回路１７、振幅変調信号発生回路１８、ＩＱ変調信号発生回路１９が新たに設けられる。そして、周波数変調信号発生回路１７は、周波数変調するための変調信号を周波数微調整回路１１に出力し、振幅変調信号発生回路１８は、振幅変調するための変調信号を振幅変調回路１５に出力し、ＩＱ変調信号発生回路１９は、ＩＱ変調するための変調信号をＩＱ変調回路１６に出力する。
【００１０】
スイッチＳＷ１は、周波数発生回路１３の出力側を、振幅変調回路１５またはＩＱ変調回路１６の入力側に接続する。スイッチＳＷ２は、振幅調整部１４の入力側を、振幅変調回路１５またはＩＱ変調回路１６の出力側に接続する。
【００１１】
このような装置の動作を説明する。図１３と異なる部分を主に説明する。
まず、周波数変調する場合の動作から説明する。
周波数変調信号発生回路１７が、所望の周波数変調用の変調信号を生成し、生成した変調信号をデジタイズして、周波数微調整回路１１に出力する。そして、周波数微調整回路１１のＤＤＳ等が、変調信号に基づいて周波数変調された信号を出力する。このような周波数変調信号発生回路１７は、例えば、ＤＤＳ等で構成される。
【００１２】
さらに、周波数発生回路１３が、図１３に示す装置と同様に、周波数微調整回路１１と周波数粗調整回路１２との信号から所望の周波数の信号を出力するが、周波数微調整回路１１からの信号が周波数変調されているので、周波数発生回路１３から出力される信号も周波数変調される。
【００１３】
そして、周波数発生回路１３が、周波数微調整回路１１によって微調整された信号と、周波数粗調整回路１２によって周波数変換された信号とから、広帯域で周波数が微調整された所望の周波数の信号を出力する。もちろん、主発振器（図示せず）を含む周波数発生回路１３のＰＬＬ（図示せず）回路の制御帯域（ループ帯域）は、周波数変調帯域以上である。
【００１４】
続いて、振幅変調する場合の動作を説明する。
振幅変調信号発生回路１８が、所望の振幅変調用の変調信号を生成し、生成した変調信号を振幅変調回路１５に出力する。そして、振幅変調回路１５が、変調信号に基づいて、周波数発生回路１３からの信号を振幅変調して振幅調整部１４に出力する。このような振幅変調信号発生回路１８は、例えば、ＤＤＳ等で構成され、振幅変調回路１５は、例えば、可変減衰器で構成される。
【００１５】
続いて、ＩＱ変調する場合の動作を説明する。
ＩＱ変調信号発生回路１９が、所望のＩ（In-Phase）とＱ（Quadrature-Phase）となるＩＱ変調用の直交変調信号を生成し、ＩＱ変調回路１６に出力する。そして、ＩＱ変調回路が、直交変調信号に基づいて、周波数発生回路１３からの信号をＩＱ変調して振幅調整部１４に出力する。このようなＩＱ変調信号発生回路１９は、例えば、ＤＤＳ等で構成される。
【００１６】
なお、周波数発生回路１３からの信号に振幅変調を行なう場合は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、振幅変調回路１５側に接続を切り替える。一方、周波数発生回路１３からの信号にＩＱ変調を行なう場合は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、ＩＱ変調回路１６側に接続を切り替える。その他の動作は、図１３に示す装置と同様なので、説明を省略する。
【００１７】
【特許文献１】特開平１１−８５５４号公報
【特許文献２】特開平１１−２２５０２２号公報
【特許文献３】特開２００３−２８３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このような図１３に示す装置は、スペクトルの純度の高い周波数基準信号を基準としているので非常に低ノイズな信号を生成でき、周波数微調整回路１１によって高分解能で周波数設定を行なうことができる。また、図１４に示す装置は、スペクトル純度の高い信号に各種変調（振幅変調、周波数変調、ＩＱ変調、パルス変調等）を高精度で行なうことできる。
【００１９】
一方、無線通信機器、この無線通信機器に組み込まれるデバイスの評価や試験等では、キャリア信号にのるノイズ（特に、位相ノイズ（いわゆる、ジッタ））に対するマージンテストを行なう必要がある。例えば、一例としては、キャリア信号のスペクトル純度を定量的に劣化させて、被試験対物である無線通信機器、デバイス等のノイズ耐性を評価・試験等を行ないたいという要望が多い。このような評価・試験等では、図１３、図１４に示す周波数シンセサイザからの出力信号を、キャリア信号として用いる場合が多い。
【００２０】
しかしながら、従来の周波数シンセサイザは、上述のように、高分解能で周波数設定ができ、低ノイズな信号を出力し、高精度な各種変調を行なうことが主目的であった。
【００２１】
そのため、位相ノイズを付加する場合、従来はユーザが、変調信号発生回路１７、１８、１９からの信号にホワイトノイズを付加してスペクトル線幅を太くし、見かけ上、位相ノイズを加えている程度であった。従って、所望のスペクトル純度をもつキャリア信号を被試験対象物に出力することが難しく、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することが困難であるという問題があった、
【００２２】
そこで本発明の目的は、所望のノイズを付加した周波数信号を出力する周波数シンセサイザを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１記載の発明は、
所望の周波数の信号を出力する信号発生部を有する周波数シンセサイザにおいて、
設定された設定値となるノイズを生成するノイズ生成部と、
前記信号発生部の信号に、前記ノイズ生成部のノイズを付加するノイズ付加部と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
ノイズ生成部は、前記信号発生部のループ帯域に基づいて、前記信号発生部からの信号のスペクトラムを所望の形状にするノイズを生成することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
ノイズ生成部は、位相ノイズ、振幅ノイズ、ノイズフロアの少なくとも一個を生成することを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
ノイズ生成部は、
ホワイトノイズを出力するノイズ発生部と、
前記信号発生部のループ帯域に基づいて位相変調量を求める位相ノイズ特性調整手段と、
この位相ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記ノイズ発生部からのホワイトノイズの周波数特性を調整する周波数調整手段と、
前記位相ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記周波数調整手段からの信号の振幅特性を調整する振幅調整手段と
を有することを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
ノイズ付加部は、直交変調器であることを特徴とするものである。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、
前記信号発生部からの信号を９０°の位相差をもって分岐する位相差生成手段と、
この位相差生成手段が分岐した信号それぞれに、前記ノイズ生成部からの信号に対応した振幅変調を行なう乗算器と、
この乗算器の出力を加算する加算器と
を有することを特徴とするものである。
請求項７記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
ノイズ生成部は、
ホワイトノイズを出力するノイズ発生部と、
前記信号発生部のループ帯域に基づいて振幅変調量を求める振幅ノイズ特性調整手段と、
この振幅ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記ノイズ発生部からのホワイトノイズの周波数特性を調整する周波数調整手段と、
前記振幅ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記周波数調整手段からの信号の振幅特性を調整する振幅調整手段と
を有することを特徴とするものである。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、
ノイズ付加部は、前記信号発生部からの信号に、前記ノイズ生成部からの信号に対応した振幅変調を行なう可変減衰器を有することを特徴とするものである。
請求項９記載の発明は、請求項１記載の発明において、
ノイズ付加部は、前記信号発生部からの信号を減衰する可変減衰器を有し、
ノイズ生成部は、
前記信号発生部からの信号の中心周波数のパワーレベルとノイズレベルとの比を求めるレベル検出器と、
レベル検出器の求めた比に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を調整するノイズフロア特性調整手段と
を有することを特徴とするものである。
請求項１０記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、
前記ノイズ付加部によって位相ノイズが付加された信号の位相ノイズを測定する位相ノイズ測定部と、
この位相ノイズ測定部の測定結果によって前記設定値との誤差を減少させる信号を前記ノイズ生成部に出力する減算器と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項１１記載の発明は、請求項８記載の発明において、
前記可変減衰器によって振幅ノイズが付加された信号の電力を検出し、検出した電力の大きさに対応した電圧値を出力する電力検出手段と、
基準電圧を出力する基準電圧出力部と、
この基準電圧出力部の基準電圧に前記ノイズ生成部からの振幅ノイズを加算する加算器と、
前記電力検出手段の検出結果によって前記加算器からの基準電圧との誤差を減少させる信号を前記可変減衰器に出力する減算器と
を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１〜１１によれば、ノイズ生成部が、設定された設定値となるノイズを生成し、ノイズ付加部が、信号発生部の信号に、ノイズ生成部のノイズを付加するので、定量的なノイズを付加することができる。これにより、信号発生部からの信号に所望のノイズを付加でき、信号発生部の信号のスペクトル形状を所望の形状にすることができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
請求項２〜８によれば、ノイズ生成部が、信号発生部のループ帯域に基づいて、信号発生部からの信号のスペクトラムが所望の形状のスペクトラムになるノイズを求め、ノイズ付加部が、求めたノイズを信号発生部の信号に付加するので、定量的なノイズを付加することができる。これにより、信号発生部からの信号に所望のノイズを付加でき、信号発生部の信号のスペクトル形状を所望の形状にすることができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
請求項９によれば、レベル検出器が、信号発生部からの信号の中心周波数のパワーレベルとノイズレベルとの比を求め、ノイズフロア特性調整手段が、レベル検出器の求めた比に基づいて、可変減衰器の減衰量を調整するので、定量的なノイズを付加することができる。これにより、信号発生部からの信号に所望のノイズを付加でき、信号発生部の信号のスペクトル形状を所望の形状にすることができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例を示した構成図である。ここで、図１３と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。なお、説明の一例として、本装置の出力する信号が、無線通信機器やデバイス等を評価・試験等を行なうためのキャリア信号として用いられる例で説明する。もちろん、通信システムの送信部／受信部のミキサ、電気回路の試験用の信号等に用いてもよい。
【００２６】
図１は、周波数シンセサイザが出力するキャリア信号に、所望の位相ノイズを付加する場合である。具体的には、位相変調を行なってノイズを付加する。図１において、位相ノイズ設定部２０が、新たに設けられ、振幅調整部１４が出力する信号に含まれる位相ノイズの設定値が設定される。
【００２７】
位相ノイズ生成部２１が、新たに設けられ、位相ノイズ特性調整手段２２、ノイズ発生部２３、周波数調整手段２４、振幅調整手段２５を有し、位相ノイズ設定部２０からの設定値が入力される。
【００２８】
位相ノイズ特性調整手段２２は、位相ノイズ設定部２０からの設定値が入力される。ノイズ発生部２３は、ホワイトノイズを出力する。周波数調整手段２４は、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、ノイズ発生部２３からのホワイトノイズをフィルタリングし、周波数特性を調整する。振幅調整手段２５は、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、周波数調整手段２４がフィルタリングした各周波数成分ごとの振幅特性を調整する。
【００２９】
そして位相ノイズ付加部２６が、周波数発生回路１３と振幅調整部１４の間に設けられ、振幅調整手段２５からの信号に基づいて、周波数発生回路１３からの信号を位相変調する。なお、位相ノイズ生成部２１は、ノイズ生成部に対応し、位相ノイズ付加部２６は、ノイズ付加部に対応する。
【００３０】
伝送路Ｌ１は、周波数発生回路１３と振幅調整部１４の間に、位相ノイズ付加部２６と並列に設けられる。スイッチＳＷ３は，周波数発生回路１３の出力側を、位相ノイズ付加部２６または伝送路Ｌ１の入力側に接続する。スイッチＳＷ５は、振幅調整部１４の入力側を、位相ノイズ付加部２６または伝送路Ｌ１の出力側に接続する。
【００３１】
このような装置の動作を説明する。
位相ノイズ設定部２０に、位相ノイズの設定値（例えば、キャリア周波数からのオフセット周波数Δｆ１にて−２０［ｄＢｃ／Ｈｚ］、Δｆ２にて−５０［ｄＢｃ／Ｈｚ］、Δｆ３にて−８０［ｄＢｃ／Ｈｚ］）が設定される。そして、設定された設定値を位相ノイズ特性調整手段２２に出力する。
【００３２】
さらに、位相ノイズ特性調整手段２２が、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、位相ノイズ付加部２６の変調帯域に基づいて、位相ノイズ設定部２０からの設定値となる位相変調量、すなわち、位相変調する周波数および各周波数の振幅を求め、求めた周波数をフィルタリングするように周波数調整手段２４に指示を出し、求めた振幅となるように振幅調整手段２５に指示を出す。なお、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、位相ノイズ付加部２６の変調帯域は、装置の製造時、校正時等に予め求めておき、位相ノイズ特性調整手段２２に保持させておくとよい。
【００３３】
そして、周波数調整手段２４が、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、ノイズ発生部２３からのホワイトノイズのうち、所望の周波数のノイズのみを振幅調整手段２５に出力する。さらに、振幅調整手段２５が、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、周波数調整手段２４からの各周波数成分の振幅を調整し、位相ノイズ付加部２６に出力する。
【００３４】
そして、位相ノイズ付加部２６が、振幅調整手段２５からの信号に従って、周波数発生回路１３が出力するキャリア信号を位相変調して位相ノイズを付加して、振幅調整部１４に出力する。
【００３５】
ここで、図２は、キャリア信号に位相ノイズを付加した一例を示した図であり、実線は位相ノイズを付加後のスペクトラムであり、破線は位相ノイズを付加前のスペクトラムであり、横軸は周波数で、縦軸は、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise）比（位相ノイズの大きさ）である。
【００３６】
なお、周波数発生回路１３からの信号に位相ノイズを付加する場合は、スイッチＳＷ３，ＳＷ４が、位相ノイズ付加部２６側に接続を切り替える。一方、周波数発生回路１３からの信号に位相ノイズを付加しない場合は、スイッチＳＷ３，ＳＷ４が、伝送路Ｌ１側に接続を切り替える。
その他の動作は図１３に示す装置と同様なので、説明を省略する。
【００３７】
続いて、図３は、図１に示す位相ノイズ生成部２１および位相ノイズ付加部２６の詳細な構成を示した図である。図３において、ノイズ発生部２３は、ノイズ発生源２３ａ、アンプ２３ｂ、アナログデジタル変換器（以下、ＡＤＣと略す）２３ｃ、ＦＦＴ演算手段２３ｄを有する。
【００３８】
アンプ２３ｂは、ノイズ発生源２３ａからのノイズ信号が入力される。ＡＤＣ２３ｃは、アンプ２３ｂで増幅されたノイズ信号が入力される。ＦＦＴ演算手段２３ｄは、ＡＤＣ２３ｃで変換されたデジタル信号が入力される。デジタルフィルタ２４ａは、周波数調整手段２４の一例であり、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示と、ＦＦＴ演算手段２３ｄでのフーリエ変換後の結果が入力される。
【００３９】
また、位相ノイズ付加部２６は、いわゆる直交変調器であり、位相差生成手段２６ａ、２６ｆ、逆ＦＦＴ演算手段２６ｂ、２６ｃ、デジタルアナログ変換器（以下、ＤＡＣと略す）２３ｄ、２３ｅ、アナログ乗算器２６ｇ、２６ｈ、アナログ加算器２６ｉを有する。
【００４０】
位相差生成手段２６ａは、振幅調整手段２５から信号が入力される。逆ＦＦＴ演算手段２６ｂは、位相差生成手段２６ａからの一方の信号が入力される。逆ＦＦＴ演算手段２６ｃは、位相差生成手段２６ａからの他方の信号が入力される。ＤＡＣ２３ｄは、逆ＦＦＴ演算手段２６ｂでの逆フーリエ変換後の結果が入力される。ＤＡＣ２３ｅは、逆ＦＦＴ演算手段２６ｃでの逆フーリエ変換後の結果が入力される。位相差生成手段２６ｆは、スイッチＳＷ３を介して周波数発生回路１３からの信号が入力される。アナログ乗算器２６ｇは、位相差生成手段２６ｆの一方の信号と、ＤＡＣ２６ｄで変換されたアナログ信号とが入力される。アナログ乗算器２６ｈは、位相差生成手段２６ｆの他方の信号と、ＤＡＣ２６ｅで変換されたアナログ信号とが入力される。加算器２６ｉは、乗算器２６ｇ、２６ｈの乗算結果を加算してスイッチＳＷ４に出力する。
【００４１】
このような装置の動作を説明する。
アンプ２３ｂが、ノイズ発生源２３ａから出力されたホワイトノイズを所定のゲインで増幅し、ＡＤＣ２３ｃに出力する。そして、ＡＤＣ２３ｃが、アナログ信号のホワイトノイズをデジタル信号に変換し、ＦＦＴ演算手段２３ｄに出力する。さらに、ＦＦＴ演算手段２３ｄが、デジタル信号をフーリエ変換して、デジタルフィルタ２４ａに出力する。
【００４２】
そして、デジタルフィルタ２４ａが、位相ノイズ特性調整手段２２の指示に従って、フーリエ変換後のデータ（もちろん、所定の帯域で一様にスペクトルが存在する）を、フィルタリングし、所望の周波数に存在するスペクトルのみを透過する。さらに、振幅調整手段２５が、デジタルフィルタ２４ａのフィルタ後の各周波数のスペクトルのパワーを調整し、位相差生成手段２６ａに出力する。
【００４３】
そして、位相差生成手段２６ａが、位相差が９０°となる２個の信号を振幅調整手段２５の出力信号から生成し、一方を逆ＦＦＴ演算手段２６ｂに出力し、他方を逆ＦＦＴ演算手段２６ｃに出力する。そして、逆ＦＦＴ演算手段２６ｂ、２６ｃのそれぞれが、逆フーリエ変換し、変換した結果をＤＡＣ２６ｄ、２６ｅに出力する。さらに、ＤＡＣ２６ｄ、２６ｅのそれぞれが、デジタル信号をアナログ信号に変換し、乗算器２６ｇ、２６ｈに出力する。
【００４４】
一方、位相差生成手段２６ｆが、スイッチＳＷ３を介して入力される周波数発生回路１３からの信号を９０°の位相差を持たせて２分岐し、一方を乗算器２６ｇ、他方を乗算器２６ｈに出力する。
【００４５】
そして、乗算器２６ｇが、位相差生成手段２６ｆからの一方の信号と、ＤＡＣ２６ｄからの信号とを乗算し、加算器２６ｉに出力する。また、乗算器２６ｈが、位相差生成手段２６ｆからの他方の信号と、ＤＡＣ２６ｅからの信号とを乗算し、加算器２６ｉに出力する。つまり、乗算器２６ｇ、２６ｈが、位相差生成手段２６ｆによって分岐された信号それぞれに、ノイズ生成部２１からの信号に対応した振幅変調を行なう。そして、加算器２６ｉが、乗算器２６ｇ、２６ｈからの出力を加算し、スイッチＳＷ４を介して、振幅調整部１４に出力する。
【００４６】
このように、位相ノイズ特性調整手段２２が、ノイズ設定部２０からの設定値となるように、ループ帯域および変調帯域に基づいて位相変調量を求め、キャリア信号の位相変調を行なわせるので、定量的な位相ノイズを付加することができる。これにより、キャリア信号に所望のノイズを付加でき、キャリア信号のスペクトル形状を所望の形状にした周波数信号を出力することができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
【００４７】
［第２の実施例］
図４は、本発明の第２の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。
図４は、周波数シンセサイザが出力するキャリア信号に、所望の振幅ノイズを付加する場合である。具体的には、振幅変調を行なってノイズを付加する。図４において、位相ノイズ設定部２０の代わりに振幅ノイズ設定部３０が設けられ、位相ノイズ生成部２１の代わりに振幅ノイズ生成部３１が設けられ、位相ノイズ付加部２６の代わりに振幅ノイズ付加部３６が設けられ、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、伝送路Ｌ１の代わりに、スイッチＳＷ５、ＳＷ６、伝送路Ｌ２が設けられる。
【００４８】
振幅ノイズ設定部３０は、振幅調整部１４が出力する信号に含まれる振幅ノイズの設定値が設定される。振幅ノイズ生成部３１は、振幅ノイズ特性調整手段３２、ノイズ発生部３３、周波数調整手段３４、振幅調整手段３５を有し、振幅ノイズ設定部３０からの設定値が入力される。
【００４９】
振幅ノイズ特性調整手段３２は、振幅ノイズ設定部３０からの設定値が入力される。ノイズ発生部３３は、ホワイトノイズを出力する。周波数調整手段３４は、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示に従って、ノイズ発生部３３からのホワイトノイズをフィルタリングし、周波数特性を調整する。振幅調整手段３５は、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示に従って、周波数調整手段３４がフィルタリングした各周波数成分ごとの振幅特性を調整する。
【００５０】
そして振幅ノイズ付加部３６は、振幅調整手段３５からの信号に基づいて、周波数発生回路１３からの信号を振幅変調する。なお、振幅ノイズ生成部３１は、ノイズ生成部に対応し、振幅ノイズ付加部３６は、ノイズ付加部に対応する。
【００５１】
スイッチＳＷ５、ＳＷ６は、振幅ノイズを付加する場合、振幅ノイズ付加部３６を周波数発生回路１３と振幅調整部１４とに接続し、振幅ノイズを付加しない場合、伝送路Ｌ２を周波数発生回路１３と振幅調整部１４とに接続する。
【００５２】
このような装置の動作を説明する。
振幅ノイズ設定部３０に、振幅ノイズの設定値（例えば、キャリア周波数からのオフセット周波数Δｆ１にて−５０［ｄＢｃ／Ｈｚ］、Δｆ２にて−８０［ｄＢｃ／Ｈｚ］、Δｆ３にて−１００［ｄＢｃ／Ｈｚ］）が設定される。そして、設定された設定値を振幅ノイズ特性調整手段３２に出力する。
【００５３】
さらに、振幅ノイズ特性調整手段３２が、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、振幅ノイズ付加部３６の変調帯域に基づいて、振幅ノイズ設定部３０からの設定値となる振幅変調量、すなわち、振幅変調する周波数および各周波数の振幅を求め、求めた周波数をフィルタリングするように周波数調整手段３４に指示を出し、求めた振幅となるように振幅調整手段３５に指示を出す。なお、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、振幅ノイズ付加部３６の変調帯域は、装置の製造時、校正時等に予め求めておき、振幅ノイズ特性調整手段３２に保持させておくとよい。
【００５４】
そして、周波数調整手段３４が、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示に従って、ノイズ発生部３３からのホワイトノイズのうち、所望の周波数のノイズのみを振幅調整手段３５に出力する。さらに、振幅調整手段３５が、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示に従って、周波数調整手段３４からの各周波数成分の振幅を調整し、振幅ノイズ付加部３６に出力する。
【００５５】
そして、振幅ノイズ付加部３６が、振幅調整手段３５からの信号に従って、周波数発生回路１３が出力するキャリア信号を振幅変調して振幅ノイズを付加して、振幅調整部１４に出力する。
【００５６】
ここで、図５は、キャリア信号に振幅ノイズを付加した一例を示した図であり、実線は振幅ノイズを付加後のスペクトラムであり、破線は振幅ノイズを付加前のスペクトラムであり、横軸は周波数で、縦軸は、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise）比（振幅ノイズの大きさ）である。
【００５７】
なお、周波数発生回路１３からの信号に振幅ノイズを付加する場合は、スイッチＳＷ５，ＳＷ６が、振幅ノイズ付加部３６側に接続を切り替える。一方、周波数発生回路１３からの信号に振幅ノイズを付加しない場合は、スイッチＳＷ５，ＳＷ６が、伝送路Ｌ２側に接続を切り替える。
その他の動作は図１に示す装置と同様なので、説明を省略する。
【００５８】
続いて、図６は、図４に示す振幅ノイズ生成部３１および振幅ノイズ付加部３６の詳細な構成を示した図である。図６において、ノイズ発生部３３は、ノイズ発生源３３ａ、アンプ３３ｂ、ＡＤＣ３３ｃ、ＦＦＴ演算手段３３ｄを有する。
【００５９】
アンプ３３ｂは、ノイズ発生源３３ａからのノイズ信号が入力される。ＡＤＣ３３ｃは、アンプ３３ｂで増幅されたノイズ信号が入力される。ＦＦＴ演算手段３３ｄは、ＡＤＣ３３ｃで変換されたデジタル信号が入力される。
【００６０】
デジタルフィルタ３４ａは、周波数調整手段３４の一例であり、振幅ノイズ特性調整手段３２からの指示と、ＦＦＴ演算手段３３ｄでのフーリエ変換後の結果が入力される。
【００６１】
また、振幅ノイズ付加部３６は、逆ＦＦＴ演算手段３６ａ、ＤＡＣ３６ｂ、可変減衰器３３ｃを有する。
【００６２】
逆ＦＦＴ演算手段３６ａは、振幅調整手段３５から信号が入力される。ＤＡＣ３６ｂは、逆ＦＦＴ演算手段３６ａでの逆フーリエ変換後の結果が入力される。可変減衰器３３ｃは、ＤＡＣ３６ｂの信号に基づいて、スイッチＳＷ５を介して周波数発生回路１３から入力された信号を振幅変調してスイッチＳＷ６に出力する。
【００６３】
このような装置の動作を説明する。
アンプ３３ｂが、ノイズ発生源３３ａから出力されたホワイトノイズを所定のゲインで増幅し、ＡＤＣ３３ｃに出力する。そして、ＡＤＣ３３ｃが、アナログ信号のホワイトノイズをデジタル信号に変換し、ＦＦＴ演算手段３３ｄに出力する。さらに、ＦＦＴ演算手段３３ｄが、デジタル信号をフーリエ変換して、デジタルフィルタ３４ａに出力する。
【００６４】
そして、デジタルフィルタ３４ａが、振幅ノイズ特性調整手段３２の指示に従って、フーリエ変換後のデータ（もちろん、所定の帯域で一様にスペクトルが存在する）を、フィルタリングし、所望の周波数に存在するスペクトルのみを透過する。さらに、振幅調整手段３５が、デジタルフィルタ３４ａのフィルタ後の各周波数のスペクトルのパワーを調整し、逆ＦＦＴ演算手段３６ａに出力する。
【００６５】
そして、逆ＦＦＴ演算手段３６ａが、振幅調整手段３５からのデータを逆フーリエ変換し、変換した結果をＤＡＣ３６ｂに出力する。さらに、ＤＡＣ３６ｂが、デジタル信号をアナログ信号に変換し、可変減衰器３６ｃに出力する。そして、可変減衰器３６ｃが、ＤＡＣ３６ｂの信号に基づいて、周波数発生回路１３からのキャリア信号を振幅変調し、スイッチＳＷ６を介して、振幅調整部１４に出力する。
【００６６】
このように、振幅ノイズ特性調整手段３２が、ノイズ設定部３０からの設定値となるように、ループ帯域および変調帯域に基づいて振幅変調量を求め、キャリア信号の振幅変調を行なわせるので、定量的な振幅ノイズを付加することができる。これにより、キャリア信号に所望のノイズを付加でき、キャリア信号のスペクトル形状を所望の形状にした周波数信号を出力することができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
【００６７】
［第３の実施例］
図７は、本発明の第３の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。通常、周波数シンセサイザが出力するキャリア信号は、低ノイズなのでキャリア周波数から十分離れた位置、すなわちノイズフロアと見なせる位置において、キャリア信号の中心周波数のパワーに対しノイズがほとんど無視できる程の低いレベルに抑えれており非常にＣ／Ｎ比が高い。図７は、ノイズフロアにおけるＣ／Ｎ比を所望の値とするものである。
【００６８】
図７において、位相ノイズ設定部２０の代わりにノイズフロア設定部４０が設けられ、位相ノイズ生成部２１の代わりにノイズフロア生成部４１が設けられ、位相ノイズ付加部の代わりにノイズフロア付加部４５が設けられ、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、伝送路Ｌ１の代わりに、スイッチＳＷ７、ＳＷ８、伝送路Ｌ３が設けられる。
【００６９】
ノイズフロア設定部４０は、振幅調整部１４が出力する信号に含まれるノイズフロアの設定値が設定される。ノイズフロア生成部４１は、ノイズフロア特性調整手段４２、レベル検出器４３、４４を有し、ノイズフロア設定部４０からの設定値、周波数発生回路１３からの信号、振幅調整部１４への信号が入力される。
【００７０】
ノイズフロア特性調整手段４２は、ノイズフロア設定部４０からの設定値、レベル検出器４３、４４の検出結果が入力される。レベル検出器４３は、周波数発生回路１３からの信号が入力される。レベル検出器４４は、振幅調整部１４への信号が入力される。
【００７１】
そしてノイズフロア付加部４５は、可変減衰器４６、４８、広帯域アンプ４７を有し、ノイズフロア特性調整手段４２からの信号に基づいて、スイッチＳＷ７を介して入力される周波数発生回路１３からの信号のノイズフロアを調整し、スイッチＳＷ８を介して、レベル検出器４４、振幅調整部１４に出力する。なお、ノイズフロア生成部４１は、ノイズ生成部に対応し、ノイズフロア付加部４５は、ノイズ付加部に対応する。
【００７２】
スイッチＳＷ７、ＳＷ８は、ノイズフロアを付加する場合、ノイズフロア付加部４５を周波数発生回路１３と振幅調整部１４とに接続し、ノイズフロアを付加しない場合、伝送路Ｌ３を周波数発生回路１３と振幅調整部１４とに接続する。
【００７３】
このような装置の動作を説明する。
ここで、図８は、図７に示す装置における信号のスペクトラムを表した図であり、横軸は周波数で、縦軸はスペクトル強度（パワー）である。図７（ａ）は、周波数発生回路１３の出力であり、図７（ｂ）は、可変減衰器４６の出力であり、図７（ｃ）は、広帯域アンプ４７の出力であり、図７（ｄ）は、可変減衰器４８の出力である。なお、周波数発生回路１３からのキャリア信号のパワーレベルをＰｃとし、図７（ｄ）の黒丸は設定値である。
【００７４】
ノイズフロア設定部４０に、ノイズフロアの設定値（例えば、キャリア周波数からのオフセット周波数Δｆ４（キャリア周波数から十分離れ、キャリア信号のスペクトルの影響が無視できる位置）にて−１３０［ｄＢｃ／Ｈｚ］）が設定される。そして、設定された設定値をノイズフロア特性調整手段４２に出力する。
【００７５】
一方、レベル検出器４３が、周波数発生回路１３の信号（図８（ａ）参照）から、キャリア周波数のパワーのレベルと、ノイズフロアのレベルとの比を求め、ノイズフロア特性調整手段４２に出力する。そして、ノイズフロア特性調整手段４２が、設定値となるように可変減衰器４６の減衰率を調整する。これにより、可変減衰器４６が、ノイズフロア特性調整手段４２の指示により、周波数発生回路１３からの信号を減衰する（図８（ｂ）参照）。
【００７６】
さらに、広帯域アンプ４７が、キャリア信号およびノイズフロア共に増幅し、可変減衰器４８に出力する（図８（ｃ）参照）。可変減衰器４８が、所定量減衰または減衰せずに広帯域アンプ４７からの信号をスイッチＳＷ８を介してレベル検出器４４に出力する。
【００７７】
そして、レベル検出器４４が、スイッチＳＷ８を介して入力される可変減衰器４８からの出力によって、キャリア周波数におけるパワーのレベル、このパワーレベルとノイズフロアのレベルとの比を求め、ノイズフロア特性調整手段４２に出力する。
【００７８】
そして、ノイズフロア特性調整手段４２が、周波数発生回路１３から出力された信号のパワーＰｃと、可変減衰器４８から出力される信号のパワーが同じレベルとなるように、可変減衰器４８の減衰率を調整する。さらに、可変減衰器４８が、ノイズフロア特性調整手段４２の指示に従って、広帯域アンプ４７からの信号を減衰し、スイッチＳＷ８を介して、レベル検出器４４、振幅調整部１４に出力する（図８（ｄ）参照）。
その他の動作は、図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００７９】
このように、ノイズフロア特性調整手段４２が、ノイズ設定部４０からの設定値となるように、レベル検出器４３、４４の検出結果に基づいて、キャリア信号の減衰、増幅を可変減衰器４６、４８に行なわせるので、ノイズフロアをキャリア信号のパワーレベルに対して、所望のレベルにすることができる。これにより、キャリア信号に所望のノイズを付加でき、キャリア信号のスペクトル形状を所望の形状にした周波数信号を出力することができる。従って、被試験対象物のノイズ耐性を精度よく測定することができる。
【００８０】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
（１）図１、図４、図７に示す装置において、位相ノイズ、振幅ノイズ、ノイズフロアそれぞれを別々に付加する構成を示したが、必要とする各ノイズを合わせて付加してもよい。例えば、図９に示すように構成してもよい。ここで、図１、図４、図７と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【００８１】
図９において、位相ノイズを付加する手段２０、２１、２６、ＳＷ３、ＳＷ４、Ｌ１、振幅ノイズを付加する手段３０、３１、３６、ＳＷ５、ＳＷ６、Ｌ２、ノイズフロアを付加する手段４０、４１、４５、ＳＷ７、ＳＷ８、Ｌ３を直列に接続している。もちろん、ノイズを付加する必要が無い場合は、ＳＷ３〜ＳＷ８が、伝送路Ｌ１〜Ｌ３を選択する。また、各ノイズを付加する手段を並べる順番は、どのような順番でもよく、２種類だけ設けてもよい。
【００８２】
（２）図１、図４、図７に示す本発明を、図１３に示した装置に適用する構成を示したが、図１４に示す変調回路１５〜１９が設けられた周波数シンセサイザに適用してもよい。この場合、振幅変調を行なう手段１５、１８、ＩＱ変調を行なう手段１６、１９を、キャリア信号にノイズを付加するノイズ付加部２６、３６、４５の後段に設けるとよい。
【００８３】
（３）図１、図４、図７に示す装置において、設定部２０、３０、４０が設定する設定値は、何個でもよく、設定値もどのような値でもよい。
【００８４】
（４）図１、図４に示す装置において、周波数調整手段２４、３４の一例として、デジタルフィルタ２４ａ、３４ａを用いる構成を示したが、アナログフィルタを用いてもよい。この場合、ノイズ発生部３３からのホワイトノイズをデジタル化する必要が無いので、ＡＤＣ２３ｃ、３３ｃ、ＦＦＴ演算手段２３ｄ、３３ｄ、逆ＦＦＴ演算手段２６ｂ、２６ｃ、３６ａ、ＤＡＣ２６ｄ、２６ｅ、３６ｂを設ける必要は無い。
【００８５】
（５）図１に示す装置において、位相ノイズ付加部２６が、位相ノイズ生成部２１からの信号に基づいて、キャリア信号を位相変調する構成を示したが、例えば、周波数発生回路１３を、ＰＬＬ回路を用いた位相同期ループによって構成する場合、この位相同期ループのループ帯域より低域の位相ノイズを付加する場合は、図１０に示す構成としてもよい。ここで、図１、図３と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図１０において、周波数発生回路１３は、位相比較器１３ａ、ＶＣＯ１３ｂ、ミキサ１３ｃによって閉ループを構成する。そして、位相比較器１３ａが、周波数微調整回路１１とミキサ１３ｃからの信号の位相を比較し、比較結果によってＶＣＯ１３ｂの出力周波数を制御し、ＶＣＯ１３ｂが、出力をスイッチＳＷ３，ミキサ１３ｃに出力する。そして、ミキサ１３ｃが、ＶＣＯ１３ｂと周波数粗調整回路１２との出力をミキシングして位相比較器１３ａに出力する。
【００８６】
また、位相ノイズ生成部２１にデジタルフィルタ（第２の周波数調整手段）２７、第２の振幅調整手段２８が設けられる。
【００８７】
そして、第２の位相ノイズ付加部（ノイズ付加部に対応）である逆ＦＦＴ演算手段２９が設けられ、振幅調整手段２８からの位相変調信号源となる信号を逆フーリエ変換し、変換後の信号を周波数微調整回路１１に出力する。
【００８８】
このような装置の動作を説明する。
このような装置の動作は、図１、図３に示す装置とほぼ同様であるが、異なる動作は、位相ノイズ特性調整手段２２が、周波数基準１０、周波数微調整回路１１、周波数発生回路１３のループ帯域、位相ノイズ付加部２６の変調帯域に基づいて、位相ノイズ設定部２０からの設定値となる位相変調量、すなわち、位相変調する周波数および各周波数の振幅を求め、求めた周波数をフィルタリングするようにデジタルフィルタ２４ａ、２７に指示を出し、求めた振幅となるように振幅調整手段２５、２８に指示を出す。
【００８９】
この際、周波数発生回路１３のループ帯域よりも高域となる位相ノイズの成分の位相変調量に関しては、デジタルフィルタ２４ａ、振幅調整手段２５に指示を出し、低域となる位相ノイズの成分の位相変調量に関しては、デジタルフィルタ２７、振幅調整手段２８に指示を出す。
【００９０】
そして、デジタルフィルタ２４ａ、２７のそれぞれが、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、ノイズ発生部２３からのホワイトノイズのうち、所望の周波数のノイズのみを振幅調整手段２５、２８出力する。さらに、振幅調整手段２５、２８のそれぞれが、位相ノイズ特性調整手段２２からの指示に従って、デジタルフィルタ２４ａ、２７からの各周波数成分の振幅を調整し、位相ノイズ付加部２６、逆ＦＦＴ手段２９に出力する。
【００９１】
さらに、逆ＦＦＴ演算手段２９が、振幅調整手段２８からの信号を逆フーリエ変換し、変換後の信号を周波数微調整回路１１に出力する。そして、周波数微調整回路１１が、逆ＦＦＴ演算手段２９からの信号に基づいて位相変調を行ない、周波数発生回路１３の位相比較器１３ａに出力する。その他の動作は、図１、図３に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００９２】
つまり、位相ノイズ付加部２６に入力される信号は、振幅調整手段２８より高域の成分のみの位相ノイズを調整する信号であり、位相ノイズ付加部２６が、周波数発生回路１３からのキャリア信号に対して、振幅調整手段２５からの信号を位相変調信号源とする位相変調を行ない、位相ノイズを付加する。
【００９３】
もちろん、図１０に示す装置において、位相ノイズ設定部２０に入力される設定値に基づく位相ノイズの帯域が、周波数発生回路１３のループ帯域よりも低域のみの設定の場合は、周波数調整手段２４、振幅調整手段２５、位相ノイズ付加部２６、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、伝送路Ｌ１を設けなくともよい。
【００９４】
（６）図７に示す装置において、可変減衰器４８が、広帯域アンプ４７で増幅された信号を減衰する構成を示したが、可変減衰器４８を設けずに、広帯域アンプ４６の増幅率を可変としてもよい。そして、ノイズフロア特性調整手段４２からの指示に従って、広帯域アンプ４６が、増幅後のキャリア信号のパワーレベルをＰｃとなるように可変減衰器４６からの信号を調整し、スイッチＳＷ８に出力してもよい。
【００９５】
（７）図１、図９、図１０に示す装置で位相ノイズを付加する場合、位相ノイズをオープンループで制御する構成を示したが、振幅調整部１４の出力をフィードバックして位相ノイズのノイズ量を調整してもよい。図１１を用いて説明する。ここで図１と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。もちろん、図１１に示すようなフィードバックを行なう構成を図９、図１０の装置にも適用してもよい。
【００９６】
図１１において、位相ノイズ測定部５０、信号処理部５１、減算器５２、積分器５３が新たに設けられる。位相ノイズ測定部５０は、振幅調整部１４から出力される信号の位相ノイズを測定する。信号処理部５１は、位相ノイズ測定部５０の測定結果が入力される。減算器５２は、位相ノイズ設定部２０と信号処理部５１から信号が入力される。積分器５３は、減算器５３からの減算結果が入力され、所定の時間積分し、積分結果を位相ノイズ生成部２１に出力する。
【００９７】
また、伝送路Ｌ４は、位相ノイズ設定部２０と位相ノイズ生成部２１の間に、減算器５２、積分器５３と並列に設けられる。スイッチＳＷ９は、位相ノイズ設定部２０の出力側を、減算器５２または伝送路Ｌ４の入力側に接続する。スイッチＳＷ１０は、位相ノイズ生成部２１の入力側を、積分器５３または伝送路Ｌ４の出力側に接続する。
【００９８】
このような装置の動作を説明する。
図１に示す装置と同様にオープンループで位相ノイズを制御する場合から説明する。スイッチＳＷ９、１０が伝送路Ｌ４側に接続を切り替える。そして、図１に示す装置と同様に、位相ノイズ設定部２０が、位相ノイズ生成部２１に設定値を出力する。その他の動作は図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００９９】
次に、振幅調整部１４の出力をフィードバックして位相ノイズのノイズ量を調整する場合を説明する。
【０１００】
スイッチＳＷ９、ＳＷ１０が減算器５２、積分器５３側に接続を切り替える。そして、位相ノイズ設定部２０が、減算器５２に設定値を出力する。さらに、減算器５２が、位相ノイズ設定部５２と信号処理部５１からの値を減算し、積分器５３に出力する。
【０１０１】
積分器５３が、所定の時間積分した結果をスイッチＳＷ１０を介して位相ノイズ生成部２１に出力する。そして、図１に示す装置と同様に、位相ノイズ生成部２１が、所定の位相ノイズを生成する。さらに、位相ノイズ付加部２６が、位相ノイズ生成部２１からの信号に従って周波数発生回路１３からのキャリア信号を位相変調して位相ノイズを付加して、振幅調整部１４に出力する。そして、振幅調整部１４が、所望の出力レベル（振幅）にして出力する。
【０１０２】
さらに、位相ノイズ測定部５０が、振幅調整部１４の出力信号の位相ノイズを測定し（位相ノイズの測定としては、例えば、特開２００５−３０８５０９号公報等参照）、測定結果を信号処理部５１に出力する。そして、信号処理部５１が、測定結果に所定の演算を行なって減算器５２に出力する。これによって、減算器５２が、位相ノイズ設定部２０からの設定値と、信号処理部５１からの測定結果との差を再び求め、再度求めた減算結果を積分器５３に出力する。このようなフィードバックを繰り返すことによって、振幅調整部１４から出力される信号に付加された位相ノイズと位相ノイズ設定部２０との設定値との差が”０”になるように調整される。その他の動作は図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【０１０３】
このように、位相ノイズ測定部５０が、振幅調整部１４の出力信号の位相ノイズを測定し、減算器５２が、位相ノイズ設定部２０からの設定値との差を求め、設定値との誤差を減少させる信号を位相ノイズ生成部２１に出力する。これにより、位相ノイズの差が”０”となるように収束される。従って、位相ノイズ設定部２０に設定された位相ノイズを精度よくキャリア信号に付加することができる。
【０１０４】
（８）図４、図６、図９に示す装置で振幅ノイズを付加する場合、振幅ノイズ生成部３１の振幅調整手段３５からの信号によって、振幅ノイズ付加部３６の可変減衰器３６ｃをオープンループ制御する構成を示したが、ノイズ付加部３６でノイズを付加した信号をフィードバックして振幅ノイズを調整するクローズループ制御としてもよい。図１２を用いて説明する。ここで、図６と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【０１０５】
図１２において、ＤＡＣ３６ｄ、加算器３６ｅ、減算器３６ｆ、積分手段３６ｇ、電力分岐手段３６ｈ、電力検出手段３６ｉが振幅ノイズ付加部３６に設けられる。ＤＡＣ３６ｄは、基準電圧出力部であり、振幅ノイズ付加部３６が出力する振幅レベルの設定値が入力され、この設定値に対応した基準電圧を出力する。加算器３６ｅは、ＤＡＣ３６ｂ、３６ｄからの電圧の信号が入力される。減算器３６ｆは、加算器３６ｆの加算結果（電圧値）、電力検出手段３６ｉの検出結果（電圧値）が入力される。積分器３６ｇは、減算器３６ｆの減算結果が入力され、所定の時間積分し、積分結果を可変減衰器３６ｃに出力する。電力分岐手段３６ｈは、可変減衰器３６ｃによって振幅ノイズが付加された信号を所定の比率で分岐し、一方をスイッチＳＷ６に出力し、他方を電力検出手段３６ｉに出力する。電力分岐手段３６ｈは、例えば、方向性結合器、電力分配器等であり、電力検出手段３６ｉは、例えば、包絡線検波器、ログアンプ等である。
【０１０６】
このような構成（基準電圧を出力するＤＡＣ３６ｄ、閉ループ回路（減算器３６ｆ、積分器３６ｇ、可変減衰器３６ｃ、電力分岐手段３６ｈ、電力検出手段３６ｉ））とすることにより、ノイズ付加部３６にＡＬＣ（Auto Level Control）機能をもたせている。
【０１０７】
このような装置の動作を説明する。まず、ＡＬＣ機能の動作から説明する。
ＤＡＣ３６ｄが、基準電圧を加算器３６ｅを介して減算器３６ｆに出力する。一方、電力分岐手段３６ｈが、可変減衰器３６ｃの出力する信号の一部電力を取り出して電力検出手段３６ｉに出力する。そして、電力検出手段３６ｉが、電力の大きさを検出し、検出した電力の大きさを示す電圧値の信号を生成し、減算器３６ｆに出力する。
【０１０８】
さらに、減算器３６ｆが、ＤＡＣ３６ｄからの基準電圧と、電力検出手段３６ｉからの電圧との差分を求め、求めた演算結果、すなわち、基準電圧と検出した電圧との差分を積分手段３６ｇに出力する。そして、積分手段３６ｇが差分に対応する信号を可変減衰器３６ｃに出力する。この信号によって可変減衰器３６ｃが、周波数発生回路１３からのキャリア信号を減衰し、電力分岐手段３６ｈに出力する。
【０１０９】
そして、電力分岐手段３６ｈ、電力検出手段３６ｉによって減衰後の電圧値が再び求められる。さらに、減衰器３６が、基準電圧と新たに検出した電圧との差分を求め、積分手段３６ｇに出力する。このようにしてフィードバックすることで、ＤＡＣ３６ｄの基準電圧と振幅ノイズ付加部３６の出力信号との差分がなくなるところで可変減衰器３６ｃの出力が収束し、その結果として振幅ノイズ付加部の出力レベルも安定し、設定した出力レベルになる。
【０１１０】
次に、振幅ノイズを付加する場合を説明する。ＡＬＣ回路の基準電圧となるＤＡＣ３６ｄに出力に、ＤＡＣ３６ｂからの電圧（振幅ノイズ生成部３１に基づいて生成された振幅ノイズ用の信号）を加算器３６ｅが加算し、減算器３６ｆに出力する。加算された以降のＡＬＣの閉ループ回路は、このループ応答帯域内においてノイズ付加された基準電圧の信号に追従する。つまり、ＡＬＣされつつ、振幅ノイズが付加された信号が振幅ノイズ付加部３６から出力される。そして、後段の振幅調整部１４が所望のゲインとなるまで増幅する。
【０１１１】
なお、振幅ノイズ付加部３６の可変減衰器３６ｃが、周波数発生回路１３からのキャリア信号を振幅変調して振幅調整部１４に出力し、振幅調整部１４の増幅器１４ａ、可変減衰器１４ｂが、振幅変調された信号を所望の出力レベル（振幅）にして出力しているが、可変減衰器１４ｂを設けず、振幅ノイズ付加部３６の可変減衰器３６ｃで可変減衰器１４ｂの分の減衰を行ってもよい。
【０１１２】
このように、ＤＡＣ３６ｄの出力を基準電圧とし、加算器３６ｅが、基準電圧にＤＡＣ３６ｂの出力を加算し、減算器３６ｆに出力する。そして、減算器３６ｆが、可変減衰器３６ｃの出力と、基準電圧との差を求め、基準電圧との誤差を減少させる信号を可変減衰器３６ｃに出力する。これにより、可変減衰器３６ｃの出力と基準電圧との差が”０”となるように収束される。従って、振幅ノイズ付加部３６の振幅が安定する。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施例を示した構成図である。
【図２】キャリア信号に位相ノイズを付加した一例を示した図である。
【図３】図１に示す位相ノイズ生成部２１および位相ノイズ付加部２６の詳細な構成を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示した構成図である。
【図５】キャリア信号に振幅ノイズを付加した一例を示した図である。
【図６】図４に示す振幅ノイズ生成部３１および振幅ノイズ付加部３６の詳細な構成を示した図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示した構成図である。
【図８】図７に示す装置における信号のスペクトラムを表した図である。
【図９】本発明の第４の実施例を示した構成図である。
【図１０】本発明の第５の実施例を示した構成図である。
【図１１】本発明の第６の実施例を示した構成図である。
【図１２】本発明の第７の実施例を示した構成図である。
【図１３】従来の周波数シンセサイザの構成を示した図である。
【図１４】従来の周波数シンセサイザのその他の構成を示した図である。
【符号の説明】
【０１１４】
２１、３１、４１ ノイズ生成部
２２ 位相ノイズ特性調整手段
２３、３３ ノイズ発生部
２４、２７、３４ 周波数調整手段
２５、２８、３５ 振幅調整手段
２６、３６、４５ ノイズ付加部
２６ｆ 位相差生成手段
２６ｇ、２６ｈ 乗算器
２６ｉ、３６ｅ 加算器
３２ 振幅ノイズ特性調整手段
３６ｃ、４６ 可変減衰器
３６ｄ ＤＡＣ
３６ｆ、５２ 減算器
３６ｉ 電力検出手段
４２ ノイズフロア特性調整手段
４３ レベル検出器
５０ 位相ノイズ測定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の周波数の信号を出力する信号発生部を有する周波数シンセサイザにおいて、
設定された設定値となるノイズを生成するノイズ生成部と、
前記信号発生部の信号に、前記ノイズ生成部のノイズを付加するノイズ付加部と
を設けたことを特徴とする周波数シンセサイザ。
【請求項２】
ノイズ生成部は、前記信号発生部のループ帯域に基づいて、前記信号発生部からの信号のスペクトラムを所望の形状にするノイズを生成することを特徴とする請求項１記載の周波数シンセサイザ。
【請求項３】
ノイズ生成部は、位相ノイズ、振幅ノイズ、ノイズフロアの少なくとも一個を生成することを特徴とする請求項１または２記載の周波数シンセサイザ。
【請求項４】
ノイズ生成部は、
ホワイトノイズを出力するノイズ発生部と、
前記信号発生部のループ帯域に基づいて位相変調量を求める位相ノイズ特性調整手段と、
この位相ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記ノイズ発生部からのホワイトノイズの周波数特性を調整する周波数調整手段と、
前記位相ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記周波数調整手段からの信号の振幅特性を調整する振幅調整手段と
を有することを特徴とする請求項１または２記載の周波数シンセサイザ。
【請求項５】
ノイズ付加部は、直交変調器であることを特徴とする請求項４記載の周波数シンセサイザ。
【請求項６】
前記信号発生部からの信号を９０°の位相差をもって分岐する位相差生成手段と、
この位相差生成手段が分岐した信号それぞれに、前記ノイズ生成部からの信号に対応した振幅変調を行なう乗算器と、
この乗算器の出力を加算する加算器と
を有することを特徴とする請求項５記載の周波数シンセサイザ。
【請求項７】
ノイズ生成部は、
ホワイトノイズを出力するノイズ発生部と、
前記信号発生部のループ帯域に基づいて振幅変調量を求める振幅ノイズ特性調整手段と、
この振幅ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記ノイズ発生部からのホワイトノイズの周波数特性を調整する周波数調整手段と、
前記振幅ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記周波数調整手段からの信号の振幅特性を調整する振幅調整手段と
を有することを特徴とする請求項１または２記載の周波数シンセサイザ。
【請求項８】
ノイズ付加部は、前記信号発生部からの信号に、前記ノイズ生成部からの信号に対応した振幅変調を行なう可変減衰器を有することを特徴とする請求項７記載の周波数シンセサイザ。
【請求項９】
ノイズ付加部は、前記信号発生部からの信号を減衰する可変減衰器を有し、
ノイズ生成部は、
前記信号発生部からの信号の中心周波数のパワーレベルとノイズレベルとの比を求めるレベル検出器と、
レベル検出器の求めた比に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を調整するノイズフロア特性調整手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１０】
前記ノイズ付加部によって位相ノイズが付加された信号の位相ノイズを測定する位相ノイズ測定部と、
この位相ノイズ測定部の測定結果によって前記設定値との誤差を減少させる信号を前記ノイズ生成部に出力する減算器と
を設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１１】
前記可変減衰器によって振幅ノイズが付加された信号の電力を検出し、検出した電力の大きさに対応した電圧値を出力する電力検出手段と、
基準電圧を出力する基準電圧出力部と、
この基準電圧出力部の基準電圧に前記ノイズ生成部からの振幅ノイズを加算する加算器と、
前記電力検出手段の検出結果によって前記加算器からの基準電圧との誤差を減少させる信号を前記可変減衰器に出力する減算器と
を設けたことを特徴とする請求項８記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１】
所望の周波数の信号を出力する信号発生部を有する周波数シンセサイザにおいて、
設定された設定値となるノイズを生成するノイズ生成部と、
前記信号発生部の信号に、前記ノイズ生成部のノイズを付加するノイズ付加部と
を設けたことを特徴とする周波数シンセサイザ。
【請求項２】
ノイズ生成部は、前記信号発生部のループ帯域に基づいて、前記信号発生部からの信号のスペクトラムを所望の形状にするノイズを生成することを特徴とする請求項１記載の周波数シンセサイザ。
【請求項３】
ノイズ生成部は、位相ノイズ、振幅ノイズ、ノイズフロアの少なくとも一個を生成することを特徴とする請求項１または２記載の周波数シンセサイザ。
【請求項４】
ノイズ生成部は、
ホワイトノイズを出力するノイズ発生部と、
前記信号発生部のループ帯域に基づいて位相変調量を求める位相ノイズ特性調整手段と、
この位相ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記ノイズ発生部からのホワイトノイズの周波数特性を調整する周波数調整手段と、
前記位相ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記周波数調整手段からの信号の振幅特性を調整する振幅調整手段と
を有することを特徴とする請求項１または２記載の周波数シンセサイザ。
【請求項５】
ノイズ付加部は、直交変調器であることを特徴とする請求項４記載の周波数シンセサイザ。
【請求項６】
前記信号発生部からの信号を９０°の位相差をもって分岐する位相差生成手段と、
この位相差生成手段が分岐した信号それぞれに、前記ノイズ生成部からの信号に対応した振幅変調を行なう乗算器と、
この乗算器の出力を加算する加算器と
を有することを特徴とする請求項５記載の周波数シンセサイザ。
【請求項７】
ノイズ生成部は、
ホワイトノイズを出力するノイズ発生部と、
前記信号発生部のループ帯域に基づいて振幅変調量を求める振幅ノイズ特性調整手段と、
この振幅ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記ノイズ発生部からのホワイトノイズの周波数特性を調整する周波数調整手段と、
前記振幅ノイズ特性調整手段の指示に従って、前記周波数調整手段からの信号の振幅特性を調整する振幅調整手段と
を有することを特徴とする請求項１または２記載の周波数シンセサイザ。
【請求項８】
ノイズ付加部は、前記信号発生部からの信号に、前記ノイズ生成部からの信号に対応した振幅変調を行なう可変減衰器を有することを特徴とする請求項７記載の周波数シンセサイザ。
【請求項９】
ノイズ付加部は、前記信号発生部からの信号を減衰する可変減衰器を有し、
ノイズ生成部は、
前記信号発生部からの信号の中心周波数のパワーレベルとノイズレベルとの比を求めるレベル検出器と、
レベル検出器の求めた比に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を調整するノイズフロア特性調整手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１０】
前記ノイズ付加部によって位相ノイズが付加された信号の位相ノイズを測定する位相ノイズ測定部と、
この位相ノイズ測定部の測定結果によって前記設定値との誤差を減少させる信号を前記ノイズ生成部に出力する減算器と
を設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の周波数シンセサイザ。
【請求項１１】
前記可変減衰器によって振幅ノイズが付加された信号の電力を検出し、検出した電力の大きさに対応した電圧値を出力する電力検出手段と、
基準電圧を出力する基準電圧出力部と、
この基準電圧出力部の基準電圧に前記ノイズ生成部からの振幅ノイズを加算する加算器と、
前記電力検出手段の検出結果によって前記加算器からの基準電圧との誤差を減少させる信号を前記可変減衰器に出力する減算器と
を設けたことを特徴とする請求項８記載の周波数シンセサイザ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−２０６０５３（Ｐ２００７−２０６０５３Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７０８２５（Ｐ２００６−２７０８２５）
【出願日】平成１８年１０月２日（２００６．１０．２）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２日（２００６．１０．２）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]