通過特性の測定
高周波回路には、アンプ、フィルタ、スイッチなど、複数の信号入出力端子を持った様々な回路があります。複数の端子を持った回路では反射特性の測定と並んで、端子間の信号の通過特性(ゲイン・減衰量)の測定が重要となります。通過特性は、1つの端子から信号を入力したときに、他の端子に信号がどれだけ伝わるかを測定したものです。通過特性の測定は高周波における基本測定の1つで反射特性の測定同様、様々な通過特性の測定方法があります。主な目的は各機器の特性評価になります。機器への影響を知っておくことは人への影響を考える上でのデータベースになります。
Date: 2020/12/30(水)


反射の基礎
信号の反射は、インピーダンスの異なる回路や伝送線路を接続したときに、その接続点で起こります。ある回路(または伝送線路)Aから別の回路(または伝送線路)Bに信号が伝達されるとき、回路Aから回路Bへ入っていこうとする入射波があります。回路Aと回路Bのインピーダンスが異なると、接続点で反射が起こり入射波とは逆の方向へ進む反射波を生じます。この反射波が回路に影響を及ぼすということです。電磁波はあらゆる影響により反射や屈折など思いもよらない事態が起きていることも想定しておく必要があるのです。
Date: 2020/12/29(火)


高周波回路、反射特性の測定
高周波回路では反射を減らして電力を伝えるために反射特性の測定によりその影響を調べていきます。つなぎ合わせる回路間でインピーダンスが合っていないと信号の反射が起こり、伝達する信号電力が減り、周波数特性の乱れなども生じ様々な部分に影響を及ぼしていきます。高周波回路では、この反射をできる限り少なくする作業(インピーダンス・マッチング)が必要とされています。そのために反射を正確に測る必要があり、確度の全く違う様々な反射特性の測定方法があります。
Date: 2020/12/28(月)


インピーダンスの測定
インピーダンスが判らないと回路同士を上手く繋げられませんので高周波回路では、回路のインピーダンスや回路間のインピーダンス整合、伝送回路の特性インピーダンスなど、インピーダンスにかかわる特性が非常に重要になります。インピーダンス測定は高周波回路の調整、評価に於いて常に必要です。一般に高周波におけるインピーダンス測定には、ベクトル・ネットワーク・アナライザが使われます。そして伝送線路などの特性インピーダンスの測定には、オシロスコープを使ったTDRという方法が使われます。
Date: 2020/12/27(日)


検波器による測定
検波器は、入力された高周波の電力を、それに比例した直流電圧に変換する機能を持っています。検波器と電圧系を組み合わせることにより、高周波信号の電力を直流電圧で測定できます。入力信号電力が下がるにつれて検波器の出力電圧も低下するのでこれによる実用的な測定レベルはー30dBm〜+20dBm程度となります。検波器を使って電力を測定するには、使用する検波器の入力電力―出力電力特性を用意しておく必要があります。検波器は、入力された総ての信号の合計電力を電圧に変換しています。したがって電力測定対象の信号と、あまりレベル差のない、あるいは測定対象よりも大きなレベルの信号が同時に入力されると、正確な測定が不可能になります。このような場合には、測定対象の信号だけを通過させるBPFなどを挿入して測定します。この場合、使用するBPFなどの通貨損失の補正が必要となります。小さな信号レベルの測定では検波器の出力にアンプを挿入して出力電圧を増幅またはLNAで入力信号を増幅して検波器に入力して測定を行いますがいずれもゲイン分の補正が必要です。大きな信号レベルの場合にはアッテネータで信号レベルを減衰させて測定を行います。
Date: 2020/12/26(土)


スペクトラム・アナライザによる測定の注意点
通常、スペクトラム・アナライザの入力端子は、直流の印加が禁止されています。したがって、高周波信号に直流が重畳されている場合には、直流をカットし、高周波信号だけをスペクトラム・アナライザに入力する必要があります。一般にはDCブロックを使って直流をカットします。もしDCブロックが手元になく、バイアス・ティ―がある場合には、バイアス・ティ―を使って直流をカットします。−80dBmを下回るような非常に小さい信号を測定する場合には、SPAN,RBW,VBWを狭くし、できるだけノイズ・フロアを下げて測定を行います。プリアンプが内蔵されていない場合には、LNAで信号レベルを増幅して測定を行います。この場合、使用sるLNAのゲイン分の補正が必要になります。スペクトラム・アナライザの最大入力レベルよりも大きな信号電力を測定する場合には、外付けのアッテネータ信号レベルを減衰させて測定を行います。この場合、使用するアッテネータの減衰量分の補正が必要となります。
Date: 2020/12/25(金)


スペクトラム・アナライザによる測定
今年ももうクリスマスになりました。本当に1年があっというまです。私が言うのであればですが高校生の孫がそう申しておりました。年寄りだけでなく小学生の幼子までがそう感じる世の中、少し季節を味わい季節をじっくり感じながらスローな時間を総ての人達が過ごせていないのが今の地球人かもしれませんね。さて電磁波の測定に関し周波数軸上で見て電波全般を定量的に測定するため―のツールがスペクトラム・アナライザです。スペクトラム、アナライザは、信号レベルの測定を行う様々な場面で使われていますが、電力の測定確度ではパワー・メータに負けてしまいます。しかし、その測定レベルの範囲(ダイナミック・レンジ)は圧倒的に広く、1台のスペクトラム・アナライザで、−100dBm以下の非常に低い信号レベルから+30dBm程度まで測定可能です。被爆度の測定では重要な要素になります。
Date: 2020/12/24(木)


小さな信号電力の測定と大きな信号電力の測定
明日はクリスマスイブになりましたが皆さんはいかがお過ごしでしょうか。家族で一家団欒、一人、黙々とお仕事に張り切っておられるなどこのコロナ禍においても頑張っておられることと思います。身体、頭を使う、経済活動、ボランテイア活動は社会人として健全な健康維持のためにも必要不可欠なことです。運動し学び、遊び、様々な意味で働く、活動することができるということ、生涯、続けることができる,ということは幸せなことだと思います。できることに感謝し人に生まれた今を活かして生きていきましょう。さて測定に関してですが、パワー・メータによる測定に於いてパワー・センサで測定できるレベルよりも小さな信号電力を測定する場合にはLNA(Low Noise Amplifier,低雑音増幅器)で信号レベルを増幅して測定を行います。この場合、使用するLNAのゲイン分の補正が必要になります。パワー・センサの最大入力レベルよりも大きな信号電力を測定する場合にはアッテネータ(減衰器)で信号レベルを減衰させて測定を行います。この場合、使用するアッテネータの減衰領分の補正が必要になります。
Date: 2020/12/23(水)


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