オシロスコープでベクトルシグナル解析が可能に、Tektronix社が専用解析ソフトを発表

[2008年12月号]

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写真1　オシロスコープ上でSignalVuを利用している様子

写真2　米Tektronix社のMatt Maxwell氏

　米Tektronix社は2008年10月、デジタルオシロスコープ上でベクトルシグナル解析を実施可能にするソフトウエア「SignalVu（シグナルビュー）」を発表した。同社のデジタルオシロスコープ「DPO7000シリーズ」と「DPO/DSA70000シリーズ」用の製品である。これをインストールすることで、最大20GHzまでの周波数帯域でオシロスコープに取り込んだ信号に対し、時間/周波数のマルチドメインでの解析を行うことが可能になる（写真1）。

　米Tektronix社プロダクトマーケティングマネジャのMatt Maxwell氏（写真2）によれば、「無線分野においては、デジタル技術の活用が進んだことで、より高度な通信が可能になった。その半面、機器の動作はより複雑になった。また、地上波/衛星通信といった種類を問わず、データレートの高速化に応じて、広帯域化への要求も加速している。こうした背景から、通信機器における信号の解析/トラブルシューティングはより困難な作業となった」という。

　通信分野では、周波数軸での解析が不可欠だが、Tektronix社のリアルタイムスペクトラムアナライザ製品はオシロスコープ製品と比べて振幅分解能には優れるものの、GHz帯の高い周波数には対応できない。広帯域化に対応するためにオシロスコープを利用する方法も考えるが、その場合、周波数軸での解析を行うためには、作業が煩雑になるという問題がある。すなわち、スペクトラムアナライザと同様の解析を行うには、オシロスコープで取得したデータファイルをパソコンなどに転送してソフトウエアによりフーリエ変換をはじめとする処理を行う必要がある。特に、このようなことを繰り返し行うことが必要になるフェーズでは、作業の煩雑さが、無視できないコスト増となる。これらの課題に対し、高速なデータ取得が可能なオシロスコープ上で、周波数軸の解析を可能にするために開発されたのが、SignalVuである。

　SignalVuは、基本性能として、最大50ギガサンプル/秒のサンプルレート、500Mポイントのレコード長に対応する。解析機能としては、通常のスペクトラム解析結果に加え、周波数と振幅の経時変化を示す、スペクトログラムと呼ばれるグラフを表示できる。周波数や位相、振幅、変調の各ドメインで時間軸と周波数軸の相関がとれた状態で測定が行えるため、周波数ホッピング動作やパルスの特性評価、変調の切り替え、間欠信号などの解析に適しているという。

画面1　周波数ホッピングの解析例

　画面1に示したのは、周波数ホッピング動作を解析する場合のオシロスコープ画面の例である。この画面では、4つのタスクが立ち上げられている。まず、画面右上の「Time Overview」では、X軸に時間を、Y軸に振幅をとっている。詳細を確認したい信号にマーカーを付けると、その信号の周波数と振幅が右下の「Spectrum」に表示される。この画面はX軸が周波数、Y軸が振幅である。左上の「Frequency vs Time」では、X軸には時間を、Y軸には周波数をとっており、Time Overviewでマーカーを付けた信号の周波数と時間（長さ）を正確に測定できる。左下の「Spectrogram」は先述したスペクトログラムであり、X軸が周波数、Y軸が時間で、振幅は色で表現される。振幅が大きいほど色が明るくなる。

　ユーザーインターフェースについては、直感的な操作の実現を重視した。ドラッグ＆ドロップ操作による測定や、「手のひら」ツールによる表示エリアの移動、ズーム機能による信号の詳細表示などが行える。また、トリガーについては、同社オシロスコープ製品が備えるトリガーシステム「Pinpoint」の機能をそのまま利用できる。アナログ、デジタル、RF信号のイベントを1400以上の組み合わせでトリガーとして利用可能である。解析機能としては、同社のスペクトラムアナライザ「RSA6100Aシリーズ」と同様のものを備えている。

　取り込まれた信号は、すべてオシロスコープのロングメモリーに記録される。最大4チャンネルまで同時に取り込むことができ、チャンネルごとにSignalVuで解析できる。また、取り込んだ波形は、フィルタリングなど別途DSP処理を行ってから、SignalVuで解析することも可能だ。DPO7000シリーズでは1チャンネルで最長12.5ms（サンプルレートが最大のとき、以下同様）、DPO/DSA70000シリーズでは1チャンネルで最長5ms分のデータを取得できる。サンプルレートを変更することにより、さらに長い時間のデータを取り込むことも可能だ。

　基本的なスペクトラムアナライザの解析機能を実現するソフトウエアモジュール製品「SignalVu Essential ベクトル・信号解析ソフトウエア」は3種類ある。「DPO7000用（500MHz～3.5GHz）」が45万4000円（税別、以下同様）、「DPO/DSA70000用（4GHz～8GHz）」が64万8000円、「DPO/DSA70000用（12.5GHz～20GHz）」が90万8000円である。

　これらのほかに、広帯域デジタル通信の評価用の追加ソフトウエアモジュールも用意されている。「SignalVu デジタル変調解析機能拡張モジュール」（70万8000円）を利用すれば、コンステレーションダイアグラムによる評価や、特定のシンボルに対応したEVM（Error Vector Magnitude）測定などが行える。このほか、広帯域のレーダー信号のパルス解析を自動化する追加ソフトウエアモジュールの「SignalVu パルス解析機能拡張モジュール」も83万5000円で供給される。

（村尾麻悠子）

連絡先：日本テクトロニクスお客様コールセンター、03-6714-3010