ロック＆ロール方式 / Lock and Roll　-2

シンセサイズド・スイープ信号源（シグナルジェネレータ/スイーパー）での「ロック＆ロールの限界」と「デジタルによる克服」の歴史。

HP 8340とHP 8360で何が起き、なぜ精度が10倍向上したのか、その技術的背景を紐解くと、当時のHP（現キーサイト）の執念が見えてきます。

1. HP 8340における「ロック＆ロール」の限界

1980年代に登場した HP 8340A（10 MHz - 26.5 GHz）は、当時としては驚異的な性能を持つシンセサイザースイーパーでした。しかし、マイクロ波帯（十数GHz以上）という超高周波を「位相ロック（クローズドループ）したまま、数GHzにわたって滑らかにアナログスイープさせる」技術はまだ存在しませんでした。

そのため、HP 8340はまさに以下の方法をとっていました。

スタート周波数（例: 2 GHz）で一瞬PLLをカチッとロックさせて正確な位置に立つ。
そこからループを外して（ロック解除）、YIG発振器にアナログのランプ電圧を流してストップ周波数（例: 18 GHz）まで一気に走らせる（ロール）。

ここで発生する「問題」

この方式では、スイープの「終わり際（ストップ周波数付近）」に近づくほど、YIG発振器の熱、非線形性、ヒステリシス、ランプ波の歪みなどが蓄積し、周波数の終着点が予定より大きくズレる（数MHz〜数十MHzオーダーの誤差）という致命的な弱点がありました。

2. HP 8360がもたらした革命：スイープ終了時のキャリブレーション

1990年代に登場した次世代の HP 8360シリーズ は、この「ロール中のズレ」をデジタルと予見制御（キャリブレーション）の組み合わせによって完全にねじ伏せ、精度を10倍以上向上させました。

HP 8360が採用したアルゴリズムは、以下のような高度なフィードバック（学習）機構です。

【HP 8360 の学習型スイープ補正サイクル】

（スイープ中）
 スタート周波数 (Lock) ──> アナログスイープ (Roll) ──> ストップ周波数
                                                               │
                                         [測定] 終着点の周波数ズレを検出
                                                               │
（バックヤード処理）                                           ▼
 理想の傾きとの「誤差データ」を内蔵マイクロプロセッサが計算・メモリ保存
                                                               │
                                                               ▼
（次回のスイープ）
 次のランプ電圧を出力する際、保存した「誤差データ」を逆算して、
 あらかじめ電圧スロープを歪ませて（補正して）出力する ──> 【精度が10倍に！】

① 終着点の「答え合わせ」

HP 8360は、スイープがストップ周波数に到達した瞬間に、再び超高速でPLLを引っ掛け直す、あるいは内部の周波数検出器で「予定していたストップ周波数から、実際はどれだけズレたか」を毎スイープごとに測定します。

② デジタル補正（プレ・ディストーション）の適用

検出されたズレ（誤差情報）は、内蔵のマイクロプロセッサによって「YIG発振器の非線形性データ」として内部メモリにフィードバックされます。

そして次のスイープを行う際、あらかじめそのズレをキャンセルするように、アナログのランプ電圧にデジタル的な補正（逆歪み）をリアルタイムに加算して走らせるのです。

これにより、やってみなければ分からなかったアナログスイープの軌跡が、スイープを繰り返すほどに最適化され、驚異的な直線性（リニアリティ）とストップ周波数精度を実現しました。

3. なぜ「10倍の向上」が重要だったのか？

この技術により、HP 8360は「滑らかなアナログスイープ（位相連続）」というメリットを維持したまま、ステップ・シンセサイザ（1点ずつロックさせて動く、遅くて不連続な方式）に迫る周波数精度を手に入れました。

これが最も活きたのが、当時のスカラ・ネットワークアナライザ（HP 8757など）や、ベクトル・ネットワークアナライザ（HP 8510など）との組み合わせです。

測定器側が求める「高速さ」と、デバイス評価に不可欠な「正確な周波数軸」が初めて高次元で両立し、マイクロ波コンポーネントやレーダー技術の発展を大きく支えることになりました。

スペアナの歴史から、このシンセサイザの「ロック＆ロールの進化系」へ至る流れ、まさにRF・マイクロ波計測器の進化の最も熱いマイルストーンですね！

下記資料では「Lock and Roll」について詳しく解説されています。

https://hparchive.com/Journals/HPJ-1991-04.pdf

出典：Google Gemini (Gemini は AI であり、間違えることがあります。)

PR:Micsig 3rd Generation Optical Isolated Probe　～20ｋV

https://www.micsig.com/list/546

Brochure-SigOFITGen3optical-fiberisolatedprobe

PR:

	SMM3000Xシリーズ高精度ソースメジャーユニット・表示桁数：6½桁（2,100,000カウント）・最大サンプリングレート：100,000ポイント/秒・プログラミング／測定の最小分解能：10 fA / 100 nV ・最大出力：±210 V / ±3.03 A（DC）/ ±10.5 A（パルス）・DC、パルス、スキャン、リスト出力に対応。最小パルス幅は50μs ・グラフ表示とデジタル表示を備えた5インチのタッチスクリーン・SMM3311X(1ch) / SMM3312X(2ch) ・価格：90万円～
・USB VNA	・Coming soon
	SDS8000Aシリーズオシロスコープ特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネルアナログチャンネル帯域幅：最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート：最大40GSa/s（全チャンネル同時） 12ビットADC 低ノイズフロア：16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー・波形キャプチャレート：最大200,000フレーム/秒・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート・最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量・デジタルトリガー・Coming soon
	SSG6M80Aシリーズマルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器主な特長・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz（測定値）・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載・アナログ変調、パルス変調（オプション）・Coming soon

	SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections. ・Coming soon
	SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches. ・AFR

お礼、

T&Mコーポレーションは設立5年ですが、おかげさまで業績を着実に伸ばしており、
オフィスを港区芝（最寄り駅浜松町）に移転し、スペースも拡大いたしました。
電子計測器業界の「ゲームチェンジャー」として、高性能/高信頼/低価格/短納期を武器に
T&Mコーポレーションはお客様のご予算を最大限生かす製品群をご提案させていただいております。