地面数字电视广播发射机自动测试系统
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率相 减 ， 即可计 算 出频 率 准确度 。
图 ３ 控制程序前面板
图 ４ 频率准确度程序控制框图
３ ２ 本振 相位 噪声 ．
本 振相位 噪声是 指单 位赫 兹 的噪声 密 度与信 号 总功 率之 比 ， 表现 为载 波相位 的随机 漂移 ， 是评 价本 振频 谱纯 度 的重要 指标 。当被测 相 位 噪声 比频谱 仪 自身 的相 位 噪 声 大 时 ， 直 接 利用 频 谱 仪 测 量 相位 噪声 ， 可 这是 一 种 简
２ 系统 构 成
利用 频谱 仪 对 地 面数 字 电视 广播 发 射机 进 行测 量 ， 测试 系统
框 图如 图 １所 示 ， 量 指标 主要 是 性 能 指标 ， 口和功 能 性 验 证 测 端
等其 他指 标均 不 需 要 单 独 的 测 量 设 备 ， 试 端 口分 两个 ， 滤 波 测 在 器 前后 各 一个 。测量 时除 频谱 仪外 ， 还需 要 码 流源 向被测 发 射 机
图 １ 地 面 数字 电 视 广播 发 射 机 测 试 系 统 框 图
输 入码 流 ， 且码 流 源发 送 码率 不大 于工 作模 式 载荷 速率 的测 量码 流 。假 负载 是发 射机 的重 要 附属设 备 ， 接在 被 是
测发射机的全匹配负载 。其作用是吸收发射机到终端 的全部功率而无反射产生 ， 电压驻波比要小于 １ １ ．。同步 时钟用来提供高精度时钟 ， 同时为被测发射机和频谱仪提供频率参考 ， 为了提高测量可靠性和测量精度 ， 整个测 试过程中频谱仪均需要使用外部同步时钟。 通 过 Ｌ ｂ Ｅ 对 频谱 仪 的控 制框 图 如 图 ２所 示 ， 于 Ｌ ｂ Ｅ 软件 平 台 的 Ｐ 通 过 ＧＰＢ总 线 连接 频 谱 ａＶＩＷ 基 ａＶｌＷ Ｃ， Ｉ
摘要 ： 频谱仪 是测量地面数字 电视广播 发射 机的必需 仪器 ， 出了基 于 Ｌ ｂ Ｅ 的虚 拟仪 器技术 ， 现 了对 提 ａＶＩ Ｗ 实 频谱仪 的软件 自动控制 。通过使用平铺式顺 序结构 ， 将各 个单独 测量模 块组 合起来 ， 分布式 的测试 转换 为连 续 将
的 自动测试 ， 运用数据操作技术 ， 实现 了测量结果 的获 取和保存 。测试 结果 表明 ， 系统 运行准 确可靠 ， 有很好 的 具
３ １ 频 率 准确 度 ．
图 ２ ａＶＩＷ 控制系统框 图 Ｌ ｂ Ｅ
频 率准确 度 为标 称频 率 与测量 频 率 之差 ， 地面 数 字 电视 广播 发射 机 的频 率 准 确 度 包括 多频 网模 式 和单 频 网模 式两 种 。多频 网模 式测 量 时 ， 发射 机 不需 要 外接 参 考 时钟 ， 单频 网模式 时 ， 射 机需 要 使 用 外 接 ＧＰ 发 Ｓ时钟
结果 。
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第２ ６卷
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时还 需要 将 均衡 关 闭 ， 同时打 开平 均 。
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图 ５ 本振相位 噪声程序 控制框图
３ ３ 调 制误 差 率 ．
调制误 差 率 （ ｄ ｌ ｉ ｒ ｒＲ ｔ） Ｍｏ ｕａ ｏ Ｅ ｒ ａｅ 是理想 符 号 矢量 幅 度 的平 方 与 符 号误 差 矢 量 幅 度 的 平方 和 之 比， ｄ ｔｎ ｏ 以 Ｂ
地 面数 字 电视 测量 模块 。文 中将 重 点论 述 如何 利用 Ｌ ｂ Ｅ 开发 工具 实 现对 频谱 仪 的软件 控制 。 ａＶＩＷ Ｌ ｂ Ｅ 是 美 国 ＮＩ 司推 出的一 种 基 于 图形 化 编 程 语 言 的 虚拟 仪 器 软件 开 发 工 具 ， 有 大量 的 内 置 功 ａＶｌ Ｗ 公 带 能 ， 够完 成仿 真 、 能 数据 采 集 、 器 控制 、 仪 测量 分 析和数 据 显 示等 任 务 ， 目前 应 用 最广 、 是 发展 最 快 、 能 最 强 的 图 功 形化 软 件开 发 集成 环境 。一 个 Ｌ ｂ Ｅ 程序 分 为 ３部 分 ： 面板 、 图 程序 、 ａＶＩＷ 前 框 图标 ／接线 端 口。 当前 ， 拟 仪器 虚 技 术 已广 泛应 用 到各种 自动化 测试 和测 量领 域 ， 虚拟 化 已经成 为 仪器 领域 的发 展方 向。
量 的关 于地 面 数字 电视 广播 发射 机 的入 网测试 任 务 。 采 用传 统手 动测 试 来完 成地 面数 字 电视 广播 发射 机 的测试 ， 要按 照标 准对 测试 指标 进 行操 作 ， 需 并记 录测 试
结果 ， 由于测 试 人员 对测 量方 法掌 握 程度 不 同 ， 对仪 器 操作 的熟 练程 度不 同 ， 造成 了测 量 时 间的不 确定 性 ， ０ 在澳 试
指标 稳定 度 时 ， 要 记 录被测 设备 连续 长 时 间 内的工作 情 况 ， 手 动测 试 几乎 无 法 完成 。这 时 ， 动测 试 的效 率 需 使 手
低、 数据存储不便和对测试人员要求较高等缺点都显现 出来 ， 以基于软件 的 自 所 动测试控制 系统设计势在必行 。 频 谱 仪是 地 面数 字 电视 广播发 射 机性 能指 标测 试 的主要 设备 ， 功 能较 多 ， 其是 系 统使用 的频谱 仪 专 门安装 了 其 尤
统 和有 线数 字 电视 系统 以及 其他 辅助 系统 一起 相互 协 同提 供 全 面 的受 众覆 盖 ， 中国 广播 电视覆 盖 网 的重 要 组 是
成部分。随着 Ｇ ６０２ ０ ｛ Ｂ２ ０ — ６ 数字电视地面广播传输系统帧结构 、 ０ ０ 信道编码和调制》 的发布 ， 以及 国家广播 电影 电视 总 局 Ｇ Ｔ ２ ．－０ ８地 面 数字 电视 广播 发射 机技 术要 求 和 测量 方 法 》 Ｙ／ ２ ９４２０ （ （ 的实施 ， 广播 科 学 研 究 院将 面 临 大
１ ｚ需要 读 出上述 ６个频 点 的相位 噪声 的测 量值 。本 振 相位 噪声测 试 程 序框 图如 图 ５所示 ， ＭＨ ， 载波 频 率设 置为 被测 频率 ， 波频 率不 同 于 中心 频 率 ， 宽设 置为 起 始频 率 １Ｈｚ终 止频 率 １ 载 带 ０ ， ＭＨｚ最 后将 测 试 结 果 通过 列 表 形 ， 式读 出 ， 测量 结果 分 为两列 ， 一列 数据 为具 体测 量 数据 ， － 为取均 值后 测量 数 据 ， 时取 其平 均值作 为 测量 第 第－ －Ｎ 这
收 稿 日期 ：０ １０ —６ ２ １ －５２ 基金项 目 ： 国家广播电影电视总局广播科学研究院 ２ １ ０ １基本科研业务费资助项 目
第 ３期
康 建 华等 ： 面数 字 电视 广播 发射 机 自动 测试 系统 地
３３ １
仪 ， 频 谱仪 进行 控 制并 对测 量结 果进 行提 取 。其 中 ＧＰＢ是 一 个 数 字化 ２ 对 Ｉ ４脚 （ 型接 口插 座 ） 行 总线 ， 中 扁 并 其 １ 线 为 １ｒ ６根 ｖＬ电平信 号线 ， 括 ８根双 向数 据线 、 控制 线 、 根 握手 线 ， ８根 为地 线 和屏 蔽 线 。Ｇ Ｉ 用 包 ５根 ３ 另 ＰＢ使 ８位并 行 字节 串行 、 步通讯 方 式 ， 有 字节 通过 总线顺 序 传送 。 异 所
表示 ， 中符号误差矢量幅度是指信号能受到噪声干扰 的总和， Ｒ是表征未误码时信号 的质量。在使用频谱 其 ＭＥ
仪 进 行 ＭＥ Ｒ测试 时 ， 需要 确认 设 备具 有 Ｄ ＴＭＢ测 量模 块 ， Ｒ测试 程 序框 图如 图 ６所示 ， 测发射 机 调制 信号 ＭＥ 被 需 要 打 开 ， 控 件 中设 备 类型 选为 发射 机 ， 将 载波 方式 、 头和 调制 方式 需要 匹配 ， 然就 无法 解 出被测 信 号 。测量 包 不
第 ２ ６卷第 ３期
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Ｖ０． ６ Ｎｏ ３ １２ ．
Ｊ ＯＵＲ Ｌ ＯＦ Ｃ ＥＮＧ ＮＡ Ｈ ＤＵ ＵＮＩ ＲＳ Ｔ Ｏ Ｎ ＯＲ ＶＥ Ｉ Ｙ Ｆ Ｉ Ｆ ＭＡ ＯＮ ＴＥ Ｈ ＴＩ Ｃ ＮＯＬ ＧＹ Ｏ
Ｊ ｎ．２ １ ｕ ０１
３ 控 制 程序
根 据标 准 Ｇ Ｔ ２９ ４２０ Ｙ／ ２ ．－０８要 求 ， 要 测 量 的 性 能 指 标 包 括 频 率 准 确 需 度 、 振 相位 噪声 、 制误 差 率 、 内不平 坦 度 、 外 杂 散 、 谱 模 板 、 肩 、 本 调 带 带 频 带 输 出功率 稳定度 和 频率 稳定 度 ， 中输 出 功率 稳 定 度 和频 率 稳 定 度 为设 备 长 期 其 工作 中需 要监 测 的指 标 ， 在进行 入 网测试 时 无需 测量 ， ３为 总控 制程 序前 面板框 图 。 图
文 章 编 号 ：１ ７ ７ ２ ２ １ ｊ３０ １—６ ６ １１４ （０ １０ ３ ２０
地 面 数 字 电视 广 播 发 射 机 自动 测 试 系 统
康 建 华 ， 安 元 伟 ， 佘 方 毅 ， 张桂 卿
（Fra Baidu bibliotek国家广播 电影 电视 总局 广播 科 学研 究院 ， 北京 １ ０ ４ ） ０ ０ ５
信号 ， 测试过程 中发射机也需要设置到相应的状态。频
率 准 确度 测试 程序 框 图如 图 ４ 示 ， 设 备进 行 初 始化 所 对 后 ， 前 面板输 入 被 测 信 号 所 设 置 频 率 ， 量 类 型 使 用 在 测 “ｗｅｔ Ａ”将 带 宽 设 置 为 ２ ０ ， 样 测 量 结 果 就 可 Ｓ ｐ ， Ｓ ０Ｈｚ这 以精 确到 ０ １ ， 被测 频率 值 与 发 射机 所 设 置 标称 频 ．Ｈｚ将
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图 ６ 调制误差率程序控 制框 图
３ ４ 带 内不 平坦 度 ． 带 内不 平 坦度 是指 中心频率 ±３ ５ １ ．９ ＭＨｚ 带 范 围 内的最 大 和最 小 幅 度值 ， 中心 频 点 处 幅度 值 之 差 。带 频 与
内不 平坦 度对 数 字 电视 的误码 率有 直 接影 响 。测试 程序 框 图如 图 ７所示 ， 在设 备初 始 化后 ， 量类 型选 择 “ｗｅｔ 测 Ｓ ｐ Ｓ ， 频谱 仪带 宽设 置 到 ２ ＭＨｚ视频 带宽 和分 辨率 带 宽分别 设 置为 ３ＨＺ 平均 后将 频谱 仪 界面 上频 谱 图记 录 Ａ”将 ０ ， ｋ ， 下 来 。 由于不 同发射 机 的监测 输 出 电平 不 同 ， 了更 好 的将 频谱 图记 录 下来 还 需要 根 据 被 测 电平 来 修 改 参 考 电 为
实用性 和推广 性 。
关 键 词 ： ａＶｌ Ｗ ； Ｐ Ｂ 虚 拟 仪 器 ； 射 机 ； 谱 仪 Ｌｂ Ｅ Ｇ Ｉ； 发 频 文献标识码 ｉ Ａ 中图 分 类 号 ： Ｐ ７ ． Ｔ ２３ ５
１ 引 言
地 面数 字 电视 广播 系统 是广 播 电视 系统 中 的重要 组成 部分 ， 与移 动 多媒体 广播 系统 、 星数 字 电视 广播 系 它 卫
单、 方便的相位噪声测量方法， 由于测量仪器的相位 噪声 比 Ｇ ／ ２ ．－０８中技术要求高很多 ， Ｙ Ｔ２９ ４ ０ ２ 所以可以使用 频谱 仪进行 测量 。发射 机相位 噪声指标 包含偏 移 的中心频率 分别为 ：０ ｚ １０ ｚ ｌＨ 、０Ｈｚ１０ Ｈ １Ｈ 、０Ｈ 、ｋ ｚ １ｋ 、０ ｋ ｚ和
图 ３ 控制程序前面板
图 ４ 频率准确度程序控制框图
３ ２ 本振 相位 噪声 ．
本 振相位 噪声是 指单 位赫 兹 的噪声 密 度与信 号 总功 率之 比 ， 表现 为载 波相位 的随机 漂移 ， 是评 价本 振频 谱纯 度 的重要 指标 。当被测 相 位 噪声 比频谱 仪 自身 的相 位 噪 声 大 时 ， 直 接 利用 频 谱 仪 测 量 相位 噪声 ， 可 这是 一 种 简
２ 系统 构 成
利用 频谱 仪 对 地 面数 字 电视 广播 发 射机 进 行测 量 ， 测试 系统
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等其 他指 标均 不 需 要 单 独 的 测 量 设 备 ， 试 端 口分 两个 ， 滤 波 测 在 器 前后 各 一个 。测量 时除 频谱 仪外 ， 还需 要 码 流源 向被测 发 射 机
图 １ 地 面 数字 电 视 广播 发 射 机 测 试 系 统 框 图
输 入码 流 ， 且码 流 源发 送 码率 不大 于工 作模 式 载荷 速率 的测 量码 流 。假 负载 是发 射机 的重 要 附属设 备 ， 接在 被 是
测发射机的全匹配负载 。其作用是吸收发射机到终端 的全部功率而无反射产生 ， 电压驻波比要小于 １ １ ．。同步 时钟用来提供高精度时钟 ， 同时为被测发射机和频谱仪提供频率参考 ， 为了提高测量可靠性和测量精度 ， 整个测 试过程中频谱仪均需要使用外部同步时钟。 通 过 Ｌ ｂ Ｅ 对 频谱 仪 的控 制框 图 如 图 ２所 示 ， 于 Ｌ ｂ Ｅ 软件 平 台 的 Ｐ 通 过 ＧＰＢ总 线 连接 频 谱 ａＶＩＷ 基 ａＶｌＷ Ｃ， Ｉ
摘要 ： 频谱仪 是测量地面数字 电视广播 发射 机的必需 仪器 ， 出了基 于 Ｌ ｂ Ｅ 的虚 拟仪 器技术 ， 现 了对 提 ａＶＩ Ｗ 实 频谱仪 的软件 自动控制 。通过使用平铺式顺 序结构 ， 将各 个单独 测量模 块组 合起来 ， 分布式 的测试 转换 为连 续 将
的 自动测试 ， 运用数据操作技术 ， 实现 了测量结果 的获 取和保存 。测试 结果 表明 ， 系统 运行准 确可靠 ， 有很好 的 具
３ １ 频 率 准确 度 ．
图 ２ ａＶＩＷ 控制系统框 图 Ｌ ｂ Ｅ
频 率准确 度 为标 称频 率 与测量 频 率 之差 ， 地面 数 字 电视 广播 发射 机 的频 率 准 确 度 包括 多频 网模 式 和单 频 网模 式两 种 。多频 网模 式测 量 时 ， 发射 机 不需 要 外接 参 考 时钟 ， 单频 网模式 时 ， 射 机需 要 使 用 外 接 ＧＰ 发 Ｓ时钟
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地 面数 字 电视 测量 模块 。文 中将 重 点论 述 如何 利用 Ｌ ｂ Ｅ 开发 工具 实 现对 频谱 仪 的软件 控制 。 ａＶＩＷ Ｌ ｂ Ｅ 是 美 国 ＮＩ 司推 出的一 种 基 于 图形 化 编 程 语 言 的 虚拟 仪 器 软件 开 发 工 具 ， 有 大量 的 内 置 功 ａＶｌ Ｗ 公 带 能 ， 够完 成仿 真 、 能 数据 采 集 、 器 控制 、 仪 测量 分 析和数 据 显 示等 任 务 ， 目前 应 用 最广 、 是 发展 最 快 、 能 最 强 的 图 功 形化 软 件开 发 集成 环境 。一 个 Ｌ ｂ Ｅ 程序 分 为 ３部 分 ： 面板 、 图 程序 、 ａＶＩＷ 前 框 图标 ／接线 端 口。 当前 ， 拟 仪器 虚 技 术 已广 泛应 用 到各种 自动化 测试 和测 量领 域 ， 虚拟 化 已经成 为 仪器 领域 的发 展方 向。
量 的关 于地 面 数字 电视 广播 发射 机 的入 网测试 任 务 。 采 用传 统手 动测 试 来完 成地 面数 字 电视 广播 发射 机 的测试 ， 要按 照标 准对 测试 指标 进 行操 作 ， 需 并记 录测 试
结果 ， 由于测 试 人员 对测 量方 法掌 握 程度 不 同 ， 对仪 器 操作 的熟 练程 度不 同 ， 造成 了测 量 时 间的不 确定 性 ， ０ 在澳 试
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统 和有 线数 字 电视 系统 以及 其他 辅助 系统 一起 相互 协 同提 供 全 面 的受 众覆 盖 ， 中国 广播 电视覆 盖 网 的重 要 组 是
成部分。随着 Ｇ ６０２ ０ ｛ Ｂ２ ０ — ６ 数字电视地面广播传输系统帧结构 、 ０ ０ 信道编码和调制》 的发布 ， 以及 国家广播 电影 电视 总 局 Ｇ Ｔ ２ ．－０ ８地 面 数字 电视 广播 发射 机技 术要 求 和 测量 方 法 》 Ｙ／ ２ ９４２０ （ （ 的实施 ， 广播 科 学 研 究 院将 面 临 大
１ ｚ需要 读 出上述 ６个频 点 的相位 噪声 的测 量值 。本 振 相位 噪声测 试 程 序框 图如 图 ５所示 ， ＭＨ ， 载波 频 率设 置为 被测 频率 ， 波频 率不 同 于 中心 频 率 ， 宽设 置为 起 始频 率 １Ｈｚ终 止频 率 １ 载 带 ０ ， ＭＨｚ最 后将 测 试 结 果 通过 列 表 形 ， 式读 出 ， 测量 结果 分 为两列 ， 一列 数据 为具 体测 量 数据 ， － 为取均 值后 测量 数 据 ， 时取 其平 均值作 为 测量 第 第－ －Ｎ 这
收 稿 日期 ：０ １０ —６ ２ １ －５２ 基金项 目 ： 国家广播电影电视总局广播科学研究院 ２ １ ０ １基本科研业务费资助项 目
第 ３期
康 建 华等 ： 面数 字 电视 广播 发射 机 自动 测试 系统 地
３３ １
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表示 ， 中符号误差矢量幅度是指信号能受到噪声干扰 的总和， Ｒ是表征未误码时信号 的质量。在使用频谱 其 ＭＥ
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第 ２ ６卷第 ３期
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根 据标 准 Ｇ Ｔ ２９ ４２０ Ｙ／ ２ ．－０８要 求 ， 要 测 量 的 性 能 指 标 包 括 频 率 准 确 需 度 、 振 相位 噪声 、 制误 差 率 、 内不平 坦 度 、 外 杂 散 、 谱 模 板 、 肩 、 本 调 带 带 频 带 输 出功率 稳定度 和 频率 稳定 度 ， 中输 出 功率 稳 定 度 和频 率 稳 定 度 为设 备 长 期 其 工作 中需 要监 测 的指 标 ， 在进行 入 网测试 时 无需 测量 ， ３为 总控 制程 序前 面板框 图 。 图
文 章 编 号 ：１ ７ ７ ２ ２ １ ｊ３０ １—６ ６ １１４ （０ １０ ３ ２０
地 面 数 字 电视 广 播 发 射 机 自动 测 试 系 统
康 建 华 ， 安 元 伟 ， 佘 方 毅 ， 张桂 卿
（Fra Baidu bibliotek国家广播 电影 电视 总局 广播 科 学研 究院 ， 北京 １ ０ ４ ） ０ ０ ５
信号 ， 测试过程 中发射机也需要设置到相应的状态。频
率 准 确度 测试 程序 框 图如 图 ４ 示 ， 设 备进 行 初 始化 所 对 后 ， 前 面板输 入 被 测 信 号 所 设 置 频 率 ， 量 类 型 使 用 在 测 “ｗｅｔ Ａ”将 带 宽 设 置 为 ２ ０ ， 样 测 量 结 果 就 可 Ｓ ｐ ， Ｓ ０Ｈｚ这 以精 确到 ０ １ ， 被测 频率 值 与 发 射机 所 设 置 标称 频 ．Ｈｚ将
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图 ６ 调制误差率程序控 制框 图
３ ４ 带 内不 平坦 度 ． 带 内不 平 坦度 是指 中心频率 ±３ ５ １ ．９ ＭＨｚ 带 范 围 内的最 大 和最 小 幅 度值 ， 中心 频 点 处 幅度 值 之 差 。带 频 与
内不 平坦 度对 数 字 电视 的误码 率有 直 接影 响 。测试 程序 框 图如 图 ７所示 ， 在设 备初 始 化后 ， 量类 型选 择 “ｗｅｔ 测 Ｓ ｐ Ｓ ， 频谱 仪带 宽设 置 到 ２ ＭＨｚ视频 带宽 和分 辨率 带 宽分别 设 置为 ３ＨＺ 平均 后将 频谱 仪 界面 上频 谱 图记 录 Ａ”将 ０ ， ｋ ， 下 来 。 由于不 同发射 机 的监测 输 出 电平 不 同 ， 了更 好 的将 频谱 图记 录 下来 还 需要 根 据 被 测 电平 来 修 改 参 考 电 为
实用性 和推广 性 。
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１ 引 言
地 面数 字 电视 广播 系统 是广 播 电视 系统 中 的重要 组成 部分 ， 与移 动 多媒体 广播 系统 、 星数 字 电视 广播 系 它 卫
单、 方便的相位噪声测量方法， 由于测量仪器的相位 噪声 比 Ｇ ／ ２ ．－０８中技术要求高很多 ， Ｙ Ｔ２９ ４ ０ ２ 所以可以使用 频谱 仪进行 测量 。发射 机相位 噪声指标 包含偏 移 的中心频率 分别为 ：０ ｚ １０ ｚ ｌＨ 、０Ｈｚ１０ Ｈ １Ｈ 、０Ｈ 、ｋ ｚ １ｋ 、０ ｋ ｚ和