(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象のデータ信号に対するサンプリングを行い、該データ信号の波形データを取得する波形データ取得部（２１）と、
表示器（４０）と、
操作部（５０）と、
前記波形データ取得部によって得られた波形データに基づいて前記データ信号のアイパターンを前記表示器に表示させるアイパターン表示手段（３１）と、
前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域の形とほぼ相似な多角形で、前記データ信号のビットレートおよび振幅に対応した大きさを有するマスクを、前記データ信号の品質評価用の基準マスクとして設定する基準マスク設定手段（３２）と、
前記基準マスク設定手段で設定された基準マスクを、前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域と重なりあう特定位置に表示するマスク表示手段（３３）と、
前記アイパターンを形成する波形データの表示ポイントのうち、前記基準マスクの領域内に入る数を計数し、該計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、該評価結果を前記表示器に表示させる品質評価手段（３４）とを有するデータ信号品質評価装置であって、
前記操作部の操作により任意の幅と角度を指定させ、前記基準マスクの有効範囲を、前記指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、該制限された有効範囲を前記表示器に示すマスク領域制限手段（３５）を有し、
前記品質評価手段は、前記マスク領域制限手段によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動して該制限された有効範囲に対する品質評価を行うことを特徴とするデータ信号品質評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種デジタル機器や伝送システムが扱う０、１の２値のデータ信号の波形情報を取得し、そのデータ信号のアイパターンに関する品質評価を、より効率的に行うための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル機器や伝送システムの評価を行う場合、その評価対象が出力するデータ信号のビット誤り率を測定する方法の他に、データ信号の位相の揺らぎ（ジッタ）や振幅の揺らぎがどの程度あるかを、波形観測しながら直感的に把握する方法も多く採用されている。
【０００３】
このようなデータ信号の位相や振幅の揺らぎを、波形で直感的に観測できるようにするための手法として、従来からアイパターン（Eye  Pattern）表示が用いられている。
【０００４】
アイパターンは、データ信号の各ビット波形を同一時間軸上に重ね合わせて表示したものであり、例えば図１０の（ａ）のようなＮＲＺ形式のデータ信号ｘ（ｔ）に対し、そのデータ信号ｘ（ｔ）の基準のビット周期ＴｃのＮ倍の周期をもつトリガ信号（同図（ｂ））に同期したタイミングで所定ビット分（ここでは２ビット分）の波形データ（Ｈ１、Ｈ２、……）を取得し、それらの波形データを同一時間軸上に重ね合わせることで図１０の（ｃ）のようなアイパターンＰｅが得られる。なお、実際のアイパターンは各波形データの大きさに対応した位置をポイント表示したものであるが、ここでは波形データのポイントが存在する確率が高い領域をハッチングで模式的に示しており、アイパターンを形成する全てのポイントがこのハッチング部分に含まれるわけではない（以下同様）。
【０００５】
このようにして得られたアイパターンＰｅで囲まれた領域Ａの時間軸方向の長さＬａは、データ信号ｘ（ｔ）の位相揺らぎの大小（データのレベル遷移部の太さ）に依存し、電圧軸方向の長さＬｂはデータ信号の振幅揺らぎの大小（時間軸方向に伸びたラインの太さ）に依存する。
【０００６】
したがって、データ信号ｘ（ｔ）のアイパターンとそのアイパターンで囲まれた領域Ａの広さとの関係を定量的に測定することでデータ信号の品質評価が行える。
【０００７】
その評価方法の一つとして、図１１のように、アイパターンＰｅで囲まれる領域の形状に対応した多角形（ここでは６角形とする）でその大きさがデータ信号のビットレートや設計上の振幅値と余裕度によって決まるマスクＭを用い、そのマスクＭをアイパターンで囲まれた領域内の中央付近の所定位置に固定配置し、アイパターンを形成する波形データがマスク内に何ポイント入るかを数えるテストがある（マスクコンプライアンス測定）。
【０００８】
このテスト結果で、アイパターンを形成する波形データの総数Ｐ個に対してマスクにＱ個まで入ることを許容すると定義し、実際にマスク内に入ると判定されたポイントがＱ個以内であればＯＫ（合格）のテスト結果を出力し、Ｑ個を越えていればＮＧ（不合格）のテスト結果を出力する。
【０００９】
なお、データ信号の品質評価をそのアイパターンとマスクとの関係に基づいて行う技術の例は、例えば次の特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−０６１２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、データ信号の場合、その立ち下がりまたは立ち下がりのどちらか一方に偏ってジッタが多く発生する場合があり、マスク全体の範囲のうち、設定されたマスクの範囲内でその立ち上がりや立ち下がり部分の測定を重点的に且つ一時的に行いたい場合が生じる。また、同様にデータ信号に対して設定された既存のマスクの範囲内で、時間軸方向より振幅方向の揺らぎを重点的かつ一時的に測定したい場合や、反対に振幅方向より時間軸方向の揺らぎを重点的にかつ一時的に測定したい場合が生じる。
【００１２】
しかしながら、従来装置では、一般的に、データ信号に対して予め登録されているマスクを選択的に用いる方法しか提供されておらず、任意の形状のマスクを登録する機能があるものであっても、その形状を特定する多くのパラメータを予め登録して、そのマスクを測定前に選択して用いる機能しか有しておらず、基準マスクによる測定中において、そのマスクの範囲内で方向を特定した測定を重点的に且つ一時的に行うことはできなかった。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、データ信号に対して設定された基準マスクに対して、幅と方向を指定することで、その指定された幅と方向に制限された領域を有効領域として測定を行い、測定者が希望する方向の測定を容易に行えるデータ信号品質評価装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明のデータ信号品質評価装置は、
評価対象のデータ信号に対するサンプリングを行い、該データ信号の波形データを取得する波形データ取得部（２１）と、
表示器（４０）と、
操作部（５０）と、
前記波形データ取得部によって得られた波形データに基づいて前記データ信号のアイパターンを前記表示器に表示させるアイパターン表示手段（３１）と、
前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域の形とほぼ相似な多角形で、前記データ信号のビットレートおよび振幅に対応した大きさを有するマスクを、前記データ信号の品質評価用の基準マスクとして設定する基準マスク設定手段（３２）と、
前記基準マスク設定手段で設定された基準マスクを、前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域と重なりあう特定位置に表示するマスク表示手段（３３）と、
前記アイパターンを形成する波形データの表示ポイントのうち、前記基準マスクの領域内に入る数を計数し、該計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、該評価結果を前記表示器に表示させる品質評価手段（３４）とを有するデータ信号品質評価装置であって、
前記操作部の操作により任意の幅と角度を指定させ、前記基準マスクの有効範囲を、前記指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、該制限された有効範囲を前記表示器に示すマスク領域制限手段（３５）を有し、
前記品質評価手段は、前記マスク領域制限手段によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動して該制限された有効範囲に対する品質評価を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明のデータ信号品質評価装置は、データ信号に対して設定された基準マスクの有効領域を、任意に指定した幅と角度で決まる範囲に制限することができるので、新規のマスクの形状データを細かく入力する必要がなく、測定者が希望する方向の測定を重点的に且つ一時的に行え、測定を効率的に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図
【図２】実施形態の波形取得動作の一例を説明するための図
【図３】実施形態の波形取得動作の一例を説明するための図
【図４】基準マスクとその有効範囲を制限する直線の関係を示す図
【図５】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図６】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図７】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図８】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図９】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図１０】データ信号からアイパターン波形を生成する工程を示す図
【図１１】アイパターンにマスクを重ねた測定画面の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用したデータ信号評価装置２０の構成を示している。
【００１８】
このデータ信号品質評価装置２０は、ＮＲＺ形式で入力される測定対象のデータ信号ｘ（ｔ）を波形データ取得部２１で受けて、その波形データを取得する。
【００１９】
ここで、波形データ取得部２１は、リアルタイムサンプリング方式では取得困難な高速のデータ信号の波形データを取得するために等価時間サンプリング方式を採用しており、そのデータ取得モードには、入力されたデータ信号ｘ（ｔ）の波形を単純に時系列に表示するために必要なデータを取得する第１モードの他に、アイパターン波形を表示するために必要な第２モードがある。
【００２０】
波形データ取得部２１は、サンプリング部２２、サンプリング制御部２３および波形データメモリ２４によって構成されている。
【００２１】
サンプリング部２２は、Ａ／Ｄ変換器２２ａとサンプリングクロック発生器２２ｂによって構成され、Ａ／Ｄ変換器２２ａに入力するデータ信号ｘ（ｔ）に対するサンプリングを、サンプリングクロック発生器２２ｂから周期Ｔｓで出力されるサンプリングクロックＣｓに同期して行い、そのサンプリングで得られたサンプル値をデジタルのデータＸ（ｋ）に順次変換する。
【００２２】
サンプリング制御部２３は、サンプリング部２２のサンプリング周期Ｔｓを上記モードに応じて設定する。
【００２３】
即ち、第１モードが指定されている場合には、例えば図２の（ａ）のデータ信号ｘ（ｔ）に対して、あるタイミングｔ０から等価時間サンプリング方式により、ΔＴの時間分解能でデータＸ（１）、Ｘ（２）、……を取得させて、これを波形データメモリ２４にサンプリング順に記憶させる。
【００２４】
即ち、データ信号ｘ（ｔ）が、ビット周期Ｔｃで符号長Ｍの擬似ランダム信号が繰り返される信号列の場合、サンプリングクロックの周期Ｔｓを、図２の（ｂ）のように繰り返しの周期（Ｍ・Ｔｃ）の整数Ｑ（Ｑは１も含む）倍に時間分解能ΔＴだけ差のある値（例えばＱ・Ｍ・Ｔｃ＋ΔＴ）に設定する。
【００２５】
このように設定すると、データ信号の繰り返しの１周期目のあるタイミングｔ０の値ｘ（ｔ０）をサンプリングした後、繰り返しのＱ周期目で前のタイミングよりΔＴ遅れた位置ｔ１の値ｘ（ｔ１）をサンプリングすることになり、以下、Ｑ周期毎にΔＴだけずれた位置をサンプリングする。したがって、波形の繰り返しが続いていれば、図２の（ｃ）のように、データ信号ｘ（ｔ）の繰り返し波形のデータを所望分解能ΔＴで取得することができる。
【００２６】
また、アイパターンを表示するための第２モードが指定されている場合には、図３の（ａ）のデータ信号ｘ（ｔ）に対して、サンプリングクロックの周期Ｔｓを、図３の（ｂ）のように、ビット周期Ｔｃに前記Ｑ・Ｍと等しくない整数Ｕ（例えばＱ・Ｍ＋１）を乗じた値に時間分解能ΔＴだけ差のある値（例えばＵ・Ｔｃ＋ΔＴ）に設定する。
【００２７】
このように設定すると、データ信号ｘ（ｔ）のＵビット毎（繰り返し周期内で異なるビット位置）にΔＴだけずれた位置をサンプリングする。したがって、このサンプリングを例えばアイパターン表示に最低限必要な２ビット分（２Ｔｃ／ΔＴ回）行えば、図３の（ｃ）のような、データ信号ｘ（ｔ）のアイパターン波形のデータを得ることができる。なお、図３では動作の理解がしやすいようにビット周期Ｔｃに対する時間分解能ΔＴの割合が比較的大きく示しているため、アイパターンを形成するデータの間隔が開いているが、実際にはビット周期Ｔｃに対する時間分解能ΔＴの割合が十分小さい（例えば１／１００）ので、アイパターンを形成するデータ間隔の十分小さくなり、図３の（ｃ）の破線に近い波形が得られる。
【００２８】
サンプリング制御部２３は、データ信号ｘ（ｔ）からそのクロック成分を抽出して、前記ビット周期Ｔｃを求め、さらに後述の演算処理部３０から入力されるデータ信号のビット長Ｍ、所望の時間分解能ΔＴ等のパラメータ情報を受けて、サンプリングクロックＣｓの周期Ｔｓを決定し、その決定した周期Ｔｓでサンプリングを行わせる。
【００２９】
このようにして取得されたアイパターンの波形データは、演算処理部３０によって読み出され、表示器４０に波形表示されるとともに、そのアイパターンの波形データに対して設定された基準マスクの領域と波形データとの関係から、データ信号の評価演算処理が行なわれる。
【００３０】
演算処理部３０は、各種処理に必要な情報を表示器４０に表示するとともに操作部５０の操作等により、測定項目やパラメータを入力させ、波形表示処理、マスクに関する処理、評価演算処理等を行う。
【００３１】
図１には、この演算処理部３０が行う処理の要部として、アイパターン表示手段３１、基準マスク設定手段３２、マスク表示手段３３、品質評価手段３４およびマスク領域制限手段３５を示している。
【００３２】
アイパターン表示手段３１は、この装置の測定モードがアイパターンに関わるモードのときに、波形データ取得部２１によって得られた波形データに基づいてデータ信号ｘ（ｔ）のアイパターンを表示器４０に表示させる。
【００３３】
基準マスク設定手段３２は、データ信号のアイパターンに関する品質評価用の基準マスクを設定する。ここで基準マスクとは、データ信号のアイパターンで囲まれた領域の外形とほぼ相似な多角形（例えば上下の対向する２辺が平行な６角形、４角形、８角形）で、横軸（時間軸）方向の大きさが、データ信号のビットレートに対応（例えば公称周期Ｔｃの０．６倍）し、縦軸（振幅軸）方向の大きさが、データ信号の振幅に対応（例えばデータ信号の公称振幅の１／２）したマスクであり、この基準マスクの形状データは、図示しないメモリに予め記憶されていて、評価対象のデータ信号のビットレートや振幅を入力させて、その入力情報に対応した基準マスクを選択する方式が望ましい。
【００３４】
また、利用者が任意の形状のマスクの外形を決定するパラメータ（少なくともマスクの高さ、長さおよび前部、後部のエッジ角など）を設定登録できる機能を持っていて、その登録したものから選択して用いるようにしてもよい。なお、この装置ではビット周期Ｔｃを１ＵＩ（ユニットインターバル）としている。
【００３５】
マスク表示手段３３は、基準マスク設定手段３２で設定された基準マスクをアイパターンの品質評価に適した特定位置に表示する。
【００３６】
ここで、アイパターンに対する基準マスクの表示位置は、標準的には、時間方向についてはアイパターンの中央ビットの半周期（Ｔｃ／２）の位置で、振幅方向についてはデータ信号のデータ「０」の設計電圧ＶＬ（例えば０ボルト）とデータ「１」の設計電圧ＶＨ（例えば３ボルト）の中心の電圧（ＶＨ−ＶＬ）／２の位置に基準マスクのセンタ位置が一致するように設定する。
【００３７】
品質評価手段３４は、データ信号に対する種々の品質評価処理を行うものであり、そのうちアイパターンとマスクを用いたコンプライアンス測定が指定された場合、アイパターンを形成する波形データの所定数Ｐ個の表示ポイントのうち、基準マスクの領域内に入る数を計数し、その計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、その評価結果を表示器４０に表示させる。
【００３８】
なお、この品質評価手段３４は、後述のマスク領域制限手段３５によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動してその制限された有効範囲に対する品質評価を行うように構成されている。
【００３９】
マスク領域制限手段３５は、操作部５０の操作により任意の幅Ｗと角度θを指定させ、データ信号に対して設定された基準マスクの有効範囲を、その指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、その制限された有効範囲を表示器４０に示す。
【００４０】
ここで、マスク領域制限手段３５は、図４のように、基準マスクＭｒの中心Ｏから等距離（Ｗ／２）でその中心Ｏを挟む傾きθの平行な２本の直線Ｌ１、Ｌ２を定義し、この２本の直線Ｌ１、Ｌ２で挟まれる領域と、基準マスクＭｒの領域とが重なりあう範囲を有効範囲とする。
【００４１】
次に、このデータ信号品質評価装置２０の測定状態における表示例を示してその動作について説明する。
【００４２】
予め、データ信号（擬似ランダム信号）ｘ（ｔ）のビットレート、設計振幅情報、符号周期などのパラメータは設定済みとし、そのデータ信号に対して設定された基準マスクについてのコンプライアンス測定が指定されているものとする。
【００４３】
この状態において、演算処理部３０は、図５に示すように、アイパターン測定設定欄４１、波形マスク表示欄４および測定結果欄４３を表示器４０に表示する。
【００４４】
アイパターン測定設定欄４１には、「マスクテスト」を指定するボタン４１ａ、マスク有効領域を制限するか否かを指定するボタン４１ｂが表示され、そのボタン４１ｂが「オフ」のときは、図の波形マスク表示欄４２に示しているように、設定された６角形の基準マスクＭｒが前記した所定位置（アイパターンＰｅの中央ビットの時間センタで振幅中心の位置）に表示されて、その６角形の領域全体を有効領域として測定が行われ、データ信号について取得されたアイパターンＰｅの波形データの全ポイント数（Total Data）、マスク領域に入るデータ数(Data In Mask)、リミット(Limit)等が求められて、測定結果欄４３に表示される。
【００４５】
また、ボタン４１ｂを操作部５０のマウス操作等で「オフ」から「オン」に切り換えると、図６のように、基準マスクの有効領域を制限するための角度と幅を入力指定する窓４１ｃ、４１ｄが現れる。
【００４６】
そしてこの窓４１ｃ、４１ｄに、所望の角度θ（ここではθ＝４５度の例を示している）と所望の幅Ｗ（ここではＷ＝０．２２ＵＩの例を示している）を入力すると、図６に示しているように、基準マスクＭｒの領域が、幅Ｗ＝０．０２ＵＩで、θ＝４５度（振幅方向を基準にして右回り）の角度の範囲に制限される。
【００４７】
そしてこれと連動して、データ信号について取得されたアイパターンＰｅの波形データの全数に対して、制限された領域内Ｅｓに入るデータ数が算出され、その結果が測定結果欄４３に表示される。
【００４８】
上記表示例は、アイパターンＰｅのうちで特に太く現れている（大きなジッタが発生している）立ち下がりの部分に関するコンプライアンス測定を重点的に行う場合であったが、立ち上がり部分のジッタに関する測定を行う場合には、例えば図７のように角度θ＝−４５度を入力する。これによって、基準マスクＭｒの有効範囲は、図７の波形マスク表示欄４２のように、幅Ｗで左回りに４５度傾いた範囲Ｅｓに制限され、データ信号の立ち上がり部分のジッタに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができる。
【００４９】
また、図８のように、θ＝０とすれば、基準マスクＭｒの有効範囲は、波形マスク表示欄４２のように、幅Ｗで振幅軸方向に制限され、データ信号の振幅の揺らぎに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができ、図９のように、θ＝９０（または−９０）とすれば、基準マスクＭｒの有効範囲は、波形マスク表示欄４２のように、幅Ｗで時間軸方向に制限され、データ信号の立ち上がりと立ち下がりを含むジッタに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができる。
【００５０】
上記のようにコンプライアンス測定のマスク有効範囲を制限すれば、評価演算の際にその制限された範囲に存在する波形データを見付ければよいので、基準マスク全体の領域の測定を行う場合に比べて短時間に必要な結果を得ることができ、測定を効率化できる。また、入力するパラメータは幅と角度の二つで済み、その入力操作が極めて容易であり、その点においても効率的な測定が行える。
【符号の説明】
【００５１】
２０……データ信号品質評価装置、２１……波形データ取得部、２２……サンプリング部、２３……サンプリング制御部、２４……波形データメモリ、３０……演算処理部、３１……アイパターン表示手段、３２……基準マスク設定手段、３３……マスク表示手段、３４……品質評価手段、３５……マスク領域制限手段、４０……表示器、５０……操作部
【図１】
0005412367.tif 000002
【図２】
0005412367.tif 000003
【図３】
0005412367.tif 000004
【図４】
0005412367.tif 000005
【図５】
0005412367.tif 000006
【図６】
0005412367.tif 000007
【図７】
0005412367.tif 000008
【図８】
0005412367.tif 000009
【図９】
0005412367.tif 000010
【図１０】
0005412367.tif 000011
【図１１】
0005412367.tif 000012