(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ビット数で１フレームが形成されるシリアルのデータ信号と、該データ信号のフレームに同期したフレーム同期信号とを受け、前記データ信号のフレーム内の任意のビット範囲の信号波形を観測するための波形観測装置であって、
前記データ信号のビットレート、観測開始位置、観測分解能の各パラメータを指定するパラメータ指定手段（２６）と、
前記指定された各パラメータに基づいて、前記フレーム同期信号の周期の整数倍に対して前記観測分解能分の差をもつ周期のサンプリング信号を出力する信号発生器（２５）と、
前記信号発生器から出力されるサンプリング信号を計数する計数手段（３１）と、
前記データ信号を前記信号発生器から出力されたサンプリング信号でサンプリングするサンプリング部（２１）と、
前記サンプリング部から出力される信号に基づいて、前記データ信号の波形を表示する波形表示手段（２２、２３）と、
一つの前記フレーム同期信号が入力したタイミングまたは該タイミングの直後に前記信号発生器から出力されたサンプリング信号の出力タイミングを基準タイミングとして、前記観測開始位置に対応するサンプリング開始タイミングを、前記ビットレート、観測開始位置および観測分解能に基づいて前記サンプリング信号の周期単位で求め、前記計数手段の前記基準タイミングからの歩進回数が、前記サンプリング開始タイミングに一致したときから所定回連続のサンプリングで得られたデータが１観測期間の波形データとして前記波形表示手段に送出されるように制御する制御手段（３１〜３３）とを備えたことを特徴とする波形観測装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記観測期間に対する前記所定回のサンプリングを複数回繰り返し行なう動作モードが指定されたとき、最初の観測期間のサンプリング開始タイミングを求めたときに用いた基準タイミングを基準にして２回目以降の観測期間のサンプリング開始タイミングを、前記サンプリング信号の周期単位で求め、前記計数手段の前記基準タイミングからの歩進回数が前記各観測期間のサンプリング開始タイミングに一致したときから前記所定回までのサンプリングで得られたデータが各観測期間の波形データとして前記波形表示手段に出力されるように制御することを特徴とする請求項１記載の波形観測装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
データ信号のビットレートと観測分解能とからサンプリングの理想周期を算出する理想周期算出手段（Ｓ１７）と、
前記理想周期と前記信号発生器から実際に出力されるサンプリング信号の周期との誤差を求める誤差算出手段（Ｓ１８）と、
前記誤差を累積した値が前記観測分解能に等しいか越えるときの累積数を求める累積数算出手段（Ｓ２０、Ｓ４２）と、
前記信号発生器からサンプリング信号が前記累積数分出力される毎に前記計数手段の歩進の規制または追加歩進を行なう補正手段（Ｓ２５〜Ｓ２７、Ｓ３０〜Ｓ３２、Ｓ３７〜Ｓ３９、Ｓ４７〜Ｓ４９、Ｓ５２〜Ｓ５４、Ｓ５９〜Ｓ６１）とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の波形観測装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記計数手段を所定タイミング毎に初期化し、該初期化後の前記計数手段の計数値と初期化する直前の計数値とに基づいて、前記計数手段の歩進回数を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の波形観測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気や光の信号の波形を観測するための波形観測装置のうち、所定ビット数で１フレームが形成される高速なデータ信号に対して、そのフレーム周期の整数倍に近い周期のサンプリング信号でサンプリングし、そのサンプリング結果に基づいてデータ信号の任意の範囲の波形情報を求めて表示する波形観測装置において、データ信号に対するサンプリングの開始タイミングを任意に設定でき、また、その設定した開始タイミングでの再サンプリングを可能にするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にシリアルのデータ信号は、図１５の（ａ）に示しているように、所定ビット数ｎ（固定と可変の場合がある）で１フレームが形成されており、受信側でフレームの区切りを識別できるように、図１５の（ｂ）に示すようなフレーム同期信号Ｆとともに出力される場合が多い。
【０００３】
このようなデータ信号Ｘでは、フレーム同期信号Ｆの出力タイミングとフレーム内のデータのビットとの関係（図では、フレーム同期信号Ｆの立ち上がりタイミングとデータ信号Ｘの第１ビットの出力タイミングとが一致するという関係）およびデータ信号ＸのビットレートＢが既知であれば、フレーム内の任意ビット位置ｊのデータの出力タイミングは、フレーム同期信号Ｆの立ち上がりタイミングから（ｊ−１）／Ｂが経過したときであることがわかる。
【０００４】
したがって、例えば任意ビット位置ｊのデータ信号の波形を１ビット分観測するためには、フレーム同期信号Ｆの立ち上がりタイミングから時間（ｊ−１）／Ｂが経過したときから、ｊ／Ｂが経過するまでの間の波形情報を連続的に抽出すればよい。
【０００５】
この波形情報の抽出をディジタル処理で行なう場合、Ａ／Ｄ変換器を用いてデータ信号ＸのビットレートＢより数段高い周波数のサンプリング信号で上記期間のサンプリングを行なえばよいが、データ信号ＸのビットレートＢが高い（例えば１０Ｇｂｐｓ）場合、Ａ／Ｄ変換器の動作限界を越えてしまい、上記のようなサンプリングが行なえない。
【０００６】
これを解決するために、図１５の（ｃ）に示すように、各フレームのフレーム同期信号Ｆの立ち上がりタイミングをそれぞれ基準として僅か（ΔＴ）ずつ時間をずらしてサンプリングを行う方法がある。
【０００７】
このサンプリング方式では、フレーム同期信号Ｆの周期あるいはその整数倍（図では１倍）に近い周期でサンプリングを行なえばよいので、例えば、前記したような１０Ｇｂｐｓのビットレートのデータ信号であっても、それより格段に低い周波数、例えば１フレームのビット数が１Ｍｂｉｔであれば、ほぼ１０ｋＨｚ（＝１０Ｇｂｐｓ／１Ｍｂｉｔ）のサンプリング信号を用いて波形情報を抽出することができる。
【０００８】
また、データ信号の波形を観測して評価する一つの基準として、ジッタ（位相の揺らぎ）があるが、このジッタは、上記した観測を複数回行なって、各観測で得られた波形を同一時間軸上に重ね合わせ表示することで、把握することができる。
【０００９】
例えば、データ信号のジッタが少ない場合には、各観測で得られる波形の立ち上がりや立ち下がりのタイミングの変動が少ないので、これらを重ね合わせた波形のビット境界部分の線の太さは図１６の（ａ）のように細くなり、ジッタが多い場合には、各観測で得られる波形の立ち上がりや立ち下がりのタイミングの変動が大きいので、これらを重ね合わせた波形のビット境界部分の線の太さは図１６の（ｂ）のように太くなる。
【００１０】
したがって、この重ね合わせ波形のビット境界部分の線の太さをみれば、データ信号のジッタの大きさを把握することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなサンプリング方法では、サンプリング対象のフレームに対するサンプリングタイミングを、そのフレームに対応して入力されるフレーム同期信号Ｆの入力タイミングをそれぞれ基準にして求めているため、フレーム同期信号Ｆの影響を受けてデータ信号Ｘのジッタを正確に把握することができないという問題があった。
【００１２】
即ち、一般的にデータ信号Ｘにジッタがある場合、フレーム同期信号Ｆにもジッタが存在するが、データ信号Ｘのジッタとフレーム同期信号Ｆのジッタの相関性は、そのデータ信号Ｘとフレーム同期信号Ｆを出力する機器側の内部構成や内部状態に依存し、必ずしも一定の関係があるとは限らず、データ信号Ｘのジッタとフレーム同期信号Ｆのジッタの位相がほぼ等しい場合も反転している場合もある。
【００１３】
上記のように、サンプリング対象のフレームのフレーム同期信号Ｆの入力タイミングを基準にしてそのフレームのデータ信号のサンプリングを行なうと、データ信号Ｘのジッタとフレーム同期信号Ｆのジッタの位相がほぼ等しい場合には、、データ信号のジッタがフレーム同期信号のジッタによって相殺されてデータ信号本来のジッタより少ないジッタが観測され、また、逆にデータ信号Ｘのジッタとフレーム同期信号Ｆのジッタの位相がほぼ反転している場合には、データ信号のジッタにフレーム同期信号のジッタが同相加算されて、データ信号本来のジッタより大きなジッタが観測されることになり、データ信号本来のジッタを正確に把握することができない。
【００１４】
また、上記サンプリング方式では、基準タイミングからサンプリングを行なうまでの期間をΔＴずつ徐々に変化させるという複雑な構成が必要となる。
【００１５】
この問題を解決するために、最初の観測期間のサンプリング開始タイミングを求めるときだけフレーム同期信号Ｆの入力タイミングを用い、以後は、そのフレームの入力タイミングあるいは最初のサンプリング開始タイミングを基準として、一定周期のサンプリング信号による各サンプリングタイミングをデータ信号ＸのビットレートＢ、１フレームのビット数ｎ、観測分解能ΔＴ等に基づいて演算で求め、その求めたサンプリングタイミングでサンプリングされたデータを観測期間の波形データとして取得することが考えられる。
【００１６】
ところが、観測対象のデータ信号ＸのビットレートＢや１フレームのビット数ｎは、そのデータ信号Ｘの種類によって異なっており、これらに対応するために必要なパラメータは種々の値を取るが、装置の各部に設定できる数値の桁数は有限であるため、演算で求めた数値の下位桁部（端数部）を実際に設定できない場合が生じる。
【００１７】
この設定誤差はサンプリングタイミングの誤差となって現れるため、上記のようにある一つの基準タイミングから順次サンプリングタイミングを算出すると上記誤差が累積されて、各観測期間のサンプリングタイミングが一致しなくなり、各観測期間の波形が時間軸上でずれて、ジッタが生じたように観測されてしまうという新たな問題が生じる。
【００１８】
この誤差の問題は、データ信号ＸのビットレートＢ、１フレームのビット数ｎ、観測分解能ΔＴが固定であれば、これに合わせてサンプリング信号の周期Ｔｓを微調整することで対処できるが、パラメータの異なる各種のデータ信号の観測を可能にするには、上記したサンプリング周波数の微調整では対処できない。
【００１９】
本発明は、これらの問題を解決し、フレーム同期信号の影響を受けることなく、また、パラメータの数値やその設定誤差の影響を受けることなく、データ信号本来の信号波形を正確に把握できる波形観測装置を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の波形観測装置は、
所定ビット数で１フレームが形成されるシリアルのデータ信号と、該データ信号のフレームに同期したフレーム同期信号とを受け、前記データ信号のフレーム内の任意のビット範囲の信号波形を観測するための波形観測装置であって、
前記データ信号のビットレート、観測開始位置、観測分解能の各パラメータを指定するパラメータ指定手段（２６）と、
前記指定された各パラメータに基づいて、前記フレーム同期信号の周期の整数倍に対して前記観測分解能分の差をもつ周期のサンプリング信号を出力する信号発生器（２５）と、
前記信号発生器から出力されるサンプリング信号を計数する計数手段（３１）と、
前記データ信号を前記信号発生器から出力されたサンプリング信号でサンプリングするサンプリング部（２１）と、
前記サンプリング部から出力される信号に基づいて、前記データ信号の波形を表示する波形表示手段（２２、２３）と、
一つの前記フレーム同期信号が入力したタイミングまたは該タイミングの直後に前記信号発生器から出力されたサンプリング信号の出力タイミングを基準タイミングとして、前記観測開始位置に対応するサンプリング開始タイミングを、前記ビットレート、観測開始位置および観測分解能に基づいて前記サンプリング信号の周期単位で求め、前記計数手段の前記基準タイミングからの歩進回数が、前記サンプリング開始タイミングに一致したときから所定回連続のサンプリングで得られたデータが１観測期間の波形データとして前記波形表示手段に送出されるように制御する制御手段（３１〜３３）とを備えている。
【００２１】
また、本発明の請求項２の波形観測装置は、請求項１の波形観測装置において、
前記制御手段は、前記観測期間に対する前記所定回のサンプリングを複数回繰り返し行なう動作モードが指定されたとき、最初の観測期間のサンプリング開始タイミングを求めたときに用いた基準タイミングを基準にして２回目以降の観測期間のサンプリング開始タイミングを、前記サンプリング信号の周期単位で求め、前記計数手段の前記基準タイミングからの歩進回数が前記各観測期間のサンプリング開始タイミングに一致したときから前記所定回までのサンプリングで得られたデータが各観測期間の波形データとして前記波形表示手段に出力されるように制御することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の請求項３の波形観測装置は、請求項１または請求項２記載の波形観測装置において、
前記制御手段は、
データ信号のビットレートと観測分解能とからサンプリングの理想周期を算出する理想周期算出手段（Ｓ１７）と、
前記理想周期と前記信号発生器から実際に出力されるサンプリング信号の周期との誤差を求める誤差算出手段（Ｓ１８）と、
前記誤差を累積した値が前記観測分解能に等しいか越えるときの累積数を求める累積数算出手段（Ｓ２０、Ｓ４２）と、
前記信号発生器からサンプリング信号が前記累積数分出力される毎に前記計数手段の歩進の規制または追加歩進を行なう補正手段（Ｓ２５〜Ｓ２７、Ｓ３０〜Ｓ３２、Ｓ３７〜Ｓ３９、Ｓ４７〜Ｓ４９、Ｓ５２〜Ｓ５４、Ｓ５９〜Ｓ６１）とを備えたことを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の請求項４の波形観測装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の波形観測装置において、
前記制御手段は、前記計数手段を所定タイミング毎に初期化し、該初期化後の前記計数手段の計数値と初期化する直前の計数値とに基づいて、前記計数手段の歩進回数を求めることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明を適用した波形観測装置２０の構成を示している。
【００２５】
この波形観測装置２０は、測定対象機器１に基準信号Ｒを与えるとともに測定対象機器１から出力されるデータ信号Ｘとフレーム同期信号Ｆを受けて、データ信号Ｘのフレーム内の指定された任意のビット範囲の信号波形を観測できるようにしたものである。
【００２６】
なお、ここで測定対象機器１は、入力される基準信号Ｒの周期Ｔｒの１／ｍに等しいビット周期１／Ｂで、１フレーム当たりｎビットで構成されるデータ信号Ｘを出力するものとし、また、このフレームの第１ビット目に同期したフレーム同期信号Ｆを出力するものとする。
【００２７】
なお、データ信号Ｘは電気信号の場合と光信号の場合とがあるが、ここでは発明を理解しやすいように先に電気信号の場合を説明し、光信号の場合については後述する。
【００２８】
波形観測装置２０は、入力端子２０ａから入力されるデータ信号Ｘをサンプリング部２１で受ける。
【００２９】
サンプリング部２１は、Ａ／Ｄ変換器を含み、後述する第１のゲート回路３１から出力される周波数ｆｓのサンプリング信号Ｓによってデータ信号Ｘをサンプリングして、そのサンプリング値をディジタル値に変換して出力する。
【００３０】
なお、このサンプリング部２１のサンプリングタイミングは、サンプリング信号Ｓの立ち上がり（立ち下がりでもよい）のレベル変移タイミングとする。
【００３１】
サンプリング部２１によってサンプリングされてディジタル値に変換されたデータＤｓは、順次表示制御手段２２に入力される。
【００３２】
表示制御手段２２は、表示器２３とともにこの実施形態の波形表示手段を構成するものであり、サンプリング部２１から出力されるデータＤｓを図示しない内部のメモリにアドレス順に記憶し、表示器２３に時間軸、強度軸からなる直交座標を表示するとともに、その直交座標上に、記憶した一連のデータＤｓに強度が対応する波形を表示する。
【００３３】
この表示制御手段２２は、図示しない操作部等によって指定されたモードに応じて、メモリに記憶したデータＤｓの加工を行なう。
【００３４】
例えば単発観測モードが指定された場合には、サンプリング部２１から出力された所定数のデータＤｓをメモリの所定領域にアドレス順に記憶してから、そのデータＤｓを読み出して表示器２３に出力して前記した直交座標上に波形表示する。
【００３５】
また、連続観測モードが指定された場合には、サンプリング部２１からある観測期間に出力された所定数のデータＤｓをメモリの所定領域にアドレス順に記憶し、次の観測期間に出力されたデータＤｓをメモリの前記別の領域にアドレス順に記憶するという動作を指定された観測期間数分行い、これらのデータを読み出して表示器２３に同一時間軸上に重ね合わせ表示する。
【００３６】
なお、各観測期間内にサンプリングする回数は、指定されたビット範囲と観測分解能ΔＴによって決まり、その上限はサンプリングで得られたデータを記憶するためのメモリの容量で制限される。
【００３７】
信号発生器２５は、後述する制御部３３によって設定されたデータに基づいてサンプリング信号Ｓと基準信号Ｒを生成し、そのサンプリング信号Ｓをゲート回路３１を介してサンプリング部２１に出力し、基準信号Ｒを出力端子２０ｃを介して測定対象機器１に出力する。
【００３８】
パラメータ入力手段２６は、図示しない操作部等によってサンプリングに必要なパラメータを入力させるためのものであり、例えば観測モード、データ信号ＸのビットレートＢ、１フレームを構成するビット数ｎ、観測分解能（サンプリング分解能）ΔＴ、観測開始ビット位置ｊ、観測期間毎のサンプリング回数Ｐ（または観測終了ビット位置）、観測期間数Ｑ等を入力させる。
【００３９】
カウンタ３０は、この実施形態の計数手段を構成するものであり、信号発生器２５から出力されるサンプリング信号Ｓを、後述する第２のゲート回路３２を介して受けて計数し、その計数値Ｃｓを制御部３３に出力する。
【００４０】
第１のゲート回路３１は、第２のゲート回路３２および制御部３３とともにこの実施形態の制御手段を構成するものであり、制御部３３の制御によって、サンプリング部２１に対するサンプリング信号Ｓの入力を規制する。
【００４１】
また、第２のゲート回路３２は、制御部３３の制御によって、信号発生器２５からカウンタ３０および第１のゲート回路３１へのサンプリング信号Ｓの出力を規制したり、制御部３３からのパルスを挿入してカウンタ３０を歩進させる。
【００４２】
制御部３３は、パラメータ入力手段２６から入力されたパラメータに基づいて、信号発生器２５が出力する基準信号Ｒとサンプリング信号Ｓの周波数を求めて、それに対応する周波数データを信号発生器２５に設定するとともに、入力端子２０ｂから一つのフレーム同期信号Ｆが入力されたタイミングを基準とする各観測期間のサンプリング開始タイミングをサンプリング周期単位で求め、求めたサンプリング開始タイミングでサンプリングが開始されるように、カウンタ３０の計数値を監視しながら、第１のゲート回路３１および第２のゲート回路３２を制御する。
【００４３】
図２〜図４は、この制御部３３の処理手順を示すフローチャートである。以下、これらのフローチャートに基づいて実施形態の波形観測装置２０の動作を説明する。
【００４４】
始めに、観測対象のデータ信号Ｘについてのパラメータが、パラメータ入力手段２６から入力されて観測モードの指示がなされると、制御部３３は、第１のゲート回路３１をオフ状態、第２のゲート回路３２をオン状態に初期設定してから、入力されたデータ信号ＸのビットレートＢ、１フレームのビット数ｎ、観測分解能ΔＴに基づいてサンプリング信号Ｓの周波数ｆｓと基準信号Ｒの周波数ｆｒを求め、サンプリング信号Ｓと基準信号Ｒの周波数データを信号発生器２５に設定する（Ｓ１、Ｓ２）。
【００４５】
ここで、基準信号Ｒの周波数ｆｒは、ビットレートＢの１／ｍを算出することで得られる。
【００４６】
また、サンプリング周波数ｆｓについては以下の演算によって求める。
即ち、データ信号Ｘのフレーム周期Ｔｘはｎ／Ｂであり、このデータ信号ＸがＮフレーム入力される毎にΔＴずつずれたサンプリングを行なうとすれば、サンプリング信号の周期Ｔｓは、
Ｔｓ＝Ｎ・Ｔｘ＋ΔＴ
であるから、サンプリング周波数ｆｓは、ｆｘ＝１／Ｔｘ＝Ｂ／ｎとすると、
ｆｓ＝ｆｘ／（Ｎ＋ｆｘ・ΔＴ）
となる。
【００４７】
上記式でＮが決まれば、サンプリング周波数ｆｓを得ることができる。
このＮの値は、信号発生器２５のサンプリング信号Ｓの周波数可変範囲によって制限される。
【００４８】
数値例を示すと、Ｂ＝１０Ｇｂｐｓ、ｎ＝１Ｍｂｉｔ、ΔＴ＝０．１ｐｓ、信号発生器２５が出力できるサンプリング信号Ｓの周波数範囲の上限をｆｓａ＝１１ｋＨｚ＋１Ｈｚ、下限をｆｓｂ＝１ｋＨｚ−１Ｈｚとする。
【００４９】
この範囲内で、
ｆｓ＝ｆｘ／（Ｎ＋ｆｘ・ΔＴ）
を満たすＮを求めると、
ｆｘ（１／ｆｓａ−ΔＴ）≦Ｎ≦ｆｘ（１／ｆｓｂ−ΔＴ）
（Ｂ／ｎ）（１／ｆｓａ−ΔＴ）≦Ｎ≦（Ｂ／ｎ）（１／ｆｓｂ−ΔＴ）
９．９８９９９９……≦Ｎ≦１０．０１０００……
となり、Ｎとして１０を用いる。
【００５０】
Ｎ＝１０とすると、
0003666863.tif 000002
となり、この周波数ｆｓのサンプリング信号Ｓでサンプリングを行なえば、データ信号Ｘの１０（＝Ｎ）フレーム毎に、０．１ｐｓ（＝ΔＴ）ずつ遅れてサンプリングを行なうことができる。
【００５１】
なお、このサンプリング周波数ｆｓは、信号発生器２５の内部で例えば１０ＧＨｚの信号を発生させ、これを分周器で１／１０００００００００１に分周し、その分周出力を逓倍器で１００００倍することで得ることができる。
【００５２】
次に、制御部３３は、入力された各パラメータに基づいて観測期間毎のサンプリング開始タイミングを、サンプリング周期単位で算出する（Ｓ３）。
【００５３】
この観測期間毎のサンプリング開始タイミングは、入力端子２０ｂから入力された一つのフレーム同期信号Ｆを基準にして求める。
【００５４】
即ち、入力端子２０ｂから入力されるフレーム同期信号Ｆと信号発生器２５から出力されるサンプリング信号Ｓとは非同期で周期も異なるが、ここでは、図５の（ａ）に示しているように、ある一つのフレーム同期信号Ｆが入力したタイミングに、図５の（ｃ）のように、信号発生器２５がサンプリング信号Ｓを出力するように強制同期させる。
【００５５】
この強制同期のタイミングを基準タイミングとすれば、図５の（ｂ）のように、データ信号Ｘのフレーム内の任意の観測開始ビット位置ｊは、基準タイミングから（ｊ−１）／Ｂが経過したタイミングであることがわかる。
【００５６】
サンプリング信号Ｓの周期Ｔｓは、データ信号のＮフレーム毎にΔＴずつずれるから、この時間（ｊ−１）／ＢをΔＴで除算することで、サンプリング信号Ｓの出力タイミングが観測開始ビット位置ｊになるまでのサンプリング信号の出力回数Ａ（１）を求めることができ、その回数Ａ（１）が最初の観測期間のサンプリング開始タイミングとなる。
【００５７】
なお、基準タイミングから観測開始ビット位置ｊの信号が入力されるまでの時間は（ｊ−１）／Ｂで一定であるから、これを観測分解能ΔＴで除算して得られるサンプリング開始タイミングＡ（１）も一定であり、パラメータが指定された時点で予め求めておくことができる。
【００５８】
次に、観測期間の数が複数の場合、２回目以降の各観測期間のサンプリング開始タイミングを以下のようにして求める。
【００５９】
即ち、２回目以降の各観測期間のサンプリング開始タイミングが、初回の観測期間のサンプリング開始タイミングと同一位置からサンプリングされるためには、前の観測期間のサンプリング開始タイミングと次の観測期間のサンプリング開始タイミングとの間隔が、サンプリング信号の周期ＴｓにＰより大きい整数Ｖを乗じた値で、且つデータ信号Ｘのフレーム周期Ｔｘの整数Ｕ倍に一致する必要がある。
【００６０】
つまり、
Ｖ・Ｔｓ＝Ｕ・Ｔｘ
となり、各周期Ｔｓ、Ｔｘは既知であるから、
Ｔｓ／Ｔｘ＝Ｕ／Ｖ
を満たす整数のＶ、Ｕの組合せのうち、Ｐより大きい最小のＶを求める。
【００６１】
数値例で示すと、前記したように、ｆｘ＝Ｂ／ｎ＝１０ｋＨｚ、サンプリング信号Ｓの周波数ｆｓを、
ｆｓ＝１０×１０３／（１０．００００００００１）Ｈｚ
とすれば、
Ｔｓ／Ｔｘ＝ｆｘ／ｆｓ＝１０．００００００００１＝Ｕ／Ｖ
となる。
【００６２】
ここで、各観測期間内のサンプリング数Ｐを例えば１０２４とすれば、
0003666863.tif 000003
と表すことができ、その最小のＶの値は２０００００００００＝２×１０９となる。
【００６３】
したがって、最初の観測期間のサンプリング開始タイミングＡ（１）から（２×１０９）・Ｔｓが経過したタイミングに次の観測期間のサンプリングを開始すればよく、これをカウンタ３０の計数値（最初の観測期間のサンプリング開始タイミング時の初期値を０とする）で表せば、２回目の観測期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（２）＝Ａ（１）＋（２×１０９）のときであり、３回目の観測期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（３）＝Ａ（１）＋（４×１０９）のときであり、同様にｉ回目の観測期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（ｉ）＝Ａ（１）＋［（ｉ−１）×２×１０９］のときであり、最後のＱ回目の観測期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（Ｑ）＝Ａ（１）＋［（Ｑ−１）×２×１０９］のときである。
【００６４】
以上の演算を行なうことで、各観測期間のサンプリング開始タイミングＡ（１）〜Ａ（Ｑ）を、サンプリング信号Ｓの周期単位で求めて図示しないメモリに記憶する。
【００６５】
なお、上記処理Ｓ２の演算で得られた周波数等の理想値の下位の全ての有効な値を信号発生器２５に設定できる場合には設定誤差が生じないが、演算で得られた周波数等の理想値の下位の全ての有効な値を信号発生器２５に設定できず、設定できない下位の有効な値を切り捨てた場合には設定誤差が生じ、その設定誤差によってサンプリングタイミングに誤差が生じる。
【００６６】
したがって、ここで設定誤差があるか否かを判定し、設定誤差がない場合には、観測期間を表す変数ｉを１に初期化し、前記したように、一つのフレーム同期信号Ｆが入力したタイミングにサンプリング信号Ｓを強制的にフレーム同期信号Ｆに同期させ、カウンタ３０をリセットする（Ｓ４〜Ｓ８）。
【００６７】
そして、カウンタ３０の計数値Ｃｓを監視して、その計数値ＣｓがＡ（ｉ）−１になった直後に、第１のゲート回路３１をオン状態にし、その次のサンプリング信号Ｓから最初の観測期間のサンプリングを開始させる（Ｓ９、Ｓ１０）。
【００６８】
そして、この最初の観測期間に対するサンプリングがＰ回行なわれて、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１になると、制御部３３は第１のゲート回路３１をオフ状態にしてサンプリング部２１によるサンプリングを停止させ、観測期間を示す変数ｉが最終値Ｑか否かを確認する（Ｓ１１〜Ｓ１３）。
【００６９】
ここで、単発観測モードの場合にはＱ＝１であり、最終値となるので測定が終了するが、繰り返し観測モードの場合には、変数ｉを１だけ増加更新して、その変数ｉに対応する次の観測期間のサンプリング開始タイミングＡ（ｉ）を読み出し、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（ｉ）−１になるまで待つ（Ｓ１４、Ｓ１５）。
【００７０】
そして、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（ｉ）−１になると、その次に入力されるサンプリング信号からサンプリング部２１に入力されるように第１のゲート回路３１をオン状態に戻して次の観測期間のサンプリングを開始させ、処理Ｓ１１に戻る（Ｓ１６）。
【００７１】
以下、同様の処理を変数ｉを１ずつ増加させながらＱに達するまで行い、Ｑ回の観測期間のサンプリングが終了する。
【００７２】
各観測期間中にサンプリング部２１でサンプリングされたデータＤｓは、表示制御手段２２に入力され、その入力順に内部のメモリの各観測期間に対応する領域にアドレス順に記憶され、そのデータが読み出されて表示器２３に出力され、波形表示される。
【００７３】
例えば、同一データ列がフレーム単位で繰り返されるデータ信号Ｘに対して単発観測モードを行なった場合には、図６の（ａ）のように、データ信号のｊビット目からの信号波形が表示される。
【００７４】
また、フレーム毎にデータ列が異なるデータ信号Ｘに対して繰り返し観測モードを行なった場合には、図６の（ｂ）のように、複数の観測期間で得られた波形が重ね合わせ表示されるため、その重ね合わせ波形のビット境界部分の線の太さから、データ信号のジッタの大小を把握できる。この場合、一つのフレーム同期信号Ｆの入力タイミングを基準にしてデータ信号をサンプリングしているので、フレーム同期信号Ｆ自体のジッタの影響を受けず、データ信号自体のジッタ成分のみを正確に把握できる。
【００７５】
一方、処理Ｓ４で前記設定誤差があると判定された場合には、図３に示しているように信号発生器２５に実際に設定した基準周波数ｆｒ、対象機器１の逓倍数ｍ、前記数値Ｎ、入力された観測分解能ΔＴから、実際に入力されるデータ信号ＸのビットレートＢに正確に対応したサンプリング信号の理想周期Ｔｓｒを、
Ｔｓｒ＝Ｎ／（ｍ・ｆｒ）＋ΔＴ
の演算で求める（Ｓ１７）。
【００７６】
そして、信号発生器２５から実際に出力されるサンプリング信号Ｓの周期Ｔｓの理想周期Ｔｓｒに対するの誤差ｅを、
ｅ＝Ｔｓｒ−Ｔｓ
の演算で求める（Ｓ１８）。
【００７７】
この誤差ｅはサンプリング信号の出力毎に累積されるが、その累積値Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越える毎に、時間軸とサンプリングデータとの対応関係を補正処理して、誤差累積によるサンプリングタイミングのずれを防止することができる。なお、この補正動作は、期間に関係なくその累積値Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越える毎に直ちに行なう場合と、観測期間中に発生するものについてはその都度行い、観測期間とその次の観測期間の間に発生するものについてはその間にまとめて行なう場合とがあるが、ここでは前者の場合について説明する。
【００７８】
また、誤差ｅは、設定されるパラメータ等に応じて正の場合と負の場合とがあり、誤差が正の場合、即ち、実際のサンプリング周期Ｔｓが理想周期Ｔｓｒよりも短い場合と、誤差ｅが負の場合、即ち、実際のサンプリング周期Ｔｓが理想周期Ｔｓｒよりも長い場合とでは補正の方法が異なる。
【００７９】
そこで、誤差ｅの正負を判別し、誤差ｅが正のとき、何回のサンプリングで累積誤差Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越えるかを表す累積回数Ｍを、ΔＴ／ｅが整数の場合に、
Ｍ＝（ΔＴ／ｅ）
の演算で求め、ΔＴ／ｅが小数の場合に、その商Ｇに対して、
Ｍ＝Ｇ＋１
の演算で求める（Ｓ１９、Ｓ２０）。
【００８０】
そして、変数ｉを１に初期化し、補正回数を表す変数ｕを０に初期化して、前記同様に、一つのフレーム同期信号Ｆが入力したタイミングにサンプリング信号Ｓを強制的にフレーム同期信号Ｆに同期させ、カウンタ３０をリセットして、カウンタ３０の計数値Ｃｓを監視し、その計数値ＣｓがＡ（ｉ）−１になるまで待機するが、その待機中に、信号発生器２５からＭ−１個のサンプリング信号Ｓが出力されて、カウンタ３０の計数値Ｃｓが（ｕ＋１）Ｍ＋ｕ−１（この場合ｕ＝０）になると、制御部３３によって第２のゲート回路３２が１サンプリング周期Ｔｓだけオフ状態となり、次（Ｍ個目）のサンプリング信号のカウンタ３０および第１のゲート回路３１への出力が規制され、変数ｕが１だけ増加更新される（Ｓ２１〜Ｓ２８）。
【００８１】
このとき誤差ｅの累積値Ｅが、観測分解能ΔＴに等しい状態かあるいは僅かに越えた状態なので、上記のようにカウンタ３０に対するＭ個目のサンプリング信号の入力を規制することで、Ｍ＋１個目のサンプリング信号が入力されたときのタイミングを、理想周期Ｔｓｒで計数したときに計数値がＭとなるタイミングに合わせることができ、累積誤差Ｅをキャンセルすることができる。
【００８２】
この累積誤差の補正は、信号発生器２５からサンプリング信号ＳがＭ−１個出力される毎に行なわれ、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（ｉ）−１になると、第１のゲート回路３１がオン状態となり、次に信号発生器２５から出力されるサンプリング信号が、サンプリング部２１に入力されて、初回の観測期間のサンプリングが開始される（Ｓ２９）。
【００８３】
この観測期間中、即ち、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１に達する前に、信号発生器２５からサンプリング信号ＳがＭ−１個出力されて、カウンタ３０の計数値Ｃｓが（ｕ＋１）Ｍ＋ｕ−１に等しくなると、前記同様に累積誤差の補正のために第２のゲート回路３２を１サンプリング周期Ｔｓだけオフ状態にして次のサンプリング信号Ｓのカウンタ３０および第１のゲート回路３１に対する出力を停止させて、カウンタ３０の歩進およびデータ信号に対するサンプリングを１回だけ規制してから、第２のゲート回路３２をオン状態に戻して、変数ｕを１だけ増加するという処理を繰り返す（Ｓ３０〜Ｓ３３）。
【００８４】
このような処理を行なっている間にデータ信号に対するＰ回のサンプリングが行なわれて、計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１に達すると、第１のゲート回路３１をオフ状態にしてサンプリングを停止させ、変数ｉが最終値Ｑか否かを確認する（Ｓ３４、Ｓ３５）。
【００８５】
前記した単発観測モードの場合には、この段階でサンプリングが終了して、そのサンプリングで得られたＰ個のデータに基づいて波形が表示される。
【００８６】
また、繰り返し観測モードの場合には、変数ｉを１だけ増加させて、カウンタ３０の計数値Ｃｓが次の観測期間のサンプリングタイミングを示す値Ａ（ｉ）の直前の値Ａ（ｉ）−１となるまで待機するが、この間に前記同様に計数値Ｃｓが（ｕ＋１）Ｍ−１＋ｕに達すると、前記した処理Ｓ３０〜Ｓ３２と同様の処理がなされ、サンプリング信号の出力規制がなされる（Ｓ３６〜Ｓ４０）。
【００８７】
そして、計数値Ｃｓが次の観測期間の開始タイミングの直前を表す値Ａ（ｉ）−１になると、第１のゲート回路３１がオン状態となり、次の観測期間のサンプリングが開始されて、処理Ｓ３０に戻る（Ｓ４１）。
【００８８】
以下、同様の処理が繰り返されてＱ回の観測期間のサンプリングが行なわれ、そのＱ回の観測期間のサンプリングで得られた波形データが同一時間軸上で重ね合わせ表示される。
【００８９】
このように誤差ｅが正の場合、累積誤差が観測分解能ΔＴに等しくなるか越える毎にカウンタ３０およびサンプリング部２１へのサンプリング信号の出力を規制することで、カウンタ３０の計数値が示すタイミング（つまり時間軸）とサンプリングされるデータとが対応するように補正される。
【００９０】
このため、累積誤差Ｅを増大させることなく常に分解能ΔＴの範囲内に抑えることができ、時間軸に対して観測分解能ΔＴ以上の誤差が含まれないように表示させることができる。
【００９１】
例えば、誤差ｅが正で、累積回数Ｍ＝Ｐ−４、即ち、１回目の観測期間中に補正タイミングが発生する場合の例を図に基づいて説明する。
【００９２】
図７は、初回の観測期間のサンプリング開始タイミング（強制同期タイミング）からの動作を示すものであり、図７の（ａ）に示す理想周期Ｔｓｒのサンプリング信号の出力タイミングに対して、実際のサンプリング信号の出力タイミングは図７（ｂ）に示すように誤差ｅの累積分ずつ進んでゆく。なお、図７はサンプリング信号の出力間隔のうちのＮ・Ｔｘ分を省略して表したものであり、理想周期の場合をΔＴ、実際の周期の場合をΔＴｅとする。
【００９３】
図７の（ｂ）のようにサンプリング信号が出力される前に、図７の（ｃ）のように制御部３３の制御によって第２のゲート回路３２がオン状態、図７の（ｆ）のように第１のゲート回路３３がオン状態となり、信号発生器２５から出力されるサンプリング信号は図７の（ｇ）のようにサンプリング部２１に入力されて、データ信号Ｘに対するサンプリングが順次行なわれる。
【００９４】
そして、サンプリング信号の累積誤差Ｅは、Ｐ−４（＝Ｍ）回目のサンプリングが行なわれるタイミングに観測分解能ΔＴに等しくなるか越えるが、制御部３３の制御によってＰ−５（＝Ｍ−１）回目のサンプリングが行なわれた直後に図７の（ｃ）のように、第２のゲート回路３２がオフ状態になる。
【００９５】
このため、信号発生器２５からＰ−４回目に出力されたサンプリング信号は、図７の（ｄ）のように、カウンタ３０およびサンプリング部２１に入力されず、カウンタ３０の計数値も図７の（ｅ）のようにＰ−５のままとなる。
【００９６】
そして、信号発生器２５からＰ−４回目のサンプリング信号が出力された直後に、第２のゲート回路３２がオン状態に戻るので、信号発生器２５からＰ−３回目のサンプリング信号が出力されたときに、データ信号Ｘに対するサンプリングが再開され、カウンタ３０が１つ歩進してその計数値ＣｓがＰ−４となる。
【００９７】
このタイミングは、理想周期ＴｓｒによるＰ−４回目のサンプリングタイミングとほぼ一致するので、累積誤差Ｅはほぼキャンセルされる。
【００９８】
以後は、この状態のままサンプリングが行なわれ、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（１）−Ｐ−１に達して、Ｐ回のサンプリングによるデータが得られると、第１のゲート回路３１がオフ状態となってサンプリングが停止し、カウンタ３０の計数値Ｃｓが次の観測期間のサンプリング開始タイミングになるまで待機する。
【００９９】
上記の補正動作は、初回の観測期間中のものであったが、２回目以降の観測期間や観測期間と次の観測期間との間の待機期間の場合も同様であり、カウンタ３０がＭ−１（Ｍの近傍であればよい）回歩進する毎に行なわれて、累積誤差がキャンセルされるので、サンプリングタイミングおよび各観測期間のサンプリング開始タイミングのずれは、常に観測分解能ΔＴ以内に収まり、データ信号Ｘのビット周期に対してΔＴが十分小さければ、ΔＴ分の誤差による表示波形のずれは無視できる。
【０１００】
このため、データ信号自体のジッタによる時間軸の波形変動を、フレーム同期信号Ｆのジッタ成分の影響を受けることなく、正確に把握できる。
【０１０１】
一方、誤差ｅが負の場合には、図４に示しているように、累積回数Ｍを、ΔＴ／｜ｅ｜が整数の場合に、
Ｍ＝（ΔＴ／｜ｅ｜）
の演算で求め、ΔＴ／｜ｅ｜が小数の場合に、その商Ｇに対して、
Ｍ＝Ｇ＋１
の演算で求める（Ｓ４２）。
【０１０２】
そして、前記同様に変数ｉを１に初期化し、変数ｕを０に初期化して、一つのフレーム同期信号Ｆが入力したタイミングにサンプリング信号Ｓを強制的にフレーム同期信号Ｆに同期させ、カウンタ３０をリセットして、カウンタ３０の計数値Ｃｓを監視して、その計数値ＣｓがＡ（１）−１になるまで待機するが、その待機中に、信号発生器２５からＭ−１個のサンプリング信号Ｓが出力されて、カウンタ３０の計数値Ｃｓが（ｕ＋１）Ｍ−１−ｕ（この場合ｕ＝０）になると、制御部３３からのパルス信号が第２のゲート回路３２を介して挿入されて、カウンタ３０が強制的に１つ歩進され、変数ｕが１だけ増加更新される（Ｓ４３〜Ｓ５０）。
【０１０３】
このとき誤差ｅの累積値Ｅが、観測分解能ΔＴに等しい状態かあるいは僅かに越えた状態なので、上記のようにカウンタ３０にパルスを入力してその計数値をＭにすることで、信号発生器２５からＭ個目のサンプリング信号が入力されたときのタイミングを、理想周期Ｔｓｒで計数したときに計数値がＭ＋１となるタイミングに合わせることができ、累積誤差Ｅをキャンセルすることができる。
【０１０４】
この累積誤差の補正は、信号発生器２５からサンプリング信号ＳがＭ−１回出力される毎に行なわれ、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（１）−１になると、第１のゲート回路３１がオン状態となり、次に信号発生器２５から出力されるサンプリング信号が、サンプリング部２１に入力されて、初回の観測期間のサンプリングが開始される（Ｓ５１）。
【０１０５】
この観測期間中、即ち、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１に達する前に、カウンタ３０がＭ−１回歩進して計数値Ｃｓが（ｕ＋１）Ｍ−１−ｕに等しくなると、制御部３３は、第１のゲート回路３１を一時的にオフ状態にして前記同様に累積誤差の補正のためにパルスを第２のゲート回路３２を介して入力してカウンタ３０を１つ歩進させるとともに、表示制御手段２２に対してデータの追加を指示し、変数ｕを１だけ増加するという処理を繰り返す（Ｓ５２〜Ｓ５５）。
【０１０６】
このデータの追加指示を受けた表示制御手段２２は、その前にサンプリング部２１から出力されたデータと同一のデータを、新たなにサンプリングされたデータとして記憶する。
【０１０７】
このような処理を行なっている間にデータ信号に対するＰ回のサンプリングが行なわれて、計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１に達すると、第１のゲート回路３１をオフ状態にしてサンプリングを停止させ、変数ｉが最終値Ｑか否かを確認する（Ｓ５６、Ｓ５７）。
【０１０８】
単発観測モードの場合ここでサンプリングが終了して、得られたＰ個のデータに基づいて波形が表示される。
【０１０９】
また、繰り返し観測モードのときには、変数ｉを１だけ増加させて、カウンタ３０の計数値Ｃｓが次の観測期間のサンプリングタイミングを示す値Ａ（ｉ）の直前の値Ａ（ｉ）−１となるまで待機するが、この待機中に前記同様に計数値Ｃｓが（ｕ＋１）Ｍ−１−ｕに達すると、前記した処理Ｓ４７〜Ｓ４９と同様の処理がなされ、制御部３３による強制歩進が行なわれる（Ｓ５８〜Ｓ６２）。
【０１１０】
そして、計数値Ｃｓが次の観測期間の開始タイミングの直前を表す値Ａ（ｉ）−１になると、第１のゲート回路３１がオン状態となり、次の観測期間のサンプリングが開始されて、処理Ｓ５２に戻る（Ｓ６３）。
【０１１１】
以下、同様の処理が繰り返されてＱ回の観測期間のサンプリングが行なわれ、そのＱ回の観測期間のサンプリングで得られた波形データが同一時間軸上で重ね合わせ表示される。
【０１１２】
このように誤差ｅが負の場合に、上記のように、累積誤差が観測分解能ΔＴに等しくなるか越える毎にカウンタ３０を強制歩進し、観測期間であれば、データわ追加させることで、カウンタ３０の計数値が示すタイミング（つまり時間軸）とサンプリングされるデータとが対応するように補正される。
【０１１３】
例えば、誤差ｅが負で前記同様に累積回数Ｍ＝Ｐ−４、即ち、１回目の観測期間中に補正タイミングが発生する場合を図で説明する。
【０１１４】
図８の（ａ）に示す理想周期Ｔｓｒのサンプリング信号の出力タイミングに対して、実際のサンプリング信号の出力タイミングは図８（ｂ）に示すように誤差ｅの累積分ずつ遅れてゆく。なお、図８は前記同様にサンプリング信号の出力間隔のうちのＮ・Ｔｘ分を省略して表したものであり、理想周期の場合をΔＴ、実際の周期の場合をΔＴｅとする。
【０１１５】
図８の（ｂ）のようにサンプリング信号が出力される前には、制御部３３の制御によって、図８の（ｆ）のように、第１のゲート回路３１がオン状態となり、信号発生器２５から出力されるサンプリング信号は図８の（ｇ）のようにサンプリング部２１に入力されて、データ信号Ｘに対するサンプリングが順次行なわれる。
【０１１６】
そして、サンプリング信号の累積誤差Ｅは、Ｐ−４（＝Ｍ）回目のサンプリングが行なわれるタイミングに観測分解能ΔＴに等しくなるか越えるが、制御部３３の制御によってＰ−５（＝Ｍ−１）回目のサンプリングが行なわれた直後に、図８の（ｆ）のように第１のゲート回路３１が一時的にオフ状態となり、その間に、図８の（ｃ）のように、パルスが第２のゲート回路３２を介して挿入され、表示制御手段２２に対してデータの追加指示がなされる。
【０１１７】
このパルスの挿入により、カウンタ３０が１つ歩進してその計数値Ｃｓは図８の（ｅ）のようにＰ−４となる。
【０１１８】
そして、信号発生器２５からＰ−４回目のサンプリング信号が出力されると、カウンタ３０の計数値Ｃｓが１だけ歩進してＰ−３となる。
【０１１９】
このタイミングは、理想周期ＴｓｒによるＰ−３回目のサンプリングタイミングとほぼ一致するので、累積誤差Ｅはほぼキャンセルされる。
【０１２０】
以後は、この状態のままサンプリングが行なわれ、カウンタ３０の計数値ＣｓがＡ（１）−Ｐ−１に達して、Ｐ回のサンプリングによるデータが得られると、第１のゲート回路３１がオフ状態となってサンプリングが停止し、カウンタ３０の計数値Ｃｓが次の観測期間のサンプリング開始タイミングになるまで待機する。
【０１２１】
なお、図９の（ａ）に示すように、Ｐ−５回目のサンプリングが行なわれた直後に制御部３３からデータの追加指示を受けた表示制御手段２２は、図９の（ｂ）のように、サンプリング部２１からＰ−５回目に出力されたデータＤｓ（Ｐ−５）を内部のメモリに記憶してから、それと同一のデータを次のデータとしてメモリに記憶して、カウンタ３０の計数値Ｃｓとデータ数とを対応させる。
【０１２２】
上記の補正処理は、初回の観測期間中のものであったが、２回目以降の観測期間および観測期間と次の観測期間との間の待機期間の場合も同様であり、カウンタ３０がＭ−１（Ｍの近傍であれはよい）回歩進する毎に行なわれて、累積誤差がキャンセルされるので、各サンプリングタイミングおよび各観測期間のサンプリング開始タイミングのずれは、観測分解能ΔＴ以内に収まり、データ信号Ｘのビット周期に対してΔＴが十分小さければ、ΔＴ分の誤差による表示波形のずれは無視できる。
【０１２３】
前記説明では、フレーム同期信号Ｆにサンプリング信号Ｓを強制同期し、そのタイミングを基準にして、各観測期間のサンプリング開始タイミングを求めていたが、強制同期をおこなわずに、サンプリング信号の出力タイミングとフレーム同期信号Ｆの入力タイミングとから、指定された観測開始ビット位置ｊがサンプリング部２１に入力されるタイミングと、信号発生器２５がサンプリング信号Ｓを出力するタイミングとが最初に一致するまでのサンプリング信号の出力回数を求めてもよい。
【０１２４】
例えば、図１０の（ａ）に示すように、時刻ｔ１にフレーム同期信号Ｆが入力されたとすると、図１０の（ｂ）のように、時刻ｔ１から（ｊ−１）／Ｂが経過する時刻ｔ３に観測開始ビット位置ｊのデータ信号が入力されることになるが、その間の時刻ｔ２に図１０の（ｃ）のようにサンプリング信号Ｓが出力されたとすると、サンプリング信号Ｓの出力タイミングと観測開始ビット位置ｊのデータ信号が入力されるタイミングとの差Ｔｄはｔ３−ｔ２となる。
【０１２５】
サンプリング信号Ｓの出力タイミングはデータ信号がＮフレーム入力される毎にΔＴだけずれるので、この差時間Ｔｄを観測分解能ΔＴで除算して得られる値Ａに等しい回数だけサンプリング信号が出力されたときにちょうど観測開始ビット位置ｊのデータがサンプリング部２１に入力されることになる。
【０１２６】
つまり、上記差時間Ｔｄを求めて、その時間差Ｔｄを観測分解能ΔＴで除算して、観測期間に対するサンプリング開始タイミングまでのサンプリング信号の出力回数Ａを求め、カウンタ３０がＡ回歩進したときを最初の観測期間に対するサンプリング開始タイミングとすることができる。
【０１２７】
なお、図９の（ｃ）の点線で示しているように、フレーム同期信号Ｆとそのフレームの観測開始ビット位置ｊの間にサンプリング信号Ｓの出力タイミングがこない場合には、差時間ＴｄをＴｘ−｜ｔ３−ｔ２｜で求めればよい。
【０１２８】
この開始タイミングの判別は、フレーム同期信号Ｆが入力された時点（ｔ１）から最初のサンプリング信号Ｓが出力されたタイミングを基準にしてカウンタ３０の歩進回数を監視することで行なうが、前記したように、設定誤差がある場合、サンプリング開始タイミングがくる前に累積回数Ｍに達したときには、前記した補正処理を行なう。
【０１２９】
また、前記した例では、設定誤差の補正を、サンプリング信号に対する処理で行なっていたが、設定誤差の補正をサンプリング部２１から表示制御手段２２へのデータの出力に対する処理で行なうこともできる。
【０１３０】
例えば、図１１に示す波形観測装置２０′のように、第２のゲート回路３２の代わりに、サンプリング部２１から表示制御手段２２に対するデータＤｓの出力を制御するデータ出力制御手段３５を設ける。
【０１３１】
そして、誤差ｅが正のとき、補正タイミングが観測期間内にある場合に制御部３３からの指示を受けたデータ出力制御手段３５が、補正タイミングにサンプリングで得られたデータの表示制御手段２２への出力を規制（破棄）する。
【０１３２】
ただし、この場合には、破棄したデータの分もカウンタ３０が歩進するので、その観測期間のサンプリング終了タイミングを破棄したデータの数だけ遅らせる。なお、観測期間でない場合には、補正タイミングになる毎に次の観測期間のサンプリング開始タイミングの値Ａ（ｉ）を１ずつ増加補正する。
【０１３３】
また、誤差ｅが負のとき、補正タイミングが観測期間内にある場合に制御部３３からの指示を受けたデータ出力制御手段３５が、補正タイミングにサンプリングで得られたデータを２回連続して表示制御手段２２へ出力する。
【０１３４】
ただし、この場合には、１回よけいに出力したデータの分に対するカウンタ３０の歩進がなされないので、その観測期間のサンプリング終了タイミングを追加したデータの数だけ早める。なお、観測期間でない場合には、補正タイミングになる毎に次の観測期間のサンプリング開始タイミングの値Ａ（ｉ）を１ずつ減少補正する。
【０１３５】
また、前記した波形観測装置２０では、第１のゲート回路３１によってサンプリング部２１に対するサンプリング信号の入力を規制していたが、前記した波形観測装置２０′のようにサンプリング部２１でサンプリングされたデータの表示制御手段２２に対する出力を制御できるように構成した場合には、第１のゲート回路３１も省略して、信号発生器２５から出力されたサンプリング信号Ｓ観測期間と無関係にサンプリング部２１に常時入力して、制御部３３とデータ出力制御手段３５とによって、サンプリング部２１から出力されるデータのうち、観測期間の間に出力されたものだけを表示制御手段２２へ出力するように制御してもよい。
【０１３６】
また、上記説明では、繰り返し観測モードのときに２回目以降の観測期間のサンプリング開始タイミングを示す値Ａ（２）〜Ａ（Ｑ）を全て求めてからサンプリングを開始させていたが、始めに前記した観測期間の間隔を表す値Ｖのみを求めて、観測期間のサンプリングを開始し、その観測期間の間（あるいはその観測期間が終了した直後）に、次の観測期間の開始タイミングを前記Ｖに基づいて求め、その演算で求めた値とカウンタ３０の歩進回数とを比較して、次の観測期間のサンプリングを開始してもよい。
【０１３７】
また、前記説明では、フレーム同期信号Ｆとサンプリング信号Ｓとを同期させた時点から最後の観測期間の終了までカウンタ３０による計数動作を継続させているが、このように長い時間の計数を連続的に行なうためにはカウンタ３０の桁数が膨大となり、その桁上がりの遅延時間が無視できない場合がある。
【０１３８】
これはカウンタ３０を適当なタイミングでリセットしながら計数継続することで解決することができる。
【０１３９】
その場合には、リセットする直前の計数値を制御部３３がメモリに記憶しておき、その記憶値とカウンタ３０の計数値とを加算して、その加算結果で、観測期間の終了や開始のタイミングあるいは補正タイミングを判定すればよい。
【０１４０】
なお、このリセットタイミングは任意であるが、前記した補正タイミングや、各観測期間の直前、直後等に行うことができ、このようにカウンタ３０のリセットを行いながら、サンプリング信号の計数を継続することで、カウンタ３０として桁数の少ない高速なものが使用でき、カウンタ３０の動作速度の遅れによるタイミングの誤差も少なくすることができる。
【０１４１】
また、カウンタ３０のキャリー信号の出力回数を制御部３３で計数して、その出力回数にカウンタ３０の計数上限値を乗じた結果と、カウンタ３０の計数値とを加算して、その加算結果で観測期間の終了や開始のタイミングや補正タイミングの判定を行なってもよい。
【０１４２】
また、前記実施形態では観測開始位置をビット単位で指定する場合について説明したが、これは本発明を限定するものでなく、時間単位で指定してもよい。
【０１４３】
また、前記実施形態では、データ信号Ｘが電気信号の場合について説明したが、データ信号Ｘが光信号の場合でも本発明を同様に適用できる。
【０１４４】
ただし、光のデータ信号Ｘをサンプリングする方式として、データ信号Ｘを電気信号に変換してからＡ／Ｄ変換によりサンプリングしてディジタルのデータに変換する第１の方式、データ信号Ｘを電気のパルス信号でスイッチングしてサンプリングし、そのサンプリングで得られた光パルス信号を電気のパルス信号に変換して、そのピーク値をディジタルのデータに変換する第２の方式、データ信号Ｘを光パルスでサンプリングし、そのサンプリングで得られた光パルス信号を電気のパルス信号に変換して、そのピーク値をディジタルのデータに変換する第３の方式とがあり、そのいずれを用いてもよい。
【０１４５】
前記第１の方式の場合、例えば図１２に示すサンプリング部２１のように、データ信号Ｘを光電変換器２１ａによって電気の信号Ｅｘに変換してＡ／Ｄ変換器２１ｂに入力し、Ａ／Ｄ変換器２１ｂにサンプリング信号Ｓを与えて、ディジタルのデータＤｓ値に変換して表示制御手段２２に出力する。
【０１４６】
また、第２の方式の場合、図１３に示すサンプリング部２１のように、データ信号Ｘを高速な光スイッチ２１ｃに入力し、サンプリング信号Ｓを受けたパルス発生器２１ｄからサンプリング信号Ｓと等しい周期Ｔｓで出力される幅の狭い電気のパルス信号Ｅｐで光スイッチ２１ｃをオンさせて、被測定信号Ｘをサンプリングし、その光スイッチ２１ｃから出力される光パルス信号Ｐｓを光電変換器２１ａで電気信号Ｅｓに変換し、そのピーク値をＡ／Ｄ変換器２１ｂによってディジタルのデータＤｓに変換して出力する。
【０１４７】
また、第３の方式の場合、例えば図１４に示サンプリング部２１のように、サンプリング信号Ｓを受けた光パルス発生器２１ｅからサンプリング信号Ｓと等しい周期Ｔｓで出射される光パルスＰを、非線型光学結晶等からなる光サンプリング部２１ｆに入射してこの光パルスＰでデータ信号Ｘをサンプリングし、そのサンプリングで得られた光パルス信号Ｐｓを光電変換器２１ａによって電気のパルス信号Ｅｓに変換し、そのパルス信号Ｅｓのピーク値をＡ／Ｄ変換器２１ｂでディジタルのデータＤｓ値に変換して出力するようにサンプリング部２１を構成する。
【０１４８】
なお、電気や光のパルスを用いてデータ信号Ｘのサンプリングを行う第２、第３の方式の場合、そのパルス幅が狭い程、分解能を高くすることができる。
【０１４９】
ここで、電気によるパルス変調で得られる信号（電気および光の信号）の幅は数ｐｓ程度が限界であるが、光パルスの場合には分散減少ファイバを通過させることでその幅を数１０分の１にすることができるので、前記したように０．１ｐｓのサンプリング分解能ΔＴを得ようとする場合には、前記した第３の方式を採用し、光パルス発生器２１ｅの内部で分散減少ファイバを用いてパルス幅の狭い光パルスＰを生成すればよい。
【０１５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波形観測装置は、指定された各パラメータに基づいて、フレーム同期信号の周期の整数倍に対して観測分解能分の差をもつ周期のサンプリング信号を出力する信号発生器と、その信号発生器から出力されるサンプリング信号を計数する計数手段と、データ信号を信号発生器から出力されたサンプリング信号でサンプリングするサンプリング部と、そのサンプリング部から出力される信号に基づいて、データ信号の波形を表示する波形表示手段と、一つのフレーム同期信号が入力したタイミングまたはその直後に信号発生器から出力されるサンプリング信号の出力タイミングを基準タイミングとして、観測開始位置に対応するサンプリング開始タイミングを、ビットレート、観測開始位置および観測分解能に基づいてサンプリング信号の周期単位で求め、計数手段の基準タイミングからの歩進回数が、サンプリング開始タイミングに一致したときから所定回連続のサンプリングで得られたデータが１観測期間の波形データとして波形表示手段に送出されるように制御する制御手段とを備えている。
【０１５１】
このため、データ信号のフレーム内の任意の範囲の波形を観測することができる。
【０１５２】
また、制御手段が、観測期間に対する所定回のサンプリングを複数回繰り返し行なう動作モードが指定されたとき、最初の観測期間のサンプリング開始タイミングを求めたときに用いた基準タイミングを基準にして２回目以降の観測期間のサンプリング開始タイミングを、サンプリング信号の周期単位で求め、計数手段の基準タイミングからの歩進回数が各観測期間のサンプリング開始タイミングに一致したときから所定回までのサンプリングで得られたデータが各観測期間の波形データとして波形表示手段に出力されるように制御するように構成されている。
【０１５３】
このため、データ信号のフレーム内の任意の範囲の波形を繰り返し観測する場合に、フレーム同期信号のジッタの影響を受けずに、データ信号自体の波形を正確に観測することができる。
【０１５４】
また、制御手段が、データ信号のビットレートと観測分解能とからサンプリングの理想周期を算出する理想周期算出手段と、理想周期と信号発生器から実際に出力されるサンプリング信号の周期との誤差を求める誤差算出手段と、誤差を累積した値が観測分解能に等しいか越えるときの累積数を求める累積数算出手段と、信号発生器からサンプリング信号が累積数分出力される毎にカウンタの歩進の規制または追加歩進を行なう補正手段とを備えている。
【０１５５】
このため、装置の設定可能な桁数の制限等による誤差あっても、サンプリングタイミングの誤差を観測分解能以下に抑えることができ、誤差による表示波形のずれがなく、データ信号の波形を正確に把握できる。
【０１５６】
また、制御手段が、計数手段を所定タイミング毎に初期化し、その初期化後の計数手段の計数値と初期化する直前の計数値とに基づいて、計数手段の歩進回数を求めるように構成したものでは、少ない桁数の計数手段を用いることができ、より精度の高い観測が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図
【図２】実施形態の要部の処理手順を示すフローチャート
【図３】実施形態の要部の処理手順を示すフローチャート
【図４】実施形態の要部の処理手順を示すフローチャート
【図５】実施形態の動作を説明するためのタイミング図
【図６】観測波形の一例を示す図
【図７】実施形態の動作を説明するためのタイミング図
【図８】実施形態の動作を説明するためのタイミング図
【図９】実施形態の動作を説明するためのタイミング図
【図１０】他の動作例を説明するためのタイミング図
【図１１】他の実施形態の構成を示すブロック図
【図１２】実施形態の要部の構成例を示す図
【図１３】実施形態の要部の構成例を示す図
【図１４】実施形態の要部の構成例を示す図
【図１５】サンプリング方式の波形観測装置の動作を説明するためのタイミング図
【図１６】観測波形の一例を示す図
【符号の説明】
２０……波形観測装置、２１……サンプリング部、２２……表示制御手段、２３……表示器、２５……信号発生器、２６……パラメータ入力手段、３０……カウンタ、３１……第１のゲート回路、３２……第２のゲート回路、３３……制御部、３５……データ出力制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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