(57)【要約】【課題】被測定信号の平均信号周期を測定する。【解決手段】所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の信号周期を測定する測定装置であって、信号周期と異なるサンプリング周期で被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成するサンプリング部と、サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次にサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出するビット数算出部と、サンプリング周期とサンプリングビット数とに基づいて、信号周期とサンプリング周期との差に応じた数の信号周期を平均した平均信号周期を算出する周期算出部とを備える測定装置を提供する。【選択図】図１
2011127976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の前記信号周期を測定する測定装置であって、
前記信号周期と異なるサンプリング周期で前記被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成するサンプリング部と、
前記サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次に前記サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出するビット数算出部と、
前記サンプリング周期と前記サンプリングビット数とに基づいて、前記波形構築期間における平均信号周期を算出する周期算出部と
を備える測定装置。
【請求項２】
前記周期算出部は、前記サンプリング周期をＴｓ、前記サンプリングビット数をＮ、および前記平均信号周期をＴｄとするとき、前記サンプリング周期が前記信号周期よりも大きい場合に、Ｔｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ＋１）により前記平均信号周期を算出する請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記周期算出部は、前記サンプリング周期をＴｓ、前記サンプリングビット数をＮ、および前記平均信号周期をＴｄとするとき、前記サンプリング周期が前記信号周期よりも小さい場合に、Ｔｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ−１）により前記平均信号周期を算出する請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記サンプリングデータを格納するメモリをさらに備え、
前記サンプリング部は、前記被測定信号をサンプリングした順に前記メモリに前記サンプリングデータを格納し、
前記ビット数算出部は、前記被測定信号をサンプリングした順に前記メモリから読み出した前記サンプリングデータの論理値が前記第１の論理値から前記第２の論理値に遷移したビットから、次に前記第１の論理値から前記第２の論理値に遷移するビットまでの前記サンプリングデータのサンプリングビット数を、前記周期算出部に入力し、
前記周期算出部は、前記サンプリングビット数に基づいて前記平均信号周期を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記ビット数算出部は、複数の前記波形構築期間のそれぞれにおける前記サンプリングビット数を前記周期算出部に入力し、
前記周期算出部は、前記波形構築期間ごとに前記平均信号周期を算出する請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記波形構築期間ごとに、前記波形構築期間を累積した累積期間と、前記平均信号周期とを対応づけて出力するデータ処理部をさらに備える請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記データ処理部は、前記波形構築期間において測定した平均信号周期を、その前後の複数の前記波形構築期間において測定した平均信号周期と平均することにより移動平均信号周期を算出し、それぞれの前記累積期間と前記移動平均信号周期との関係を出力する請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記平均信号周期の最小設計値または最大設計値を取得する取得部をさらに備え、
前記サンプリング部は、前記サンプリング周期を前記最小設計値よりも小さな周期、または、前記最大設計値よりも大きな周期に決定する請求項６または７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記平均信号周期が所定の範囲内であるか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記取得部は、前記信号周期として許容される最小許容値および最大許容値を取得し、
前記判定部は、前記平均信号周期が前記最小許容値より大きくかつ前記最大許容値より小さいか否かを判定する請求項８に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記判定部は、
前記ビット数算出部が算出した前記波形構築期間内の前記サンプリングビット数が、前記平均信号周期の前記最小許容値に対応するサンプリングビット数よりも大きい場合には、前記平均信号周期が前記最小許容値よりも大きいと判定し、
前記ビット数算出部が算出した前記波形構築期間内の前記サンプリングビット数が、前記平均信号周期の前記最大許容値に対応するサンプリングビット数よりも小さい場合には、前記平均信号周期が前記最大許容値よりも小さいと判定する請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記判定部は、前記平均信号周期が前記最小許容値より大きくかつ前記最大許容値より小さい状態が所定期間以上継続する収束タイミングを検出し、前記被測定信号の入力が開始されたタイミングから前記収束タイミングまでの期間を算出する請求項９または請求項１０に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記取得部は、前記波形構築期間の最小許容値および前記波形構築期間の最大許容値を取得し、
前記判定部は、前記データ処理部が出力する前記累積期間と前記平均信号周期との関係における隣接する極小点または隣接する極大点を検出し、前記隣接する極小点の間または前記隣接する極大点の間の前記累積期間の差が前記波形構築期間の最小許容値以上であり、かつ、前記波形構築期間の最大許容値以下であるか否かを判定する請求項９から１１のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記サンプリング部は、前記最小設計値よりも小さい前記サンプリング周期で前記被測定信号をサンプリングして第１サンプリングデータを生成し、前記最大設計値よりも大きい前記サンプリング周期で前記被測定信号をサンプリングして第２サンプリングデータを生成し、
前記周期算出部は、前記第１サンプリングデータに基づいて第１平均信号周期を算出し、前記第２サンプリングデータに基づいて第２平均信号周期を算出し、
前記データ処理部は、前記第１平均信号周期のデータのうちの、平均信号周期が所定値以下となるデータと、第２平均信号周期のデータのうちの、平均信号周期が当該所定値より大きくなるデータとを用いて、被測定信号の平均信号周期の推移データを生成する請求項９から１２のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項１４】
所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の前記信号周期を測定する電子デバイスであって、
前記信号周期と異なるサンプリング周期で前記被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成するサンプリング部と、
前記サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次に前記サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出するビット数算出部と、
前記サンプリング周期と前記サンプリングビット数とに基づいて、前記信号周期と前記サンプリング周期との差に応じた数の前記信号周期を平均した平均信号周期を算出する周期算出部と
を備える電子デバイス。
【請求項１５】
所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の前記信号周期を測定する方法であって、
前記信号周期と異なるサンプリング周期で前記被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成し、
前記サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次に前記サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出し、
前記サンプリング周期と前記サンプリングビット数とに基づいて、前記信号周期と前記サンプリング周期との差に応じた数の前記信号周期を平均した平均信号周期を算出する測定方法。
【請求項１６】
所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の前記信号周期を測定する測定装置を機能させるプログラムであって、
前記測定装置を、
前記信号周期と異なるサンプリング周期で前記被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成するサンプリング部として機能させ、
前記サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次に前記サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出するビット数算出部として機能させ、
前記サンプリング周期と前記サンプリングビット数とに基づいて、前記信号周期と前記サンプリング周期との差に応じた数の前記信号周期を平均した平均信号周期を算出する周期算出部として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置、測定方法、電子デバイス、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体テスト工程で信号の周期を測定する方法として、周波数カウンタ回路を搭載した測定モジュールにより測定する方法、周波数カウンタまたはオシロスコープなどの測定装置を半導体試験装置に接続して測定する方法、および、半導体試験装置が被試験デバイスから取得したデータにおけるジッタ分布のピーク間隔を用いて測定する方法などが知られている。関連する技術が特許文献１および特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０５７２７９号公報
【特許文献２】特開平０９−０２６４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、周波数カウンタまたはオシロスコープを半導体試験装置に接続して測定する場合には、測定コストが増大する。また、当該測定方法においては周波数カウンタまたはオシロスコープと半導体試験装置との間で測定データの通信をするので、処理速度が低下するという問題もある。周波数カウンタ回路を搭載した測定モジュールを用いる場合、および、ジッタ分布のピーク間隔を用いる場合には、信号周期が変動する時間推移を測定することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の信号周期を測定する測定装置であって、信号周期と異なるサンプリング周期で被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成するサンプリング部と、サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次にサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出するビット数算出部と、サンプリング周期とサンプリングビット数とに基づいて、前記波形構築期間における平均信号周期を算出する周期算出部とを備える測定装置を提供する。周期算出部は、例えば、サンプリング周期をＴｓ、サンプリングビット数をＮ、および平均信号周期をＴｄとするとき、サンプリング周期が信号周期よりも大きい場合に、Ｔｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ＋１）により平均信号周期を算出する。周期算出部は、サンプリング周期が信号周期よりも小さい場合に、Ｔｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ−１）により平均信号周期を算出してもよい。
【０００６】
測定装置は、サンプリングデータを格納するメモリをさらに備え、サンプリング部は、被測定信号をサンプリングした順にメモリにサンプリングデータを格納し、ビット数算出部は、被測定信号をサンプリングした順にメモリから読み出したサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移したビットから、次に第１の論理値から第２の論理値に遷移するビットまでのサンプリングデータのサンプリングビット数を、周期算出部に入力し、周期算出部は当該サンプリングビット数に基づいて平均信号周期を算出してもよい。ビット数算出部は、複数の波形構築期間のそれぞれにおけるサンプリングビット数を周期算出部に入力し、周期算出部は、波形構築期間ごとに平均信号周期を算出してもよい。
【０００７】
測定装置は、波形構築期間ごとに、波形構築期間を累積した累積期間と、平均信号周期とを対応づけて出力するデータ処理部をさらに備えてもよい。例えば、データ処理部は、波形構築期間において測定した平均信号周期を、その前後の複数の波形構築期間において測定した平均信号周期と平均することにより移動平均信号周期を算出し、それぞれの累積期間と移動平均信号周期との関係を出力する。
【０００８】
測定装置は、平均信号周期の最小設計値または最大設計値を取得する取得部をさらに備え、サンプリング部は、サンプリング周期を最小設計値よりも小さな周期、または、最大設計値よりも大きな周期に決定してもよい。
【０００９】
測定装置は、平均信号周期が所定の範囲内であるか否かを判定する判定部をさらに備え、取得部は、信号周期として許容される最小許容値および最大許容値を取得し、測定装置は、平均信号周期が、最小許容値より大きくかつ最大許容値より小さいか否かを判定してもよい。判定部は、ビット数算出部が算出した波形構築期間内のサンプリングビット数が、平均信号周期の最小許容値における波形構築期間内のサンプリングビット数よりも大きい場合には、平均信号周期が最小許容値よりも大きいと判定し、ビット数算出部が算出した波形構築期間内のサンプリングビット数が、平均信号周期の最大許容値における波形構築期間内のサンプリングビット数よりも小さい場合には、平均信号周期が最大許容値よりも小さいと判定してもよい。
【００１０】
さらに、判定部は、平均信号周期が最小許容値より大きくかつ最大許容値より小さい状態が所定期間以上継続する収束タイミングを検出し、被測定信号の入力が開始されたタイミングから収束タイミングまでの期間を算出してもよい。取得部は、波形構築期間の最小許容値および波形構築期間の最大許容値を取得し、判定部は、データ処理部が出力する累積期間と平均信号周期との関係における隣接する極小点または隣接する極大点を検出し、隣接する極小点の間または隣接する極大点の間の累積期間の差が波形構築期間の最小許容値以上であり、かつ、波形構築期間の最大許容値以下であるか否かを判定してもよい。
【００１１】
サンプリング部は、最小設計値よりも小さいサンプリング周期で被測定信号をサンプリングして第１サンプリングデータを生成し、最大設計値よりも大きいサンプリング周期で被測定信号をサンプリングして第２サンプリングデータを生成し、周期算出部は、第１サンプリングデータに基づいて第１平均信号周期を算出し、第２サンプリングデータに基づいて第２平均信号周期を算出し、データ処理部は、それぞれの波形構築期間に対して、波形構築期間における第１平均信号周期または第２平均信号周期が所定値よりも大きい場合には、第１平均信号周期を当該波形構築期間における平均信号周期として、波形構築期間における第１平均信号周期または第２平均信号周期が所定値よりも小さい場合には、第２平均信号周期を当該波形構築期間における平均信号周期としてもよい。
【００１２】
本発明の第２の態様においては、所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の信号周期を測定する電子デバイスであって、信号周期と異なるサンプリング周期で被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成するサンプリング部と、サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次にサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出するビット数算出部と、サンプリング周期とサンプリングビット数とに基づいて、信号周期とサンプリング周期との差に応じた数の信号周期を平均した平均信号周期を算出する周期算出部とを備える電子デバイスを提供する。
【００１３】
本発明の第３の態様においては、所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の信号周期を測定する方法であって、信号周期と異なるサンプリング周期で被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成し、サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次にサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出し、サンプリング周期とサンプリングビット数とに基づいて、信号周期とサンプリング周期との差に応じた数の信号周期を平均した平均信号周期を算出する測定方法を提供する。
【００１４】
本発明の第４の態様においては、所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の信号周期を測定する測定装置を機能させるプログラムであって、測定装置を、信号周期と異なるサンプリング周期で被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成するサンプリング部として機能させ、サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次にサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出するビット数算出部として機能させ、サンプリング周期とサンプリングビット数とに基づいて、信号周期とサンプリング周期との差に応じた数の信号周期を平均した平均信号周期を算出する周期算出部として機能させるプログラムを提供する。
【００１５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る測定装置１００の構成を示す。
【図２】被測定信号の信号周期を測定する方法の概要を示す。
【図３】他の実施形態に係る測定装置１００の構成を示す。
【図４】他の実施形態に係る測定装置１００の構成を示す。
【図５】データ処理部７０が出力する累積期間と平均信号周期との関係を示す表の一例である。
【図６】図５に示した累積期間と平均信号周期との関係を示すグラフの一例である。
【図７】サンプリング周期を図６におけるサンプリング周期よりも大きくした場合の、累積期間と平均信号周期との関係を示すグラフの一例である。
【図８】他の実施形態に係る測定装置１００の構成を示す。
【図９】フェーズロックループ回路に電源を投入した後の平均信号周期の変動の一例を概念的に示す。
【図１０】平均信号周波数および平均信号周期と波形構築期間との関係を示す。
【図１１】改善された平均信号周波数および平均信号周期と波形構築期間との関係を示す。
【図１２】累積期間と平均信号周波数との関係の実験データを示す。
【図１３】平均信号周波数が最大設計値および最小設計値の平均値以下である場合について、改善された累積期間と平均信号周波数との関係を示す。
【図１４】他の実施形態に係る測定装置１００を構成するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る測定装置１００の構成を示す。同図において、測定装置１００は、サンプリング部２０、ビット数算出部３０、および周期算出部４０を備える。測定装置１００は、所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の信号周期を測定する。被測定信号は、例えば、正弦波、方形波、または三角波である。被測定信号の信号周期は、雑音等の影響により変動してもよい。
【００１９】
第１の論理値とは、例えば、被測定信号の電圧が所定の基準電圧以下になる場合の、被測定信号の論理値を指す。第２の論理値とは、例えば、被測定信号の電圧が所定の基準電圧より大きくなる場合の、被測定信号の論理値を指す。
【００２０】
具体的には、被測定信号の電圧が０Ｖおよび５Ｖの間で変化する場合に、所定の基準値を２．５Ｖとすると、被測定信号は、電圧が０Ｖ以上２．５Ｖ以下の期間において第１の論理値「０」を示す。同様に、被測定信号は、電圧が２．５Ｖより大きく５Ｖ以下の期間において第２の論理値「１」を示す。なお以下においては、第１の論理値を「０」、第２の論理値を「１」として、測定装置１００の動作を説明するが、測定装置１００は、第１の論理値を「１」、第２の論理値を「０」として動作してもよい。
【００２１】
サンプリング部２０は、被測定信号の信号周期と異なるサンプリング周期で被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成する。サンプリング部２０は、被測定信号をアンダーサンプリングする。つまり、サンプリング部２０は、被測定信号の周波数の２倍よりも小さい周波数で、被測定信号をサンプリングする。
【００２２】
例えば、サンプリング部２０は、被測定信号の信号周期よりもわずかに大きいサンプリング周期で被測定信号をサンプリングする。一例として、被測定信号の信号周期が１００ｐｓである場合に、サンプリング部２０は１０２ｐｓごとに被測定信号をサンプリングしてよい。また、サンプリング部２０は、被測定信号の信号周期よりもわずかに小さいサンプリング周期で被測定信号をサンプリングしてもよい。
【００２３】
一例として、論理値「０」と論理値「１」とが繰り返されるデューティー５０％の被測定信号を、当該被測定信号の信号周期の（１＋１÷ｍ）倍（ｍは２以上の整数）の長さのサンプリング周期でサンプリング部２０がサンプリングすると、被測定信号およびサンプリングタイミングの相対位相は、被測定信号の１周期毎に、被測定信号の信号周期の１／ｍ倍ずつシフトする。
【００２４】
被測定信号の信号周期に変動が無い場合、サンプリング部２０は、ｍ／２個の「０」とｍ／２個の「１」とが順次繰り返されるサンプリングデータを出力する（ただし、ｍが偶数の場合）。例えば、ｍ＝８の場合には、サンプリングデータの論理値が「００００１１１１００００１１１１００００・・・」となる。このようなサンプリングにより、サンプリング部２０は、被測定信号を、被測定信号の信号周期の１／ｍ倍のサンプリング間隔で等価的にサンプリングできる。サンプリング部２０におけるサンプリング周期は、被測定信号を測定すべき等価的なサンプリング間隔に応じて変更可能であることが好ましい。
【００２５】
ビット数算出部３０は、サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次にサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間にサンプリングされるサンプリングビット数を算出する。なお、サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングから、次にサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングまでの期間を、波形構築期間と称する。
【００２６】
本例の被測定信号は、１信号周期内において第１の論理値から第２の論理値への遷移が１回だけ生じるので、１波形構築期間内でサンプリングしたサンプリングデータが、被測定信号の１信号周期分のサンプリングデータに対応する。上述したｍ＝８の場合のサンプリングデータにおいては、５ビット目および１３ビット目において、論理値が第１の論理値「０」から第２の論理値「１」に遷移する。つまり、５ビット目から１２ビットまでのデータにより被測定信号の１周期分の波形を構築することができる。従って、５番目の周期の被測定信号から１２番目の周期の被測定信号までの８周期分の期間が、１つの波形構築期間となる。
【００２７】
ビット数算出部３０は、当該波形構築期間におけるサンプリングデータのビット数を、サンプリングビット数として算出する。上述したｍ＝８の場合のサンプリングデータの例では、８ビットをサンプリングビット数として算出する。
【００２８】
周期算出部４０は、サンプリング周期とサンプリングビット数とに基づいて、当該波形構築期間における被測定信号の信号周期を平均した平均信号周期を算出する。サンプリング部２０は、被測定信号をサンプリングしたサンプリング周期を、周期算出部４０に通知する。また、ビット数算出部３０は、それぞれの波形構築期間に含まれるサンプリングビット数を、周期算出部４０に通知する。以下、図２を用いて、周期算出部４０が平均信号周期を算出する具体的な方法について説明する。
【００２９】
図２は、被測定信号の信号周期を測定する方法の概要を示す。同図において、被測定信号の信号周期はＴｄ、サンプリング周期はＴｓである。サンプリング周期Ｔｓは被測定信号の信号周期Ｔｄよりも、所定のシフト幅だけ大きい。同図におけるシフト幅は、サンプリング周期Ｔｓと被測定信号の信号周期Ｔｄとの差を示す。
【００３０】
また、同図におけるＮは、サンプリングデータの論理値が第１の論理値「０」から第２の論理値「１」に変化するサンプリングタイミングの直前のサンプリングタイミングが含まれる、被測定信号の周期の番号を示す。つまりＮは、１つの波形構築期間に含まれる被測定信号の周期数を指す。Ｎは、１つの波形構築期間内で取得するサンプリングビット数と等しい。
【００３１】
サンプリング周期Ｔｓが被測定信号の信号周期Ｔｄより大きい場合には、１の波形構築期間に含まれる被測定信号の周期数は、被測定信号の信号周期Ｔｄを、シフト幅Ｔｓ−Ｔｄで除算することで与えられる。つまり、Ｎ、Ｔｄ、およびＴｓの間には、Ｎ＝Ｔｄ÷（Ｔｓ−Ｔｄ）の関係がある。従って、周期算出部４０は、サンプリング部２０から取得したＴｓ、および、ビット数算出部３０から取得したＮの値をＴｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ＋１）に代入することにより、被測定信号の信号周期を算出することができる。
【００３２】
同様に、サンプリング周期Ｔｓが被測定信号の信号周期Ｔｄより小さい場合には、１の波形構築期間に含まれる被測定信号の周期数は、被測定信号の信号周期Ｔｄを、シフト幅Ｔｄ−Ｔｓで除算することで与えられる。つまり、Ｎ、Ｔｄ、およびＴｓの間には、Ｎ＝Ｔｄ÷（Ｔｄ−Ｔｓ）の関係がある。従って、周期算出部４０は、サンプリング部２０から取得したＴｓ、および、ビット数算出部３０から取得したＮの値をＴｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ−１）に代入することにより、被測定信号の信号周期を算出することができる。
【００３３】
なお、上述した式においては、１つの波形構築期間内に含まれる被測定信号の複数周期に渡って取得したサンプリングデータを、被測定信号の１周期分のデータに対応させている。このため、上述した式においては、波形構築期間における被測定信号の複数周期における平均信号周期が算出される。
【００３４】
本例のサンプリング部２０は、１番目の周期においては、被測定信号の電圧が基準電圧よりも高くなり始める当該周期の開始タイミングで被測定信号をサンプリングする。サンプリング部２０は、２番目の周期においては、２番目の周期の開始タイミングからシフト幅分だけ遅延したタイミングでサンプリングする。当該サンプリングタイミングにおける被測定信号の電圧は基準電圧よりも大きいので、サンプリングデータの論理値は「１」になる。
【００３５】
サンプリング部２０は、Ｎ番目の周期においては、Ｎ番目の周期の開始タイミングからシフト幅分×（Ｎ−１）だけ遅延したタイミングでサンプリングする。当該サンプリングタイミングにおける被測定信号の電圧は基準電圧よりも小さいので、サンプリングデータの論理値は「０」になる。サンプリング部２０は、Ｎ番目周期においてサンプリングした後に、（Ｎ＋２）番目の周期においてサンプリングする。（Ｎ＋２）番目の周期におけるサンプリングデータの論理値は「１」である。
【００３６】
１番目の周期からＮ番目の周期におけるそれぞれのサンプリングデータを順に並べると、連続する１と連続する０とが順次繰り返されるデータパターンとなる。当該データパターンは被測定信号の１周期をＮ分割してサンプリングした場合に得られるデータパターンに対応する。従って、サンプリング部２０がサンプリングしたＮ個のサンプリングデータを並べることにより、被測定信号の波形を構築することができる。
【００３７】
サンプリングデータは、１番目の周期において論理値が「０」から「１」に遷移し、Ｎ番目の周期の後に論理値が「０」から「１」に遷移する。従って、図２においては、１番目の周期の開始タイミングからＮ番目の周期の終了タイミングまでの期間が波形構築期間となる。
【００３８】
また、測定装置１００は、複数の波形構築期間のそれぞれにおける平均信号周期を算出してよい。より具体的には、測定装置１００は、連続する複数の波形構築期間のそれぞれについて、平均信号周期を算出してよい。この場合、サンプリング部２０は、予め定められた測定期間の間、被測定信号をサンプリングして、得られたビット列をメモリに格納する。当該測定期間は、複数の波形構築期間より長くてよい。
【００３９】
ビット数算出部３０は、サンプリング部２０が取得したビット列において、サンプリングデータの論理値が第１の論理値「０」から第２の論理値「１」に変化するビット位置を検出する。これにより、複数の波形構築期間の境界位置を検出できる。ビット数算出部３０は、複数の波形構築期間のそれぞれにおけるサンプリングビット数を算出し、周期算出部４０に入力する。図２の例において、ビット数算出部３０は、サンプリングデータの論理値が「０」から「１」に変化する複数のビット位置を検出する。ビット数算出部３０は、当該複数のビット位置の間のビット数を算出することにより、複数の波形構築期間においてサンプリングされたサンプリングデータ列Ａ、Ｂ、およびＣにおけるサンプリングビット数を検出する。
【００４０】
本例のサンプリングデータ列Ａは８ビットの「１」および８ビットの「０」が連続しているので、ビット数算出部３０は、サンプリングデータ列Ａのサンプリングビット数Ｎが１６であると算出する。サンプリングデータ列Ｂは８ビットの「１」および９ビットの「０」が連続しているので、ビット数算出部３０は、サンプリングデータ列Ｂのサンプリングビット数が１７であると算出する。サンプリングデータ列Ｃは９ビットの「１」および９ビットの「０」が連続するデータパターンなので、ビット数算出部３０はＣのサンプリングビット数が１８であると算出する。
【００４１】
周期算出部４０は、波形構築期間ごとに平均信号周期を算出する。ここで、図２におけるサンプリング周期Ｔｓを１０６ｐｓとする。サンプリングデータ列Ａにおいてはサンプリングビット数Ｎが１６なので、周期算出部４０は、平均信号周期としてＴｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ＋１）＝９９．８ｐｓを算出する。サンプリングデータ列ＢにおいてはＮ＝１７なので、周期算出部４０は、Ｔｄ＝１００．１ｐｓを算出する。サンプリングデータ列ＣにおいてはＮ＝１８なので、周期算出部４０は、Ｔｄ＝１００．４ｐｓを算出する。以上のように、本実施形態に係る測定装置１００は、サンプリング周期およびサンプリングビット数に基づいて、信号周期が変動する被測定信号の平均信号周期の推移を測定することができる。
【００４２】
図３は、他の実施形態に係る測定装置１００の構成を示す。同図における測定装置１００は、図１に示した測定装置１００に対して、メモリ５０および取得部６０をさらに備える。メモリ５０は、サンプリング部２０が被測定信号をサンプリングしたサンプリングデータを格納する。メモリ５０は、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭなどの揮発性メモリ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、およびフリップフロップなどのロジック回路で構成されたレジスタのいずれでもよい。
【００４３】
サンプリング部２０は、被測定信号をサンプリングした順にメモリ５０にサンプリングデータを格納する。サンプリング部２０は、メモリ５０の単一のアドレスにサンプリングデータを格納してよく、複数のアドレスにわたってサンプリングデータを格納してもよい。
【００４４】
後者の場合、サンプリング部２０は、サンプリングした順番に応じて増加または減少するアドレスに、サンプリングデータを格納してもよい。例えば、メモリ５０のそれぞれのアドレスに格納することができるデータ量が１ビットであれば、サンプリング部２０は、サンプリング順にメモリ５０のアドレスを１ずつ増加または減少させてサンプリングデータを格納する。また、メモリ５０のデータバス幅が８ビットであれば、サンプリング部２０は、サンプリングデータの８ビットごとにメモリ５０のアドレスを増加または減少させてサンプリングデータを格納してもよい。
【００４５】
ビット数算出部３０は、被測定信号をサンプリングした順にメモリ５０から読み出したサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移したビットから、次に第１の論理値から第２の論理値に遷移するビットまでのサンプリングデータのサンプリングビット数を、周期算出部４０に入力する。ここで、第１の論理値から第２の論理値に遷移したビットとは、第２の論理値を示すビットのうち、直前のビットの論理値が第１の論理値となるビットを指す。また、第１の論理値から第２の論理値に遷移するビットとは、第１の論理値を示すビットのうち、直後のビットの論理値が第２の論理値となるビットを指す。
【００４６】
ビット数算出部３０は、サンプリングデータの論理値が「０」から「１」に変化した後に、次に論理値が「０」から「１」に変化するまでの間、カウンタによりサンプリングデータの数を計算してもよい。周期算出部４０は、サンプリング周期Ｔｓおよびサンプリングビット数Ｎに基づいて、Ｎ周期分の被測定信号の平均信号周期を算出する。
【００４７】
取得部６０は、平均信号周期の最小設計値または最大設計値を取得する。最小設計値とは、被測定信号の平均信号周期の最小値と想定される値である。最大設計値とは、被測定信号の平均信号周期の最大値と想定される値である。例えば、取得部６０は、測定装置１００のユーザが入力した値を最小設計値または最大設計値とする。
【００４８】
被測定信号の信号周期は、最小設計値の周期から、最大設計値の周期まで変動する可能性がある。このため、サンプリング周期を、最小設計値から最大設計値の間の値にすると、例えば波形構築期間の間にシフト幅Ｔｄ−Ｔｓの正負の符号が変化してしまい、被測定信号を等価アンダーサンプリングできない場合も考えられる。サンプリング部２０は、サンプリング周期を最小設計値よりも小さな周期、または、最大設計値よりも大きな周期に決定することが好ましい。サンプリング部２０は、マージンを考慮して、サンプリング周期を最小設計値よりも所定値だけ小さい周期、または、最大設計値よりも所定値だけ大きい周期に決定してよい。
【００４９】
例えば、被測定信号の最小設計値が１００ｐｓであり、最大設計値が１０５ｐｓである場合、サンプリング部２０は、マージンを考慮して、サンプリング周期を例えば９９ｐｓ、または、１０６ｐｓ等に設定してよい。サンプリング部２０が上述の方法でサンプリング周期を決定することにより、周期算出部４０は、被測定信号の信号周期をＴｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ＋１）により算出することができる。
【００５０】
図４は、他の実施形態に係る測定装置１００の構成を示す。同図における測定装置１００は、図３に示した測定装置１００に対して、データ処理部７０をさらに備える。データ処理部７０は、それぞれの波形構築期間と、平均信号周期とを対応付けて出力する。また、データ処理部７０は、波形構築期間を累積した累積期間と、それぞれの平均信号周期とを対応付けて出力する。
【００５１】
それぞれの平均信号周期は、対応する当該累積期間に応じた期間における、被測定信号の平均信号周期を示す。このため、累積期間を横軸、平均信号周期を縦軸にして測定結果をプロットすることで、被測定信号の平均信号周期の推移を示すグラフを得ることができる。データ処理部７０は、当該グラフを出力してもよい。データ処理部７０は、平均信号周期に代えて、平均信号周期の逆数である平均信号周波数とサンプリングタイミングとの関係を対応づけて出力してもよい。
【００５２】
図５は、データ処理部７０が出力する累積期間と平均信号周期との関係を示す表の一例である。データ処理部７０は、当該表のうち、少なくとも累積期間および平均信号周期を対応付けて出力してよい。なお、図５に示すデータは、平均信号周期が４０００ｐｓ以上４００２ｐｓ以下で変動する被測定信号を、４００７．８１２５ｐｓのサンプリング周期でサンプリングすることにより取得したデータである。累積期間の変化に応じて平均信号周期が変化していることがわかる。
【００５３】
図５において、サンプリングビット数Ｎは、サンプリングデータにおいて第１の論理値（図５においては論理値「１」）から第２の論理値（図５においては論理値「０」）に遷移する各境界間のビット数を示す。波形構築期間は、それぞれのサンプリングビット数に、サンプリング周期Ｔｓ（本例では、Ｔｓ＝４００７．８１２５ｐｓ）を乗算した値を示す。また、累積期間は、波形構築期間を累積した値を示す。また、平均信号周期は、それぞれの波形構築期間をＮ＋１で除算した値を示す。
【００５４】
図６は、図５に示した累積期間と平均信号周期との関係を示すグラフの一例である。同図に示される波形から、被測定信号の平均信号周期が約３０．３μｓの変調周期を有する三角波によって変調されていることがわかる。
【００５５】
図６における１変調周期内の測定点の数（Ｘ軸分解数と称する）は、変調周期をＴｍ、平均信号周期をＴｄ＿Ａ、平均信号周期とサンプリング周期との差をＴｓｈとすると、Ｔｍ×Ｔｓｈ÷（Ｔｄ＿Ａ）２により算出される。本例においては、Ｔｍ＝３０．３μｓ、Ｔｓｈ＝６．８１２５ｐｓ、Ｔｄ＿Ａ＝４００１ｐｓなので、Ｘ軸分解数は約１２．６である。
【００５６】
Ｘ軸分解数が大きいほど、Ｘ軸方向における測定点の間隔が小さくなるので、平均信号周期のＸ軸方向における測定精度が高くなる。そこで、測定装置１００は、要求される測定精度に応じてサンプリング周期を選択することにより、要求されるＸ軸方向の測定精度で平均信号周期を測定することができる。
【００５７】
また、被測定信号の最大周期Ｔｄ＿ｍａｘにおけるサンプリングビット数と、被測定信号の最小周期Ｔｘ＿ｍｉｎにおけるサンプリングビット数との差（Ｙ軸分解数と称する）は、［Ｔｄ＿ｍａｘ÷（Ｔｓ−Ｔｄ＿ｍａｘ）］−［Ｔｄ＿ｍｉｎ÷（Ｔｓ−Ｔｄ＿ｍｉｎ）］により算出される。本例においては、Ｔｄ＿ｍａｘ＝４００２μｓ、Ｔｄ＿ｍｉｎ＝４０００μｓなので、最大周期におけるサンプリングビット数は６８８．５ビット、最小周期におけるサンプリングビット数は５１２．０ビットとなる。従って、Ｙ軸分解数は、６８８．５−５１２．０＝１７６．５ビットである。
【００５８】
Ｙ軸分解数が大きいほど、平均信号周期のＹ軸方向における測定精度が高くなる。そこで、測定装置１００は、要求されるＹ軸方向の測定精度に応じてサンプリング周期を選択することにより、要求される測定精度で平均信号周期を測定することができる。
【００５９】
上述したように、サンプリング周期と平均信号周期との差が小さければ小さいほど、Ｘ軸分解数は増加する。ところが、サンプリング周期と平均信号周期との差が小さければ小さいほど波形構築期間が長くなり、Ｙ軸分解数は小さくなる。また、サンプリングデータの格納に必要なメモリ５０の容量が増大する。そこで、測定装置１００は、使用可能なメモリ５０の容量、所要のＸ軸分解数、所要のＹ軸分解数に応じて、サンプリング周期を選択してもよい。
【００６０】
図７は、サンプリング周期を図６におけるサンプリング周期よりも大きくした場合の、サンプリングタイミングと平均信号周期との関係を示すグラフの一例である。同図において、サンプリング部２０は、平均信号周期が４０００ｐｓ以上４００２ｐｓ以下で変動する被測定信号を４０３９．０６２５ｐｓのサンプリング周期でサンプリングしている。
【００６１】
サンプリング周期を大きくすると、Ｘ軸分解数が大きくなるので、Ｘ軸方向における測定精度は高くなる。ただし、Ｙ軸分解数が小さくなるので、Ｙ軸方向における測定精度が低くなる。その結果、同一の被測定信号を４００７．８１２５ｐｓのサンプリング周期でサンプリングした図６に比べると、平均信号周期が階段状に変化する。
【００６２】
そこで、データ処理部７０は、図７に示される波形の高周波成分を除去してよい。例えばデータ処理部７０は、累積期間および平均信号周期の関数をフーリエ変換して、所定の高周波成分を除去してよい。また、データ処理部７０は、各波形構築期間において測定した平均信号周期を、その前後の複数の波形構築期間において測定した平均信号周期に所定の重み付け係数を乗じた周期と平均することにより移動平均信号周期を算出してもよい。データ処理部７０は、それぞれの波形構築期間に含まれるサンプリングタイミングと移動平均信号周期との関係を出力してよい。
【００６３】
具体的には、データ処理部７０は、ｋ番目（ｋは１以上の整数）の波形構築期間における移動平均信号周期を、（ｋ−ｊ）番目（ｊは１以上の整数）以上（ｋ＋ｊ）番目以下の波形構築期間における平均信号周期を平均することにより算出する。図７においては、データ処理部７０はｊ＝１として、（ｋ−１）番目、ｋ番目、および（ｋ＋１）番目の３つの波形構築期間の平均信号周期を算出することにより太線に示すグラフを得ている。データ処理部７０は、移動平均信号周期を用いることにより、それぞれのサンプリングタイミングにおける平均信号周期の測定精度を向上させることができる。
【００６４】
図８は、他の実施形態に係る測定装置１００の構成を示す。同図における測定装置１００は、図６に示した測定装置１００に対して判定部８０をさらに備える。判定部８０は、平均信号周期が所定の範囲内であるか否かを判定する。取得部６０は、信号周期として許容される最小許容値および最大許容値を取得する。例えば、信号周期として９９ｐｓ以上１０１ｐｓ以下が必要である場合には、取得部６０は、最小許容値として９９ｐｓを取得し、最大許容値として１０１ｐｓを取得する。
【００６５】
取得部６０は、一例として、測定装置１００の外部からユーザにより入力された値を最小許容値および最大許容値とする。取得部６０は、信号周期の最小許容値および最大許容値に代えて、信号周波数の最大許容値および最小許容値を取得してもよい。
【００６６】
判定部８０は、周期算出部４０が算出した平均信号周期が、取得部６０が取得した最小許容値より大きくかつ最大許容値より小さいか否かを判定する。例えば、最小許容値が９９ｐｓおよび最大許容値が１０１ｐｓである場合には、判定部８０は、平均信号周期が９９ｐｓ以下または１０１ｐｓ以上である場合に、平均信号周期が許容値の範囲内でないと判定する。判定部８０は、平均信号周期が許容値の範囲内であるか否かを表示出力してもよい。
【００６７】
判定部８０は、例えば、ビット数算出部３０が算出した波形構築期間内のサンプリングビット数が、平均信号周期の最小許容値に対応するサンプリングビット数よりも大きい場合に、平均信号周期が最小許容値よりも大きいと判定する。平均信号周期の最小許容値Ｔｄ＿ｍｉｎに対応するサンプリングビット数は、Ｎ＝Ｔｄ＿ｍｉｎ／（Ｔｓ−Ｔｄ＿ｍｉｎ）により算出できる。
【００６８】
同様に、判定部８０は、ビット数算出部３０が算出した波形構築期間内のサンプリングビット数が、平均信号周期の最大許容値に対応するサンプリングビット数よりも小さい場合に、平均信号周期が最大許容値よりも小さいと判定してよい。平均信号周期の最大許容値Ｔｄ＿ｍａｘに対応するサンプリングビット数は、Ｎ＝Ｔｄ＿ｍａｘ／（Ｔｓ−Ｔｄ＿ｍａｘ）により算出できる。
【００６９】
具体的には、判定部８０は、サンプリング部２０からサンプリング周期Ｔｓを取得してよい。また、判定部８０は、取得部６０から最小許容値Ｔｄ＿ｍｉｎおよび最大許容値Ｔｄ＿ｍａｘを取得してよい。
【００７０】
また判定部８０は、各波形構築期間内のサンプリングビット数をビット数算出部３０から取得する。判定部８０は、周期算出部４０を介して、サンプリングビット数を取得してよい。判定部８０は、ビット数算出部３０から取得したサンプリングビット数と、最小許容値および最大許容値に対応するサンプリングビット数とを比較することにより、測定した被測定信号の平均信号周期が許容範囲内であるか否かを判定する。従って、判定部８０は、以上の方法を用いることにより、特定の周波数で変調された被測定信号の変調偏差が所定の許容範囲内であるか否かを判定することができる。
【００７１】
判定部８０は、被測定信号の変調周期または変調周波数が、所定の許容範囲内であるか否かを判定してもよい。この場合、取得部６０は、変調周期の最小許容値および最大許容値を取得する。判定部８０は、データ処理部７０が生成した累積期間と平均信号周期との関係を用いて、変調周期が当該最小許容値以上最大許容値以下であるか否かを判定してよい。
【００７２】
具体的には、判定部８０は、図６または図７に示した累積期間と平均信号周期との関係における極小点および極大点を検出する。判定部８０は、隣接する極小点の間の累積期間差または隣接する極大点の間の累積期間差を得ることにより、変調周期を算出する。判定部８０は、算出した変調周期と、取得部６０が取得した変調周期の最小許容値および最大許容値とを比較することにより、被測定信号の変調周波数が所定の範囲内であるか否かを判定することができる。
【００７３】
なお、判定部８０は、平均波形周期が図７に示すように階段状に変化する場合には、移動平均波形周期を算出した上で極小点および極大点を検出することが好ましい。また、判定部８０は、変調周期の最小許容値に相当する期間におけるサンプリングビット数、および、変調周期の最大許容値に相当するサンプリングビット数を、極小点間または極大点間のサンプリングビット数と比較することにより、変調周期を判定してもよい。
【００７４】
例えば判定部８０は、変調周期の最小許容値および最大許容値のそれぞれの、サンプリング部２０におけるサンプリング周期Ｔｓで除算することで、それぞれの許容値に対応するサンプリングビット数を算出する。また、判定部８０は、隣接する極小点の間、または、隣接する極大点の間で測定したサンプリングビット数の総数を、測定した変調周期に対応するサンプリングビット数として算出する。
【００７５】
図９は、フェーズロックループ回路に電源を投入した後における、フェーズロックループ回路が出力する発振信号の平均信号周期の変動の一例を概念的に示す。一般に、フェーズロックループ回路は、電源を投入してから発振信号の周期が安定するまで、所定のロックアップタイムを要する。
【００７６】
判定部８０は、フェーズロックループ回路のロックアップタイムを測定してよい。具体的には、判定部８０は、平均信号周期が最小許容値より大きくかつ最大許容値より小さい状態が所定期間以上継続する収束タイミングを検出し、被測定信号の入力が開始されたタイミングから収束タイミングまでの期間を算出する。判定部８０は平均信号周期に代えて、平均信号周波数を用いて当該期間を算出してもよい。
【００７７】
フェーズロックループ回路が出力する発振信号は、電源投入後、所定の変調周期で信号周期を変動させながら信号周期の設計値に近づく。判定部８０は、例えば、発振信号の平均信号周期の変動周期よりも長い時間に渡って、発振信号の平均信号周期が最小許容値と最大許容値との間に入っている場合に、発振が収束したと判定する。判定部８０は、図８に関連して説明したように、発振信号の変調周期を算出してよい。
【００７８】
図１０は、平均信号周期（および平均信号周波数）と、波形構築期間との関係を示す。図中の黒い点は、サンプリングデータの論理値が第１の論理値「０」から第２の論理値「１」に変化するタイミングを示す。つまり、隣接する黒い点の間が波形構築期間に相当する。サンプリング部２０は、平均信号周期の最大値（例えば、１０１ｐｓ）よりも大きいサンプリング周期（例えば、１０２ｐｓ）で被測定信号をサンプリングしている。
【００７９】
平均信号周期が大きい場合（例えば、ａ点およびｂ点）、シフト幅Ｔｓ−Ｔｄが小さくなるので、波形構築期間は、平均信号周期が小さい場合（例えば、ｃ点およびｄ点）の波形構築期間よりも大きくなる。その結果、ａ点およびｂ点における平均信号周期の測定値と実際の平均信号周期の最大値との差は、ｃ点およびｄ点における平均信号周期の測定値と実際の平均信号周期の最小値との差よりも大きい。つまり、ａ点およびｂ点における平均信号周期の測定誤差は、ｃ点およびｄ点における平均信号周期の測定誤差よりも大きい。
【００８０】
そこで、サンプリング部２０は、被測定信号の平均信号周期に応じてサンプリング周期を変化させることにより、当該測定誤差を小さくする。具体的には、まず、サンプリング部２０は、平均信号周期の最小設計値よりも小さい第１のサンプリング周期で被測定信号をサンプリングして第１サンプリングデータを生成する。また、サンプリング部２０は、平均信号周期の最大設計値よりも大きい第２のサンプリング周期で被測定信号をサンプリングして第２サンプリングデータを生成する。平均信号周期の最小設計値と第１のサンプリング周期との差は、平均信号周期の最大設計値と第２のサンプリング周期との差と等しくてよい。
【００８１】
例えば、平均信号周期の最小設計値が９９ｐｓであり、最大設計値が１０１ｐｓである場合には、サンプリング部２０は、９８ｐｓの第１のサンプリング周期で順次被測定信号をサンプリングして第１のサンプリングデータを生成する。また、サンプリング部２０は、１０２ｐｓの第２のサンプリング周期で順次被測定信号をサンプリングして第２のサンプリングデータを生成する。
【００８２】
測定装置１００は、第１のサンプリングデータおよび第２のサンプリングデータを順番に測定してよい。また、サンプリング部２０が選択できるサンプリング周期が、予め複数種類に限定される場合、サンプリング部２０は、平均信号周期の最小設計値および第１のサンプリング周期の差と、平均信号周期の最大設計値および第２のサンプリング周期の差とが最も近くなるように、第１のサンプリング周期および第２のサンプリング周期を選択する。
【００８３】
次に、周期算出部４０は、第１サンプリングデータに基づいて第１平均信号周期を算出する。また、周期算出部４０は、第２サンプリングデータに基づいて第２平均信号周期を算出する。具体的には、周期算出部４０は、第１のサンプリングデータおよび第２のサンプリングデータのそれぞれについて、ビット数算出部３０から取得したサンプリングビット数Ｎと、それぞれのサンプリング周期Ｔｓとを平均信号周期Ｔｄ＝Ｔｓ×Ｎ÷（Ｎ＋１）に代入することにより、第１平均信号周期および第２平均信号周期を算出する。
【００８４】
データ処理部７０は、算出した第１平均信号周期のデータのうちの、平均信号周期が所定値以下となるデータと、算出した第２平均信号周期のデータのうちの、平均信号周期が当該所定値より大きくなるデータとを用いて、被測定信号の平均信号周期の推移データを生成してよい。つまり、データ処理部７０は、第１平均信号周期から抽出したデータと、第２平均信号周期から抽出したデータとを、同一のＸ軸上に配列することで、被測定信号の平均信号周期の推移データを生成してよい。ここで、当該所定値は、平均信号周期の最大設計値および最小設計値の中間値であってよく、平均信号周期の最大許容値および最小許容値の中間値であってよく、第１のサンプリング周期および第２のサンプリング周期の中間値であってもよい。
【００８５】
図１１は、第１のサンプリング周期および第２のサンプリング周期を用いて測定した平均信号周期（および平均信号周波数）と波形構築期間との関係を示す。同図において、平均信号周期が最小値１００ｐｓ以下となる波形構築期間（例えば、ｃ点、ｄ点）においては、図１０で用いられたサンプリング周期１０２ｐｓと同一のサンプリング周期によりサンプリングして算出された平均信号周期が、被測定信号の平均信号周期となっている。
【００８６】
これに対して、平均信号周期が１００ｐｓより大きな波形構築期間（例えば、ａ点、ｂ点）においては、平均信号周期の最小設計値である９９ｐｓよりも小さなサンプリング周期９８ｐｓでサンプリングして算出された平均信号周期が、被測定信号の平均信号周期となっている。その結果、図１１におけるａ点およびｂ点における平均信号周期の測定値は、図１０におけるａ点およびｂ点に比べて実際の平均信号周期の最大値に近い値になる。
【００８７】
図１２は、実験により求めた累積期間と平均信号周波数との関係を示す。平均信号周波数の最大設計値は８７．５ＭＨｚ、平均信号周波数の最小設計値は８２．５ＭＨｚ、サンプリング周波数は８１．１ＭＨｚである。つまり、平均信号周期の最小設計値は１１．４ｎｓ、平均信号周期の最大設計値は１２．１ｎｓ、サンプリング周期は１２．３ｎｓである。図１０と同様に、平均信号周期の最大設計値付近における平均信号周期の測定値と平均信号周期の最大設計値との間には、誤差が生じていることがわかる。
【００８８】
図１３は、第２平均信号周期のうち、平均信号周期が所定値（ｆ＝８５ＭＨｚ）以下となるデータを示す。同図においては、平均信号周波数の最大設計値８７．５ＭＨｚよりも大きい８９．１ＭＨｚをサンプリング周波数とすることにより測定した平均信号周波数が示されている。当該サンプリング周波数は、１１．２ｎｓのサンプリング周期に相当する。
【００８９】
サンプリング周波数を８９．１ＭＨｚにすると、平均信号周波数の最小設計値である８２．５ＭＨｚにおける平均信号周期とサンプリング周期との差が、図１２における平均信号周期とサンプリング周期との差よりも大きくなる。具体的には、図１２における平均信号周期の最大値１２．１ｎｓとサンプリング周期１２．３ｎｓとの差は０．２ｎｓであるのに対して、図１３における平均信号周期の最大値１２．１ｎｓとサンプリング周期１１．２ｎｓとの差は０．９ｎｓである。その結果、図１３における平均信号周波数の最小設計値付近における波形構築期間は、図１２における波形構築期間よりも短くなるので、測定された平均信号周波数の誤差が小さくなっている。
【００９０】
以上の説明においては、測定装置１００が平均信号周期を測定する構成について説明したが、電子デバイスによって平均信号周期を測定してもよい。例えば、デジタル回路、アナログ回路、およびメモリ等を有する電子デバイスが、サンプリング部２０、ビット数算出部３０、および周期算出部４０を備える。サンプリング部２０、ビット数算出部３０、および周期算出部４０が、それぞれ測定装置１００における場合と同等に機能することにより、電子デバイスが被測定信号の平均信号周期を測定することができる。以上のように、測定装置１００は、被測定信号の平均信号周期に応じてサンプリング周期を変化させることにより、測定精度を向上させることができる。
【００９１】
図１４は、他の実施形態に係る測定装置１００を構成するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、及び表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部とを備える。
【００９２】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００及びグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０及びＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００９３】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
【００９４】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、及び／又は、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。
【００９５】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【００９６】
コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を所定の信号周期ごとに第１の論理値から第２の論理値に１回遷移するパターンを繰り返す被測定信号の信号周期を測定する測定装置１００として機能させるプログラムは、コンピュータ１９００を、サンプリング部２０、ビット数算出部３０、および周期算出部４０として機能させる。
【００９７】
具体的には、当該プログラムはコンピュータ１９００を、被測定信号の信号周期と異なるサンプリング周期で被測定信号をサンプリングしてサンプリングデータを生成するサンプリング部２０として機能させる。また、当該プログラムはコンピュータ１９００を、サンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングと、次にサンプリングデータの論理値が第１の論理値から第２の論理値に遷移するタイミングとの間の波形構築期間内にサンプリングされるサンプリングビット数を算出するビット数算出部３０として機能させる。さらに、当該プログラムはコンピュータ１９００を、サンプリング周期とサンプリングビット数とに基づいて、信号周期とサンプリング周期との差に応じた数の信号周期を平均した平均信号周期を算出する周期算出部４０として機能させる。
【００９８】
これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段であるサンプリング部２０、ビット数算出部３０、および周期算出部４０として機能させる。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の測定装置１００が構築される。
【００９９】
一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、又はＣＤ−ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
【０１００】
また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０（ＣＤ−ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。
【０１０１】
このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、及び／又は記憶装置に含まれるものとする。
【０１０２】
また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（又は不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
【０１０３】
また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。
【０１０４】
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤ又はＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
【０１０５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１０６】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１０７】
２０  サンプリング部、３０  ビット数算出部、４０  周期算出部、５０  メモリ、６０  取得部、７０  データ処理部、８０  判定部、１００  測定装置、１９００  コンピュータ、２０００  ＣＰＵ、２０１０  ＲＯＭ、２０２０  ＲＡＭ、２０３０  通信インターフェイス、２０４０  ハードディスクドライブ、２０５０  フレキシブルディスク・ドライブ、２０６０  ＣＤ−ＲＯＭドライブ、２０７０  入出力チップ、２０７５  グラフィック・コントローラ、２０８０  表示装置、２０８２  ホスト・コントローラ、２０８４  入出力コントローラ、２０９０  フレキシブルディスク、２０９５  ＣＤ−ＲＯＭ
【図１】
2011127976.tif 000003
【図２】
2011127976.tif 000004
【図３】
2011127976.tif 000005
【図４】
2011127976.tif 000006
【図５】
2011127976.tif 000007
【図６】
2011127976.tif 000008
【図７】
2011127976.tif 000009
【図８】
2011127976.tif 000010
【図９】
2011127976.tif 000011
【図１０】
2011127976.tif 000012
【図１１】
2011127976.tif 000013
【図１２】
2011127976.tif 000014
【図１３】
2011127976.tif 000015
【図１４】
2011127976.tif 000016