(57)【要約】【課題】高周波信号伝送に必要な高精度の遅延差測定が可能となる差動線路の遅延差測定方法を提供する。【解決手段】信号発生器１は、被測定差動伝送線路２が実際に使用される場合と同じ高周波の正負２つの出力信号を発生して被測定差動伝送線路の一方の端子に供給する。位相可変器３および４は被測定伝送線路の他方の端子から入力するケーブル出力信号の位相を正負別個に変化させることが可能である。符号誤り検出器６は位相可変器からの出力信号の符号誤りを検出する。そして、位相可変器においてケーブル出力信号の位相を正負両方向に変化させた場合に、符号誤り検出器が顕著な符号誤り率増加となる符号誤りを検出した時の正負両方向における位相変化量に基づいて被測定差動伝送線路の遅延差を求める。【選択図】　　　　図１
2004140665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定差動伝送線路が実際に使用される場合と同じ高周波の正負２つの出力信号を発生して被測定差動伝送線路の一方の端子に供給する信号発生器と、
前記被測定伝送線路の他方の端子から入力するケーブル出力信号の位相を正負別個に変化させることが可能な位相可変器と、
前記位相可変器からの出力信号の符号誤りを検出する符号誤り検出器とを含み、
前記位相可変器において前記ケーブル出力信号の位相を正負両方向に変化させた場合に、前記符号誤り検出器が顕著な符号誤り率増加となる符号誤りを検出した時の正負両方向における位相変化量に基づいて前記被測定差動伝送線路の遅延差を求めることを特徴とする伝送線路間遅延差測定装置。
【請求項２】
前記位相可変器からの出力信号を等化再生する波形等化再生器を前記位相可変器と前記符号誤り検出器との間に挿入したことを特徴とする請求項１に記載の伝送線路間遅延差測定装置。
【請求項３】
被測定差動伝送線路が実際に使用される場合と同じ高周波の正負２つの出力信号を被測定差動伝送線路の一方の端子に供給する手順と、
前記被測定伝送線路の他方の端子から位相可変器に入力するケーブル出力信号の位相を正負別個に変化させる手順と、
前記位相可変器からの出力信号の符号誤りを検出する手順と、
前記ケーブル出力信号の位相を正負両方向に変化させた場合に、前記符号誤り検出器が顕著な符号誤り率増加となる符号誤りを検出した時の正負両方向における位相変化量に基づいて前記被測定差動伝送線路の遅延差を求める手順とを有することを特徴とする伝送線路間遅延差測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送線路の遅延の測定に関し、特に大きな損失をもつ伝送線路遅延測定もしくは高周波信号伝送に必要な高精度な遅延測定に好適な伝送線路間遅延差の測定装置および測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速電気信号を伝送することができる媒体の一つとして差動伝送ケーブルが周知である。差動伝送ケーブルは、その断面の一例を図４に示すように、心線を絶縁体で囲った外周をスキン層で更に囲った一対の差動信号線にドレイン線を沿わせ、これらを外部シールドしたものである。
【０００３】
従来、差動伝送ケーブルにおける差動信号線間の伝搬遅延時間差の測定は、差動信号線のそれぞれの伝搬遅延時間を測定し、その差を求めるという方法が一般的である。その具体的手法として、ＴＤＲ（Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｅｒ）法が知られている。ＴＤＲ法とは、遠端が開放された被試験伝送線路の他端から試験パルスを印加し、測定点における電圧が試験パルスの振幅値の２５％と７５％に達する時間（往復の伝搬遅延時間）を測定し、それらの時間差を２で除算した時間を伝搬遅延時間として求める方法である。
【０００４】
しかし、このようなＴＤＲ法は、伝送線路での信号の減衰が無い理想的な場合を想定したものであるが、現実には伝送線路では減衰が生じるため、試験パルスの波形に鈍りが起き、往復の伝搬遅延時間は開放端までの伝搬遅延時間の２倍に等しくならず、測定誤差が発生する。
【０００５】
そこで、伝送線路の減衰値と測定誤差との対応関係を求めて補正データとしてデータテーブルに予め保存しておき、演算回路は、シミュレーションにより得られた減衰値と測定誤差の補正用データをデータテーブルから読み出し、実測により求められる伝搬遅延時間から、補正用の測定誤差を引くことで、より誤差の少ない伝搬遅延時間を求めるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３８９３８（第３頁−４頁、図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、数ＧＨｚ以上の高速信号伝送に用いる差動伝送線路間の伝搬遅延時間差測定を行い、線路長の調整を行った場合に、差動線路間の伝搬遅延差の精度は、数十ｐＳ以上の精度が必要となる。ところが、上述した従来技術では、試験用のパルス信号を使用し、かつ被試験伝送線路も実際に使用される接続状態とは異なる状態で試験されるため、差動線路のそれぞれの伝搬遅延時間を測定した場合、シミュレーション精度および測定精度は要求される差動線路間の伝搬遅延差を満足できなくなるという問題がある。
【０００８】
本発明の主な目的は、特に高周波信号伝送に必要な高精度の遅延差測定が可能となる差動線路の遅延差測定方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の伝送線路間遅延差測定装置は、被測定差動伝送線路（図１の２）が実際に使用される場合と同じ高周波の正負２つの出力信号を発生して被測定差動伝送線路の一方の端子に供給する信号発生器（図１の１）と、被測定伝送線路の他方の端子から入力するケーブル出力信号の位相を正負別個に変化させることが可能な位相可変器（図１の３および４）と、位相可変器からの出力信号の符号誤りを検出する符号誤り検出器（図１の６）とを含み、位相可変器においてケーブル出力信号の位相を正負両方向に変化させた場合に、符号誤り検出器が顕著な符号誤り率増加となる符号誤りを検出した時の正負両方向における位相変化量に基づいて被測定差動伝送線路の遅延差を求めることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、被測定差動伝送線路が実際に使用される場合と同じ高周波の正負２つの出力信号を被測定差動伝送線路の一方の端子に供給する。そして、被測定伝送線路の他方の端子から位相可変器に入力するケーブル出力信号の位相を正負別個に変化させ、位相可変器からの出力信号の符号誤りを検出する。その際、ケーブル出力信号の位相を正負両方向に変化させた場合に、符号誤り検出器が顕著な符号誤り率増加となる符号誤りを検出した時の正負両方向における位相変化量に基づいて被測定差動伝送線路の遅延差を求める。
【００１１】
このように、本発明は、実際に使用される高周波数信号を使用し、かつ被試験伝送線路も実際に使用される接続状態で試験するため、高周波信号伝送に必要な高精度な差動線路間の伝搬遅延差の測定が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
［構成の説明］
図１は本発明の伝送線路間遅延差測定装置の一実施例を示すブロック図である。図１において、信号発生器１の正負２つの出力は、それぞれ被測定差動伝送線路２の一端（左端）の２つの端子にそれぞれ接続されている。また、被測定伝送線路２の他端（右端）の一方の端子は、位相可変器３を介して波形等化再生器５の正の入力に接続され、被測定伝送線路２の他端の他方の端子は、位相可変器４を介して波形等化再生器５の負の入力に接続されている。波形等化再生器５の出力は符号誤り検出器６の入力に接続される。
【００１４】
信号発生器１は、被測定差動伝送線路２が実際に使用される場合と同じく数ＧＨｚ以上の高周波の出力信号１０１を発生する。被測定差動伝送線路２の断面は図７に示したとおりであって、数ＧＨｚ以上の高速電気信号を伝送することができる。その両端は信号発生器１と位相可変器３，４に接続されているので、実際の使用状態を実現している。
【００１５】
位相可変器３，４は、信号発生器１からの出力信号１０１が被測定差動伝送線路２を通過することにより損失，遅延の影響を受け、測定不能なほどに波形が劣化したケーブル出力信号１０２に対して、正の入力，負の入力の位相を調整する。位相の調整は、位相可変器３，４が備えているダイヤルの操作、または位相可変器３，４に供給されている電圧を制御することによって行う。位相を調整すると、後述するように、符号誤り検出器６で検出される符号誤り率が変化するので、これを利用することによって被測定差動伝送線路２の遅延時間差を求めるのである。
【００１６】
波形等化再生器５は、位相可変器３，４からの位相可変器出力１０３の波形を整形し再生する。これは、位相可変器出力１０３の波形のままでは符号誤り検出器６における符号誤りの検出が困難であるため、位相可変器出力１０３の波形を整形し再生することにより、支障なく符号誤りを検出できるようにしたものである。
【００１７】
符号誤り検出器６は、波形等化再生器出力１０４の符号誤りを検出する。符号誤りの検出は、位相可変器３，４の正負の位相差（正負の位相差を以下、「差動位相差」と記す）を変化させながら行う。波形等化再生器出力１０４の符号誤り率は、図３に示すように、位相可変器３，４の位相差によって変化する。そこで、符号誤り率の特徴的な点を求め、その結果に基づいて被測定差動伝送線路２の遅延差を算出する。
【００１８】
［動作の説明］
以下、本実施例の動作につき、図２，図３および図５を用いて説明する。被測定差動伝送線路２は、図１に示したように信号発生器１と位相可変器３，４に接続され、波形再生等化器５および符号誤り検出器６も図１のとおりに取り付けられる。
【００１９】
信号発生器１は、数ＧＨｚ以上の高周波の出力信号１０１を発生し、出力信号１０１は劣化のないまま、被測定差動伝送線路２に入力される。出力信号１０１は被測定差動伝送線路２を通過すると、伝送線路の損失，遅延の影響により、測定不可能なほどに波形が著しく劣化する。そのケーブル出力信号１０２は位相可変器３，４により調整され、位相可変器信号１０３が得られる。
【００２０】
位相可変器出力１０３は、波形等化再生器５により、等化再生され、波形等化再生器信号１０４となる。波形等化再生器信号１０４は、符号誤り検出器６に入力され、そこで符号誤り率が判定される。
【００２１】
ここで、波形等化再生器５の入力端おける位相可変器出力１０３の差動位相差は、被測定差動伝送線路２の遅延差と位相可変器３，４の位相差との和（以下、「差動間遅延」と記す）で定まるが、図２に示すように、その差動間遅延の量により、波形等化再生器出力信号１０４のジッタ量が変化する。
【００２２】
図２（Ａ）は差動間遅延が０の場合における波形等化再生器出力信号１０４の波形を示しており、ジッタが見られない。図２（Ｂ）は差動間遅延が中の場合における波形等化再生器出力信号１０４の波形を示しており、ジッタが目立っているが、アイパターンの幅の方がジッタの幅より広くて符号の識別はまだ可能な状態である。しかし、図２（Ｃ）に示すように、差動間遅延が大きくなって、アイパターンの幅のよりジッタの幅の方が広くなると、符号の識別は不能な状態となり、符号誤り検出器６は符号誤りを検出する。
【００２３】
図３は、位相可変器３，４を調整し、波形等化再生器５の入力端における差動間遅延を変化させ、波形等化再生器５の出力の符号誤りを符号誤り検出回路６により検出し、その結果により求めた符号誤り率をプロットした符号誤り率曲線を示す。図３を参照すると、符号誤り率は、符号誤りのないＡ点等の状態からＢ点およびＣ点において急増していることが読み取れる。
【００２４】
次に、被測定差動伝送線路２の差動遅延差を求める方法について図５を参照して具体的に説明する。
【００２５】
いま、被測定差動伝送線路２の遅延差をＸ、試験信号の周期をＳとする。この場合、図５▲１▼に示すように、ケーブル出力信号１０２の差動遅延差はＸとなる。位相可変器３，４の位相差を０に調整した場合、図５▲２▼に示すように、位相可変器出力１０３の差動間遅延は、図５▲１▼におけるケーブル出力信号１０２の差動遅延差と同じＸとなる。このときの可変器出力１０３の差動間遅延を図３においてＡ点として示している。この状態では、図２（Ａ）に示したように、波形等化再生器出力信号１０４の波形にジッタは見られない。
【００２６】
この状態から、例えば、位相可変器３の位相を正方向に変化させる。すると、図２（Ｂ）に示したように、波形等化再生器出力信号１０４の波形にジッタが現れ、位相可変器３の位相が正方向へ進むにつれてジッタの幅が拡大していく。そして、ついには図２（Ｃ）に示したように、ジッタの幅の方がアイパターンの幅より広くなって符号の識別が不能となるに到り、符号誤り検出器６は符号誤りを検出する。
【００２７】
そして、一旦符号誤りが検出されると、正誤の閾値を超えたことにより符号誤り率は急増する。このときの符号誤り率が急激に劣化した点を図３ではＢ点として示している。また、このときの位相可変器３の図５▲２▼からの位相変化量を図５▲３▼でＹとして示している。
【００２８】
次に、位相可変器３の位相を負方向に変化させる。すると、図２（Ｂ）の状態を経て図２（Ｃ）の状態に到る。このときの符号誤り率が急激に劣化した点を図３ではＣ点として示している。また、このときの位相可変器３の図５▲２▼からの位相変化量を図５▲３▼でＺとして示している。
【００２９】
以上のＳ，Ｘ，ＹおよびＺの間には、Ｙ＝Ｓ＋Ｘ、Ｚ＝Ｓ−Ｙの関係があることが図５から明らかである。この２つの式より、Ｘ＝（Ｙ−Ｚ）／２となり、Ｙ（Ｂ点）とＺ（Ｃ点）の測定により、被測定差動伝送線路２の遅延差Ｘを求めることができる。図３では、Ｂ点とＣ点の中心をＤ点として示しているので、Ｄ点とＡ点との差Ｅを求めることにより、結果として被測定差動伝送線路２の遅延差Ｘは図３におけるＥで示されることがわかる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、実際に使用される高周波数信号を使用し、かつ被試験伝送線路も実際に使用される接続状態で試験するため、高周波信号伝送に必要な高精度な差動線路間の伝搬遅延差の測定が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伝送線路間遅延差測定装置の一実施例を示すブロック図
【図２】本発明において差動間遅延を変化させた場合における波形等化再生器出力信号のジッタ発生の様子を示す図
【図３】本発明における符号誤り検出に基づく符号誤り率を差動間遅延に対してプロットした図
【図４】一般的な差動伝送ケーブルの一例を示す断面図
【図５】本発明において被測定差動伝送線路間の遅延差を求める場合の差動信号の位相遷移図
【符号の説明】
１　　　信号発生器
２　　　被測定差動伝送線路
３　　　位相可変器
４　　　位相可変器
５　　　波形等化再生器
６　　　符号誤り検出器
【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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