(57)【要約】【課題】データの入出力が行われる被測定物の伝達関数を正確に測定できるようにする。【解決手段】測定システム１は、記録再生機器Ｗに入力する入力信号を生成させる入力信号発生手段２と、記録再生機器Ｗから出力される出力信号を取得し、入力信号発生手段２から入手する入力信号と記録再生機器Ｗの出力信号から記録再生機器Ｗの伝達関数を演算する伝達関数演算手段３と、演算結果をディスプレイなどに出力するための出力制御手段４とを有し、さらに入力信号発生手段２と記録再生機器Ｗとの間にＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換器５を、記録再生機器Ｗと伝達関数演算手段３との間にＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換器６をそれぞれ介在させている。【選択図】  図１
2004274110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対して所定の出力信号を出力する対象物の伝達関数を測定する方法であって、前記伝達関数を測定する周波数帯域に連続したスペクトルを有し、周期性を有する基準信号を前記入力信号としたときに得られる前記出力信号と、前記基準信号と同一のクロック周波数で発生させた前記入力信号と同一の信号とを取得して各々の信号の１周期分の位相合わせを行ってから前記伝達関数を演算することを特徴とする伝達関数の測定方法。
【請求項２】
前記基準信号は、Ｍ系列擬似ランダム信号であること特徴とする請求項１に記載の伝達関数の測定方法。
【請求項３】
前記基準信号は、矩形波形信号であることを特徴とする請求項１に記載の伝達関数の測定方法。
【請求項４】
入力信号に対して所定の出力信号を出力する対象物の伝達関数を測定するために用いられるプログラムであって、前記伝達関数を測定する周波数帯域に連続したスペクトルを有し、周期性を有する基準信号を発生させる手段、前記基準信号を前記入力信号としたときに得られる前記出力信号と、前記基準信号と同一のクロック周波数で発生させた前記入力信号と同一の信号とを取得して各々の信号の１周期分の位相合わせを行ってから前記伝達関数を演算する手段、として電子計算機を機能させることを特徴とする伝達関数の測定用プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の伝達関数の測定用プログラムを電子計算機に実行させ、前記対象物の前記伝達関数を測定できるように構成した伝達関数の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝達関数を測定する方法、および伝達関数を測定するために用いられるプログラム、ならびに伝達関数を測定できる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録再生機器は、情報を符号化して媒体に記録し、別の時間に再生して元の情報を再構築する装置であり、同じ情報を出し入れすることになるので、伝送路としてみると、ほぼ線形の伝送路とみなすことができる。
線形の伝送路を持つシステム、つまり線形システムにおいて、伝達関数ｇ（ｔ）は、その入力信号ｒ（ｔ）と出力信号ｐ（ｔ）とから以下のように定義することができる（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【数１】
2004274110.tif 000003
これを周波数軸に着目して表現すると、
【０００４】
【数２】
2004274110.tif 000004
となる。Ｇ（ω）はシステムの伝達関数と呼ばれ、
【０００５】
【数３】
2004274110.tif 000005
で計算される。システムの伝達関数Ｇ（ω）は一般に複素数となり、通常、振幅特性と位相特性とで表現されることが多い。
【０００６】
このような伝達関数を測定する方法としては、ネットワークアナライザを用いる方法があげられる。この方法は、伝達関数を測定したい伝送路にネットワークアナライザから出力した基準信号を通過させ、その出力信号と基準信号とをネットワークアナライザ内において比較することで伝送路の伝達関数を測定するものである。
【０００７】
【非特許文献１】
スペクトル解析（朝倉書店、ｐｐ１２２〜１２６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のネットワークアナライザを用いた伝達関数の測定方法では、基準信号を必要とするためにリアルタイムの測定しか行えず、記録再生機器、つまり信号を記録し、後にその信号を再生する伝送路の伝達関数の測定は、行うことができなかった。これは、記録時の基準信号を伝達関数の演算時に取得することができないからである。したがって、本発明は、このような課題を解決することを目的とし、データの入出力が行われる伝送路の伝達関数を正確に測定できるようにするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段としては、以下のようにして伝達関数を演算することがあげられる。すなわち、入力信号に対して所定の出力信号を出力する対象物の伝達関数を測定する方法であって、伝達関数を測定する周波数帯域に連続したスペクトルを有し、周期性を有する基準信号を入力信号としたときに得られる出力信号と、基準信号と同一のクロック周波数で発生させた前記入力信号と同一の信号とを取得して各々の信号の１周期分の位相合わせを行ってから伝達関数を演算するものである。
【００１０】
周期性を有する基準信号は、複数の周期性を有する関数の集合体とみなせるので、発生時にその周期性を特定しておけば、後から再現できる。このような基準信号を使用することで、対象物に基準信号を入力した時刻と、対象物から出力信号が出力される時刻との間にまったく相関がない場合であっても基準信号を再現することが可能であることから伝達関数の測定が可能になる。しかも、その際に、基準信号と、対象物からの出力信号との位相合わせを行うことで、信号遅延による位相差を除去することができる。
【００１１】
ここで、前記基準信号は、Ｍ系列（Ｍａｘｉｍｕｍ  ｌｅｎｇｔｈ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ；最大長系列）擬似ランダム信号か、ステップ波形信号であることが望ましい。Ｍ系列擬似ランダム信号は、計算により発生させる場合に、その生成多項式が既知であれば、後に同一の計算機、もしくは異なる計算機でも再現することが可能である。また、ステップ波形信号は周期が既知であれば、後に同一の計算機、もしくは異なる計算機、あるいは波形発生器でも再現することが可能である。
【００１２】
また、入力信号に対して所定の出力信号を出力する対象物の伝達関数を測定するために用いられるプログラムであって、伝達関数を測定する周波数帯域に連続したスペクトルを有し、周期性を有する基準信号を発生させる手段、基準信号を入力信号としたときに得られる出力信号と、基準信号と同一のクロック周波数で発生させた前記入力信号と同一の信号とを取得して各々の信号の１周期分の位相合わせを行ってから伝達関数を演算する手段、として電子計算機を機能させる伝達関数の測定用プログラムとしても良い。さらに、このような測定用プログラムを電子計算機に実行させ、前記対象物の前記伝達関数を測定できるように構成した伝達関数の測定装置であっても良い。
【００１３】
前記のプログラムは、コンピュータなどにインストールして、起動させることにより伝達関数の測定を可能にするものであり、記録媒体に記録された状態や、コンピュータにインストールされた状態を含む。また、このようなプログラムを備えた伝達関数の測定装置の一例としては、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザなどがあげられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に本実施形態における伝達関数の測定システムの概略構成図を示す。測定システム１は、コンピュータなどに測定プログラムを起動させることで実現される手段であって、データの入出力が行われる被測定物（対象物）である記録再生機器Ｗに入力する入力信号（記録信号）を生成させる入力信号発生手段２と、記録再生機器Ｗから出力される出力信号（再生信号）を取得し、後に説明する処理を行って記録再生機器Ｗの伝達関数の演算を行う信号処理部である伝達関数演算手段３と、演算結果を不図示のディスプレイなどに出力するための出力制御手段４とを有し、さらに入力信号発生手段２と記録再生機器Ｗとの間にＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換器５を、記録再生機器Ｗと伝達関数演算手段３との間にＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換器６を、それぞれ介在させている。
【００１５】
図１および図２に示す入力信号発生手段２は、Ｍ系列の擬似ランダム信号を発生させ、これを基準信号データとして出力する。出力先は記録再生装置Ｗであるが、後に伝達関数を演算する際には図１に破線で示すように伝達関数演算手段３にも同じ基準信号データを出力する。Ｍ系列擬似ランダム信号は、生成多項式ｕ（ｘ）から計算により作成される擬似的なランダム信号で、所定の帯域内で一様なスペクトルを有し、周期性を持つものである。クロック周波数ｆｃと１データ当たりのポイント数とを適切に選ぶことで目標帯域内のすべてにエネルギーを持つ信号にすることができる。生成多項式ｕ（ｘ）としては、以下に示すものがあげられる。
【００１６】
【数４】
2004274110.tif 000006
なお、Ｍ系列擬似ランダム信号は、前記したように周期的で、かつ擬似的なランダムな信号であるので、周期性を持つ関数であるといえる。本実施形態では、後に説明する伝達関数の測定は、１周期分のＭ系列擬似ランダム信号をサンプリングして行われる。
【００１７】
伝達関数演算手段３は、図３に詳細を示すように、入力信号発生手段２から出力される基準信号データと記録再生機器Ｗから取得する再生信号データとの相互相関を演算する相互相関演算部３１と、相互相関を演算することにより基準信号データと再生信号データとのシフト量を演算するシフト量演算部３２と、演算されたシフト量だけ再生信号データをシフトさせるデータシフト部３３と、基準信号データおよびシフト後の再生信号をそれぞれＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理するＦＦＴ処理部３４と、ＦＦＴ処理後の再生信号データをＦＦＴ処理後の基準信号データで除算して伝達関数を算出する計算器３５と、算出した伝達関数から振幅特性と位相特性とをそれぞれ分離して、振幅特性データと位相特性データとを出力する振幅位相分離部３６とを備える。
【００１８】
相互相関演算部３１は、基準信号データおよび再生信号データの２つのデータ（信号）の相関、つまり、２つのデータがどの程度類似しているか、あるいは、２つのデータが時間的にどの程度ずれているかを調べる。まず、時間軸に着目して演算する場合の相互相関関数を示す。
【００１９】
【数５】
2004274110.tif 000007
【００２０】
相互相関関数Ｒ１２（τ）とは、時間軸をτだけずらして、所定区間内で関数ｆ１（ｔ）と関数ｆ２（ｔ）との内積をとるもので、関数ｆ１（ｔ）、関数ｆ２（ｔ）は、時間ｔの関数として取り扱ったときの基準信号データおよび再生信号データに相当する。２つのデータが完全に一致しているときは、相互相関関数Ｒ１２（τ）の値は最大値をとり、２つのデータのずれ量に応じて相互相関関数Ｒ１２（τ）の値は減少して０に近づく。
【００２１】
一方、周波数軸に着目して演算する場合の相互相関関数を示す。
【００２２】
【数６】
2004274110.tif 000008
【００２３】
この場合の処理を図４に示す。関数ｆ１（ｔ）、例えば再生信号データは、フーリエ変換により周波数領域のスペクトルＦ１（ω）を得る。関数ｆ２（ｔ）、例えば基準信号データは、フーリエ変換によりスペクトルＦ２（ω）を得る。これを反転処理して得られるスペクトルＦ２（−ω）は、前記のスペクトルＦ１（ω）に積算される。積算結果は、逆フーリエ変換されて時間軸の関数に変換され、相互相関関数Ｒ１２（τ）を得る。
【００２４】
本実施形態における伝達関数の測定の処理手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
まず、入力信号発生手段２が、生成多項式ｕ（ｘ）を用いてＭ系列擬似ランダム信号を発生させる（ステップＳ１）。発生させたＭ系列擬似ランダム信号は、基準信号データとしてＤ／Ａ変換器５を経て記録再生機器Ｗに入力されるので、この基準信号データを記録再生機器Ｗが記録する（ステップＳ２）。そして、この記録再生機器Ｗで一旦記録した基準信号データを再生し（ステップＳ３）、再生により出力される再生信号データをＡ／Ｄ変換器６を介して伝達関数演算手段３が取得する（ステップＳ４）。さらに、伝達関数演算手段３は、入力信号発生手段２から記録再生機器Ｗに出力したものと同じＭ系列擬似ランダム信号からなる基準信号データを取得する（ステップＳ５）。ここにおいて、入力信号発生手段２は、前記のステップＳ１で発生させたＭ系列擬似ランダム信号の生成多項式ｕ（ｘ）と、クロック周波数ｆｃと、１データ当たりのポイント数とを記憶しておき、これと同じ生成多項式、クロック周波数およびポイント数を用いて、同一のＭ系列擬似ランダム信号を発生させる。
【００２６】
伝達関数の演算に必要なデータを取得した伝達関数演算手段３は、図３に示す相互相関演算部３１で再生信号データと基準信号データとの相互相関演算を行い（ステップＳ６）、シフト量演算部３２で基準信号データに対する再生信号データのシフト量を演算する（ステップＳ７）。データシフト部３３は、そのシフト量を持って再生信号データに補正を行う（ステップＳ８）。そして、基準信号データと、補正後の再生信号データとをＦＦＴ処理部３４でそれぞれＦＦＴ処理し（ステップＳ９）、計算器３５で補正およびＦＦＴ後の再生信号データをＦＦＴ後の基準信号データで除算して伝達関数を算出する（ステップＳ１０）。得られた伝達関数を、振幅位相分離部３６において振幅特性のデータと位相特性のデータとに分離し、出力し（ステップＳ１１）、処理を終了する。
【００２７】
ステップＳ１で発生させられるＭ系列擬似ランダム信号のパターンと、ステップＳ５で発生させられるＭ系列擬似ランダム信号のパターンとは同一のものを発生させることが可能であるが、その位相まで同一であるとは限らない。振幅特性は、絶対値の比であるので位相差には影響を受けないが、位相特性は、信号間の遅延による位相差が誤差要因となり、しかも遅延誤差は周波数に比例して大きくなるので真の値を求め難い。このような遅延による位相誤差の要因を除去するために、本実施形態では、伝達関数演算手段３が、Ｍ系列擬似ランダム信号からなる基準信号データをレファレンスとして取得して、再生信号データと基準信号データとの相互相関関数を計算することにしている。相互相関関数を計算すると、再生信号データと基準信号データとの位相差（ビットのずれ量）が計算されるので、そのビットのずれ量だけ再生信号データもしくは基準信号データのいずれか一方のデータのビットをシフトさせる。ビットシフトは、１周期分のデータの先頭と最後尾を繋ぎ合わせて、リンク状にしてからデータをずらしても良いし、数周期分のデータを前もって用意し、先頭の位置をずらしながら１周期分のデータを抽出しても良い。
【００２８】
このように、記録後に再生する（リアルタイムに限定されない）ような系についての伝達関数を計算し、かつ位相誤差を除去することにより得られる振幅特性データと位相特性データとを図６（ａ），（ｂ）に示す。なお、伝達関数の被測定物である記録再生機器Ｗとしては、光ディスクおよびその記録再生機器を用いた。
【００２９】
図６（ａ）に示す振幅特性のデータは、横軸が周波数（ＭＨｚ）、縦軸が振幅（ｄＢ）である。この図からは周波数の増加に伴い減衰が大きくなっていることがわかる。図６（ｂ）に示す位相特性のデータは、横軸が周波数（ＭＨｚ）、縦軸が位相（度）である。基準信号データを参照しない場合、つまり位相誤差の要因を除去しなかった場合の位相特性データ（図６（ｃ））に比べて、周波数に対して特定の位相（図６（ｂ）ではほぼフラット）を得ることができている。ちなみに、プロファイルが高周波数領域で振動しているのは、伝送帯域外では振幅特性がほぼゼロ（図６（ａ）参照）なので位相特性が確定されずに振動するためである。
【００３０】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、ＳＮ比の良いデータを得るためには、目的とする周波数帯域内での記録信号のエネルギスペクトルをフラットに近づける必要がある。このため、Ｍ系列擬似ランダム信号の生成多項式時の次数（前記数４で示す生成多項式ｕ（ｘ）のｊ）は、５次、または６次以上である必要がある。その一方、次数が１５次を超えると計算量が膨大になるので実用的ではない。得られるデータのプロファイルの精度と計算の効率化の観点から最も好ましい次数は、８次あるいはその前後の次数である。
【００３１】
なお、入力信号発生手段２と同じ生成多項式ｕ（ｘ）を伝達関数演算手段３が備え、両手段２，３が同じクロック周波数ｆｃで同じＭ系列擬似ランダム信号を発生できるようにし、基準信号データとして伝達関数演算手段３で発生させたＭ系列擬似ランダム信号と、出力信号発生手段２から記録再生機器Ｗを経て入力される再生信号データとから伝達関数を測定しても良い。
【００３２】
また、Ｍ系列の擬似ランダム信号を発生させる手段としては、Ｍ系列発生器を用いても良い。このような発生器（Ｍ系列発生器）は、次数の数に応じた複数個のシフトレジスタとその出力をシフトレジスタの入力へフィードバックする論理回路と係数器とで構成される。
【００３３】
Ｍ系列発生器を使用する場合の入力信号発生手段２の構成を図７に示す。入力信号発生手段２は、前記した生成多項式ｕ（ｘ）を備えたＭ系列発生器２２と、発生させたＭ系列の擬似ランダム信号をデジタル信号の基準信号データに変換するＡ／Ｄ変換器２３とを備える。この場合に、Ａ／Ｄ変換器２３から出力される基準信号データは、伝達関数演算手段３に入力され、伝達関数の演算に利用される。一方、Ａ／Ｄ変換器２３を介さない出力である記録信号は、記録再生機器Ｗの入力信号となる。
【００３４】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態について説明する。なお、前記の第一実施形態と重複する部分についてはその説明を省略する。
本実施形態において伝達関数を測定するシステムは、図１に示す測定システム１と同様の基本構成を有するが、コンピュータなどに起動させる測定プログラムが基準信号データとしてステップ波形信号を用いて記録再生機器Ｗの伝達関数を測定することを特徴とする。
【００３５】
そして、ステップ波形信号は、ここでは、図８（ａ）に示す矩形波形の半周期部分や、図８（ｂ）に示すＭ系列擬似ランダム信号のステップ波形部分を用いている。
入力信号発生手段２は、所定の周期を有する矩形波やステップ波形を含むＭ系列擬似ランダム信号波形を発生させる。なお、ここでいう所定の周期とは、目標とする周波数帯域の下限の周波数に相当する周期である。例えば、光ディスク伝送系では、低域遮断周波数が数１００ｋＨｚであるので、矩形波形の周波数として２００ｋＨｚから１ＭＨｚ程度、周期として５×１０−６秒から１×１０−６秒程度が選択される。矩形波形での分析部分は、ステップ波形（立上がり部分、もしくは立下り部分）とみなせる矩形波形の半周期部分であるから、前記波形では時間として２．５×１０−６秒から５×１０−７秒程度となる。また、Ｍ系列擬似ランダム信号では、波形に上記期間のステップ波形部分（立上がり部分、もしくは立下り部分）があれば良い。
【００３６】
図９に示すように伝達関数演算手段３は、入力信号発生手段２から出力される基準信号データと記録再生機器Ｗから取得する再生信号データとの相互相関を演算する相互相関演算部３１と、シフト量を演算するシフト量演算部３２と、演算されたシフト量だけ再生信号データをシフトさせるデータシフト部３３と、基準信号データおよびシフト後の再生信号のそれぞれに窓関数（ウィンドウ）を掛けてデータの振幅特性を操作する窓関数処理部３７と、ＦＦＴ処理部３４と、伝達関数を算出する計算器３５と、算出した伝達関数から振幅特性と位相特性とをそれぞれ分離して、振幅特性データと位相特性データとを出力する振幅位相分離部３６とを備える。
【００３７】
窓関数処理部３７は、窓関数を用いることで、後のＦＴＴ処理において発生する不要な周波数成分の漏れが伝達関数の算出結果に混入することを防止する。つまり、再生信号データの取り込み期間と基準信号データの期間との不一致による影響を軽減させる処理を行うもので、この窓の中の部分だけが繰り返す周期波形としてデータを取り扱うために用いられる。この目的から、本実施形態において窓関数は、両端がゼロとなるような窓関数、例えば、ブラックマン−ハリス（Ｂｌａｃｋｍａｎ−Ｈａｒｒｉｓ）窓が望ましいが、両端がゼロにならない窓関数、例えば、ハミング（Ｈａｍｍｉｎｇ）窓であっても良い。
【００３８】
ブラックマン−ハリス窓は、メインローブのすぐ脇に出るサイドローブがハミング窓よりも大きく減衰する窓関数であり、以下の式で定義することができる（この式においてＴは、窓関数の周期である。）。
【００３９】
【数７】
2004274110.tif 000009
【００４０】
ハミング窓は、メインローブのすぐ脇に出るサイドローブの大きさを抑えた窓関数で、以下の式で定義することができる（この式においてＴは、窓関数の周期である。）。
【００４１】
【数８】
2004274110.tif 000010
【００４２】
本実施形態における伝達関数の測定の処理手順について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
まず、入力信号発生手段２が、所定の周期を有する矩形波形信号を発生させる（ステップＳ２１）。これをＤ／Ａ変換器５を介して記録再生機器Ｗが取得し、基準信号データとして記録する（ステップＳ２２）。そして、この記録再生機器Ｗで一旦記録した基準信号データを再生し（ステップＳ２３）、再生により出力される再生信号データをＡ／Ｄ変換器６を介して伝達関数演算手段３が取得する（ステップＳ２４）。さらに、伝達関数演算手段３は、入力信号発生手段２から記録再生機器Ｗに出力したものと同じ矩形波形信号からなる基準信号データを取得する（ステップＳ２５）。ここにおいて、入力信号発生手段２は、前記ステップＳ２１において発生させた矩形波形信号の周波数あるいは周期をあらかじめ記憶しておき、これと同じ周波数を有する矩形波形信号を発生させる。
【００４４】
伝達関数の演算に必要なデータを入手した伝達関数演算手段３は、図９に示す相互相関演算部３１における再生信号データと基準信号データとの相互相関演算（ステップＳ２６）と、シフト量演算部３２におけるシフト量の演算（ステップＳ２７）と、これを用いてデータシフト部３３で行う再生信号データの補正（ステップＳ２８）とを順番に行う。そして、窓関数処理部３７で、基準信号データと、補正後の再生信号データとのそれぞれに窓関数を掛け（ステップＳ２９）、ＦＦＴ処理部３４でＦＦＴ処理を行い（ステップＳ３０）、補正後およびＦＦＴ後の再生信号データを、ＦＦＴ後の基準信号データで計算器３５で除算して伝達関数を算出する（ステップＳ３１）。得られた伝達関数は、振幅位相分離部３６で振幅特性のデータと位相特性のデータとに分離し、出力して（ステップＳ３２）、処理を終了する。
【００４５】
ここで、ステップＳ２１で発生させた矩形波形信号と、ステップＳ２５で発生させた矩形波形信号とは、同一の波形を有するが、位相が同一であるとは限らない。振幅特性は、絶対値の比であるので位相差には影響を受けないが、位相特性は、信号間の遅延による位相差が誤差要因となり、しかも遅延誤差は、周波数に比例して大きくなるので真の値を求め難い。このような遅延による位相誤差の要因を除去するために、本実施形態では、伝達関数演算手段３が、矩形波形信号からなる基準信号データをレファレンスとして取得して、再生信号データと基準信号データとの相互相関関数を計算することにしている。相互相関関数の計算およびその後のデータのシフトは、前記実施形態と同じ処理であるので、説明を省略する。
【００４６】
このように、記録後に再生する（リアルタイムに限定されない）ような系についての伝達関数を計算し、かつ遅延誤差を除去することにより、周期成分の漏れと遅延誤差の無い振幅特性データと位相特性データとが得られる。図１１（ａ），（ｂ）に、振幅特性データと位相特性データの例をそれぞれ示す。ステップ波形信号は、前記第一実施形態のＭ系列擬似ランダム信号の場合に比べてデータ量が少ないので、データ間を補完したプロファイルが得られているが、その分データ処理量が少ないので、高速な演算処理が可能になる。
【００４７】
ちなみに、窓関数を使用した場合の効果について、図１２（ａ）、（ｂ）に窓関数（ウィンドウ）を用いた場合の振幅特性データを示し、図１２（ｃ）に窓関数を用いない場合の振幅特性データを示す。
【００４８】
図１２（ａ）はブラックマン−ハリス窓を用いた場合の振幅特性データであり、図１２（ｂ）はハミング窓を用いた場合の振幅特性データである。これらの場合は、共に周期成分の漏れの少ないデータが得られている。これに対して、窓関数を一切用いない場合の振幅特性データは、図１２（ｃ）のように周期成分の漏れに埋もれて、真の特性を知ることができない。
【００４９】
ちなみに、図１２（ａ），（ｂ）からわかるように、両端がゼロになる窓関数であるブラックマン−ハリス窓を用いる方が、ハミング窓を用いる場合に比べて周期成分の漏れの少ない振幅特性データ（および位相特性データ）を得ることができる。したがって、本実施形態で最も好ましい窓関数は、両端がゼロになる窓関数であるといえる。
【００５０】
本実施形態の伝達関数の測定方法によれば、発生プロセスが簡単で、処理するデータ量が少なくて済む矩形波形信号を用いて伝達関数を測定することが可能であり、前記と同様に基準信号データを取得して、基準信号データと再生信号データとのシフト量を演算することで遅延誤差を除去することができる。さらに、この際に窓関数を使用することで、振幅特性データおよび位相特性データを精度良く取得することができる。
【００５１】
なお、本発明は前記の各実施形態に限定されずに広く応用することが可能であえる。
例えば、基準信号データであって、伝達関数演算手段３に入力されるデータは、入力信号発生手段２で発生させられるとしたが、伝達関数演算手段３が基準信号データを発生させる手段を備えても良い。すなわち、基準信号データがＭ系列擬似ランダム信号からなる場合には、入力信号発生手段２と同じ生成多項式ｕ（ｘ）、クロック周波数ｆｃ、およびポイント数を、伝達関数演算手段３があらかじめ記憶しておくか、同じ発生回路を具備させる。また、基準信号データが矩形波形信号からなる場合には、入力信号発生手段２と同じ周波数を、伝達関数演算手段３があらかじめ記憶しておく。どちらの場合も、伝達関数演算手段３が出力信号を取得したら、記録再生機器Ｗに入力される基準信号データと同じ基準信号データを発生させて、この基準信号データを利用して伝達関数を演算する。
【００５２】
伝達関数を計算する場合、入力信号の条件は分析帯域内全域にわたってエネルギー成分を持てば良く、この条件を満たす信号としては、Ｍ系列擬似ランダム信号、ステップ波形信号の他に、正弦波スイープ信号、正弦積分波形などを用いることができる。また、これらのうちの２つ以上をユーザが選択できるようなプログラム構成または装置構成を有しても良い。
【００５３】
前記の各実施形態において、伝達関数の演算に先駆けて行われる相関関数演算におけるデータシフト処理は、再生信号データに対して行ったが、再生信号データに対する基準信号データのシフト量を調べ、基準信号データをデータシフトさせても良い。
【００５４】
被測定物は、記録再生機器Ｗに限定されない。記録や再生を行わずに、入力信号に所定のデータ処理を意図的に施して、もしくは結果的にデータが加工されてデータが出力される伝送路であれば、各実施形態と同様に伝達関数を求めることができる。後者の例としては、振幅ひずみや、遅延ひずみといった線形ひずみが発生して通信品質が劣化する場合の同軸ケーブルや光ファイバなどがあげられる。
【００５５】
各実施形態における測定プログラムの実施とは、コンピュータに記憶もしくは起動している状態のみならず、ＣＤ−ＲＯＭなどの磁気記録媒体に記録してコンピュータで読み出し可能な状態にしたり、通信網を介して接続可能なダウンロード可能な状態にしたりすることも含むものとする。測定プログラムは、入力信号発生手段２、伝達関数演算手段３、および出力制御手段４としてコンピュータを機能させるプログラム、または伝達関数演算手段３、および出力制御手段４としてコンピュータを機能させるプログラム、あるいは伝達関数演算手段３としてコンピュータを機能させるプログラムのいずれかを示すものとする。
【００５６】
また、各実施形態における入力信号発生手段２および伝達関数演算手段３ならびに出力制御手段４を含む装置としては、オーディオアナライザなどのＦＦＴアナライザがあげられる。ＦＦＴアナライザは、入力された信号波形をサンプリングすることによりデータとして記憶し、ＦＦＴ処理を行い、処理結果を画面表示する測定器であり、測定プログラムの搭載などにより本実施形態に示すような伝達関数の測定機能を備えることで、記録再生機器Ｗの特性を精度良く検査することが可能になり、記録再生機器Ｗの調整や、再生等化回路の特性の決定などを簡単に行えるようになる。
【００５７】
なお、一般に記録再生機器（記録再生装置）において、復号時に、誤り率を確保するための再生信号データの振幅−周波数特性は、直線下降特性など、ある特定の特性に等化器を用いて等化される。このときに、記録再生機器の伝達関数が分かっていれば、等化器の等化特性は、目標とする特性と伝達関数から正確に求めることができる。そのため、例えば、パーシャルレスポンス方式の回路設計に伝達関数を利用できるようになる。
また、ＰＲＭＬ方式を用いる場合は、パーシャルレスポンス（ＰＲ）特性を記録再生機器の伝達関数に合わせられれば等化が必要なく、ＳＮ比が最良の状態で復号できる。そのため、パーシャルレスポンス（ＰＲ）特性を記録再生機器の伝達関数に近く設定することで、等化器での等化量が少なくＳＮ比の良い状態での復号が可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、基準信号を参照して遅延誤差を除去するようにしたので、被測定物の伝達関数を正確に測定することが可能になる。そのため、例えば、記録再生機器における等化回路の設計が正確にできるようなったり、パーシャルレスポンス方式の回路設計に伝達関数を利用できるようになったり、結果として記録再生機器の誤り率特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるシステム構成を示すブロック図である。
【図２】入力信号発生手段を説明するブロック図である。
【図３】伝達関数演算手段のブロック図である。
【図４】相互相関演算部の処理を説明する図である。
【図５】伝達関数の測定手順を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は本実施形態の振幅特性データの一例であり、（ｂ）は本実施形態の位相特性データの一例である。（ｃ）は位相誤差を除去しなかった場合の位相特性データの一例である。
【図７】入力信号発生手段のブロック図である。
【図８】ステップ波形の一例としての（ａ）矩形波形、（ｂ）２値ランダム波形である。
【図９】伝達関数演算手段のブロック図である。
【図１０】伝達関数の測定手順を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態の（ａ）振幅特性データの一例、（ｂ）位相特性データの一例である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は窓関数を用いた場合に得られる振幅特性の一例であり、（ｃ）は窓関数を用いない場合に得られる振幅特性の一例である。
【符号の説明】
２    入力信号発生手段
３    伝達関数演算手段
４    出力制御手段
３１    相互相関演算部
３３    データシフト部
３４    ＦＦＴ処理部
３６    振幅位相分離部
３７    窓関数処理部
Ｗ    記録再生機器（伝送路）
【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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