(57)【要約】【課題】  高精度で変調が行なえる変調装置を提供する。【解決手段】        変調信号の振幅を可変して出力する可変振幅器と、前記可変振幅器から出力された変調信号によってクロック信号を変調する変調部とを備えた変調装置において、  前記変調部から出力された被変調信号を分周し、この被変調信号のキャリア成分のレベルと側帯波成分のレベル比に基づいて前記可変振幅器の出力レベルを調整する。【選択図】                    図１
2005341212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号の振幅を可変して出力する可変振幅器と、前記可変振幅器から出力された変調信号によってクロック信号を変調する変調部とを備えた変調装置において、
前記変調部から出力された被変調信号を分周し、この被変調信号のキャリア成分のレベルと側帯波成分のレベル比に基づいて前記可変振幅器の出力レベルを調整することを特徴とする変調装置。
【請求項２】
変調信号の振幅を可変して出力する可変振幅器と、前記可変振幅器から出力された変調信号によってクロック信号を変調する変調部とを備えた変調装置において、
前記変調部から出力された被変調信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された被変調信号のキャリア成分と第１側帯波成分のレベル比を求める演算部と、
前記被変調信号のキャリア成分のレベルと第１側帯波成分のレベル比と変調指数とのベッセル関数における理論値を記憶するメモリと、
前記演算部のレベル比を前記メモリの理論値と比較し、前記理論値と一致させるように前記可変振幅器の出力レベルを調整する制御部と
を備えたことを特徴とする変調装置。
【請求項３】
制御部は、メモリの理論値を読み込む第１のステップと、演算器のレベル比をメモリの理論値と比較する第２のステップとを含み、
前記第２のステップで演算部のレベル比がメモリの理論値より大きい場合には、演算器レベル比とメモリの理論値が一致するまで可変振幅器の出力レベルを少しずつ調整し、
前記演算部のレベル比がメモリの理論値より小さい場合には演算器レベル比とメモリの理論値が一致するまで可変振幅器の出力レベルを少しずつ調整することを特徴とする請求項２記載の変調装置。
【請求項４】
被変調信号を分周してＡ／Ｄ変換器に出力する分周器を設けることにより、ベッセル関数の変調指数を低下させたことを特徴とする請求項２又は３記載の変調装置。
【請求項５】
ジッタ発生装置の変調手段として用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばジッタ発生装置に用いられ、高精度で変調が行なえる変調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号を扱う各種の回路や装置では、入力される信号にジッタがあると正常に動作しない場合がある。このため回路や装置が正常に動作できる最大のジッタ量（ジッタ耐力）をあらかじめ測定しておく必要がある。
【０００３】
そこで、ジッタ発生装置により、位相変調されたクロック信号を出力してジッタ量の測定を行なっていた。このジッタ発生装置の校正のため、外部スペクトラムアナライザを用いて変調指数（変調度）を校正していた。また、変調指数を自動的に補正する特許文献１の様なジッタ発生装置もある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３２９０４号公報
【０００５】
これらの従来技術のうち、先ず外部スペクトラムアナライザを用いた従来のジッタ発生装置について図４を用いて説明する。
【０００６】
図４において、ジッタ発生装置１０は、変調信号発生器１１、可変振幅器１２、変調部１３により構成され、図示しない信号発生装置から出力されるクロック信号１００を位相変調するものである。
【０００７】
変調信号発生器１１は、変調信号１０１を出力する。可変振幅器１２は、変調信号発生器１１の変調信号１０１が入力される。変調部１３は、クロック信号１００が入力され、このクロック信号１００を変調信号１０１で変調する。外部スペクトラムアナライザ２０は、ジッタ発生装置１０からの被変調信号１０２の波形を観測する。
【０００８】
次に、このようなジッタ発生装置１０の動作を説明する。変調信号発生器１１は、変調信号１０１を発生し、可変振幅器１２に出力する。この変調信号１０１は、図示しない変調指数設定器によって可変振幅器１２が可変されることにより振幅が変化し、変調部１３に入力される。変調部１３は、クロック信号１００を可変振幅器１２を介して入力された変調信号１０１で変調して、被変調信号１０２を出力する。
【０００９】
この被変調信号１０２は、図示しない被測定回路に入力される。この際に、被測定回路でエラーが発生しなければ、ジッタ耐力の範囲内であると判断される。そして、ユーザは、変調指数設定器を調整して次に試験すべき変調指数に変更する。このように、変調指数設定器によって変調指数を徐々に増加させ、被測定回路にエラーが生じたら、そのときの変調指数を求めることによりジッタ耐力を測定する。
【００１０】
次に、自動校正機能を有する従来のジッタ発生装置について図５を用いて説明する。
図５において、ジッタ発生装置３０は、変調信号発生器３１、可変振幅器３２、変調部３３、バンドパスフィルタ３４、レベル検出器３５、Ａ／Ｄ変換器３６、極小検出部３７、変調指数設定部３８、メモリ３８ａにより構成され、クロック信号１０３を位相変調する。
【００１１】
変調信号発生器３１は、変調信号１０４を出力する。可変振幅器３２は、変調信号発生器３１の変調信号１０４が入力され、この信号の振幅を可変する。変調部３３は、可変振幅器３２の出力によりクロック信号１０３を変調し、被変調信号１０５を出力する。
【００１２】
バンドパスフィルタ３４は、被変調信号１０５のうちキャリア成分（変調前のクロック信号１０３の周波数）だけを抽出する。レベル検出器３５は、このバンドパスフィルタ３４によって抽出されたキャリア成分の信号レベルを検出する。Ａ／Ｄ変換器３６は、レベル検出器３５から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１３】
極小検知部３７は、Ａ／Ｄ変換器３７から出力されたデジタル信号を基に、キャリア成分が極小となったこと、すなわちキャリアヌル点を検知する。変調指数設定部３８は、可変振幅器３２を調整して変調指数を設定する。メモリ３８ａは、被変調信号１０５の現状のレベルを逐次格納する。
【００１４】
次に、このようなジッタ発生装置３０の校正動作を説明する。先ずは、可変振幅器３２の減衰変数Ｋを最大とし、無変調状態とする。ここで減衰変数Ｋは、校正に求められる精度に応じて決定される。
【００１５】
変調信号発生器３１から出力された変調信号１０４は、可変振幅器３２で変調指数が増大するように振幅が調整され、変調部３３に入力される。変調部３３は、クロック信号１０３をこの変調信号１０４で変調し、バンドパスフィルタ３４及び被測定回路に出力する。
【００１６】
バンドパスフィルタ３４において、被変調信号１０５のうちキャリア成分のみが抽出される。レベル検出器３５でキャリア成分のレベルが検知され、Ａ／Ｄ変換器３６でデジタル信号に変換される。そして、このデジタル信号は、極小検知部３７を介して変調指数設定部３８に入力される。
【００１７】
変調指数設定部３８は、極小検知部３７から出力された信号を取り込み、極小検知部３７で２０番目のキャリアヌル点が検出されるまで可変振幅器３２の減衰変数Ｋをインクリメントする。また、変調指数設定部３８は、最初のキャリアヌル点及び２０番目に得られたキャリアヌル点の変調指数Ｚ１、Ｚ２をメモリ３８ａに格納する。
【００１８】
変調指数設定部３８は、変調指数Ｚ１、Ｚ２の値及びメモリ３８ａに予め格納されたキャリアヌル点における変調指数の理論値に基づいて補正データを求める。具体的な補正データを求める手順については、特許文献１に記載された発明と同様なので説明を省略する。
【００１９】
一方、ジッタ発生装置３０の通常動作では、このようにして求められた校正データを用いて変調指数設定部３８が変調指数を設定する。この際に、被測定回路でエラーが発生しなければ、ジッタ体力の範囲内であると判断される。そして、ユーザは、変調指数設定器を調整して次に試験すべき変調指数に変更する。このように、変調指数設定器によって変調指数を徐々に増加して、被測定回路にエラーが生じたら、そのときの変調指数を求めることによりジッタ耐力を測定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところで、このような測定を精度よく行なうためには、ジッタ発生装置１０、３０から実際に出力される被変調信号１０２、１０５の変調指数と理論上の変調指数とが高い精度で一致している必要がある。
【００２１】
ところが、被変調信号１０２、１０５は温度等の環境変化および経時変化等により変動を受けやすく、両者の変調指数に差がでてくる。このため、自動校正機能を有しない従来のジッタ発生装置１０では、図４に示す様に、ジッタ発生装置１０の出力を外部スペクトラムアナライザ２１に接続するとともに、図６に示すベッセル関数曲線を利用してジッタ発生装置１０の校正作業を行なっていた。
【００２２】
すなわち、ジッタ発生装置１０の変調指数を手動でゼロから徐々に増加させてゆき、スペクトラムアナライザ２０の画面に表示されるスペクトラムのうちのキャリアヌル点（キャリア成分のレベルが極小となる値）になったときのジッタ発生装置１０の変調指数設定器の値が図６のベッセル関数曲線がゼロ（Ｍ１〜Ｍ６）になる変調指数と一致するように校正していた。
【００２３】
しかしながら、上記のような校正方法では、スペクトラムアナライザが必要となり、その接続作業や操作が煩雑となるという問題点がある。
【００２４】
一方、図５に示すジッタ発生装置３０に示される変調装置は、自動的に変調指数の表示を補正するためスペクトラムアナライザの接続作業や操作は不要となるが、キャリアヌル点でしか校正できない点においてはスペクトラムアナライザを使用する方法と変りがないので、高い精度で変調することができないという問題点がある。
【００２５】
本発明は、この問題に着目したものであり、その目的は、高い精度で変調が行なえる変調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、変調信号の振幅を可変して出力する可変振幅器と、前記可変振幅器から出力された変調信号によってクロック信号を変調する変調部とを備えた変調装置において、
前記変調部から出力された被変調信号を分周し、この被変調信号のキャリア成分のレベルと側帯波成分のレベル比に基づいて前記可変振幅器の出力レベルを調整する。
【００２７】
請求項２記載の発明は、
変調信号の振幅を可変して出力する可変振幅器と、前記可変振幅器から出力された変調信号によってクロック信号を変調する変調部とを備えた変調装置において、
前記変調部から出力された被変調信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された被変調信号のキャリア成分と第１側帯波成分のレベル比を求める演算部と、
前記被変調信号のキャリア成分のレベルと第１側帯波成分のレベル比と変調指数とのベッセル関数における理論値を記憶するメモリと、
前記演算部のレベル比を前記メモリの理論値と比較し、前記理論値と一致させるように前記可変振幅器の出力レベルを調整する制御部と
を備える。
【００２８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
制御部は、メモリの理論値を読み込む第１のステップと、演算器のレベル比をメモリの理論値と比較する第２のステップとを含み、
前記第２のステップで演算部のレベル比がメモリの理論値より大きい場合には、演算器レベル比とメモリの理論値が一致するまで可変振幅器の出力レベルを少しずつ調整し、
前記演算部のレベル比がメモリの理論値より小さい場合には演算器レベル比とメモリの理論値が一致するまで可変振幅器の出力レベルを少しずつ調整する。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、
被変調信号を分周してＡ／Ｄ変換器に出力する分周器を設けることにより、ベッセル関数の変調指数を低下させる。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、
ジッタ発生装置の変調手段として用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では次のような効果がある。
請求項１〜４記載の発明では、ベッセル関数の変調指数がどんな値のときでも校正できるので、高い精度で変調できる。さらに、部品点数が少なくてすむので、装置全体のコストが安価となる。
【００３２】
請求項４記載の発明では、被変調信号の周波数を分周することにより、ベッセル関数における変調指数を低下させるので、レベル比が高くなり、高い精度で変調できる。
【００３３】
請求項５記載の発明では、ジッタ発生装置に用いたので、ジッタ耐力測定を高い精度で行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ジッタ発生装置４０は、変調信号発生器４１、可変振幅器４２、変調部４３、分周器４４、Ａ／Ｄ変換器４５、演算部４６、メモリ４７、制御部４８から構成され、クロック信号１０６を変調するものである。
【００３５】
変調信号発生器４１は、変調信号１０７、例えば正弦波を出力する。可変減衰器４２は、変調信号発生器４１の変調信号１０７が入力される。変調部４３は、可変減衰器４２の出力によりクロック信号１０８を位相変調し、図示しない被測定回路に被変調信号１０８を出力する。分周器４４は、変調部４３の被変調信号１０８を分周する。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器４５は、分周器から出力された信号をデジタル信号に変換する。演算部４６は、このＡ／Ｄ変換器４５から出力されたデジタル信号を基に、被変調信号１０８におけるキャリア成分と第１側帯波成分のレベル比を求める。ここで、演算部４６は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算器であり、フーリエ変換を用い、被変調信号１０８の中にどの周波数成分がどれだけ含まれているかを抽出するものである。
【００３７】
メモリ４７は、記憶部でベッセル関数の変調指数ごとに、被変調信号１０８のキャリア成分のレベルと第１側帯波成分のレベル比の理論値を記憶する。制御部４８は、ＣＰＵであり、演算部４６のレベル比をメモリ４７の理論値と比較し、当該理論値と一致させるように可変振幅器４２の出力レベルを調整する。
【００３８】
次に、このようなジッタ発生装置４０の動作を説明する。
変調信号発生器４１が発生した変調信号１０７は、可変振幅器４２を介して変調部４３に入力される。変調部４３は、クロック信号１０６を、可変振幅器４２を介して入力された変調信号１０７により変調して被変調信号１０８を出力する。
【００３９】
変調部４３の動作をさらに詳細に説明する。変調部に入力されるクロック信号１０６として、例えば、
【００４０】
【数１】
2005341212.tif 000003
【００４１】
からなる信号が入力される。ここで、ｆｃはキャリア信号の周波数であり、Ａはキャリア信号の振幅である。また、可変振幅器４２を介して入力される変調信号１０７は、
【００４２】
【数２】
2005341212.tif 000004
【００４３】
として表すことができる。ここで、ｆｓは変調信号の周波数であり、Ｂは変調信号の振幅である。そして、変調部４２からは、
【００４４】
【数３】
2005341212.tif 000005
【００４５】
からなる信号が出力される。ここでβは変調指数である。なお、周波数変調の場合に変調部４２から出力される被変調信号１０８は、
【００４６】
【数４】
2005341212.tif 000006
【００４７】
と表される。ここで、Δｆは最大周波数偏移である。従って、Δｆ/ｆｓ＝βとみなせば、周波数変調も同様に扱うことができる。
【００４８】
被変調信号１０８は、図示しない被測定回路に入力されるとともに、分周器４４に入力される。
【００４９】
分周器４４は、被変調信号１０８の周波数を分周することによりベッセル関数の変調指数を低下させ、Ａ／Ｄ変換器４５に出力する。例えば、
【００５０】
【数５】
2005341212.tif 000007
からなる信号を分周器４４に入力すると、分周されて
【００５１】
【数６】
2005341212.tif 000008
【００５２】
からなる信号がＡ／Ｄ変換器４５に出力される。ここでＮは分周値である。つまり、周波数を１／Ｎにすることにより、被変調信号１０８の変調指数も１／Ｎとなる。
【００５３】
この様な分周器４４が分周を行なう条件及び方法は、以下のとおりである。
第１に、変調指数が２.４０５以上である場合である。変調指数２.４０５はキャリアヌル点の１つであり、この値以下ではクロック信号と第１側帯波のレベル比をはっきりと識別することができる。
【００５４】
例えば、Ｎ＝１０、変調指数＝２０の場合には、キャリア成分の変調指数は２.０に変換されることになる。このようにして分周器４４により、変調指数を２.４０５以下に低下させる。
【００５５】
第２に、被変調信号１０８の周波数がＡ／Ｄ変換器４５の定格範囲外である場合である。Ａ／Ｄ変換器４５で正確にサンプリングが行なわれるためには、クロック信号１０６の周波数が、Ａ／Ｄ変換器４５のサンプリング周波数の１／２以下である必要があるからである。この場合、分周器４４は、制御部４８の指示により、変調指数が２.４０５以下であって、Ａ／Ｄ変換器４５のサンプリング周波数の１／２になるような分周値に変更する。
【００５６】
Ａ／Ｄ変換器４５は、分周器４４から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、演算部４６に出力する。
【００５７】
演算部４６は、Ａ／Ｄ変換器４５から入力されたデジタル信号に基づいて、被変調信号１０８のキャリア成分と第１側帯波成分のレベル比を求め、制御部４８に出力する。制御部４８は、演算部４６から求められたキャリア成分と第１側帯波成分のレベル比をメモリ４７に記憶された理論値と比較し、当該理論値と一致させるように可変振幅器４２の出力レベルを調整する。以下、理論値と一致させる処理手順を具体的に説明する。
【００５８】
図２は、本発明の一実施例を示したフローチャートである。なお、以下の説明においては、メモリの理論値Ｙよりも演算部４６から求められたキャリア成分と第１側帯波成分のレベル比Ｘの方が高い場合について説明する。
【００５９】
先ず、制御部４８は、メモリ４８に格納された理論値Ｙを読み込む（ステップＡ１）。演算部４６は、キャリア成分と第１側帯波成分のレベル比Ｘを求める（ステップＡ２）。そして、制御部４８は、このレベル比Ｘと理論値Ｙを比較することにより、ＸがＹと一致しているかどうかを判断する（ステップＡ３）。
【００６０】
ここで、Ｘが理論値Ｙと一致していれば校正を終了するが、ここではレベル比Ｘが理論値Ｙより大きいので、ＸとＹの大小関係を判断し（ステップＡ４）、可変振幅器４２の減衰変数Ｋをインクリメントする（ステップＡ５）。これにより、可変振幅器４２から出力される変調信号１０７の振幅は小さくなる。これら一連の処理が終了したらステップＡ２に戻り、レベル比Ｘが理論値Ｙと一致し校正が終了するまで同様の処理を繰り返す。減衰変数Ｋは、校正に求められる精度に応じて決定される。
【００６１】
なお、メモリ４７は、ベッセル関数の変調指数ごとに被変調信号４３ａのキャリア成分のレベルと第１側帯波成分のレベル比の理論値を記憶しているので、当該理論値との比較はキャリアヌル点以外でも行なわれる。
【００６２】
このように、キャリアヌル点のみならず、ベッセル関数の変調指数がどんな値のときでも校正できるので、ジッタ発生装置４０の変調指数を高い精度で校正できる。従って、ジッタ耐力測定等を高い精度で行なうことができる。
【００６３】
さらに、被変調信号の周波数を１／Ｎにすることにより、被変調信号４３ａのクロック信号の変調指数を求めるので、被変調信号４３ａの変調指数を２.４０５以下に変換することができる。この様に変調指数が２.４０５以下の領域で校正する理由について図３を用いて詳しく説明する。
【００６４】
図３は、ベッセル関数曲線であり、縦軸が信号レベルで横軸は変調度を示し、ａはクロック信号クロック信号、ｂは第１側帯波を表している。図３において、クロック信号ａのレベルと第１側帯波ｂのレベル比が、変調指数が２.４０５の前後で大きく異なることがわかる。
【００６５】
すなわち、変調指数が２.４０５以上の場合は、変調指数が増減してもクロック信号のレベルと第１側帯波のレベル比がほぼ同じなので、変調指数の判別が難しいが、変調指数を２.４０５以下にすることにより、クロック信号と第１側帯波のレベル比がはっきり分かる領域で理論値と比較できるようになり、高い精度でジッタ発生装置４０の変調指数を校正することができる。
【００６６】
なお、図１の実施例では、演算部４６がＦＦＴ演算器の場合の例を示したが、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を使用しても差し支えない。
【００６７】
また、演算部４６と制御部４８とを設けずに、ＣＰＵで構成しても差し支えなく、さらに、メモリ４７に記憶された理論値テーブルをＣＰＵに持たせても差し支えない                
【００６８】
また、変調装置４０の校正を行なうタイミングは、使用者が任意に行なっても、変調指数の設定を変更する度に行なっても差し支えない。
【００６９】
さらに、位相変調装置の用途としてジッタ発生装置について説明したが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示したフローチャートである。
【図３】本発明のベッセル関数曲線を表した波形図である。
【図４】従来技術のジッタ発生装置である。
【図５】従来の他のジッタ発生装置である。
【図６】ベッセル関数曲線を示した図である。
【符号の説明】
【００７１】
４１    変調信号発生器
４２    可変振幅器
４３    変調部
４４    分周器
４５    Ａ／Ｄ変換器
４６    演算部
４７    メモリ
４８    制御部
１０７  変調信号
１０８  被変調信号
【図１】
2005341212.tif 000009
【図２】
2005341212.tif 000010
【図３】
2005341212.tif 000011
【図４】
2005341212.tif 000012
【図５】
2005341212.tif 000013
【図６】
2005341212.tif 000014