(57)【要約】【課題】パターン依存性ジッタに対するジッタ測定器の測定精度や直線性等を正しく把握できるようにする。【解決手段】擬似パターン依存性ジッタ発生装置２１は、基準クロックＣｒに同期する所定幅と所定振幅のパルス信号Ｐを所定周期で発生し、このパルス信号Ｐで基準クロックＣｒを位相変調して得られるジッタクロックＣｊに同期したデータ信号Ｄを生成し、このデータ信号Ｄをパターン依存性ジッタが擬似的に付与された信号として評価対象のジッタ測定器１に出力する。パターン依存性ジッタ測定部３０はデータ信号Ｄのパターン依存性ジッタを測定する。また、評価部４０は、データ信号Ｄに対するジッタ測定器１の測定結果と、パターン依存性ジッタ測定部３０の測定結果に基づいて、ジッタ測定器１の評価のための処理を行なう。【選択図】        図１
2005033474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準クロックを発生する基準クロック発生手段（２２）と、
前記基準クロックに同期する所定幅と所定振幅のパルス信号を所定周期で発生するパルス信号発生手段（２３）と、
前記パルス信号によって前記基準クロックを位相変調して、ジッタがパルス状に付与されたジッタクロックを出力する位相変調手段（２５）と、
前記ジッタクロックに同期したデータ信号を生成し、該データ信号をパターン依存性ジッタが擬似的に付与された信号として出力するデータ信号発生手段（２６）とを備えた擬似パターン依存性ジッタ発生装置。
【請求項２】
前記請求項１記載の擬似パターン依存性ジッタ発生装置（２１）と、
前記擬似パターン依存性ジッタ発生装置が出力するデータ信号のパターン依存性ジッタを測定するパターン依存性ジッタ測定部（３０）と、
前記擬似パターン依存性発生装置が出力するデータ信号を受けた評価対象のジッタ測定器の測定結果と、前記パターン依存性ジッタ測定部の測定結果に基づいて、評価対象のジッタ測定器の評価のための処理を行なう評価部（４０）とを備えたジッタ測定器評価装置。
【請求項３】
前記パターン依存性ジッタ測定部は、
前記パルス信号発生手段から出力されるパルス信号を受ける毎に、前記基準クロックとデータ信号の波形情報を一定時間取得する波形情報取得手段（３１）と、
前記波形情報取得手段によって取得された基準クロックとデータ信号の波形情報を平均化する平均化手段（３２）と、
前記平均化手段によって平均化された基準クロックとデータ信号の波形情報から、基準クロックに対するデータ信号の位相差をビット毎に検出する位相差検出手段（３３）と、
前記位相差検出手段によって検出された位相差情報に対して所定の帯域制限処理を行ない、前記パルス信号によって付与したパターン依存性ジッタを抽出する帯域制限手段（３４）とを備えていることを特徴とする請求項２記載のジッタ測定器評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジッタ発生装置において、パターン依存性ジッタのあるデータ信号を擬似的に且つ定量的に発生させ、また、パターン依存性ジッタに対するジッタ測定器の測定精度等を正確に評価できるようにするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
データ信号を伝送するシステムでは、データ信号に大きなジッタ（位相揺らぎ）があると、データを正しく伝送できなくなる。
【０００３】
したがって、データ信号の伝送システムを構築する場合、そのシステムに用いられる機器が発生するジッタを把握しておく必要がある。
【０００４】
データ信号のジッタを測定する方法として、そのデータ信号の波形をオシロスコープ等の波形観測装置によって表示し、その波形からジッタ量を求める方法が従来からあった（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１４５５８２公報
【０００６】
この波形観測による方法では、データ信号のパターンがランダムであれば、波形観測器には、例えば図７に示すように、１ビット幅で立ち上がりと立ち下がりが交差する波形が表示される。
【０００７】
この波形はアイ（ｅｙｅ）パターンと呼ばれており、データ信号のジッタが大きいと、アイパターンの立ち上がりと立ち下がりの交差部分の幅Ｗが大きくなる。
【０００８】
したがって、このアイパターンの交差部の幅Ｗからデータ信号Ｄのジッタ量を把握できる。
【０００９】
しかし、ジッタには、データ伝送機器自身の雑音や外来雑音等に起因して発生するランダムノイズ性のものと、伝送するデータ信号のパターンに起因して発生するパターン依存性のものとがあり、上記のようにアイパターンの幅からジッタ量を求める方法では、ランダムノイズ性のジッタとパターン依存性のジッタとが同時に観測されてしまい、パターン依存性のジッタだけを求めることができない。
【００１０】
パターン依存性ジッタは、機器のデータ伝送通過帯域が高い（数ＧＨｚ）場合に、直流成分が通過できないために生じる波形歪み、データ信号のデューティサイクル歪み、伝送される信号周波数に対して、機器の周波数特性が十分でないことによって生じる波形歪み等に起因して発生するジッタである。
【００１１】
このパターン依存性ジッタは、データ信号が擬似ランダムパターンのようにランダム性の強い場合には大きな問題にならないが、実際にデータ伝送で用いるフレーム、例えばＳＤＨフレームやＳＯＮＥＴフレームのように常に先頭位置にスクランブルされていない特定のパターンが存在するデータ信号の場合、そのフレーム間隔（例えば、１２５μｓ間隔）で大きなパターン依存性ジッタが発生する。
【００１２】
したがって、これらのフレームのデータ信号のジッタを測定するための測定器としては、データ信号のジッタからパターン依存性ジッタだけを抽出してその大きさを正しく且つ高い再現性で測定できることが要求される。そして、そのような目的で設計、製造されたジッタ測定器を評価するためには、パターン依存性ジッタを任意の大きさで定量的に発生できる装置が必要となる。
【００１３】
しかしながら、現在このような装置は実現されておらず、パターン依存性ジッタに対するジッタ測定器の測定精度や直線性等を正しく把握できないという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような事情からなされたものであり、パターン依存性ジッタのあるデータ信号を擬似的に且つ定量的に発生できる擬似パターン依存性ジッタ発生装置およびそれを用いたジッタ測定器評価装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【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の擬似パターン依存性ジッタ発生装置は、
基準クロックを発生する基準クロック発生手段（２２）と、
前記基準クロックに同期する所定幅と所定振幅のパルス信号を所定周期で発生するパルス信号発生手段（２３）と、
前記パルス信号によって前記基準クロックを位相変調して、ジッタがパルス状に付与されたジッタクロックを出力する位相変調手段（２５）と、
前記ジッタクロックに同期したデータ信号を生成し、該データ信号をパターン依存性ジッタが擬似的に付与された信号として出力するデータ信号発生手段（２６）とを備えている。
【００１６】
また、本発明の請求項２のジッタ測定器評価装置は、
前記請求項１記載の擬似パターン依存性ジッタ発生装置（２１）と、
前記擬似パターン依存性ジッタ発生装置が出力するデータ信号のパターン依存性ジッタを測定するパターン依存性ジッタ測定部（３０）と、
前記擬似パターン依存性発生装置が出力するデータ信号を受けた評価対象のジッタ測定器の測定結果と、前記パターン依存性ジッタ測定部の測定結果に基づいて、評価対象のジッタ測定器の評価のための処理を行なう評価部（４０）とを備えている。
【００１７】
また、本発明の請求項３のジッタ測定器評価装置は、請求項２のジッタ測定器評価装置において、
前記パターン依存性ジッタ測定部は、
前記パルス信号発生手段から出力されるパルス信号を受ける毎に、前記基準クロックとデータ信号の波形情報を一定時間取得する波形情報取得手段（３１）と、
前記波形情報取得手段によって取得された基準クロックとデータ信号の波形情報を平均化する平均化手段（３２）と、
前記平均化手段によって平均化された基準クロックとデータ信号の波形情報から、基準クロックに対するデータ信号の位相差をビット毎に検出する位相差検出手段（３３）と、
前記位相差検出手段によって検出された位相差情報に対して所定の帯域制限処理を行ない、前記パルス信号によって付与したパターン依存性ジッタを抽出する帯域制限手段（３４）とを備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用したジッタ測定器評価装置２０の構成を示している。
【００１９】
図１に示しているように、このジッタ測定器評価装置２０は、パターン依存性ジッタの測定が可能なジッタ測定器１の評価を行なうためのシステムであり、擬似パターン依存性ジッタ発生部２１、パターン依存性ジッタ測定部３０および評価部４０とを有している。
【００２０】
擬似パターン依存性ジッタ発生部２１は、パターン依存性ジッタのあるデータ信号を擬似的に且つ定量的に発生できる本発明の擬似パターン依存性ジッタ発生装置をなすものであり、基準クロック発生手段２２、パルス信号発生手段２３、パルス設定手段２４、位相変調手段２５、データ信号発生手段２６によって構成されている。
【００２１】
基準クロック発生手段２２は、図２の（ａ）に示すように、所定周波数ｆｃ（例えば約９．９５ＧＨｚ）の基準クロックＣｒを発生する。
【００２２】
パルス信号発生手段２３は、図２の（ｂ）に示すように、パルス設定手段２４によって指定された幅Ｗｐと振幅Ｖｐ（ｐ−ｐ値）を有し、基準クロックＣｒに同期するパルス信号Ｐを所定周期Ｔｐ（例えばＳＤＨのフレーム周期に相当する１２５μＳ）で発生する。なお、ここでは、基準クロックＣｒの周期Ｔｃに対して、パルス信号Ｐの周期ＴｐがＮ・Ｔｃに等しいものとする（Ｎは２以上の整数）。
【００２３】
パルス設定手段２４は、図示しない操作部の操作により、パルス信号Ｐの振幅Ｖｐおよび幅Ｗｐを任意の値に設定することができる。
【００２４】
位相変調手段２５は、図２の（ｃ）に示すように、基準クロックＣｒをパルス信号Ｐによって位相変調して、ジッタがパルス状に付与されたジッタクロックＣｊを出力する。
【００２５】
データ信号発生手段２６は、例えば図２の（ｄ）に示すように、ジッタクロックＣｊに同期したデータ信号Ｄを生成し、パターン依存性ジッタが擬似的に付与された信号として出力する。
【００２６】
このデータ信号Ｄのパターンとしては、データ信号発生手段２６内で本来のパターン依存性ジッタが大きく発生しないように、例えばパルス信号Ｐの周期Ｔｐと等しい符号周期の擬似ランダムパターンや０と１が交互に並ぶパターン等が望ましい。
【００２７】
なお、上記基準クロックＣｒ、パルス信号Ｐ、ジッタクロックＣｊ、データ信号Ｄには、ランダムノイズ性のジッタＪｎが含まれている。
【００２８】
このように所定周期Ｔｐ毎にパルス状にジッタが付与されたデータ信号Ｄは、前記したＳＤＨやＳＯＮＥＴ等のフレーム信号のヘッダ部に発生するパターン依存性ジッタを擬似的に再現したものとなり、パルス信号Ｐの振幅値Ｖｐを可変することで、その擬似パターン依存性ジッタの大きさを可変することができ、幅Ｗｐを可変することで、擬似パターン依存性ジッタの発生時間を可変することができる。
【００２９】
したがって、このデータ信号Ｄを用いることで、各種ジッタ測定器１のパターン依存性ジッタに対する測定結果についての評価が行なえる。
【００３０】
一方、パターン依存性ジッタ測定部３０は、上記パターン依存性ジッタ発生部２１がデータ信号Ｄに擬似的に付与したパターン依存性ジッタを正確に測定し、これを評価の基準とするためのものである。
【００３１】
具体的には、データ信号Ｄから擬似パターン依存性ジッタの基になるパルス信号Ｐの波形成分を検出するためのものであり、波形情報取得手段３１、平均化手段３２、位相差検出手段３３、帯域制限手段３４とを有している。
【００３２】
波形情報取得手段３１は、パルス信号発生手段２３からのパルス信号Ｐが入力されたタイミングを基準としてそのタイミングから次のパルス信号Ｐが入力される直前までに入力されるデータ信号Ｄと基準クロックＣｒの同一時間領域における波形情報（時間毎の振幅値の情報）を取得するという処理を、所定回（Ｍ回）行なう（例えばＭ＝１６）。
【００３３】
平均化手段３２は、波形情報取得手段３１によって取得された基準クロックＣｒおよびデータ信号Ｄの波形情報に対する次数Ｍの平均化処理を行う。
【００３４】
この平均化処理により、図２の（ｅ）、（ｆ）のように、ランダムノイズ性のジッタＪｎが除去された基準クロックＣｒ′とデータ信号Ｄ′の波形情報が得られる。
【００３５】
なお、上記波形情報取得手段３１と平均化手段３２は、後述するようにディジタル型のサンプリングオシロスコープを用いて構成することができる。
【００３６】
位相差検出手段３３は、平均化手段３２によって平均化処理されたデータ信号Ｄ′および基準クロックＣｒ′の波形に基づいて、データ信号Ｄ′と基準クロックＣｒ′の各ビット毎の位相差を時間の単位で求める。
【００３７】
即ち、図２の（ｇ）に示すように、基準クロックＣｒ′のレベル変位タイミング（ここでは立ち下がりタイミング）とデータ信号Ｄ′の符号境界との位相差（時間差）ΔＴを各ビット毎に求める。
【００３８】
なお、各タイミングの検出は、信号振幅があるしきい値を越えたか否かを判断して行なうが、データ信号Ｄ′の符号が変化しない（同一符号が連続する）場合には、波形からその符号境界のタイミングを検出することは困難である。
【００３９】
そこで、実際には、データ信号Ｄ′の符号が変化したときだけ、そのタイミングを検出して基準クロックＣｒ′のレベル変位タイミングとの時間差を位相差として求め、データ信号Ｄ′の符号が変化しない場合には、その前のビットの位相差を割当てる。
【００４０】
このようにして得られた１周期（Ｔｐ）分の位相差の情報のうち、パルス信号Ｐによって生じたものが、パターン依存性ジッタとして擬似的に付与されたものである。
【００４１】
なお、図２の（ｇ）では、パルス信号Ｐによって所定の位相差が生じ、パルス信号Ｐが出力されていない期間は位相差が０と仮定しているが、実際には、パルス信号Ｐが出力されていない期間にも僅かな位相差（データ信号Ｄのパターンに依存したものと、ランダムノイズ性のものと、位相変調手段２５において発生する変調歪み）が生じており、その位相差の成分は、データ信号Ｄのビットレートに対応した高い周波数成分を有している。
【００４２】
帯域制限手段３４は、位相差検出手段３３によって検出された各ビット毎の位相差の情報に対して、データ信号Ｄのビットレート（基準クロックＣｒの周波数ｆｒ）によって予め決められた帯域制限処理を行なう。
【００４３】
例えば、前記したＳＤＨ／ＳＯＮＥＴの場合、伝送レートが約２．５Ｇｂｐｓのとき、５ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、１２ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、１ＭＨｚ〜２０ＭＨｚのいずれかの帯域制限処理を行なう。また、伝送レートが約９．９５Ｇｂｐｓのときには、２０ｋＨｚ〜８０ＭＨｚ、５０ｋＨｚ〜８０ＭＨｚ、４ＭＨｚ〜８０ＭＨｚのいずれかの帯域制限処理を行なう。なお、この実際の帯域制限処理は、ビットレートに基づいて時間軸上のジッタ波形に変換して、ディジタルフィルタにより上記帯域制限を行なう。
【００４４】
このような帯域制限処理を行なうことにより、前記した高い周波数成分の位相差成分は除去され、前記した図２の（ｇ）に示したように、パルス信号Ｐに対応したジッタ波形が得られる。
【００４５】
このようにして、データ信号Ｄのジッタのうち、パルス信号Ｐによって所定周期Ｔｐ毎に付与された擬似パターン依存性ジッタＪｐｒを検出することができ、この検出結果から、評価対象のジッタ測定器１に与えるデータ信号Ｄのパターン依存性ジッタの大きさを定量化できる。
【００４６】
一方、データ信号Ｄを受けた評価対象のジッタ測定器１は、その測定器固有の構成によってデータ信号Ｄのジッタを検出し、そのジッタから周期的に発生するジッタ成分をパターン依存性ジッタＪｐｘとして求める。
【００４７】
評価部４０は、パターン依存性ジッタ測定部３０の測定結果Ｊｐｒを基準として評価対象のジッタ測定器１の測定結果Ｊｐｘに対する各種の評価処理を行なう。
【００４８】
この評価処理は任意であるが、例えば、図３に示しているように、パターン依存性ジッタ測定部３０の測定結果Ｊｐｒと、評価対象のジッタ測定器１の測定結果Ｊｐｘを、図示しない表示器の画面上に対比可能に表示したり、あるいは両ジッタＪｐｒ、Ｊｐｘの大きさ、即ち、図３の波形の振幅（ｐ−ｐ値）をそれぞれ数値で求めて、その数値、両者の差あるいは比等を表示器に表示する。
【００４９】
また、ジッタ測定器１のパターン依存性ジッタについての測定直線性を評価する場合には、パルス信号発生手段２３から出力されるパルス信号Ｐの振幅値を可変しながら、パターン依存性ジッタ測定部３０で測定されたパターン依存性ジッタＪｐｒの大きさと評価対象のジッタ測定器１の測定で得られたパターン依存性ジッタＪｐｘの大きさと順次記憶しておき、パターン依存性ジッタＪｐｒの変化に対するパターン依存性ジッタＪｐｘの変化の特性を求め、その特性Ｆを例えば図４のように表示器に表示する（Ｒは理想特性）。
【００５０】
この表示から、パターン依存性ジッタの大きさに対するジッタ測定器１の直線性を把握することができる。
【００５１】
なお、この図４の特性は、ジッタの大きさをＵＩｐｐ（ユニットインターバル）の単位に換算したものであるが、ＵＩは位相差や時間に比例しているので位相差（角度）や時間の単位で評価してもよい。
【００５２】
また、前記したジッタ測定器評価装置２０のパターン依存性ジッタ測定部３０の波形情報取得手段３１および平均化手段３２は、図５に示しているようにディジタル型のサンプリングオシロスコープ５０を用いて構成することができる。
【００５３】
サンプリングオシロスコープ５０は、例えば図６の（ａ）、（ｂ）に示すように入力される基準クロックＣｒとデータ信号Ｄに対して、図６の（ｃ）のように、パルス信号Ｐの周期ＴｐのＫ倍（Ｋは任意の整数で図６ではＫ＝１の場合を示している）の周期Ｋ・Ｔｐに対して僅かな時間ΔＴｒだけ異なる周期Ｔｓ（＝Ｋ・Ｔｐ＋ΔＴｒまたは＝Ｋ・Ｔｐ−ΔＴｒ）のサンプリングパルスＰｓでサンプリングを行うように構成されており、図６の（ｄ）、（ｅ）のように、基準クロックＣｒおよびデータ信号Ｄの波形情報Ｈｃ、ＨｄをΔＴの時間分解能で求める。
【００５４】
このサンプリングオシロスコープ５０は、外部トリガ端子に入力される信号のレベル変位タイミングに同期したタイミングから、波形情報の取得を開始できる外部トリガ機能を有しており、この外部トリガ端子にパルス信号Ｐを入力することで、擬似的に付与したパターン依存性ジッタが発生している波形部分の情報を取得できる。
【００５５】
また、サンプリングオシロスコープ５０には、取得した波形の平均化処理を行なう機能も有しているので、この機能を用いて基準クロックＣｒとデータ信号Ｄの波形の平均化処理を行い、その処理結果を位相差検出手段３３に出力することで、前記同様にデータ信号Ｄのパターン依存性ジッタを測定でき、装置構成を簡単化することができる。
【００５６】
このように実施形態のジッタ測定器評価装置２０は、基準クロックＣｒに同期する所定幅と所定振幅のパルス信号Ｐを所定周期で発生し、このパルス信号Ｐで基準クロックＣｒを位相変調して得られるジッタクロックＣｊに同期したデータ信号Ｄを生成し、このデータ信号Ｄをパターン依存性ジッタが擬似的に付与された信号として出力する擬似パターン依存性ジッタ発生装置２１と、そのデータ信号Ｄのパターン依存性ジッタを測定するパターン依存性ジッタ測定部３０と、データ信号Ｄを受けた評価対象のジッタ測定器１の測定結果とパターン依存性ジッタ測定部の測定結果に基づいて、ジッタ測定器１の評価のための処理を行なう評価部４０とを備えている。
【００５７】
このため、パターン依存性ジッタに対するジッタ測定器の測定精度や直線性等を正しく把握できる。
【００５８】
また、パターン依存性ジッタ測定部３０は、データ信号Ｄと基準クロックＣｒの同一時間領域における波形情報を取得し、その波形情報を平均化処理してランダムノイズ性のジッタ成分を除去し、そのノイズ性ジッタが除去された基準クロックＣｒ′とデータ信号Ｄ′の各ビット毎の位相差を求め、その位相差の情報に対して所定の帯域制限処理を行なうことで、パターン依存性ジッタを測定している。
【００５９】
このため、データ信号Ｄに擬似的に付与したパターン依存性ジッタを、ランダムノイズ性のジッタ成分に影響されることなく正確に求めることができ、これを基準としているために、ジッタ測定器１の評価をより正確に行なうことができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の擬似パターン依存性ジッタ発生装置は、基準クロックに同期する所定幅と所定振幅のパルス信号を所定周期で発生し、このパルス信号で基準クロックを位相変調して得られるジッタクロックに同期したデータ信号を生成し、このデータ信号Ｄをパターン依存性ジッタが擬似的に付与された信号として出力するように構成されている。
【００６１】
このため、ＳＤＨやＳＯＮＥＴ等のフレーム信号のヘッダ部に発生するパターン依存性ジッタを擬似的に再現することができ、このデータ信号を用いることで、各種ジッタ測定器のパターン依存性ジッタに対する測定結果についての評価が定量的に且つ高い再現性をもって行なえる。
【００６２】
また、本発明のジッタ測定器評価装置は、前記擬似パターン依存性ジッタ発生装置と、その擬似パターン依存性ジッタ発生装置が発生したデータ信号のパターン依存性ジッタを測定するパターン依存性ジッタ測定部と、データ信号を受けた評価対象のジッタ測定器の測定結果とパターン依存性ジッタ測定部の測定結果に基づいて、評価対象のジッタ測定器の評価のための処理を行なう評価部とを備えている。
【００６３】
このため、パターン依存性ジッタに対するジッタ測定器の測定精度や直線性等を正しく把握できる。
【００６４】
また、パターン依存性ジッタ測定部は、データ信号と基準クロックの同一時間領域における波形情報を取得し、その波形情報を平均化処理してランダムノイズ性のジッタ成分を除去し、そのノイズ性ジッタが除去された基準クロックとデータ信号の各ビット毎の位相差を求め、その位相差の情報に対して所定の帯域制限処理を行なうことで、パターン依存性ジッタを測定している。
【００６５】
このため、データ信号に擬似的に付与したパターン依存性ジッタを、ランダムノイズ性のジッタ成分に影響されることなく正確に求めることができ、これを基準としているために、ジッタ測定器の評価をより正確に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図
【図２】実施形態の動作説明図
【図３】実施形態の評価処理の一例を示す図
【図４】実施形態の評価処理の一例を示す図
【図５】実施形態の要部にサンプリングオシロスコープを用いた例を示す図
【図６】サンプリングオシロスコープの動作説明図
【図７】従来のジッタ測定方法を説明するための図
【符号の説明】
１……ジッタ測定器、２０……ジッタ測定器評価装置、２１……擬似パターン依存性ジッタ発生部、２２……基準クロック発生手段、２３……パルス信号発生手段、２４……パルス設定手段、２５……位相変調手段、２６……データ信号発生手段、３０……パターン依存性ジッタ測定部、３１……波形情報取得手段、３２……平均化手段、３３……位相差検出手段、３４……帯域制限手段、４０……評価部、５０……サンプリングオシロスコープ
【図１】
2005033474.tif 000003
【図２】
2005033474.tif 000004
【図３】
2005033474.tif 000005
【図４】
2005033474.tif 000006
【図５】
2005033474.tif 000007
【図６】
2005033474.tif 000008
【図７】
2005033474.tif 000009