(57)【要約】【課題】  ジッタの解析を容易に行うことができるデジタル通信用ジッタ測定装置を実現することを目的にする。【解決手段】  本発明は、基準信号の繰り返し周期よりも長い周期で、基準信号と被測定信号とのジッタを複数回測定し、演算手段がジッタのＰＰ（peak-to-peak）値を演算するデジタル通信用ジッタ測定装置に改良を加えたものである。本装置は、ジッタのジッタ周波数成分を解析する周波数解析手段を設けたことを特徴とするものである。【選択図】                    図１
2005207846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準信号の繰り返し周期よりも長い周期で、前記基準信号と被測定信号とのジッタを複数回測定し、演算手段が前記ジッタのＰＰ（peak-to-peak）値を演算するデジタル通信用ジッタ測定装置において、
前記ジッタのジッタ周波数成分を解析する周波数解析手段を設けたことを特徴とするデジタル通信用ジッタ測定装置。
【請求項２】
前記ジッタを求める帯域を設定する帯域設定手段を設け、
周波数解析手段は、前記帯域設定手段が設定した帯域におけるジッタ周波数成分を求めることを特徴とする請求項１記載のデジタル通信用ジッタ測定装置。
【請求項３】
周波数解析手段は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によってジッタ周波数成分を求めるＦＦＴ手段を有することを特徴とする請求項１または２記載のデジタル通信用ジッタ測定装置。
【請求項４】
前記周波数解析手段が求めたジッタ周波数成分から、逆ＦＦＴによって所望の帯域のジッタを求め、求めたジッタを前記演算手段に出力する逆ＦＦＴ手段を設けたことを特徴とする請求項３記載のデジタル通信用ジッタ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準信号の繰り返し周期よりも長い周期で、基準信号と被測定信号とのジッタを複数回測定し、演算手段がジッタのＰＰ（peak-to-peak）値を演算するデジタル通信用ジッタ測定装置に関し、詳しくは、ジッタの解析を容易に行うことができるデジタル通信用ジッタ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル通信の通信速度は高速化され、クロックの周波数が１０［ＧＨｚ］〜４０［ＧＨｚ］となっている。そして、このクロックに同期してデータ信号のパルス列も配列されるので、クロックのジッタを測定することが非常に重要となっている。
【０００３】
従来、高速デジタル通信（クロックの周波数が少なくとも数［ＧＨｚ］）における高速信号のジッタ測定には、様々な測定器が開発されている。以下具体例を挙げて説明する。
【０００４】
（１）リアルタイムオシロスコープ。信号の波形をリアルタイムに観測しつつ、ジッタを評価できる。しかし、高速信号（例えば、１０［ＧＨｚ］のクロック）をリアルタイムで測定するためには、少なくとも２倍の周波数で高速信号をサンプリングする必要があり、現在、このような高速信号をリアルタイムで測定できる装置はない。
【０００５】
（２）サンプリングオシロスコープ。高速信号の波形測定結果から、ジッタ測定し評価することができる。しかし、ジッタ周波数に帯域制限をかけられないので、ＤＣ付近から高速信号周波数までのジッタを一度に観測している。そのため、デジタル通信のジッタ測定には適さない。
【０００６】
（３）位相雑音測定装置。高精度な測定を行うことができるが、測定時間が非常に長く、非常に高価（数千万円）でもある。また、装置自体の温度ドリフトが大きいため、高速信号を出力する被測定対象を正確に評価することが難しい。
【０００７】
（４）デジタル通信用ジッタ測定装置。デジタル通信の規格に準じたジッタ測定し、ＰＰ値、実効値（以下、ＲＭＳ（root-means-square）値と略す）を求めることができる。例えば、デジタル通信の国際規格ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical Network/Synchronuos Digital Hierarchy）におけるデジタル通信用ジッタ測定装置では、ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector：国際電気通信連合の電気通信標準化部門)によってジッタ測定に関する規格（例えば、「ITU-T 0.172」）が定められている。なお、ＲＭＳ値は補助的なので、必ずしも求める必要はない。
【０００８】
図５は、従来のデジタル通信用ジッタ測定装置を示した構成図である（例えば、特許文献１参照）。図５において、基準信号生成手段１１は、被測定信号が入力され、基準信号を生成する。なお、デジタル通信用ジッタ測定装置では、データ信号そのものを測定することはできないので、被測定信号とは、データ信号から抽出されたクロックを示すものとする。
【０００９】
位相検出手段１２は、被測定信号と基準信号生成手段１１の基準信号とが入力され、ジッタ（位相差）を検出する。フィルタ１３は、位相検出手段１２が検出したジッタを、所定の帯域でフィルタリングする。ＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４は、演算手段であり、フィルタ１３がフィルタリングした結果から、ＰＰ値やＲＭＳ値を演算する。表示手段１５は、ＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４が求めた演算結果を表示する。
【００１０】
このような装置の動作を説明する。また、図６は、図５に示す装置におけるジッタ測定を説明した図である。図６（ａ）は、ＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４に入力される前の、基準信号と被測定信号とのジッタを求める動作を示したものであり、図６（ｂ）は、所定の帯域でフィルタリングされたジッタから、ＰＰ値やＲＭＳ値を求める動作を示したものである。
【００１１】
基準信号生成手段１１が、図示しないＰＬＬ回路によって繰り返し周期を有する基準信号を生成し、位相検出手段１２に出力する。そして、位相検出手段１２が、被測定信号と基準信号とから基準信号の１周期ごとにジッタを検出する。
【００１２】
さらに、フィルタ１３が、所定の帯域（例えば、ITU-T 0.172の場合、２０［ＫＨｚ］〜８０［ＭＨｚ］または４［ＭＨｚ］〜８０［ＭＨｚ］）で検出結果をフィルタリングする。つまり、被測定信号であるクロックの周波数自体が１０［ＧＨｚ］と非常に高速であり、基準信号の周期ごとに基準信号と被測定信号とのジッタを測定することは困難なため、フィルタ１３が複数周期にわたってジッタを積分する。つまり、基準信号の繰り返し周期よりも長い周期となる期間（図６（ａ）における、期間ｔ１〜ｔｎ）で、ジッタを複数回測定する。具体的には、１０［ＧＨｚ］の信号を８０［ＭＨｚ］でフィルタリングするので、各期間ｔ１〜ｔｎには１２５周期分のジッタが積分される。
【００１３】
そして、ＰＰ／ＲＭＳ演算出手段１４が、期間ｔ１〜ｔｎごとのジッタから、さらに所定の期間（図６（ｂ）おける、期間Ｔ１〜Ｔｎ）ごとにＰＰ値やＲＭＳ値を求める。そして、求めたＰＰ値やＲＭＳ値を表示手段１５に表示する。
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−２３０９５３号公報（段落番号００２９−００３１、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、フィルタ１３によって帯域制限されるので、サンプリングオシロと異なり、所定の帯域でフィルタリングされたジッタからＰＰ値やＲＭＳ値を求めることができる。
【００１６】
しかしながら、ＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４が、所定の期間Ｔ１〜ＴｎにおけるＰＰ値やＲＭＳ値を求めるので、ジッタ周波数成分（つまり、ジッタ周波数スペクトラム）を求めることができず、ジッタが発生する原因の特定等のジッタの解析を行うことが難しいという問題があった。
【００１７】
そこで本発明の目的は、ジッタの解析を容易に行うことができるデジタル通信用ジッタ測定装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１記載の発明は、
基準信号の繰り返し周期よりも長い周期で、前記基準信号と被測定信号とのジッタを複数回測定し、演算手段が前記ジッタのＰＰ値を演算するデジタル通信用ジッタ測定装置において、
前記ジッタのジッタ周波数成分を解析する周波数解析手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記ジッタを求める帯域を設定する帯域設定手段を設け、
周波数解析手段は、前記帯域設定手段が設定した帯域におけるジッタ周波数成分を求めることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
周波数解析手段は、ＦＦＴによってジッタ周波数成分を求めるＦＦＴ手段を有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
前記周波数解析手段が求めたジッタ周波数成分から、逆ＦＦＴによって所望の帯域のジッタを求め、求めたジッタを前記演算手段に出力する逆ＦＦＴ手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１〜４によれば、周波数解析手段が、ジッタ周波数成分を求めるので、ユーザはどの周波数のジッタの強度が最も大きいを判断することができる。つまり、デジタル通信では、データ信号の送信から受信までの伝送系には多種の機器や伝送路が存在する。ＰＰ値やＲＭＳ値は、伝送系全ての影響が合算されたもので、ジッタの解析を行うことが難しい。しかし、周波数解析手段が、ジッタ周波数成分を求めるので、どの周波数のジッタの強度が大きいかによって、ジッタが発生してる機器や伝送路（通常、機器や伝送路ごとにジッタの周波数が異なる）を特定することができる。これにより、ジッタの解析を容易に行うことができる。
【００２３】
請求項２、３によれば、帯域設定手段が、フィルタリングする帯域の設定を行う。そして、周波数解析手段は、帯域設定手段が設定した帯域におけるジッタ周波数成分を求めるので、所望の帯域におけるジッタ周波数成分を求めることができる。これにより、詳細にジッタの解析を行うことができる。
【００２４】
請求項４によれば、逆ＦＦＴ手段が、ＦＦＴ手段によって求めたジッタ周波数成分を所望の帯域で逆ＦＦＴしてジッタを求めるので、演算手段が、帯域設定手段によって設定された帯域に制限されず、詳細にＰＰ値を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第一の実施例］
図１は、本発明の第一の実施例を示す構成図である。ここで、図５と同一のものには同一符号を付し説明を省略する。
図１において、周波数解析手段１６が新たに設けられ、フィルタ１３がフィルタリングしたジッタからジッタ周波数成分を解析し、解析結果を表示手段１５に出力する。また、周波数解析手段１６は、フィルタ１６ａ、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）手段１６ｂを有する。
【００２６】
フィルタ１６ａは、フィルタ１３がフィルタリングして求めたジッタを、設定された帯域でさらにフィルタリングする。ＦＦＴ手段１６ｂは、フィルタ１６ａがフィルタリングして求めたジッタから、ＦＦＴによってジッタ周波数成分を求める。
【００２７】
また、帯域設定手段１７が新たに設けられ、周波数解析手段１６のフィルタ１６ａがジッタをフィルタリングする帯域の設定を行う。
【００２８】
このような装置の動作を説明する。また、図２は、図１に示す装置におけるジッタおよびジッタ周波数スペクトラムを説明した図である。ここで、図６と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図２（ａ）は、フィルタ１３でフィルタリングされたジッタの時間的な変化の特性の一例を示した図であり、横軸が時刻であり、縦軸が各時刻におけるジッタである。また、図２（ｂ）は、ジッタ周波数スペクトラムの特性の一例を示した図であり、横軸が周波数であり、縦軸が、各周波数における強度である。
【００２９】
フィルタ１３が、所定の帯域（例えば、ITU-T 0.172の場合、２０［ＫＨｚ］〜８０［ＭＨｚ］または４［ＭＨｚ］〜８０［ＭＨｚ］）で検出結果をフィルタリングし、ＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４が、フィルタリングしたジッタからＰＰ値やＲＭＳ値を求め、表示手段１５に表示する動作は図５に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００３０】
帯域設定手段１７が、周波数解析手段１６のフィルタ１６ａの帯域を設定する。例えば、フィルタ１３でジッタを求める帯域が２０［ＫＨｚ］〜８０［ＭＨｚ］に設定されていた場合に、規格で定められる他の帯域４［ＭＨｚ］〜８０［ＭＨｚ］に設定する。もちろん、帯域は上記以外の範囲に設定してもよい。
【００３１】
そして、周波数解析手段１６のフィルタ１６ａが、図２（ａ）に示すジッタを、設定された帯域でフィルタリングする。さらに、ＦＦＴ手段１６ｂが、フィルタ１６ａによってフィルタリングされたジッタをＦＦＴしてジッタ周波数成分を求め、表示手段１５に演算手段１４のＰＰ値、ＲＭＳ値（例えば、ＰＰ値＝０．１［ＵＩｐｐ］、ＲＭＳ値＝０．０２［ＵＩｒｍｓ］）と共に図２（ｂ）に示すジッタ周波数スペクトラムを表示する。
【００３２】
このように、周波数解析手段１６が、ジッタ周波数成分を求めるので、ユーザはどの周波数（例えば、図２（ｂ）中、周波数ｆｉ）のジッタの強度が最も大きいを判断することができる。つまり、デジタル通信では、データ信号の送信から受信までの伝送系には多種の機器や伝送路が存在する。ＰＰ値やＲＭＳ値は、伝送系全ての影響が合算されたもので、ジッタの解析を行うことが難しい。しかし、周波数解析手段１６が、ジッタ周波数成分を求めるので、どの周波数のジッタの強度が大きいかによって、ジッタが発生してる機器や伝送路（通常、機器や伝送路ごとにジッタの周波数が異なる）を特定することができる。これにより、ジッタの解析を容易に行うことができる。
【００３３】
また、フィルタ１６ａが、フィルタ１３とは異なる帯域でフィルタリングするので、ＦＦＴ手段１６ｂが、所望の帯域におけるジッタ周波数成分を求めることができる。通常、フィルタ１３は、規格で定まった帯域に設定されるが、規格の帯域に制限されずにジッタ周波数成分を求めることができる。
【００３４】
［第二の実施例］
図３は本発明の第二の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
図３において、規格で定まった帯域でのみフィルタリングするフィルタ１３の代わりに、フィルタ１８が設けられる。フィルタ１８は、位相検出手段１２が検出したジッタを、帯域設定手段１７によって設定された帯域でフィルタリングし、周波数解析手段１６のＦＦＴ手段１６ｂにフィルタリング後のジッタを出力する。また、周波数解析手段１６からフィルタ１６ａが取り外される。
【００３５】
このような装置の動作を説明する。
帯域設定手段１７が、フィルタ１８の帯域を設定する。そして、フィルタ１８が、設定された帯域で位相検出手段１２が検出したジッタをフィルタリングする。さらに、フィルタ１８が、フィルタリングした結果のジッタをＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４、ＦＦＴ手段１６ｂに出力する。
【００３６】
そして、ＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４、ＦＦＴ手段１６ｂのそれぞれが、フィルタ１８によってフィルタリングされたジッタから、ＰＰ値、ＲＭＳ値、ジッタ周波数成分を求め、表示手段１５にＰＰ値、ＲＭＳ値、ジッタ周波数スペクトラムを表示する。なお、上記に示す動作以外は、図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００３７】
このように、フィルタ１８が、規格にとらわれることなく設定された帯域でジッタを求めるので、詳細にＰＰ値、ＲＭＳ値、ジッタ周波数成分を求めることができる。これにより、ジッタの解析をより詳細に行うことができる。
【００３８】
［第三の実施例］
図４は本発明の第三の実施例を示した構成図である。ここで、図３と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
図４において、周波数解析手段１６が、フィルタ１８とＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４との間に設けられる。また、周波数解析手段１６に逆ＦＦＴ手段１６ｃが設けられる。逆ＦＦＴ手段１６ｃは、ＦＦＴ手段１６ｂが求めたジッタ周波数成分を、所望の帯域で逆ＦＦＴしてジッタを求め、求めたジッタをＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４に出力する。
【００３９】
このような装置の動作を説明する。
ＦＦＴ手段１６ｂが、フィルタ１８によってフィルタリングされたジッタから、ジッタ周波数成分を求める。そして、逆ＦＦＴ手段１６ｃが所望の帯域でジッタ周波数成分を逆ＦＦＴしてジッタを求める。そして、求めたジッタからＰＰ／ＲＭＳ値演算手段１４がＰＰ値、ＲＭＳ値を求める。さらに、表示手段１５にＰＰ値、ＲＭＳ値、ジッタ周波数スペクトラムを表示する。なお、上記に示す動作以外は、図３に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００４０】
このように、逆ＦＦＴ手段１６ｃが、ＦＦＴ手段１６ｂによって求めたジッタ周波数成分を所望の帯域で逆ＦＦＴしてジッタを求めるので、フィルタ１８で求めたジッタの帯域に制限されず、詳細にＰＰ値、ＲＭＳ値を求めることができる。
【００４１】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。
図１に示す装置において、フィルタ１６ａが、フィルタ１３の帯域と異なる帯域でフィルタリングする構成を示したが、フィルタ１３で求めたジッタからジッタ周波数成分を求める場合、フィルタ１６ａを設けなくともよい。
【００４２】
図４に示す装置において、フィルタ１８の代わりにフィルタ１３を用いてもよい。または、規格の帯域のうち、広い帯域（例えば、２０［ＫＨｚ］〜８０［ＭＨｚ］）のみのフィルタを用いてもよい。このような場合であっても、逆ＦＦＴ手段１６ｃが所望の帯域で逆ＦＦＴによってジッタを求めＰＰ／ＲＭＳ演算手段に出力するので、帯域の選択が少ない安価なフィルタであっても、所望の帯域におけるＰＰ／ＲＭＳ値を求めることができる。
【００４３】
図１、図３、図４に示す装置において、周波数が１０［ＧＨｚ］の被測定信号を測定する例を示したが、被測定信号の周波数はいくつでもよい。
【００４４】
さらに、デジタル通信では、ビットエラーレートの測定を行うことが多い。そして、ビットエラーの発生した原因は、本当にビットが反転してエラーが発生した場合と、ビットは反転していないが、ジッタによって時間軸上のビットの位置がずれた場合とがある。このようなビットエラーレートを測定するビットエラーレートシステムに図１、図３、図４のいずれかに示す装置を用いると、ジッタの詳細な解析を容易に行うことができるので、ビットエラーの原因解析を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第一の実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置におけるジッタとジッタ周波数スペクトラムの一例を示した図である。
【図３】本発明の第二の実施例を示した構成図である。
【図４】本発明の第三の実施例を示した構成図である。
【図５】従来のデジタル通信用ジッタ測定装置の構成図である。
【図６】図５に示す装置におけるジッタ、ＰＰ値、ＲＭＳ値を求める動作を説明した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１３、１６ａ、１８  フィルタ
１４  ＰＰ／ＲＭＳ値演算手段
１６  周波数解析手段
１６ｂ  ＦＦＴ手段
１６ｃ  逆ＦＦＴ手段
１７  帯域設定手段
【図１】
2005207846.tif 000003
【図２】
2005207846.tif 000004
【図３】
2005207846.tif 000005
【図４】
2005207846.tif 000006
【図５】
2005207846.tif 000007
【図６】
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