(57)【要約】【課題】クロック位相とデータ閾値電圧を高速かつ高精度でアイパターンの開口部中心に自動設定できる符号誤り率測定装置および符号誤り率測定方法を提供すること。【解決手段】  クロックとデータの同期を取りながらデータの符号誤り率を測定する符号誤り率測定装置において、クロック位相を所定範囲内で自動設定するクロック位相検出部と、２値化のためのデータ閾値電圧を所定範囲内で自動設定するデータ閾値電圧検出部と、クロック位相検出部により設定されたクロック位相およびデータ閾値電圧検出部により設定されたデータ閾値電圧に基づき、クロック位相及びデータ閾値の安定状態を検出する位相閾値安定状態検出部と、位相閾値安定状態検出部により設定された位相閾値に基づき、符号誤り率を測定する符号誤り率測定部と、符号誤り率測定部の測定結果に基づきアイパターン開口部におけるクロック位相およびデータ閾値電圧の最適設定値を検出する同期確立検出部を設けた。【選択図】  図１
2005328110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックとデータの同期を取りながらデータの符号誤り率を測定する符号誤り率測定装置において、
クロック位相を所定範囲内で自動設定するクロック位相検出部と、
２値化のためのデータ閾値電圧を所定範囲内で自動設定するデータ閾値電圧検出部と、
クロック位相検出部により設定されたクロック位相およびデータ閾値電圧検出部により設定されたデータ閾値電圧に基づき、クロック位相及びデータ閾値の安定状態を検出する位相閾値安定状態検出部と、
位相閾値安定状態検出部により設定された位相閾値に基づき、符号誤り率を測定する符号誤り率測定部と、
符号誤り率測定部の測定結果に基づきアイパターン開口部におけるクロック位相およびデータ閾値電圧の最適設定値を検出する同期確立検出部、
を設けたことを特徴とする符号誤り率測定装置。
【請求項２】
位相閾値安定状態検出部は、符号誤り率を複数回測定して、その測定結果の差からクロック位相およびデータ閾値電圧の安定状態を検出する請求項１に記載の符号誤り率測定装置。
【請求項３】
クロックとデータの同期を取りながらデータの符号誤り率を測定するのにあたり、
クロック位相を所定範囲内で自動設定するステップと、
２値化のためのデータ閾値電圧を所定範囲内で自動設定するステップと、
自動設定されたクロック位相及びデータ閾値電圧の安定状態を検出するステップと、
これらステップにより設定されたクロック位相およびデータ閾値電圧に基づき符号誤り率を測定するステップと、
符号誤り率の測定結果に基づきアイパターン開口部におけるクロック位相およびデータ閾値電圧の最適設定値を検出するステップと、
を含むことを特徴とする符号誤り率測定方法。
【請求項４】
自動設定されたクロック位相及びデータ閾値電圧の安定状態を検出するステップは、符号誤り率を複数回測定し、その測定結果の差が所定の範囲以下の時にクロック位相およびデータ閾値電圧の安定状態とする請求項４に記載の符号誤り率測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータの符号誤り率（ビットエラーレート）を測定する符号誤り率測定装置および符号誤り率測定方法に関し、さらに詳しくは、クロックの位相およびデータ閾値電圧の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
符号誤り率測定装置（以下、ＢＥＲＴ装置ともいう）は、測定対象の伝送システムや、デバイス、モジュールなど（以下、被試験器ともいう）で発生するデジタルデータの符号誤り率（以下、ビットエラーレート；ＢＥＲともいう）を測定する。符号誤り率はデジタル信号の品質の評価の指標として用いられ、受信データのうち、符号誤りが発生した数と受信データの総数との比として定義される。例えば、ある伝送システムを介して８ビットのデジタルデータを連続的に受信するとき、そのデジタルデータに１キロバイト当たり一回だけ１ビットの符号誤りが含まれるときには、その伝送システムにおける符号誤り率は、
１／（８×１０２４）＝１．２×１０−４
となる。
【０００３】
図６は、従来の一般的なＢＥＲＴ装置による符号誤り率測定の一例を示すブロック図である。データ発生器１０は、測定回線２１を介して既知のテストデータ信号を入力データとして被試験器３０に供給するとともに測定回線２２を介して入力クロックを被試験器３０に供給する。被試験器３０は、データ発生器１０から入力されるテストデータ信号に基づく測定対象データ信号を生成し測定回線２３を介して出力データとしてエラー検出器４０に入力するとともに、データ発生器１０から入力される入力クロックに基づく出力クロックを生成し測定回線２４を介してエラー検出器４０に入力する。
【０００４】
図７は、エラー検出器４０の従来例を示す概念ブロック図である。ビットエラー測定にあたり、クロック位相検出部４１は、被試験器３０からの出力クロックと出力データの同期を取るために出力クロックの位相を最適値に自動調整する。ビットエラーレート測定部４２は、クロック位相検出部４１により自動調整した全ての位相値におけるＢＥＲを測定し、ＢＥＲの最も低いクロック位相値を最適値として設定する。
【０００５】
【特許文献１】特開平０８‐１０２７２９号公報
【０００６】
特許文献１には、データ送信装置からデータ受信装置にデータとクロックを送信し、クロックのタイミングを調整して誤り率が低くなるタイミングを求める構成が開示されている。
【０００７】
しかし、特許文献１は、本発明のようにクロック位相とデータ閾値電圧を自動調整することにより、同期位置をアイパターンの開口部中心に設定することは示唆していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、４０Ｇ  ＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy;同期デジタルハイアラキー)などの高速通信の場合、エラー検出器４０に入力される受信データの波形は歪むことがある。特に、被試験器３０からエラー検出器４０までの回線が長くなると周囲の雑音などの影響を受けやすく、受信波形の歪は大きくなり、受信データの振幅も影響を受けることになる。
【０００９】
このように周囲の雑音などの影響を受けやすい状態でＢＥＲ測定を行うと、クロック位相調整のみでは同期位置が正確にアイパターンの開口部中心とならず、正確なＢＥＲ値が測定できないおそれがある。
【００１０】
そこで、他の方法として、クロック位相とともにデータ閾値電圧も手動調整することも提案されているが、最適値調整に相当の工数がかかるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、これらの問題に着目したものであり、その目的は、クロック位相とデータ閾値電圧を高速かつ高精度でアイパターンの開口部中心に自動設定できる符号誤り率測定装置および符号誤り率測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する請求項１の発明は、クロックとデータの同期を取りながらデータの符号誤り率を測定する符号誤り率測定装置において、クロック位相を所定範囲内で自動設定するクロック位相検出部と、２値化のためのデータ閾値電圧を所定範囲内で自動設定するデータ閾値電圧検出部と、クロック位相検出部により設定されたクロック位相およびデータ閾値電圧検出部により設定されたデータ閾値電圧に基づき、クロック位相及びデータ閾値の安定状態を検出する位相閾値安定状態検出部と、位相閾値安定状態検出部により設定された位相閾値に基づき、符号誤り率を測定する符号誤り率測定部と、符号誤り率測定部の測定結果に基づきアイパターン開口部におけるクロック位相およびデータ閾値電圧の最適設定値を検出する同期確立検出部、を設けた。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明に記載の符号誤り率測定装置において、位相閾値安定状態検出部は、符号誤り率を複数回測定して、その測定結果の差からクロック位相およびデータ閾値電圧の安定状態を検出する。
【００１４】
請求項３の発明は、クロックとデータの同期を取りながらデータの符号誤り率を測定するのにあたり、クロック位相を所定範囲内で自動設定するステップと、
２値化のためのデータ閾値電圧を所定範囲内で自動設定するステップと、自動設定されたクロック位相及びデータ閾値電圧の安定状態を検出するステップと、  これらステップにより設定されたクロック位相およびデータ閾値電圧に基づき符号誤り率を測定するステップと、符号誤り率の測定結果に基づきアイパターン開口部におけるクロック位相およびデータ閾値電圧の最適設定値を検出するステップと、を含む。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３に記載の符号誤り率測定方法において、自動設定されたクロック位相及びデータ閾値電圧の安定状態を検出するステップは、符号誤り率を複数回測定し、その測定結果の差が所定の範囲以下の時にクロック位相およびデータ閾値電圧の安定状態とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、クロック位相とデータ閾値電圧を高速かつ高精度でアイパターンの開口部中心に自動設定できる符号誤り率測定装置および符号誤り率測定方法を実現することができる。さらに、クロック位相及び閾値電圧の変更後からＢＥＲ測定までの待ち時間を、固定ではなくＢＥＲの揺らぎを見ることで可変としたので、オートサーチの精度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図３は、本発明の基礎技術の説明をするためのブロック図であり、図７と共通する部分には同一の符号を付けている。図３において、エラー検出器４０には、クロック位相検出部４１とビットエラーレート測定部４２の他に、データ閾値電圧検出部４３と同期確立検出部４４が設けられている。
【００１８】
図３において、クロック位相検出部４１は、図７と同様に図示しない被試験器３０の出力データを「０」または「１」に２値化するための位相を可変制御するものであり、最適な位相を検出設定する。
【００１９】
データ閾値電圧検出部４３は出力データを「０」または「１」に２値化するための閾値電圧を可変制御するものであり、最適な閾値電圧を検出設定する。
【００２０】
ビットエラーレート測定部４２は、クロック位相検出部４１およびデータ閾値電圧検出部４３から出力される位相値と閾値電圧に基づいて出力データと基準値を比較し、ＢＥＲを算出する。
【００２１】
同期確立検出部４４は、ビットエラーレート測定部４２におけるＢＥＲの測定結果に基づき、出力データと出力クロックとの同期状態を判定する。
【００２２】
図４は、図３の最適値設定動作を示すアイパターン開口部の概念図である。図４では、出力データの１周期は２５psであるものとし、クロック位相の自動調整範囲を０ps〜２５psとし、データ閾値電圧の自動調整範囲を−２００mV〜−７５０mVとしている。そして、クロック位相を増加方向および減少方向に変化させた場合にアイパターン開口部内でＢＥＲが１０−３になる点Px1とPx2を求めるとともに、データ閾値電圧を増加方向および減少方向に変化させた場合にアイパターン開口部内でＢＥＲが１０−３になる点Pｙ1とPｙ2を求め、これら各点の中心値を最適値P0としている。
【００２３】
図５は、図３の動作の流れを説明するフローチャートである。
はじめにデータ閾値電圧Vthおよび位相Phの初期値を設定する（SP1）。これら初期値はユーザーが任意に設定可能であるが、規定値として例えばクロック位相は０ps、データ閾値電圧は−４５０mVとする。なお、自動調整範囲は、前述のように、例えばクロック位相は０ps〜２５psとし、データ閾値電圧は−２００mV〜−７５０mVとする。
【００２４】
初期設定状態でのＢＥＲを測定し（SP2）、ＢＥＲ測定結果が１０−6以下であるか否かを判断する（SP3）。そしてＢＥＲ測定結果が１０−6以下であればある程度データとクロックの同期が取れているものと判断して、その位相Phを同期が確立した位相として設定し（SP5）、SP5以降の最適化ステップにジャンプする。これに対し、ステップSP3でＢＥＲが１０−6以上であれば、同期が全く確立していないため、再度位相Phを＋１ps変化させて（SP4）、ＢＥＲを測定し（SP2）、ＢＥＲ測定結果が１０−6以下であるか否かを判断する（SP3）。ＢＥＲが１０−6未満になるまでステップSP2からステップSP4までを繰り返す。位相の自動調整範囲内でＢＥＲが１０−6未満にならない場合は同期不良として自動調整を終了する。
【００２５】
続いて、データ閾値電圧Vthの最適化を行う。まずデータ閾値電圧Vthを＋１０mV変化させて（SP6）、ＢＥＲを測定し（SP7）、ＢＥＲ測定結果が１０−3以上であるか否かを判断する（SP8）。その結果が１０−３以上であれば、再度データ閾値電圧Vthを＋１０mV変化させて（SP6）、ＢＥＲを測定する（SP7）。ＢＥＲが１０−３未満になるまでステップSP6からステップSP8までを繰り返す。ＢＥＲが１０−３未満になった時のデータ閾値電圧VthをVt1として記憶する（SP9）。
【００２６】
ＢＥＲが１０−３未満になるとデータ閾値電圧VthをステップSP5の最初の値に戻す（SP10）。そして、今度は閾値を−１０mV変化させて（SP11）、ＢＥＲを測定し（SP12）、ＢＥＲ測定結果が１０−3以上であるか否かを判断する（SP13）。その結果が１０−３以上であれば、再度データ閾値電圧Vthを−１０mV変化させて（SP11）、ＢＥＲを測定する（SP12）。ＢＥＲが１０−３未満になるまでステップSP11からステップSP13までを繰り返す。ＢＥＲが１０−３未満になった時のデータ閾値電圧VthをVt2として記憶する（SP14）。
【００２７】
ステップSP9で記憶したVt1とステップSP14で記憶したVt2の平均を取り、これをデータ閾値電圧Vthの仮の最適値とする（SP15）。
【００２８】
次に、位相Phの最適化を行う。まず位相Phを＋１ps変化させて（SP16）、ＢＥＲを測定し（SP17）、ＢＥＲ測定結果が１０−3以上であるか否かを判断する（SP18）。その結果が１０−３以上であれば、再度位相Phを＋１ps変化させて（SP16）、ＢＥＲを測定する（SP17）。ＢＥＲが１０−３未満になるまでステップSP16からステップSP18までを繰り返す。ＢＥＲが１０−３未満になった時の位相PhをPh1として記憶する（SP19）。
【００２９】
ＢＥＲが１０−３未満になると位相Phを最初の値に戻す（SP20）。そして、今度は位相Phを−１ps変化させて（SP21）、ＢＥＲを測定し（SP22）、ＢＥＲ測定結果が１０−3以上であるか否かを判断する（SP23）。その結果が１０−３以上であれば、再度位相Phを−１ps変化させて（SP21）、ＢＥＲを測定する（SP22）。ＢＥＲが１０−３未満になるまでステップSP21からステップSP23までを繰り返す。ＢＥＲが１０−３未満になった時の位相PhをPh2として記憶する（SP24）。
【００３０】
ステップSP19で記憶したPh1とステップSP24で記憶したPh2の平均を取り、これを位相Phの仮の最適値とする（SP25）。
【００３１】
その後、データ閾値電圧VthとしてステップSP15で求めた仮の最適値を設定するとともに位相PhとしてステップSP25で求めた仮の最適値を設定して、ステップSP6からステップSP15までのＡの処理を再度実行することによりデータ閾値電圧Vthの仮の最適値を求め（SP26）、さらにステップSP16からステップSP25までのＢの処理を再度実行することにより位相Phの仮の最適値を求める（SP27）。
【００３２】
そして、これらステップSP26およびステップSP27で求めた各仮の最適値を真の最適値として設定することにより、一連の自動調整を終了する。
【００３３】
クロック位相Phとデータ閾値電圧Vthの自動調整にあたり、クロック位相Phとデータ閾値電圧Vthをそれぞれ増加方向（＋）および減少方向（−）に変化させて、ＢＥＲがある所定値以上に劣化する各方向の値の中心を最適値とすることにより、ＢＥＲの測定回数を減らすことができ、高速かつ高精度で自動的にアイパターンの開口部中心に設定することができる。
【００３４】
また、ＢＥＲの最も少ない最適なクロック位相Phを検出するのにあたり、アイパターンの一周期分だけ変化させてそのときのＢＥＲを測定することにより、位相Phの最適値を高速に検出することができる。
【００３５】
図５のフローチャートにおいて、初期値設定ステップ、閾値電圧最適化ステップＡ及び位相値最適化ステップＢでは、ステップSP1で初期値を設定したとき、あるいは、ステップSP6及びステップSP11で電圧Vthを変化させたとき、さらにはステップSP16及びステップSP21でクロック位相Phを変化させたときに、データ閾値電圧及びクロック位相を変化させて安定状態となるまで、一定の待ち時間経過後に、ＢＥＲ測定を開始する。
【００３６】
これは変化直後の値がまだ不安定なうちにＢＥＲを測定しないようにするためであるが、閾値電圧及びクロック位相を変化させて安定状態となるまでの時間はデバイスによって異なる。すなわち、不安定時間がこの一定の待ち時間より短い場合、残りの待ち時間が無駄になり、結果として自動設定に要する時間が遅くなる。また、不安定時間がこの一定の待ち時間より長い場合、ＢＥＲ測定で正しい値が測定できないことになる。
【００３７】
したがって、この待ち時間を可変として、さらに自動設定の高速化を図り、かつ、精度を向上させる構成とする。
【００３８】
図１は本発明の実施の形態例を示すブロック図であり、図３と共通する部分には同一の符号を付けている。
【００３９】
図１において、エラー検出器５０には、クロック位相検出部４１と符号誤り率測定部４２とデータ閾値電圧検出部４３と同期確立検出部４４を備える。また、符号誤り率測定部４２は位相閾値安定状態検出部５１Ａと接続され、符号誤り率測定部５０としている。
【００４０】
図１において、位相閾値安定状態検出部５１Ａは、クロック位相検出部４１及びデータ閾値電圧検出部４３から出力される位相値と閾値電圧に基づいて後述する動作を行い、クロック位相、及びデータ閾値電圧の安定状態を検出する。
【００４１】
図２は、符号誤り率測定部５０の動作の流れを説明するフローチャートである。図２のフローチャートによる処理は、図５のＢＥＲ測定処理ステップの直前に実行されるものである。
【００４２】
図２のフローチャートにおいて、ステップSP31で、まず、オートサーチ処理でクロック位相、または閾値電圧が調整される。次に、ステップSP32でＢＥＲの測定回数を「０」にする。
【００４３】
ステップSP34は、クロック位相及びデータ閾値電圧の値でＢＥＲを測定する。ここで、測定回数を＋１し（ステップSP35）、測定回数が１回目ならステップSP37でＢＥＲ１に測定結果を保存し、再びＢＥＲを測定する。この測定はステップSP36で２回目と判定され、測定結果はＢＥＲ２に保存される（ステップSP38）。
【００４４】
ステップSP39でＢＥＲ測定回数を「０」にし、ステップSP40でＢＥＲ１に保存されたデータとＢＥＲ２に保存されたデータを比較して、その差が１０−６以下なら、クロック位相及びデータ閾値電圧が安定状態であると判定し、ＢＥＲ測定を行う(SP42)。その結果を、同期確立検出部４４に送る。
【００４５】
また、ステップSP33はＢＥＲの測定回数をカウントして、測定回数が１０００回になったら、無条件でクロック位相及びデータ閾値電圧が安定状態になったものと見なし、ステップSP42でＢＥＲ測定を行う。
【００４６】
上記実施例では符号誤り率測定装置について説明したが、クロックによりデータとの同期をとる各種のデータ伝送システムにおける符号誤り率の改善にも有効であり、クロック位相、データ閾値電圧を自動調整する機能（オートサーチ機能）を有する装置関連に応用できる。
【００４７】
また、上記実施例では、ＢＥＲを２回ずつ測定することで安定状態の検出を行っていたが、安定状態のより正確な検出を行いたい場合には３回以上の測定により安定状態を検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態例を示すブロック図である。
【図２】本発明の動作の流れを説明するフローチャートである。
【図３】本発明の基礎技術の説明をするためのブロック図である。
【図４】図３の最適値設定動作を示すアイパターン開口部の概念図である。
【図５】図３の動作の流れを説明するフローチャートである。
【図６】従来の符号誤り率測定装置の一例を示すブロック図である。
【図７】エラー検出器４０の従来例を示す概念ブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  データ発生器
２１〜２４  測定回線
３０  被試験器
４０  エラー検出器
４１  クロック位相検出部
４２  ビットエラーレート測定部
４３  データ閾値電圧検出部
４４  同期確立検出部
【図１】
2005328110.tif 000003
【図２】
2005328110.tif 000004
【図３】
2005328110.tif 000005
【図４】
2005328110.tif 000006
【図５】
2005328110.tif 000007
【図６】
2005328110.tif 000008
【図７】
2005328110.tif 000009