(57)【要約】【課題】スペクトラム拡散に係る拡散率を容易に推定する。【解決手段】三角波によってスペクトル拡散されたクロック信号を入力する入力部（１１に相当）と、クロック信号から三角波の周期を抽出する周期成分抽出部（１３に相当）と、クロック信号における周期変動の変動幅を抽出する周期変動抽出部（１４に相当）と、三角波の周期と周期変動の変動幅とに基づいてスペクトル拡散における拡散率を求める演算処理部（１６に相当）と、を備える。【選択図】図１
2013093794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三角波によってスペクトル拡散されたクロック信号を入力する入力部と、
前記クロック信号から前記三角波の周期を抽出する周期成分抽出部と、
前記クロック信号における周期変動の変動幅を抽出する周期変動抽出部と、
前記三角波の周期と前記周期変動の変動幅とに基づいてスペクトル拡散における拡散率を求める演算処理部と、
を備えることを特徴とする信号測定装置。
【請求項２】
前記演算処理部は、前記三角波の周期の逆数と前記周期変動の最大値および最小値の差との積に基づいて前記拡散率を求めることを特徴とする請求項１記載の信号測定装置。
【請求項３】
前記拡散率が所定の範囲内にあるか否かを判定する拡散率特定部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の信号測定装置。
【請求項４】
前記周期成分抽出部は、前記クロック信号から一定周期の再生クロック信号を生成し、前記クロック信号と前記再生クロック信号との周期的なずれに基づいて前記三角波の周期を抽出し、
前記周期変動抽出部は、前記クロック信号と前記再生クロック信号との周期的なずれに基づいて前記周期変動の変動幅を抽出することを特徴とする請求項１または２記載の信号測定装置。
【請求項５】
三角波によってスペクトル拡散されたクロック信号を入力するステップと、
前記クロック信号から前記三角波の周期を抽出するステップと、
前記クロック信号における周期変動の変動幅を抽出するステップと、
前記三角波の周期と前記周期変動の変動幅とに基づいてスペクトル拡散における拡散率を求めるステップと、
を含むことを特徴とする信号測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号測定装置及び信号測定方法に係り、特に、スペクトラム拡散されたクロック信号からスペクトラム拡散に係る拡散率を測定する信号測定装置及び信号測定方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやワークステーションの情報処理機器等の電子装置搭載機器には、機器から放射されるノイズにより他の機器が誤動作を引き起こさないように、放射ノイズレベルが規定値以下になるように規格が定められている。一方、電子装置搭載機器には、内部回路や外部回路との同期動作を実現するためにクロック信号回路が搭載されており、このクロック信号回路からのクロック信号高調波が、機器からのノイズ放射要因となっている。このクロック信号高調波レベルを抑制する対策として、近年、スペクトラム拡散機能を有する位相同期発振器をクロック信号回路として使用する電子装置搭載機器が増加している。このようなクロック信号回路の例が特許文献１において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０７５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以下の分析は本発明において与えられる。
【０００５】
ところで、クロック信号がスペクトラム拡散された場合、クロック信号の周期を測定することは、クロック信号に重畳されたランダムジッタやその他の周期ジッタ成分もあわせて測定することになる。したがって、一般的なオシロスコープ等の波形観測装置による測定結果から、スペクトラム拡散されたクロック信号におけるスペクトラム拡散に係る拡散率を推定することが困難である。このため、電子装置搭載機器のスペクトラム拡散に係る拡散率が定められた仕様を満たすか否かを判定することは容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つのアスペクト（側面）に係る信号測定装置は、三角波によってスペクトル拡散されたクロック信号を入力する入力部と、クロック信号から三角波の周期を抽出する周期成分抽出部と、クロック信号における周期変動の変動幅を抽出する周期変動抽出部と、三角波の周期と周期変動の変動幅とに基づいてスペクトル拡散における拡散率を求める演算処理部と、を備える。
【０００７】
本発明の他のアスペクト（側面）に係る信号測定方法は、三角波によってスペクトル拡散されたクロック信号を入力するステップと、クロック信号から三角波の周期を抽出するステップと、クロック信号における周期変動の変動幅を抽出するステップと、三角波の周期と周期変動の変動幅とに基づいてスペクトル拡散における拡散率を求めるステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スペクトラム拡散に係る拡散率を容易に推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例に係る信号測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】クロック信号、リカバリしたクロック信号、これらのクロック信号間のずれを示した図である。
【図３】測定された三角波の例を示す図である。
【図４】拡散率の算出根拠を説明するための図である。
【図５】理想的なＣＬＫとＴＩＥの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、概説する。なお、以下の概説に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る信号測定装置は、三角波によってスペクトル拡散されたクロック信号を入力する入力部（図１の１１に相当）と、クロック信号から三角波の周期を抽出する周期成分抽出部（図１の１３に相当）と、クロック信号における周期変動の変動幅を抽出する周期変動抽出部（図１の１４に相当）と、三角波の周期と周期変動の変動幅とに基づいてスペクトル拡散における拡散率を求める演算処理部（図１の１６に相当）と、を備える。
【００１２】
信号測定装置において、演算処理部は、三角波の周期の逆数と周期変動の最大値および最小値の差との積に基づいて拡散率を求めるようにしてもよい。
【００１３】
信号測定装置において、拡散率が所定の範囲内にあるか否かを判定する拡散率特定部（図１の１７に相当）をさらに備えるようにしてもよい。
【００１４】
信号測定装置において、周期成分抽出部は、クロック信号から一定周期の再生クロック信号を生成し、クロック信号と再生クロック信号との周期的なずれに基づいて三角波の周期を抽出し、周期変動抽出部は、クロック信号と再生クロック信号との周期的なずれに基づいて周期変動の変動幅を抽出するようにしてもよい。
【００１５】
以上のような信号測定装置によれば、スペクトラム拡散に係る拡散率を容易に推定することが可能となる。したがって、測定対象物である電子装置搭載機器等のスペクトラム拡散に係る拡散率が定められた仕様を満たすか否かを判定することが容易となる。
【００１６】
以下、実施例に即し、図面を参照して詳しく説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に係る信号測定装置の構成を示すブロック図である。図１において、信号測定装置は、信号入力部１１、ＴＩＥ測定部１２、ＴＩＥ周期成分抽出部１３、ＴＩＥ振幅抽出部１４、搬送周波数特定部１５、演算処理部１６、拡散率特定部１７を備える。
【００１８】
信号入力部１１は、測定対象物１０からクロック信号を入力する。ここで信号入力部１１が入力する測定対象物１０のクロック信号は、本来のクロック信号（周波数ｆ０）に対し、三角波である信号波（周波数ｆＣ）によってスペクトラム拡散された（変調された）クロック信号である。信号入力部１１は、より具体的な例としては、測定対象物１０をオシロスコープ等の波形観測装置でプロービングすることで実現する。
【００１９】
ＴＩＥ測定部１２は、信号入力部１１が入力したクロック信号のＴＩＥ（Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ  Ｅｒｒｏｒ）の測定を行う。ＴＩＥ周期成分抽出部１３は、ＴＩＥ測定部１２の測定結果からＴＩＥの周期成分を抽出する。ＴＩＥ振幅抽出部１４は、ＴＩＥ測定部１２の測定結果からＴＩＥの時間的な振幅成分、すなわちＴＩＥ最大値とＴＩＥ最小値との差を抽出する。
【００２０】
ここで、ＴＩＥの測定について詳しく説明する。ＴＩＥ測定部１２は、信号入力部１１が入力したクロック信号（ＣＬＫ）からクロックリカバリ（クロック再生）を行い、リカバリした一定周期のクロック信号（Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ＣＬＫ）を生成する。図２は、ＣＬＫ、Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ＣＬＫ、これらのクロック信号間のずれ（ＴＩＥ  Ｔｒｅｎｄ  ｐｌｏｔ）を示した図である。
【００２１】
図２において、ＣＬＫの周期の平均は、
（３（１ＣＫ）＋３（３／４ＣＫ）＋３（５／４ＣＫ））／９＝１ＣＫ
で示すように１ＣＫとなる。このＣＬＫからＲｅｃｏｖｅｒｙ  ＣＬＫを作り出し、ＣＬＫとの差分を累積したのがＴＩＥ  Ｔｒｅｎｄ  ｐｌｏｔとなる。
【００２２】
１サイクル目では、ＣＬＫとＲｅｃｏｖｅｒｙ  ＣＬＫとが等しい、より正確にはＣＬＫの一周期とＲｅｃｏｖｅｒｙ  ＣＬＫの二周期とが等しい為、ＴＩＥは０となる。２サイクル目では、ＣＬＫが３／４ＣＫしかないので、ＴＩＥは、−１／４ＣＫとなる。３サイクル目、４サイクル目と続けて、ＣＬＫが３／４であるので、ＴＩＥは、−２／４、−３／４となる。５サイクル目では、ＣＬＫとＲｅｃｏｖｅｒｙ  ＣＬＫとが等しい為、ＴＩＥは、−３／４のまま続く。６〜８サイクル目では、ＣＬＫが５／４であるのでＴＩＥは、それぞれ、−２／４、−１／４、０となる。
【００２３】
スペクトラム拡散されたＣＬＫ（ＳＳＣ、Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｃｌｏｃｋ）の周期のみをプロットしても、ランダムジッタによってＳＳＣの変調周期を確認することは困難である。しかしながら、ＴＩＥのように差分の積み上げであれば、ランダムジッタを打ち消すことが出来、長周期の変調を測定することが可能である。
【００２４】
図３は、周波数４００ＭＨｚのＣＬＫに対し、拡散率０．５％、変調搬送周波数３３ｋＨｚの三角波によってダウン拡散した波形にランダムで±１００ｐｓのジッタを加えた場合の波形を示す図である。図３（Ａ）では、周期をプロットしているが、この波形からは変調搬送周波数（信号波である三角波の周波数）を割り出すことは不可能である。これに対し、図３（Ｂ）では、ＴＩＥの波形の周期を測定し、変調搬送周波数（三角波の周期）を割り出すことが可能であることが示される。
【００２５】
搬送周波数特定部１５は、測定された三角波の周期から変調搬送周波数を求める。
【００２６】
演算処理部１６は、三角波の周期とＴＩＥの時間的な振幅成分とに基づいてスペクトル拡散における拡散率を求める。拡散率に関し、変調搬送波を三角波とすると、ＴＩＥの測定結果に以下の式を当てはめることで演算が可能である。
拡散率＝８×変調搬送周波数×（ＴＩＥ最大値−ＴＩＥ最小値）
【００２７】
拡散率特定部１７は、拡散率を必要に応じて外部に出力する。あるいは、求めた拡散率が所定の範囲内にあるか否かを判定し、判定結果を外部に出力するようにしても良い。すなわち、測定対象物１０のクロック信号が拡散率に係る仕様を満たしているか否かを判定するようにしても良い。
【００２８】
次に、演算処理部１６が算出する拡散率の算出根拠について図４を参照し説明する。
【００２９】
スペクトラム拡散がダウン拡散であって変調搬送波（信号波）が三角波である場合を考える。ＴＩＥは、拡散対象周波数ｆ０が増加する式と減少する式との合算で求めることが出来る。また、ＴＩＥは、観測クロック信号（ＣＬＫ）とリカバリした一定周期のクロック信号（Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ＣＬＫ）の差で表現される。したがって、図４において、観測開始周波数をｆ０とするダウン拡散（すなわち最も高い周波数を開始点とする場合）において、拡散率をＤとするｎサイクル目の１周期当りのクロック信号の周期の差分は、周期増加時をｔＤ１、減少時をｔＤ２とすると、以下のように表される。
2013093794.tif 000003
【００３０】
ＴＩＥは、これらの差分の合計として表現することができる。したがって、ｎサイクル目のＴＩＥは、以下のように表される。
2013093794.tif 000004
ここで、ｋＤ１、ｋＤ２は、周期増加期間、周期減少期間のそれぞれにおけるサイクル数である。
【００３１】
例えば、周波数４００ＭＨｚのＣＬＫに対し、拡散率０．５％、変調搬送周波数３３ｋＨｚの三角波によってダウン拡散したジッタを含まない理想的なＣＬＫとＴＩＥの関係は、図５に示す通りとなる。
【００３２】
搬送波が三角波であってダウン拡散である場合、ＴＩＥの極値は、最大：３ｆ０／４ｆ０サイクル目、最小：ｆ０／４ｆ０サイクル目である。ＴＩＥ最小値、すなわちＴＩＥ（ｍｉｎ）は、開始から減少に転じる為、周期減少期間は存在せず、ｋＤ２は、０となる。したがって、ＴＩＥ（ｍｉｎ）は、以下のように表すことができる。
2013093794.tif 000005
【００３３】
また、２ｆ０／４ｆｃ周期ではＴＩＥは０に収束するので、ＴＩＥ最大値、すなわちＴＩＥ（ｍａｘ）は、２ｆ０／４ｆｃから３ｆ０／４ｆｃまでを求めれば良い。ＴＩＥ（ｍａｘ）は、ＴＩＥ（ｍｉｎ）と同様に２ｆ０／４ｆｃから増大に転じる為、ＫＤ２期間は、３ｆ０／４ｆｃ−２ｆ０／４ｆｃ＝ｆ０／４ｆｃ期間のみとなり、ＫＤ１期間は、存在せず０となる。したがって、ＴＩＥ（ｍａｘ）は、以下のように表すことができる。
2013093794.tif 000006
【００３４】
2013093794.tif 000007
【００３５】
なお、以上の説明では、スペクトラム拡散がダウン拡散である場合を説明したが、センター拡散やアップ拡散であっても同様である。
【００３６】
以上のように、変調搬送波が三角波であるときに限定すれば、上記の式は、ＴＩＥ（ｓｗｉｎｇ）、拡散率Ｄ、変調搬送周波数ｆＣからなる式となる。したがって、ＴＩＥの振幅（ＴＩＥ（ｓｗｉｎｇ））と周期（１／ｆｃ）から拡散率Ｄを求めることが可能である。
【００３７】
なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  測定対象物
１１  信号入力部
１２  ＴＩＥ測定部
１３  ＴＩＥ周期成分抽出部
１４  ＴＩＥ振幅抽出部
１５  搬送周波数特定部
１６  演算処理部
１７  拡散率特定部
【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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