データ信号品質評価装置
【課題】データ信号のアイパターンに関する品質評価をより効率的に行う。
【解決手段】マスク領域制限手段35は、操作部50の操作により任意の幅と角度を指定させ、基準マスク設定手段32により評価対象のデータ信号に対するコンプライアンス測定のために設定された基準マスクMrの有効範囲を、指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、制限された有効範囲Esを表示器40に示す。品質評価手段34は、マスク領域制限手段35によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動してその制限された有効範囲に対するコンプライアンス測定を行い、品質評価する。
【解決手段】マスク領域制限手段35は、操作部50の操作により任意の幅と角度を指定させ、基準マスク設定手段32により評価対象のデータ信号に対するコンプライアンス測定のために設定された基準マスクMrの有効範囲を、指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、制限された有効範囲Esを表示器40に示す。品質評価手段34は、マスク領域制限手段35によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動してその制限された有効範囲に対するコンプライアンス測定を行い、品質評価する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種デジタル機器や伝送システムが扱う0、1の2値のデータ信号の波形情報を取得し、そのデータ信号のアイパターンに関する品質評価を、より効率的に行うための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
デジタル機器や伝送システムの評価を行う場合、その評価対象が出力するデータ信号のビット誤り率を測定する方法の他に、データ信号の位相の揺らぎ(ジッタ)や振幅の揺らぎがどの程度あるかを、波形観測しながら直感的に把握する方法も多く採用されている。
【0003】
このようなデータ信号の位相や振幅の揺らぎを、波形で直感的に観測できるようにするための手法として、従来からアイパターン(Eye Pattern)表示が用いられている。
【0004】
アイパターンは、データ信号の各ビット波形を同一時間軸上に重ね合わせて表示したものであり、例えば図10の(a)のようなNRZ形式のデータ信号x(t)に対し、そのデータ信号x(t)の基準のビット周期TcのN倍の周期をもつトリガ信号(同図(b))に同期したタイミングで所定ビット分(ここでは2ビット分)の波形データ(H1、H2、……)を取得し、それらの波形データを同一時間軸上に重ね合わせることで図10の(c)のようなアイパターンPeが得られる。なお、実際のアイパターンは各波形データの大きさに対応した位置をポイント表示したものであるが、ここでは波形データのポイントが存在する確率が高い領域をハッチングで模式的に示しており、アイパターンを形成する全てのポイントがこのハッチング部分に含まれるわけではない(以下同様)。
【0005】
このようにして得られたアイパターンPeで囲まれた領域Aの時間軸方向の長さLaは、データ信号x(t)の位相揺らぎの大小(データのレベル遷移部の太さ)に依存し、電圧軸方向の長さLbはデータ信号の振幅揺らぎの大小(時間軸方向に伸びたラインの太さ)に依存する。
【0006】
したがって、データ信号x(t)のアイパターンとそのアイパターンで囲まれた領域Aの広さとの関係を定量的に測定することでデータ信号の品質評価が行える。
【0007】
その評価方法の一つとして、図11のように、アイパターンPeで囲まれる領域の形状に対応した多角形(ここでは6角形とする)でその大きさがデータ信号のビットレートや設計上の振幅値と余裕度によって決まるマスクMを用い、そのマスクMをアイパターンで囲まれた領域内の中央付近の所定位置に固定配置し、アイパターンを形成する波形データがマスク内に何ポイント入るかを数えるテストがある(マスクコンプライアンス測定)。
【0008】
このテスト結果で、アイパターンを形成する波形データの総数P個に対してマスクにQ個まで入ることを許容すると定義し、実際にマスク内に入ると判定されたポイントがQ個以内であればOK(合格)のテスト結果を出力し、Q個を越えていればNG(不合格)のテスト結果を出力する。
【0009】
なお、データ信号の品質評価をそのアイパターンとマスクとの関係に基づいて行う技術の例は、例えば次の特許文献1に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2010−061207号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ところで、データ信号の場合、その立ち下がりまたは立ち下がりのどちらか一方に偏ってジッタが多く発生する場合があり、マスク全体の範囲のうち、設定されたマスクの範囲内でその立ち上がりや立ち下がり部分の測定を重点的に且つ一時的に行いたい場合が生じる。また、同様にデータ信号に対して設定された既存のマスクの範囲内で、時間軸方向より振幅方向の揺らぎを重点的かつ一時的に測定したい場合や、反対に振幅方向より時間軸方向の揺らぎを重点的にかつ一時的に測定したい場合が生じる。
【0012】
しかしながら、従来装置では、一般的に、データ信号に対して予め登録されているマスクを選択的に用いる方法しか提供されておらず、任意の形状のマスクを登録する機能があるものであっても、その形状を特定する多くのパラメータを予め登録して、そのマスクを測定前に選択して用いる機能しか有しておらず、基準マスクによる測定中において、そのマスクの範囲内で方向を特定した測定を重点的に且つ一時的に行うことはできなかった。
【0013】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、データ信号に対して設定された基準マスクに対して、幅と方向を指定することで、その指定された幅と方向に制限された領域を有効領域として測定を行い、測定者が希望する方向の測定を容易に行えるデータ信号品質評価装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前記目的を達成するために、本発明のデータ信号品質評価装置は、
評価対象のデータ信号に対するサンプリングを行い、該データ信号の波形データを取得する波形データ取得部(21)と、
表示器(40)と、
操作部(50)と、
前記波形データ取得部によって得られた波形データに基づいて前記データ信号のアイパターンを前記表示器に表示させるアイパターン表示手段(31)と、
前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域の形とほぼ相似な多角形で、前記データ信号のビットレートおよび振幅に対応した大きさを有するマスクを、前記データ信号の品質評価用の基準マスクとして設定する基準マスク設定手段(32)と、
前記基準マスク設定手段で設定された基準マスクを、前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域と重なりあう特定位置に表示するマスク表示手段(33)と、
前記アイパターンを形成する波形データの表示ポイントのうち、前記基準マスクの領域内に入る数を計数し、該計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、該評価結果を前記表示器に表示させる品質評価手段(34)とを有するデータ信号品質評価装置であって、
前記操作部の操作により任意の幅と角度を指定させ、前記基準マスクの有効範囲を、前記指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、該制限された有効範囲を前記表示器に示すマスク領域制限手段(35)を有し、
前記品質評価手段は、前記マスク領域制限手段によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動して該制限された有効範囲に対する品質評価を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
このように、本発明のデータ信号品質評価装置は、データ信号に対して設定された基準マスクの有効領域を、任意に指定した幅と角度で決まる範囲に制限することができるので、新規のマスクの形状データを細かく入力する必要がなく、測定者が希望する方向の測定を重点的に且つ一時的に行え、測定を効率的に行える。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態の構成を示す図
【図2】実施形態の波形取得動作の一例を説明するための図
【図3】実施形態の波形取得動作の一例を説明するための図
【図4】基準マスクとその有効範囲を制限する直線の関係を示す図
【図5】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図6】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図7】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図8】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図9】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図10】データ信号からアイパターン波形を生成する工程を示す図
【図11】アイパターンにマスクを重ねた測定画面の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0017】
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、本発明を適用したデータ信号評価装置20の構成を示している。
【0018】
このデータ信号品質評価装置20は、NRZ形式で入力される測定対象のデータ信号x(t)を波形データ取得部21で受けて、その波形データを取得する。
【0019】
ここで、波形データ取得部21は、リアルタイムサンプリング方式では取得困難な高速のデータ信号の波形データを取得するために等価時間サンプリング方式を採用しており、そのデータ取得モードには、入力されたデータ信号x(t)の波形を単純に時系列に表示するために必要なデータを取得する第1モードの他に、アイパターン波形を表示するために必要な第2モードがある。
【0020】
波形データ取得部21は、サンプリング部22、サンプリング制御部23および波形データメモリ24によって構成されている。
【0021】
サンプリング部22は、A/D変換器22aとサンプリングクロック発生器22bによって構成され、A/D変換器22aに入力するデータ信号x(t)に対するサンプリングを、サンプリングクロック発生器22bから周期Tsで出力されるサンプリングクロックCsに同期して行い、そのサンプリングで得られたサンプル値をデジタルのデータX(k)に順次変換する。
【0022】
サンプリング制御部23は、サンプリング部22のサンプリング周期Tsを上記モードに応じて設定する。
【0023】
即ち、第1モードが指定されている場合には、例えば図2の(a)のデータ信号x(t)に対して、あるタイミングt0から等価時間サンプリング方式により、ΔTの時間分解能でデータX(1)、X(2)、……を取得させて、これを波形データメモリ24にサンプリング順に記憶させる。
【0024】
即ち、データ信号x(t)が、ビット周期Tcで符号長Mの擬似ランダム信号が繰り返される信号列の場合、サンプリングクロックの周期Tsを、図2の(b)のように繰り返しの周期(M・Tc)の整数Q(Qは1も含む)倍に時間分解能ΔTだけ差のある値(例えばQ・M・Tc+ΔT)に設定する。
【0025】
このように設定すると、データ信号の繰り返しの1周期目のあるタイミングt0の値x(t0)をサンプリングした後、繰り返しのQ周期目で前のタイミングよりΔT遅れた位置t1の値x(t1)をサンプリングすることになり、以下、Q周期毎にΔTだけずれた位置をサンプリングする。したがって、波形の繰り返しが続いていれば、図2の(c)のように、データ信号x(t)の繰り返し波形のデータを所望分解能ΔTで取得することができる。
【0026】
また、アイパターンを表示するための第2モードが指定されている場合には、図3の(a)のデータ信号x(t)に対して、サンプリングクロックの周期Tsを、図3の(b)のように、ビット周期Tcに前記Q・Mと等しくない整数U(例えばQ・M+1)を乗じた値に時間分解能ΔTだけ差のある値(例えばU・Tc+ΔT)に設定する。
【0027】
このように設定すると、データ信号x(t)のUビット毎(繰り返し周期内で異なるビット位置)にΔTだけずれた位置をサンプリングする。したがって、このサンプリングを例えばアイパターン表示に最低限必要な2ビット分(2Tc/ΔT回)行えば、図3の(c)のような、データ信号x(t)のアイパターン波形のデータを得ることができる。なお、図3では動作の理解がしやすいようにビット周期Tcに対する時間分解能ΔTの割合が比較的大きく示しているため、アイパターンを形成するデータの間隔が開いているが、実際にはビット周期Tcに対する時間分解能ΔTの割合が十分小さい(例えば1/100)ので、アイパターンを形成するデータ間隔の十分小さくなり、図3の(c)の破線に近い波形が得られる。
【0028】
サンプリング制御部23は、データ信号x(t)からそのクロック成分を抽出して、前記ビット周期Tcを求め、さらに後述の演算処理部30から入力されるデータ信号のビット長M、所望の時間分解能ΔT等のパラメータ情報を受けて、サンプリングクロックCsの周期Tsを決定し、その決定した周期Tsでサンプリングを行わせる。
【0029】
このようにして取得されたアイパターンの波形データは、演算処理部30によって読み出され、表示器40に波形表示されるとともに、そのアイパターンの波形データに対して設定された基準マスクの領域と波形データとの関係から、データ信号の評価演算処理が行なわれる。
【0030】
演算処理部30は、各種処理に必要な情報を表示器40に表示するとともに操作部50の操作等により、測定項目やパラメータを入力させ、波形表示処理、マスクに関する処理、評価演算処理等を行う。
【0031】
図1には、この演算処理部30が行う処理の要部として、アイパターン表示手段31、基準マスク設定手段32、マスク表示手段33、品質評価手段34およびマスク領域制限手段35を示している。
【0032】
アイパターン表示手段31は、この装置の測定モードがアイパターンに関わるモードのときに、波形データ取得部21によって得られた波形データに基づいてデータ信号x(t)のアイパターンを表示器40に表示させる。
【0033】
基準マスク設定手段32は、データ信号のアイパターンに関する品質評価用の基準マスクを設定する。ここで基準マスクとは、データ信号のアイパターンで囲まれた領域の外形とほぼ相似な多角形(例えば上下の対向する2辺が平行な6角形、4角形、8角形)で、横軸(時間軸)方向の大きさが、データ信号のビットレートに対応(例えば公称周期Tcの0.6倍)し、縦軸(振幅軸)方向の大きさが、データ信号の振幅に対応(例えばデータ信号の公称振幅の1/2)したマスクであり、この基準マスクの形状データは、図示しないメモリに予め記憶されていて、評価対象のデータ信号のビットレートや振幅を入力させて、その入力情報に対応した基準マスクを選択する方式が望ましい。
【0034】
また、利用者が任意の形状のマスクの外形を決定するパラメータ(少なくともマスクの高さ、長さおよび前部、後部のエッジ角など)を設定登録できる機能を持っていて、その登録したものから選択して用いるようにしてもよい。なお、この装置ではビット周期Tcを1UI(ユニットインターバル)としている。
【0035】
マスク表示手段33は、基準マスク設定手段32で設定された基準マスクをアイパターンの品質評価に適した特定位置に表示する。
【0036】
ここで、アイパターンに対する基準マスクの表示位置は、標準的には、時間方向についてはアイパターンの中央ビットの半周期(Tc/2)の位置で、振幅方向についてはデータ信号のデータ「0」の設計電圧VL(例えば0ボルト)とデータ「1」の設計電圧VH(例えば3ボルト)の中心の電圧(VH−VL)/2の位置に基準マスクのセンタ位置が一致するように設定する。
【0037】
品質評価手段34は、データ信号に対する種々の品質評価処理を行うものであり、そのうちアイパターンとマスクを用いたコンプライアンス測定が指定された場合、アイパターンを形成する波形データの所定数P個の表示ポイントのうち、基準マスクの領域内に入る数を計数し、その計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、その評価結果を表示器40に表示させる。
【0038】
なお、この品質評価手段34は、後述のマスク領域制限手段35によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動してその制限された有効範囲に対する品質評価を行うように構成されている。
【0039】
マスク領域制限手段35は、操作部50の操作により任意の幅Wと角度θを指定させ、データ信号に対して設定された基準マスクの有効範囲を、その指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、その制限された有効範囲を表示器40に示す。
【0040】
ここで、マスク領域制限手段35は、図4のように、基準マスクMrの中心Oから等距離(W/2)でその中心Oを挟む傾きθの平行な2本の直線L1、L2を定義し、この2本の直線L1、L2で挟まれる領域と、基準マスクMrの領域とが重なりあう範囲を有効範囲とする。
【0041】
次に、このデータ信号品質評価装置20の測定状態における表示例を示してその動作について説明する。
【0042】
予め、データ信号(擬似ランダム信号)x(t)のビットレート、設計振幅情報、符号周期などのパラメータは設定済みとし、そのデータ信号に対して設定された基準マスクについてのコンプライアンス測定が指定されているものとする。
【0043】
この状態において、演算処理部30は、図5に示すように、アイパターン測定設定欄41、波形マスク表示欄4および測定結果欄43を表示器40に表示する。
【0044】
アイパターン測定設定欄41には、「マスクテスト」を指定するボタン41a、マスク有効領域を制限するか否かを指定するボタン41bが表示され、そのボタン41bが「オフ」のときは、図の波形マスク表示欄42に示しているように、設定された6角形の基準マスクMrが前記した所定位置(アイパターンPeの中央ビットの時間センタで振幅中心の位置)に表示されて、その6角形の領域全体を有効領域として測定が行われ、データ信号について取得されたアイパターンPeの波形データの全ポイント数(Total Data)、マスク領域に入るデータ数(Data In Mask)、リミット(Limit)等が求められて、測定結果欄43に表示される。
【0045】
また、ボタン41bを操作部50のマウス操作等で「オフ」から「オン」に切り換えると、図6のように、基準マスクの有効領域を制限するための角度と幅を入力指定する窓41c、41dが現れる。
【0046】
そしてこの窓41c、41dに、所望の角度θ(ここではθ=45度の例を示している)と所望の幅W(ここではW=0.22UIの例を示している)を入力すると、図6に示しているように、基準マスクMrの領域が、幅W=0.02UIで、θ=45度(振幅方向を基準にして右回り)の角度の範囲に制限される。
【0047】
そしてこれと連動して、データ信号について取得されたアイパターンPeの波形データの全数に対して、制限された領域内Esに入るデータ数が算出され、その結果が測定結果欄43に表示される。
【0048】
上記表示例は、アイパターンPeのうちで特に太く現れている(大きなジッタが発生している)立ち下がりの部分に関するコンプライアンス測定を重点的に行う場合であったが、立ち上がり部分のジッタに関する測定を行う場合には、例えば図7のように角度θ=−45度を入力する。これによって、基準マスクMrの有効範囲は、図7の波形マスク表示欄42のように、幅Wで左回りに45度傾いた範囲Esに制限され、データ信号の立ち上がり部分のジッタに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができる。
【0049】
また、図8のように、θ=0とすれば、基準マスクMrの有効範囲は、波形マスク表示欄42のように、幅Wで振幅軸方向に制限され、データ信号の振幅の揺らぎに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができ、図9のように、θ=90(または−90)とすれば、基準マスクMrの有効範囲は、波形マスク表示欄42のように、幅Wで時間軸方向に制限され、データ信号の立ち上がりと立ち下がりを含むジッタに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができる。
【0050】
上記のようにコンプライアンス測定のマスク有効範囲を制限すれば、評価演算の際にその制限された範囲に存在する波形データを見付ければよいので、基準マスク全体の領域の測定を行う場合に比べて短時間に必要な結果を得ることができ、測定を効率化できる。また、入力するパラメータは幅と角度の二つで済み、その入力操作が極めて容易であり、その点においても効率的な測定が行える。
【符号の説明】
【0051】
20……データ信号品質評価装置、21……波形データ取得部、22……サンプリング部、23……サンプリング制御部、24……波形データメモリ、30……演算処理部、31……アイパターン表示手段、32……基準マスク設定手段、33……マスク表示手段、34……品質評価手段、35……マスク領域制限手段、40……表示器、50……操作部
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種デジタル機器や伝送システムが扱う0、1の2値のデータ信号の波形情報を取得し、そのデータ信号のアイパターンに関する品質評価を、より効率的に行うための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
デジタル機器や伝送システムの評価を行う場合、その評価対象が出力するデータ信号のビット誤り率を測定する方法の他に、データ信号の位相の揺らぎ(ジッタ)や振幅の揺らぎがどの程度あるかを、波形観測しながら直感的に把握する方法も多く採用されている。
【0003】
このようなデータ信号の位相や振幅の揺らぎを、波形で直感的に観測できるようにするための手法として、従来からアイパターン(Eye Pattern)表示が用いられている。
【0004】
アイパターンは、データ信号の各ビット波形を同一時間軸上に重ね合わせて表示したものであり、例えば図10の(a)のようなNRZ形式のデータ信号x(t)に対し、そのデータ信号x(t)の基準のビット周期TcのN倍の周期をもつトリガ信号(同図(b))に同期したタイミングで所定ビット分(ここでは2ビット分)の波形データ(H1、H2、……)を取得し、それらの波形データを同一時間軸上に重ね合わせることで図10の(c)のようなアイパターンPeが得られる。なお、実際のアイパターンは各波形データの大きさに対応した位置をポイント表示したものであるが、ここでは波形データのポイントが存在する確率が高い領域をハッチングで模式的に示しており、アイパターンを形成する全てのポイントがこのハッチング部分に含まれるわけではない(以下同様)。
【0005】
このようにして得られたアイパターンPeで囲まれた領域Aの時間軸方向の長さLaは、データ信号x(t)の位相揺らぎの大小(データのレベル遷移部の太さ)に依存し、電圧軸方向の長さLbはデータ信号の振幅揺らぎの大小(時間軸方向に伸びたラインの太さ)に依存する。
【0006】
したがって、データ信号x(t)のアイパターンとそのアイパターンで囲まれた領域Aの広さとの関係を定量的に測定することでデータ信号の品質評価が行える。
【0007】
その評価方法の一つとして、図11のように、アイパターンPeで囲まれる領域の形状に対応した多角形(ここでは6角形とする)でその大きさがデータ信号のビットレートや設計上の振幅値と余裕度によって決まるマスクMを用い、そのマスクMをアイパターンで囲まれた領域内の中央付近の所定位置に固定配置し、アイパターンを形成する波形データがマスク内に何ポイント入るかを数えるテストがある(マスクコンプライアンス測定)。
【0008】
このテスト結果で、アイパターンを形成する波形データの総数P個に対してマスクにQ個まで入ることを許容すると定義し、実際にマスク内に入ると判定されたポイントがQ個以内であればOK(合格)のテスト結果を出力し、Q個を越えていればNG(不合格)のテスト結果を出力する。
【0009】
なお、データ信号の品質評価をそのアイパターンとマスクとの関係に基づいて行う技術の例は、例えば次の特許文献1に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2010−061207号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ところで、データ信号の場合、その立ち下がりまたは立ち下がりのどちらか一方に偏ってジッタが多く発生する場合があり、マスク全体の範囲のうち、設定されたマスクの範囲内でその立ち上がりや立ち下がり部分の測定を重点的に且つ一時的に行いたい場合が生じる。また、同様にデータ信号に対して設定された既存のマスクの範囲内で、時間軸方向より振幅方向の揺らぎを重点的かつ一時的に測定したい場合や、反対に振幅方向より時間軸方向の揺らぎを重点的にかつ一時的に測定したい場合が生じる。
【0012】
しかしながら、従来装置では、一般的に、データ信号に対して予め登録されているマスクを選択的に用いる方法しか提供されておらず、任意の形状のマスクを登録する機能があるものであっても、その形状を特定する多くのパラメータを予め登録して、そのマスクを測定前に選択して用いる機能しか有しておらず、基準マスクによる測定中において、そのマスクの範囲内で方向を特定した測定を重点的に且つ一時的に行うことはできなかった。
【0013】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、データ信号に対して設定された基準マスクに対して、幅と方向を指定することで、その指定された幅と方向に制限された領域を有効領域として測定を行い、測定者が希望する方向の測定を容易に行えるデータ信号品質評価装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前記目的を達成するために、本発明のデータ信号品質評価装置は、
評価対象のデータ信号に対するサンプリングを行い、該データ信号の波形データを取得する波形データ取得部(21)と、
表示器(40)と、
操作部(50)と、
前記波形データ取得部によって得られた波形データに基づいて前記データ信号のアイパターンを前記表示器に表示させるアイパターン表示手段(31)と、
前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域の形とほぼ相似な多角形で、前記データ信号のビットレートおよび振幅に対応した大きさを有するマスクを、前記データ信号の品質評価用の基準マスクとして設定する基準マスク設定手段(32)と、
前記基準マスク設定手段で設定された基準マスクを、前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域と重なりあう特定位置に表示するマスク表示手段(33)と、
前記アイパターンを形成する波形データの表示ポイントのうち、前記基準マスクの領域内に入る数を計数し、該計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、該評価結果を前記表示器に表示させる品質評価手段(34)とを有するデータ信号品質評価装置であって、
前記操作部の操作により任意の幅と角度を指定させ、前記基準マスクの有効範囲を、前記指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、該制限された有効範囲を前記表示器に示すマスク領域制限手段(35)を有し、
前記品質評価手段は、前記マスク領域制限手段によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動して該制限された有効範囲に対する品質評価を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
このように、本発明のデータ信号品質評価装置は、データ信号に対して設定された基準マスクの有効領域を、任意に指定した幅と角度で決まる範囲に制限することができるので、新規のマスクの形状データを細かく入力する必要がなく、測定者が希望する方向の測定を重点的に且つ一時的に行え、測定を効率的に行える。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態の構成を示す図
【図2】実施形態の波形取得動作の一例を説明するための図
【図3】実施形態の波形取得動作の一例を説明するための図
【図4】基準マスクとその有効範囲を制限する直線の関係を示す図
【図5】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図6】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図7】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図8】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図9】実施形態の測定中における表示画面の一例を示す図
【図10】データ信号からアイパターン波形を生成する工程を示す図
【図11】アイパターンにマスクを重ねた測定画面の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0017】
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、本発明を適用したデータ信号評価装置20の構成を示している。
【0018】
このデータ信号品質評価装置20は、NRZ形式で入力される測定対象のデータ信号x(t)を波形データ取得部21で受けて、その波形データを取得する。
【0019】
ここで、波形データ取得部21は、リアルタイムサンプリング方式では取得困難な高速のデータ信号の波形データを取得するために等価時間サンプリング方式を採用しており、そのデータ取得モードには、入力されたデータ信号x(t)の波形を単純に時系列に表示するために必要なデータを取得する第1モードの他に、アイパターン波形を表示するために必要な第2モードがある。
【0020】
波形データ取得部21は、サンプリング部22、サンプリング制御部23および波形データメモリ24によって構成されている。
【0021】
サンプリング部22は、A/D変換器22aとサンプリングクロック発生器22bによって構成され、A/D変換器22aに入力するデータ信号x(t)に対するサンプリングを、サンプリングクロック発生器22bから周期Tsで出力されるサンプリングクロックCsに同期して行い、そのサンプリングで得られたサンプル値をデジタルのデータX(k)に順次変換する。
【0022】
サンプリング制御部23は、サンプリング部22のサンプリング周期Tsを上記モードに応じて設定する。
【0023】
即ち、第1モードが指定されている場合には、例えば図2の(a)のデータ信号x(t)に対して、あるタイミングt0から等価時間サンプリング方式により、ΔTの時間分解能でデータX(1)、X(2)、……を取得させて、これを波形データメモリ24にサンプリング順に記憶させる。
【0024】
即ち、データ信号x(t)が、ビット周期Tcで符号長Mの擬似ランダム信号が繰り返される信号列の場合、サンプリングクロックの周期Tsを、図2の(b)のように繰り返しの周期(M・Tc)の整数Q(Qは1も含む)倍に時間分解能ΔTだけ差のある値(例えばQ・M・Tc+ΔT)に設定する。
【0025】
このように設定すると、データ信号の繰り返しの1周期目のあるタイミングt0の値x(t0)をサンプリングした後、繰り返しのQ周期目で前のタイミングよりΔT遅れた位置t1の値x(t1)をサンプリングすることになり、以下、Q周期毎にΔTだけずれた位置をサンプリングする。したがって、波形の繰り返しが続いていれば、図2の(c)のように、データ信号x(t)の繰り返し波形のデータを所望分解能ΔTで取得することができる。
【0026】
また、アイパターンを表示するための第2モードが指定されている場合には、図3の(a)のデータ信号x(t)に対して、サンプリングクロックの周期Tsを、図3の(b)のように、ビット周期Tcに前記Q・Mと等しくない整数U(例えばQ・M+1)を乗じた値に時間分解能ΔTだけ差のある値(例えばU・Tc+ΔT)に設定する。
【0027】
このように設定すると、データ信号x(t)のUビット毎(繰り返し周期内で異なるビット位置)にΔTだけずれた位置をサンプリングする。したがって、このサンプリングを例えばアイパターン表示に最低限必要な2ビット分(2Tc/ΔT回)行えば、図3の(c)のような、データ信号x(t)のアイパターン波形のデータを得ることができる。なお、図3では動作の理解がしやすいようにビット周期Tcに対する時間分解能ΔTの割合が比較的大きく示しているため、アイパターンを形成するデータの間隔が開いているが、実際にはビット周期Tcに対する時間分解能ΔTの割合が十分小さい(例えば1/100)ので、アイパターンを形成するデータ間隔の十分小さくなり、図3の(c)の破線に近い波形が得られる。
【0028】
サンプリング制御部23は、データ信号x(t)からそのクロック成分を抽出して、前記ビット周期Tcを求め、さらに後述の演算処理部30から入力されるデータ信号のビット長M、所望の時間分解能ΔT等のパラメータ情報を受けて、サンプリングクロックCsの周期Tsを決定し、その決定した周期Tsでサンプリングを行わせる。
【0029】
このようにして取得されたアイパターンの波形データは、演算処理部30によって読み出され、表示器40に波形表示されるとともに、そのアイパターンの波形データに対して設定された基準マスクの領域と波形データとの関係から、データ信号の評価演算処理が行なわれる。
【0030】
演算処理部30は、各種処理に必要な情報を表示器40に表示するとともに操作部50の操作等により、測定項目やパラメータを入力させ、波形表示処理、マスクに関する処理、評価演算処理等を行う。
【0031】
図1には、この演算処理部30が行う処理の要部として、アイパターン表示手段31、基準マスク設定手段32、マスク表示手段33、品質評価手段34およびマスク領域制限手段35を示している。
【0032】
アイパターン表示手段31は、この装置の測定モードがアイパターンに関わるモードのときに、波形データ取得部21によって得られた波形データに基づいてデータ信号x(t)のアイパターンを表示器40に表示させる。
【0033】
基準マスク設定手段32は、データ信号のアイパターンに関する品質評価用の基準マスクを設定する。ここで基準マスクとは、データ信号のアイパターンで囲まれた領域の外形とほぼ相似な多角形(例えば上下の対向する2辺が平行な6角形、4角形、8角形)で、横軸(時間軸)方向の大きさが、データ信号のビットレートに対応(例えば公称周期Tcの0.6倍)し、縦軸(振幅軸)方向の大きさが、データ信号の振幅に対応(例えばデータ信号の公称振幅の1/2)したマスクであり、この基準マスクの形状データは、図示しないメモリに予め記憶されていて、評価対象のデータ信号のビットレートや振幅を入力させて、その入力情報に対応した基準マスクを選択する方式が望ましい。
【0034】
また、利用者が任意の形状のマスクの外形を決定するパラメータ(少なくともマスクの高さ、長さおよび前部、後部のエッジ角など)を設定登録できる機能を持っていて、その登録したものから選択して用いるようにしてもよい。なお、この装置ではビット周期Tcを1UI(ユニットインターバル)としている。
【0035】
マスク表示手段33は、基準マスク設定手段32で設定された基準マスクをアイパターンの品質評価に適した特定位置に表示する。
【0036】
ここで、アイパターンに対する基準マスクの表示位置は、標準的には、時間方向についてはアイパターンの中央ビットの半周期(Tc/2)の位置で、振幅方向についてはデータ信号のデータ「0」の設計電圧VL(例えば0ボルト)とデータ「1」の設計電圧VH(例えば3ボルト)の中心の電圧(VH−VL)/2の位置に基準マスクのセンタ位置が一致するように設定する。
【0037】
品質評価手段34は、データ信号に対する種々の品質評価処理を行うものであり、そのうちアイパターンとマスクを用いたコンプライアンス測定が指定された場合、アイパターンを形成する波形データの所定数P個の表示ポイントのうち、基準マスクの領域内に入る数を計数し、その計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、その評価結果を表示器40に表示させる。
【0038】
なお、この品質評価手段34は、後述のマスク領域制限手段35によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動してその制限された有効範囲に対する品質評価を行うように構成されている。
【0039】
マスク領域制限手段35は、操作部50の操作により任意の幅Wと角度θを指定させ、データ信号に対して設定された基準マスクの有効範囲を、その指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、その制限された有効範囲を表示器40に示す。
【0040】
ここで、マスク領域制限手段35は、図4のように、基準マスクMrの中心Oから等距離(W/2)でその中心Oを挟む傾きθの平行な2本の直線L1、L2を定義し、この2本の直線L1、L2で挟まれる領域と、基準マスクMrの領域とが重なりあう範囲を有効範囲とする。
【0041】
次に、このデータ信号品質評価装置20の測定状態における表示例を示してその動作について説明する。
【0042】
予め、データ信号(擬似ランダム信号)x(t)のビットレート、設計振幅情報、符号周期などのパラメータは設定済みとし、そのデータ信号に対して設定された基準マスクについてのコンプライアンス測定が指定されているものとする。
【0043】
この状態において、演算処理部30は、図5に示すように、アイパターン測定設定欄41、波形マスク表示欄4および測定結果欄43を表示器40に表示する。
【0044】
アイパターン測定設定欄41には、「マスクテスト」を指定するボタン41a、マスク有効領域を制限するか否かを指定するボタン41bが表示され、そのボタン41bが「オフ」のときは、図の波形マスク表示欄42に示しているように、設定された6角形の基準マスクMrが前記した所定位置(アイパターンPeの中央ビットの時間センタで振幅中心の位置)に表示されて、その6角形の領域全体を有効領域として測定が行われ、データ信号について取得されたアイパターンPeの波形データの全ポイント数(Total Data)、マスク領域に入るデータ数(Data In Mask)、リミット(Limit)等が求められて、測定結果欄43に表示される。
【0045】
また、ボタン41bを操作部50のマウス操作等で「オフ」から「オン」に切り換えると、図6のように、基準マスクの有効領域を制限するための角度と幅を入力指定する窓41c、41dが現れる。
【0046】
そしてこの窓41c、41dに、所望の角度θ(ここではθ=45度の例を示している)と所望の幅W(ここではW=0.22UIの例を示している)を入力すると、図6に示しているように、基準マスクMrの領域が、幅W=0.02UIで、θ=45度(振幅方向を基準にして右回り)の角度の範囲に制限される。
【0047】
そしてこれと連動して、データ信号について取得されたアイパターンPeの波形データの全数に対して、制限された領域内Esに入るデータ数が算出され、その結果が測定結果欄43に表示される。
【0048】
上記表示例は、アイパターンPeのうちで特に太く現れている(大きなジッタが発生している)立ち下がりの部分に関するコンプライアンス測定を重点的に行う場合であったが、立ち上がり部分のジッタに関する測定を行う場合には、例えば図7のように角度θ=−45度を入力する。これによって、基準マスクMrの有効範囲は、図7の波形マスク表示欄42のように、幅Wで左回りに45度傾いた範囲Esに制限され、データ信号の立ち上がり部分のジッタに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができる。
【0049】
また、図8のように、θ=0とすれば、基準マスクMrの有効範囲は、波形マスク表示欄42のように、幅Wで振幅軸方向に制限され、データ信号の振幅の揺らぎに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができ、図9のように、θ=90(または−90)とすれば、基準マスクMrの有効範囲は、波形マスク表示欄42のように、幅Wで時間軸方向に制限され、データ信号の立ち上がりと立ち下がりを含むジッタに関するコンプライアンス測定を重点的に行うことができる。
【0050】
上記のようにコンプライアンス測定のマスク有効範囲を制限すれば、評価演算の際にその制限された範囲に存在する波形データを見付ければよいので、基準マスク全体の領域の測定を行う場合に比べて短時間に必要な結果を得ることができ、測定を効率化できる。また、入力するパラメータは幅と角度の二つで済み、その入力操作が極めて容易であり、その点においても効率的な測定が行える。
【符号の説明】
【0051】
20……データ信号品質評価装置、21……波形データ取得部、22……サンプリング部、23……サンプリング制御部、24……波形データメモリ、30……演算処理部、31……アイパターン表示手段、32……基準マスク設定手段、33……マスク表示手段、34……品質評価手段、35……マスク領域制限手段、40……表示器、50……操作部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
評価対象のデータ信号に対するサンプリングを行い、該データ信号の波形データを取得する波形データ取得部(21)と、
表示器(40)と、
操作部(50)と、
前記波形データ取得部によって得られた波形データに基づいて前記データ信号のアイパターンを前記表示器に表示させるアイパターン表示手段(31)と、
前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域の形とほぼ相似な多角形で、前記データ信号のビットレートおよび振幅に対応した大きさを有するマスクを、前記データ信号の品質評価用の基準マスクとして設定する基準マスク設定手段(32)と、
前記基準マスク設定手段で設定された基準マスクを、前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域と重なりあう特定位置に表示するマスク表示手段(33)と、
前記アイパターンを形成する波形データの表示ポイントのうち、前記基準マスクの領域内に入る数を計数し、該計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、該評価結果を前記表示器に表示させる品質評価手段(34)とを有するデータ信号品質評価装置であって、
前記操作部の操作により任意の幅と角度を指定させ、前記基準マスクの有効範囲を、前記指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、該制限された有効範囲を前記表示器に示すマスク領域制限手段(35)を有し、
前記品質評価手段は、前記マスク領域制限手段によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動して該制限された有効範囲に対する品質評価を行うことを特徴とするデータ信号品質評価装置。
【請求項1】
評価対象のデータ信号に対するサンプリングを行い、該データ信号の波形データを取得する波形データ取得部(21)と、
表示器(40)と、
操作部(50)と、
前記波形データ取得部によって得られた波形データに基づいて前記データ信号のアイパターンを前記表示器に表示させるアイパターン表示手段(31)と、
前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域の形とほぼ相似な多角形で、前記データ信号のビットレートおよび振幅に対応した大きさを有するマスクを、前記データ信号の品質評価用の基準マスクとして設定する基準マスク設定手段(32)と、
前記基準マスク設定手段で設定された基準マスクを、前記データ信号のアイパターンで囲まれる領域と重なりあう特定位置に表示するマスク表示手段(33)と、
前記アイパターンを形成する波形データの表示ポイントのうち、前記基準マスクの領域内に入る数を計数し、該計数値に基づいてデータ信号の品質評価を行い、該評価結果を前記表示器に表示させる品質評価手段(34)とを有するデータ信号品質評価装置であって、
前記操作部の操作により任意の幅と角度を指定させ、前記基準マスクの有効範囲を、前記指定された幅と角度で決まる範囲に制限するとともに、該制限された有効範囲を前記表示器に示すマスク領域制限手段(35)を有し、
前記品質評価手段は、前記マスク領域制限手段によって基準マスクの有効範囲が制限されたときに、それと連動して該制限された有効範囲に対する品質評価を行うことを特徴とするデータ信号品質評価装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−232215(P2011−232215A)
【公開日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−103632(P2010−103632)
【出願日】平成22年4月28日(2010.4.28)
【出願人】(000000572)アンリツ株式会社 (838)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年4月28日(2010.4.28)
【出願人】(000000572)アンリツ株式会社 (838)
【Fターム(参考)】
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