ジッタ測定装置及びジッタ測定方法
直交信号生成部は、被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する。瞬時位相算出部は、前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する。差分値検出部は、前記瞬時位相の差分値を検出する。差分値補正部は、前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、その差分値を補正して補正された差分値を出力する。オフセット成分除去部は、前記差分値補正部から出力される前記補正された差分値から、当該補
正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力する。積算部は、前記オフセット成分除去部から出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める。
正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力する。積算部は、前記オフセット成分除去部から出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークにおいて情報の伝送に使用するディジタル信号等の被測定信号に影響を与えるジッタ（位相雑音）を測定するジッタ測定装置及びジッタ測定方法において、測定分解能を低下させることなく長時間の測定を可能にするためのディジタル演算技術を採用したジッタ測定装置及びジッタ測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ伝送システムにおいて、伝送信号に大きなジッタが発生するとその信号を正しく伝送できなくなる。
【０００３】
このため、この種のデータ伝送システムやそのシステムを構成する機器が発生するジッタを測定する必要がある。
【０００４】
すなわち、ディジタル信号を伝送するディジタル伝送路では、ディジタル信号を再生して出力する中継器によって伝送路を延長しているが、このような中継器では、入力信号の位相揺らぎ（ジッタ）が大きくなると元の信号を再生することができない。
【０００５】
このため、ディジタル伝送路のインターフェースにおけるジッタの最大許容レベルについて、その限度が様々な国際規格に規定されている。
【０００６】
例えば、ＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）と呼ばれる同期式ディジタル伝送網については、次の非特許文献１にジッタ量の最大許容レベルが規定されている。
［非特許文献１］ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．８２５（０３／２０００）このため、この種の伝送路のインターフェースで生じるジッタ量が上記最大許容レベルを満たしているか否かを検証するために、そのジッタ量を予め測定する必要がある。
【０００７】
このような目的で使用される従来のジッタ測定装置として、例えば、次の特許文献１に記載されているように、位相同期ループ（ＰＬＬ）回路を用いて被測定信号（クロック信号）を位相同期させることにより、その位相変動に対応した信号をジッタとして検出するようにしたアナログ方式のジッタ測定装置が知られている。
［特許文献１］特開２００１−１３３４９２このようなアナログ方式のジッタ測定装置では、ＰＬＬ回路に用いる部品の特性のバラツキによって、ジッタの測定結果にバラツキが生じてしまうとともに、温度等の環境変化によって、ジッタの測定結果の再現性が悪化してしまうという問題がある。
【０００８】
また、上述のようなアナログ方式のジッタ測定装置では、ジッタの測定範囲がＰＬＬ回路を構成する位相比較器（ＰＤ）や電圧制御発振器（ＶＣＯ）の線形動作範囲で制限されてしまうという問題がある。
【０００９】
このために、上述のようなアナログ方式のジッタ測定装置では、ジッタの測定範囲を広くするためにＰＤやＶＣＯの感度を下げると、測定分解能が低下してしまうので、高い分解能と広い測定範囲を両立させることができないという点で問題となる。
【００１０】
これらの問題を解決する技術として次の特許文献２には、位相誤差の検出を数値演算処理によって行うディジタル方式のジッタ測定装置及び測定方法が提案されている。
［特許文献２］米国特許６，６２１，８６０図５は、特許文献２に基づくディジタル方式のジッタ測定装置１０の構成を示す。
【００１１】
このジッタ測定装置１０では、被測定信号Ｃをアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１でサンプリングすることにより、被測定信号Ｃをディジタルの信号列ｘ（ｎ）に変換して、このディジタルの信号列ｘ（ｎ）を直交信号生成部１２に入力させる。
【００１２】
ここで、信号列（ｎ）は、被測定信号の周波数をｆｃ、振幅をＡｃ、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換のサンプリング周波数をｆｓ、初期位相をθｃ、ジッタをφ（ｎ）とすると、次のように表すことができる。
【００１３】
ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］ …（１）
ただし、（ｎ＝０，１，２，…）
直交信号生成部１２は、ヒルベルト変換器を含み、被測定信号Ｃの信号列ｘ（ｎ）を互いに位相が直交する２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）に変換して、この直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）を瞬時位相算出部１３に出力する。
【００１４】
ここで、直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）は、上記信号列ｘ（ｎ）に対して以下のように表される。
【００１５】
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
…（２）
瞬時位相算出部１３は、前記直交信号生成部１２から出力される直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）によって決まる瞬時位相Θ（ｎ）を次の演算によって算出し、この瞬時位相Θ（ｎ）を不連続補正部１４に出力する。
【００１６】
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］ …（３）
ここで、直交２信号が前式（２）で表されるとき、瞬時位相Θ（ｎ）は、次のように表される。
【００１７】
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ） …（４）
ここで、ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる瞬時位相Θ（ｎ）は、−πからπの範囲に制限され、ｎの増加に対して、図６Ａに示すように、初期位相θｃに近い値からジッタによる変動を受けながらπの近傍まで増加した後、−πの近傍に不連続に変化し、再びπの近傍まで増加するという変化を繰り返すことになる。
【００１８】
不連続補正部１４は、前記瞬時位相算出部１３から出力される上述のように不連続に変化する瞬時位相Θ（ｎ）を、図６Ｂに示すように、連続性をもつ瞬時位相θ（ｎ）に補正し、この補正された瞬時位相θ（ｎ）をリニア位相除去部１５に出力する。
【００１９】
リニア位相除去部１５は、前記不連続補正部１４から出力される補正された瞬時位相θ（ｎ）のうち、ｎの増加に対して線形的に増加する位相成分２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎと初期位相θｃとを推定し、その和をリニア位相成分Ｌ（ｎ）として瞬時位相θ（ｎ）から減じることにより、図６Ｃに示すようなジッタ成分φ（ｎ）を求め、このジッタ成分φ（ｎ）をジッタ量検出部１６に出力する。
【００２０】
ジッタ量検出部１６は、リニア位相除去部１５から出力されるジッタ成分φ（ｎ）に基づいて、被測定信号Ｃのジッタ量を検出する。
【００２１】
このジッタ量は、ジッタ成分φ（ｎ）の最大振幅（ｐ−ｐ値）や実効値（ｒｍｓ）、あるいは、振幅確率分布（ヒストグラム）、ＦＦＴ演算によって得られたスペクトラム値等であり、そのいずれかあるいは組合せであってもよい。
【００２２】
このように数値演算処理によって、被測定信号のジッタを測定するディジタル方式のジッタ測定装置であれば、前記したアナログ方式のジッタ測定装置に比べて、部品の特性のバラツキや環境変化によるジッタの測定精度の低下がなく、高い再現性でジッタを測定することが可能となるとともに、演算ビット数を多くすることによって、広い測定範囲と高い測定分解能を両立させることができる。
【００２３】
しかしながら、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０のように、連続性をもつ瞬時位相θ（ｎ）からリニア位相成分Ｌ（ｎ）を減じることにより、ジッタ成分φ（ｎ）を求める手法では、時間の経過と共に発散してしまう信号成分である瞬時位相θ（ｎ）及びリニア位相成分Ｌ（ｎ）を取り扱っているので、ジッタ測定の最長測定時間が制限されてしまうという問題がある。
【００２４】
すなわち、上記の連続性をもつ瞬時位相θ（ｎ）及びリニア位相成分Ｌ（ｎ）は、ｎの増加、つまり測定時間の経過とともに増加し、発散してしまうことになるからである。
【００２５】
したがって、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０では、ジッタ測定の最長測定時間が制限されてしまうので、最長測定時間を越えてそれ以上長時間のジッタ測定を行うことができないという点で問題となる。
【００２６】
具体的には、不連続補正部１４が出力可能な瞬時位相θ（ｎ）を演算する際のビット数によって、ジッタ測定の最長測定時間が制限される。
【００２７】
例えば、瞬時位相θ（ｎ）を演算する際のビット数を４０ビットとした場合、瞬時位相θ（ｎ）に含まれるリニア位相成分、
Ｌ（ｎ）＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ
のうち、２π（ｆｃ／ｆｓ）を１６ビットで表すと、ｎは残りの２４ビットが取り得る範囲に制限される。
【００２８】
この場合、サンプリング周波数ｆｓが１００ＭＨｚであれば、ジッタ測定の最長測定時間は、（ｎの最大値）／ｆｓである約０．１６７秒に制限されてしまうために、これより長時間（例えば、１０秒以上）のジッタ測定を行うことは不可能である。
【００２９】
これは、上記特許文献２に記載されているように、もともと、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０が、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）のテストにおいて、テスト項目当たりに割り当てられている０．１秒程度のテスト時間をクリアするために、開発された手法であることに由来している。
【００３０】
すなわち、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０では、ジッタ測定の最長測定時間が約０．１６７秒に制限されてしまうのは、本質的に、このジッタ測定装置１０では、長時間（例えば、１０秒以上）に渡るジッタ測定を想定していないことによっている。
【００３１】
ところが、ディジタルシステム及びネットワーク等に用いられる通信機器のジッタ測定では、上記非特許文献１に記載されているように、例えば、伝送路のインターフェースにおけるジッタのレベルを検証するための測定時間は６０秒に規定されている。
【００３２】
上記ｎを３３ビットで表せば、この規定による６０秒での測定が可能になるが、それでは、θ（ｎ）のビット数が上記２π（ｆｃ／ｆｓ）を表す１６ビットと合わせて４９ビット必要になるため、演算を実行する装置のハードウェア量が上述した４０ビットの場合と比較して大きくなってしまうという点で問題がある。
【００３３】
そこで、２π（ｆｃ／ｆｓ）を７ビットで表して、ｎを３３ビットで表せば、θ（ｎ）のビット数は４０ビットで済むため、ハードウェア量が上述した４０ビットの場合と同じのままで６０秒のジッタ測定が可能になる。
【００３４】
ところが、この場合には、測定値の位相精度（位相分解能）が、上記４９ビットの場合よりも９ビット分だけ悪化してしまうという点で問題がある。
【００３５】
なお、場合によっては、数分以上、さらには１日以上にも渡る長時間のジッタ測定を行うことが要求されている。
【００３６】
なお、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０の場合でも、瞬時位相θ（ｎ）の分解能を下げてジッタ測定の時間を延ばすことができるが、それには限界があるとともに、測定分解能が低下してしまうので、高い分解能と長時間測定とを両立させることができないという点で問題がある。
【発明の開示】
【００３７】
本発明は、これらの問題を解決して、高い分解能と長時間測定とを両立させ、実質的に、最長測定時間を制限することなく、ジッタ測定を高精度に行うことができるジッタ測定装置及びジッタ測定方法を提供することを目的としている。
【００３８】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様によると、
被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する直交信号生成部（２２）と、
前記直交信号生成部によって変換された前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する瞬時位相算出部（２３）と、
前記瞬時位相算出部によって算出された前記瞬時位相の差分値を検出する差分値検出部（２４）と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を補正して補正された差分値を出力する差分値補正部（２５）と、
前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から、当該補正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力するオフセット成分除去部（２６）と、
前記オフセット成分除去部によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める積算部（２７）と、
を具備するジッタ測定装置が提供される。
【００３９】
前記目的を達成するために、本発明の第２の態様によると、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とが、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しい第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４０】
前記目的を達成するために、本発明の第３の態様によると、前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部（２５ａ）と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する連続性確保部（２５ｂ）とを有する第１または第２の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４１】
前記目的を達成するために、本発明の第４の態様によると、前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部（２５ａ）と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する不連続点除去部（２５ｃ）とを有する第１または第２の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４２】
前記目的を達成するために、本発明の第５の態様によると、前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部（２５ａ）と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する不連続点補間部（２５ｄ）とを有する第１または第２の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４３】
前記目的を達成するために、本発明の第６の態様によると、前記オフセット成分除去部は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値が格納されるメモリ（２６ａ）と、
前記メモリに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部（２６ｂ）とを有する第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４４】
前記目的を達成するために、本発明の第７の態様によると、前記オフセット成分除去部は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、予め、前記オフセット成分として、前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める平均値算出部（２６ｃ）と、
前記平均値算出部によって求められている前記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部（２６ｂ）とを有する第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４５】
前記目的を達成するために、本発明の第８の態様によると、前記オフセット成分除去部は、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合ににおいて、前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタ（２６ｄ）を含む第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４６】
前記目的を達成するために、本発明の第９の態様によると、前記瞬時位相算出部は、
前記被測定信号のディジタルの信号列をｘ（ｎ）、前記被測定信号の周波数及び振幅ををそれぞれｆｃ及びＡｃ、前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数をｆｓ、前記被測定信号の初期位相及びジッタをそれぞれθｃ及びφ（ｎ）、ｎ＝０，１，２，…とした場合に、前記直交２信号としてのＩ（ｎ）、Ｑ（ｎ）がそれぞれ
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］，
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
で表され、前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）が
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）
で表されるとき、前記ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）を、前記予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲として−πからπまたは−π／２からπ／２の範囲において算出する第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４７】
前記目的を達成するために、本発明の第１０の態様によると、前記差分値検出部は、
前記瞬時位相算出部によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）を
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１）（ただし、Θ（−１）＝０、ここで、２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数でオフセット成分である）、
の演算によって算出する第９の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４８】
前記目的を達成するために、本発明の第１１の態様によると、前記差分値補正部は、
前記瞬時位相算出部によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）の不連続点を補正して、連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）を算出するために、前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）に対して
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−π＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
または
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
の演算処理を行う第１０の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４９】
前記目的を達成するために、本発明の第１２の態様によると、前記オフセット成分除去部は、前記差分値補正部によって連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）から前記オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）を除去し、前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）として
Δφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１）
を前記積算部に出力する第１１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００５０】
前記目的を達成するために、本発明の第１３の態様によると、前記積算部は、
前記オフセット成分除去部によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）に対して次の積算を行い、
Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ）（ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す、ここで、Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］＋［φ（１）−φ（０）］＋［φ（２）−φ（１）］＋……＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となり、ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる）、
この積算結果Ｕ（ｎ）を前記被測定信号のジッタ成分φ（ｎ）として出力する第１２の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００５１】
前記目的を達成するために、本発明の第１４の態様によると、
被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する段階と、
前記直交２信号に変換する段階によって変換された前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する段階と、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値を検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を補正して補正された差分値を出力する段階と、
前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から、当該補正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力する段階と、
前記オフセット成分を除去する段階によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める段階と、
を具備するジッタ測定方法が提供される。
【００５２】
前記目的を達成するために、本発明の第１５の態様によると、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とが、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しい第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５３】
前記目的を達成するために、本発明の第１６の態様によると、前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する段階とを有する第１４または第１５の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５４】
前記目的を達成するために、本発明の第１７の態様によると、前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する段階とを有する第１４または第１５の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５５】
前記目的を達成するために、本発明の第１８の態様によると、前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する段階とを有する第１４または第１５の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５６】
前記目的を達成するために、本発明の第１９の態様によると、前記オフセット成分を除去する段階は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値をメモリに格納する段階と、
前記メモリに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から減算する段階とを有する第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５７】
前記目的を達成するために、本発明の第２０の態様によると、前記オフセット成分を除去する段階は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、予め、前記オフセット成分として、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める段階と、
前記補正された差分値の平均値を求める段階によって求められる前記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から減算する段階とを有する第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５８】
前記目的を達成するために、本発明の第２１の態様によると、前記オフセット成分を除去する段階は、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合において、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタ（２６ｄ）を用いる第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５９】
前記目的を達成するために、本発明の第２２の態様によると、前記瞬時位相を算出する段階は、
前記被測定信号のディジタルの信号列をｘ（ｎ）、前記被測定信号の周波数及び振幅ををそれぞれｆｃ及びＡｃ、前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数をｆｓ、前記被測定信号の初期位相及びジッタをそれぞれθｃ及びφ（ｎ）、ｎ＝０，１，２，…とした場合に、前記直交２信号としてのＩ（ｎ）、Ｑ（ｎ）がそれぞれ
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］，
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
で表され、前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）が
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）
で表されるとき、前記ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）を、前記予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲として−πからπまたは−π／２からπ／２の範囲において算出する第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６０】
前記目的を達成するために、本発明の第２３の態様によると、前記瞬時位相の差分値を検出する段階は、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）を
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１）（ただし、Θ（−１）＝０ここで、２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数でオフセット成分である）、
の演算によって算出する第２２の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６１】
前記目的を達成するために、本発明の第２４の態様によると、前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）の不連続点を補正して、連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）を算出するために、前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）に対して
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−π＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
または
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
の演算処理を行う第２３の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６２】
前記目的を達成するために、本発明の第２５の態様によると、前記オフセット成分を除去する段階は、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）から前記オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）を除去し、前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）として
Δφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１）
を出力する第２４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６３】
前記目的を達成するために、本発明の第２６の態様によると、前記オフセット成分が除去された差分値を積算する段階は、前記オフセット成分を除去する段階によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）に対して次の積算を行い、Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ）（ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す、ここで、Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］＋［φ（１）−φ（０）］＋［φ（２）−φ（１）］＋……＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となり、ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる）、
この積算結果Ｕ（ｎ）を前記被測定信号のジッタ成分φ（ｎ）として出力する第２５の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６４】
このように、本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法では、被測定信号が直交変換された直交２信号から瞬時位相を所定範囲内で求め、その瞬時位相の差分値を検出し、この瞬時位相の差分値が所定範囲を超えた場合に、例えば、連続性を確保する等の所定の補正を行い、この連続性を確保する等の所定の補正がなされた差分値からオフセット成分を除去し、このオフセット成分が除去された差分値を積算することにより、被測定信号のジッタ成分を求めるようにしている。
【００６５】
このため、本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法では、各部及び各段階での演算ビット数としては、瞬時位相を求めるときの所定範囲の２倍の範囲内で差分値を必要な精度で得るための演算ビット数（例えば、１６＋１ビット）があれば十分であり、しかも、その演算ビット数に制限されることなく、実質的に、ジッタ測定の最長測定時間が制限されることなく、例えば、数分以上の長時間にわたるジッタ測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
［図１］図１は、本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法が適用されるジッタ測定装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
［図２Ａ］図２Ａは、図１の実施形態における差分値補正部の一例を示すブロック図である。
［図２Ｂ］図２Ｂは、図１の実施形態における差分値補正部の他の例を示すブロック図である。
［図２Ｃ］図２Ｃは、図１の実施形態における差分値補正部のさらに他の例を示すブロック図である。
［図３Ａ］図３Ａは、図１の実施形態におけるオフセット成分除去部の一例を示すブロック図である。
［図３Ｂ］図３Ｂは、図１の実施形態におけるオフセット成分除去部の他の例を示すブロック図である。
［図３Ｃ］図３Ｃは、図１の実施形態におけるオフセット成分除去部のさらに他の例を示すブロック図である。
［図４Ａ］図４Ａは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図４Ｂ］図４Ｂは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図４Ｃ］図４Ｃは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図４Ｄ］図４Ｄは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図４Ｅ］図４Ｅは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図５］図５は、従来のジッタ測定装置の構成を示すブロック図である。
［図６Ａ］図６Ａは、従来のジッタ測定装置の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図６Ｂ］図６Ｂは、従来のジッタ測定装置の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図６Ｃ］図６Ｃは、従来のジッタ測定装置の動作を説明するために示す信号波形図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、図面に基づいて本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の一実施の形態を説明する。
【００６８】
図１は、本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法が適用されるジッタ測定装置２０の一実施形態の構成を示している。
【００６９】
本発明によるジッタ測定装置は、基本的な構成として、被測定信号Ｃを互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）に変換する直交信号生成部２２と、前記直交信号生成部２２によって変換された前記直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）から瞬時位相Θ（ｎ）を、予め定められた下限位相値（例えば、−πまたは−π／２）と予め定められた上限位相値（例えば、πまたはπ／２）との間の範囲で算出する瞬時位相算出部２３と、前記瞬時位相算出部２３によって算出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を検出する差分値検出部２４と、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値ΔΘ（ｎ）が、前記下限位相値（例えば、−πまたは−π／２）と前記上限位相値（例えば、πまたはπ／２）とに依存する範囲（例えば、−πからπまたは−π／２からπ／２）を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値ΔΘ（ｎ）を補正して補正された差分値Δθ（ｎ）を出力する差分値補正部２５と、前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値Δθ（ｎ）から、当該補正された差分値Δθ（ｎ）に含まれるオフセット成分Ｄｃを除去して前記オフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を出力するオフセット成分除去部２６と、前記オフセット成分除去部２６によって出力される前記オフセット成分Ｄｃが除去された前記差分値Δφ（ｎ）を積算することにより、前記被測定信号Ｃのジッタ量φ（ｎ）を求める積算部２７とを具備している。
【００７０】
また、本発明によるジッタ測定方法は、基本的な構成として、被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）に変換する段階と、前記直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）に変換する段階によって変換された前記直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）から瞬時位相Θ（ｎ）を、予め定められた下限位相値（例えば、−πまたは−π／２）と予め定められた上限位相値（例えば、πまたはπ／２）との間の範囲で算出する段階と、前記瞬時位相Θ（ｎ）を算出する段階によって算出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を検出する段階と、前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を検出する段階によって検出される前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）が、前記下限位相値（例えば、−πまたは−π／２）と前記上限位相値（例えば、πまたはπ／２）とに依存する範囲（例えば、−πからπまたは−π／２からπ／２）を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値ΔΘ（ｎ）を補正して補正された差分値Δθ（ｎ）を出力する段階と、前記瞬時位相の差分値ΔΘ（ｎ）を補正する段階によって出力される前記補正された差分値Δθ（ｎ）から、当該補正された差分値Δθ（ｎ）に含まれるオフセット成分Ｄｃを除去して前記オフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を出力する段階と、前記オフセット成分Ｄｃを除去する段階によって出力される前記オフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を積算することにより、前記被測定信号Ｃのジッタ量φ（ｎ）を求める段階とを具備している。
【００７１】
以上において、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とは、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しくなされている場合を含んでいる。
【００７２】
具体的には、図１に示す本実施形態によるジッタ測定装置２０において、Ａ／Ｄ変換器２１及び直交信号生成部２２は、前記した従来のジッタ測定装置１０のＡ／Ｄ変換器１１及び直交信号生成部１２と同等である。
【００７３】
すなわち、Ａ／Ｄ変換器２１は、アナログの被測定信号Ｃをサンプリングしてディジタルの信号列ｘ（ｎ）に変換し、そのディジタルの信号列ｘ（ｎ）を直交信号生成部２２に出力する。
【００７４】
ここで、信号列ｘ（ｎ）は、前記した従来のジッタ測定装置１０の場合と同様に、被測定信号Ｃの周波数及び振幅をそれぞれｆｃ、Ａｃ、Ａ／Ｄ変換器２１のサンプリング周波数をｆｓ、被測定信号Ｃの初期位相及び、ジッタをそれぞれθｃφ（ｎ）としたとき、前記した式（１）で表される。
【００７５】
直交信号生成部２２は、ヒルベルト変換器を含み、前記Ａ／Ｄ変換器２１から出力される前記被測定信号Ｃの信号列ｘ（ｎ）を、前記した式（２）で表される直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）に変換して、この直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）を瞬時位相算出部２３に出力する。
【００７６】
瞬時位相算出部２３は、前記直交信号生成部２２から出力される前記直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）によって決まる瞬時位相Θ（ｎ）を、前記した式（３）の演算によって予め定められた下限位相値（例えば、−π）と予め定められた上限位相値（例えば、π）の範囲（例えば、−πからπの所定範囲）内で求め、この瞬時位相Θ（ｎ）を差分値検出部２４に出力する。
【００７７】
差分値検出部２４は、次の演算によって、前記差分値検出部２４から出力される瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を検出し、この瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を差分値補正部２５に出力する。
【００７８】
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１） …（５）
ただし、Θ（−１）＝０
ここで、ΔΘ（ｎ）の理論値は、以下のように表される。
【００７９】
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
−［２π（ｆｃ／ｆｓ）（ｎ−１）＋θｃ＋φ（ｎ−１）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１） …（６）
上式（６）で２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数（オフセット成分）である。
【００８０】
差分値補正部２５は、前記差分値検出部２４によって出力される瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して以下の演算処理を行うことにより、当該瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を検出して、その不連続点に対する所定の補正、例えば、連続性が確保されるように補正された差分値Δθ（ｎ）を、オフセット成分除去部２６に出力する。
【００８１】
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π）
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−π＞ΔΘ（ｎ））
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
…（７）
図２Ａは、差分値補正部２５の一例を示すブロック図である。
【００８２】
この差分値補正部２５は、差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する連続性確保部２５ｂとを有する。
【００８３】
図２Ｂは、差分値補正部２５の他の例を示すブロック図である。
【００８４】
この差分値補正部２５は、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する不連続点除去部２５ｃとを有する。
【００８５】
図２Ｃは、差分値補正部２５のさらに他の例を示すブロック図である。
【００８６】
この差分値補正部２５は、差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する不連続点補間部２５ｄとを有する。
【００８７】
オフセット成分除去部２６は、前記差分値補正部２５によって、例えば、差分値の連続性が確保されるように補正された差分値Δθ（ｎ）から、オフセット成分Ｄｃを除去し、そのオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を積算部２７に出力する。
【００８８】
ここで、オフセット成分Ｄｃの理論値は２π（ｆｃ／ｆｓ）であるから、差分値Δφ（ｎ）の理論値は、
Δφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１） …（８）
となる。
【００８９】
図３Ａは、オフセット成分除去部２６の一例を示すブロック図である。
【００９０】
このオフセット成分除去部２６は、前記被測定信号Ｃの周波数ｆｃ及び前記被測定信号Ｃをサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、ジッタ測定に先立って、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値が格納されるメモリ２６ａと、ジッタ測定時に、このメモリ２６ａに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部２６ｂとを有する。
【００９１】
図３Ｂは、オフセット成分除去部２６の他の例を示すブロック図である。
【００９２】
このオフセット成分除去部２６は、前記被測定信号Ｃの周波数ｆｃ及び前記被測定信号Ｃをサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、ジッタ測定に先立って、予め、前記オフセット成分として、前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める平均値算出部２６ｃと、ジッタ測定時に、前記平均値算出部２６ｃによって求められている前記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部２６ｂとを有する。
【００９３】
図３Ｃは、オフセット成分除去部２６のさらに他の例を示すブロック図である。
【００９４】
このオフセット成分除去部２６は、予め、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合において、前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタ２６ｄを含んで構成されている。
【００９５】
積算部２７は、前記オフセット成分除去部２６から出力されるオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）に対して次の積算を行い、その積算結果Ｕ（ｎ）を被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）として、ジッタ量検出部２８に出力する。
【００９６】
Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ） …（９）
ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す
Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］
＋［φ（１）−φ（０）］
＋［φ（２）−φ（１）］
＋………
＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となる。
【００９７】
ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる。
【００９８】
ジッタ量検出部２８は、前記積算部２７から出力されるジッタ成分φ（ｎ）に対して、前記した従来のジッタ測定装置１０のジッタ量検出部１６と同様に、ジッタ成分φ（ｎ）の最大振幅（ｐ−ｐ値）、実効値（ｒｍｓ）、振幅確率分布（ヒストグラム）、ＦＦＴによるスペクトラム等を求めて、図示しない表示器等に出力する。
【００９９】
次に、上記構成のジッタ測定装置２０の動作を説明する。
【０１００】
被測定信号ＣがＡ／Ｄ変換器２１によってサンプリングされ、ディジタルの信号列ｘ（ｎ）に変換されて、直交信号生成部２２に入力されることにより、その信号列ｘ（ｎ）について互いに直交する２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）が得られる。
【０１０１】
この直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）は、瞬時位相算出部２３に入力され、この直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）で決まる瞬時位相Θ（ｎ）が、予め定められた下限位相値（例えば、−π）と予め定められた上限位相値（例えば、π）との間の範囲（例えば、−πからπの所定範囲）内で求められる。
【０１０２】
この瞬時位相Θ（ｎ）は、図４Ａに示しているように、初期位相θｃ近傍から、ジッタによる変動を受けながらｎ（＝１，２，…）の増加にともなってπの近傍まで増加した後、−πの近傍まで不連続に変化し、再び増加するという変化を繰り返す。
【０１０３】
また、図示していないが、図４Ａの場合とは逆向きで、πの近傍から−πの近傍に不連続に変化した直後にジッタの影響で再びπの近傍に不連続に変化する場合もある。
【０１０４】
一方、この瞬時位相Θ（ｎ）を受けた差分値検出部２４では、図４Ｂに示すように、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が順次算出される。
【０１０５】
この瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）は、瞬時位相Θ（ｎ）が、例えば、πの近傍から−πの近傍に不連続に変化した場合には、−πより小さい値に不連続に変化する不連続点を有することになる。
【０１０６】
また、図示していないが、図４Ｂの場合とは逆向きで、瞬時位相Θ（ｎ）が−πの近傍からπの近傍に不連続に変化した場合には、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）は、πより大きな値に不連続に変化する不連続点を有することになる。
【０１０７】
このような瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点は、例えば、図４Ｃに示すように、差分値補正部２５によって補正される。
【０１０８】
図４Ｃは、差分値補正部２５が前述した図２Ａに示される構成の場合である。
【０１０９】
すなわち、この図２Ａに示される差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が所定範囲（例えば、−π≦ΔΘ（ｎ）≦π）内にあるときには、不連続点検出部２５ａによって不連続点が検出されないので、当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）をそのまま補正された差分値Δθ（ｎ）として連続性確保部２５ｂから出力する。
【０１１０】
そして、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）がπの近傍から−πの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が−πより小さくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて連続性確保部２５ｂによって当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）を所定範囲の幅に相当する２πだけ加算するように補正することにより、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保して連続性確保部２５ｂから出力する。
【０１１１】
また、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）が−πの近傍からπの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）がπより大きくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて連続性確保部２５ｂによって当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）を２πだけ減算するように補正することにより、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保して連続性確保部２５ｂから出力する。
【０１１２】
また、図２Ｂに示される差分値補正部２５の場合には、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が所定範囲（例えば、−π≦ΔΘ（ｎ）≦π）内にあるときには、不連続点検出部２５ａによって不連続点が検出されないので、当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）をそのまま補正された差分値Δθ（ｎ）として不連続点除去部２５ｃから出力する。
【０１１３】
そして、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）がπの近傍から−πの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が−πより小さくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて不連続点除去部２５ｃによって当該瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を不連続点として除去するように補正された差分値Δθ（ｎ）を不連続点除去部２５ｃから出力する。
【０１１４】
また、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）が−πの近傍からπの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）がπより大きくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて不連続点除去部２５ｃによってそのときの差分値ΔΘ（ｎ）を不連続点として除去するように補正された差分値Δθ（ｎ）を不連続点除去部２５ｃから出力する。
【０１１５】
このように図２Ｂに示される差分値補正部２５は、差分値ΔΘ（ｎ）に不連続点がある場合には、不連続点除去部２５ｃによって不連続点が除去されることにより、不連続補正部２５の不連続点除去部２５ｃから出力される差分値Δθ（ｎ）が部分的にいわゆる歯抜け状となったとしても問題とされないようなジッタ測定に適用される。
【０１１６】
また、図２Ｃに示される差分値補正部２５の場合には、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が所定範囲（例えば、−π≦ΔΘ（ｎ）≦π）内にあるときには、不連続点検出部２５ａによって不連続点が検出されないので、当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）をそのまま補正された差分値Δθ（ｎ）として不連続点補間部２５ｂから出力する。
【０１１７】
そして、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）がπの近傍から−πの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が−πより小さくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて不連続点補間部２５ｂによって当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）を不連続点として除去するとともに、当該除去部分を、例えば、そのときの前後の瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ−１）とΔΘ（ｎ＋１）に基づいて直線補間するように補正することにより、実質的に、差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保して不連続点補間部２５ｂから出力する。
【０１１８】
また、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）が−πの近傍からπの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）がπより大きくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて不連続点補間部２５ｂによって当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）を不連続点として除去するとともに、当該除去部分を、例えば、そのときの前後の瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ−１）とΔΘ（ｎ＋１）に基づいて直線補間するように補正することにより、実質的に、差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保して不連続点補間部２５ｂから出力する。
【０１１９】
なお、図２Ａに示す差分値補正部２５は、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とは、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しくなされている場合として、前記下限位相値−πと前記上限位相値πとに依存する範囲が前記下限位相値−πと前記上限位相値πとの差（２π）の１／２（すなわち、π）を超えた場合に、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４によって検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を補正した差分値Δθ（ｎ）を出力することにより、前記差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保する連続性確保部２５ｂとを有しているようにしてもよい。
【０１２０】
また、図２Ｂに示す差分値補正部２５は、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とは、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しくなされている場合として、前記下限位相値−πと前記上限位相値πとに依存する範囲が前記下限位相値−πと前記上限位相値πとの差（２π）の１／２（すなわち、π）を超えた場合に、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を除去して出力する不連続点除去部２５ｃとを有しているようにしてもよい。
【０１２１】
また、図２Ｃに示す差分値補正部２５は、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とは、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しくなされている場合として、前記下限位相値−πと前記上限位相値πとに依存する範囲が前記下限位相値−πと前記上限位相値πとの差（２π）の１／２（すなわち、π）を超えた場合に、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を、例えば、前述したような直線補間等によって補間して出力することにより、実質的に、前記差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保する不連続点補間部（２５ｄ）とを有しているようにしてもよい。
【０１２２】
次に、オフセット成分除去部２６は、上述のようにして、前記差分値補正部２５によって、例えば、連続性が確保されるように補正された差分値Δθ（ｎ）に重畳されている２π（ｆｃ／ｆｓ）相当のオフセット成分Ｄｃを図４Ｄに示すように除去することにより、このオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）積算部２７に出力する。
【０１２３】
すなわち、図３Ａに示されるオフセット成分除去部２６の場合には、Ａ／Ｄ変換器２１のサンプリング周波数ｆｓ及び被測定信号Ｃの周波数ｆｃが既知であれば、ジッタ測定に先立って、予め、オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）の値を求めてメモリ２６ａに記憶しておき、ジッタ測定時に、減算部２６ｂにより、メモリ２６ａの記憶値を差分値Δθ（ｎ）から減算する構成とすることにより、オフセット成分Ｄｃを除去することができる。
【０１２４】
また、図３Ｂに示されるオフセット成分除去部２６の場合には、被測定信号Ｃの周波数ｆｃ及びサンプリング周波数ｆｓが未知で、オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）の値が不明の場合には、図３Ｂに示すように、ジッタ測定に先立って、予め、平均値算出部２６ｃによって差分値Δθ（ｎ）の平均値Ｈを直流分として求めておき、減算部２６ｂによって、ジッタ測定時に入力される瞬時位相の差分値Δθ（ｎ）から平均値Ｈを減じることにより、オフセット成分Ｄｃを除去することができる。
【０１２５】
また、図３Ｃに示されるオフセット成分除去部２６の場合には、予め、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊ（例えば、１０Ｈｚ）が指定されている場合において、オフセット成分除去部２６として、図３Ｃに示すように、カットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタ２６ｄを用いることにより、ジッタ測定時に入力される瞬時位相の差分値Δθ（ｎ）からそのオフセット成分Ｄｃを除去することができる。
【０１２６】
そして、積算部２７は、前記オフセット成分除去部２６によってオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を積算することにより、図４Ｅに示すような被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を求めて、この被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）をジッタ量検出部２８に出力する。
【０１２７】
ジッタ量検出部２８は、前記積算部２７から出力されるジッタ成分φ（ｎ）について、その最大振幅値（ｐ−ｐ値）、実効値（ｒｍｓ）、ヒストグラムあるいはスペクトラムを求めて図示しない表示器等に表示出力する。
【０１２８】
以上説明したように、本実施形態のジッタ測定装置及びジッタ測定方法では、被測定信号Ｃから生成した直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）によって決まる瞬時位相Θ（ｎ）を−πからπの範囲（所定範囲）内で求めるとともに、その瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を算出し、この瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して、例えば、連続性を確保する等の所定の補正を行って、例えば、連続性が確保されるように補正された差分値Δθ（ｎ）からオフセット成分Ｄｃを除去し、このオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を積算することにより、被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を求めるようにしている。
【０１２９】
このため、各部及び各段階での演算ビット数としては、ｎの数（すなわち、測定時間）に関わらず、−２πから２π（瞬時位相を求めるときの所定範囲の２倍の範囲）までの差分値ΔΘ（ｎ）を必要な精度で得るためのビット数（例えば、１６＋１ビット）があれば十分であり、その演算ビット数に制限されることなく、しかも、実質的に、ジッタ測定の最長測定時間が制限されることなく、例えば、数分以上の長時間にわたるジッタ測定が可能となる。
【０１３０】
なお、上記実施形態では、瞬時位相Θ（ｎ）を−πからπの範囲で求めていたが、この範囲は−πからπに限定されるものではなく、予想されるジッタの大きさに応じて任意に設定することができる。
【０１３１】
例えば、少ないジッタを測定する場合には、瞬時位相Θ（ｎ）を−π／２からπ／２の範囲で求めるようにしてもよい。
【０１３２】
この場合、上記式（７）は、
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２）
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ））
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
…（１０）
となる。
【０１３３】
また、上記実施形態では、被測定信号Ｃがアナログ信号であるの場合について説明したが、ディジタル化された測定信号のジッタを測定する場合には、Ａ／Ｄ変換器２１を省略して、そのディジタル化された測定信号を直交信号生成部２２に直接入力するようにしておけばよい。
【０１３４】
また、上記実施形態では、各部及び各段階をハードウェア構成で実現する場合について説明したが、ＣＰＵを含む各種のコンピュータによるソフトウェア構成で実現することも可能である。
【０１３５】
この他にも、上記実施形態について、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や適用が可能であることは言うまでもない。
【０１３６】
したがって、以上詳述したように、本発明によれば、上記従来技術が有する問題を解決して、高い分解能と長時間測定とを両立させ、実質的に、最長測定時間を制限することなく、ジッタ測定を高精度に行うことができるジッタ測定装置及びジッタ測定方法を提供することが可能となる。
【図１】
【図５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークにおいて情報の伝送に使用するディジタル信号等の被測定信号に影響を与えるジッタ（位相雑音）を測定するジッタ測定装置及びジッタ測定方法において、測定分解能を低下させることなく長時間の測定を可能にするためのディジタル演算技術を採用したジッタ測定装置及びジッタ測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ伝送システムにおいて、伝送信号に大きなジッタが発生するとその信号を正しく伝送できなくなる。
【０００３】
このため、この種のデータ伝送システムやそのシステムを構成する機器が発生するジッタを測定する必要がある。
【０００４】
すなわち、ディジタル信号を伝送するディジタル伝送路では、ディジタル信号を再生して出力する中継器によって伝送路を延長しているが、このような中継器では、入力信号の位相揺らぎ（ジッタ）が大きくなると元の信号を再生することができない。
【０００５】
このため、ディジタル伝送路のインターフェースにおけるジッタの最大許容レベルについて、その限度が様々な国際規格に規定されている。
【０００６】
例えば、ＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）と呼ばれる同期式ディジタル伝送網については、次の非特許文献１にジッタ量の最大許容レベルが規定されている。
［非特許文献１］ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．８２５（０３／２０００）このため、この種の伝送路のインターフェースで生じるジッタ量が上記最大許容レベルを満たしているか否かを検証するために、そのジッタ量を予め測定する必要がある。
【０００７】
このような目的で使用される従来のジッタ測定装置として、例えば、次の特許文献１に記載されているように、位相同期ループ（ＰＬＬ）回路を用いて被測定信号（クロック信号）を位相同期させることにより、その位相変動に対応した信号をジッタとして検出するようにしたアナログ方式のジッタ測定装置が知られている。
［特許文献１］特開２００１−１３３４９２このようなアナログ方式のジッタ測定装置では、ＰＬＬ回路に用いる部品の特性のバラツキによって、ジッタの測定結果にバラツキが生じてしまうとともに、温度等の環境変化によって、ジッタの測定結果の再現性が悪化してしまうという問題がある。
【０００８】
また、上述のようなアナログ方式のジッタ測定装置では、ジッタの測定範囲がＰＬＬ回路を構成する位相比較器（ＰＤ）や電圧制御発振器（ＶＣＯ）の線形動作範囲で制限されてしまうという問題がある。
【０００９】
このために、上述のようなアナログ方式のジッタ測定装置では、ジッタの測定範囲を広くするためにＰＤやＶＣＯの感度を下げると、測定分解能が低下してしまうので、高い分解能と広い測定範囲を両立させることができないという点で問題となる。
【００１０】
これらの問題を解決する技術として次の特許文献２には、位相誤差の検出を数値演算処理によって行うディジタル方式のジッタ測定装置及び測定方法が提案されている。
［特許文献２］米国特許６，６２１，８６０図５は、特許文献２に基づくディジタル方式のジッタ測定装置１０の構成を示す。
【００１１】
このジッタ測定装置１０では、被測定信号Ｃをアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１でサンプリングすることにより、被測定信号Ｃをディジタルの信号列ｘ（ｎ）に変換して、このディジタルの信号列ｘ（ｎ）を直交信号生成部１２に入力させる。
【００１２】
ここで、信号列（ｎ）は、被測定信号の周波数をｆｃ、振幅をＡｃ、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換のサンプリング周波数をｆｓ、初期位相をθｃ、ジッタをφ（ｎ）とすると、次のように表すことができる。
【００１３】
ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］ …（１）
ただし、（ｎ＝０，１，２，…）
直交信号生成部１２は、ヒルベルト変換器を含み、被測定信号Ｃの信号列ｘ（ｎ）を互いに位相が直交する２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）に変換して、この直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）を瞬時位相算出部１３に出力する。
【００１４】
ここで、直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）は、上記信号列ｘ（ｎ）に対して以下のように表される。
【００１５】
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
…（２）
瞬時位相算出部１３は、前記直交信号生成部１２から出力される直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）によって決まる瞬時位相Θ（ｎ）を次の演算によって算出し、この瞬時位相Θ（ｎ）を不連続補正部１４に出力する。
【００１６】
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］ …（３）
ここで、直交２信号が前式（２）で表されるとき、瞬時位相Θ（ｎ）は、次のように表される。
【００１７】
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ） …（４）
ここで、ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる瞬時位相Θ（ｎ）は、−πからπの範囲に制限され、ｎの増加に対して、図６Ａに示すように、初期位相θｃに近い値からジッタによる変動を受けながらπの近傍まで増加した後、−πの近傍に不連続に変化し、再びπの近傍まで増加するという変化を繰り返すことになる。
【００１８】
不連続補正部１４は、前記瞬時位相算出部１３から出力される上述のように不連続に変化する瞬時位相Θ（ｎ）を、図６Ｂに示すように、連続性をもつ瞬時位相θ（ｎ）に補正し、この補正された瞬時位相θ（ｎ）をリニア位相除去部１５に出力する。
【００１９】
リニア位相除去部１５は、前記不連続補正部１４から出力される補正された瞬時位相θ（ｎ）のうち、ｎの増加に対して線形的に増加する位相成分２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎと初期位相θｃとを推定し、その和をリニア位相成分Ｌ（ｎ）として瞬時位相θ（ｎ）から減じることにより、図６Ｃに示すようなジッタ成分φ（ｎ）を求め、このジッタ成分φ（ｎ）をジッタ量検出部１６に出力する。
【００２０】
ジッタ量検出部１６は、リニア位相除去部１５から出力されるジッタ成分φ（ｎ）に基づいて、被測定信号Ｃのジッタ量を検出する。
【００２１】
このジッタ量は、ジッタ成分φ（ｎ）の最大振幅（ｐ−ｐ値）や実効値（ｒｍｓ）、あるいは、振幅確率分布（ヒストグラム）、ＦＦＴ演算によって得られたスペクトラム値等であり、そのいずれかあるいは組合せであってもよい。
【００２２】
このように数値演算処理によって、被測定信号のジッタを測定するディジタル方式のジッタ測定装置であれば、前記したアナログ方式のジッタ測定装置に比べて、部品の特性のバラツキや環境変化によるジッタの測定精度の低下がなく、高い再現性でジッタを測定することが可能となるとともに、演算ビット数を多くすることによって、広い測定範囲と高い測定分解能を両立させることができる。
【００２３】
しかしながら、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０のように、連続性をもつ瞬時位相θ（ｎ）からリニア位相成分Ｌ（ｎ）を減じることにより、ジッタ成分φ（ｎ）を求める手法では、時間の経過と共に発散してしまう信号成分である瞬時位相θ（ｎ）及びリニア位相成分Ｌ（ｎ）を取り扱っているので、ジッタ測定の最長測定時間が制限されてしまうという問題がある。
【００２４】
すなわち、上記の連続性をもつ瞬時位相θ（ｎ）及びリニア位相成分Ｌ（ｎ）は、ｎの増加、つまり測定時間の経過とともに増加し、発散してしまうことになるからである。
【００２５】
したがって、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０では、ジッタ測定の最長測定時間が制限されてしまうので、最長測定時間を越えてそれ以上長時間のジッタ測定を行うことができないという点で問題となる。
【００２６】
具体的には、不連続補正部１４が出力可能な瞬時位相θ（ｎ）を演算する際のビット数によって、ジッタ測定の最長測定時間が制限される。
【００２７】
例えば、瞬時位相θ（ｎ）を演算する際のビット数を４０ビットとした場合、瞬時位相θ（ｎ）に含まれるリニア位相成分、
Ｌ（ｎ）＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ
のうち、２π（ｆｃ／ｆｓ）を１６ビットで表すと、ｎは残りの２４ビットが取り得る範囲に制限される。
【００２８】
この場合、サンプリング周波数ｆｓが１００ＭＨｚであれば、ジッタ測定の最長測定時間は、（ｎの最大値）／ｆｓである約０．１６７秒に制限されてしまうために、これより長時間（例えば、１０秒以上）のジッタ測定を行うことは不可能である。
【００２９】
これは、上記特許文献２に記載されているように、もともと、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０が、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）のテストにおいて、テスト項目当たりに割り当てられている０．１秒程度のテスト時間をクリアするために、開発された手法であることに由来している。
【００３０】
すなわち、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０では、ジッタ測定の最長測定時間が約０．１６７秒に制限されてしまうのは、本質的に、このジッタ測定装置１０では、長時間（例えば、１０秒以上）に渡るジッタ測定を想定していないことによっている。
【００３１】
ところが、ディジタルシステム及びネットワーク等に用いられる通信機器のジッタ測定では、上記非特許文献１に記載されているように、例えば、伝送路のインターフェースにおけるジッタのレベルを検証するための測定時間は６０秒に規定されている。
【００３２】
上記ｎを３３ビットで表せば、この規定による６０秒での測定が可能になるが、それでは、θ（ｎ）のビット数が上記２π（ｆｃ／ｆｓ）を表す１６ビットと合わせて４９ビット必要になるため、演算を実行する装置のハードウェア量が上述した４０ビットの場合と比較して大きくなってしまうという点で問題がある。
【００３３】
そこで、２π（ｆｃ／ｆｓ）を７ビットで表して、ｎを３３ビットで表せば、θ（ｎ）のビット数は４０ビットで済むため、ハードウェア量が上述した４０ビットの場合と同じのままで６０秒のジッタ測定が可能になる。
【００３４】
ところが、この場合には、測定値の位相精度（位相分解能）が、上記４９ビットの場合よりも９ビット分だけ悪化してしまうという点で問題がある。
【００３５】
なお、場合によっては、数分以上、さらには１日以上にも渡る長時間のジッタ測定を行うことが要求されている。
【００３６】
なお、上記したディジタル方式のジッタ測定装置１０の場合でも、瞬時位相θ（ｎ）の分解能を下げてジッタ測定の時間を延ばすことができるが、それには限界があるとともに、測定分解能が低下してしまうので、高い分解能と長時間測定とを両立させることができないという点で問題がある。
【発明の開示】
【００３７】
本発明は、これらの問題を解決して、高い分解能と長時間測定とを両立させ、実質的に、最長測定時間を制限することなく、ジッタ測定を高精度に行うことができるジッタ測定装置及びジッタ測定方法を提供することを目的としている。
【００３８】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様によると、
被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する直交信号生成部（２２）と、
前記直交信号生成部によって変換された前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する瞬時位相算出部（２３）と、
前記瞬時位相算出部によって算出された前記瞬時位相の差分値を検出する差分値検出部（２４）と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を補正して補正された差分値を出力する差分値補正部（２５）と、
前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から、当該補正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力するオフセット成分除去部（２６）と、
前記オフセット成分除去部によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める積算部（２７）と、
を具備するジッタ測定装置が提供される。
【００３９】
前記目的を達成するために、本発明の第２の態様によると、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とが、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しい第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４０】
前記目的を達成するために、本発明の第３の態様によると、前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部（２５ａ）と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する連続性確保部（２５ｂ）とを有する第１または第２の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４１】
前記目的を達成するために、本発明の第４の態様によると、前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部（２５ａ）と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する不連続点除去部（２５ｃ）とを有する第１または第２の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４２】
前記目的を達成するために、本発明の第５の態様によると、前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部（２５ａ）と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する不連続点補間部（２５ｄ）とを有する第１または第２の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４３】
前記目的を達成するために、本発明の第６の態様によると、前記オフセット成分除去部は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値が格納されるメモリ（２６ａ）と、
前記メモリに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部（２６ｂ）とを有する第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４４】
前記目的を達成するために、本発明の第７の態様によると、前記オフセット成分除去部は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、予め、前記オフセット成分として、前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める平均値算出部（２６ｃ）と、
前記平均値算出部によって求められている前記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部（２６ｂ）とを有する第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４５】
前記目的を達成するために、本発明の第８の態様によると、前記オフセット成分除去部は、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合ににおいて、前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタ（２６ｄ）を含む第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４６】
前記目的を達成するために、本発明の第９の態様によると、前記瞬時位相算出部は、
前記被測定信号のディジタルの信号列をｘ（ｎ）、前記被測定信号の周波数及び振幅ををそれぞれｆｃ及びＡｃ、前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数をｆｓ、前記被測定信号の初期位相及びジッタをそれぞれθｃ及びφ（ｎ）、ｎ＝０，１，２，…とした場合に、前記直交２信号としてのＩ（ｎ）、Ｑ（ｎ）がそれぞれ
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］，
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
で表され、前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）が
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）
で表されるとき、前記ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）を、前記予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲として−πからπまたは−π／２からπ／２の範囲において算出する第１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４７】
前記目的を達成するために、本発明の第１０の態様によると、前記差分値検出部は、
前記瞬時位相算出部によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）を
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１）（ただし、Θ（−１）＝０、ここで、２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数でオフセット成分である）、
の演算によって算出する第９の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４８】
前記目的を達成するために、本発明の第１１の態様によると、前記差分値補正部は、
前記瞬時位相算出部によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）の不連続点を補正して、連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）を算出するために、前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）に対して
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−π＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
または
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
の演算処理を行う第１０の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００４９】
前記目的を達成するために、本発明の第１２の態様によると、前記オフセット成分除去部は、前記差分値補正部によって連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）から前記オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）を除去し、前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）として
Δφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１）
を前記積算部に出力する第１１の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００５０】
前記目的を達成するために、本発明の第１３の態様によると、前記積算部は、
前記オフセット成分除去部によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）に対して次の積算を行い、
Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ）（ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す、ここで、Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］＋［φ（１）−φ（０）］＋［φ（２）−φ（１）］＋……＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となり、ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる）、
この積算結果Ｕ（ｎ）を前記被測定信号のジッタ成分φ（ｎ）として出力する第１２の態様に従うジッタ測定装置が提供される。
【００５１】
前記目的を達成するために、本発明の第１４の態様によると、
被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する段階と、
前記直交２信号に変換する段階によって変換された前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する段階と、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値を検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を補正して補正された差分値を出力する段階と、
前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から、当該補正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力する段階と、
前記オフセット成分を除去する段階によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める段階と、
を具備するジッタ測定方法が提供される。
【００５２】
前記目的を達成するために、本発明の第１５の態様によると、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とが、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しい第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５３】
前記目的を達成するために、本発明の第１６の態様によると、前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する段階とを有する第１４または第１５の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５４】
前記目的を達成するために、本発明の第１７の態様によると、前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する段階とを有する第１４または第１５の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５５】
前記目的を達成するために、本発明の第１８の態様によると、前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する段階とを有する第１４または第１５の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５６】
前記目的を達成するために、本発明の第１９の態様によると、前記オフセット成分を除去する段階は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値をメモリに格納する段階と、
前記メモリに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から減算する段階とを有する第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５７】
前記目的を達成するために、本発明の第２０の態様によると、前記オフセット成分を除去する段階は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、予め、前記オフセット成分として、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める段階と、
前記補正された差分値の平均値を求める段階によって求められる前記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から減算する段階とを有する第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５８】
前記目的を達成するために、本発明の第２１の態様によると、前記オフセット成分を除去する段階は、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合において、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタ（２６ｄ）を用いる第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００５９】
前記目的を達成するために、本発明の第２２の態様によると、前記瞬時位相を算出する段階は、
前記被測定信号のディジタルの信号列をｘ（ｎ）、前記被測定信号の周波数及び振幅ををそれぞれｆｃ及びＡｃ、前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数をｆｓ、前記被測定信号の初期位相及びジッタをそれぞれθｃ及びφ（ｎ）、ｎ＝０，１，２，…とした場合に、前記直交２信号としてのＩ（ｎ）、Ｑ（ｎ）がそれぞれ
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］，
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
で表され、前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）が
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）
で表されるとき、前記ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）を、前記予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲として−πからπまたは−π／２からπ／２の範囲において算出する第１４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６０】
前記目的を達成するために、本発明の第２３の態様によると、前記瞬時位相の差分値を検出する段階は、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）を
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１）（ただし、Θ（−１）＝０ここで、２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数でオフセット成分である）、
の演算によって算出する第２２の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６１】
前記目的を達成するために、本発明の第２４の態様によると、前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）の不連続点を補正して、連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）を算出するために、前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）に対して
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−π＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
または
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
の演算処理を行う第２３の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６２】
前記目的を達成するために、本発明の第２５の態様によると、前記オフセット成分を除去する段階は、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）から前記オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）を除去し、前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）として
Δφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１）
を出力する第２４の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６３】
前記目的を達成するために、本発明の第２６の態様によると、前記オフセット成分が除去された差分値を積算する段階は、前記オフセット成分を除去する段階によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）に対して次の積算を行い、Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ）（ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す、ここで、Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］＋［φ（１）−φ（０）］＋［φ（２）−φ（１）］＋……＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となり、ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる）、
この積算結果Ｕ（ｎ）を前記被測定信号のジッタ成分φ（ｎ）として出力する第２５の態様に従うジッタ測定方法が提供される。
【００６４】
このように、本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法では、被測定信号が直交変換された直交２信号から瞬時位相を所定範囲内で求め、その瞬時位相の差分値を検出し、この瞬時位相の差分値が所定範囲を超えた場合に、例えば、連続性を確保する等の所定の補正を行い、この連続性を確保する等の所定の補正がなされた差分値からオフセット成分を除去し、このオフセット成分が除去された差分値を積算することにより、被測定信号のジッタ成分を求めるようにしている。
【００６５】
このため、本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法では、各部及び各段階での演算ビット数としては、瞬時位相を求めるときの所定範囲の２倍の範囲内で差分値を必要な精度で得るための演算ビット数（例えば、１６＋１ビット）があれば十分であり、しかも、その演算ビット数に制限されることなく、実質的に、ジッタ測定の最長測定時間が制限されることなく、例えば、数分以上の長時間にわたるジッタ測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
［図１］図１は、本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法が適用されるジッタ測定装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
［図２Ａ］図２Ａは、図１の実施形態における差分値補正部の一例を示すブロック図である。
［図２Ｂ］図２Ｂは、図１の実施形態における差分値補正部の他の例を示すブロック図である。
［図２Ｃ］図２Ｃは、図１の実施形態における差分値補正部のさらに他の例を示すブロック図である。
［図３Ａ］図３Ａは、図１の実施形態におけるオフセット成分除去部の一例を示すブロック図である。
［図３Ｂ］図３Ｂは、図１の実施形態におけるオフセット成分除去部の他の例を示すブロック図である。
［図３Ｃ］図３Ｃは、図１の実施形態におけるオフセット成分除去部のさらに他の例を示すブロック図である。
［図４Ａ］図４Ａは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図４Ｂ］図４Ｂは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図４Ｃ］図４Ｃは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図４Ｄ］図４Ｄは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図４Ｅ］図４Ｅは、図１の実施形態によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図５］図５は、従来のジッタ測定装置の構成を示すブロック図である。
［図６Ａ］図６Ａは、従来のジッタ測定装置の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図６Ｂ］図６Ｂは、従来のジッタ測定装置の動作を説明するために示す信号波形図である。
［図６Ｃ］図６Ｃは、従来のジッタ測定装置の動作を説明するために示す信号波形図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、図面に基づいて本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法の一実施の形態を説明する。
【００６８】
図１は、本発明によるジッタ測定装置及びジッタ測定方法が適用されるジッタ測定装置２０の一実施形態の構成を示している。
【００６９】
本発明によるジッタ測定装置は、基本的な構成として、被測定信号Ｃを互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）に変換する直交信号生成部２２と、前記直交信号生成部２２によって変換された前記直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）から瞬時位相Θ（ｎ）を、予め定められた下限位相値（例えば、−πまたは−π／２）と予め定められた上限位相値（例えば、πまたはπ／２）との間の範囲で算出する瞬時位相算出部２３と、前記瞬時位相算出部２３によって算出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を検出する差分値検出部２４と、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値ΔΘ（ｎ）が、前記下限位相値（例えば、−πまたは−π／２）と前記上限位相値（例えば、πまたはπ／２）とに依存する範囲（例えば、−πからπまたは−π／２からπ／２）を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値ΔΘ（ｎ）を補正して補正された差分値Δθ（ｎ）を出力する差分値補正部２５と、前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値Δθ（ｎ）から、当該補正された差分値Δθ（ｎ）に含まれるオフセット成分Ｄｃを除去して前記オフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を出力するオフセット成分除去部２６と、前記オフセット成分除去部２６によって出力される前記オフセット成分Ｄｃが除去された前記差分値Δφ（ｎ）を積算することにより、前記被測定信号Ｃのジッタ量φ（ｎ）を求める積算部２７とを具備している。
【００７０】
また、本発明によるジッタ測定方法は、基本的な構成として、被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）に変換する段階と、前記直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）に変換する段階によって変換された前記直交２信号Ｉ（ｎ），Ｑ（ｎ）から瞬時位相Θ（ｎ）を、予め定められた下限位相値（例えば、−πまたは−π／２）と予め定められた上限位相値（例えば、πまたはπ／２）との間の範囲で算出する段階と、前記瞬時位相Θ（ｎ）を算出する段階によって算出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を検出する段階と、前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を検出する段階によって検出される前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）が、前記下限位相値（例えば、−πまたは−π／２）と前記上限位相値（例えば、πまたはπ／２）とに依存する範囲（例えば、−πからπまたは−π／２からπ／２）を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値ΔΘ（ｎ）を補正して補正された差分値Δθ（ｎ）を出力する段階と、前記瞬時位相の差分値ΔΘ（ｎ）を補正する段階によって出力される前記補正された差分値Δθ（ｎ）から、当該補正された差分値Δθ（ｎ）に含まれるオフセット成分Ｄｃを除去して前記オフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を出力する段階と、前記オフセット成分Ｄｃを除去する段階によって出力される前記オフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を積算することにより、前記被測定信号Ｃのジッタ量φ（ｎ）を求める段階とを具備している。
【００７１】
以上において、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とは、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しくなされている場合を含んでいる。
【００７２】
具体的には、図１に示す本実施形態によるジッタ測定装置２０において、Ａ／Ｄ変換器２１及び直交信号生成部２２は、前記した従来のジッタ測定装置１０のＡ／Ｄ変換器１１及び直交信号生成部１２と同等である。
【００７３】
すなわち、Ａ／Ｄ変換器２１は、アナログの被測定信号Ｃをサンプリングしてディジタルの信号列ｘ（ｎ）に変換し、そのディジタルの信号列ｘ（ｎ）を直交信号生成部２２に出力する。
【００７４】
ここで、信号列ｘ（ｎ）は、前記した従来のジッタ測定装置１０の場合と同様に、被測定信号Ｃの周波数及び振幅をそれぞれｆｃ、Ａｃ、Ａ／Ｄ変換器２１のサンプリング周波数をｆｓ、被測定信号Ｃの初期位相及び、ジッタをそれぞれθｃφ（ｎ）としたとき、前記した式（１）で表される。
【００７５】
直交信号生成部２２は、ヒルベルト変換器を含み、前記Ａ／Ｄ変換器２１から出力される前記被測定信号Ｃの信号列ｘ（ｎ）を、前記した式（２）で表される直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）に変換して、この直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）を瞬時位相算出部２３に出力する。
【００７６】
瞬時位相算出部２３は、前記直交信号生成部２２から出力される前記直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）によって決まる瞬時位相Θ（ｎ）を、前記した式（３）の演算によって予め定められた下限位相値（例えば、−π）と予め定められた上限位相値（例えば、π）の範囲（例えば、−πからπの所定範囲）内で求め、この瞬時位相Θ（ｎ）を差分値検出部２４に出力する。
【００７７】
差分値検出部２４は、次の演算によって、前記差分値検出部２４から出力される瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を検出し、この瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を差分値補正部２５に出力する。
【００７８】
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１） …（５）
ただし、Θ（−１）＝０
ここで、ΔΘ（ｎ）の理論値は、以下のように表される。
【００７９】
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
−［２π（ｆｃ／ｆｓ）（ｎ−１）＋θｃ＋φ（ｎ−１）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１） …（６）
上式（６）で２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数（オフセット成分）である。
【００８０】
差分値補正部２５は、前記差分値検出部２４によって出力される瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して以下の演算処理を行うことにより、当該瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を検出して、その不連続点に対する所定の補正、例えば、連続性が確保されるように補正された差分値Δθ（ｎ）を、オフセット成分除去部２６に出力する。
【００８１】
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π）
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−π＞ΔΘ（ｎ））
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
…（７）
図２Ａは、差分値補正部２５の一例を示すブロック図である。
【００８２】
この差分値補正部２５は、差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する連続性確保部２５ｂとを有する。
【００８３】
図２Ｂは、差分値補正部２５の他の例を示すブロック図である。
【００８４】
この差分値補正部２５は、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する不連続点除去部２５ｃとを有する。
【００８５】
図２Ｃは、差分値補正部２５のさらに他の例を示すブロック図である。
【００８６】
この差分値補正部２５は、差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する不連続点補間部２５ｄとを有する。
【００８７】
オフセット成分除去部２６は、前記差分値補正部２５によって、例えば、差分値の連続性が確保されるように補正された差分値Δθ（ｎ）から、オフセット成分Ｄｃを除去し、そのオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を積算部２７に出力する。
【００８８】
ここで、オフセット成分Ｄｃの理論値は２π（ｆｃ／ｆｓ）であるから、差分値Δφ（ｎ）の理論値は、
Δφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１） …（８）
となる。
【００８９】
図３Ａは、オフセット成分除去部２６の一例を示すブロック図である。
【００９０】
このオフセット成分除去部２６は、前記被測定信号Ｃの周波数ｆｃ及び前記被測定信号Ｃをサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、ジッタ測定に先立って、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値が格納されるメモリ２６ａと、ジッタ測定時に、このメモリ２６ａに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部２６ｂとを有する。
【００９１】
図３Ｂは、オフセット成分除去部２６の他の例を示すブロック図である。
【００９２】
このオフセット成分除去部２６は、前記被測定信号Ｃの周波数ｆｃ及び前記被測定信号Ｃをサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、ジッタ測定に先立って、予め、前記オフセット成分として、前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める平均値算出部２６ｃと、ジッタ測定時に、前記平均値算出部２６ｃによって求められている前記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部２６ｂとを有する。
【００９３】
図３Ｃは、オフセット成分除去部２６のさらに他の例を示すブロック図である。
【００９４】
このオフセット成分除去部２６は、予め、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合において、前記差分値補正部２５によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタ２６ｄを含んで構成されている。
【００９５】
積算部２７は、前記オフセット成分除去部２６から出力されるオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）に対して次の積算を行い、その積算結果Ｕ（ｎ）を被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）として、ジッタ量検出部２８に出力する。
【００９６】
Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ） …（９）
ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す
Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］
＋［φ（１）−φ（０）］
＋［φ（２）−φ（１）］
＋………
＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となる。
【００９７】
ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる。
【００９８】
ジッタ量検出部２８は、前記積算部２７から出力されるジッタ成分φ（ｎ）に対して、前記した従来のジッタ測定装置１０のジッタ量検出部１６と同様に、ジッタ成分φ（ｎ）の最大振幅（ｐ−ｐ値）、実効値（ｒｍｓ）、振幅確率分布（ヒストグラム）、ＦＦＴによるスペクトラム等を求めて、図示しない表示器等に出力する。
【００９９】
次に、上記構成のジッタ測定装置２０の動作を説明する。
【０１００】
被測定信号ＣがＡ／Ｄ変換器２１によってサンプリングされ、ディジタルの信号列ｘ（ｎ）に変換されて、直交信号生成部２２に入力されることにより、その信号列ｘ（ｎ）について互いに直交する２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）が得られる。
【０１０１】
この直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）は、瞬時位相算出部２３に入力され、この直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）で決まる瞬時位相Θ（ｎ）が、予め定められた下限位相値（例えば、−π）と予め定められた上限位相値（例えば、π）との間の範囲（例えば、−πからπの所定範囲）内で求められる。
【０１０２】
この瞬時位相Θ（ｎ）は、図４Ａに示しているように、初期位相θｃ近傍から、ジッタによる変動を受けながらｎ（＝１，２，…）の増加にともなってπの近傍まで増加した後、−πの近傍まで不連続に変化し、再び増加するという変化を繰り返す。
【０１０３】
また、図示していないが、図４Ａの場合とは逆向きで、πの近傍から−πの近傍に不連続に変化した直後にジッタの影響で再びπの近傍に不連続に変化する場合もある。
【０１０４】
一方、この瞬時位相Θ（ｎ）を受けた差分値検出部２４では、図４Ｂに示すように、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が順次算出される。
【０１０５】
この瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）は、瞬時位相Θ（ｎ）が、例えば、πの近傍から−πの近傍に不連続に変化した場合には、−πより小さい値に不連続に変化する不連続点を有することになる。
【０１０６】
また、図示していないが、図４Ｂの場合とは逆向きで、瞬時位相Θ（ｎ）が−πの近傍からπの近傍に不連続に変化した場合には、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）は、πより大きな値に不連続に変化する不連続点を有することになる。
【０１０７】
このような瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点は、例えば、図４Ｃに示すように、差分値補正部２５によって補正される。
【０１０８】
図４Ｃは、差分値補正部２５が前述した図２Ａに示される構成の場合である。
【０１０９】
すなわち、この図２Ａに示される差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が所定範囲（例えば、−π≦ΔΘ（ｎ）≦π）内にあるときには、不連続点検出部２５ａによって不連続点が検出されないので、当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）をそのまま補正された差分値Δθ（ｎ）として連続性確保部２５ｂから出力する。
【０１１０】
そして、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）がπの近傍から−πの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が−πより小さくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて連続性確保部２５ｂによって当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）を所定範囲の幅に相当する２πだけ加算するように補正することにより、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保して連続性確保部２５ｂから出力する。
【０１１１】
また、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）が−πの近傍からπの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）がπより大きくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて連続性確保部２５ｂによって当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）を２πだけ減算するように補正することにより、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保して連続性確保部２５ｂから出力する。
【０１１２】
また、図２Ｂに示される差分値補正部２５の場合には、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が所定範囲（例えば、−π≦ΔΘ（ｎ）≦π）内にあるときには、不連続点検出部２５ａによって不連続点が検出されないので、当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）をそのまま補正された差分値Δθ（ｎ）として不連続点除去部２５ｃから出力する。
【０１１３】
そして、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）がπの近傍から−πの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が−πより小さくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて不連続点除去部２５ｃによって当該瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を不連続点として除去するように補正された差分値Δθ（ｎ）を不連続点除去部２５ｃから出力する。
【０１１４】
また、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）が−πの近傍からπの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）がπより大きくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて不連続点除去部２５ｃによってそのときの差分値ΔΘ（ｎ）を不連続点として除去するように補正された差分値Δθ（ｎ）を不連続点除去部２５ｃから出力する。
【０１１５】
このように図２Ｂに示される差分値補正部２５は、差分値ΔΘ（ｎ）に不連続点がある場合には、不連続点除去部２５ｃによって不連続点が除去されることにより、不連続補正部２５の不連続点除去部２５ｃから出力される差分値Δθ（ｎ）が部分的にいわゆる歯抜け状となったとしても問題とされないようなジッタ測定に適用される。
【０１１６】
また、図２Ｃに示される差分値補正部２５の場合には、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が所定範囲（例えば、−π≦ΔΘ（ｎ）≦π）内にあるときには、不連続点検出部２５ａによって不連続点が検出されないので、当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）をそのまま補正された差分値Δθ（ｎ）として不連続点補間部２５ｂから出力する。
【０１１７】
そして、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）がπの近傍から−πの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）が−πより小さくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて不連続点補間部２５ｂによって当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）を不連続点として除去するとともに、当該除去部分を、例えば、そのときの前後の瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ−１）とΔΘ（ｎ＋１）に基づいて直線補間するように補正することにより、実質的に、差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保して不連続点補間部２５ｂから出力する。
【０１１８】
また、この差分値補正部２５は、瞬時位相Θ（ｎ）が−πの近傍からπの近傍に不連続に変化して、瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）がπより大きくなったときには、それを不連続点検出部２５ａによって不連続点として検出し、それに基づいて不連続点補間部２５ｂによって当該瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ）を不連続点として除去するとともに、当該除去部分を、例えば、そのときの前後の瞬時位相Θ（ｎ）についての差分値ΔΘ（ｎ−１）とΔΘ（ｎ＋１）に基づいて直線補間するように補正することにより、実質的に、差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保して不連続点補間部２５ｂから出力する。
【０１１９】
なお、図２Ａに示す差分値補正部２５は、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とは、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しくなされている場合として、前記下限位相値−πと前記上限位相値πとに依存する範囲が前記下限位相値−πと前記上限位相値πとの差（２π）の１／２（すなわち、π）を超えた場合に、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４によって検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を補正した差分値Δθ（ｎ）を出力することにより、前記差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保する連続性確保部２５ｂとを有しているようにしてもよい。
【０１２０】
また、図２Ｂに示す差分値補正部２５は、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とは、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しくなされている場合として、前記下限位相値−πと前記上限位相値πとに依存する範囲が前記下限位相値−πと前記上限位相値πとの差（２π）の１／２（すなわち、π）を超えた場合に、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を除去して出力する不連続点除去部２５ｃとを有しているようにしてもよい。
【０１２１】
また、図２Ｃに示す差分値補正部２５は、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とは、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しくなされている場合として、前記下限位相値−πと前記上限位相値πとに依存する範囲が前記下限位相値−πと前記上限位相値πとの差（２π）の１／２（すなわち、π）を超えた場合に、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を検出する不連続点検出部２５ａと、前記差分値検出部２４で検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して、前記不連続点検出部２５ａによって検出された前記瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を、例えば、前述したような直線補間等によって補間して出力することにより、実質的に、前記差分値Δθ（ｎ）の連続性を確保する不連続点補間部（２５ｄ）とを有しているようにしてもよい。
【０１２２】
次に、オフセット成分除去部２６は、上述のようにして、前記差分値補正部２５によって、例えば、連続性が確保されるように補正された差分値Δθ（ｎ）に重畳されている２π（ｆｃ／ｆｓ）相当のオフセット成分Ｄｃを図４Ｄに示すように除去することにより、このオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）積算部２７に出力する。
【０１２３】
すなわち、図３Ａに示されるオフセット成分除去部２６の場合には、Ａ／Ｄ変換器２１のサンプリング周波数ｆｓ及び被測定信号Ｃの周波数ｆｃが既知であれば、ジッタ測定に先立って、予め、オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）の値を求めてメモリ２６ａに記憶しておき、ジッタ測定時に、減算部２６ｂにより、メモリ２６ａの記憶値を差分値Δθ（ｎ）から減算する構成とすることにより、オフセット成分Ｄｃを除去することができる。
【０１２４】
また、図３Ｂに示されるオフセット成分除去部２６の場合には、被測定信号Ｃの周波数ｆｃ及びサンプリング周波数ｆｓが未知で、オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）の値が不明の場合には、図３Ｂに示すように、ジッタ測定に先立って、予め、平均値算出部２６ｃによって差分値Δθ（ｎ）の平均値Ｈを直流分として求めておき、減算部２６ｂによって、ジッタ測定時に入力される瞬時位相の差分値Δθ（ｎ）から平均値Ｈを減じることにより、オフセット成分Ｄｃを除去することができる。
【０１２５】
また、図３Ｃに示されるオフセット成分除去部２６の場合には、予め、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊ（例えば、１０Ｈｚ）が指定されている場合において、オフセット成分除去部２６として、図３Ｃに示すように、カットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタ２６ｄを用いることにより、ジッタ測定時に入力される瞬時位相の差分値Δθ（ｎ）からそのオフセット成分Ｄｃを除去することができる。
【０１２６】
そして、積算部２７は、前記オフセット成分除去部２６によってオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を積算することにより、図４Ｅに示すような被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を求めて、この被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）をジッタ量検出部２８に出力する。
【０１２７】
ジッタ量検出部２８は、前記積算部２７から出力されるジッタ成分φ（ｎ）について、その最大振幅値（ｐ−ｐ値）、実効値（ｒｍｓ）、ヒストグラムあるいはスペクトラムを求めて図示しない表示器等に表示出力する。
【０１２８】
以上説明したように、本実施形態のジッタ測定装置及びジッタ測定方法では、被測定信号Ｃから生成した直交２信号Ｉ（ｎ）、Ｑ（ｎ）によって決まる瞬時位相Θ（ｎ）を−πからπの範囲（所定範囲）内で求めるとともに、その瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）を算出し、この瞬時位相Θ（ｎ）の差分値ΔΘ（ｎ）に対して、例えば、連続性を確保する等の所定の補正を行って、例えば、連続性が確保されるように補正された差分値Δθ（ｎ）からオフセット成分Ｄｃを除去し、このオフセット成分Ｄｃが除去された差分値Δφ（ｎ）を積算することにより、被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を求めるようにしている。
【０１２９】
このため、各部及び各段階での演算ビット数としては、ｎの数（すなわち、測定時間）に関わらず、−２πから２π（瞬時位相を求めるときの所定範囲の２倍の範囲）までの差分値ΔΘ（ｎ）を必要な精度で得るためのビット数（例えば、１６＋１ビット）があれば十分であり、その演算ビット数に制限されることなく、しかも、実質的に、ジッタ測定の最長測定時間が制限されることなく、例えば、数分以上の長時間にわたるジッタ測定が可能となる。
【０１３０】
なお、上記実施形態では、瞬時位相Θ（ｎ）を−πからπの範囲で求めていたが、この範囲は−πからπに限定されるものではなく、予想されるジッタの大きさに応じて任意に設定することができる。
【０１３１】
例えば、少ないジッタを測定する場合には、瞬時位相Θ（ｎ）を−π／２からπ／２の範囲で求めるようにしてもよい。
【０１３２】
この場合、上記式（７）は、
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２）
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ））
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
…（１０）
となる。
【０１３３】
また、上記実施形態では、被測定信号Ｃがアナログ信号であるの場合について説明したが、ディジタル化された測定信号のジッタを測定する場合には、Ａ／Ｄ変換器２１を省略して、そのディジタル化された測定信号を直交信号生成部２２に直接入力するようにしておけばよい。
【０１３４】
また、上記実施形態では、各部及び各段階をハードウェア構成で実現する場合について説明したが、ＣＰＵを含む各種のコンピュータによるソフトウェア構成で実現することも可能である。
【０１３５】
この他にも、上記実施形態について、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や適用が可能であることは言うまでもない。
【０１３６】
したがって、以上詳述したように、本発明によれば、上記従来技術が有する問題を解決して、高い分解能と長時間測定とを両立させ、実質的に、最長測定時間を制限することなく、ジッタ測定を高精度に行うことができるジッタ測定装置及びジッタ測定方法を提供することが可能となる。
【図１】
【図５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する直交信号生成部と、
前記直交信号生成部によって変換された前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する瞬時位相算出部と、
前記瞬時位相算出部によって算出された前記瞬時位相の差分値を検出する差分値検出部と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を補正して補正された差分値を出力する差分値補正部と、
前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から、当該補正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力するオフセット成分除去部と、
前記オフセット成分除去部によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める積算部と、
を具備するジッタ測定装置。
【請求項２】
前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とが、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しい請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項３】
前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する連続性確保部とを有する請求項１または２に従うジッタ測定装置。
【請求項４】
前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する不連続点除去部とを有する請求項１または２に従うジッタ測定装置。
【請求項５】
前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する不連続点補間部とを有する請求項１または２に従うジッタ測定装置。
【請求項６】
前記オフセット成分除去部は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値が格納されるメモリと、
前記メモリに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部とを有する請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項７】
前記オフセット成分除去部は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、予め、前記オフセット成分として、前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める平均値算出部と、
前記平均値算出部によって求められている前記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部とを有する請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項８】
前記オフセット成分除去部は、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合において、前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタを含む請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項９】
前記瞬時位相算出部は、
前記被測定信号のディジタルの信号列をｘ（ｎ）、前記被測定信号の周波数及び振幅ををそれぞれｆｃ及びＡｃ、前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数をｆｓ、前記被測定信号の初期位相及びジッタをそれぞれθｃ及びφ（ｎ）、ｎ＝０，１，２，…とした場合に、前記直交２信号としてのＩ（ｎ）、Ｑ（ｎ）がそれぞれ
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］，
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
で表され、前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）が
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）
で表されるとき、前記ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）を、前記予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲として−πからπまたは−π／２からπ／２の範囲において算出する請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項１０】
前記差分値検出部は、
前記瞬時位相算出部によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）を
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１）（ただし、Θ（−１）＝０、ここで、２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数でオフセット成分である）、
の演算によって算出する請求項９に従うジッタ測定装置。
【請求項１１】
前記差分値補正部は、
前記瞬時位相算出部によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）の不連続点を補正し、連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）を算出するために、前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）に対して
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
または
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
の演算処理を行う請求項１０に従うジッタ測定装置。
【請求項１２】
前記オフセット成分除去部は、前記差分値補正部によって連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）から前記オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）を除去し、前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）としてΔφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１）
を前記積算部に出力する請求項１１に従うジッタ測定装置。
【請求項１３】
前記積算部は、
前記オフセット成分除去部によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）に対して次の積算を行い、
Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ）（ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す、ここで、Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］＋［φ（１）−φ（０）］＋［φ（２）−φ（１）］＋……＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となり、ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる）、
この積算結果Ｕ（ｎ）を前記被測定信号のジッタ成分φ（ｎ）として出力する請求項１２に従うジッタ測定装置。
【請求項１４】
被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する段階と、
前記直交２信号に変換する段階によって変換された前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する段階と、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値を検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を補正して補正された差分値を出力する段階と、
前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から、当該補正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力する段階と、
前記オフセット成分を除去する段階によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める段階と、
を具備するジッタ測定方法。
【請求項１５】
前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とが、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しい請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項１６】
前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する段階とを有する請求項１４または１５に従うジッタ測定方法。
【請求項１７】
前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する段階とを有する請求項１４または１５に従うジッタ測定方法。
【請求項１８】
前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する段階とを有する請求項１４または１５に従うジッタ測定方法。
【請求項１９】
前記オフセット成分を除去する段階は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値をメモリに格納する段階と、
前記メモリに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から減算する段階とを有する請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項２０】
前記オフセット成分を除去する段階は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、予め、前記オフセット成分として、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める段階と、
前記補正された差分値の平均値を求める段階によって求められる記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から減算する段階とを有する請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項２１】
前記オフセット成分を除去する段階は、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合において、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタを用いる請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項２２】
前記瞬時位相を算出する段階は、
前記被測定信号のディジタルの信号列をｘ（ｎ）、前記被測定信号の周波数及び振幅ををそれぞれｆｃ及びＡｃ、前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数をｆｓ、前記被測定信号の初期位相及びジッタをそれぞれθｃ及びφ（ｎ）、ｎ＝０，１，２，…とした場合に、前記直交２信号としてのＩ（ｎ）、Ｑ（ｎ）がそれぞれ
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］，
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
で表され、前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）が
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）
で表されるとき、前記ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）を、前記予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲として−πからπまたは−π／２からπ／２の範囲において算出する請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項２３】
前記瞬時位相の差分値を検出する段階は、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ （ｎ）を
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１）（ただし、Θ（−１）＝０、ここで、２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数でオフセット成分である）、
の演算によって算出する請求項２２に従うジッタ測定方法。
【請求項２４】
前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）の不連続点を補正して、連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）を算出するために、前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）に対して
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−π＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
または
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
の演算処理を行う請求項２３に従うジッタ測定方法。
【請求項２５】
前記オフセット成分を除去する段階は、前記差分値を補正する段階によって連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）から前記オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）を除去し、前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）として
Δφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１）
を出力する請求項２４に従うジッタ測定方法。
【請求項２６】
前記オフセット成分が除去された差分値を積算する段階は、
前記オフセット成分を除去する段階によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）に対して次の積算を行い、
Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ）（ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す、ここで、Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］＋［φ（１）−φ（０）］＋［φ（２）−φ（１）］＋……＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となり、ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる）、
この積算結果Ｕ（ｎ）を前記被測定信号のジッタ成分φ（ｎ）として出力する請求項２５に従うジッタ測定方法。
【請求項１】
被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する直交信号生成部と、
前記直交信号生成部によって変換された前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する瞬時位相算出部と、
前記瞬時位相算出部によって算出された前記瞬時位相の差分値を検出する差分値検出部と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を補正して補正された差分値を出力する差分値補正部と、
前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から、当該補正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力するオフセット成分除去部と、
前記オフセット成分除去部によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める積算部と、
を具備するジッタ測定装置。
【請求項２】
前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とが、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しい請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項３】
前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する連続性確保部とを有する請求項１または２に従うジッタ測定装置。
【請求項４】
前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する不連続点除去部とを有する請求項１または２に従うジッタ測定装置。
【請求項５】
前記差分値補正部は、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する不連続点検出部と、
前記差分値検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記不連続点検出部によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する不連続点補間部とを有する請求項１または２に従うジッタ測定装置。
【請求項６】
前記オフセット成分除去部は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値が格納されるメモリと、
前記メモリに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部とを有する請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項７】
前記オフセット成分除去部は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、予め、前記オフセット成分として、前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める平均値算出部と、
前記平均値算出部によって求められている前記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から減算する減算部とを有する請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項８】
前記オフセット成分除去部は、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合において、前記差分値補正部によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタを含む請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項９】
前記瞬時位相算出部は、
前記被測定信号のディジタルの信号列をｘ（ｎ）、前記被測定信号の周波数及び振幅ををそれぞれｆｃ及びＡｃ、前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数をｆｓ、前記被測定信号の初期位相及びジッタをそれぞれθｃ及びφ（ｎ）、ｎ＝０，１，２，…とした場合に、前記直交２信号としてのＩ（ｎ）、Ｑ（ｎ）がそれぞれ
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］，
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
で表され、前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）が
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）
で表されるとき、前記ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）を、前記予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲として−πからπまたは−π／２からπ／２の範囲において算出する請求項１に従うジッタ測定装置。
【請求項１０】
前記差分値検出部は、
前記瞬時位相算出部によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）を
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１）（ただし、Θ（−１）＝０、ここで、２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数でオフセット成分である）、
の演算によって算出する請求項９に従うジッタ測定装置。
【請求項１１】
前記差分値補正部は、
前記瞬時位相算出部によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）の不連続点を補正し、連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）を算出するために、前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）に対して
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
または
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
の演算処理を行う請求項１０に従うジッタ測定装置。
【請求項１２】
前記オフセット成分除去部は、前記差分値補正部によって連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）から前記オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）を除去し、前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）としてΔφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１）
を前記積算部に出力する請求項１１に従うジッタ測定装置。
【請求項１３】
前記積算部は、
前記オフセット成分除去部によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）に対して次の積算を行い、
Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ）（ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す、ここで、Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］＋［φ（１）−φ（０）］＋［φ（２）−φ（１）］＋……＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となり、ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる）、
この積算結果Ｕ（ｎ）を前記被測定信号のジッタ成分φ（ｎ）として出力する請求項１２に従うジッタ測定装置。
【請求項１４】
被測定信号を互いに位相が直交する２つの信号である直交２信号に変換する段階と、
前記直交２信号に変換する段階によって変換された前記直交２信号から瞬時位相を、予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲で算出する段階と、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値を検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を補正して補正された差分値を出力する段階と、
前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から、当該補正された差分値に含まれるオフセット成分を除去して前記オフセット成分が除去された差分値を出力する段階と、
前記オフセット成分を除去する段階によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値を積算することにより、前記被測定信号のジッタ量を求める段階と、
を具備するジッタ測定方法。
【請求項１５】
前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲の下限と上限とが、それぞれ、前記下限位相値と前記上限位相値とに等しいかまたはほぼ等しい請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項１６】
前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を補正して出力することにより、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する段階とを有する請求項１４または１５に従うジッタ測定方法。
【請求項１７】
前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去して出力する段階とを有する請求項１４または１５に従うジッタ測定方法。
【請求項１８】
前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値が、前記下限位相値と前記上限位相値とに依存する範囲を超えた場合に、当該瞬時位相の差分値を前記瞬時位相の差分値の不連続点として検出する段階と、
前記瞬時位相の差分値を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値に対して、前記瞬時位相の差分値の不連続点を検出する段階によって検出される前記瞬時位相の差分値の不連続点を除去するとともに、当該除去部分を補間して出力することにより、実質的に、前記瞬時位相の差分値の連続性を確保する段階とを有する請求項１４または１５に従うジッタ測定方法。
【請求項１９】
前記オフセット成分を除去する段階は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが既知であるとき、予め、前記オフセット成分を示す２π（ｆｃ／ｆｓ）の演算により求められる値をメモリに格納する段階と、
前記メモリに格納されている前記オフセット成分を示す値を前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から減算する段階とを有する請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項２０】
前記オフセット成分を除去する段階は、
前記被測定信号の周波数ｆｃ及び前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数ｆｓが未知であるとき、予め、前記オフセット成分として、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値の平均値を求める段階と、
前記補正された差分値の平均値を求める段階によって求められる記オフセット成分としての前記補正された差分値の平均値を前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から減算する段階とを有する請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項２１】
前記オフセット成分を除去する段階は、検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊが指定されている場合において、前記瞬時位相の差分値を補正する段階によって出力される前記補正された差分値から前記オフセット成分を除去するためのカットオフ周波数として前記検出対象のジッタ成分の下限周波数ｆｊと等しいかまたはほぼ等しい周波数を有するハイパスフィルタを用いる請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項２２】
前記瞬時位相を算出する段階は、
前記被測定信号のディジタルの信号列をｘ（ｎ）、前記被測定信号の周波数及び振幅ををそれぞれｆｃ及びＡｃ、前記被測定信号をサンプリングするサンプリング周波数をｆｓ、前記被測定信号の初期位相及びジッタをそれぞれθｃ及びφ（ｎ）、ｎ＝０，１，２，…とした場合に、前記直交２信号としてのＩ（ｎ）、Ｑ（ｎ）がそれぞれ
Ｉ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＝Ａｃ・ｃｏｓ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］，
Ｑ（ｎ）＝Ａｃ・ｓｉｎ［２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）］
で表され、前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）が
Θ（ｎ）＝ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）ｎ＋θｃ＋φ（ｎ）
で表されるとき、前記ｔａｎ−１［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］の演算によって求められる前記瞬時位相としてのΘ（ｎ）を、前記予め定められた下限位相値と予め定められた上限位相値との間の範囲として−πからπまたは−π／２からπ／２の範囲において算出する請求項１４に従うジッタ測定方法。
【請求項２３】
前記瞬時位相の差分値を検出する段階は、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ （ｎ）を
ΔΘ（ｎ）＝Θ（ｎ）−Θ（ｎ−１）
＝２π（ｆｃ／ｆｓ）＋φ（ｎ）−φ（ｎ−１）（ただし、Θ（−１）＝０、ここで、２π（ｆｃ／ｆｓ）は定数でオフセット成分である）、
の演算によって算出する請求項２２に従うジッタ測定方法。
【請求項２４】
前記瞬時位相の差分値を補正する段階は、
前記瞬時位相を算出する段階によって算出される前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）の不連続点を補正して、連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）を算出するために、前記瞬時位相の差分値としてのΔΘ（ｎ）に対して
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π≦ΔΘ（ｎ）≦π），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋２π （−π＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−２π （ΔΘ（ｎ）＞π）
または
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ） （−π／２≦ΔΘ（ｎ）≦π／２），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）＋π （−π／２＞ΔΘ（ｎ）），
Δθ（ｎ）＝ΔΘ（ｎ）−π （ΔΘ（ｎ）＞π／２）
の演算処理を行う請求項２３に従うジッタ測定方法。
【請求項２５】
前記オフセット成分を除去する段階は、前記差分値を補正する段階によって連続性が確保されるように補正されている前記補正された差分値としてのΔθ（ｎ）から前記オフセット成分２π（ｆｃ／ｆｓ）を除去し、前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）として
Δφ（ｎ）＝φ（ｎ）−φ（ｎ−１）
を出力する請求項２４に従うジッタ測定方法。
【請求項２６】
前記オフセット成分が除去された差分値を積算する段階は、
前記オフセット成分を除去する段階によって出力される前記オフセット成分が除去された差分値としてのΔφ（ｎ）に対して次の積算を行い、
Ｕ（ｎ）＝ΣΔφ（ｉ）（ただし、記号Σは、ｉ＝０，１，２，…，ｎの総和を示す、ここで、Ｕ（ｎ）を理論展開すると、
Ｕ（ｎ）＝［φ（０）−φ（−１）］＋［φ（１）−φ（０）］＋［φ（２）−φ（１）］＋……＋［φ（ｎ）−φ（ｎ−１）］
＝φ（ｎ）−φ（−１）
となり、ここで、φ（−１）＝０とすれば、積算結果Ｕ（ｎ）は被測定信号Ｃのジッタ成分φ（ｎ）を表していることになる）、
この積算結果Ｕ（ｎ）を前記被測定信号のジッタ成分φ（ｎ）として出力する請求項２５に従うジッタ測定方法。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５０２３０
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【発行日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１５５６９（Ｐ２００５−５１５５６９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１６１３６
【国際出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【発行日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１６１３６
【国際出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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