デジタル信号分析装置及び方法
【課題】デジタル信号中の従来指定できなかった部分を指定し、選択的にアイパターンやジッタ分析結果を表示できるようにする。
【解決手段】表示画面２０には、選択手段２４が表示される。モード選択メニュー２５でモードを選択することで、選択手段２４は変更され、デジタル信号中のランダム・パターンなど、特定のビット・パターンで指定できない部分も選択できる。サブ・メニュー５３でＢＷビット・パターンを選択し、２つの指定パターンをメニュー５８及び６０で指定すれば、これらに挟まれたランダム・パターンでも選択し、これらだけから生成されたアイパターンやジッタ分析結果を表示できる。また、測定結果からデジタル信号の所望特性を指定して、所定条件に含まれるものだけからアイパターンやジッタ分析結果を表示できるようにしても良い。
【解決手段】表示画面２０には、選択手段２４が表示される。モード選択メニュー２５でモードを選択することで、選択手段２４は変更され、デジタル信号中のランダム・パターンなど、特定のビット・パターンで指定できない部分も選択できる。サブ・メニュー５３でＢＷビット・パターンを選択し、２つの指定パターンをメニュー５８及び６０で指定すれば、これらに挟まれたランダム・パターンでも選択し、これらだけから生成されたアイパターンやジッタ分析結果を表示できる。また、測定結果からデジタル信号の所望特性を指定して、所定条件に含まれるものだけからアイパターンやジッタ分析結果を表示できるようにしても良い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号の品質を測定するための装置及び方法に関し、特に所望部分だけを選択してジッタ分析結果又はアイパターン表示を行うデジタル信号分析装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号は、伝送したい１及びゼロのデータに基いて変調された信号であり、例えば、矩形パルス信号が用いられる。図１は、矩形パルス信号を用いたデジタル信号の例であり、もし送受信回路間の伝播経路が理想的であれば、矩形パルス信号の波形は伝播後も変化せず、破線で示す理想波形となる。デジタル信号では、シンボル間隔Ｔの間に変調方式に応じて１ビット以上のデータが送信されるが、図１は１ビットの例である。受信側ではシンボル間隔Ｔに従って矩形パルス信号の値を検出することによって、１及び０（ゼロ）のデータを復調する。
【０００３】
実際に伝送されるデジタル信号では、図１の実線に示す如く、伝播経路の特性や信号の速度によって理想信号波形に比較して歪みが生じるのが普通である。即ち、デジタル信号が伝送する情報は１及びゼロのデジタル・データであっても、信号自身はアナログ信号である。こうしたデジタル信号の品質を測定するため、デジタル・オシロスコープのような波形表示装置では、デジタル信号をサンプリングしてデジタイズし、サンプル・データを波形データとして蓄積した後、これからアイパターンやジッタ等の特性の分析結果を生成し、表示する。このときのサンプル・データは、波形表示装置がＵＩ（ユニット・インターバル）の周期よりも充分に短い周期でデジタル信号をサンプリングし、デジタル値に変換して生成したものである。
【０００４】
図２は、波形表示装置の一例の機能ブロック図である。ＣＰＵ１１０は、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１１４に記憶したプログラムに従って装置の動作を制御する。ＣＰＵ１１０は、必要に応じてデータをメモリ１１２に読み出し、演算処理する。ＨＤＤ１１４には、装置全体の基本的な動作を制御する基本ソフト（ＯＳ）に加えて、アイパターン表示などの被測定信号の波形分析に必要な機能を実現するプログラムを記憶する。これらは、パソコン用のものを流用でき、バス１１６を介して接続される。
【０００５】
操作パネル１１８及びマウス１２０は、入出力ポート１２２を介してバス１１６に接続される。ユーザは、これらを介して波形表示装置に必要な設定を行う。また、入出力ポート１２２を介して外付けの記憶装置１２４を接続でき、波形表示装置が生成した被測定信号のサンプル・データ（波形データ）を外部記憶装置１２４にコピーできる。外部記憶装置１２４を外してパソコン（図示せず）に接続すれば、記憶したサンプル・データをパソコンのＨＤＤにコピーすることもできる。
【０００６】
前置増幅回路１２６は、被測定信号を適切に調整してアナログ・デジタル変換回路（ＡＤＣ）１２８及びトリガ検出回路１３０に供給する。ＡＤＣ１２８は、被測定信号の周波数よりも充分に高い周波数で被測定信号をサンプリングし、そのサンプル・データを生成する。高速な取込（アクイジション）メモリ１３２は、サンプル・データを順次蓄積し、一杯になると、古いデータから順次消去する。トリガ検出回路１３０は、サンプル・データ中に所定のトリガ条件を満たした部分を検出すると、取込メモリ１３２がその部分の前後と、その後に続くサンプル・データを取込メモリ１３２が一杯になるまで記憶するよう制御し、一杯になるとサンプル・データの取得を停止させる。取得したサンプル・データは、必要に応じてＨＤＤ１１４に転送される。表示装置１３４は、サンプル・データをアイパターン等で表示する。
【０００７】
トリガ条件には、被測定信号が高速シリアル・データ転送によるデジタル信号の場合では、例えば、規格に定められた同期部分のパターンを設定すると良い。同期部分は、例えば、”０１０１”のビット・パターンが所定回数続くなどと定められている。この同期部分前後のサンプル・データを取得すれば、それに続くサンプル・データにおいて、どこがビットの始まりかを特定でき、パルス・パターンが直列に並んでいても、どのパターンがＮビットの組を構成するか特定できる。
【０００８】
最近の波形表示装置では、例えば、米国テクトロニクス社製ＤＰＯ型オシロスコープのように、ＯＳにパソコンと同じものを採用することが多い。このため、波形表示装置の機能追加プログラムをパソコンで開発し、波形表示装置にインストールすれば、波形表示装置の機能追加が行える。また、波形表示装置とパソコンに同じ波形データ（サンプル・データ）処理プログラムをインストールしておけば、ユーザは、波形表示装置が生成したサンプル・データをパソコンにコピーして、パソコンでも処理できる。このように、波形表示装置とパソコンは、ＣＰＵによる演算機能を具えた装置という点で共通している。
【０００９】
図３は、波形表示装置を用いてデジタル信号をアイパターン表示した例である。アイパターンは、各ビットの信号波形を繰り返し重ねて表示したものである。アイパターン表示では、もし波形に歪が大きければ、形成されるアイ（Eye：目）の面積が小さくなったり、理想的な形状との違いが大きくなる。そこで、アイの形状や面積を測定することで、デジタル信号の品質を測定できる。こうした発明は、例えば、米国特許第６８０６８７７号明細書に開示されている。
【００１０】
アイパターンでは、信号の現れる頻度を、例えば、虹の七色を利用したヒストグラムとして示す。つまり、赤に近いほど頻度が高く、紫に近づくほど頻度が少ないとする。ただし、図３は、図面規定の都合上、カラーではなくグレースケールで示している。なお、アイパターンは、アイ・ダイアグラムと呼ばれることもある。
【００１１】
デジタル信号の品質測定では、アイパターン表示とともに、波形の立ち上がり及び立ち下がりエッジのジッタを分析することも良く行われている。ジッタ分析結果は、周知の種々のグラフで表示される。例えば、図４は、ジッタのタイム・トレンド表示である。これは、横軸を時間軸、縦軸をジッタの大きさとし、時間変化に応じてジッタの大きさがどのように変化するかをグラフ化するものである。また、図５は、ジッタの頻度を示すヒストグラムである。例えば、デバイスの熱が原因のジッタであれば、ヒストグラムはジッタ量ゼロ近辺をピークとするガウシャン・カーブを描く。しかし、０及び１のパターンに依存したジッタの場合には、図５に示すようなヒストグラムとなることがある。これらの他にも、ジッタの周波数成分を分析するためのジッタのスペクトラムやジッタの最大値及び最小値の数値など、統計的データがグラフや数値で表示される。なお、ジッタ測定結果の種々の表示方法については、特許文献２に詳しい。
【００１２】
一般にアイパターン表示やジッタ分析結果の表示は、もしデジタル信号が３２ビットであれば、３２ビット全ての信号波形に関して行われる。しかし、例えば、信号の遷移状態に特に注目したい場合では、ビット・パターンが０１０と１０１の如く、０から１又は１から０への遷移を含むビット・パターンのみから表示を生成した方が測定効率が良い。特許文献３は、観測したい部分を選択してアイパターン表示やジッタ測定結果を表示する発明を開示している。
【００１３】
図６は、特許文献３が開示する表示の一例である。表示装置１８の表示画面２０の波形表示領域２２には、アイパターンが表示される。以下の図６〜図８では、図がモノクロの関係上、アイパターンを構成する波形を実線、破線、一点破線など種々の異なるパターンで示しているが、実際には異なる色を用いて表示される。また、図を見やすくするため、波形の数を実際の平均的な場合よりも、かなり少なくした例を示している。
【００１４】
表示画面２０には、後述する複数のオブジェクトから構成される選択手段２４が表示される。選択モード選択メニュー２５は、その右端にある三角形オブジェクトをユーザがマウス・カーソル２３を用いてクリックすることで、モード・メニューをプルダウン・メニュー形式で提供する。
【００１５】
「スキップ及びショー」は、指定ビット数だけ下位ビットをスキップ（Skip）して選択せず（非選択）、残りの上位ビットだけを選択して波形でアイパターンを示す（Show）モードである。逆に「ショー及びスキップ」は、指定ビット数の下位ビットだけを選択してアイパターンを表示し、残りの上位ビットはスキップするモードである。図６は、スキップ及びショー・モードの表示例を示す。
【００１６】
全ビット数表示欄２６は、入力されたデジタル信号のビット数が表示され、ここでは３２ビットの例を示す。下位ビット・スキップ／ショー欄２８は、下位ビットがスキップとショーのどちらに設定されているかを示す。スキップ／ショー下位ビット数指定欄３０は、下位ビットについてスキップ又はショーするビット数をユーザが指定するために使用する。同様に、上位ビット・スキップ／ショー欄３４は、上位ビットがスキップ（非選択）とショー（選択）のどちらに設定されているかを示す。スキップ／ショー上位ビット数指定欄３６は、上位ビットについてスキップ又はショーするビット数をユーザが指定するために使用する。なお、ユーザが波形選択機能オン／オフ・メニュー２７でオンを選択すると、マウス・カーソル２３を用いてユーザは表示波形を選択可能となり、表示波形の選択によって所望パターン部分の選択が行えるようになる。
【００１７】
図７は、ビット個別指定モードを選択した場合の表示例を示す。モード選択メニュー２５でビット個別指定モードを選択すると、デジタル信号の各ビットに対応する箱型オブジェクトが表示される。図７の例では、箱４０が最下位ビット（第１ビット）に対応し、箱５０が最上位ビット（第３２ビット）に対応し、中間の箱は左から右に行くに従って順次下位ビットから上位ビットに対応する。これら箱型オブジェクトをユーザがマウス・カーソル２３を用いてクリックすることにより、デジタル信号の分析に使用するビットを任意に指定できる。
【００１８】
図８は、ビット・パターン・モードを選択した場合の表示例を示す。このモードでは、測定に比較的使用頻度の高い所定ビット・パターンが、ビット・パターン・プルダウン・メニュー５４に予め用意されている。ユーザはマウス・カーソル２３を用いて、メニュー５４の右端にある三角形オブジェクトをクリックして現れる複数のビット・パターンから、所望のビット・パターンを選択するだけで、そのビット・パターンだけで形成したアイパターン表示やジッタ測定結果が得られる。
【００１９】
図９は、「ビット・パターン・サーチ」モードにおけるサーチするビット・パターンの入力例を示す。これは、選択したい所望のビット・パターンをユーザが指定し、波形表示装置はメモリに蓄積したデジタル信号のビット・パターン中から指定されたビット・パターンに該当するものを検索（サーチ）し、一致するものだけから得られるアイパターンやジッタ分析結果を表示する。サーチするビット・パターンの入力用オブジェクト５７は、選択手段２４内に表示される。
【００２０】
特許文献３には、上述以外の方法も開示するが、簡単のためここでは省略する。
【００２１】
ところで、０又は１のビットの値は、入力されたデジタル信号からデータ・クロックをリカバリーし、このデータ・クロックに従ってデジタル信号の振幅値を検出することで得られる。図１０は、データ・クロックのリカバリー方法の例を示すフローチャートである。この処理は、サンプル・データを生成した波形表示装置又はサンプル・データがコピーされたパソコンで実行される。以下では、簡単のため、波形表示装置で処理を実行する例で説明するが、パソコンでも同様である。
【００２２】
波形表示装置は、波形データに含まれる”０１０”又は”１０１”のビット・パターンの幅を算出する（ステップ１４４）。好ましくは、これらの全てについて幅を算出するが、データ量が多いときは、ある程度の数だけとしても良い。具体的には、これらパターンには、立ち下がりエッジ及び立ち下がりエッジが１個ずつ含まれるので、これらの間の幅を、波形データの振幅の５０％につき算出する。なお、”０１０”又は”１０１”のパターンは、波形データ中の一番小さなパルス波形であることから特定できる。次に、求めた複数の幅の平均値を算出し、それを第１仮ＵＩ（ユニット・インターバル）と定める（ステップ１４６）。
【００２３】
ステップ１４８では、第１仮ＵＩを使って、測定対象の波形データに含まれる合計ビット数を算出する。第１仮ＵＩを１ビット相当の幅として、波形データのパルス波形部分に順次適用していくと、差分の生じる箇所があるが、このステップではこの差分は無視する。次のステップ１５０では、測定対象の波形データの全長を合計ビット数で割り算し、得られた幅を第２仮ＵＩとする。第２仮ＵＩは、第１仮ＵＩに比べ、より多数のパルス波形を利用して算出しているので、より本来のＵＩに近い値となる。
【００２４】
ステップ１５２では、第２仮ＵＩを波形データのパルス波形部分に順次適用し、差分を算出する。次のステップ１５４では、ステップ１５２で求めた差分を最小にする第２仮ＵＩを、例えば最小二乗法を用いて算出し、これを基準ＵＩとする。これによって、データ・クロックの周期が定まる。
【特許文献１】米国特許第６８０６８７７号明細書
【特許文献２】特願２００６−２１９４６２号明細書
【特許文献３】特願２００６−１３８７２３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
上述の発明では、デジタル信号中の特定のビット・パターンを選択してアイパターン表示又はジッタ測定結果を得るには適している。しかし、デジタル信号中の例えばランダム・パターン部分の如くパターンが一定でない部分は、ビット・パターンの指定では選択できない。また、ジッタなどの測定結果で示されるデジタル信号の各部分の特性を見た上で、特に観測したい部分だけを選択することができない。また、デジタル信号の立ち上がり又は立ち下がり位置のマージンを確認したい場合、データ・クロックとデジタル信号のタイミング関係を調整し、その上で特定の部分を選択してアイパターン表示又はジッタ測定結果を得るといったことができない。また、選択部分の前後の部分の長さを調整するといったことができない。
【００２６】
そこで、デジタル信号の所望部分を選択してアイパターン表示又はジッタ測定結果を得るための装置及び方法を提供するにあたり、これら問題を解決し、既に開示した発明を更に発展させることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いてデジタル信号を分析するデジタル信号分析装置及び方法に関する。その１つでは、デジタル信号が含む任意の２つの指定パターンを指定することができ、これによって、これら２つの指定パターンの間に含まれるサンプル・データを選択できる。また、もう１つとしては、デジタル信号の特性をサンプル・データを用いて周知の如く測定すると共に、この特性に関する所定条件を設定できるようにして、所定条件を満たす特性を有するサンプル・データを選択できるようにする。表示手段は、こうして選択されたサンプル・データからデジタル信号に関するアイパターン又はジッタ分析結果を表示する。
【００２８】
設定可能な所定条件としては、例えば、立ち上がり又は立ち下がりエッジのジッタの大きさ、セットアップ・タイム、ホールド・タイム、立ち上がり時間、立ち下がり時間又は振幅の大きさがある。更に、所定条件として、立ち上がり又は立ち下がりエッジのジッタの大きさが所定範囲に含まれるか否かを設定できるようにしても良い。
【００２９】
更に信号分析を強力の行えるようにするため、デジタル信号からビットの値を検出するためのクロックとデジタル信号とのタイミング関係を任意に設定できるようにしても良い。そして、上述してきたようなデジタル信号中の任意の部分選択することによって、これら部分に対応するサンプル・データを選択するようにしても良い。また、選択されたサンプル・データの前又は後の範囲を任意に指定してアイパターン又はジッタ分析結果を表示するにしても良い。
【００３０】
本発明によれば、デジタル信号中のユーザが着目する部分に絞ってアイパターンやジッタ分析結果を表示できるので、効率よくデジタル信号の状態を観測及び測定できる。しかも、ランダム・パターンなど特定の難しいパターン部分でも選択できる。また、ジッタ測定結果を利用して選択部分を絞り込むこともできる。また、選択した部分の前後のマージンを調整できるようにしても良く、更にデジタル信号とデータ・クロックとのタイミングを調整できるようにすれば、問題部分の発見を容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、図２を用いて説明した従来の波形表示装置に、機能追加プログラムをインストールすることで実現できる。波形表示装置は、例えば、上述の如きデジタル・オシロスコープである。これには、パソコン等でも使用されるＯＳがインストールされ、マウス等を用いたＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）による操作が可能である。また、周知のように、複数のウィンドウを開き、それぞれに異なるグラフを表示することも可能である。また、パソコンに本発明による機能追加プログラムをインストールし、波形表示装置で生成したデジタル信号のサンプル・データをコピーすることで、波形表示装置と同じ機能がパソコンでも実現できる。以下では、本発明を波形表示装置で実施した場合を例に説明する。
【００３２】
図１１は、本発明による表示の一例である。表示装置１８の表示画面２０の波形表示領域２２には、アイパターンが表示される。ここでは、設定により中央に１ＵＩと、その前後の０．５ＵＩでアイパターンを構成している。なお、これに代えて、又は、アイパターン表示をしながら別個のウィンドウでジッタ分析結果についてもグラフや数値で表示できる。グラフ自体は、従来と同様に、タイム・トレンド、スペクトラム、ヒストグラム、最大値及び最小値などで示される。これらは、ユーザの設定に応じたデジタル信号中の選択部分のみに関するジッタ分析結果である。
【００３３】
表示画面２０には、複数のオブジェクトから構成される選択手段２４が表示される。選択モード選択メニュー２５は、その右端にある三角形オブジェクトをユーザがマウス・カーソル２３を用いてクリックすることで、モード・メニューをプルダウン・メニュー形式で提供する。
【００３４】
図１１では、ビット・パターン・モードが選択された例を示す。更にサブ・メニュー５３では、ＢＷ（Between）ビット・パターンが選択されている。このモードでは、２つの指定パターンをプルダウン・メニュー５８及び６０で指定することで、これらに挟まれるランダム・パターンなどのデジタル信号のサンプル・データが選択される。図１２は、その概念を示す図である。図１１では、プルダウン・メニュー５８及び６０でビット・パターンを選択する例を示すが、プルダウンでなく、ユーザが直接ビット・パターンを入力できるようにしても良い。また、被測定信号であるデジタル信号に例えば８Ｂ／１０Ｂ符号化アルゴリズムが使用されていれば、例えばＫ２８．５などの制御コードを指定パターンとして設定できるようにしても良い。
【００３５】
図１３は、選択モード選択メニュー２５で「測定結果で選択」が選択され、更にサブ・メニュー５３で「立ち上がりエッジ・ジッタ」が選択された例を示す。この例では、デジタル信号のジッタ特性が従来例で示した如くに演算で算出され、その測定結果を利用して選択するサンプル・データを絞り込む。設定値入力欄７２及び７４では、直接数値を入力するか、または上下三角オブジェクトをクリックすることで、立ち上がりエッジ・ジッタの範囲を指定する。図１３では、−１５ｐ（ピコ）秒から＋３０ｐ秒が指定された例を示す。もし設定値入力欄７２及び７４には−及び＋の∞（無限大）が指定でき、これによって設置値以上又は以下も指定できる。これにより、指定範囲の立ち上がりエッジ・ジッタを有するビット部分のみからアイパターン表示が生成される。また、ジッタ測定の場合は、指定範囲内のジッタを有する立ち上がりエッジのみから、ジッタに関する統計的な測定結果が生成される。なお、ジッタのプラスとは、エッジの理想位置から進んでいる場合、マイナスとは遅れている場合である。
【００３６】
サブ・メニュー５３には、「立ち上がり及び立ち下がりエッジ・ジッタ」もあり、この場合には、立ち上がり及び立ち下がりエッジの両エッジに関し、指定範囲にあるものが選択される。更にセットアップ・タイム、ホールド・タイム、立ち上がり時間、立ち下がり時間又は振幅の大きさなどのメニューが選択できる。セットアップ・タイム及びホールド・タイムは、データ・クロックのエッジ位置からの時間を同様に範囲指定するものである。立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、立ち上がり及び立ち下がりエッジ夫々の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を範囲指定するものである。また、振幅の大きさは、デジタル信号の振幅を電圧値で範囲指定するものである。
【００３７】
上述の如くデジタル信号中の所望部分を選択した後、更に、その選択部分の前後部分について選択範囲を調整できるようにしても良い。図１１の補助メニュー６１では、「マージン調整」が選択され、マージン調整値入力欄６２及び６４に、選択した範囲の前部分に＋３ＵＩ、後部分＋２．５ＵＩを設定した例を示す。マージン調整は、プラスだけでなくマイナスでも良く、また、前後の一方をゼロとしても良い。加えて、指定に使用する単位もＵＩ（ユニット・インターバル）だけでなく時間でも良い。マージン調整は、ＢＷビット・パターン・モードだけでなく、特許文献３で開示した選択方法などと組み合わせて使用しても良い。
【００３８】
図１３では、補助メニュー６１で「クロック・タイミング」を選択した例を示している。これは、デジタル信号とデータ・クロックのタイミング関係をユーザが指定した量だけ任意に調整できるものである。図１３では、データ・クロックのタイミングを本来のタイミングより＋０．３ＵＩだけ進めた例を示す。これを行うと、セットアップ・タイム又はホールド・タイムのマージンが充分にあるか否かによってビットの検出値に変化が生じるので、本発明によるデータ選択手法との組み合わせにより、デジタル信号中の問題部分の発見を強力に行うことができる。
【００３９】
図１４は、図１１及び１３に示したアイパターン又はジッタ分析結果表示を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。入力されたデジタル信号は、サンプリング及びデジタイズされ（ステップ８２）、メモリ１１２又はＨＤＤ１１４にサンプル・データが記憶される（ステップ８４）。サンプル・データから、図１０に示す方法などでデータ・クロックがリカバリーされる（ステップ８６）。このデータ・クロックを用いて、デジタル信号の各ビットの値が検出され、メモリ１１２又はＨＤＤ１１４に記憶される（ステップ８８）。ユーザが選択手段２４でモード選択すると、それに応じて選択手段２４の表示が変更される（ステップ９０）。ユーザは、選択手段２４を用いたデータ選択を終えると、表示ボタン２１をマウス・カーソル２３で押す。これによって、ステップ９２がＹＥＳとなってステップ９４に進み、選択されたサンプル・データに関してＣＰＵ１６がアイパターンやジッタ分析結果の表示用データを作成し、メモリ１１２を介して表示装置１３４の表示画面２０の波形表示領域２２にアイパターンが表示され、また別のウィンドウにジッタ分析結果が表示される（ステップ９６）。アイパターンとジッタ分析結果の表示は、ユーザの希望に応じて、両方同時でも良いし、一方だけでも良い。なお、本発明で使用するサンプル・データは、その都度デジタル信号をサンプルしてデジタイズしなくても、予め別途に蓄積されたものを用いても良い。
【００４０】
以上、好適な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の趣旨を沿って種々の変更が可能である。上述の各機能を独立に説明したが、互いに組み合わせても良く、更に特許文献３等が開示する機能との組み合わせるても良い。これにより、更にデジタル信号中の問題部分の発見を強力に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】矩形パルス信号を用いたデジタル信号の例を示すグラフである。
【図２】波形表示装置の一例の機能ブロック図である。
【図３】波形表示装置を用いてデジタル信号をアイパターン表示した例である。
【図４】ジッタ分析結果の表示例の１つであるタイム・トレンド表示である。
【図５】ジッタ分析結果の表示例の１つであるヒストグラム表示である。
【図６】スキップ・ショー・モードを選択した場合のアイパターン表示例を示す図である。
【図７】ビット個別指定モードを選択した場合のアイパターン表示例を示す図である。
【図８】ビット・パターン・モードを選択した場合のアイパターン表示例を示す図である。
【図９】ビット・パターン・サーチ・モードにおけるサーチするユーザ所望のビット・パターンの入力例を示す図である。
【図１０】データ・クロックのリカバリー方法の一例のフローチャートである。
【図１１】本発明により、ＢＷビット・パターン・モードを選択した場合の表示例を示す図である。
【図１２】本発明によるＢＷビット・パターン・モードで不定形のビット・パターンを選択する概念図である。
【図１３】本発明により、測定結果で選択モードを選択した場合の表示例を示す図である。
【図１４】本発明による選択及び表示の処理の流れを示すフローチャートの例である。
【符号の説明】
【００４２】
２４ 選択手段
２５ 選択モード選択メニュー
２６ 全ビット数表示欄
２７ 波形選択機能オン／オフ・メニュー
５３ サブ・メニュー
５４ ビット・パターン・プルダウン・メニュー
５８ 指定パターン選択メニュー
６０ 指定パターン選択メニュー
６１ 補助メニュー
６２ マージン調整値入力欄
６４ マージン調整値入力欄
７２ 設定値入力欄
７４ 設定値入力欄
７６ タイミング調整値入力欄
１１０ ＣＰＵ
１１２ メモリ
１１４ ハードディスク・ドライブ
１１６ バス
１１８ 操作パネル
１２０ マウス
１２２ 入出力ポート
１２４ 外部記憶装置
１２６ 前置増幅回路
１２８ アナログ・デジタル変換回路
１３０ トリガ検出回路
１３２ 取込みメモリ
１３４ 表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号の品質を測定するための装置及び方法に関し、特に所望部分だけを選択してジッタ分析結果又はアイパターン表示を行うデジタル信号分析装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号は、伝送したい１及びゼロのデータに基いて変調された信号であり、例えば、矩形パルス信号が用いられる。図１は、矩形パルス信号を用いたデジタル信号の例であり、もし送受信回路間の伝播経路が理想的であれば、矩形パルス信号の波形は伝播後も変化せず、破線で示す理想波形となる。デジタル信号では、シンボル間隔Ｔの間に変調方式に応じて１ビット以上のデータが送信されるが、図１は１ビットの例である。受信側ではシンボル間隔Ｔに従って矩形パルス信号の値を検出することによって、１及び０（ゼロ）のデータを復調する。
【０００３】
実際に伝送されるデジタル信号では、図１の実線に示す如く、伝播経路の特性や信号の速度によって理想信号波形に比較して歪みが生じるのが普通である。即ち、デジタル信号が伝送する情報は１及びゼロのデジタル・データであっても、信号自身はアナログ信号である。こうしたデジタル信号の品質を測定するため、デジタル・オシロスコープのような波形表示装置では、デジタル信号をサンプリングしてデジタイズし、サンプル・データを波形データとして蓄積した後、これからアイパターンやジッタ等の特性の分析結果を生成し、表示する。このときのサンプル・データは、波形表示装置がＵＩ（ユニット・インターバル）の周期よりも充分に短い周期でデジタル信号をサンプリングし、デジタル値に変換して生成したものである。
【０００４】
図２は、波形表示装置の一例の機能ブロック図である。ＣＰＵ１１０は、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１１４に記憶したプログラムに従って装置の動作を制御する。ＣＰＵ１１０は、必要に応じてデータをメモリ１１２に読み出し、演算処理する。ＨＤＤ１１４には、装置全体の基本的な動作を制御する基本ソフト（ＯＳ）に加えて、アイパターン表示などの被測定信号の波形分析に必要な機能を実現するプログラムを記憶する。これらは、パソコン用のものを流用でき、バス１１６を介して接続される。
【０００５】
操作パネル１１８及びマウス１２０は、入出力ポート１２２を介してバス１１６に接続される。ユーザは、これらを介して波形表示装置に必要な設定を行う。また、入出力ポート１２２を介して外付けの記憶装置１２４を接続でき、波形表示装置が生成した被測定信号のサンプル・データ（波形データ）を外部記憶装置１２４にコピーできる。外部記憶装置１２４を外してパソコン（図示せず）に接続すれば、記憶したサンプル・データをパソコンのＨＤＤにコピーすることもできる。
【０００６】
前置増幅回路１２６は、被測定信号を適切に調整してアナログ・デジタル変換回路（ＡＤＣ）１２８及びトリガ検出回路１３０に供給する。ＡＤＣ１２８は、被測定信号の周波数よりも充分に高い周波数で被測定信号をサンプリングし、そのサンプル・データを生成する。高速な取込（アクイジション）メモリ１３２は、サンプル・データを順次蓄積し、一杯になると、古いデータから順次消去する。トリガ検出回路１３０は、サンプル・データ中に所定のトリガ条件を満たした部分を検出すると、取込メモリ１３２がその部分の前後と、その後に続くサンプル・データを取込メモリ１３２が一杯になるまで記憶するよう制御し、一杯になるとサンプル・データの取得を停止させる。取得したサンプル・データは、必要に応じてＨＤＤ１１４に転送される。表示装置１３４は、サンプル・データをアイパターン等で表示する。
【０００７】
トリガ条件には、被測定信号が高速シリアル・データ転送によるデジタル信号の場合では、例えば、規格に定められた同期部分のパターンを設定すると良い。同期部分は、例えば、”０１０１”のビット・パターンが所定回数続くなどと定められている。この同期部分前後のサンプル・データを取得すれば、それに続くサンプル・データにおいて、どこがビットの始まりかを特定でき、パルス・パターンが直列に並んでいても、どのパターンがＮビットの組を構成するか特定できる。
【０００８】
最近の波形表示装置では、例えば、米国テクトロニクス社製ＤＰＯ型オシロスコープのように、ＯＳにパソコンと同じものを採用することが多い。このため、波形表示装置の機能追加プログラムをパソコンで開発し、波形表示装置にインストールすれば、波形表示装置の機能追加が行える。また、波形表示装置とパソコンに同じ波形データ（サンプル・データ）処理プログラムをインストールしておけば、ユーザは、波形表示装置が生成したサンプル・データをパソコンにコピーして、パソコンでも処理できる。このように、波形表示装置とパソコンは、ＣＰＵによる演算機能を具えた装置という点で共通している。
【０００９】
図３は、波形表示装置を用いてデジタル信号をアイパターン表示した例である。アイパターンは、各ビットの信号波形を繰り返し重ねて表示したものである。アイパターン表示では、もし波形に歪が大きければ、形成されるアイ（Eye：目）の面積が小さくなったり、理想的な形状との違いが大きくなる。そこで、アイの形状や面積を測定することで、デジタル信号の品質を測定できる。こうした発明は、例えば、米国特許第６８０６８７７号明細書に開示されている。
【００１０】
アイパターンでは、信号の現れる頻度を、例えば、虹の七色を利用したヒストグラムとして示す。つまり、赤に近いほど頻度が高く、紫に近づくほど頻度が少ないとする。ただし、図３は、図面規定の都合上、カラーではなくグレースケールで示している。なお、アイパターンは、アイ・ダイアグラムと呼ばれることもある。
【００１１】
デジタル信号の品質測定では、アイパターン表示とともに、波形の立ち上がり及び立ち下がりエッジのジッタを分析することも良く行われている。ジッタ分析結果は、周知の種々のグラフで表示される。例えば、図４は、ジッタのタイム・トレンド表示である。これは、横軸を時間軸、縦軸をジッタの大きさとし、時間変化に応じてジッタの大きさがどのように変化するかをグラフ化するものである。また、図５は、ジッタの頻度を示すヒストグラムである。例えば、デバイスの熱が原因のジッタであれば、ヒストグラムはジッタ量ゼロ近辺をピークとするガウシャン・カーブを描く。しかし、０及び１のパターンに依存したジッタの場合には、図５に示すようなヒストグラムとなることがある。これらの他にも、ジッタの周波数成分を分析するためのジッタのスペクトラムやジッタの最大値及び最小値の数値など、統計的データがグラフや数値で表示される。なお、ジッタ測定結果の種々の表示方法については、特許文献２に詳しい。
【００１２】
一般にアイパターン表示やジッタ分析結果の表示は、もしデジタル信号が３２ビットであれば、３２ビット全ての信号波形に関して行われる。しかし、例えば、信号の遷移状態に特に注目したい場合では、ビット・パターンが０１０と１０１の如く、０から１又は１から０への遷移を含むビット・パターンのみから表示を生成した方が測定効率が良い。特許文献３は、観測したい部分を選択してアイパターン表示やジッタ測定結果を表示する発明を開示している。
【００１３】
図６は、特許文献３が開示する表示の一例である。表示装置１８の表示画面２０の波形表示領域２２には、アイパターンが表示される。以下の図６〜図８では、図がモノクロの関係上、アイパターンを構成する波形を実線、破線、一点破線など種々の異なるパターンで示しているが、実際には異なる色を用いて表示される。また、図を見やすくするため、波形の数を実際の平均的な場合よりも、かなり少なくした例を示している。
【００１４】
表示画面２０には、後述する複数のオブジェクトから構成される選択手段２４が表示される。選択モード選択メニュー２５は、その右端にある三角形オブジェクトをユーザがマウス・カーソル２３を用いてクリックすることで、モード・メニューをプルダウン・メニュー形式で提供する。
【００１５】
「スキップ及びショー」は、指定ビット数だけ下位ビットをスキップ（Skip）して選択せず（非選択）、残りの上位ビットだけを選択して波形でアイパターンを示す（Show）モードである。逆に「ショー及びスキップ」は、指定ビット数の下位ビットだけを選択してアイパターンを表示し、残りの上位ビットはスキップするモードである。図６は、スキップ及びショー・モードの表示例を示す。
【００１６】
全ビット数表示欄２６は、入力されたデジタル信号のビット数が表示され、ここでは３２ビットの例を示す。下位ビット・スキップ／ショー欄２８は、下位ビットがスキップとショーのどちらに設定されているかを示す。スキップ／ショー下位ビット数指定欄３０は、下位ビットについてスキップ又はショーするビット数をユーザが指定するために使用する。同様に、上位ビット・スキップ／ショー欄３４は、上位ビットがスキップ（非選択）とショー（選択）のどちらに設定されているかを示す。スキップ／ショー上位ビット数指定欄３６は、上位ビットについてスキップ又はショーするビット数をユーザが指定するために使用する。なお、ユーザが波形選択機能オン／オフ・メニュー２７でオンを選択すると、マウス・カーソル２３を用いてユーザは表示波形を選択可能となり、表示波形の選択によって所望パターン部分の選択が行えるようになる。
【００１７】
図７は、ビット個別指定モードを選択した場合の表示例を示す。モード選択メニュー２５でビット個別指定モードを選択すると、デジタル信号の各ビットに対応する箱型オブジェクトが表示される。図７の例では、箱４０が最下位ビット（第１ビット）に対応し、箱５０が最上位ビット（第３２ビット）に対応し、中間の箱は左から右に行くに従って順次下位ビットから上位ビットに対応する。これら箱型オブジェクトをユーザがマウス・カーソル２３を用いてクリックすることにより、デジタル信号の分析に使用するビットを任意に指定できる。
【００１８】
図８は、ビット・パターン・モードを選択した場合の表示例を示す。このモードでは、測定に比較的使用頻度の高い所定ビット・パターンが、ビット・パターン・プルダウン・メニュー５４に予め用意されている。ユーザはマウス・カーソル２３を用いて、メニュー５４の右端にある三角形オブジェクトをクリックして現れる複数のビット・パターンから、所望のビット・パターンを選択するだけで、そのビット・パターンだけで形成したアイパターン表示やジッタ測定結果が得られる。
【００１９】
図９は、「ビット・パターン・サーチ」モードにおけるサーチするビット・パターンの入力例を示す。これは、選択したい所望のビット・パターンをユーザが指定し、波形表示装置はメモリに蓄積したデジタル信号のビット・パターン中から指定されたビット・パターンに該当するものを検索（サーチ）し、一致するものだけから得られるアイパターンやジッタ分析結果を表示する。サーチするビット・パターンの入力用オブジェクト５７は、選択手段２４内に表示される。
【００２０】
特許文献３には、上述以外の方法も開示するが、簡単のためここでは省略する。
【００２１】
ところで、０又は１のビットの値は、入力されたデジタル信号からデータ・クロックをリカバリーし、このデータ・クロックに従ってデジタル信号の振幅値を検出することで得られる。図１０は、データ・クロックのリカバリー方法の例を示すフローチャートである。この処理は、サンプル・データを生成した波形表示装置又はサンプル・データがコピーされたパソコンで実行される。以下では、簡単のため、波形表示装置で処理を実行する例で説明するが、パソコンでも同様である。
【００２２】
波形表示装置は、波形データに含まれる”０１０”又は”１０１”のビット・パターンの幅を算出する（ステップ１４４）。好ましくは、これらの全てについて幅を算出するが、データ量が多いときは、ある程度の数だけとしても良い。具体的には、これらパターンには、立ち下がりエッジ及び立ち下がりエッジが１個ずつ含まれるので、これらの間の幅を、波形データの振幅の５０％につき算出する。なお、”０１０”又は”１０１”のパターンは、波形データ中の一番小さなパルス波形であることから特定できる。次に、求めた複数の幅の平均値を算出し、それを第１仮ＵＩ（ユニット・インターバル）と定める（ステップ１４６）。
【００２３】
ステップ１４８では、第１仮ＵＩを使って、測定対象の波形データに含まれる合計ビット数を算出する。第１仮ＵＩを１ビット相当の幅として、波形データのパルス波形部分に順次適用していくと、差分の生じる箇所があるが、このステップではこの差分は無視する。次のステップ１５０では、測定対象の波形データの全長を合計ビット数で割り算し、得られた幅を第２仮ＵＩとする。第２仮ＵＩは、第１仮ＵＩに比べ、より多数のパルス波形を利用して算出しているので、より本来のＵＩに近い値となる。
【００２４】
ステップ１５２では、第２仮ＵＩを波形データのパルス波形部分に順次適用し、差分を算出する。次のステップ１５４では、ステップ１５２で求めた差分を最小にする第２仮ＵＩを、例えば最小二乗法を用いて算出し、これを基準ＵＩとする。これによって、データ・クロックの周期が定まる。
【特許文献１】米国特許第６８０６８７７号明細書
【特許文献２】特願２００６−２１９４６２号明細書
【特許文献３】特願２００６−１３８７２３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
上述の発明では、デジタル信号中の特定のビット・パターンを選択してアイパターン表示又はジッタ測定結果を得るには適している。しかし、デジタル信号中の例えばランダム・パターン部分の如くパターンが一定でない部分は、ビット・パターンの指定では選択できない。また、ジッタなどの測定結果で示されるデジタル信号の各部分の特性を見た上で、特に観測したい部分だけを選択することができない。また、デジタル信号の立ち上がり又は立ち下がり位置のマージンを確認したい場合、データ・クロックとデジタル信号のタイミング関係を調整し、その上で特定の部分を選択してアイパターン表示又はジッタ測定結果を得るといったことができない。また、選択部分の前後の部分の長さを調整するといったことができない。
【００２６】
そこで、デジタル信号の所望部分を選択してアイパターン表示又はジッタ測定結果を得るための装置及び方法を提供するにあたり、これら問題を解決し、既に開示した発明を更に発展させることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いてデジタル信号を分析するデジタル信号分析装置及び方法に関する。その１つでは、デジタル信号が含む任意の２つの指定パターンを指定することができ、これによって、これら２つの指定パターンの間に含まれるサンプル・データを選択できる。また、もう１つとしては、デジタル信号の特性をサンプル・データを用いて周知の如く測定すると共に、この特性に関する所定条件を設定できるようにして、所定条件を満たす特性を有するサンプル・データを選択できるようにする。表示手段は、こうして選択されたサンプル・データからデジタル信号に関するアイパターン又はジッタ分析結果を表示する。
【００２８】
設定可能な所定条件としては、例えば、立ち上がり又は立ち下がりエッジのジッタの大きさ、セットアップ・タイム、ホールド・タイム、立ち上がり時間、立ち下がり時間又は振幅の大きさがある。更に、所定条件として、立ち上がり又は立ち下がりエッジのジッタの大きさが所定範囲に含まれるか否かを設定できるようにしても良い。
【００２９】
更に信号分析を強力の行えるようにするため、デジタル信号からビットの値を検出するためのクロックとデジタル信号とのタイミング関係を任意に設定できるようにしても良い。そして、上述してきたようなデジタル信号中の任意の部分選択することによって、これら部分に対応するサンプル・データを選択するようにしても良い。また、選択されたサンプル・データの前又は後の範囲を任意に指定してアイパターン又はジッタ分析結果を表示するにしても良い。
【００３０】
本発明によれば、デジタル信号中のユーザが着目する部分に絞ってアイパターンやジッタ分析結果を表示できるので、効率よくデジタル信号の状態を観測及び測定できる。しかも、ランダム・パターンなど特定の難しいパターン部分でも選択できる。また、ジッタ測定結果を利用して選択部分を絞り込むこともできる。また、選択した部分の前後のマージンを調整できるようにしても良く、更にデジタル信号とデータ・クロックとのタイミングを調整できるようにすれば、問題部分の発見を容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、図２を用いて説明した従来の波形表示装置に、機能追加プログラムをインストールすることで実現できる。波形表示装置は、例えば、上述の如きデジタル・オシロスコープである。これには、パソコン等でも使用されるＯＳがインストールされ、マウス等を用いたＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）による操作が可能である。また、周知のように、複数のウィンドウを開き、それぞれに異なるグラフを表示することも可能である。また、パソコンに本発明による機能追加プログラムをインストールし、波形表示装置で生成したデジタル信号のサンプル・データをコピーすることで、波形表示装置と同じ機能がパソコンでも実現できる。以下では、本発明を波形表示装置で実施した場合を例に説明する。
【００３２】
図１１は、本発明による表示の一例である。表示装置１８の表示画面２０の波形表示領域２２には、アイパターンが表示される。ここでは、設定により中央に１ＵＩと、その前後の０．５ＵＩでアイパターンを構成している。なお、これに代えて、又は、アイパターン表示をしながら別個のウィンドウでジッタ分析結果についてもグラフや数値で表示できる。グラフ自体は、従来と同様に、タイム・トレンド、スペクトラム、ヒストグラム、最大値及び最小値などで示される。これらは、ユーザの設定に応じたデジタル信号中の選択部分のみに関するジッタ分析結果である。
【００３３】
表示画面２０には、複数のオブジェクトから構成される選択手段２４が表示される。選択モード選択メニュー２５は、その右端にある三角形オブジェクトをユーザがマウス・カーソル２３を用いてクリックすることで、モード・メニューをプルダウン・メニュー形式で提供する。
【００３４】
図１１では、ビット・パターン・モードが選択された例を示す。更にサブ・メニュー５３では、ＢＷ（Between）ビット・パターンが選択されている。このモードでは、２つの指定パターンをプルダウン・メニュー５８及び６０で指定することで、これらに挟まれるランダム・パターンなどのデジタル信号のサンプル・データが選択される。図１２は、その概念を示す図である。図１１では、プルダウン・メニュー５８及び６０でビット・パターンを選択する例を示すが、プルダウンでなく、ユーザが直接ビット・パターンを入力できるようにしても良い。また、被測定信号であるデジタル信号に例えば８Ｂ／１０Ｂ符号化アルゴリズムが使用されていれば、例えばＫ２８．５などの制御コードを指定パターンとして設定できるようにしても良い。
【００３５】
図１３は、選択モード選択メニュー２５で「測定結果で選択」が選択され、更にサブ・メニュー５３で「立ち上がりエッジ・ジッタ」が選択された例を示す。この例では、デジタル信号のジッタ特性が従来例で示した如くに演算で算出され、その測定結果を利用して選択するサンプル・データを絞り込む。設定値入力欄７２及び７４では、直接数値を入力するか、または上下三角オブジェクトをクリックすることで、立ち上がりエッジ・ジッタの範囲を指定する。図１３では、−１５ｐ（ピコ）秒から＋３０ｐ秒が指定された例を示す。もし設定値入力欄７２及び７４には−及び＋の∞（無限大）が指定でき、これによって設置値以上又は以下も指定できる。これにより、指定範囲の立ち上がりエッジ・ジッタを有するビット部分のみからアイパターン表示が生成される。また、ジッタ測定の場合は、指定範囲内のジッタを有する立ち上がりエッジのみから、ジッタに関する統計的な測定結果が生成される。なお、ジッタのプラスとは、エッジの理想位置から進んでいる場合、マイナスとは遅れている場合である。
【００３６】
サブ・メニュー５３には、「立ち上がり及び立ち下がりエッジ・ジッタ」もあり、この場合には、立ち上がり及び立ち下がりエッジの両エッジに関し、指定範囲にあるものが選択される。更にセットアップ・タイム、ホールド・タイム、立ち上がり時間、立ち下がり時間又は振幅の大きさなどのメニューが選択できる。セットアップ・タイム及びホールド・タイムは、データ・クロックのエッジ位置からの時間を同様に範囲指定するものである。立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、立ち上がり及び立ち下がりエッジ夫々の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を範囲指定するものである。また、振幅の大きさは、デジタル信号の振幅を電圧値で範囲指定するものである。
【００３７】
上述の如くデジタル信号中の所望部分を選択した後、更に、その選択部分の前後部分について選択範囲を調整できるようにしても良い。図１１の補助メニュー６１では、「マージン調整」が選択され、マージン調整値入力欄６２及び６４に、選択した範囲の前部分に＋３ＵＩ、後部分＋２．５ＵＩを設定した例を示す。マージン調整は、プラスだけでなくマイナスでも良く、また、前後の一方をゼロとしても良い。加えて、指定に使用する単位もＵＩ（ユニット・インターバル）だけでなく時間でも良い。マージン調整は、ＢＷビット・パターン・モードだけでなく、特許文献３で開示した選択方法などと組み合わせて使用しても良い。
【００３８】
図１３では、補助メニュー６１で「クロック・タイミング」を選択した例を示している。これは、デジタル信号とデータ・クロックのタイミング関係をユーザが指定した量だけ任意に調整できるものである。図１３では、データ・クロックのタイミングを本来のタイミングより＋０．３ＵＩだけ進めた例を示す。これを行うと、セットアップ・タイム又はホールド・タイムのマージンが充分にあるか否かによってビットの検出値に変化が生じるので、本発明によるデータ選択手法との組み合わせにより、デジタル信号中の問題部分の発見を強力に行うことができる。
【００３９】
図１４は、図１１及び１３に示したアイパターン又はジッタ分析結果表示を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。入力されたデジタル信号は、サンプリング及びデジタイズされ（ステップ８２）、メモリ１１２又はＨＤＤ１１４にサンプル・データが記憶される（ステップ８４）。サンプル・データから、図１０に示す方法などでデータ・クロックがリカバリーされる（ステップ８６）。このデータ・クロックを用いて、デジタル信号の各ビットの値が検出され、メモリ１１２又はＨＤＤ１１４に記憶される（ステップ８８）。ユーザが選択手段２４でモード選択すると、それに応じて選択手段２４の表示が変更される（ステップ９０）。ユーザは、選択手段２４を用いたデータ選択を終えると、表示ボタン２１をマウス・カーソル２３で押す。これによって、ステップ９２がＹＥＳとなってステップ９４に進み、選択されたサンプル・データに関してＣＰＵ１６がアイパターンやジッタ分析結果の表示用データを作成し、メモリ１１２を介して表示装置１３４の表示画面２０の波形表示領域２２にアイパターンが表示され、また別のウィンドウにジッタ分析結果が表示される（ステップ９６）。アイパターンとジッタ分析結果の表示は、ユーザの希望に応じて、両方同時でも良いし、一方だけでも良い。なお、本発明で使用するサンプル・データは、その都度デジタル信号をサンプルしてデジタイズしなくても、予め別途に蓄積されたものを用いても良い。
【００４０】
以上、好適な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の趣旨を沿って種々の変更が可能である。上述の各機能を独立に説明したが、互いに組み合わせても良く、更に特許文献３等が開示する機能との組み合わせるても良い。これにより、更にデジタル信号中の問題部分の発見を強力に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】矩形パルス信号を用いたデジタル信号の例を示すグラフである。
【図２】波形表示装置の一例の機能ブロック図である。
【図３】波形表示装置を用いてデジタル信号をアイパターン表示した例である。
【図４】ジッタ分析結果の表示例の１つであるタイム・トレンド表示である。
【図５】ジッタ分析結果の表示例の１つであるヒストグラム表示である。
【図６】スキップ・ショー・モードを選択した場合のアイパターン表示例を示す図である。
【図７】ビット個別指定モードを選択した場合のアイパターン表示例を示す図である。
【図８】ビット・パターン・モードを選択した場合のアイパターン表示例を示す図である。
【図９】ビット・パターン・サーチ・モードにおけるサーチするユーザ所望のビット・パターンの入力例を示す図である。
【図１０】データ・クロックのリカバリー方法の一例のフローチャートである。
【図１１】本発明により、ＢＷビット・パターン・モードを選択した場合の表示例を示す図である。
【図１２】本発明によるＢＷビット・パターン・モードで不定形のビット・パターンを選択する概念図である。
【図１３】本発明により、測定結果で選択モードを選択した場合の表示例を示す図である。
【図１４】本発明による選択及び表示の処理の流れを示すフローチャートの例である。
【符号の説明】
【００４２】
２４ 選択手段
２５ 選択モード選択メニュー
２６ 全ビット数表示欄
２７ 波形選択機能オン／オフ・メニュー
５３ サブ・メニュー
５４ ビット・パターン・プルダウン・メニュー
５８ 指定パターン選択メニュー
６０ 指定パターン選択メニュー
６１ 補助メニュー
６２ マージン調整値入力欄
６４ マージン調整値入力欄
７２ 設定値入力欄
７４ 設定値入力欄
７６ タイミング調整値入力欄
１１０ ＣＰＵ
１１２ メモリ
１１４ ハードディスク・ドライブ
１１６ バス
１１８ 操作パネル
１２０ マウス
１２２ 入出力ポート
１２４ 外部記憶装置
１２６ 前置増幅回路
１２８ アナログ・デジタル変換回路
１３０ トリガ検出回路
１３２ 取込みメモリ
１３４ 表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析装置であって、
上記デジタル信号が含む任意の２つの指定パターンを指定するための指定手段と、
上記２つの指定パターンの間に含まれる上記サンプル・データを選択する選択手段と、
選択された上記サンプル・データから上記デジタル信号に関するアイパターン又はジッタ分析結果を表示する表示手段と
を具えるデジタル信号分析装置。
【請求項２】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析装置であって、
上記デジタル信号の特性を上記サンプル・データを用いて測定する測定手段と、
上記特性に関する所定条件を設定する設定手段と、
上記所定条件を満たす上記特性を有する上記サンプル・データを選択する選択手段と、
選択された上記サンプル・データから上記デジタル信号に関するアイパターン又はジッタ分析結果を表示する表示手段と
を具えるデジタル信号分析装置。
【請求項３】
上記所定条件として、立ち上がり又は立ち下がりエッジのジッタの大きさ、セットアップ・タイム、ホールド・タイム、立ち上がり時間、立ち下がり時間又は振幅の大きさを設定できることを特徴とする請求項２記載のデジタル信号分析装置。
【請求項４】
上記所定条件として、立ち上がり又は立ち下がりエッジのジッタの大きさが所定範囲に含まれるか否かを設定できることを特徴とする請求項２記載のデジタル信号分析装置。
【請求項５】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析装置であって、
上記デジタル信号からビットの値を検出するためのクロックと上記デジタル信号とのタイミング関係を任意に設定するためのクロック・タイミング設定手段と、
上記デジタル信号中の任意の部分を選択することによって、上記部分に対応するサンプル・データを選択する選択手段と、
選択された上記サンプル・データからアイパターン又はジッタ分析結果を表示させる表示手段と
を具えるデジタル信号分析装置。
【請求項６】
上記表示手段が、選択された上記サンプル・データの前又は後の範囲を任意に指定して上記アイパターン又はジッタ分析結果を表示することを特徴とする請求項１乃至５に記載のデジタル信号分析装置。
【請求項７】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析方法であって、
指定された上記デジタル信号中の任意の２つの指定パターンの間に含まれるサンプル・データを選択するステップと、
選択された上記サンプル・データからアイパターン又はジッタ分析結果を表示するステップと
を具えるデジタル信号分析方法。
【請求項８】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析方法であって、
上記デジタル信号の特性を上記サンプル・データを用いて測定するステップと、
上記特性に関する所定条件を設定するステップと、
上記所定条件を満たす上記特性を有する上記サンプル・データを選択するステップと、
選択された上記サンプル・データからアイパターン又はジッタ分析結果を表示するステップと
を具えるデジタル信号分析方法。
【請求項９】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析方法であって、
上記デジタル信号からビットの値を検出するためのクロックと上記デジタル信号とのタイミング関係を任意に設定するステップと、
上記デジタル信号中の任意の部分を選択することによって、上記部分に対応するサンプル・データを選択するステップと、
選択された上記サンプル・データからアイパターン又はジッタ分析結果を表示するステップと、
を具えるデジタル信号分析方法。
【請求項１０】
選択された上記サンプル・データの前又は後の範囲を任意に指定して上記アイパターン又はジッタ分析結果を表示することを特徴とする請求項７乃至９に記載のデジタル信号分析方法。
【請求項１】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析装置であって、
上記デジタル信号が含む任意の２つの指定パターンを指定するための指定手段と、
上記２つの指定パターンの間に含まれる上記サンプル・データを選択する選択手段と、
選択された上記サンプル・データから上記デジタル信号に関するアイパターン又はジッタ分析結果を表示する表示手段と
を具えるデジタル信号分析装置。
【請求項２】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析装置であって、
上記デジタル信号の特性を上記サンプル・データを用いて測定する測定手段と、
上記特性に関する所定条件を設定する設定手段と、
上記所定条件を満たす上記特性を有する上記サンプル・データを選択する選択手段と、
選択された上記サンプル・データから上記デジタル信号に関するアイパターン又はジッタ分析結果を表示する表示手段と
を具えるデジタル信号分析装置。
【請求項３】
上記所定条件として、立ち上がり又は立ち下がりエッジのジッタの大きさ、セットアップ・タイム、ホールド・タイム、立ち上がり時間、立ち下がり時間又は振幅の大きさを設定できることを特徴とする請求項２記載のデジタル信号分析装置。
【請求項４】
上記所定条件として、立ち上がり又は立ち下がりエッジのジッタの大きさが所定範囲に含まれるか否かを設定できることを特徴とする請求項２記載のデジタル信号分析装置。
【請求項５】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析装置であって、
上記デジタル信号からビットの値を検出するためのクロックと上記デジタル信号とのタイミング関係を任意に設定するためのクロック・タイミング設定手段と、
上記デジタル信号中の任意の部分を選択することによって、上記部分に対応するサンプル・データを選択する選択手段と、
選択された上記サンプル・データからアイパターン又はジッタ分析結果を表示させる表示手段と
を具えるデジタル信号分析装置。
【請求項６】
上記表示手段が、選択された上記サンプル・データの前又は後の範囲を任意に指定して上記アイパターン又はジッタ分析結果を表示することを特徴とする請求項１乃至５に記載のデジタル信号分析装置。
【請求項７】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析方法であって、
指定された上記デジタル信号中の任意の２つの指定パターンの間に含まれるサンプル・データを選択するステップと、
選択された上記サンプル・データからアイパターン又はジッタ分析結果を表示するステップと
を具えるデジタル信号分析方法。
【請求項８】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析方法であって、
上記デジタル信号の特性を上記サンプル・データを用いて測定するステップと、
上記特性に関する所定条件を設定するステップと、
上記所定条件を満たす上記特性を有する上記サンプル・データを選択するステップと、
選択された上記サンプル・データからアイパターン又はジッタ分析結果を表示するステップと
を具えるデジタル信号分析方法。
【請求項９】
被測定信号であるデジタル信号をサンプリングして得られるサンプル・データを用いて上記デジタル信号を分析するデジタル信号分析方法であって、
上記デジタル信号からビットの値を検出するためのクロックと上記デジタル信号とのタイミング関係を任意に設定するステップと、
上記デジタル信号中の任意の部分を選択することによって、上記部分に対応するサンプル・データを選択するステップと、
選択された上記サンプル・データからアイパターン又はジッタ分析結果を表示するステップと、
を具えるデジタル信号分析方法。
【請求項１０】
選択された上記サンプル・データの前又は後の範囲を任意に指定して上記アイパターン又はジッタ分析結果を表示することを特徴とする請求項７乃至９に記載のデジタル信号分析方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２６７９９４（Ｐ２００８−２６７９９４Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１１６７３（Ｐ２００７−１１１６７３）
【出願日】平成１９年４月２０日（２００７．４．２０）
【出願人】（０００１０８４０９）日本テクトロニクス株式会社 (32)
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２０日（２００７．４．２０）
【出願人】（０００１０８４０９）日本テクトロニクス株式会社 (32)
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