CN101852830A - 抖动测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抖动测量装置，其可以通过单体正确地进行解调信号的波形显示。该抖动测量装置在单一的壳体内设置有：抖动解调器(21)，解调从外部输入的数字信号的抖动分量；抖动量计算器(22)，进行从该抖动解调器(21)输出的解调信号J的振幅值的计算；插补器(23)，对从抖动解调器(21)输出的解调信号J进行周期测量，并进行与该测量的周期对应的倍率的插补处理；显示器(25)；显示控制器(24)，使抖动量计算器(22)的计算值及通过插补器(23)插补的解调信号的波形显示在显示器上。

Description

抖动测量装置
技术领域
本发明涉及一种用于测量从在代表于SDH(Synchronous DigitalHierarchy，同步数字体系)的高速数字通信使用的发送机等中输出的数字信号的抖动特性，在显示该测量结果的抖动测量装置中，能更正确地掌握测量结果的技术。
背景技术
在传输二值数字信号的系统中，该数字信号的相位起伏、即由抖动引起的信号品质的劣化成为问题。
因此，测量从处理数字信号的传输设备等的测量对象中输出的数字信号的抖动，进行测量测量对象所输出的数字信号的品质或对于抖动的耐力及传递特性等。
图6表示以上述目的使用的现有的抖动测量装置10的结构。
该抖动测量装置10具有：抖动解调器11，接收测量对象的数字信号Dr，并解调该抖动分量(相位调制分量)；抖动量计算器12，将从该抖动解调器11输出的解调信号(设为转换为数字值的解调信号)的有效值(RMS)或峰峰值(Peak to Peak)等的振幅作为抖动量来计算；显示器13，数值显示计算的抖动量。
另外，在抖动解调器11包括宽频带的抖动解调器、基于ITU-T建议0.172的频带的滤波器电路以及用于以数字值来输出解调信号的以一定的取样率运行的A/D转换器。
测量如上述所输入的数字信号的抖动的抖动测量器例如在如下专利文献1公开。
专利文献1：日本专利公开2001-133492号公报
然而，在如上述现有装置中，无法观测解调信号的波形，即使如与测量人员所预测的波形完全不同的波形，也难以从数值结果掌握波形。
为了满足这种用途，如图6中用点线所示，在现有装置设置有通过D/A转换器15将抖动解调器11的输出转换成模拟信号，并且将该模拟信号输入到滤波器16，除去由D/A转换处理产生的高频分量而输出到外部的功能。
从而，在上述现有装置中，通过将输出到外部的模拟信号的解调信号输入到示波器而可以进行解调信号的波形观测。
然而，如上述，在观测输出到外部的模拟的解调信号的波形时，通过D/A转换器15和滤波器16的性能，产生显示出的波形的振幅与抖动量计算器12的计算值大不相同的情况。
尤其，峰峰值大大受到D/A转换器15和滤波器16的模拟特性的影响而显示与本体装置侧的计算值不同的情况较多，因而在波形观测画面上的精度的降低成为问题，在传输设备等的开发研究现场中想得到更正确的波形信息时，不能说具有充分的性能。
而且，为了解调信号的波形观测必须准备示波器，另外还有设置场所或导入成本变大的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决这些问题，本发明提供一种可以通过单体正确地进行解调信号的波形显示的抖动测量装置。
为了实现所述目的，本发明的抖动测量装置，具备：抖动解调器(21)，解调从外部输入的数字信号的抖动分量；抖动量计算器(22)，进行从所述抖动解调器输出的解调信号的振幅值的计算；显示器(25)，用于显示所述抖动量计算器的计算值，其特征在于，
插补器(23)，对从所述抖动解调器输出的解调信号进行周期测量，并且进行与该测量的周期对应的倍率的插补处理；
显示控制器(24)，使通过所述插补器插补的解调信号的波形显示在所述显示器上；
壳体(20)；
所述解调器(21)、所述抖动量计算器(22)、所述插补器(23)及所述显示控制器(24)容纳于一个所述壳体内，并且所述显示器装配在所述壳体的外表部。
本发明的权利要求2所述的抖动测量装置，根据权利要求1所述的抖动测量装置，其特征在于，
所述抖动量计算器，具有进行通过所述插补器插补的解调信号的振幅值的计算处理的模式，所述插补器插补的解调信号为从所述抖动解调器输出的解调信号的代替。
本发明的权利要求3所述的抖动测量装置，根据权利要求1或2所述的抖动测量装置，其特征在于，
触发电路(26)，容纳于所述壳体内，并通过所述插补器插补的解调信号向预定方向变化而达到预先设定的阈值时，输出触发信号；
波形存储器(28)，容纳于所述壳体内，并用于存储插补的解调信号；
存存储控制单元(27)，容纳于所述壳体内，并在接收所述触发信号后至预定时间的期间，使所述插补的解调信号存储于所述波形存储器，
所述显示控制器使存储于所述波形存储器的解调信号显示在所述显示器上。
本发明的权利要求4所述的抖动测量装置，根据权利要求1至3中任一项所述的抖动测量装置，其特征在于，具有：
测试用数字信号发生器(30)，容纳于所述壳体内，并将通过调制信号给予抖动的测试用数字信号送到外部，
所述显示控制部将所述测试用数字信号发生器所使用的调制信号的波形和所述插补的解调信号的波形能够对照地显示在所述显示器。
本发明的权利要求5所述的抖动测量方法，具有：准备解调从外部输入的数字信号的抖动分量的抖动解调器(21)的步骤；准备进行从所述抖动解调器输出的解调信号的振幅值的计算的抖动量计算器(22)的步骤；准备用于显示所述抖动量计算器的计算值的显示器(25)的步骤，其特征在于，具有：
准备对从所述抖动解调器输出的解调信号进行周期测量，并且进行与该测量的周期对应的倍率的插补处理的插补器(23)的步骤；
准备使通过所述插补器插补的解调信号的波形显示在所述显示器上的步骤；
准备壳体(20)的步骤；
所述解调器(21)、所述抖动量计算器(22)、所述插补器(23)及所述显示控制器(24)容纳组装于一个所述壳体内，并且所述显示器装配组装在所述壳体的外表部的步骤。
这样本发明的抖动测量装置具有对从抖动解调器输出的解调信号进行插补处理并显示该插补的解调信号的波形的功能，而且，由于实现这些功能的各电路容纳于共同的壳体，因此通过单体可以正确地进行解调信号的波形显示。
而且，抖动量计算器在进行插补的解调信号的振幅的计算处理时，可以求出更正确的振幅值。
另外，在插补的解调信号从达到阈值时至到达预定时间止，存储该插补的解调信号，并显示该存储的解调信号的波形，那么可以作为静止波形观测解调信号，并可以更细致地进行波形观测。
此外，被用于在测试用数字信号给予抖动的调制信号的波形与插补的解调信号能够对照地显示，可以通过测试对象由波形来掌握抖动的传递特性。
附图说明
图1是本发明的实施方式的整体结构图。
图2是实施方式的重要部分结构图
图3是表示实施方式的测量结果的表示例的图。
图4是表示未插补的解调信号的波形的图。
图5是表示插补的解调信号的波形的图。
图6是现有装置的结构图。
符号说明
20：抖动测量装置
21：抖动解调器
22：抖动量计算器
23：插补器
23a：缓冲器
23b：零交叉检测单元
23c：周期测量单元
23d：插补倍率决定单元
23e：插补处理器
23f：滤波器
24：显示控制器
25：显示器
26：触发电路
27：存储控制单元
28：波形存储器
30：测试用数字信号发生器
具体实施方式
以下根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1表示应用了本发明的实施方式的抖动测量装置20的结构。
该抖动测量装置100设为具有容纳图1所示的各部的单一的壳体的测量装置，壳体20是以一点划线由略式表示壳体的图。在该壳体的外部设置有用于输入测量对象的数字信号Dr的输入端子20a、用于将测试用数字信号Dt输出到外部的输出端子20b。
在该抖动测量装置20设置有用于产生测试用数字信号Dt的测试用数字信号发生器30。
在测试用数字信号发生器30将从时钟信号发生器31输出的预定频率的时钟信号C输入到抖动给予电路32，而且使从调制信号发生器33输出的调制信号M(例如80kHz～320MHz为止的正弦波)输入到抖动给予电路32，通过调制信号M相位调制时钟信号，产生与调制信号M的振幅对应大小的抖动的时钟信号Cj，并且将其输入到数据发生器34。
数据发生器34产生同步于输入的时钟信号Cj的预定模型(例如伪随机信号的模型)的测试用数字信号Dt，并根据需要通过输出端子给予外部的测量对象。
而且，从测试对象输出的数字信号Dr通过输入端子20a输入到抖动解调器21。
与前述相同，在抖动解调器21包括宽频带的抖动解调器、基于ITU-T建议0.172的频带的滤波器电路(例如数字信号Dr的比特率为40Gbps时，80kHz或16MHz的高通滤波器、320MHz的低通滤波器)、以及以数字值来输出解调信号的以一定的取样率(例如720Msample/s)运行的A/D转换器，检测针对所输入的数字信号Dr的时钟分量的标准相位的相位变化，并以数字值来输出具有与该相位变化对应的振幅的解调信号J。
该解调信号J的频率，在滤波器电路由80kHz的高通滤波器和320MHz的低通滤波器构成时，在80kHz～320MHz的范围。
解调信号J输入到抖动量计算器22及插补器23。
抖动量计算器22具有进行解调信号J的振幅值(有效值和峰峰值)计算处理的第1模式、以及进行通过插补器23插补的解调信号J′的振幅值(有效值和峰峰值)计算处理的第2模式，并且所述的两个模式通过未图示的抖动测量装置20的操纵器来指定。
插补器23对解调信号J进行周期测量，并且进行对应该测量周期T的倍率的插补处理。
如图2所示，插补器23将所输入的解调信号J暂时存储在缓冲器23a，并通过零交叉检测单元23b相对于该存储的数据进行零交叉(实际上最接近于零的地址位置)的检测处理，并且由周期计算单元23c用检测出的零交叉位置和解调信号的取样率计算解调信号J的周期T。
另外，作为缓冲器23a所需的尺寸随着所测量的频带而不同，但在抖动解调器21的滤波器穿过后的信号频带为80kHz时，若将该取样率设为720Msample/s，则可以存储9000样本以上的尺寸即可。
插补倍率决定单元23d在对解调信号J的周期范围预先设定的插补倍率中，决定与计算的周期T对应的插补倍率K并输入到插补处理器23e。
该插补倍率例如将解调信号J的周期(频率)的范围例如分成4阶段，对频率越高的区域分配高的插补倍率(例如2～20之间)。
插补处理器23e在输入的数据列之间，连续插入K-1个的值0的数据。而且，将该零插入的数据列输入到与sin(x)/x特性对应的抽头系数的低通滤波器23f，另外通过适当地调整增益，以便将零插入的数据列转换为在原来的数据J之间连续插补的解调信号J′而输出。
通过该插补器23插补的解调信号J′输入到抖动量计算器22、显示控制器24及触发电路26。
如上所述，抖动量计算器22进行解调信号J、J′中用户指定的振幅的计算处理。
而且，显示控制器24将抖动量计算器22计算的振幅值(有效值及峰峰值)数值显示在显示器25，并且进行解调信号J′的波形显示处理。
触发电路26在插补的解调信号J′向预定方向(增加方向或减少方向)变化而达到预先设定的阈值R时，将触发信号TRG输出到存储控制单元27。
存储控制单元27在接收触发信号TRG后至预定时间(用于必要数存储数据的时间)的期间，使解调信号J′存储于波形存储器28。
另外，调制信号M通过A/D转换器29转换为数字信号列并输入到显示控制器24。
显示控制器24可以通过用户的指定以各种模式将抖动的测量结果显示在显示器25。
即，作为能够显示的测量结果，是相对于解调信号J计算的振幅值(有效值Jrms和峰峰值Jpp)、相对于插补的解调信号J′计算的振幅值(有效值Jrms′和峰峰值Jpp′)、从插补器23输出的解调信号J′的波形(此时，成为隔开插补处理所需时间以上的间隔的波形显示，但通过显示单发取得的波形数据，便可以看观察静止波形)、存储在波形存储器28的解调信号J′的波形(此时，存储更新的波形的开始位置变为相同)及调制信号M的波形，并且可以单独选择显示或在显示器25的同一画面上任意组合显示这些。总之，能够进行插补的解调信号J′的波形显示(例如如后述的图5的波形显示)，通过装置单体可以进行正确的抖动解调信号的正确的波形观测。
其中，例如如图3所示，若在同一时间轴上并列解调信号J′(也可以是从插补器23输出的解调信号或者存储于波形存储器28的解调信号的任意一个)的波形和调制信号M的波形而能够对照地显示，则可以通过抖动波形其本身掌握测量对象的抖动的传递特性。由图3例可知抖动受抑制。
在此，对解调信号J与插补的解调信号J′的差异简单地进行说明。
包含于输入数字信号Dr的原来的抖动分量设为sin(2πft)的正弦波时，抖动频率f接近于取样率时的解调信号J，如图4的黑圆那样变化(用点线表示原来的正弦波)。
连结该黑圆的波形(实线)的最大值小于原来的值1，而最小值大于原来的值-1，该波形也变成距原来的正弦波不太远的波形(三角波)。
因此，如上所述，即使模拟转换该数据列并进行滤波器处理，但因为滤波器的频带特性或损失峰值也变化，使得不能变为原来的值±1的情况较多。
相对于此，相对于解调信号J由插补倍数5(4个零插入插补)插补而得到的解调信号J′如图5的黑圆那样变化，连结该黑圆的波形(实线)的最大值及最小值大致与原来的值±1一致，波形本身也接近于正弦波，可以认为显示有正确的峰值。
而且，如图4相对于波形1周期仅具有3点的样本值时，即使将任意的值设为阈值R，样本值等于阈值R的可能性也极低，因此不能顺利地进行触发模式的波形显示，但如图5插补的解调信号J′相对于波形1周期具有15点的样本值，样本值等于阈值R的可能性非常高，从而可以顺利地进行利用触发模式的静止波形的显示。
如以上所述，由于对插补的解调信号J′的测量结果与原来的解调信号J相比波形的精度变得非常高，因此可以由计算振幅值或显示波形更正确地掌握数字信号Dr的抖动的状态，在传输设备等的开发研究现场想得到更正确的波形信息时具有充分的性能。
而且，可以通过单体进行正确的波形观测，也消除如现有的设置场所或导入成本变大的问题。
另外，上述实施方式的抖动测量装置20具有测试用数字信号发生器30，但也可以设为不包括该测试用数字信号发生器30的结构。

Claims (5)

1.一种抖动测量装置，具备：抖动解调器(21)，解调从外部输入的数字信号的抖动分量；抖动量计算器(22)，进行从所述抖动解调器输出的解调信号的振幅值的计算；显示器(25)，用于显示所述抖动量计算器的计算值，其特征在于，
插补器(23)，对从所述抖动解调器输出的解调信号进行周期测量，并且进行与该测量的周期对应的倍率的插补处理；
显示控制器(24)，使通过所述插补器插补的解调信号的波形显示在所述显示器上；
壳体(20)；
所述解调器(21)、所述抖动量计算器(22)、所述插补器(23)及所述显示控制器(24)容纳于一个所述壳体内，并且所述显示器装配在所述壳体的外表部。
2.如权利要求1所述的抖动测量装置，其特征在于，
所述抖动量计算器，具有对通过所述插补器插补的解调信号的振幅值进行计算处理的模式，所述通过插补器插补的解调信号为从所述抖动解调器输出的解调信号的代替。
3.如权利要求1或2所述的抖动测量装置，其特征在于，
触发电路(26)，容纳于所述壳体内，并在通过所述插补器插补的解调信号向预定方向变化而达到预先设定的阈值时，输出触发信号；
波形存储器(28)，容纳于所述壳体内，并用于存储插补的解调信号；
存储控制单元(27)，容纳于所述壳体内，并在接收所述触发信号后至预定时间的期间，使所述插补的解调信号存储于所述波形存储器，
所述显示控制器使存储于所述波形存储器的解调信号显示在所述显示器上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的抖动测量装置，其特征在于，具有：
测试用数字信号发生器(30)，容纳于所述壳体内，并将通过调制信号给予抖动的测试用数字信号送到外部，
所述显示控制器将所述测试用数字信号发生器所使用的调制信号的波形和所述插补的解调信号的波形能够对照地显示在所述显示器。
5.一种抖动测量方法，具有：准备解调从外部输入的数字信号的抖动分量的抖动解调器(21)的步骤；准备进行从所述抖动解调器输出的解调信号的振幅值的计算的抖动量计算器(22)的步骤；准备用于显示所述抖动量计算器的计算值的显示器(25)的步骤，其特征在于，具有：
准备对从所述抖动解调器输出的解调信号进行周期测量，并且进行与该测量的周期对应的倍率的插补处理的插补器(23)的步骤；
准备使通过所述插补器插补的解调信号的波形显示在所述显示器上的步骤；
准备壳体(20)的步骤；
所述解调器(21)、所述抖动量计算器(22)、所述插补器(23)及所述显示控制器(24)容纳组装于一个所述壳体内，并且所述显示器装配组装在所述壳体的外表部的步骤。
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