DE112007002259T5

DE112007002259T5 - Jittermessvorrichtung, Jittermessverfahren , Aufzeichnungsmedium und Programm

Info

Publication number: DE112007002259T5
Application number: DE112007002259T
Authority: DE
Inventors: Kiyotaka Ichiyama; Masahiro Ishida; Takahiro Yamaguchi
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-07-23
Also published as: JP5279500B2; US7715512B2; JPWO2008038521A1; WO2008038521A1; TWI333548B; TW200815767A; US20080077342A1

Abstract

Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate, welche Jittermessvorrichtung aufweist:
eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, welches Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist;
eine Erzeugungsschaltung für ein analytisches Signal, die das Taktsignal in ein analytisches Signal aus einer komplexen Zahl umwandelt; und
eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals misst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Jittermessvorrichtung, ein Jittermessverfahren und ein Aufzeichnungsmedium. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate. Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die folgende US-Patentanmeldung, deren Inhalt hier einbezogen wird, falls dies anwendbar ist.

1. US-Patentanmeldung Nr. 11/535279, die am 26. September 2006 eingereicht wurde.

STAND DER TECHNIK
Zum Messen eines Jitters eines Datensignals, das keine konstanten Intervalle zwischen Datenübergängen hat, auf der Grundlage von digitaler Signalverarbeitung, kann ein Nulldurchgangsverfahren verwendet werden, das einen Zeitpunkt erfasst, zu welchem das Datensignal einen 50%-Pegel kreuzt (zum Beispiel einen Nullpegel), und ein Jitter des Datensignals auf der Grundlage der Zeitvariation misst.
Da keine für die vorliegende Erfindung relevanten Dokumente nach dem Stand der Technik gefunden wurden, wird die Erläuterung betreffend derartige Dokumente weggelassen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Beim dem Nulldurchgangsverfahren wird das Datensignal mit einer vorbestimmten Abtastrate digitalisiert, und die Nulldurchgangs-Zeitpunkte des Datensignals werden auf der Grundlage der diskreten Werte erfasst. Daher ist die Messgenauigkeit davon abhängig, wie genau die diskreten Werte die Nulldurchgangs-Zeitpunkte (Flankenzeitpunkte) des Datensignals repräsentieren, wenn das Nulldurchgangsverfahren angewendet wird.
Unter Berücksichtigung hiervon muss das Datensignal mit einer Abtastrate digitalisiert werden, die ausreichend höher als die Datenrate des Datensignals ist, um das Jitter des Datensignals hochgenau bei Anwendung des Nulldurchgangsverfahrens zu messen. Dies bedeutet, dass die zum Messen des Jitters des Datensignals erforderlichen Kosten hochgetrieben werden, wenn eine hohe Genauigkeit bei der Anwendung des Nulldurchgangsverfahrens gewünscht ist.
Es ist daher eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, eine Jittermessvorrichtung, ein Jittermessverfahren und ein Aufzeichnungsmedium vorzusehen, die das vorgenannte Problem lösen können. Diese Aufgabe wird durch Kombinieren der in den unabhängigen Ansprüchen wiedergegebenen Merkmale gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere wirksame spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Gemäß dem ersten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann eine beispielhafte Jittermessvorrichtung eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate enthalten. Die Jittermessvorrichtung enthält eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal die Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals beibehält, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, eine Erzeugungsschaltung für ein analytisches Signal, die das Taktsignal in ein analytisches Signal einer komplexen Zahl umwandelt, und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals misst.
Gemäß dem zweiten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann eine beispielhafte Jittermessvorrichtung eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate enthalten. Die Jittermessvorrichtung enthält eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals beibehält, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, eine Fourier-Transformationsschaltung, die das Taktsignal in ein Frequenzdomänenspektrum transformiert, und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage eines Verhältnisses einer Signalkomponente zu Störkomponenten des Taktsignals in dem Spektrum misst.
Gemäß dem dritten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann ein beispielhaftes Jittermessverfahren ein Jittermessverfahren zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate enthalten. Das Jittermessverfahren enthält das Umwandeln des Datensignals in ein Taktsignal, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals beibehält, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, das Umwandeln des Taktsignals in ein analytisches Signal einer komplexen Zahl, und das Messen des Jitters des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals.
Gemäß dem vierten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann ein beispielhaftes Jittermessverfahren ein Jittermessverfahren zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate enthalten. Das Jittermessverfahren enthält das Umwandeln des Datensignals in ein Taktsignal, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, das Transformieren des Taktsignals in ein Frequenzdomänenspektrum und das Messen des Jitters des Datensignals auf der Grundlage eines Verhältnisses einer Signalkomponente zu Störkomponenten des Taktsignals in dem Spektrum.
Gemäß dem fünften, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann ein beispielhaftes Aufzeichnungsmedium ein Aufzeichnungsmedium enthalten, das ein Programm steuert, das bewirkt, das ein Computer als eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate arbeitet. Hier bewirkt das Programm, dass der Computer als eine Signalumwandlungsschaltung arbeitet, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals beibehält, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, eine Erzeugungsschaltung für ein analytisches Signal, die das Taktsignal in ein analytisches Signal einer komplexen Zahl umwandelt, und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals misst.
Gemäß dem sechsten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann ein beispielhaftes Aufzeichnungsmedium ein Aufzeichnungsmedium, das ein Programm speichert, das bewirkt, dass ein Computer als eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate arbeitet, enthalten. Hier bewirkt das Programm, dass der Computer als eine Signalumwandlungsschaltung arbeitet, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält, und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, eine Fourier-Transformationsschaltung, die das Taktsignal in ein Frequenzdomänenspektrum transformiert, und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage eines Verhältnisses einer Signalkomponente zu Störkomponenten des Taktsignals in dem Spektrum misst.
Gemäß dem siebenten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann ein beispielhaftes Programm ein Programm enthalten, das bewirkt, dass ein Computer als eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate arbeitet. Hier bewirkt das Programm, dass der Computer als eine Signalumwandlungsschaltung arbeitet, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält, und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, eine Erzeugungsschaltung für ein analytisches Signal, die das Taktsignal in ein analytisches Signal einer komplexen Zahl umwandelt, und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals misst.
Gemäß dem achten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann ein beispielhaftes Programm ein Programm halten, das bewirkt, dass ein Computer als eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate arbeitet. Hier bewirkt das Programm, dass der Computer arbeitet als eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, eine Fourier-Transformationsschaltung, die das Taktsignal in ein Frequenzdomänenspektrum transformiert, und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage eines Verhältnisses einer Signalkomponente zu Störkomponenten des Taktsignals in dem Spektrum misst.
Hier sind nicht alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung in der Zusammenfassung aufgeführt. Die Unterkombinationen der Merkmale können die Erfindung werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration einer sich auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beziehenden Jittermessvorrichtung 100.
2A zeigt ein Beispiel für die von einem A/D-Wandler 10 durchgeführte Operation.
2B zeigt ein Beispiel für die von einer Signalumwandlungsschaltung 20 durchgeführte Operation.
2C zeigt ein Beispiel für die von einer Jittermessschaltung 40 durchgeführte Operation.
3 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration der Signalumwandlungsschaltung 20.
4 zeigt ein Beispiel für die von der Signalumwandlungsschaltung 20 durchgeführte Operation.
5 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration einer Erzeugungsschaltung 30 für analytische Signale.
6 zeigt ein Beispiel für die von der Erzeugungsschaltung 30 für analytische Signale durchgeführte Operation.
7 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration der Jittermessschaltung 40.
8A zeigt als ein Beispiel die von einer Berechnungsschaltung 42 für die augenblickliche Phase durchgeführte Operation und die von einer Phasenstörungs-Berechnungsschaltung 44 durchgeführte Operation.
8B zeigt ein Beispiel für die von einer Jitterberechnungsschaltung 46 durchgeführte Operation.
9 zeigt ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Jittermessvorrichtung 100.
10 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration einer Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten.
11A zeigt ein Beispiel für die zwischen einem Taktregenerator 56 und einem Anpassungsdetektor 62 in der Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten durchgeführte Operation.
11B zeigt ein Beispiel für die zwischen dem Anpassungsdetektor 62 und einem Frequenzteiler 66 in der Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten durchgeführte Operation.
12A zeigt ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Jittermessvorrichtung 100.
12B zeigt ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Jittermessvorrichtung 100.
13 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration des A/D-Wandlers 10.
14 zeigt ein Beispiel, wie die Anzahl von Bits des A/D-Wandlers 10 auf Jittermessfehler der Jittermessvorrichtung 100 bezogen ist.
15 zeigt ein Beispiel für die Hardwarekonfiguration eines Computers 1900.
BESCHREIBUNG DER BEZUGSZAHLEN

100 ... Jittermessvorrichtung, 10 ... A/D-Wandler, 12 ... Komparator, 20 ... Signalumwandlungsschaltung, 22 ... Pegelberechnungsschaltung, 24 ... Datenübergangsflanken-Berechnungsschaltung, 26 ... Berechnungsschaltung für die virtuelle Flanke, 28 ... Erzeugungsschaltung für die virtuelle Flanke, 30 ... Erzeugungsschaltung für das analytische Signal, 32 ... Hilbert-Transformationsschaltung, 34 ... Filter, 40 ... Jittermessschaltung, 42 ... Berechnungsschaltung für die augenblickliche Phase, 44 ... Phasenstörungs-Berechnungsschaltung, 46 ... Jitterberechnungsschaltung, 50 ... Signalumwandlungsschaltung, 52 ... Erzeugungsschaltung für komplementäre Daten, 54 ... Exklusiv-ODER-Schaltung, 56 ... Taktregenerator, 58 ... erstes D-Flipflop, 60 ... zweites D-Flipflop, 62 ... Anpassungsdetektor, 64 ... drittes D-Flipflop, 66 ... Frequenzteiler, 70 ... Fourier-Transformationsschaltung, 80 ... Jittermessschaltung, 1900 ... Computer, 2000 ... CPU, 2010 ... ROM, 2020 ... RAM, 2030 ... Kommunikationsschnittstelle, 2040 ... Plattenlaufwerk, 2050 ... Diskettenlaufwerk, 2060 ... CD-ROM-Laufwerk, 2070 ... Eingangs/Ausgangs-Chip, 2075 ... Grafiksteuervorrichtung, 2080 ... Anzeigevorrichtung, 2082 ... Host steuervorrichtung, 2084 ... Eingangs/Ausgangssteuervorrichtung, 2090 ... Diskette, 2095 ... CD-ROM.

BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsbeispiele begrenzen nicht die Erfindung gemäß den Ansprüchen, und alle Kombinationen der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale sind nicht notwendigerweise wesentlich für durch Aspekte der Erfindung vorgesehene Mittel.
1 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration einer sich auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beziehenden Jittermessvorrichtung 100. Die Jittermessvorrichtung 100 wird verwendet zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate. Die Jittermessvorrichtung 100 enthält einen A/D-Wandler 10, eine Signalumwandlungsschaltung 20, eine Erzeugungsschaltung 30 für ein analytisches Signal und eine Jittermessschaltung 40. Es ist zu beachten, dass die Jittermessvorrichtung 100 das Jitter des Datensignals auf der Grundlage von digitaler Signalverarbeitung misst.
Der A/D-Wandler 10 digitalisiert den Pegel des digitalen Signals mit einer vorbestimmten Abtastrate, um ein digitales Signal zu erhalten, und gibt das digitalisierte Signal in die Signalumwandlungsschaltung ein. Der A/D-Wandler 10 kann das Datensignal mit einer Abtastrate digitalisieren, die zweimal oder mehr so hoch wie die Datenrate des Datensignals ist. Alternativ braucht die Jittermessvorrichtung 100 den A/D-Wandler 10 nicht zu enthalten und kann statt dessen ein digitalisiertes Signal empfangen, das vorher durch Digitalisieren des Datensignals erhalten wurde.
Die Signalumwandlungsschaltung 20 empfängt das Datensignal und wandelt das empfangene Datensignal in ein Taktsignal um. Hier erzeugt die Signalumwandlungsschaltung 20 das Taktsignal auf der Grundlage des aus dem Datensignal erhaltenen digitalisierten Signals. Es ist zu beachten, dass das von der Signalumwandlungsschaltung 20 erzeugte Taktsignal die Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des geprüften Datensignals, an denen der Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate des Datensignals ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt die Signalumwandlungsschaltung 20 das Taktsignal durch Vorsehen einer virtuellen Flanke an einer oder mehreren Grenzen der Datenrate in dem Datensignal, an denen der Datenwert nicht übergeht. Ein Beispiel für die Konfiguration der Signalumwandlungsschaltung 20 wird später mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
Die Datenrate des Datensignals kann vorher zu der Signalumwandlungsschaltung gegeben sein, oder sie kann durch die Signalumwandlungsschaltung auf der Grundlage des digitalisierten Signals erhalten werden. Beispielsweise kann die Signalumwandlungsschaltung 20 ein Spektrum des digitalisierten Signals berechnen und die Datenrate des Datensignals auf der Grundlage der Spitzenfrequenz des Spektrums erhalten.
Die Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal wandelt das von der Signalumwandlungsschaltung 20 ausgegebene Taktsignal in ein analytisches Signal einer komplexen Zahl um. Beispielsweise kann das von der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal erzeugte analytische Signal das Taktsignal als den reellen Teil und eine Hilbert-Transformation des Taktsignals als den imaginären Teil haben. Ein Beispiel für die Konfiguration der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal wird später mit Bezug auf 5 beschrieben.
Die Jittermessschaltung misst das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals. Ein Beispiel für die Konfiguration der Jittermessschaltung 40 wird später mit Bezug auf 7 beschrieben. Die Jittermessschaltung 40 berechnet eine augenblickliche Phase des Datensignals aus dem analytischen Signal und misst das Zeitjitter des Datensignals anhand der augenblicklichen Phase.
Die sich auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beziehende Jittermessvorrichtung 100 kann das analytische Signal auf der Grundlage des Datensignals erzeugen durch Umwandeln des Datensignals in das Taktsignal, und das Jitter des Datensignals anhand des analytischen Signals messen. Daher ist es bei der Jittermessvorrichtung 100 nicht erforderlich, dass die Zeitpunkte der Datenübergangsflanken des Datensignals mit hoher Genauigkeit erfasst werden, um das Jitter des Datensignals zu messen. Dies bedeutet, dass die Jittermessvorrichtung 100 das Jitter des Datensignals genau messen kann, selbst wenn das Datensignal mit einer niedrigen Abtastrate digitalisiert wird.
2A zeigt ein Beispiel für eine von dem A/D-Wandler 10 durchgeführte Operation. Wie vorstehend erwähnt ist, wandelt der A/D-Wandler 10 das Datensignal, das durch die ausgezogene Linie in den 2A bis 2C gezeigt ist, in das digitalisierte Signal um, das durch die Kreise in den 2A bis 2C gezeigt ist.
2B zeigt ein Beispiel für die von der Signalumwandlungsschaltung 20 durchgeführte Operation. Wie vorstehend erwähnt ist, erzeugt die Signalumwandlungsschaltung 20 das Taktsignal, das die Zeitpunkte (T0, T1, T2 und T3) der Datenübergangsflanken des in 2A gezeigten geprüften Datensignals beibehält, und hat Flanken zu Zeitpunkten (T0, T1, Ta, T2, Tb, Tc und T3), die im Wesentlichen mit den Grenzen der Datenrate in dem Datensignal übereinstimmen. Beispielsweise misst die Signalumwandlungsschaltung 20 die Intervalle (zum Beispiel T, 2T und 3T in 2A) zwischen den Zeitpunkten der Datenübergangsflanken (T0, T1, T2 und T3) und vergleicht die Intervalle zwischen den Datenübergangsflanken mit der Datenrate des Datensignals. Wenn eines der Intervalle zwischen den Datenübergangsflanken um einen vorbestimmten Wert oder mehr größer als die Datenrate ist, werden beispielsweise eine oder mehr virtuelle Flanken zwischen die Datenübergangsflanken eingefügt.
2C zeigt ein Beispiel für die von der Jittermessschaltung 40 durchgeführte Operation. Wie vorstehend erwähnt ist, berechnet die Jittermessschaltung 40 die augenblickliche Phase des Taktsignals auf der Grundlage des von der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal zugeführten analytischen Signals. Die Jittermessschaltung 40 berechnet dann eine Störung der augenblicklichen Phase des Taktsignals durch Entfernen einer linearen Komponente aus der augenblicklichen Phase. 2C zeigt ein Beispiel für die von der Jittermessschaltung 40 berechnete Störung der augenblicklichen Phase. Hier kann das Zeitjitter der Datenübergangsflanken des Datensignals gemessen werden durch Abtasten der Störung der augenblicklichen Phase zu den Zeitpunkten der Datenübergangsflanken des Datensignals (T0, T1, T2 und T3).
3 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration der Signalumwandlungsschaltung 20. Die Signalumwandlungsschaltung 20 enthält eine Pegelberechnungsschaltung 22, eine Datenübergangsflanken-Berechnungsschaltung 24, eine Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke und eine Erzeugungsschaltung 28 für die virtuelle Flanke.
4 zeigt ein Beispiel für die von der Signalumwandlungsschaltung 20 durchgeführte Operation. Am Anfang berechnet die Pegelberechnungsschaltung 22 einen Bezugspegel des Datensignals. Hier kann der Bezugspegel des Datensignals ein Durchschnittspegel zwischen dem Pegel H des Datensignals (100-Pegel des Datensignals) und dem Pegel L (0%-Pegel des Datensignals) sein. Mit anderen Worten, der Bezugspegel des Datensignals ist im Wesentlichen gleich dem 50%-Pegel des Pegels H des Datensignals. Als den Bezugspegel kann die Pegelberechnungsschaltung 22 einen Durchschnittswert zwischen den diskreten Werten des Datensignals berechnen. In diesem Fall kann die Pegelberechnungsschaltung 22 vorzugsweise den Durchschnittswert anhand einer ausreichend großen Anzahl von diskreten Werten berechnen. Alternativ kann die Pegelberechnungsschaltung 22 einen Durchschnittswert zwischen diskreten Werten eines Bezugsdatensignals enthaltend Datenstücke, die den Pegel H anzeigen, und Datenstücke, die den Pegel L anzeigen, berechnen, wobei die Anzahl der Datenstücke des Pegels H im Wesentlichen gleich der der Datenstücke des Pegels L ist. Als eine andere Alternative kann der Bezugspegel vorher durch einen Benutzer oder dergleichen bezeichnet werden. Als eine andere Alternative kann die Pegelberechnungsschaltung 22 den Nullpegel als den Bezugspegel setzen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die Pegelberechnungsschaltung 22 den Nullpegel als den Bezugspegel.
Die Datenübergangskanten-Berechnungsschaltung 24 berechnet Datenzahlen (NC0, Nc1, Nc2 und Nc3), welche Datenwerte mit jedem Übergang assoziiert sind, auf der Grundlage des in 4 durch die Kreise angezeigten digitalen Signals. Genauer gesagt, die Datenübergangsflanken-Berechnungsschaltung 24 erfasst eine Datenzahl durch Prüfen der Änderung des Datenwertes mit Bezug auf den Bezugspegel des Datensignals. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die Datenübergangsflanken-Berechnungsschaltung 24 eine mit einem Datenwert assoziierte Datenzahl, dessen Vorzeichen sich von dem Vorzeichen seines unmittelbar vorhergehenden Datenwerts unterscheidet.
Die Datenübergangsflanken-Berechnungsschaltung 24 kann eine Datenzahl erfassen, die durch eine ganze Zahl ausgedrückt wird. Alternativ kann die Datenübergangsflanken-Berechnungsschaltung 24 weiterhin eine Datenzahl berechnen, die durch eine reelle Zahl ausgedrückt wird, auf der Grundlage der erfassten Datenzahl einer ganzen Zahl. Um die durch eine reelle Zahl ausgedrückte Datenzahl zu berechnen, wandelt der A/D-Wandler 10 das Datensignal in ein digitalisiertes Signal mit drei oder mehr Typen von diskreten Werten um. Weiterhin interpoliert die Datenübergangsflanken-Berechnungsschaltung 24 linear zwei Datenstücke in dem digitalisierten Signal, zwischen denen der Datenwert übergeht, und berechnet einen Zeitpunkt, zu welchem die lineare Linie den Bezugspegel kreuzt.
Die Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke und die Erzeugungsschaltung 28 für die virtuelle Flanke erzeugen das Taktsignal, das eine oder mehr virtuelle Flanken hat, die in im Wesentlichen konstanten Intervallen vorgesehen sind, die gemäß der Datenrate in dem Intervall zwischen Datenübergangsflanken des Datensignals, dessen Intervall größer als ein vorbestimmter Wert ist, sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind oder mehr virtuelle Flanken in das Intervall zwischen Datenübergangsflanken eingefügt, dessen Intervall 1,5-mal oder mehr so groß wie die Datenrate ist. Weiterhin wird die Anzahl von Bits in dem Datensignal, die dem Intervall zwischen den Datenübergangsflanken entsprechen, berechnet, um die Anzahl von einzufügenden virtuellen Flanken zu berechnen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke einen oder mehr Zeitpunkte, zu denen die virtuellen Flanken vorzusehen sind (Ncc1, Ncc2 und Ncc3), und die Erzeugungsschaltung 28 für die virtuelle Flanke erzeugt die virtuellen Flanken zu den berechneten Zeitpunkten.
Die Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke berechnet Intervalle zwischen den Datenübergangsflanken (Nc0-Nc1, Nc1-Nc2 und Nc2-Nc3) auf der Grundlage der Zeitpunkte (Datenzahlen), zu denen der Datenwert übergeht, die von der Datenübergangsflanken-Berechnungsschaltung 24 berechnet sind, und berechnet die Anzahl von virtuellen Flanken, die in jedes der Intervalle zwischen Datenübergangsflanken einzufügen sind.
Beispielsweise teilt die Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke jedes der berechneten Intervalle zwischen den Flanken durch die Datenrate und rundet den Quotienten zu der nächstliegenden ganzen Zahl ab. Dann subtrahiert die Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke eins von dem Berechnungsergebnis und setzt das Ergebnis der Subtraktion als die Anzahl von in das Intervall einzufügenden virtuellen Flanken. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist unter der Annahme, dass die Datenrate des Datensignals gleich T ist, die Anzahl von einzufügenden virtuellen Flanken gleich null für ein erstes Datenübergangsflankenintervall (Nc0-Nc1), eins für ein zweites Datenübergangsflankenintervall (Nc1-Nc2) und zwei für ein drittes Datenübergangsflankenintervall (Nc2-Nc3).
Auch berechnet die Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke einen Zeitpunkt für jede einzufügende virtuelle Flanke derart, dass die virtuellen Flanken in im Wesentlichen konstanten Intervallen in jedem Datenübergangsflankenintervall vorgesehen sind. Diese Operation wird im Folgenden unter Verwendung von Beispielen erläutert. Da eine virtuelle Flanke in das zweite Datenübergangsflankenintervall (Nc1-Nc2) einzufügen ist, berechnet die Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke als den Zeitpunkt der virtuellen Flanke einen Zeitpunkt (Ncc1), der sich im Wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden Datenübergangsflanken (Nc1 und Nc2) befindet. In gleicher Weise berechnet die Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke, da zwei virtuelle Flanken in das dritte Datenübergangsflankenintervall (Nc2-Nc3) einzufügen sind, als die Zeitpunkte der beiden virtuellen Flanken, Zeitpunkte (Ncc2 und Ncc3), die so angeordnet sind, dass sie gleichmäßig das Intervall zwischen den Datenübergangsflanken (Nc2 und Nc3) in drei Abschnitte teilen.
Die Erzeugungsschaltung 28 für die virtuelle Flanke erzeugt die virtuellen Flanken durch Invertieren des Datenwerts des digitalisierten Signals mit Bezug auf den Bezugspegel des Datensignals in Übereinstimmung mit den von der Berechnungsschaltung 26 für die virtuelle Flanke berechneten Zeitpunkten der virtuellen Flanken. Diese Operation wird durch ein in 4 gezeigtes Beispiel erläutert. Die Erzeugungsschaltung 28 für die virtuelle Flanke kann jede virtuelle Flanke, die durch die gestrichelte Linie angezeigt ist, durch Ersetzen eines Bereichs der digitalisierten Daten, die durch die Kreise angezeigt sind, der sich von einem Zeitpunkt einer ungeradzahligen virtuellen Flanken zu einem Zeitpunkt einer geradzahligen virtuellen Flanke erstreckt, durch die durch die Dreiecke angezeigten invertierten Daten erzeugen. Alternativ kann die Erzeugungsschaltung 28 für die virtuelle Flanke den Pegel des digitalisierten Signals so verschieben, dass der Bezugspegel des digitalisierten Signals im Wesentlichen gleich null ist, und dann einen Bereich der digitalisierten Daten, der sich von einem Zeitpunkt einer ungeradzahligen virtuellen Flanke bis zu einem Zeitpunkt einer geradzahligen virtuellen Flanke erstreckt, mit "–1" multiplizieren.
Bei dem vorbeschriebenen Prozess invertiert die Erzeugungsschaltung 28 für die virtuelle Flanke die Daten, die im Bereich von einem Zeitpunkt einer ungeradzahligen virtuellen Flanke bis zu einem Zeitpunkt einer geradzahligen virtuellen Flanke liegen. Umgekehrt jedoch kann die Erzeugungsschaltung 28 für die virtuelle Flanke Daten invertieren, die im Be reich von dem Zeitpunkt einer geradzahligen virtuellen Flanke bis zu dem Zeitpunkt einer ungeradzahligen virtuellen Flanke liegen.
Indem der vorbeschriebene Vorgang durchgeführt wird, kann die Signalumwandlungsschaltung 20 das Datensignal in das Taktsignal umwandeln. Es ist zu beachten, dass die eingefügten virtuellen Flanken die Datenübergangsflanken linear interpolieren. Daher beeinträchtigt das Jitter der virtuellen Flanken kaum das Jitter der geprüften Datenübergangsflanken.
5 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal eine Hilbert-Transformationsschaltung 32.
6 zeigt ein Beispiel für die von der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal durchgeführte Operation. Die Hilbert-Transformationsschaltung 32 wendet die Hilbert-Transformationen auf das von der Signalumwandlungsschaltung 20 ausgegebene Taktsignal an. Die Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal gibt das analytische Signal aus, das als den reellen Teil das von der Signalumwandlungsschaltung 20 ausgegebene Taktsignal hat und als den imaginären Teil das von der Hilbert-Transformationsschaltung 32 ausgegebene Signal hat. Da das von der Signalumwandlungsschaltung 20 erzeugte Taktsignal die Zeitpunkte der Datenübergangsflanken des Datensignals hält, kann das von der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal erzeugte analytische Signal Phaseninformationen der Datenübergangsflanken des geprüften Datensignals beibehalten.
Die Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal kann weiterhin ein Filter 34 enthalten, das eine vorbestimmte Frequenzkomponente des Taktsignals durchlässt. z. B. kann das Filter 34 eine Grundwellen-Frequenzkomponente des Taktsignals durchlassen.
Die Konfiguration der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal braucht hier nicht auf die in 5 gezeigten Konfiguration beschränkt zu werden. Die Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal kann jede von unterschiedlichen Konfigurationen annehmen, die die Erzeugung eines analytischen Signals ermöglichen, das als den reellen Teil das Taktsignal hat und als den imaginären Teil das Hilberttransformierte Taktsignal.
7 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration der Jittermessschaltung 40. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Jittermessschaltung 40 eine Berechnungsschaltung 42 für die augenblickliche Phase, eine Phasenstörungs-Berechnungsschaltung 44 und eine Jitterberechnungsschaltung 46.
8A zeigt als ein Beispiel die von der Berechnungsschaltung 42 für die augenblickliche Phase durchgeführte Operation und die von der Phasenstörungs-Berechnungsschaltung 44 durchgeführte Operation. die Berechnungsschaltung 42 für die augenblickliche Phase berechnet augenblicklichen Phasen des Taktsignals durch Berechnen des Arcus Tangens des reellen und des imaginären Teils des analytischen Signals. Die augenblicklichen Phasen sind dargestellt durch Hauptwerte von π bis π, wie beispielsweise durch die gestrichelte Linie in 8A gezeigt ist. Die Berechnungsschaltung 42 für die augenblickliche Phase wickelt eine Diskontinuität in den augenblick lichen Phasen ab, um kontinuierliche augenblickliche Phasen zu berechnen, die durch die ausgezogene Linie in 8A gezeigt sind. Mit anderen Worten, die Berechnungsschaltung 42 für die augenblickliche Phase berechnet die kontinuierlichen augenblicklichen Phasen durch aufeinanderfolgendes Addieren von 2π zu den diskontinuierlichen augenblicklichen Phasen in Übereinstimmung mit dem Zyklus des Datensignals.
Die Phasenstörungs-Berechnungsschaltung 44 entfernt eine lineare Komponente aus den von der Berechnungsschaltung 42 für die augenblickliche Phase berechneten kontinuierlichen augenblicklichen Phasen. Hier kann die Phasenstörungs-Berechnungsschaltung 44 die lineare Komponente berechnen, die sich den kontinuierlichen augenblicklichen Phasen annähert, beispielsweise mittels eines Verfahrens der kleinsten Quadrate, und die lineare Komponente entfernen. Da die lineare Komponente augenblicklichen Phasen entspricht, die beobachtet werden, wenn die jitterfrei ist, entspricht eine Differenz zwischen den berechneten augenblicklichen Phasen und der linearen Komponente einer Phasenstörungskomponente des Taktsignals.
8B zeigt ein Beispiel für die von der Jitterberechnungsschaltung 46 durchgeführte Operation. Die Jitterberechnungsschaltung 46 kann die von der Phasenstörungs-Berechnungsschaltung 44 berechnete Störungskomponente zu den Zeitpunkten (T1, T2 und T3) der Datenübergangsflanken des Datensignals abtasten und das Jitter an den Datenübergangsflanken des Datensignals auf der Grundlage des Ergebnisses der Abtastung berechnen. Auf diese Weise kann das Jitter genauer berechnet werden.
Hier kann die Jitterberechnungsschaltung 46 einen Effektivwert (RMS) oder einen Spitze-zu-Spitze-Wert des Zeitjitters an den Datenübergangsflanken des Datensignals beispielsweise auf der Grundlage des Ergebnisses der Abtastung berechnen.
9 zeigt ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Jittermessvorrichtung 100. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel enthält die Jittermessvorrichtung 100 eine Signalumwandlungsschaltung 50, den A/D-Wandler 10, die Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal und die Jittermessschaltung 40.
Bei der mit Bezug auf 1 illustrierten Jittermessvorrichtung 100 wird das Datensignal durch den A/D-Wandler 10 digitalisiert und dann in das Taktsignal umgewandelt. Bei der Jittermessvorrichtung 100 nach diesem alternativen Ausführungsbeispiel wird andererseits das Datensignal in das Taktsignal umgewandelt und das sich ergebende Taktsignal wird durch den A/D-Wandler 10 digitalisiert. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Konfigurationen und die Operationen der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal und der Jittermessschaltung 40 dieselben wie bei dem mit Bezug auf 1 illustrierten Ausführungsbeispiel.
Die Signalumwandlungsschaltung 50 enthält eine Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten und eine Exklusiv-ODER-Schaltung 54. Die Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten empfängt das Datensignal und erzeugt ein komplementäres Datensignal für das empfangene Datensignal. Das komplementäre Datensignal wird erzeugt durch Vorsehen einer Flanke an einer Grenze von Datenintervallen des Datensignals, wenn eine Datenübergangsflanke des Datensignals an der Grenze nicht vorhanden ist. Wenn beispielsweise die Flanken des Datensignals und die Flanken des komplementären Datensignals entlang derselben Zeitachse miteinander addiert werden, können die Flanken in im Wesentlichen konstanten Zeitintervallen zueinander ausgerichtet werden. Hier kann das Datenintervall des Datensignals eine Zeitperiode darstellen, während der jedes nicht aufeinander folgende Signal von Daten gehalten wird, wenn das Datensignal seriell übertragen wird. Alternativ kann das Datenintervall des Datensignals eine Zeitperiode darstellen, während der Symboldaten gehalten werden, wenn das Datensignal vielwertig zu übertragen ist. D. h., das Datenintervall des Datensignals kann ein Bitintervall oder ein Symbolintervall des Datensignals sein.
Die Exklusiv-ODER-Schaltung 54 gibt eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung zwischen dem Datensignal und dem komplementären Datensignal aus. Hier kann die Signalumwandlungsschaltung 50 zusätzlich ein Verzögerungselement zum Einstellen einer Versetzung zwischen einer Zeitdauer, die für das in die Exklusiv-ODER-Schaltung 54 einzugebende, empfangene Datensignal erforderlich ist, und einer Zeitdauer, die für das in die Exklusiv-ODER-Schaltung 54 nach dem Empfang des eingegebenen Datensignals einzugebende komplementäre Datensignal erforderlich ist, enthalten. Die vorbeschriebene Konfiguration ermöglicht auch, dass das Datensignal in das Taktsignal umgewandelt wird.
10 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration der Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten. Die Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält einen Taktregenerator 56, ein erstes D-Flipflop 58, ein zweites D-Flipflop 60, einen Anpassungsdetektor 62, ein drittes D-Flipflop 64 und einen Frequenzteiler 66.
11A zeigt ein Beispiel für die zwischen dem Taktregenerator 56 und dem Übereinstimmungsdetektor 62 in der Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten durchgeführte Operation. 11B zeigt ein Beispiel für die zwischen dem Anpassungsdetektor 62 und dem Frequenzteiler 66 in der Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten durchgeführte Operation. Wie in 11A gezeigt ist, erzeugt der Taktregenerator 56 ein periodisches Signal, das einen Zyklus hat, das im Wesentlichen dasselbe wie das Datenintervall des Datensignals ist, auf der Grundlage des Datensignals. Hier kann der Taktregenerator 56 das periodische Signal mittels einer PLL-Schaltung oder dergleichen erzeugen.
Das erste D-Flipflop 58 empfängt das Datensignal in Übereinstimmung mit dem periodischen Signal und gibt das empfangene Datensignal aus. Das zweite D-Flipflop 60 empfängt das von dem ersten D-Flipflop 58 an der Flanke des periodischen Signals ausgegebene Signal und gibt das empfangene Signal aus. D. h., das zweite D-Flipflop 60 verzögert das von dem ersten D-Flipflop 58 ausgegebene Signal um eine Zeitdauer, die gleich einem Datenintervall des Datensignals ist, und gibt das verzögerte Signal aus.
Der Übereinstimmungsdetektor 62 gibt ein Übereinstimmungssignal aus, das einen logischen Wert H anzeigt, wenn der Wert des von dem ersten D-Flipflop 58 ausgegebenen Signals mit dem Wert des von dem zweiten D-Flipflop 60 ausgegebenen Signals übereinstimmt.
Wie in 11B gezeigt ist, empfängt das dritte D-Flipflop 64 das von dem Anpassungsdetektor 62 ausgegeben Signal in Übereinstimmung mit dem periodischen Signal und gibt das empfangene Signal aus. Hier setzt das Ausgangssignal interne Daten zurück. Mit anderen Worten, wenn es eine ansteigende Flanke des periodischen Signals empfängt, gibt das dritte D-Flipflop 64 einen Impuls mit einer Impulsbreite aus, die kürzer als das Datenintervall des Datensignals ist, unter der Bedingung, dass das von dem Übereinstimmungsdetektor 62 empfangene Signal den logischen Wert "H" anzeigt.
Der Frequenzteiler 66 halbiert die Frequenz des von dem dritten D-Flipflop 64 ausgegebenen Signals, um das komplementäre Datensignal zu erzeugen. Genauer gesagt, durch Halbieren der Frequenz erzeugt der Frequenzteiler 66 ein Signal, dessen logischer Wert sich gemäß der ansteigenden oder der abfallenden Flanke des von dem dritten D-Flipflop 64 ausgegebenen Signals ändert, wie in 11B gezeigt ist.
Mit der vorbeschriebenen Konfiguration kann die Erzeugungsschaltung 52 für komplementäre Daten leicht das komplementäre Datensignal für das Datensignal erzeugen.
12A zeigt ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Jittermessvorrichtung 100. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel enthält die Datenmessvorrichtung 100 den A/D-Wandler 10, die Signalumwandlungsschaltung 20, eine Fourier-Transformationsschaltung 70 und eine Jittermessschaltung 80. Der A/D-Wandler 10 und die Signalumwandlungsschaltung 20 sind dieselben wie die entsprechenden, in 1 gezeigten Bestandteile.
Die Fourier-Transformationsschaltung 70 transformiert das von der Signalumwandlungsschaltung 20 ausgegebene Taktsignal in ein Frequenzdomänenspektrum. Da das von der Signalumwandlungsschaltung 20 erzeugte Taktsignal die Zeitpunkte der Datenübergangsflanken des Datensignals beibehält, kann das von der Fourier-Transformationsschaltung 70 erzeugte Spektrum Jitterinformationen der Datenübergangsflanken des Datensignals beibehalten.
Die Jittermessschaltung 80 misst das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des Verhältnisses einer Signalkomponente zu Störungskomponenten des Taktsignals in dem von der Fourier-Transformationsschaltung 70 erhaltenen Spektrum. Beispielsweise kann in dem Spektrum die Jittermessschaltung 80 als die Signalkomponente die Frequenzkomponenten entsprechend der Datenrate des Datensignals und als die Störungskomponenten vorbestimmte Frequenzkomponenten erfassen. Die vorbestimmten Frequenzen können vorher in der Jittermessschaltung 80 gemäß den Frequenzen der zu messenden Jitterkomponenten gesetzt werden.
Die Jittermessvorrichtung 100 mit der vorbeschriebenen Konfiguration kann auch das Jitter mit hoher Genauigkeit messen, selbst wenn das Datensignal mit einer niedrigen Abtastrate digitalisiert ist.
12B zeigt ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Jittermessvorrichtung 100. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel enthält die Jittermessvorrichtung 100 die Signalumwandlungsschaltung 50, den A/D-Wandler 10, die Fourier-Transformationsschaltung 70 und die Jittermessschaltung 80. Die Signalumwandlungsschaltung 50 und der A/D-Wandler 10 sind dieselben wie die entsprechenden Bestandteile in 9, und die Fourier-Transformationsschaltung 70 und die Jittermessschaltung 80 sind dieselben wie die entsprechenden Bestandteile in 12A. Die Jittermessvorrichtung 100 mit dieser Konfiguration kann auch das Jitter mit hoher Genauigkeit messen, selbst wenn das Datensignal mit einer niedrigen Abtastrate digitalisiert ist.
13 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration des A/D-Wandlers 10. Der A/D-Wandler 10 nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält einen oder mehr Komparatoren 12, die das Datensignal parallel empfangen. Hier vergleicht jeder der Komparatoren 12 den Pegel des Datensignals mit einem unterschiedlichen Bezugspegel. Bei einer derartigen Konfiguration arbeitete der A/D-Wandler 10 als ein 1-Bit-Wandler, wenn er einen Komparator 12 hat, und als ein Mehrbit-Wandler, wenn er mehrere Komparatoren 12 hat.
14 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Anzahl von Bits des A/D-Wandlers 10 auf den Jittermessfehler durch die Jittermessvorrichtung 100 bezogen ist. In 14 ist der Messfehler (die vertikale Achse) als eine Funktion der Anzahl von Bits des A/D-Wandlers 10 (die horizontale Achse) aufgezeichnet. Hier ist zu beachten, dass 14 den Messfehler durch die mit Bezug auf 1 illustrierte Jittermessvorrichtung 100 zeigt, und dass der Messfehler berechnet ist durch Verwendung des Messergebnisses, das erhalten wurde, wenn der A/D-Wandler 10 ein 8-Bit-Wandler ist, als erwarteten Wert.
Hier wird der Messfehler beobachtet durch Setzen der Anzahl von Bits des A/D-Wandlers 10 auf 1, 1,6, 2, 3, 4, 5, 6 und 7. Wie durch 14 gezeigt ist, ist der Messfehler 1 oder weniger, selbst wenn die Anzahl von Bits des A/D-Wandlers 10 eins ist. Dies bedeutet, dass die Jittermessvorrichtung 100 das Jitter des Datensignals mit ausreichender Genauigkeit messen kann.
15 zeigt ein Beispiel für die Hardware-Konfiguration eines Computers 1900. Der Computer 1900 steuert jede der Jittermessvorrichtungen 100, die mit Bezug auf die 1 bis 14 illustriert sind, auf der Grundlage eines darin vorgesehenen Programms. Als eine Alternative kann der Computer 1900 als zumindest eine von der Signalumwandlungsschaltung, der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal und der Jittermessschaltung 40, die mit Bezug auf die 1 bis 14 illustriert sind, arbeiten.
Wenn der Computer 1900 die Jittermessvorrichtung 100 steuert, bewirkt das Programm, dass die Jittermessvorrichtung 100 als eine der mit Bezug auf die 1, 9, 12A und 12B illustrierten Jittermessvorrichtungen 100 arbeitet.
Wenn der Computer 1900 als zumindest eine von der Signalumwandlungsschaltung 20, der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal und der Jittermessschaltung 40 arbeitet, bewirkt das Programm, dass der Computer 1900 als zumindest eine von der Signalumwandlungsschaltung 20, der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal und der Jittermessschaltung 40 der Jittermessvorrichtung 100 arbeitet, und bewirkt, dass eine externe Vorrichtung als andere Bestandteile der Jittermessvorrichtung 100 arbeitet.
Der Computer 1900 nach diesem Ausführungsbeispiel enthält eine CPU-Peripherieschaltung, eine Ein gangs/Ausgangs-Schaltung und eine Vermächtnis-Eingangs/Ausgangs-Schaltung. Die CPU-Peripherieschaltung enthält eine CPU 2000, einen RAM 2020, eine Grafiksteuervorrichtung 2075 und eine Anzeigevorrichtung 2080, die mittels einer Hoststeuervorrichtung 2082 miteinander verbunden sind. Die Eingangs/Ausgangs-Schaltung enthält eine Kommunikationsschnittstelle 2030, ein Plattenlaufwerk 2040 und ein CD-ROM-Laufwerk 2060, die mittels einer Eingangs/Ausgangs-Steuervorrichtung 2084 mit der Hoststeuervorrichtung 2082 verbunden sind. Die Vermächtnis-Eingangs/Ausgangs-Schaltung enthält einen ROM 2010, ein Diskettenlaufwerk 2050 und ein Eingangs/Ausgangs-Chip 2070, die mit der Eingangs/Ausgangs-Steuervorrichtung 2084 verbunden sind.
Die Hoststeuervorrichtung 2082 verbindet den RAM 2020 mit der CPU 2000 und der Grafiksteuervorrichtung 2075, die mit einer hohen Übertragungsrate zu dem RAM 2020 zugreifen. Die CPU 2000 arbeitet auf der Grundlage der in dem ROM 2010 und dem RAM 2020 gespeicherten Programme, um andere Schaltungen zu steuern. Die Grafiksteuervorrichtung 2075 erhält von der CPU 2000 oder dergleichen erzeugte Bilddaten in einen Rahmenpuffer innerhalb des RAMs 2020, und bewirkt, dass die erhaltenen Bilddaten auf der Anzeigevorrichtung 2080 angezeigt werden. Als eine Alternative kann die Grafiksteuervorrichtung 2075 einen Rahmenpuffer zum Speichern von von der CPU 2000 oder dergleichen erzeugten Bilddaten enthalten.
Die Eingangs/Ausgangs-Steuervorrichtung 2084 verbindet die Kommunikationsschnittstelle 2030, die eine Eingangs/Ausgangs-Vorrichtung mit relativ hoher Geschwindigkeit ist, das Plattenlaufwerk 2040 und das CD-ROM-Laufwerk 2060 mit der Hoststeuervorrichtung 2082. Die Kommunikationsschnittstelle 2030 ist in Kommunikation über das Netzwerk mit einer anderen Vorrichtung. Das Plattenlaufwerk 2040 speichert Programme und Daten, die von der CPU 2000 in dem Computer 1900 zu verwenden sind. Das CD-ROM-Laufwerk 2060 liest Programme oder Daten von einer CD-ROM 2095 und liefert die gelesenen Programme oder Daten über den RAM 2020 zu dem Plattenlaufwerk 2040.
Zusätzlich ist die Eingangs/Ausgangs-Steuervorrichtung 2084 mit dem ROM 2010, dem Diskettenlaufwerk 2050 und dem Eingangs/Ausgangs-Chip 2070 verbunden. Hier sind das Diskettenlaufwerk 2050 und das Eingangs/Ausgangs-Chip 2070 Eingangs/Ausgangs-Vorrichtungen mit relativ geringer Geschwindigkeit. Der ROM 2010 speichert ein Startprogramm, das von dem Computer 1900 zum Zeitpunkt des Startens auszuführen ist, und ein Programm, das beispielsweise von der Hardware des Computers 1900 abhängt. Das Diskettenlaufwerk 2050 liest Programme oder Daten von einer Diskette 2090 und liefert die gelesenen Programme oder Daten über den RAM 2020 zu dem Plattenlaufwerk 2040. Das Eingangs/Ausgangs-Chip 2070 seiht eine Verbindung mit verschiedenen Eingangs/Ausgangs-Vorrichtungen über das Diskettenlaufwerk 2050, einen parallelen Port, einen seriellen Port, einen Tastaturport, einen Mausport und dergleichen vor.
Ein Programm, das über den RAM 2020 zu dem Plattenlaufwerk 2040 geführt ist, wird von einem Benutzer in einem Zustand der Speicherung in einem Aufzeichnungsmedium wie der Diskette 2090, dem CD-ROM 2095 und einer IC-Karte geliefert. Das Programm wird aus dem Speichermedium ausgelesen, innerhalb des Plattenlaufwerks 2040 in dem Computer 1900 über den RAM 2020 installiert und durch die CPU 2000 ausgeführt.
Das Programm ist in dem Computer 1900 installiert. Das Programm kann bewirken, dass der Computer 1900 die Jittermessvorrichtung 100 steuert indem ein Zugriff durch die CPU 2000 oder dergleichen erfolgt. Als eine Alternative kann das Programm bewirken, dass der Computer 1900 als zumindest eine von der Signalumwandlungsschaltung 20, der Erzeugungsschaltung 30 für das analytische Signal und der Jittermessschaltung 40 arbeitet.
Das Programm kann in einem externen Aufzeichnungsmedium gespeichert sein. Ein derartiges Aufzeichnungsmedium kann durch ein optisches Aufzeichnungsmedium wie eine DVD und eine CD, ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium wie eine MO, ein Bandmedium, einen Halbleiterspeicher wie eine IC-Karte oder dergleichen sowie die Diskette 2090 und den CD-ROM 2095 gebildet sein. Als eine Alternative kann das Aufzeichnungsmedium durch eine Aufzeichnungsvorrichtung wie eine Platte und ein RAM gebildet sein, die mit einem privaten Kommunikationsnetzwerk oder dem Internet verbunden ist, so dass das Programm über das Netzwerk zu dem Computer 1900 geliefert wird.
Während die Ausführungsbeispiele eines Aspekts der vorliegenden Erfindung geschrieben wurden, ist der technische Bereich der Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist für den Fachmann augenscheinlich, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen hinzugefügt werden können. Es ist auch anhand des Bereichs der Ansprüche ersichtlich, dass die Ausführungsbeispiele, denen derartige Änderungen oder Verbesserungen hinzugefügt sind, in dem technischen Bereich der Erfindung enthalten sein können.
Wie durch die vorstehende Beschreibung deutlich gezeigt ist, kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Jittermessvorrichtung, ein Jittermessverfahren und ein Aufzeichnungsmedium realisieren, die in der Lage sind, ein Jitter eines Datensignals mit hoher Genauigkeit zu messen, selbst wenn das Datensignal mit einer relativ niedrigen Abtastrate digitalisiert ist.
Zusammenfassung:
Es ist eine Jittermessvorrichtung (100) zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate vorgesehen. Die Jittermessvorrichtung enthält eine Signalumwandlungsschaltung (20), die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, zu denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist, eine Erzeugungsschaltung (30) für ein analytisches Signal, die das Taktsignal in ein analytisches Signal aus einer komplexen Zahl umwandelt, und eine Jittermessschaltung (40), die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals misst.

Claims

Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate, welche Jittermessvorrichtung aufweist: eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, welches Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist; eine Erzeugungsschaltung für ein analytisches Signal, die das Taktsignal in ein analytisches Signal aus einer komplexen Zahl umwandelt; und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals misst.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der, wenn ein Intervall zwischen den Datenübergangsflanken des Datensignals größer als ein vorbestimmter Wert, der gemäß der Datenrate bestimmt ist, ist, die Signalumwandlungsschaltung das Taktsignal mit einer oder mehr virtuellen Flanken darin erzeugt, die gemäß den Zeitpunkten der Datenübergangsflanken vorgesehen sind, zum Interpolieren der Datenübergangsflanken.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Signalumwandlungsschaltung das Taktsignal mit den virtuellen Flanken darin, die in einem im Wesentlichen konstanten Intervall, das gemäß der Datenrate bestimmt ist, vorgesehen sind, in dem Intervall zwischen den Datenübergangsflanken, deren Intervall größer als der vorbestimmte Wert ist, erzeugt.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen A/D-Wandler, der ein durch Digitalisieren eines Pegels des Datensignals mit einer vorbestimmten Abtastrate erzeugtes, digitalisiertes Signal in die Signalumwandlungsschaltung eingibt.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Signalumwandlungsschaltung enthält: eine Berechnungsschaltung für eine virtuelle Flanke, die Zeitpunkte der virtuellen Flanken berechnet; und eine Erzeugungsschaltung für eine virtuelle Flanke, die virtuelle Flanken gemäß den Zeitpunkten der virtuellen Flanken erzeugt durch Invertieren des Datenwerts des Datensignals mit Bezug auf einen im Wesentlichen 50%-Pegel des Datensignals.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Jittermessschaltung enthält: eine Berechnungsschaltung für die augenblickliche Phase, die augenblickliche Phasen des Taktsignals auf der Grundlage des analytischen Signals berechnet; eine Phasenstörungs-Berechnungsschaltung, die eine augenblickliche Phasenstörung des Taktsignals durch Entfernen einer linearen Komponente aus den augenblicklichen Phasen des Taktsignals berechnet; und eine Jitterberechnungsschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage der augenblicklichen Phasenstörung des Taktsignals berechnet.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Jitterberechnungsschaltung das Jitter des Datensignals auf der Grundlage der augenblicklichen Phasenstörung des Taktsignals, das den Zeitpunkten der Datenübergangsflanken des Datensignals entspricht, berechnet.
Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate, welche Jittermessvorrichtung aufweist: eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist; eine Fourier-Transformationsschaltung, die das Taktsignal in ein Frequenzdomänenspektrum transformiert; und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage eines Verhältnisses einer Signalkomponente zu Störungskomponenten des Taktsignals in dem Spektrum misst.
Jittermessverfahren zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate, welches Jittermessverfahren aufweist: Umwandeln des Datensignals in ein Taktsignal, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenüber gangsflanken des Datensignals, an denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist; Umwandeln des Taktsignals in ein analytisches Signal aus einer komplexen Zahl; und Messen des Jitters des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals.
Jittermessverfahren zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate, welches Jittermessverfahren aufweist: Umwandeln des Datensignals in ein Taktsignal, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, zu denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist; Transformieren des Taktsignals in ein Frequenzdomänenspektrum; und Messen des Jitters des Datensignals auf der Grundlage eines Verhältnisses einer Signalkomponente zu einer Störungskomponente des Taktsignals in dem Spektrum.
Aufzeichnungsmedium, das ein Programm speichert, das bewirkt, dass ein Computer als eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate arbeitet, welches Programm bewirkt, dass der Computer arbeitet als: eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, zu denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist; eine Erzeugungsschaltung für ein analytisches Signal, die das Taktsignal in ein analytisches Signal aus einer komplexen Zahl umwandelt; und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals misst.
Aufzeichnungsmedium, das ein Programm steuert, das bewirkt, dass ein Computer als eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate arbeitet, welches Programm bewirkt, dass der Computer arbeitet als: eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, welches Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, zu denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist; eine Fourier-Transformationsschaltung, die das Taktsignal in ein Frequenzdomänenspektrum transformiert; und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage eines Verhältnisses einer Signalkomponente zu Störungskomponenten des Taktsignals in dem Spektrum misst.
Programm, das bewirkt, dass ein Computer als eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate arbeitet, welches Programm bewirkt, dass der Computer arbeitet als: eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, zu denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist; eine Erzeugungsschaltung für ein analytisches Signal, die Taktsignal in ein analytisches Signal aus einer komplexen Zahl umwandelt; und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage des analytischen Signals misst.
Programm, das bewirkt, dass ein Computer als eine Jittermessvorrichtung zum Messen eines Jitters eines Datensignals mit einer im Wesentlichen konstanten Datenrate arbeitet, welches Programm bewirkt, dass der Computer arbeitet als: eine Signalumwandlungsschaltung, die das Datensignal in ein Taktsignal umwandelt, wobei das Taktsignal Zeitpunkte von Datenübergangsflanken des Datensignals, zu denen ein Datenwert des Datensignals übergeht, beibehält und Flanken hat, deren Zyklus im Wesentlichen gleich der Datenrate ist; eine Fourier-Transformationsschaltung, die das Taktsignal in ein Frequenzdomänenspektrum transformiert; und eine Jittermessschaltung, die das Jitter des Datensignals auf der Grundlage eines Verhältnisses einer Signalkomponente zu Störungskomponenten des Taktsignals in dem Spektrum misst.