JP2002071724A - 波形測定装置 - Google Patents
波形測定装置Info
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- G01R13/20—Cathode-ray oscilloscopes
- G01R13/22—Circuits therefor
- G01R13/34—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies
- G01R13/347—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies using electro-optic elements
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/2506—Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
- G01R19/2509—Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号波形を高い精度でかつ任意の分解精度で
測定する。 【解決手段】 被測定信号をサンプリング信号でサンプ
リングし、サンプリングされた被測定信号の包絡線波形
を求め、包絡線波形から被測定信号の信号波形を求める
波形測定装置において、基準信号入力端子に印加されて
いる基準信号を用いて被測定信号の繰り返し周波数を測
定する周波数測定手段１５と、測定された繰り返し周波
数を用いてサンプリング信号の周波数を設定するサンプ
リング周波数設定手段２０と、基準信号入力端子に印加
されている基準信号を用いてサンプリング周波数設定手
段で設定された周波数に対応する周期を有するサンプリ
ング信号を発生するサンプリング信号発生手段１６と、
基準信号を発生し、この基準信号を周波数測定手段の基
準信号入力端子及びサンプリング信号発生手段の基準信
号入力端子へ印加する基準信号発振器１４とを備える。
測定する。 【解決手段】 被測定信号をサンプリング信号でサンプ
リングし、サンプリングされた被測定信号の包絡線波形
を求め、包絡線波形から被測定信号の信号波形を求める
波形測定装置において、基準信号入力端子に印加されて
いる基準信号を用いて被測定信号の繰り返し周波数を測
定する周波数測定手段１５と、測定された繰り返し周波
数を用いてサンプリング信号の周波数を設定するサンプ
リング周波数設定手段２０と、基準信号入力端子に印加
されている基準信号を用いてサンプリング周波数設定手
段で設定された周波数に対応する周期を有するサンプリ
ング信号を発生するサンプリング信号発生手段１６と、
基準信号を発生し、この基準信号を周波数測定手段の基
準信号入力端子及びサンプリング信号発生手段の基準信
号入力端子へ印加する基準信号発振器１４とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力された任意の
繰り返し周期を有する被測定信号の信号波形を求める波
形測定装置に関する。
繰り返し周期を有する被測定信号の信号波形を求める波
形測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】任意の繰り返し周期を有する電気信号や
光信号等からなる被測定信号の信号波形を測定する種々
の測定手法が提唱されている。しかし、被測定信号の繰
り返し周期、すなわち繰り返し周波数が１０ＧHzを超え
る高周波信号の場合、被測定信号の信号波形を直接オシ
ロスコープ等の表示画面上で観察できないので、その波
形測定手法の選択範囲は自ずと制限がある。
光信号等からなる被測定信号の信号波形を測定する種々
の測定手法が提唱されている。しかし、被測定信号の繰
り返し周期、すなわち繰り返し周波数が１０ＧHzを超え
る高周波信号の場合、被測定信号の信号波形を直接オシ
ロスコープ等の表示画面上で観察できないので、その波
形測定手法の選択範囲は自ずと制限がある。
【０００３】この繰り返し周波数ｆaが１０ＧHzを超え
る被測定信号の信号波形を測定する代表的手法を図６を
用いて説明する。繰り返し周期Ｔa（例えば、繰り返し
周波数ｆa＝１０ＧHz）を有する被測定信号ａを、この
被測定信号ａの繰り返し周期Ｔaより長い周期Ｔb（例え
ば、繰り返し周波数ｆb＝９９９．９ＭHz）のサンプリ
ング信号ｂでサンプリングする。この場合、繰り返し周
期Ｔa、Ｔb相互間の関係を調整して、図６に示すよう
に、時間経過と共に、被測定信号ａの繰り返し周期Ｔa
内の信号波形におけるサンプリング信号ｂのサンプリン
グ位置が微少時間ΔＴずつずれていくようにする。
る被測定信号の信号波形を測定する代表的手法を図６を
用いて説明する。繰り返し周期Ｔa（例えば、繰り返し
周波数ｆa＝１０ＧHz）を有する被測定信号ａを、この
被測定信号ａの繰り返し周期Ｔaより長い周期Ｔb（例え
ば、繰り返し周波数ｆb＝９９９．９ＭHz）のサンプリ
ング信号ｂでサンプリングする。この場合、繰り返し周
期Ｔa、Ｔb相互間の関係を調整して、図６に示すよう
に、時間経過と共に、被測定信号ａの繰り返し周期Ｔa
内の信号波形におけるサンプリング信号ｂのサンプリン
グ位置が微少時間ΔＴずつずれていくようにする。
【０００４】したがって、このサンプリング信号ｂでサ
ンプリングされた後の被測定信号ｃは、図示するよう
に、サンプリング信号ｂに同期した位置にパルス状波形
が出現する離散的波形となる。そして、この各パルス状
波形の包絡線波形が被測定信号ａの時間軸方向に拡大さ
れた信号波形ｄとなる。
ンプリングされた後の被測定信号ｃは、図示するよう
に、サンプリング信号ｂに同期した位置にパルス状波形
が出現する離散的波形となる。そして、この各パルス状
波形の包絡線波形が被測定信号ａの時間軸方向に拡大さ
れた信号波形ｄとなる。
【０００５】図６に示したサンプリング手法の原理で被
測定信号ａの信号波形ｄを測定する波形測定装置は例え
ば図７に示すように構成されている。繰り返し周波数ｆ
a（繰り返し周期Ｔa）を有する被測定信号ａはサンプリ
ング回路１及び分周器２へ入力される。分周器２は、被
測定信号ａの繰り返し周波数ｆaを１／ｎ（ｎ；正整
数）に分周して位相比較器３へ送出する。電圧制御発振
器（ＶＣＯ）４は、繰り返し周波数ｆaの１／ｎ（ｎ；
正整数）の周波数（ｆa／ｎ）を有する信号を発生して
位相比較器３へ帰還させる。
測定信号ａの信号波形ｄを測定する波形測定装置は例え
ば図７に示すように構成されている。繰り返し周波数ｆ
a（繰り返し周期Ｔa）を有する被測定信号ａはサンプリ
ング回路１及び分周器２へ入力される。分周器２は、被
測定信号ａの繰り返し周波数ｆaを１／ｎ（ｎ；正整
数）に分周して位相比較器３へ送出する。電圧制御発振
器（ＶＣＯ）４は、繰り返し周波数ｆaの１／ｎ（ｎ；
正整数）の周波数（ｆa／ｎ）を有する信号を発生して
位相比較器３へ帰還させる。
【０００６】位相比較器３は、電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）４の出力信号の位相と分周器２の出力信号の位相と
の位相差を検出して位相差信号として電圧制御発振器
（ＶＣＯ）４へ送出する。このＰＬＬループによって、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）４からの出力信号の位相は被
測定信号ａの位相に同期する。
Ｏ）４の出力信号の位相と分周器２の出力信号の位相と
の位相差を検出して位相差信号として電圧制御発振器
（ＶＣＯ）４へ送出する。このＰＬＬループによって、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）４からの出力信号の位相は被
測定信号ａの位相に同期する。
【０００７】電圧制御発振器（ＶＣＯ）４から出力され
た周波数（ｆa／ｎ）を有する出力信号の周波数（ｆa／
ｎ）は次の固定の分周器５ａと固定の逓（てい）倍器５
ｂとで［（ｆa／ｎ）―Δｆ］の周波数に変換されて、
サンプリング信号発生回路６へ入力される。
た周波数（ｆa／ｎ）を有する出力信号の周波数（ｆa／
ｎ）は次の固定の分周器５ａと固定の逓（てい）倍器５
ｂとで［（ｆa／ｎ）―Δｆ］の周波数に変換されて、
サンプリング信号発生回路６へ入力される。
【０００８】サンプリング信号発生回路６は、入力され
た出力信号に同期する 繰り返し周波数ｆb＝［（ｆa／ｎ）―Δｆ］ …(1) 繰り返し周期 Ｔb＝［（ｎＴa）＋ΔＴ］ …(2) を有するサンプリング信号ｂをサンプリング回路１へ印
加する。但し、ΔｆとΔＴとの関係は近似的に下式で示
される。
た出力信号に同期する 繰り返し周波数ｆb＝［（ｆa／ｎ）―Δｆ］ …(1) 繰り返し周期 Ｔb＝［（ｎＴa）＋ΔＴ］ …(2) を有するサンプリング信号ｂをサンプリング回路１へ印
加する。但し、ΔｆとΔＴとの関係は近似的に下式で示
される。
【０００９】 Δｆ／ΔＴ＝ｆa2／ｎ2 …(3) サンプリング回路１は、入力された被測定信号ａをサン
プリング信号発生回路６から入力されたサンプリング信
号ｂでサンプリングして、サンプリングされた被測定信
号ｃを信号処理・波形表示部７へ送出する。
プリング信号発生回路６から入力されたサンプリング信
号ｂでサンプリングして、サンプリングされた被測定信
号ｃを信号処理・波形表示部７へ送出する。
【００１０】信号処理・波形表示部７は、入力されたサ
ンプリングされた被測定信号ｃの包絡線波形を算出し
て、この包絡線波形の時間軸の目盛りを元の被測定信号
aの目盛りに変換して、元の被測定信号aの信号波形ｄと
して表示出力する。この場合、測定された包絡線波形の
被測定信号aの信号波形ｄに対する拡大率は（ｆa／ｎΔ
ｆ）である。
ンプリングされた被測定信号ｃの包絡線波形を算出し
て、この包絡線波形の時間軸の目盛りを元の被測定信号
aの目盛りに変換して、元の被測定信号aの信号波形ｄと
して表示出力する。この場合、測定された包絡線波形の
被測定信号aの信号波形ｄに対する拡大率は（ｆa／ｎΔ
ｆ）である。
【００１１】なお、被測定信号ａが電気信号でなくて、
光信号の場合、この光信号を電気信号に変換して分周器
２へ印加する。また、サンプリング回路１の代りに、例
えば電界吸収型変調器を用いる。この電界吸収型変調器
は、入射された光信号の進行方向に対してサンプリング
信号によるパルス状の電界を印加することによって、入
力された光信号からなるパルス状の被測定信号ａをサン
プリングすることが可能である。そして、このサンプリ
ングされた光信号からなる被測定信号ｃを電気信号に変
換して信号処理・波形表示部７へ送出する。
光信号の場合、この光信号を電気信号に変換して分周器
２へ印加する。また、サンプリング回路１の代りに、例
えば電界吸収型変調器を用いる。この電界吸収型変調器
は、入射された光信号の進行方向に対してサンプリング
信号によるパルス状の電界を印加することによって、入
力された光信号からなるパルス状の被測定信号ａをサン
プリングすることが可能である。そして、このサンプリ
ングされた光信号からなる被測定信号ｃを電気信号に変
換して信号処理・波形表示部７へ送出する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すサンプリング手法を用いた波形測定装置においても
まだ解消すべき次のような課題があった。
示すサンプリング手法を用いた波形測定装置においても
まだ解消すべき次のような課題があった。
【００１３】すなわち、サンプリング信号発生回路６か
ら出力される繰り返し周波数ｆb＝［（ｆa／ｎ）―Δ
ｆ］を有するサンプリング信号ｂを作成するための逓
（てい）倍器５ｂからの出力信号は、被測定信号ａを分
周する分周器２と、位相比較器３と電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）４とで構成されたＰＬＬ回路で作成される。すな
わち、サンプリング信号ｂは測定対象の被測定信号ａを
加工して作成されるので、サンプリング信号ｂは被測定
信号ａに対して常に位相同期している。したがって、信
号処理・波形表示部７に表示された被測定信号aの信号
波形ｄにおけるジッタの発生量が抑制され、測定精度が
向上する。
ら出力される繰り返し周波数ｆb＝［（ｆa／ｎ）―Δ
ｆ］を有するサンプリング信号ｂを作成するための逓
（てい）倍器５ｂからの出力信号は、被測定信号ａを分
周する分周器２と、位相比較器３と電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）４とで構成されたＰＬＬ回路で作成される。すな
わち、サンプリング信号ｂは測定対象の被測定信号ａを
加工して作成されるので、サンプリング信号ｂは被測定
信号ａに対して常に位相同期している。したがって、信
号処理・波形表示部７に表示された被測定信号aの信号
波形ｄにおけるジッタの発生量が抑制され、測定精度が
向上する。
【００１４】しかしながら、サンプリング信号ｂの繰り
返し周波数ｆbは、前述した(1)、(3)式からも明らかの
ように、被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaの関数で示
される。このことは、サンプリング信号ｂの繰り返し周
波数ｆbを被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaに対して独
立して任意に設定できない。よって、被測定信号ａの繰
り返し周波数ｆaが変化すると、測定された被測定信号
ａの信号波形ｄの時間分解能、すなわち測定精度が自動
的に変化する。
返し周波数ｆbは、前述した(1)、(3)式からも明らかの
ように、被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaの関数で示
される。このことは、サンプリング信号ｂの繰り返し周
波数ｆbを被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaに対して独
立して任意に設定できない。よって、被測定信号ａの繰
り返し周波数ｆaが変化すると、測定された被測定信号
ａの信号波形ｄの時間分解能、すなわち測定精度が自動
的に変化する。
【００１５】このことは、被測定信号ａの信号波形ｄを
任意の時間分解能で測定できないことを示す。また、各
分周器２，５ａの仕様特性等に起因してサンプリング信
号ｂの繰り返し周波数ｆbの選択範囲も大きく制限され
る。
任意の時間分解能で測定できないことを示す。また、各
分周器２，５ａの仕様特性等に起因してサンプリング信
号ｂの繰り返し周波数ｆbの選択範囲も大きく制限され
る。
【００１６】さらに、被測定信号ａから直接サンプリン
グ信号ｂを作成しているので、分周器２、位相比較器
３、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４、分周器５ａ、逓（て
い）倍器５ｂからなる複雑な回路構成が必要になる。
グ信号ｂを作成しているので、分周器２、位相比較器
３、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４、分周器５ａ、逓（て
い）倍器５ｂからなる複雑な回路構成が必要になる。
【００１７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、被測定信号の繰り返し周波数の測定とサン
プリング信号の作成とを共通の基準信号を用いて実施す
ることにより、被測定信号をサンプリングするサンプリ
ング信号の周波数を被測定信号の繰り返し周波数に対し
て独立して任意に設定できるとともに、被測定信号の繰
り返し周波数に対する設定状態を正確に維持でき、被測
定信号の信号波形の測定精度を向上でき、さらに、信号
波形を任意の分解精度で測定できる波形測定装置を提供
することを目的とする。
ものであり、被測定信号の繰り返し周波数の測定とサン
プリング信号の作成とを共通の基準信号を用いて実施す
ることにより、被測定信号をサンプリングするサンプリ
ング信号の周波数を被測定信号の繰り返し周波数に対し
て独立して任意に設定できるとともに、被測定信号の繰
り返し周波数に対する設定状態を正確に維持でき、被測
定信号の信号波形の測定精度を向上でき、さらに、信号
波形を任意の分解精度で測定できる波形測定装置を提供
することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力された任
意の繰り返し周期を有する被測定信号を、この被測定信
号の繰り返し周期より長い周期を有するサンプリング信
号でサンプリングし、このサンプリングされた被測定信
号の包絡線波形を求め、この包絡線波形から被測定信号
の信号波形を求める波形測定装置に適用される。
意の繰り返し周期を有する被測定信号を、この被測定信
号の繰り返し周期より長い周期を有するサンプリング信
号でサンプリングし、このサンプリングされた被測定信
号の包絡線波形を求め、この包絡線波形から被測定信号
の信号波形を求める波形測定装置に適用される。
【００１９】そして上記課題を解消するために、本発明
の波形測定装置においては、基準信号入力端子に印加さ
れている基準信号を用いて被測定信号の繰り返し周波数
を測定する周波数測定手段と、この周波数測定手段で測
定された繰り返し周波数を用いてサンプリング信号の周
波数を設定するサンプリング周波数設定手段と、基準信
号入力端子に印加されている基準信号を用いてサンプリ
ング周波数設定手段で設定された周波数に対応する周期
を有するサンプリング信号を発生するサンプリング信号
発生手段と、基準信号を発生し、この基準信号を周波数
測定手段の基準信号入力端子及びサンプリング信号発生
手段の基準信号入力端子へ印加する基準信号発振器とを
備えている。
の波形測定装置においては、基準信号入力端子に印加さ
れている基準信号を用いて被測定信号の繰り返し周波数
を測定する周波数測定手段と、この周波数測定手段で測
定された繰り返し周波数を用いてサンプリング信号の周
波数を設定するサンプリング周波数設定手段と、基準信
号入力端子に印加されている基準信号を用いてサンプリ
ング周波数設定手段で設定された周波数に対応する周期
を有するサンプリング信号を発生するサンプリング信号
発生手段と、基準信号を発生し、この基準信号を周波数
測定手段の基準信号入力端子及びサンプリング信号発生
手段の基準信号入力端子へ印加する基準信号発振器とを
備えている。
【００２０】このように構成された波形測定装置におい
ては、入力された被測定信号の繰り返し周波数（繰り返
し周期）は周波数測定手段で正確に測定される。測定さ
れた繰り返し周波数を用いてサンプリング信号の周波数
が設定される。そして、設定された周波数の周期を有す
るサンプリング信号が作成される。
ては、入力された被測定信号の繰り返し周波数（繰り返
し周期）は周波数測定手段で正確に測定される。測定さ
れた繰り返し周波数を用いてサンプリング信号の周波数
が設定される。そして、設定された周波数の周期を有す
るサンプリング信号が作成される。
【００２１】この場合、測定された被測定信号の繰り返
し周波数に対して、サンプリング信号の周波数を任意の
関係に設定可能であるので、被測定信号の信号波形を任
意の分解能で測定できる。
し周波数に対して、サンプリング信号の周波数を任意の
関係に設定可能であるので、被測定信号の信号波形を任
意の分解能で測定できる。
【００２２】さらに、被測定信号の繰り返し周波数の測
定とサンプリング信号の作成とを共通の基準信号を用い
て実施している。したがって、サンプリング信号は被測
定信号に対して先に設定された周波数設定状態を正確に
維持でき、波形測定精度を向上できる。
定とサンプリング信号の作成とを共通の基準信号を用い
て実施している。したがって、サンプリング信号は被測
定信号に対して先に設定された周波数設定状態を正確に
維持でき、波形測定精度を向上できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
を用いて説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係わる
波形測定装置の概略構成を示すブロック図である。
を用いて説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係わる
波形測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２４】入力端子から入力された、例えば図６に示
す繰り返し周期Ｔａ（繰り返し周波数ｆa）を有する光
信号からなる被測定信号ａは、分波器１１で２方向に分
波されて、一方はサンプリング回路としての電界吸収型
変調器１２へ入射され、他方は受光器１３へ入射され
る。なお、この実施形態装置においては、被測定信号ａ
の繰り返し周波数ｆaは１０ＧHzに設定されている。
す繰り返し周期Ｔａ（繰り返し周波数ｆa）を有する光
信号からなる被測定信号ａは、分波器１１で２方向に分
波されて、一方はサンプリング回路としての電界吸収型
変調器１２へ入射され、他方は受光器１３へ入射され
る。なお、この実施形態装置においては、被測定信号ａ
の繰り返し周波数ｆaは１０ＧHzに設定されている。
【００２５】基準信号発振器１４は、例えば１０ＭHzの
基準周波数ｆs（＝１０ＭHz）を有する基準信号ｈを発
振して、この基準信号ｈを周波数カウンタ１７の基準信
号入力端子へ印加する共に、サンプリング信号発生回路
１６内の信号発生回路１７の基準信号入力端子に印加す
る。
基準周波数ｆs（＝１０ＭHz）を有する基準信号ｈを発
振して、この基準信号ｈを周波数カウンタ１７の基準信
号入力端子へ印加する共に、サンプリング信号発生回路
１６内の信号発生回路１７の基準信号入力端子に印加す
る。
【００２６】受光器１３は入射された光信号の被測定信
号ａを電気信号の被測定信号ａ1に変換して周波数カウ
ンタ１５へ送出する。周波数カウンタ１５は、基準信号
入力端子に印加されている基準信号ｈを利用して、入力
された電気信号の被測定信号ａ1の繰り返し周波数ｆaを
測定する。具体的には、基準信号ｈを分周して基準測定
期間を作成し、この基準測定期間に入る被測定信号ａ1
のクロック数（波形数）を計数する。周波数カウンタ１
５は、測定した被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaを制
御部１９のサンプリング周波数設定部２０へ送出する。
号ａを電気信号の被測定信号ａ1に変換して周波数カウ
ンタ１５へ送出する。周波数カウンタ１５は、基準信号
入力端子に印加されている基準信号ｈを利用して、入力
された電気信号の被測定信号ａ1の繰り返し周波数ｆaを
測定する。具体的には、基準信号ｈを分周して基準測定
期間を作成し、この基準測定期間に入る被測定信号ａ1
のクロック数（波形数）を計数する。周波数カウンタ１
５は、測定した被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaを制
御部１９のサンプリング周波数設定部２０へ送出する。
【００２７】制御部１９のサンプリング周波数設定部２
０は、周波数カウンタ１５から入力された被測定信号ａ
の繰り返し周波数ｆaから前述した(1)式を用いて、サン
プリング信号発生回路１６から出力されるサンプリング
信号ｂの繰り返し周波数ｆbを算出する。
０は、周波数カウンタ１５から入力された被測定信号ａ
の繰り返し周波数ｆaから前述した(1)式を用いて、サン
プリング信号発生回路１６から出力されるサンプリング
信号ｂの繰り返し周波数ｆbを算出する。
【００２８】 ｆb＝（ｆa／ｎ）―Δｆ …(1) 例えば、ｎ＝１０、Δｆ＝０．１ＭHzの条件下で測定値
がｆa＝１０ＧHzの場合、サンプリング信号ｂの繰り返
し周波数ｆbは、ｆb＝９９９．９ＭHzとなる。
がｆa＝１０ＧHzの場合、サンプリング信号ｂの繰り返
し周波数ｆbは、ｆb＝９９９．９ＭHzとなる。
【００２９】サンプリング周波数設定部２０は、算出し
た繰り返し周波数ｆbをサンプリング信号発生回路１６
の信号発生器１７に設定する。
た繰り返し周波数ｆbをサンプリング信号発生回路１６
の信号発生器１７に設定する。
【００３０】サンプリング信号発生回路１６の信号発生
器１７は、例えば、周波数シンセサイザで構成されてお
り、基準信号入力端子に印加されている基準周波数ｆs
（＝１０ＭHz）を有する基準信号ｈを逓（てい）倍又は
分周することによって、任意の周波数の信号を作成可能
である。具体的には、信号発生器１７は、制御部１９内
のサンプリング周波数設定部２０から(1)式で示される
指定されたサンプリング信号ｂの繰り返し周波数の周波
数ｆbを有した正弦波の信号を作成する。
器１７は、例えば、周波数シンセサイザで構成されてお
り、基準信号入力端子に印加されている基準周波数ｆs
（＝１０ＭHz）を有する基準信号ｈを逓（てい）倍又は
分周することによって、任意の周波数の信号を作成可能
である。具体的には、信号発生器１７は、制御部１９内
のサンプリング周波数設定部２０から(1)式で示される
指定されたサンプリング信号ｂの繰り返し周波数の周波
数ｆbを有した正弦波の信号を作成する。
【００３１】信号発生器１７から出力された周波数ｆb
を有する正弦波形の信号は、次の波形整形回路１８で、
図６に示すような繰り返し周波数ｆb（繰り返し周期Ｔ
b）を有するパルス波形状のサンプリング信号ｂに波形
整形される。サンプリング信号発生回路１６から出力さ
れた繰り返し周波数ｆbを有するサンプリング信号ｂは
電界吸収型変調器１２へ入力される。
を有する正弦波形の信号は、次の波形整形回路１８で、
図６に示すような繰り返し周波数ｆb（繰り返し周期Ｔ
b）を有するパルス波形状のサンプリング信号ｂに波形
整形される。サンプリング信号発生回路１６から出力さ
れた繰り返し周波数ｆbを有するサンプリング信号ｂは
電界吸収型変調器１２へ入力される。
【００３２】電界吸収型変調器１２は、入射された光信
号の被測定信号ａをサンプリング信号発生回路１６から
入力されたサンプリング信号ｂでサンプリングして、サ
ンプリングされた光信号の被測定信号ｃを受光器２１へ
出射する。
号の被測定信号ａをサンプリング信号発生回路１６から
入力されたサンプリング信号ｂでサンプリングして、サ
ンプリングされた光信号の被測定信号ｃを受光器２１へ
出射する。
【００３３】受光器２１は、入射されたサンプリング後
の光信号の被測定信号ｃを電気信号の被測定信号ｃ1に
変換する。受光器２１から出力された被測定信号ｃ1は
Ａ／Ｄ器２２でデジタルのサンプリングされた被測定信
号ｃ2にＡ／Ｄ変換されて、データ処理部２３へ入力さ
れる。
の光信号の被測定信号ｃを電気信号の被測定信号ｃ1に
変換する。受光器２１から出力された被測定信号ｃ1は
Ａ／Ｄ器２２でデジタルのサンプリングされた被測定信
号ｃ2にＡ／Ｄ変換されて、データ処理部２３へ入力さ
れる。
【００３４】データ処理部２３は、入力されたサンプリ
ングされた被測定信号ｃ2の包絡線波形を算出して、図
２に示すように、この包絡線波形の時間軸の目盛りを元
の被測定信号aの目盛りに変換して、被測定信号aの信号
波形ｄとして表示部２４に表示出力する。
ングされた被測定信号ｃ2の包絡線波形を算出して、図
２に示すように、この包絡線波形の時間軸の目盛りを元
の被測定信号aの目盛りに変換して、被測定信号aの信号
波形ｄとして表示部２４に表示出力する。
【００３５】制御部１９の表示制御部２５は、表示部２
４に表示された被測定信号aの信号波形ｄを監視し、信
号波形ｄの表示位置を正常位置に自動修正する機能を有
する。具体的には、入力された被測定信号ａの繰り返し
周波数ｆaと、信号発生器１７で作成される正弦波の信
号の繰り返し周波数ｆbとが正確に(1)式を満たしていな
いことに起因して、表示部２４に表示された被測定信号
aの信号波形ｄが表示画面上でドリフトする場合があ
る。制御部１９の表示制御部２５は、表示部２４に表示
された被測定信号aの信号波形ｄを監視し、見かけ上、
このドリフトが発生しないように、信号波形ｄの表示画
面上の走査（スイープ）開始位置をその都度調整する。
４に表示された被測定信号aの信号波形ｄを監視し、信
号波形ｄの表示位置を正常位置に自動修正する機能を有
する。具体的には、入力された被測定信号ａの繰り返し
周波数ｆaと、信号発生器１７で作成される正弦波の信
号の繰り返し周波数ｆbとが正確に(1)式を満たしていな
いことに起因して、表示部２４に表示された被測定信号
aの信号波形ｄが表示画面上でドリフトする場合があ
る。制御部１９の表示制御部２５は、表示部２４に表示
された被測定信号aの信号波形ｄを監視し、見かけ上、
このドリフトが発生しないように、信号波形ｄの表示画
面上の走査（スイープ）開始位置をその都度調整する。
【００３６】このように構成された第１実施形態の波形
測定装置においては、入力された被測定信号ａの繰り返
し周波数ｆa（繰り返し周期Ｔa）は周波数カウンタ１５
にて測定され、制御部１９のサンプリング周波数設定部
２０にて、この測定された繰り返し周波数ｆaを前述し
た(1)式を用いて、サンプリング信号ｂの周波数ｆbを設
定して、サンプリング信号発生回路１６の信号発生回路
１７へ設定する。
測定装置においては、入力された被測定信号ａの繰り返
し周波数ｆa（繰り返し周期Ｔa）は周波数カウンタ１５
にて測定され、制御部１９のサンプリング周波数設定部
２０にて、この測定された繰り返し周波数ｆaを前述し
た(1)式を用いて、サンプリング信号ｂの周波数ｆbを設
定して、サンプリング信号発生回路１６の信号発生回路
１７へ設定する。
【００３７】この場合、(1)式におけるｎ、Δｆの値を
適宜調整することによって、サンプリング信号ｂの周波
数ｆbを被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaに対して任意
の関係を維持させることが可能である。言い換えれば、
サンプリング信号ｂの周波数ｆbを、被測定信号ａの繰
り返し周波数ｆaに独立して、任意の値に設定可能であ
る。
適宜調整することによって、サンプリング信号ｂの周波
数ｆbを被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaに対して任意
の関係を維持させることが可能である。言い換えれば、
サンプリング信号ｂの周波数ｆbを、被測定信号ａの繰
り返し周波数ｆaに独立して、任意の値に設定可能であ
る。
【００３８】また、周波数カウンタ１５とサンプリング
信号発生回路１６の信号発生回路１７には基準信号ｈが
印加されている。したがって、被測定信号ａの繰り返し
周波数ｆaの測定とサンプリング信号ｂの作成とを共通
の基準信号ｈを用いて実施している。したがって、先に
設定されたサンプリング信号ｂの周波数ｆbと被測定信
号ａの繰り返し周波数ｆaとの間の周波数設定状態を正
確に維持でき、波形測定精度を向上できる。
信号発生回路１６の信号発生回路１７には基準信号ｈが
印加されている。したがって、被測定信号ａの繰り返し
周波数ｆaの測定とサンプリング信号ｂの作成とを共通
の基準信号ｈを用いて実施している。したがって、先に
設定されたサンプリング信号ｂの周波数ｆbと被測定信
号ａの繰り返し周波数ｆaとの間の周波数設定状態を正
確に維持でき、波形測定精度を向上できる。
【００３９】さらに、上述したように、サンプリング信
号ｂの周波数ｆbと被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaと
の間の周波数設定状態が正確に維持された状態におい
て、被測定信号ａの位相が変動すると、図３に示すよう
に、表示部２４に表示された実線で示す信号波形ｄが点
線で示す信号波形ｄ’のように移動する。したがって、
この移動量Ｔdを計測することによって、被測定信号ａ
における位相変動量φを把握できる。
号ｂの周波数ｆbと被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaと
の間の周波数設定状態が正確に維持された状態におい
て、被測定信号ａの位相が変動すると、図３に示すよう
に、表示部２４に表示された実線で示す信号波形ｄが点
線で示す信号波形ｄ’のように移動する。したがって、
この移動量Ｔdを計測することによって、被測定信号ａ
における位相変動量φを把握できる。
【００４０】また、前述したように、サンプリング信号
ｂの周波数ｆbと被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaとの
関係が(1)式を満たさなくなると、表示部２４に表示さ
れた信号波形ｄが継続してドリフトする。
ｂの周波数ｆbと被測定信号ａの繰り返し周波数ｆaとの
関係が(1)式を満たさなくなると、表示部２４に表示さ
れた信号波形ｄが継続してドリフトする。
【００４１】測定開始時刻から、例えば５〜１０秒の初
期測定期間だけ、周波数カウンタ１５を稼働させて、サ
ンプリング周波数設定部２０にて、(1)式を用いて正し
いサンプリング信号ｂの周波数ｆbを求めて、サンプリ
ング信号発生回路１６へ設定する。その初期測定期間経
過後に、周波数カウンタ１５及びサンプリング周波数設
定部２０の測定、演算動作を停止させ、サンプリング信
号ｂの周波数ｆbを最初測定期間に求めた値に固定す
る。さらに、前述した表示制御部２５の表示調整動作を
停止させる。
期測定期間だけ、周波数カウンタ１５を稼働させて、サ
ンプリング周波数設定部２０にて、(1)式を用いて正し
いサンプリング信号ｂの周波数ｆbを求めて、サンプリ
ング信号発生回路１６へ設定する。その初期測定期間経
過後に、周波数カウンタ１５及びサンプリング周波数設
定部２０の測定、演算動作を停止させ、サンプリング信
号ｂの周波数ｆbを最初測定期間に求めた値に固定す
る。さらに、前述した表示制御部２５の表示調整動作を
停止させる。
【００４２】このようにな状態において、被測定信号ａ
の繰り返し周波数ｆaが初期測定期間から周波数ドリフ
トすると、この周波数ドリフトに対応して、表示部２４
に表示された信号波形ｄが継続してドリフトする。した
がって、表示部２４に表示された信号波形ｄの単位時間
当たりのドリフト量を計測することによって、被測定信
号ａにおける周波数変化量を把握できる。
の繰り返し周波数ｆaが初期測定期間から周波数ドリフ
トすると、この周波数ドリフトに対応して、表示部２４
に表示された信号波形ｄが継続してドリフトする。した
がって、表示部２４に表示された信号波形ｄの単位時間
当たりのドリフト量を計測することによって、被測定信
号ａにおける周波数変化量を把握できる。
【００４３】（第２実施形態）図４は本発明の第２実施
形態に係わる波形測定装置の概略構成を示すブロック図
である。図１に示した第１実施形態の波形測定装置と同
一部には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を
省略する。
形態に係わる波形測定装置の概略構成を示すブロック図
である。図１に示した第１実施形態の波形測定装置と同
一部には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を
省略する。
【００４４】この第２実施形態の波形測定装置において
は、外部から入力された繰り返し周波数ｆaを有する被
測定信号ａはそのまま電界吸収型変調器１２へ入射され
ると共に、分波器１１で分波されてクロック再生器２６
へ入射される。
は、外部から入力された繰り返し周波数ｆaを有する被
測定信号ａはそのまま電界吸収型変調器１２へ入射され
ると共に、分波器１１で分波されてクロック再生器２６
へ入射される。
【００４５】クロック再生器２６は、入射された光信号
からなる被測定信号ａにおける繰り返し周期Ｔａの開始
タイミング、すなわち、繰り返し周期Ｔａ（周波数ｆ
a）のクロックを検出して、入射された光信号からなる
被測定信号ａを、周波数ｆa（繰り返し周波数）を有す
る電気信号である、図５（ｄ）に示す再生クロック信号
ｇに変換して次の周波数カウンタ１５へ送出する。
からなる被測定信号ａにおける繰り返し周期Ｔａの開始
タイミング、すなわち、繰り返し周期Ｔａ（周波数ｆ
a）のクロックを検出して、入射された光信号からなる
被測定信号ａを、周波数ｆa（繰り返し周波数）を有す
る電気信号である、図５（ｄ）に示す再生クロック信号
ｇに変換して次の周波数カウンタ１５へ送出する。
【００４６】周波数カウンタ１５は、入力された電気信
号の再生クロック信号ｇの周波数（繰り返し周波数ｆ
a）を測定して、測定された繰り返し周波数ｆaのデータ
を制御部１９のサンプリング周波数設定部２０へ送出す
る。これ以降の動作は、図１に示した第１実施形態の波
形測定装置の動作と同じである。
号の再生クロック信号ｇの周波数（繰り返し周波数ｆ
a）を測定して、測定された繰り返し周波数ｆaのデータ
を制御部１９のサンプリング周波数設定部２０へ送出す
る。これ以降の動作は、図１に示した第１実施形態の波
形測定装置の動作と同じである。
【００４７】このように構成された第２実施形態の波形
測定装置においても、周波数カウンタ１５で、被測定信
号ａの繰り返し周波数ｆaが測定できるので、第１実施
形態の波形測定装置と同様に、被測定信号ａの信号波形
ｄを任意の分解精度で測定できる。
測定装置においても、周波数カウンタ１５で、被測定信
号ａの繰り返し周波数ｆaが測定できるので、第１実施
形態の波形測定装置と同様に、被測定信号ａの信号波形
ｄを任意の分解精度で測定できる。
【００４８】さらに、この第２実施形態の波形測定装置
においては、クロック再生器２６を用いて、繰り返し周
期Ｔａ（周波数ｆa）のクロックを検出して再生クロッ
ク信号ｇを周波数カウンタ２８へ送出している。すなわ
ち、図５（ｂ）、（ｃ）の各波形に示すように、被測定
信号ｚの波形は様々な形状を有しており、図５（ａ）の
波形に示すように、繰り返し周期Ｔａ（周波数ｆa）毎
に、明確な１個のピーク波形が存在するとは限らない。
したがって、このような波形を有する被測定信号ａを周
波数カウンタ２６で直接繰り返し周波数ｆa（繰り返し
周期Ｔａ）を計数したとしても、誤って、多くのピーク
波形や少ないピーク波形を計数してしまい、誤った繰り
返し周波数ｆaを出力する懸念がある。
においては、クロック再生器２６を用いて、繰り返し周
期Ｔａ（周波数ｆa）のクロックを検出して再生クロッ
ク信号ｇを周波数カウンタ２８へ送出している。すなわ
ち、図５（ｂ）、（ｃ）の各波形に示すように、被測定
信号ｚの波形は様々な形状を有しており、図５（ａ）の
波形に示すように、繰り返し周期Ｔａ（周波数ｆa）毎
に、明確な１個のピーク波形が存在するとは限らない。
したがって、このような波形を有する被測定信号ａを周
波数カウンタ２６で直接繰り返し周波数ｆa（繰り返し
周期Ｔａ）を計数したとしても、誤って、多くのピーク
波形や少ないピーク波形を計数してしまい、誤った繰り
返し周波数ｆaを出力する懸念がある。
【００４９】そこで、クロック再生器２６を用いて被測
定信号ａのクロックを再生して図５（ｄ）に示す再生ク
ロック信号ｇを得ることにより、たとえ、被測定信号ａ
が図５（ｂ）、（ｃ）に示す複雑な波形を有していたと
しても、被測定信号ａの繰り返し周波数ｆa（繰り返し
周期Ｔａ）を高い精度で検出できる。
定信号ａのクロックを再生して図５（ｄ）に示す再生ク
ロック信号ｇを得ることにより、たとえ、被測定信号ａ
が図５（ｂ）、（ｃ）に示す複雑な波形を有していたと
しても、被測定信号ａの繰り返し周波数ｆa（繰り返し
周期Ｔａ）を高い精度で検出できる。
【００５０】なお、本発明は、上述した第１、第２の実
施形態装置に限定されるものではない。各波形測定装置
においては、周波数カウンタ１５で測定した被測定信号
ａの繰り返し周波数ｆaを自動的に制御部１９のサンプ
リング周波数設定部２０へ設定するようにした。
施形態装置に限定されるものではない。各波形測定装置
においては、周波数カウンタ１５で測定した被測定信号
ａの繰り返し周波数ｆaを自動的に制御部１９のサンプ
リング周波数設定部２０へ設定するようにした。
【００５１】しかしながら、周波数カウンタ１５の測定
値（繰り返し周波数ｆa）を操作者（オペレータ）が目
視で読取り、操作者（オペレータ）がマニュアル操作で
制御部１９のサンプリング周波数設定部２０へ設定する
ようにしてもよい。
値（繰り返し周波数ｆa）を操作者（オペレータ）が目
視で読取り、操作者（オペレータ）がマニュアル操作で
制御部１９のサンプリング周波数設定部２０へ設定する
ようにしてもよい。
【００５２】さらに、各実施形態装置においては、被測
定信号ａは光信号であると仮定した。しかし、被測定信
号ａは通常の電気信号であってもよい。この場合、電界
吸収型変調器１２の代りに、図７に示す通常の電気信号
に適用されるサンプリング回路１を採用し、さらに、受
光器１３、２１を除去する。
定信号ａは光信号であると仮定した。しかし、被測定信
号ａは通常の電気信号であってもよい。この場合、電界
吸収型変調器１２の代りに、図７に示す通常の電気信号
に適用されるサンプリング回路１を採用し、さらに、受
光器１３、２１を除去する。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波形測定
装置においては、被測定信号の繰り返し周波数の測定と
サンプリング信号の作成とを共通の基準信号を用いて実
施している。したがって、被測定信号をサンプリングす
るサンプリング信号の周波数を被測定信号の繰り返し周
波数に対して独立して任意に設定できるとともに、被測
定信号の繰り返し周波数に対する設定状態を正確に維持
でき、被測定信号の信号波形の測定精度を向上でき、さ
らに、信号波形を任意の分解精度で測定できる。
装置においては、被測定信号の繰り返し周波数の測定と
サンプリング信号の作成とを共通の基準信号を用いて実
施している。したがって、被測定信号をサンプリングす
るサンプリング信号の周波数を被測定信号の繰り返し周
波数に対して独立して任意に設定できるとともに、被測
定信号の繰り返し周波数に対する設定状態を正確に維持
でき、被測定信号の信号波形の測定精度を向上でき、さ
らに、信号波形を任意の分解精度で測定できる。
【図１】本発明の第１実施形態に係わる波形測定装置の
概略構成を示すブロック図
概略構成を示すブロック図
【図２】同第１実施形態の波形測定装置にて測定された
被測定信号の信号波形を示す図
被測定信号の信号波形を示す図
【図３】同じく第１実施形態の波形測定装置にて測定さ
れた被測定信号の信号波形を示す図
れた被測定信号の信号波形を示す図
【図４】本発明の第２実施形態に係わる波形測定装置の
概略構成を示すブロック図
概略構成を示すブロック図
【図５】同第２実施形態に係わる波形測定装置に組込ま
れたクロック再生器の効果を説明するための被測定信号
及び再生クロック信号の波形図
れたクロック再生器の効果を説明するための被測定信号
及び再生クロック信号の波形図
【図６】被測定信号の信号波形をサンプリング手法を用
いて求める原理を説明するための図
いて求める原理を説明するための図
【図７】従来の波形測定装置の概略構成を示すブロック
図
図
ａ…被測定信号 ｂ…サンプリング信号 ｄ…信号波形 ｇ…再生クロック信号 ｈ…基準信号 １１…分波器 １２…電界吸収型変調器 １３、２１…受光器 １４…基準信号発振器 １５…周波数カウンタ １６…サンプリング信号発生回路 １７…信号発生器 １８…波形整形回路 １９…制御部 ２０…サンプリング周波数設定部 ２３…データ処理部 ２４…表示部 ２５…表示制御部 ２６…クロック再生器
Claims (1)
- 【請求項１】 入力された任意の繰り返し周期を有する
被測定信号（ａ）を、この被測定信号の繰り返し周期よ
り長い周期を有するサンプリング信号（ｂ）でサンプリ
ングし、このサンプリングされた被測定信号の包絡線波
形を求め、この包絡線波形から前記被測定信号の信号波
形（ｄ）を求める波形測定装置において、 基準信号入力端子に印加されている基準信号を用いて前
記被測定信号の繰り返し周波数を測定する周波数測定手
段（１５）と、 この周波数測定手段で測定された繰り返し周波数を用い
て前記サンプリング信号の周波数を設定するサンプリン
グ周波数設定手段（２０）と、 基準信号入力端子に印加されている基準信号を用いて前
記サンプリング周波数設定手段で設定された周波数に対
応する周期を有するサンプリング信号を発生するサンプ
リング信号発生手段（１６）と、 基準信号を発生し、この基準信号を前記周波数測定手段
の基準信号入力端子及び前記サンプリング信号発生手段
の基準信号入力端子へ印加する基準信号発振器（１４）
とを備えた波形測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263592A JP4659190B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 波形測定装置 |
| US09/941,145 US6407686B1 (en) | 2000-08-31 | 2001-08-28 | Waveform measuring apparatus |
| EP01120805A EP1184670B1 (en) | 2000-08-31 | 2001-08-29 | Waveform measuring apparatus |
| DE60107911T DE60107911T2 (de) | 2000-08-31 | 2001-08-29 | Vorrichtung zum Messen von Wellenformen |
| CA002356403A CA2356403C (en) | 2000-08-31 | 2001-08-30 | Waveform measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000263592A JP4659190B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 波形測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=18751118
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000263592A Expired - Fee Related JP4659190B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 波形測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6407686B1 (ja) |
| EP (1) | EP1184670B1 (ja) |
| JP (1) | JP4659190B2 (ja) |
| CA (1) | CA2356403C (ja) |
| DE (1) | DE60107911T2 (ja) |
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| JP2006258664A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Agilent Technol Inc | 位相雑音測定方法、位相雑音測定装置、および、位相雑音測定プログラム |
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| WO2011060145A1 (en) | 2009-11-12 | 2011-05-19 | Paul Reed Smith Guitars Limited Partnership | A precision measurement of waveforms using deconvolution and windowing |
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