JP2022042838A - 誤り率測定装置、及び誤り率測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アイ開口の崩れが少なく、被測定信号の信号品質の評価に好ましいアイ開口形状を有する誤り率等高線図を描画可能な誤り率測定装置、及び誤り率測定方法を提供する。【解決手段】誤り率測定装置１において、測定制御部７ｄは、閾値電圧操作制御部７ｃ、位相操作制御部７ｂ及び誤り率測定部３ｆを制御して被測定信号であるＰＡＭ４信号の誤り率を測定する測定動作を行わせる。この測定動作に合わせて、アイダイヤグラム生成制御部７ｅは、誤り率／閾値電圧特性、及び誤り率／遅延量特性を算出し、該誤り率／閾値電圧特性と誤り率／遅延量特性とに基づき、誤り率が等しいポイント間が連続する線で結ばれたアイダイヤグラムを描画する。掃引回数制限部７ｄ１は、上記誤り率／遅延量特性の測定のための可変遅延器３ｄによる位相操作に係る掃引回数を１回に制限するよう制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、被測定信号の誤り率とクロック遅延量に関する特性、及び誤り率と閾値電圧に関する特性に基づいて閾値電圧とクロック遅延量に関する誤り率等高線図、所謂、アイダイヤグラムを描画する機能を有する誤り率測定装置、及び誤り率測定方法に関する。

スマートフォンやモバイル端末によるデータ通信量の増加に伴い、通信システムは膨大なデータを扱うようになり、通信システムを構成する各種の通信機器のインタフェースは高速化とシリアル伝送化が進んでいる。このような通信機器で採用されているＰＣＩｅ（登録商標）（Peripheral Component Interconnect Express）などのハイスピードシリアルバス（High Speed Serial Bus）の規格では、ＬＴＳＳＭ（Link Training and Status State Machine：「リンク状態管理機構」）と呼ばれるステートマシンにより、デバイス間の通信の初期化やリンク速度の調整などが管理されている。

インタフェースの高速化が著しい上記通信機器における信号の品質評価の指標の一つとして、受信データのうちビット誤りが発生した数と受信データの総数との比較として定義されるビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）が知られている。ＢＥＲ測定は、例えば、下記特許文献１～３に開示される誤り率測定装置などにより実現可能である。

特許文献１には、ＮＲＺ（Non-return-to-zero）信号のＢＥＲ測定に合わせて、閾値電圧と位相からアイダイヤグラムを予測することが開示されている。特許文献２には、同じくＮＲＺ信号のＢＥＲ測定に合わせて、閾値電圧マージン（許容可能なＢＥＲ領域となる電圧方向のずれ量の許容範囲と位相マージン（同、時間軸方向のずれ量の許容範囲）からアイマージン（上記両マージンを乗算して得られるアイパターンの面積）の測定を行うことが開示されている。特許文献３には、４値パルス振幅変調（Pulse-Amplitude Modulation）信号、すなわち、ＰＡＭ４信号において、低レベル、中レベル、高レベルのそれぞれの誤り率を測定することが開示されている。

特許文献１～３に記載された技術から示唆され得るように、誤り率測定装置において、被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）から入力される被測定信号の誤り率測定結果とクロック信号の遅延量の関係を示す特性、及び該誤り率測定結果と閾値電圧の関係を示す特性に基づきアイダイヤグラムを生成する機能を有するものが従来から知られていた。

特開２０１７－１４２０９０号公報 特開２０１９－２０１３１１号公報 特開２０２０－４３４８０号公報

上述したアイダイヤグラムを生成する機能を有する従来の誤り率測定装置においては、例えば、ＰＡＭ４信号を被測定信号（データ）として入力して誤り率の測定を行う場合に、誤り率測定器側の信号受信部において、クロック信号と入力するデータの位相関係を可変遅延器で操作しながらこのときに測定された誤り率とクロック信号の遅延量の関係を示す誤り率／遅延量特性を測定するとともに、入力するデータ（ＰＡＭ４信号）のレベル判定に用いる閾値電圧を操作しつつこのときに測定された誤り率と閾値電圧の関係を示す誤り率／閾値電圧特性を測定する。さらに誤り率測定装置では、測定した誤り率／遅延量特性と誤り率／閾値電圧特性とに基づき、閾値電圧対遅延量の平面上に誤り率の等高線図、所謂、アイダイヤグラムを描画するようになっている。

この種の従来の誤り率測定装置では、測定するボーレートが高くなってくると、可変遅延器の遅延量再現性が悪化してくる。例えば、遅延量を１．０ｐｓ（pico second） と指定しても 、実際は１．１ｐｓの遅延量になるといったことが起こる。０．１ｐｓの誤差は、１６Ｇｂａｕｄにおいては１．６ｍＵＩに相当するが、６４Ｇｂａｕｄにおいては６．４ｍＵＩになり、ボーレートが４倍になるとアイ開口に対する誤差も４倍に見える。

このように発生する誤差は、誤り率／遅延量特性の測定に際して可変遅延器による上記遅延量の関係を操作する動作を何度も行う（可変遅延器を何度も掃引する）ことによって発生する。その結果、遅延方向の誤り率を複数回測定すると、例えば、図１３（ｂ）に示すように、理想とするアイダイヤグラム波形（図１３（ａ）参照）に対してアイ開口が崩れて見えてしまうという問題があった。アイ開口の波形の崩れは、縦軸としての閾値電圧のアイ開口の中心領域近傍で遅延量方向に沿ってギザギザが発生する形態で現れることが多かった。

さらに、入力データがＰＡＭ４信号である誤り率測定装置では、クロック遅延量を初期値から１周期の範囲で動かすことを１掃引としてその掃引制御の回数（掃引回数）がＮＲＺ信号の場合に比べて３倍に増える。この結果、図１３（ａ）に見られるアイ開口の崩れよりもさらに顕著に崩れて見えてしまうという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、アイ開口の崩れが少なく、被測定信号の信号品質の評価に好ましいアイ開口形状を有する誤り率等高線図を描画可能な誤り率測定装置、及び誤り率測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る誤り率測定装置は、被測定信号として入力するデータの２値判定に用いる閾値電圧を順次変動させる閾値電圧操作を行う閾値電圧操作手段（３ｅ、７ｃ）と、前記２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を順次変動させて前記データと前記クロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作手段（３ｄ、７ｂ）と、前記位相操作手段による前記位相操作に係る掃引回数を１回に制限する掃引回数制限手段（７ｄ１）と、前記２値判定の判定結果を用いて前記データのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき前記データの誤り率を測定する誤り率測定手段（３ｆ）と、前記位相操作手段により操作された前記データと前記クロック信号の位相関係と、前記誤り率測定手段により測定された前記誤り率との関係を示す誤り率／遅延量特性、及び前記閾値電圧操作手段により操作された前記閾値電圧と前記誤り率測定手段により測定された前記誤り率との関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出するとともに、算出された前記誤り率／遅延量特性と前記誤り率／閾値電圧特性とに基づき、前記閾値電圧を示す縦軸と前記遅延量を示す横軸とを有する平面上に、測定された前記誤り率が等しいポイント間が連続する線で結ばれた誤り率等高等線図を描画する線図生成制御手段（７ｅ）と、を有することを特徴とする。

この構成により、本発明の請求項１に係る誤り率測定装置は、被測定信号として入力するデータに対するクロック信号の遅延量の操作に係る位相操作手段の掃引回数が減るため、誤り率の測定誤差が発生する回数が減って遅延量の再現性が高まり、アイ開口の形状が崩れ難くなる結果、高精度の線図を描画することが可能になる。

また、本発明の請求項２に係る誤り率測定装置は、前記被測定信号は、パルス振幅変調方式によるＰＡＭ４信号であり、Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３の各閾値電圧を用いて前記ＰＡＭ４信号の高レベル、中レベル、低レベルの３つのレベルの信号の０／１判定を行う０／１判別回路（３ｂ）と、前記０／１判定の結果を入力し前記ＰＡＭ４信号をＭＳＢ、ＬＳＢにデコードして前記誤り率測定手段に入力するデコード回路（３ｃ）と、を有し、前記閾値電圧操作手段は、前記各閾値電圧を操作し、前記位相操作手段は、操作された前記各閾値電圧に基づく前記３つのレベルの信号の０／１判定の結果に対する前記クロック信号の遅延量を操作し、前記線図生成制御手段は、前記３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイダイヤグラムを描画する構成であってもよい。

この構成により、本発明の請求項２に係る誤り率測定装置は、被測定信号として入力するＰＡＭ４信号の３つのレベルの信号について、該入力するＰＡＭ４信号に対するクロック信号の遅延量の操作に係る位相操作手段の掃引回数が、それぞれ、１回に限定されることになる。これにより、３つのレベルの信号のいずれについても誤り率の測定誤差が発生する回数が減って遅延量の再現性が高まり、３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイ開口について、形状の崩れが抑えられた高精度のアイダイヤグラムを描画することが可能になる。

上記課題を解決するために、本発明の請求項３に係る誤り率測定方法は、被測定信号として入力するデータの２値判定に用いる閾値電圧を順次変動させる閾値電圧操作を行う閾値電圧操作ステップ（Ｓ５４）と、前記２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を順次変動させて前記データと前記クロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作ステップ（Ｓ４４）と、前記位相操作ステップによる前記位相操作に係る掃引回数を１回に制限する掃引回数制限ステップ（Ｓ４６）と、前記２値判定の判定結果を用いて前記データのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき前記データの誤り率を測定する誤り率測定ステップ（Ｓ４５、Ｓ５５）と、前記位相操作ステップで操作された前記データと前記クロック信号の位相関係と、前記誤り率測定ステップで測定された前記誤り率との関係を示す誤り率／遅延量特性、及び前記閾値電圧操作ステップで操作された前記閾値電圧と前記誤り率測定ステップで測定された前記誤り率との関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出するとともに、算出された前記誤り率／遅延量特性と前記誤り率／閾値電圧特性とに基づき、前記閾値電圧を示す縦軸と前記遅延量を示す横軸とを有する平面上に、測定された前記誤り率が等しいポイント間が連続する線で結ばれた誤り率等高等線図を描画する線図生成制御ステップ（Ｓ６）と、を含むことを特徴とする。

この構成により、本発明の請求項３に係る誤り率測定方法は、被測定信号として入力するデータに対するクロック信号の遅延量の操作に係る位相操作ステップでの掃引回数が減るため、誤り率の測定誤差が発生する回数が減って遅延量の再現性が高まり、アイ開口の形状が崩れ難くなる結果、高精度の線図を描画することが可能になる。

また、本発明の請求項４に係る誤り率測定方法は、前記被測定信号は、パルス振幅変調方式によるＰＡＭ４信号であり、前記閾値電圧操作ステップでは、０／１判別回路（３ｂ）が前記ＰＡＭ４信号の高レベル、中レベル、低レベルの３つのレベルの信号の０／１判定を行うために用いるＶｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３の各閾値電圧を操作し、前記位相操作ステップでは、操作された前記各閾値電圧に基づく前記３つのレベルの信号の０／１判定結果に対する前記クロック信号の遅延量を操作し、前記線図生成制御ステップでは、前記３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイダイヤグラムを描画する構成であってもよい。

この構成により、本発明の請求項４に係る誤り率測定方法は、被測定信号として入力するＰＡＭ４信号の３つのレベルの信号について、該入力するＰＡＭ４信号に対するクロック信号の遅延量の操作に係る位相操作ステップでの掃引回数が、それぞれ、１回に限定されることになる。これにより、ＰＡＭ４信号の３つのレベルの信号のいずれについても誤り率の測定誤差が発生する回数が減って遅延量の再現性が高まり、３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイ開口について、形状の崩れが抑えられた高精度のアイダイヤグラムを描画することが可能になる。

本発明は、アイ開口の崩れが少なく、被測定信号の信号品質の評価に好ましいアイ開口形状を有する誤り率等高線図を描画可能な誤り率測定装置、及び誤り率測定方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置におけるＰＡＭ４信号のアイパターンの一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置の信号受信部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置の制御部の機能構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る測定装置におけるＰＡＭ４信号のアイダイヤグラム生成処理動作を示すフローチャートである。 図５のステップＳ４ａにおける誤り率／遅延量特性の測定処理動作を示すフローチャートである。 図５のステップＳ４ｂにおける誤り率／閾値電圧特性の測定処理動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置におけるＰＡＭ４信号の誤り率／遅延量特性及び誤り率／閾値電圧特性の測定イメージを示す図である。 図８に示す測定処理により測定されたＰＡＭ４信号の誤り率／遅延量特性及び誤り率／閾値電圧特性に基づくアイダイヤグラムの生成処理イメージを示す図である。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置におけるＰＡＭ４信号のアイダイヤグラムの生成処理手順を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置におけるＰＡＭ４信号の３つの信号レベルのアイダイヤグラムの描画パターンを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るＡＲＺ信号の誤り率測定装置における信号受信部の構成を示すブロック図である。 従来の誤り率測定装置におけるＰＡＭ４信号のアイダイヤグラムと理想的なアイダイヤグラムの描画パターンを示す概念図であり、（ａ）は理想的なアイダイヤグラムを、（ｂ）は従来の誤り率測定装置におけるアイダイヤグラムをそれぞれ示している。

以下、本発明に係る誤り率測定装置、及び誤り率測定方法の実施形態について図面を用いて説明する。

まず、本実施形態が対象とするＰＡＭ４信号について説明する。ＰＡＭ４方式は、情報信号の振幅をパルス信号の系列で符号化したパルス振幅変調信号として、論理「０」および「１」から構成されるビット列を、４つの電圧レベルまたは光電力のパルス信号として変調して伝送する方式である。

そして、ＰＡＭ４方式によるＰＡＭ４信号は、振幅がシンボルごとに４種類に分けられ、図２に示すように、４つの異なる振幅レベルＬ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を有し、全体の振幅電圧範囲がベースライン（Ｌ０：０レベル）から低電圧範囲Ｈ１、中電圧範囲Ｈ２、高電圧範囲Ｈ３に分けられ、ベースライン（Ｌ０：０レベル）に対する振幅レベルの大きさが異なるＵｐｐｅｒ信号（高レベル信号）、Ｍｉｄｄｌｅ信号（中レベル信号）、Ｌｏｗｅｒ信号（低レベル信号）による３つのアイパターン開口部が連続した振幅範囲の信号からなる。

本実施形態に係る誤り率測定装置１は、図１に示す構成を有し、所定の測定開始操作に基づいてパルスパターン発生器（Pulse Pattern Generator：ＰＰＧ）２から任意のパルスパターンを有するＰＡＭ４方式による試験信号（ＰＡＭ４信号）を発生させ、該試験信号を受信したＤＵＴ１０が送出するＰＡＭ４方式の信号を被測定信号として誤り率測定器（Error Detector：ＥＤ）３に入力して該被測定信号のビット誤り率を測定することでＤＵＴ１０の性能評価を行う装置である。

本実施形態において、ＥＤ３は、被測定信号として入力するデータ（以下、入力データ）と、該入力データの２値判定（１か０かの判定）の処理に用いるクロック信号との位相関係をユーザ操作に応じて操作する位相操作制御機能を有している。また、ＥＤ３は、位相操作制御機能によって操作された入力データとクロック信号の位相関係（クロック遅延量）と、測定された誤り率との関係を示す特性、所謂、バスタブ特性を算出するとともに、算出したバスタブ特性に基づいて入力データのジッタを求めるジッタ算出処理機能をさらに有している。

（ジッタについて）
ジッタは、ディジタル信号の時間軸方向の揺らぎである。この揺らぎの周期が長周期である時、具体的には変調周波数が１０Ｈｚ以上の変調周波数で揺らぎが発生する場合にジッタと定義される。ジッタは様々なジッタ成分から構成されている。上述したＴＪは広がりが有限なＤＪと、無限な広がりを持つＲＪで構成されている。

ジッタ量の単位には、ｎｓ（ナノ（１０^－９）秒）、ｐｓ（ピコ（１０^－１２）秒）、ｆｓ（フェムト（１０^－１５）秒）等の時間単位のほか、ユニットインターバル（Unit Interval：UI）が用いられる。UIとは、１ｂｉｔあたりのジッタ量の比率で、Jitter量をTj[ps]、1bit の間隔を Tbit [ps]としたとき、下式（ａ）によって算出される。
Jitter[UI] ＝ Tj ／Tbit ・・・ （ａ）

これにより、例えば、１０Ｇｂｉｔ／ｓの信号であれば、１ｂｉｔの間隔は１００ｐｓとなる。この信号に１０ｐｓのジッタが存在すれば、ジッタ量は０．１UIと算出されることとなる。

性能評価の対象（被測定対象）であるＤＵＴ１０は、背景技術の欄で挙げたインタフェースの高速化が進む通信機器等に用いられる、例えば、フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）回路等の各種デバイスで構成されている。性能評価の種別は有線系に限られるものであり、ＤＵＴ１０は、ＰＰＧ２及びＥＤ３と接続ケーブル等を用いて有線接続され、ＰＰＧ２からの試験信号を受信し、その応答信号としての所定の規格の被測定信号をＥＤ３に送出する。ＤＵＴ１０が対応する規格の例としては、OIF CEI-56G-VSR-PAM4、IEEE802.3bs、PCI Express Gen6、CEI（Common Electrical Interface）、Ethernet（登録商標）などが挙げられる。ＤＵＴ１０は、ビット列からなるデータを表す信号を送信するものであれば、上述したＦ／Ｆ回路等以外のデバイスで構成されていてもよい。

本実施形態に係る誤り率測定装置１の詳しい構成について図１～図４を参照して説明する。本実施形態に係る誤り率測定装置１は、図１に示すように、ＰＰＧ２、ＥＤ３、記憶部４、表示部５、操作部６、制御部７を備えて構成される。

ＰＰＧ２は、ＤＵＴ１０に試験信号としてのＰＡＭ４信号を送信するものであり、図１に示すように、集積回路などによって構成される信号送信部２ａ、ＲＡＭなどのメモリによって構成されるデータ記憶部２ｂを含んで構成される。

データ記憶部２ｂは、例えば１２８Ｍビットサイズからなる基準になるデータを予め記憶している。信号送信部２ａは、ユーザにより設定された測定パターンに基づいてデータ記憶部２ｂからデータを読み込んで該データを表すＰＡＭ４信号を生成し、該ＰＡＭ４信号を試験信号としてＤＵＴ１０に送信するようになっている。信号送信部２ａが送信するＰＡＭ４信号を生成するための具体的なパターン信号としては、それぞれパターン長が異なる各種疑似ランダムパターン（ＰＲＢＳ）や、ＰＲＢＳ１３Ｑ、ＰＲＱＳ１０、ＳＳＰＲ等のＰＡＭを評価するための評価用パターンがある。

ＥＤ３は、ＰＰＧ２からの試験信号が入力されたＤＵＴ１０が送出するＰＡＭ４信号を被測定信号として受信してＢＥＲ測定を行うパターン受信部としての機能を有するものであり、ＰＡＭデコーダとしての機能を有する信号受信部３ａ、及び誤り率測定部３ｆを含んで構成される。

信号受信部３ａは、ＰＡＭ４信号を被測定信号として入力し、該被測定信号のレベルをシンボルごとに検出することにより当該被測定信号を２値信号にデコードするものである。信号受信部３ａは、例えば、図３に示すように、ＰＡＭ４信号のＵｐｐｅｒ信号（高レベル信号）、Ｍｉｄｄｌｅ信号（中レベル信号）、Ｌｏｗｅｒ信号（低レベル信号）を０／１判別する０／１判別回路３ｂと、０／１判別回路３ｂにて０／１判別した判別信号からＰＡＭ４信号を最上位ビット列信号（ＭＳＢ）と最下位ビット列信号（ＬＳＢ）にデコードするデコード回路３ｃと、可変遅延器３ｄと、閾値電圧操作部３ｅと、を備えて構成されている。

０／１判別回路３ｂは、ＰＡＭ４信号が伝送される伝送線路に対し、３つの０／１判別器（第１の０／１判別器３ｂａ、第２の０／１判別器３ｂｂ、第３の０／１判別器３ｂｃ）が並列接続される。

第１の０／１判別器３ｂａは、ＰＡＭ４信号のＵｐｐｅｒ信号の０／１を第１の基準電圧Ｖｔｈ１との比較によって判別する。すなわち、第１の０／１判別器３ｂａは、図２（ａ）に示すように、Ｕｐｐｅｒ信号を第１の基準電圧Ｖｔｈ１で打ち抜いてＵｐｐｅｒ信号と第１の基準電圧Ｖｔｈ１とを比較し、Ｕｐｐｅｒ信号が第１の基準電圧Ｖｔｈ１以上であればＤＵ＝「１」を判別信号として出力し、Ｕｐｐｅｒ信号が第１の基準電圧Ｖｔｈ１以上でなければＤＵ＝「０」を判別信号として出力する。

第２の０／１判別器３ｂｂは、ＰＡＭ４信号のＭｉｄｄｌｅ信号の０／１を第２の基準電圧Ｖｔｈ２との比較によって判別する。すなわち、第２の０／１判別器３ｂｂは、図２（ａ）に示すように、Ｍｉｄｄｌｅ信号を第２の基準電圧Ｖｔｈ２で打ち抜いてＭｉｄｄｌｅ信号と第２の基準電圧Ｖｔｈ２とを比較し、Ｍｉｄｄｌｅ信号が第２の基準電圧Ｖｔｈ２以上であればＤＭ＝「１」を判別信号として出力し、Ｍｉｄｄｌｅ信号が第２の基準電圧Ｖｔｈ２以上でなければＤＭ＝「０」を判別信号として出力する。

第３の０／１判別器３ｂｃは、ＰＡＭ４信号のＬｏｗｅｒ信号の０／１を第３の基準電圧Ｖｔｈ３との比較によって判別する。すなわち、第３の０／１判別器３ｂｃは、図２（ａ）に示すように、Ｌｏｗｅｒ信号を第３の基準電圧Ｖｔｈ３で打ち抜いてＬｏｗｅｒ信号と第３の基準電圧Ｖｔｈ３とを比較し、Ｌｏｗｅｒ信号が第３の基準電圧Ｖｔｈ３以上であればＤＬ＝「１」を判別信号として出力し、Ｌｏｗｅｒ信号が第３の基準電圧Ｖｔｈ３以上でなければＤＬ＝「０」を判別信号として出力する。

デコード回路３ｃは、論理回路で構成され、例えば、図３に示すように、第１のＡＮＤ（論理積）回路３ｃａ、第２のＡＮＤ（論理積）回路３ｃｂ、第３のＡＮＤ（論理積）回路３ｃｃ、ＯＲ（論理和）回路３ｃｄを備える。

第１のＡＮＤ回路３ｃａは、第１の０／１判別器３ｂａからの判別信号（ＤＵ）と第３の０／１判別器３ｂｃからの判別信号（ＤＬ）とを入力として論理積演算を行う。

第２のＡＮＤ回路３ｃｂは、第１の０／１判別器３ｂａからの判別信号（ＤＵ）と第２の０／１判別器３ｂｂからの判別信号（ＤＭ）を反転した信号とを入力として論理積演算を行う。

第３のＡＮＤ回路３ｃｃは、第２の０／１判別器３ｂｂからの判別信号（ＤＭ）を反転した信号と第３の０／１判別器３ｂｃからの判別信号（ＤＬ）とを入力として論理積演算を行う。

ＯＲ回路３ｃｄは、第１のＡＮＤ回路３ｃａ、第２のＡＮＤ回路３ｃｂ、第３のＡＮＤ回路３ｃｃからの信号を入力として論理和演算を行う。

上述した構成を有する信号受信部３ａでは、第１の基準電圧Ｖｔｈ１を高電圧範囲Ｈ３に設定し、第２の基準電圧Ｖｔｈ２を中電圧範囲Ｈ２に設定し、第３の基準電圧Ｖｔｈ３を低電圧範囲Ｈ１に設定する。そして、ＰＡＭ４信号をデコードする際には、第１の基準電圧Ｖｔｈ１がＵｐｐｅｒ信号の打ち抜き、第２の基準電圧Ｖｔｈ２がＭｉｄｄｌｅ信号の打ち抜き、第３の基準電圧Ｖｔｈ３がＬｏｗｅｒ信号の打ち抜きに用いられる。

また、デコード回路３ｃでは、第２の０／１判別器３ｂｂからの判別信号（ＤＭ）をそのまま最上位ビット列信号（ＭＳＢ）として出力し、ＯＲ回路３ｃｄの出力を最下位ビット列信号（ＬＳＢ）として出力する。これにより、信号受信部３ａは、被測定信号としてのＰＡＭ４信号を取り込みつつ、該ＰＡＭ４信号から最上位ビット列信号（ＭＳＢ）及び最下位ビット列信号（ＬＳＢ）にデコード処理を行う。

可変遅延器３ｄは、ＥＤ３が、被測定信号として入力するデータ（以下、入力データ）と、該入力データの２値判定の処理に用いるクロック信号との位相関係を位相操作指令に応じて遅延操作するものである。具体的に、可変遅延器３ｄは０／１判別回路３ｂとデコード回路３ｃの間に配置され、操作部６でのユーザ操作に基づき位相操作制御部７ｂ（図４参照）から与えられる上記位相操作指令に応じて、０／１判別回路３ｂから出力される判別信号のデコード回路３ｃに対する入力タイミングを遅延させる制御を行う。可変遅延器３ｄは、位相操作制御部７ｂとともに、本発明の位相操作手段を構成する。

閾値電圧操作部３ｅは、上記入力データとしてのＰＡＭ４信号のＵｐｐｅｒ信号（高レベル信号）、Ｍｉｄｄｌｅ信号（中レベル信号）、Ｌｏｗｅｒ信号（低レベル信号）についてのそれぞれの０／１判定に用いる閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３を、閾値電圧操作指令に応じて変動操作するものである。閾値電圧操作部３ｅに対する上記閾値電圧操作指令は、操作部６でのユーザ操作に基づいて閾値電圧操作制御部７ｃ（図４参照）から与えられるようになっている。閾値電圧操作部３ｅは、閾値電圧操作制御部７ｃとともに、本発明の閾値電圧操作手段を構成する。

ＥＤ３において、誤り率測定部３ｆは、ビットエラー測定部としての機能を有し、同期検出部３ｆ１、比較部３ｆ２を備えて構成されている。同期検出部３ｆ１は、データ記憶部２ｂから読み込んだ基準となるデータ（参照信号）と、受信した入力データとを同期させるための処理を行い、同期が取れた場合にはその旨を比較部３ｆ２へ通知するようになっている。誤り率測定部３ｆは、本発明の誤り率測定手段を構成する。

比較部３ｆ２は、例えば、排他的論理和回路（ＥＸ－ＯＲ）により構成され、同期検出部３ｆ１から入力されるデータのパターン、すなわち、信号受信部３ａによりデコードされた２値信号（ＭＳＢ、ＬＳＢ）と上記参照信号（既定のパターン）とをシンボル（ビット）ごとに比較することにより、被測定信号のレベルと参照信号のレベルとが相違するビットエラーを測定する。２値信号（ＭＳＢ、ＬＳＢ）と参照信号とのシンボルごとのビットの比較結果は、比較データとして記憶部４の比較データ記憶領域に順次格納されるようになっている。ここで誤り率測定部３ｆは、上記比較データに基づき、全シンボル数に対するエラーとなったビットの割合を誤り率として算出し、算出した誤り率のデータを記憶部４にさらに記憶する構成であってもよい。

記憶部４は、上述した比較データ（誤り率のデータ）の他、操作部６にて設定される測定パターンのＰＡＭ４信号を発生させるためのパターンファイル、高電圧範囲Ｈ３の閾値電圧Ｖｔｈ１、中電圧範囲Ｈ２の閾値電圧Ｖｔｈ２、低電圧範囲Ｈ１の閾値電圧Ｖｔｈ３、制御部７の各機能部を実現するための処理プログラム等、各種の情報を記憶する。本実施形態においては、後述の誤り率と遅延量の関係を示す誤り率／遅延量特性データ、誤り率と閾値電圧操作量の関係を示す誤り率／閾値電圧特性データ、これら誤り率／遅延量特性データと誤り率／閾値電圧特性データから算出されるアイダイヤグラムのデータも記憶部４に記憶されるようになっている。

表示部５は、例えば液晶表示器などで構成され、ＢＥＲ測定に関わる設定画面や測定結果などを表示する。

操作部６は、例えば操作ノブ、各種キー、スイッチ、ボタンや表示部５の表示画面上のソフトキーなどで構成される。操作部６は、測定パターンの選択、誤り率の測定範囲、誤り率の測定の開始・終了の指示など、ＰＡＭ４信号の誤り率測定、誤り率／閾値電圧特性並びに誤り率／閾値電圧特性のデータ測定、測定されたデータに基づくアイダイヤグラムの生成に関わる各種設定を行う際にユーザにより操作される。

制御部７は、上述した各種デバイスをＤＵＴ１０としてビット誤り率（ＢＥＲ）を含む各種測定を行う際にＰＰＧ２、ＥＤ３、記憶部４、表示部５、操作部６を統括制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インタフェースを含むコンピュータ装置によって構成される。

このコンピュータ装置は、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、パラメータ設定部７ａ、位相操作制御部７ｂ、閾値電圧操作制御部７ｃ、測定制御部７ｄ、掃引回数制限部７ｄ１、アイダイヤグラム生成制御部７ｅ、表示制御部７ｆを実現している。

パラメータ設定部７ａは、ＰＡＭ４信号の誤り率測定を行うための各種のパラメータを設定するものである。この種のパラメータとしては、測定対象の信号の規格、誤り率の測定範囲、位相操作パターン、閾値電圧操作パターン、誤り率を算出するための閾値電圧操作の掃引回数などが挙げられる。

位相操作制御部７ｂは、後述する測定制御部７ｄでのＰＡＭ４信号の誤り率測定制御の実行中、ユーザによる操作部６で操作に基づいて信号受信部３ａの可変遅延器３ｄに対して位相操作指令を入力し、入力データとクロック信号との位相関係を操作させる（順次変動させる）制御を実行するようになっている。

閾値電圧操作制御部７ｃは、同じくＰＡＭ４信号の誤り率測定制御の実行中、ユーザによる操作部６での操作に基づいて信号受信部３ａの閾値電圧操作部３ｅに対して閾値電圧操作指令を入力し、入力データの０／１判定のための閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３（図２参照）を操作させる（順次変動させる）制御を実行するようになっている。

測定制御部７ｄは、設定された測定パラメータに基づいてＰＰＧ２から指定された規格のパルスパターンを有する試験信号（ＰＡＭ４信号）を発生させ、該試験信号を受信したＤＵＴ１０が送出するＰＡＭ４信号を被測定信号としてＥＤ３に入力して誤り率測定部３ｆで該被測定信号のビット誤り率を測定する誤り率測定制御を実行する。

具体的に、上記誤り率測定制御において、測定制御部７ｄは、可変遅延器３ｄ及び位相操作制御部７ｂ、閾値電圧操作部３ｅ及び閾値電圧操作制御部７ｃ、誤り率測定部３ｆを制御し、入力データに対し、位相関係を操作させつつ該入力データの被測定信号の誤り率を測定させるとともに、閾値電圧を操作させつつ入力データの誤り率を測定させる測定動作を実行する（図５のステップＳ４参照）。

掃引回数制限部７ｄ１は、上記測定動作に合わせて、誤り率／遅延量特性の測定のための可変遅延器３ｄによる位相操作に係る掃引回数を１回に制限する制御を行う。掃引回数制限部７ｄ１は、本発明の掃引回数制限手段を構成している。

アイダイヤグラム生成制御部７ｅは、位相操作制御部７ｂの制御による可変遅延器３ｄでの入力データとクロック信号との位相操作状況を監視しながら、該操作された入力データとクロック信号との位相関係（遅延量）と、該位相操作に合わせて測定された誤り率との関係を示す誤り率／遅延量特性をまず算出する。算出された誤り率／遅延量特性については、図８、図９の左下方に符号ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３を付してイメージ的に開示している。この誤り率／遅延量特性は、一般的に、バスタブ特性と呼称されている。アイダイヤグラム生成制御部７ｅは、本発明の線図生成制御手段を構成する。

また、アイダイヤグラム生成制御部７ｅは、閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３の電圧操作状況を監視しながら、該操作された閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３と該電圧操作に合わせて測定された誤り率の関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出する。算出された誤り率／閾値電圧特性については、図８、図９の右上方に符号ｄ２１、ｄ２２、ｄ２３を付してイメージ的に開示している。この誤り率／閾値電圧特性は、一般的に、Ｑ特性と呼称されている。

さらにアイダイヤグラム生成制御部７ｅは、上記のごとく生成した誤り率／遅延量特性と誤り率／閾値電圧特性に基づいてアイダイヤグラムを生成する処理を行う。アイダイヤグラムは、例えば、図１０、図１１に示すように、閾値電圧を示す縦軸と遅延量を示す横軸とを有する平面上に、測定された誤り率が等しいポイント間が連続する線で結ばれた誤り率等高等線図からなるものである。

表示制御部７ｆは、表示部５に対する各種情報の表示制御を行う。本実施形態において、表示制御部７ｆは、アイダイヤグラム生成制御部７ｅが生成した上記アイダイヤグラムを、例えば、表示部５に表示させる制御を行う。

このように、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、ＥＤ３が可変遅延器３ｄ、閾値電圧操作部３ｅを有している。ここで可変遅延器３ｄは、位相操作制御部７ｂの制御下で、ＰＡＭ４信号である入力データとクロック信号との位相関係の操作機能（以下、位相操作機能）を実現している。また、閾値電圧操作部３ｅは、閾値電圧操作制御部７ｃの制御下で、入力データに対するＰＡＭ４信号の３つのレベルの０／１判定に適用する閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３の操作機能（以下、閾値電圧操作機能）を実現している。

誤り率測定装置１は、位相操作機能によって上述した誤り率／遅延量特性に対応するデータを得ることができるとともに、閾値電圧操作機能により上述した誤り率／閾値電圧特性に対応するデータを得ることができる。これにより、誤り率測定装置１は、制御部７に設けられるアイダイヤグラム生成制御部７ｅにおいて、上記誤り率／遅延量特性に対応するデータ、及び上記誤り率／閾値電圧特性に対応するデータに基づいて被測定信号であるＰＡＭ４信号のアイダイヤグラムを生成することを可能としている。

次に、本実施形態に係る誤り率測定装置１におけるＰＡＭ４信号のアイダイヤグラム生成処理動作について図５に示すフローチャートを参照して説明する。

誤り率測定装置１においてジッタ測定処理を行うにはまず、ユーザが操作部６を操作して所望の測定パラメータの値を入力し、パラメータ設定部７ａがその入力された値を有する測定パラメータを設定する（ステップＳ１）。設定する測定パラメータとしては、試験信号の規格、誤り率の測定範囲、クロック信号の位相操作パターン、閾値電圧操作パターン、位相操作の掃引回数Ｎａ、閾値電圧操作の掃引回数Ｎｂ等が挙げられる。

試験信号の規格は、例えば、各種パターン長を有する擬似ランダム（Pseudo Random Binary Sequence：ＰＲＢＳ）パターンの中から所望する一つのパターンを選択的に指定することで設定する。誤り率の測定範囲は、上限値（ＢＥＲ_Ｕ）と下限値（ＢＥＲ_Ｌ）を指定することで設定する。クロック信号の位相操作パターンとしては、変動させる単位位相量、１掃引の周期等を設定する。閾値電圧操作パターンとしては、変動させる単位電圧、１掃引の周期等を設定する。閾値電圧操作の掃引回数Ｎｂは、任意の回数を設定する。これに対し、位相操作の掃引回数Ｎａは１回という設定しか行えないようになっている。

測定パラメータの設定完了後、測定制御部７ｄは、アイ番号１、２、３のうちからいずれか１つのアイ番号の選択を受け付ける処理を行う（ステップＳ２）。ここでアイ番号１、２、３は、それぞれ、図２に示すＵｐｐｅｒ信号、Ｍｉｄｄｌｅ信号、Ｌｏｗｅｒ信号にそれぞれ対応するアイパターン開口部を識別するための番号である。

ここでユーザが、操作部６を操作して所望のアイ番号を選択すると、測定制御部７ｄは、選択されたアイ番号に対応する電圧範囲（低電圧範囲Ｈ１、中電圧範囲Ｈ２、高電圧範囲Ｈ３のうちのいずれか）を測定対象として設定したうえで、誤り率の測定を開始することを指示する測定開始操作が行われたか否かを監視する（ステップＳ３）。ここで測定開始操作が行われてないと判定された場合（ステップＳ２でＮＯ）、測定制御部７ｄは当該監視を続行する（ステップＳ３）。

これに対し、測定開始操作が行われたと判定された場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、測定制御部７ｄは、可変遅延器３ｄ及び位相操作制御部７ｂ、閾値電圧操作部３ｅ及び閾値電圧操作制御部７ｃ、誤り率測定部３ｆをそれぞれ制御し、入力データに対し、位相関係を操作させつつ該入力データの被測定信号の誤り率を測定させるとともに、閾値電圧を操作させつつ入力データの誤り率を測定させる測定動作を実行する（ステップＳ４）。

ステップＳ４における測定動作においては、ステップＳ２で選択されたアイ番号に対応する電圧範囲における誤り率と遅延量の関係を示す誤り率／遅延量特性を測定する制御（ステップＳ４ａ）と、当該アイ番号に対応する電圧範囲における誤り率と閾値電圧の関係を示す誤り率／閾値電圧特性を測定する制御（ステップＳ４ｂ）が実行される。

ステップＳ４ａにおける誤り率／遅延量特性の測定制御動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

図６に示すように、誤り率／遅延量特性の測定制御が開始されると、測定制御部７ｄは、信号送信部２ａからステップＳ１で設定された規格の試験信号を送信させるように制御する（ステップＳ４１）。信号送信部２ａから試験信号が送信された後、ＤＵＴ１０が該試験信号を受信すると、当該ＤＵＴ１０はその応答信号として被測定信号を送信する。

ステップＳ４１で信号送信部２ａから試験信号を送信させる制御を行った後、測定制御部７ｄは、その試験信号の受信によりＤＵＴ１０が送出するＰＡＭ４信号である被測定信号を信号受信部３ａの０／１判別回路３ｂに順次入力させる（ステップＳ４２）。

その後、測定制御部７ｄは、入力するＰＡＭ４信号に対して０／１判別回路３ｂで０／１判別を行い、該０／１判別の判別信号をデコード回路３ｃでＭＳＢ、ＬＳＢにデコードしたうえでさらに誤り率測定部３ｆによりＰＡＭ４信号の誤り率を測定させるように制御する（ステップＳ４５）。

この間、ステップＳ４３において、位相操作制御部７ｂは、遅延操作ステップを示す番号ｎ１を＋１にインクリメントし、次いで、信号受信部３ａの可変遅延器３ｄを、当該番号ｎ１の位相操作ステップについて、入力するデータ（入力データ）に対してクロック信号をステップＳ１で設定された位相操作パターンで遅延させる位相操作制御を実施する。具体的に、位相操作制御部７ｂは、予め設定した１周期の範囲内で初期値から最後の位相値まで、上記番号ｎ１に対応する位相操作ステップごとに所定の位相値ずつ順に動かすようにクロック遅延量（Delay）を操作制御する（ステップＳ４４）。

上記ステップＳ４４での位相操作制御により、信号受信部３ａにおいては、入力するＰＡＭ４信号が上記位相操作後に０／１判別回路３ｂで０／１判別され、該０／１判別の判別信号がデコード回路３ｃでＭＳＢ、ＬＳＢにデコードされたうえで、ステップＳ４５で誤り率測定部３ｆによりＰＡＭ４信号の誤り率の測定が行われる（ステップＳ４５）。

上記ステップＳ４５で当該位相操作ステップにおける誤り率の測定が終了すると、次いで掃引回数制限部７ｄ１は、位相操作に係る１回の掃引が終了したか否かをチェックする（ステップＳ４６）。本実施形態においては、クロック遅延量を初期値から１周期の範囲で動かして入力データの誤り率を測定することを１掃引と定義するものとする。ここで位相操作に係る１回の掃引が終了していないと判定された場合（ステップＳ４６でＮＯ）、位相操作制御部７ｂは、ステップＳ４３以降の処理を繰り返し実施するように制御する。

上記処理を繰り返し実施している間に、位相操作に係る１回の掃引が終了したと判定されると（ステップＳ４６でＹＥＳ）、掃引回数制限部７ｄ１は、アイダイヤグラム生成制御部７ｅに対して誤り率／遅延量特性を算出することを指令するなど、次の回の掃引を実施しないように制御する（ステップＳ４７）。

上記指令により、アイダイヤグラム生成制御部７ｅは、上記１回の掃引（ステップＳ４３からステップＳ４６までの処理の繰り返し）に対応して誤り率測定部３ｆで測定された誤り率と、上記１回の掃引における各位相操作ステップでの遅延量（初期値から１周期の範囲内のクロック遅延量の変動）との関係を示す誤り率／遅延量特性（位相操作に関する１掃引に係る誤り率／遅延量特性）を算出する（ステップＳ４８）。アイダイヤグラム生成制御部７ｅは、算出した誤り率／遅延量特性のデータを記憶部４の所定の記憶領域に記憶し、その後、ステップＳ４ｂの処理に進む。

ステップＳ４ｂにおける誤り率／閾値電圧特性の測定制御動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

図７に示すように、誤り率／閾値電圧特性の測定制御が開始されると、測定制御部７ｄは、信号送信部２ａからステップＳ１で設定された規格の試験信号を送信させるように制御する（ステップＳ５１）。信号送信部２ａから試験信号が送信された後、ＤＵＴ１０が該試験信号を受信すると、当該ＤＵＴ１０はその応答信号として被測定信号を送信する。

ステップＳ５１で信号送信部２ａから試験信号を送信させる制御を行った後、測定制御部７ｄは、その試験信号の受信によりＤＵＴ１０が送出するＰＡＭ４信号である被測定信号を信号受信部３ａの０／１判別回路３ｂに順次入力させる（ステップＳ５２）。

その後、測定制御部７ｄは、入力するＰＡＭ４信号に対して０／１判別回路３ｂで０／１判別を行い、該０／１判別の判別信号をデコード回路３ｃでＭＳＢ、ＬＳＢにデコードしたうえでさらに誤り率測定部３ｆによりＰＡＭ４信号の誤り率を測定させるように制御する（ステップＳ５５）。

この間、ステップＳ５３において、閾値電圧操作制御部７ｃは、閾値電圧操作ステップを示す番号ｎ２を＋１にインクリメントし、次いで、信号受信部３ａの可変遅延器３ｄを、当該番号ｎ２の閾値電圧操作ステップについて、被測定信号として入力する入力データに対して閾値電圧をステップＳ１で設定された閾値電圧操作パターンで変動させる閾値電圧操作制御を実施する。具体的に、閾値電圧操作制御部７ｃは、予め設定した１周期の電圧範囲内で初期値から最後の値まで、上記番号ｎ２に対応する閾値電圧操作ステップごとに所定の電圧値ずつ順に動かすように閾値電圧を操作制御する（ステップＳ５４）。

上記ステップＳ５４での閾値電圧操作制御により、信号受信部３ａにおいては、０／１判別回路３ｂに入力する当該アイ番号に対応するＰＡＭ４信号が、順次操作される当該アイ番号に対応する閾値電圧によって０／１判別回路３ｂで０／１判別され、該０／１判別の判別信号がデコード回路３ｃでＭＳＢ、ＬＳＢにデコードされたうえで、ステップＳ５５で誤り率測定部３ｆによりＰＡＭ４信号の誤り率を測定が行われる。

上記ステップＳ５５で当該閾値電圧操作ステップにおける誤り率の測定が終了すると、次いで閾値電圧操作制御部７ｃは、閾値電圧操作に係る１回の掃引が終了したか否かをチェックする（ステップＳ５６）。ここで閾値電圧操作に係る１回の掃引が終了していないと判定された場合（ステップＳ５６でＮＯ）、閾値電圧操作制御部７ｃは、ステップＳ５３以降の処理を繰り返し実施するように制御する。

上記処理を繰り返し実施する間に、閾値電圧操作に係る１回の掃引が終了したと判定されると（ステップＳ５６でＹＥＳ）、さらに閾値電圧操作制御部７ｃは、閾値電圧操作に係る掃引回数Ｎ２が図５のステップＳ１で設定された既定の掃引回数に達したか否かを判定する（ステップＳ５７）。ここで閾値電圧操作に係る掃引回数Ｎ２が既定の掃引回数に達していないと判定された場合（ステップＳ５７でＮＯ）、ステップＳ５１からＳ５６の処理を実施して閾値電圧操作に係る次の回の掃引を実行させるように制御する。

ステップＳ５１からＳ５６の処理を繰り返し実施して掃引を続けている間に、閾値電圧操作に係る掃引回数Ｎ２が既定回数に達したと判定された場合（ステップＳ５７でＹＥＳ）、アイダイヤグラム生成制御部７ｅは、順次操作される閾値電圧と測定された誤り率との関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出する処理を行う（ステップＳ５８）。

ここでアイダイヤグラム生成制御部７ｅは、閾値電圧の操作に関する１回の掃引（ステップＳ５１からステップＳ５６までの処理の繰り返し）ごとに各閾値電圧操作ステップで誤り率測定部３ｆにより測定された誤り率と、各閾値電圧操作ステップで操作された閾値電圧の値との関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出し、該算出結果を１個のデータセットとして保持する。同様にしてアイダイヤグラム生成制御部７ｅは、規定の回数分のデータセットを算出し、これら規定の回数に対応する数（既定数）のデータセットから１つの誤り率／閾値電圧特性のデータを算出するようになっている。

図７のステップＳ５８における当該アイ番号に対応する誤り率／閾値電圧特性の算出処理が終了すると、次いでアイダイヤグラム生成制御部７ｅは、ステップＳ４８（図６参照）で測定された閾値／遅延量特性と、ステップＳ５８で測定された閾値／閾値電圧特性に基づいてＰＡＭ４信号のアイダイヤグラムを生成する処理を実行する（ステップＳ５）。

ステップＳ５でのアイダイヤグラムの生成完了後、表示制御部７ｆは、例えば、操作部６での所定の表示指示操作に基づいて、生成されたアイダイヤグラムを表示部５に描画させる描画処理を行わせるように制御する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ５におけるアイダイヤグラム生成処理、及びステップＳ６における描画処理については、後で図９～図１１を参照して詳述する。

ステップＳ６における描画処理については、ステップＳ５で生成されたアイダイヤグラムの表示機能として、誤り率測定装置１の表示部５の他、オシロスコープを併用する場合が考えられる。この場合、例えば、誤り率測定装置１でのＰＡＭ４信号の誤り率の測定結果である３つのアイパターンをオシロスコープの表示部に表示し、その状態で、所定のアイダイヤグラム表示指示操作を受け付けることで、例えば、表示中のアイパターンのうちの指定されたアイ番号に対応するアイパターンの開口部（アイパターン開口部）の内側の領域にアイダイヤグラム（図１０参照）をさらに描画する構成とすることも可能である。

上記ステップＳ６での描画処理に基づく表示部５、あるいはオシロスコープの表示部によるアイダイヤグラムの描画パターンの一例を図１０に示している。ユーザは、このアイダイヤグラムの表示形態から、当該アイ番号に対応する測定を終了するか否かを決定し、その決定に基づいて測定の終了、若しくは再測定の指示を行うようになっている。

再び図５に戻って説明を続けると、ステップＳ６におけるアイダイヤグラムの描画処理の実行後、測定制御部７ｄは、測定終了の指示があるか否かをチェックする（ステップＳ７）。ここで終了の指示がないと判定された場合（ステップＳ７でＮＯ）、測定制御部７ｄは、ステップＳ２以降の処理を継続させるように制御する。一方で、終了の指示があると判定された場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、測定制御部７ｄは、上述した一連のアイダイヤグラム表示処理を終了する制御を行う。

図５に示すアイダイヤグラム表示処理によれば、ユーザは、ステップＳ７において測定終了の指示を出すまでの間は、ステップＳ２で所望のアイ番号を逐次選択指定する操作を行うことによって、当該アイ番号のアイダイヤグラムの波形が測定終了可とする相応の波形、すなわち、被測定信号（入力データ）の信号品質の評価に好ましいアイ開口形状となるまで、当該所望のアイ番号に対応するアイダイヤグラムの生成、描画の処理を何度も繰り返して実施させることが可能となる。

次に、誤り率測定装置１における図５～図７に示す特定のステップの処理イメージについて、図８～図１１を参照してより詳しく説明する。

図８は、誤り率測定装置１におけるＰＡＭ４信号の誤り率／遅延量特性、及び誤り率／閾値電圧特性の測定（算出処理）イメージを示す図である。図８において、図８（ａ）は、図５のステップＳ４ａにおける入力データ（ＰＡＭ４信号）に対する遅延量操作（図６のステップＳ４４参照）、及び同ステップＳ４ｂにおける入力データに対する閾値操作（図７のステップＳ５４参照）の処理イメージを示している。

図８（ｂ１）は、図５のステップＳ４ａにおけるＵｐｐｅｒ信号（高レベル信号）を対象とする誤り率／遅延量特性ｄ１１の測定処理イメージを示している。同様に、図８（ｂ２）、（ｂ３）は、それぞれ、Ｍｉｄｄｌｅ信号、Ｌｏｗｅｒ信号の誤り率／遅延量特性ｄ１２、ｄ１３の測定処理イメージを示している。

図８（ｃ１）は、図５のステップＳ４ｂにおけるＵｐｐｅｒ信号の誤り率／閾値電圧特性ｄ２１の測定処理イメージを示している。同様に、図８（ｃ２）、（ｃ３）は、それぞれ、Ｍｉｄｄｌｅ信号、Ｌｏｗｅｒ信号の誤り率／閾値電圧特性ｄ２２、ｄ２３の測定処理イメージを示している。

図９は、図８に示す測定処理によって測定されたＰＡＭ４信号の誤り率／遅延量特性、及び誤り率／閾値電圧特性に基づくアイダイヤグラムの生成処理（図５のステップＳ６参照）のイメージを示す図である。図９において、図９（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）、及び図９（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）は、それぞれ、図８（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）、及び図８（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）と同様の処理イメージを示している。

図９（ａ）は、図９（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）に示す処理によってそれぞれ測定された誤り率／遅延量特性ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３と、図９（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）に示す処理によってそれぞれ測定された誤り率／閾値電圧特性ｄ２１、ｄ２２、ｄ２３と、に基づいて生成されるＰＡＭ４信号の各レベル信号（Ｕｐｐｅｒ信号、Ｍｉｄｄｌｅ信号、Ｌｏｗｅｒ信号）におけるアイダイヤグラムの描画パターン（図５のステップＳ６参照）を示している。

具体的に、図９（ａ）の上段には、図９（ｂ１）に示す誤り率／遅延量特性ｄ１１と、図９（ｃ１）に示す誤り率／閾値電圧特性ｄ２１とに基づくＰＡＭ４信号のＵｐｐｅｒ信号におけるアイダイヤグラムＥｄ１の描画パターンを示している。

また、図９（ａ）の中段には、図９（ｂ２）に示す誤り率／遅延量特性ｄ１２と、図９（ｃ２）に示す誤り率／閾値電圧特性ｄ２２とに基づくＰＡＭ４信号のＭｉｄｄｌｅ信号におけるアイダイヤグラムＥｄ２の描画パターンを示している。

さらに、図９（ａ）の下段には、図９（ｂ３）に示す誤り率／遅延量特性ｄ１３と、図９（ｃ３）に示す誤り率／閾値電圧特性ｄ２３とに基づくＰＡＭ４信号のＬｏｗｅｒ信号におけるアイダイヤグラムＥｄ３の描画パターンを示している。

図５に示すＰＡＭ４信号のアイダイヤグラム生成処理中、ステップＳ５では、図９（ａ）に示すアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３が生成され、同、ステップＳ６では、生成されたアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３が図９（ａ）に示す描画パターンとして例えばオシロスコープの表示部に表示される。

次に、図５のステップＳ５、及び図９（ａ）におけるアイダイヤグラム生成処理についてさらに詳しく説明する。

アイダイヤグラムは、誤り率／遅延量特性の測定結果（図５のステップＳ４ａ、図９（ｂ１）～（ｂ３）参照）と、誤り率／閾値電圧特性の測定結果（図５のステップＳ４ｂ、図９（ｃ１）～（ｃ３）参照）とに基づいて、例えば、図１０に示すように、縦軸を閾値電圧、横軸を遅延量とする２次元平面上に、誤り率の等高線を引いて誤り率等高等線図化したものである。誤り率の等高線は、測定された誤り率が等しいポイント間を結ぶ連続した線である。

誤り率の等高線を引くための具体的処理としては、測定制御部７ｄは、遅延量方向には閾値電圧を固定し、遅延量を動かしつつ誤り率を測定するように位相操作制御部７ｂ、閾値電圧操作制御部７ｃ、誤り率測定部３ｆを制御する。一方で、測定制御部７ｄは、遅延量を固定し、閾値電圧を動かすことで、閾値電圧方向の誤り率を測定するように位相操作制御部７ｂ、閾値電圧操作制御部７ｃ、誤り率測定部３ｆを制御する。以上の制御に際し、固定する閾値電圧、遅延量を幾つか選ぶことにより、図１０に示すパターン形状を有する等高線を引く（描画する）ことが可能となる。

図１０においては、特に、誤り率として、（１Ｅ－９）、（１Ｅ－８）、（１Ｅ－７）を指定した場合の各誤り率に対応する３つのアイダイヤグラムのパターン形状の一例を開示している。

図５のステップＳ５、及び図９（ａ）においては、図５のステップＳ２におけるアイ番号の選択的受付処理に応じて、ＰＡＭ４信号のＵｐｐｅｒ信号、Ｍｉｄｄｌｅ信号、Ｌｏｗｅｒ信号ごとに図１０に示すパターン形状を有するアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３がそれぞれ生成される。

上記処理に基づいて生成されるＰＡＭ４信号の３つのアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３の描画パターンの具体例を図１１に示している。

本実施形態に係る誤り率測定装置１において、ユーザは、図５のステップＳ６での描画処理によって表示されるアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３の形状を確認しながら、所望の形状が得られるまで、ステップＳ２～Ｓ６の処理を繰り返し実施させることができる。ここで所望の形状としては、アイ開口が崩れていない形状が好ましい。

アイ開口が崩れることを極力回避するために、本実施形態に係る誤り率測定装置１では、例えば、図６のステップＳ４６に示すように、位相操作制御部７ｂにおいて、１つのアイ開口につき遅延量の操作に係る可変遅延器３ｄによる掃引を１回しか実施しないように制御するようになっている。

ＰＡＭ４信号の場合、３つのアイ開口を有する（図１１参照）ことから、遅延方向の掃引回数はアイ開口が１つのＮＲＺ信号に比べて３倍に増えることになる。このような条件下にあって、アイ開口ごとに可変遅延器３ｄの掃引を１回しか行わないようにすることで、１アイごとに複数回掃引を実施していたときに比べると、誤差が生じる回数が減り、その誤差の影響を受ける回数も減ることになる。

図１１に示す例においては、ＰＡＭ４信号におけるＵｐｐｅｒ信号（高レベル信号）、Ｍｉｄｄｌｅ信号（中レベル信号）、Ｌｏｗｅｒ信号（低レベル信号）による３つのアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３のいずれにおいても、可変遅延器３ｄの掃引を複数回実施することに伴うアイ開口の崩れが低減されている。

具体的に、本実施形態に係るアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３と、図１３（ｂ）に示す、遅延量に関する掃引を複数回実施する従来装置におけるアイダイヤグラムを比較してみると、本実施形態に係るアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３の、特に、閾値電圧の中心部付近において、遅延量の再現性低下、すなわち、遅延量方向への波形の不自然な伸び縮み（ギザギザ）の発生が従来に比べてうまく抑えられている。一方で、本実施形態に係るアイダイヤグラムＥｄ１、Ｅｄ２、Ｅｄ３は、図１３（ａ）に示すＰＡＭ４信号のアイダイヤグラムの理想とする形状に極めて近い形状が得られている。

このように、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、被測定信号として入力するデータの２値判定に用いる閾値電圧を順次変動させる閾値電圧操作を行う閾値電圧操作部３ｅ及び閾値電圧操作制御部７ｃと、２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を順次変動させてデータとクロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う可変遅延器３ｄ及び位相操作制御部７ｂと、可変遅延器３ｄによる位相操作に係る掃引回数を１回に制限する掃引回数制限部７ｄ１と、２値判定の判定結果を用いてデータのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づきデータの誤り率を測定する誤り率測定部３ｆと、位相操作制御部７ｂにより操作されたデータとクロック信号の位相関係と、誤り率測定部３ｆにより測定された誤り率との関係を示す誤り率／遅延量特性、及び閾値電圧操作部３ｅにより操作された閾値電圧と誤り率測定部３ｆにより測定された誤り率との関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出するとともに、算出された誤り率／遅延量特性と誤り率／閾値電圧特性とに基づき、閾値電圧を示す縦軸と遅延量を示す横軸とを有する平面上に、測定された誤り率が等しいポイント間が連続する線で結ばれたアイダイヤグラムを描画するアイダイヤグラム生成制御部７ｅと、を有する構成である。

この構成により、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、被測定信号として入力するデータに対するクロック信号の遅延量の操作に係る可変遅延器３ｄの掃引回数が減るため、誤り率の測定誤差が発生する回数が減って遅延量の再現性が高まり、アイ開口の形状が崩れ難くなる結果、高精度の線図を描画することが可能になる。

また、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、被測定信号がパルス振幅変調方式によるＰＡＭ４信号であり、Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３の各閾値電圧を用いてＰＡＭ４信号の高レベル、中レベル、低レベルの３つのレベルの信号の０／１判定を行う０／１判別回路３ｂと、０／１判定の結果を入力しＰＡＭ４信号をＭＳＢ、ＬＳＢにデコードして誤り率測定部３ｆに入力するデコード回路３ｃと、を有し、閾値電圧操作部３ｅは、各閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３を操作し、可変遅延器３ｄは、操作された各閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３に基づく３つレベルの信号の０／１判定の結果に対するクロック信号の遅延量を操作し、アイダイヤグラム生成制御部７ｅは、上記３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイダイヤグラムを描画する構成である。

この構成により、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、被測定信号として入力するＰＡＭ４信号の３つのレベルの信号について、該入力するＰＡＭ４信号に対するクロック信号の遅延量の操作に係る可変遅延器３ｄの掃引回数が、それぞれ、１回に限定されることになる。これにより、ＰＡＭ４信号の高レベル、中レベル、低レベルの３つのレベルの信号のいずれについても誤り率の測定誤差が発生する回数が減って遅延量の再現性が高まり、３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイ開口について、形状の崩れが抑えられた高精度のアイダイヤグラムを描画することが可能になる。

また、本実施形態に係る誤り率測定方法は、被測定信号として入力するデータの２値判定に用いる閾値電圧を順次変動させる閾値電圧操作を行う閾値電圧操作ステップ（Ｓ５４）と、２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を順次変動させてデータとクロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作ステップ（Ｓ４４）と、位相操作ステップによる位相操作に係る掃引回数を１回に制限する掃引回数制限ステップ（Ｓ４６）と、２値判定の判定結果を用いてデータのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づきデータの誤り率を測定する誤り率測定ステップ（Ｓ４５、Ｓ５５）と、位相操作ステップで操作されたデータとクロック信号の位相関係と、誤り率測定ステップで測定された誤り率との関係を示す誤り率／遅延量特性、及び閾値電圧操作ステップで操作された閾値電圧と誤り率測定ステップで測定された誤り率との関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出するとともに、算出された誤り率／遅延量特性と誤り率／閾値電圧特性とに基づき、閾値電圧を示す縦軸と前記遅延量を示す横軸とを有する平面上に、測定された誤り率が等しいポイント間が連続する線で結ばれた誤り率等高等線図を描画する線図生成制御ステップ（Ｓ６）と、を含んでいる。

この構成により、本実施形態に係る誤り率測定方法は、被測定信号として入力するデータに対するクロック信号の遅延量の操作に係る位相操作ステップでの掃引回数が減るため、誤り率の測定誤差が発生する回数が減って遅延量の再現性が高まり、アイ開口の形状が崩れ難くなる結果、高精度の線図を描画することが可能になる。

また、本実施形態に係る誤り率測定方法において、被測定信号は、パルス振幅変調方式によるＰＡＭ４信号であり、閾値電圧操作ステップでは、０／１判別回路３ｂがＰＡＭ４信号の高レベル、中レベル、低レベルの３つのレベルの信号の０／１判定を行うために用いるＶｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３の各閾値電圧を操作し、位相操作ステップでは、操作された各閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３に基づく３つレベルの信号の０／１判定結果に対するクロック信号の遅延量を操作し、線図生成制御ステップでは、３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイダイヤグラムを描画する構成を有する。

この構成により、本実施形態に係る誤り率測定方法は、被測定信号として入力するＰＡＭ４信号の３つのレベルの信号について、該入力するＰＡＭ４信号に対するクロック信号の遅延量の操作に係る位相操作ステップでの掃引回数が、それぞれ、１回に限定されることになる。これにより、ＰＡＭ４信号の３つのレベルの信号のいずれについても誤り率の測定誤差が発生する回数が減って遅延量の再現性が高まり、３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイ開口について、形状の崩れが抑えられた高精度のアイダイヤグラムを描画することが可能になる。

（他の実施形態）
上述した実施形態においては、ＰＡＭ４信号のアイダイヤグラムの生成、描画処理について述べてきたが、本発明は、他の実施形態として、誤り率測定装置１の信号受信部３ａに代えて、例えば、図１２に示す構成を有する信号受信部３０を採用することでＮＲＺ信号のアイダイヤグラムの生成、描画処理にも適用可能である。

図１２に示すように、他の実施形態に係る信号受信部３０は、被測定信号として入力するＮＲＺ信号の２値（０、または１）判定を行う０／１判定器３１と、０／１判定器３１に入力する被測定信号とクロック信号の遅延量を操作する可変遅延器３２と、上記２値判定に用いる閾値電圧を操作する閾値電圧操作部３３と、を備えて構成されている。かかる構成により、他の実施形態においては、位相操作制御部４０、及び閾値電圧操作制御部４１から可変遅延器３２、及び閾値電圧操作部３３を制御して遅延操作（位相操作）、及び閾値電圧操作を実施しながら、ＮＲＺ信号のアイダイヤグラムの生成、描画処理を行うことができる。

以上のように、本発明に係る誤り率測定装置、及び誤り率測定方法は、アイ開口の崩れが少なく、被測定信号の信号品質の評価に好ましいアイ開口形状を有する誤り率等高線図を描画可能であるという効果を奏し、遅延量及び閾値電圧を操作しつつ誤り率を測定して得た特性に基づくアイダイヤグラムの描画機能を有する誤り率測定装置、及び誤り率測定方法全般に有用である。

１ 誤り率測定装置
２ パルスパターン発生器（ＰＰＧ）
３ 誤り率測定器（ＥＤ）
３ａ 信号受信部
３ｂ ０／１判別回路
３ｃ デコード回路
３ｄ 可変遅延器（位相操作手段）
３ｅ 閾値電圧操作部（閾値電圧操作手段）
３ｆ 誤り率測定部（誤り率測定手段）
７ 制御部
７ｂ 位相操作制御部（位相操作手段）
７ｃ 閾値電圧操作制御部（閾値電圧操作手段）
７ｄ 測定制御部
７ｄ１ 掃引回数制限部（掃引回数制限手段）
７ｅ アイダイヤグラム生成制御部（線図生成制御手段）

Claims (4)

1. 被測定信号として入力するデータの２値判定に用いる閾値電圧を順次変動させる閾値電圧操作を行う閾値電圧操作手段（３ｅ、７ｃ）と、
   前記２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を順次変動させて前記データと前記クロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作手段（３ｄ、７ｂ）と、
   前記位相操作手段による前記位相操作に係る掃引回数を１回に制限する掃引回数制限手段（７ｄ１）と、
   前記２値判定の判定結果を用いて前記データのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき前記データの誤り率を測定する誤り率測定手段（３ｆ）と、
   前記位相操作手段により操作された前記データと前記クロック信号の位相関係と、前記誤り率測定手段により測定された前記誤り率との関係を示す誤り率／遅延量特性、及び前記閾値電圧操作手段により操作された前記閾値電圧と前記誤り率測定手段により測定された前記誤り率との関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出するとともに、算出された前記誤り率／遅延量特性と前記誤り率／閾値電圧特性とに基づき、前記閾値電圧を示す縦軸と前記遅延量を示す横軸とを有する平面上に、測定された前記誤り率が等しいポイント間が連続する線で結ばれた誤り率等高等線図を描画する線図生成制御手段（７ｅ）と、
   を有することを特徴とする誤り率測定装置。
2. 前記被測定信号は、パルス振幅変調方式によるＰＡＭ４信号であり、
   Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３の各閾値電圧を用いて前記ＰＡＭ４信号の高レベル、中レベル、低レベルの３つのレベルの信号の０／１判定を行う０／１判別回路（３ｂ）と、
   前記０／１判定の結果を入力し前記ＰＡＭ４信号をＭＳＢ、ＬＳＢにデコードして前記誤り率測定手段に入力するデコード回路（３ｃ）と、を有し、
   前記閾値電圧操作手段は、前記各閾値電圧を操作し、
   前記位相操作手段は、操作された前記各閾値電圧に基づく前記３つのレベルの信号の０／１判定の結果に対する前記クロック信号の遅延量を操作し、
   前記線図生成制御手段は、前記３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイダイヤグラムを描画することを特徴とする請求項１に記載の誤り率測定装置。
3. 被測定信号として入力するデータの２値判定に用いる閾値電圧を順次変動させる閾値電圧操作を行う閾値電圧操作ステップ（Ｓ５４）と、
   前記２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を順次変動させて前記データと前記クロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作ステップ（Ｓ４４）と、
   前記位相操作ステップによる前記位相操作に係る掃引回数を１回に制限する掃引回数制限ステップ（Ｓ４６）と、
   前記２値判定の判定結果を用いて前記データのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき前記データの誤り率を測定する誤り率測定ステップ（Ｓ４５、Ｓ５５）と、
   前記位相操作ステップで操作された前記データと前記クロック信号の位相関係と、前記誤り率測定ステップで測定された前記誤り率との関係を示す誤り率／遅延量特性、及び前記閾値電圧操作ステップで操作された前記閾値電圧と前記誤り率測定ステップで測定された前記誤り率との関係を示す誤り率／閾値電圧特性を算出するとともに、算出された前記誤り率／遅延量特性と前記誤り率／閾値電圧特性とに基づき、前記閾値電圧を示す縦軸と前記遅延量を示す横軸とを有する平面上に、測定された前記誤り率が等しいポイント間が連続する線で結ばれた誤り率等高等線図を描画する線図生成制御ステップ（Ｓ６）と、
   を含むことを特徴とする誤り率測定方法。
4. 前記被測定信号は、パルス振幅変調方式によるＰＡＭ４信号であり、
   前記閾値電圧操作ステップでは、０／１判別回路（３ｂ）が前記ＰＡＭ４信号の高レベル、中レベル、低レベルの３つのレベルの信号の０／１判定を行うために用いるＶｔｈ１、Ｖｔｈ２、Ｖｔｈ３の各閾値電圧を操作し、
   前記位相操作ステップでは、操作された前記各閾値電圧に基づく前記３つのレベルの信号の０／１判定結果に対する前記クロック信号の遅延量を操作し、
   前記線図生成制御ステップでは、前記３つのレベルの信号にそれぞれ対応する３つのアイダイヤグラムを描画することを特徴とする請求項３に記載の誤り率測定方法。

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