JP2654737B2 - 等価時間サンプリング装置 - Google Patents
等価時間サンプリング装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
- 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
- G01R13/345—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies for displaying sampled signals by using digital processors by intermediate A.D. and D.A. convertors (control circuits for CRT indicators)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
置、特に発振器を使用してサンプル及びホールド・トリ
ガ信号を発生するサンプリング・オシロスコープ用の等
価時間サンプリング装置に関する。
プリング・オシロスコープは、高い帯域の波形の電圧対
時間表示を行うために使用する。この様なサンプリング
・オシロスコープでは、サンプル及びホールド回路は、
波形上の数個の異なる点でトリガされる。このトリガ動
作は図7に示す様に、最終的に波形の全ての点がサンプ
ルされるように順番に行われる。ある一般的方法では、
連続する各サンプル点は、トリガ点からの時間間隔が、
直前のサンプル点より時間Δtだけ遠くなっている。そ
の結果、波形周期の大部分で測定されるサンプル点は、
単調に等しい増加分で移動する。この技術は、シーケン
シャル・サンプリングとして知られている。
ンプリング装置では、直接トリガ信号は入力波形からト
リガ発生器を介して得られる。直接トリガ信号は、可変
遅延発生器を通過して遅延トリガ信号となり、その遅延
量は、階段波発生器からの遅延制御信号によって決ま
る。遅延制御信号は、サンプル動作のための「時間座
標」を生成する。遅延トリガ信号は、一時的にサンプル
及びホールド回路をオンにし、波形の振幅値を捕らえ
る。振幅値及び時間座標は蓄積されて、表示器に表示さ
れる。等価時間サンプリング装置において、外部クロッ
クを使用することなく、簡単な構成で繰り返し成分を含
む波形内のジッタを観測できることが望ましい。
クを使用することなく、繰り返し成分を含む波形内のジ
ッタを観測できる簡単な構成の等価時間サンプリング装
置の提供にある。
間サンプリング装置は、発振器を使用し、サンプル及び
ホールド回路用のトリガ信号を発生する。繰り返し成分
を有する波形は、トリガ発生器に供給され、繰り返し波
形に調波的に関係する周期信号を生成する。周期信号
は、オフセット固定発振器の一方の入力端子及び分周器
に供給される。分周器の出力信号は、オフセット固定発
振器の第2入力端子に供給される。オフセット固定発振
器は、2つの入力周波数の差である周波数を有するサン
プリング信号を生成する。サンプリング信号は、サンプ
ル及びホールド回路に供給され、入力波形全体にわたり
サンプル点の位相が等しい増加分で移動するようにし、
波形の各取込みサイクル毎に1サンプル点が取り込まれ
る。オフセット固定発振器の位相固定ループは、周期信
号の位相ジッタを平均化し、所定周波数以上のジッタが
表示できる。すなわち、これは、位相固定ループ内のル
ープ帯域フィルタにて所定周波数以上のジッタが平均化
されないために、オフセット固定発振器が所定周波数以
上のジッタに応答せず、波形内のかかるジッタを表示で
きるためである。
を示すブロック図である。図1において、特定のクロッ
ク速度のデジタル通信信号の様な繰り返し成分を有する
波形は、サンプル及びホールド回路10と従来のトリガ
発生器12とに入力される。トリガ発生器12の出力信
号は、繰り返し成分の周波数の高調波に相当する周波数
Frepの周期信号であるトリガ信号である。波形が、
典型的な直列デジタル通信路における様な複雑なパター
ンを含む場合は、データ・クロック抽出器をトリガ発生
器として使用してもよく、抽出されたクロック信号又は
その高調波は周期信号である。周期信号は、オフセット
周波数ΔFと共にオフセット固定発振器14に入力され
る。位置1及び2を有するスイッチで表すように、オフ
セット周波数は、周期信号又はオフセット固定発振器1
4の出力信号から除算回路16を介して得られる。オフ
セット固定発振器14は、発振器に入力される周波数の
和又は差である周波数Fo、即ちFo=Frep+/−
ΔFであるサンプル及びホールド回路10用の制御信号
を出力する。なお、「+/−」は、プラス又はマイナス
を意味する。また、この制御信号は、周期信号に対し
て、ΔFの周期ずつ順次遅延した時点又は増加した時点
に発生する点に留意されたい。除算回路16への入力信
号が周期信号Frep(スイッチが位置1)である場
合、Fo=Frep×(NM+/−1)/NMである。
除算回路16への入力信号が、オフセット固定発振器1
4の出力信号である場合、(スイッチが位置2)、Fo
=Frep×NM/(NM+/−1)である。ΔFが2
つの位置間の定数であるべきであれば、NMの値は、そ
れに応じて調整される。そうでなければ、ΔFの値は、
選択した位置に応じて異なる。図1では、スイッチは除
算回路16を入力信号源側に選択しているが、位置の選
択は、回路及び配線の設計の際に行ってもよい。制御信
号は、シーケンシャル・サンプリングを行うために、各
取込みサイクル毎のサンプリング点の位相を波形全体に
わたり等しい増加分で移動する。オフセット固定された
発振器14の公称周波数は、周期信号の期待周波数にほ
ぼ等しい。
グ装置の更に詳細な第1実施例を示すブロック図であ
る。図2では、周期信号Frepは、第1除算器18に
入力され、その出力信号は従来の傾斜掃引発生器20に
入力され、傾斜掃引発生器20は周期信号のNサイクル
毎にトリガされる。第1除算器18の出力信号は、第2
除算器22にも入力され、その出力信号はオフセット周
波数ΔF=Frep/(N×M)となる。周期信号は混
合器24にも入力され、一方、オフセット周波数信号は
位相検出器26に入力される。混合器24の出力信号
は、位相検出器26に入力され、ループ・フィルタ28
を介した位相検出器26の出力信号は、電圧制御発振器
(VCO)30用の周波数制御信号となる。VCO30
は、混合器24に第2の入力信片を供給して位相ロック
・ループを構成し、VCO30の出力信号の周波数Fo
は、周期信号周波数及びオフセット周波数の和又は差で
ある。他の方法としては、図2に示す様に、第2除算器
22の入力信号はVCO30の出力信号でもよく、同一
のオフセット周波数を望むならそれに応じて除数を変化
させる。入力波形が約3.58MHzの副搬送波のテレ
ビジョン・データ通信信号である場合、オフセット周波
数は20Hz程度であり、即ちN×Mは大体179,0
00である。VCOの出力信号は、入力波形の各取込み
サイクル毎にサンプルを得るためにサンプル及びホール
ド回路10に供給される制御信号となる。第3除算器3
2をVCO30とサンプル及びホールド回路10との間
に挿入し、サンプリング速度を低くしてもよい。VCO
制御ループ帯域幅を適切に選択することにより、水晶の
様なVCOの発振素子は、ある周波数より上の入力波形
内のジッタに応答しない。これにより、この周波数より
高い入力波形内のどのジッタも示す表示が行える。周波
数折点(frequency corner)を適切に
選択することにより、外部クロックを必要とせずに、簡
単なジッタ・マスクを効果的に実現できる。
ング装置の更に詳細な第2の実施例を示す。図3におい
て、第2除算器22’は、オフセット周波数の直角位相
形式Δ^Fを生成する。周期信号は2つの混合器34、
36に入力され、オフセット周波数は混合器34に入力
され、直角位相オフセット周波数は混合器36に入力さ
れる。生じた混合信号は、夫々帯域通過フィルタ38、
40を介して第2の対の混合器42、44に入力され
る。同様に、VCO30’は、結合周波数Fo及び直角
位相結合周波数^Foの両方を生成する。VCO30’
及び帯域通過フィルタ38、40からの結合周波数及び
直角位相周波数は、混合器42及び44に入力され、そ
の出力信号は加算器46に入力される。加算器46の出
力信号は、オフセット周波数の形跡のないDC制御信号
である。DC制御信号は、ループ・フィルタ28に入力
され、それからVCO30’に入力される。この実施例
では、図2の実施例でループ・フィルタのようにろ波さ
れるのではなく、オフセット周波数が回路構成により相
殺されるので、更に広い帯域幅フィルタをループ・フィ
ルタとして使用できる。図4及び図5は、ウェバー方式
変調器から得られる図3の実施例がどの様にオフセット
周波数成分を相殺するかを示す。なお、図4及び図5の
周波数スペクトラムは、対応する記号の付された図3の
各点を示す。
振器を使用して繰り返し成分を有する入力波形をサンプ
リングし、入力波形の各取込みサイクル毎に増加的に異
なる点で波形からサンプル点を得る。この際、発振器
は、繰り返し成分の高調波及び入力波形から得られるオ
フセット周波数の和又は差にロックされる。
段は、所定周波数以上のジッタに応答しないので、この
オフセット固定発振器からのサンプリング信号で、所定
周波数以上の入力波形内のジッタを捕らえることができ
る。
ック図である。
詳細な第1実施例を示すブロック図である。
詳細な第2の実施例を示すブロック図である。
トラムを示す図である。
トラムを示す図である。
すブロック図である。
及びそのサンプル波形を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 入力信号の繰り返し成分から周期信号を
発生するトリガ発生手段と、 上記周期信号に関係するオフセット周波数信号を発生す
る分周手段と、 上記周期信号の周波数及びオフセット周波数信号の周波
数の和又は差の周波数のサンプリング信号を発生し、所
定周波数以上のジッタに応答しないオフセット固定発振
手段と、 上記サンプリング信号に応じて上記入力信号をサンプル
するサンプル手段とを具え、 上記分周手段は上記周期信号又は上記サンプリング信号
を分周して上記オフセット周波数信号を発生することを
特徴とする等価時間サンプリング装置。 - 【請求項2】 上記オフセット固定発振手段は、 制御端及び出力端を有し、該出力端からの出力信号が上
記サンプリング信号となる電圧制御発振器と、 上記周期信号を受ける第1入力端、上記サンプリング信
号を受ける第2入力端、及び出力端を有する混合器と、 上記オフセット周波数信号を受ける第1入力端、上記混
合器の出力端に結合された第2入力端、及び上記電圧制
御発振器の上記制御端に結合された出力端を有する位相
検出器と を具えることを特徴とする請求項1の等価時間
サンプリング装置。 - 【請求項3】 上記オフセット固定発振手段は、 制御端及び出力端を有し、該出力端から上記サンプリン
グ信号及び直角位相形式のサンプリング信号を発生する
電圧制御発振器と、 上記周期信号を受ける第1入力端、上記分周手段からの
上記オフセット周波数信号を受ける第2入力端、及び出
力端を有する第1混合器と、 上記周期信号を受ける第1入力端、上記分周手段からの
直角位相形式のオフセット周波数信号を受ける第2入力
端、及び出力端を有する第2混合器と、 上記第1混合器の出力端に結合した第1入力端、上記サ
ンプリング信号を受ける第2入力端、及び出力端を有す
る第3混合器と、 上記第2混合器の出力端に結合した第1入力端、上記直
角位相形式のサンプリング信号を受ける第2入力端、及
び出力端を有する第4混合器と、 上記第3及び第4混合器の出力端からの出力信号を組み
合わせて上記電圧制御発振器の制御端に供給する制御信
号を発生する手段とを具えることを特徴とする請求項1
の等価時間サンプリング装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US821730 | 1992-01-16 | ||
US07/821,730 US5260670A (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Equivalent time sampler using an oscillator |
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JP2654737B2 true JP2654737B2 (ja) | 1997-09-17 |
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Family Applications (1)
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1992
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-
1993
- 1993-01-13 JP JP5020710A patent/JP2654737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US5260670A (en) | 1993-11-09 |
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