JP3377943B2 - 電気光学サンプリングオシロスコープ - Google Patents
電気光学サンプリングオシロスコープInfo
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Description
ングオシロスコープに関する。
高速なビットレートの信号を扱う被測定回路の信号測定
には、被測定回路に擾乱を与えることなく測定可能な電
気光学サンプリングオシロスコープが用いられている。
ここで、上記電気光学サンプリングオシロスコープに
は、電気光学効果を利用して被測定信号を検出する電気
光学プローブが用いられる。
ロスコープは、 (1)信号を測定する際に、グランド線を必要としない
ため、測定が容易 (2)電気光学プローブの先端にある金属ピンが回路系
から各々絶縁されているので高入力インピーダンスを実
現でき、その結果被測定点の状態をほとんど乱すことが
ない (3)光パルスを利用することからGHzオーダーまで
の広帯域測定が可能 といった特徴があることから、高速化が進む通信情報シ
ステムの測定に特に用いられている。
電気光学サンプリングオシロスコープの構成を示すブロ
ック図である。この図に示す電気光学サンプリングオシ
ロスコープは、本体1および電気光学プローブ2から構
成されている。上記本体1は、トリガ回路3、タイミン
グ発生回路4、光パルス発生回路5、A/D(アナログ
/ディジタル)変換器6、処理回路7、設定部8から構
成されている。
ガ信号に基づいて設定部8で設定された周波数のトリガ
信号を生成する。タイミング発生回路4は、光パルスを
発生するタイミングおよびA/D変換器6におけるA/
D変換のタイミングをとるためのタイミング信号を発生
する。このタイミング信号は、希望サンプルレート、ト
リガ回路3より入力されるトリガ信号、内部クロックか
らのクロック信号から生成される。ここで、上記サンプ
ルレートとは、設定部8で設定された測定信号の時間方
向の拡大率であるx軸スケールに基づいて処理回路7に
おいて決定されるレートをいう。
路4により発生されたタイミング信号に基づいて、光パ
ルスを発生し、これを電気光学プローブ2へ供給する。
そして、偏光変化を受けた光パルスは、電気光学プロー
ブ2内の偏光検出光学系(図示略)により検出され、こ
の検出結果たる検出信号は、A/D変換器6により増幅
およびA/D変換された後、処理回路7へ入力される。
そして、処理回路7は、被測定信号を表示する等の処理
を行う。
光学サンプリングオシロスコープにおいては、トリガ信
号が不安定であったり、ランダムであったりすると、測
定結果たる被測定信号の波形が乱れるという測定エラー
が発生する。しかしながら、従来の電気光学サンプリン
グオシロスコープにおいては、測定者から見れば、トリ
ガ信号が不安定、ランダムになっていることに起因して
いる測定エラーが発生しているのか、または被測定信号
自体が不安定であって正常に測定されているのかを区別
することができないという欠点があった。本発明はこの
ような背景の下になされたもので、トリガ信号が不安定
になっていることに起因する測定エラーを測定者に報知
することができる電気光学サンプリングオシロスコープ
を提供することを目的とする。
は、トリガ信号に基づいて生成される光パルスを利用し
て、被測定信号の測定を行う電気光学サンプリングオシ
ロスコープにおいて、前記トリガ信号の周波数スペクト
ルを一定周期毎に求める周波数スペクトル演算手段と、
2つの前記周波数スペクトルの比較結果に基づいて、前
記トリガ信号が安定しているか否かを判断する判断手段
と、前記判断手段の判断結果を表示する表示手段とを具
備することを特徴とする。また、請求項2に記載の発明
は、請求項1に記載の電気光学サンプリングオシロスコ
ープにおいて、前記周波数スペクトル演算手段は、各々
異なる周波数帯域通過特性を有し、前記トリガ信号に対
してバンドパス処理を各々行う複数のバンドパスフィル
タと、前記複数のバンドパスフィルタの各出力信号のレ
ベルを検出する複数のレベル検出手段とから構成されて
いることを特徴とする。また、請求項3に記載の発明
は、トリガ信号に基づいて生成される光パルスを利用し
て、被測定信号の測定を行う電気光学サンプリングオシ
ロスコープにおいて、所定の特性を有するフィルタと、
前記フィルタを通過した前記トリガ信号のレベルを検出
するレベル検出手段と、一定周期毎に、前回周期の前記
レベル検出手段の検出結果と、今回周期の前記レベル検
出手段の検出結果との比較結果に基づいて、前記トリガ
信号が安定しているか否かを判断する判断手段と、前記
判断手段の判断結果を表示する表示手段とを具備するこ
とを特徴とする。また、請求項4に記載の発明は、トリ
ガ信号に基づいて生成される光パルスを利用して、被測
定信号の測定を行う電気光学サンプリングオシロスコー
プにおいて、第1の特性を有する第1のフィルタと、前
記第1の特性と異なる第2の特性を有する第2のフィル
タと、前記第1のフィルタを通過した前記トリガ信号の
レベルを検出する第1のレベル検出手段と、前記第2の
フィルタを通過した前記トリガ信号のレベルを検出する
第2のレベル検出手段と、一定周期毎に、前回周期の前
記第1および第2のレベル検出手段の各検出結果と、今
回周期の前記第1および第2のレベル検出手段の各検出
結果との比較結果に基づいて、前記トリガ信号が安定し
ているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段の判
断結果を表示する表示手段とを具備することを特徴とす
る。また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の
電気光学サンプリングオシロスコープにおいて、前記第
1のフィルタの前記第1の特性は、その挿入損失が周波
数の増加に伴って増加する単調増加特性であり、前記第
2のフィルタの前記第2の特性は、その挿入損失が周波
数の増加に伴って減少する単調減少特性であることを特
徴とする。
照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発
明の第1実施形態による電気光学サンプリングオシロス
コープの要部の構成を示すブロック図である。この図に
おいて、10は、上述した内部クロックから生成される
一定周期の同期信号Ssに同期させて、上述した外部か
ら入力されるトリガ信号Stの波高値を一定にするリミ
ッタ回路である。
域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタであり、
リミッタ回路10の出力信号のうち上記所定周波数帯域
の信号を第1のバンドパス信号Sf1として出力する。1
21は、上記第1のバンドパス信号Sf1の電力レベルを
検出する電力計であり、検出結果を第1の電力レベル検
出信号Sp1として出力する。
を有するA/D(アナログ/ディジタル)変換器であ
り、第1の電力レベル検出信号Sp1を第1の電力レベル
データDf1に変換する。141は、同期信号Ssに同期し
て順次入力される第1の電力レベルデータDf1をラッチ
するラッチ回路である。
各所定周波数帯域の信号のみを各々通過させるバンドパ
スフィルタであり、リミッタ回路10の出力信号のうち
中心周波数がf2〜fnの周波数帯域の各信号を第2のバ
ンドパス信号Sf2〜第nのバンドパス信号Sfnとして各
々出力する。
1〜11nの中心周波数f1〜fnは、それぞれ異なるよう
に設定されている。なお、上記中心周波数f1〜fnの各
周波数帯域は、隣接する周波数帯域の一部が重複するよ
うに設定されているが、重複しないように設定してもよ
い。
2〜11nに対応して各々設けられた電力計であり、第2
のバンドパス信号Sf2〜第nのバンドパス信号Sfnの各
電力レベルを各々検出する。これらの電力計122〜1
2nは、各検出結果を第2の電力レベル検出信号Sp2〜
第nの電力レベル検出信号Spnとして各々出力する。
応して各々設けられたA/D変換器であり、第2の電力
レベル検出信号Sp2〜第nの電力レベル検出信号Spnを
第2の電力レベルデータDf2〜第nの電力レベルデータ
Dfnに各々変換する。142〜14nは、A/D変換器1
32〜13nに対応して各々設けられたラッチ回路であ
り、同期信号Ssに同期して順次入力される第2の電力
レベルデータDf2〜第nの電力レベルデータDfnを各々
ラッチする。
るラッチ回路141の出力データと第1の電力レベルデ
ータDf1とを比較する比較部である。すなわち、比較部
15は、中心周波数f1に関する、前回周期の第1の電
力レベルデータDf1と今回周期の第1の電力レベルデー
タDf1とを比較する。これと同様にして、比較部15
は、同期信号Ssに同期して入力されるラッチ回路142
〜14nの各出力データと第2の電力レベルデータDf2
〜第nの電力レベルデータDfnとを比較する。
に前回周期の第1の電力レベルデータDf1〜第nの電力
レベルデータDfnと今回周期の第1の電力レベルデータ
Df1〜第nの電力レベルデータDfnとを同期信号Ssに
同期して順次比較する。また、比較部15は、上述した
比較結果を比較結果信号Scとして出力する。16は、
比較部15の比較結果を表示する表示部である。
学サンプリングオシロスコープの動作について説明す
る。図1において、外部よりトリガ信号Stが入力され
ると、該トリガ信号Stは第1周期(図2(a)参照)
の同期信号Ssに同期してリミッタ回路10により波形
生成処理が施された後、バンドパスフィルタ111〜1
1nへ各々入力される。
11nからは、中心周波数f1〜fnの各所定周波数帯域
の第1のバンドパス信号Sf1〜第nのバンドパス信号S
fnが各々出力される。そして、これらの第1のバンドパ
ス信号Sf1〜第nのバンドパス信号Sfnは、電力計12
1〜12nにより第1の電力レベル検出信号Sp1〜第nの
電力レベル検出信号Spnに各々変換された後、さらに、
これらの第1の電力レベル検出信号Sp1〜第nの電力レ
ベル検出信号Spnは、A/D変換器131〜13nにより
図2(a)に示す第1の電力レベルデータDf1〜第nの
電力レベルデータDfnに各々変換される。
〜第nの電力レベルデータDfnは、ラッチ回路141〜
14nに、第1の周期(図2(a)参照)の同期信号Ss
に同期して各々ラッチされるとともに、比較部15へ各
々入力される。また、上記ラッチ動作と同時に、ラッチ
回路141〜14nからは、前回の周期においてラッチさ
れていた第1の電力レベルデータDf1〜第nの電力レベ
ルデータDfnが比較部15へ出力される。ただし、今の
場合、前回の周期において、ラッチ回路141〜14nに
は、いずれのデータもラッチされていないものとし、従
って、ラッチ回路141〜14nからは、いずれのデータ
も出力されない。
同期信号Ssに同期して、リミッタ回路10からは、波
形整形処理が施されたトリガ信号Stがバンドパスフィ
ルタ111〜11nへ出力される。これにより、上述した
動作を経て、A/D変換器131からは、例えば、図2
(b)に示す第1の電力レベルデータDf1〜第nの電力
レベルデータDfnが各々ラッチ回路141〜14nおよび
比較部15へ各々出力される。
は、図2(b)に示す第1の電力レベルデータDf1〜第
nの電力レベルデータDfnが各々ラッチされる。また、
これと同時に、ラッチ回路141〜14nからは、図2
(a)に示す第1周期の第1の電力レベルデータDf1〜
第nの電力レベルデータDfnが比較部15へ出力され
る。
示す第1周期の第1の電力レベルデータDf1〜第nの電
力レベルデータDfnと、図2(b)に示す第2周期の第
1の電力レベルデータDf1〜第nの電力レベルデータD
fnとを周波数毎にレベル比較する。
の電力レベルデータDf1〜第nの電力レベルデータDfn
と今回周期の第1の電力レベルデータDf1〜第nの電力
レベルデータDfnとの周波数毎の各レベルが一致してい
る場合、トリガ信号Stが安定している旨を表す比較結
果信号Scを出力する一方、各レベルが不一致である場
合、トリガ信号Stが不安定であることを表す比較結果
信号Scを出力する。
す比較結果信号Scが出力された場合、表示部16に
は、トリガ信号Stが安定している旨が表示されるか、
またはいずれの表示もされない。一方、トリガ信号St
が不安定である旨を表す比較結果信号Scが出力された
場合、表示部16には、トリガ信号Stが不安定である
旨が表示される。
す第1の電力レベルデータDf1〜第nの電力レベルデー
タDfnと、図2(b)に示す第1の電力レベルデータD
f1〜第nの電力レベルデータDfnとの各周波数毎のレベ
ルが不一致であるため、トリガ信号Stが不安定である
旨を表す比較結果信号Scを表示部16へ出力する。こ
れにより、表示部16には、トリガ信号Stが不安定で
ある旨が表示される。
す第1周期の第1の電力レベルデータDf1〜第nの電力
レベルデータDfnと、図2(b)に示す第1周期の第1
の電力レベルデータDf1〜第nの電力レベルデータDfn
が表示部16へ各々出力される。これにより、表示部1
6には、図2(a)および(b)に示す周波数スペクト
ルが各々表示される。
態による電気光学サンプリングオシロスコープによれ
ば、トリガ信号Stにおける前回周期の周波数スペクト
ルと、今回周期の周波数スペクトルとの比較結果によ
り、トリガ信号Stが安定しているか、不安定であるか
を表示部16に表示するように構成したので、トリガ信
号Stが不安定になっていることに起因する測定エラー
を測定者に報知することができる。
学サンプリングオシロスコープによれば、トリガ信号S
tにおける前回周期の周波数スペクトルと、今回周期の
周波数スペクトルとを比較しているので、トリガ信号S
tの周期およびパルス幅の変動をも検出することができ
る。
光学サンプリングオシロスコープによれば、トリガ信号
Stの周波数スペクトルを得るように構成したので、ト
リガ信号Stの周波数が高い場合であっても、トリガ信
号Stの安定、不安定を判断することができる。
学サンプリングオシロスコープにおいては、A/D変換
器131〜13n、ラッチ回路141〜14nとしてサンプ
ルホールド型のものを用いてもよい。
形態による電気光学サンプリングオシロスコープの要部
の構成を示すブロック図である。この図において、20
は、リミッタ回路10と同一構成のリミッタ回路であ
り、トリガ信号Stの波高値を一定にする。211は、図
4(a)に示すように周波数の増加に伴ってその挿入損
失が単調減少する、というフィルタ特性を有するフィル
タ回路であり、リミッタ回路20の出力信号に対してフ
ィルタリングを施す。221は、フィルタ回路211の出
力信号Sh1の電力レベルを検出する電力計であり、検出
結果を第1の電力レベル検出信号Sp1として出力する。
を第1の電力レベルデータDf1に変換するA/D変換器
である。241は、同期信号Ssに同期して順次入力され
る第1の電力レベルデータDf1をラッチするラッチ回路
である。
の増加に伴ってその挿入損失が単調増加する、というフ
ィルタ特性を有するフィルタ回路であり、リミッタ回路
20の出力信号に対してフィルタリングを施す。222
は、フィルタ回路212の第2の出力信号Sh2の電力レ
ベルを検出する電力計であり、検出結果を第2の電力レ
ベル検出信号Sp2として出力する。
を第2の電力レベルデータDf2に変換するA/D変換器
である。242は、同期信号Ssに同期して順次入力され
る第2の電力レベルデータDf2をラッチするラッチ回路
である。25は、同期信号Ssに同期して入力されるラ
ッチ回路241の出力データと第1の電力レベルデータ
Df1とを比較する比較部である。さらに、これと同様に
して比較部25は、同期信号Ssに同期して入力される
ラッチ回路242の出力データと第2の電力レベルデー
タDf2とを比較する。また、比較部25は、上述した比
較結果を比較結果信号Scとして出力する。26は、比
較部25の比較結果を表示する表示部である。
学サンプリングオシロスコープの動作について説明す
る。図3において、外部よりトリガ信号Stが入力され
ると、該トリガ信号Stは、第1周期の同期信号Ssに同
期してリミッタ回路20により波形整形処理が施された
後、フィルタ回路211〜212へ各々入力される。
図4(a)に示す特性でフィルタリングされた信号が、
第1の出力信号Sh1として出力される一方、フィルタ回
路212からは、図4(b)に示す特性でフィルタリン
グされた信号が第2の出力信号Sh2として出力される。
これにより、電力計221および222からは、第1の出
力信号Sh1および第2の出力信号Sh2の各電力レベルを
示す第1の電力レベル検出信号Sp1および第2の電力レ
ベル検出信号Sp2が各々出力される。
p1および第2の電力レベル検出信号Sp2は、A/D変換
器231および232により第1の電力レベルデータDf1
および第2の電力レベルデータDf2に各々変換され、該
第1の電力レベルデータDf1および第2の電力レベルデ
ータDf2は、ラッチ回路241および242に入力される
とともに、比較部25へ各々入力される。
路241および242からは、前回の周期においてラッチ
されていた第1の電力レベルデータDf1および第2の電
力レベルデータDf2が比較部25へ出力される。ただ
し、今の場合、前回の周期において、ラッチ回路241
および242には、いずれのデータもラッチされていな
いものとし、従って、ラッチ回路241および242から
は、いずれのデータも出力されない。
して、リミッタ回路20からは、波形整形処理が施され
たトリガ信号Stがフィルタ回路211および212へ出
力される。これにより、上述した動作を経て、A/D変
換器231および232からは、第1の電力レベルデータ
Df1および第2の電力レベルデータDf2がラッチ回路2
41および242、ならびに比較部25へ各々出力され
る。
には、第2周期の第1の電力レベルデータDf1および第
2の電力レベルデータDf2が各々ラッチされると同時
に、ラッチ回路241および242からは、第1周期の第
1の電力レベルデータDf1および第2の電力レベルデー
タDf2が比較部25へ出力される。
ける第1の電力レベルデータDf1および第2の電力レベ
ルデータDf2と、第2周期における第1の電力レベルデ
ータDf1および第2の電力レベルデータDf2とを各々レ
ベル比較する。
る第1の電力レベルデータDf1および第2の電力レベル
データDf2と今回周期における第1の電力レベルデータ
Df1および第2の電力レベルデータDf2との各レベルが
一致している場合、トリガ信号Stが安定している旨を
表す比較結果信号Scを出力する。一方、比較部25
は、上記各レベルが一致していない場合、トリガ信号S
tが不安定である旨を表す比較結果信号Scを出力する。
す比較結果信号Scが出力された場合、表示部26に
は、トリガ信号Stが安定している旨が表示されるか、
またはいずれの表示もされない。一方、トリガ信号St
が不安定である旨を表す比較結果信号Scが出力された
場合、表示部26には、トリガ信号Stが不安定である
旨が表示される。
態による電気光学サンプリングオシロスコープによれ
ば、フィルタリング特性が各々異なるフィルタ回路21
1および212を用いているので、第1実施形態による電
気光学サンプリングオシロスコープの効果に加えて構成
を簡易にすることができるという効果が得られる。
図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれら
の第1および第2実施形態に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本
発明に含まれる。例えば、上述した第2実施形態による
電気光学サンプリングオシロスコープにおいては、図3
に示す2つのフィルタ回路211および212を用いた例
について説明したが、これに限定されることなくフィル
タ回路211および212のうちいずれか一方を用いる構
成としてもよい。
る場合には、フィルタ回路212、電力計222、A/D
変換器232およびラッチ回路242が不要となる。一
方、フィルタ回路212のみを用いる場合には、フィル
タ回路211、電力計221、A/D変換器231および
ラッチ回路241が不要となる。従って、この変形例の
場合には、第2実施形態による電気光学サンプリングオ
シロスコープに比してさらに構成を簡略化することがで
きるという効果が得られる。
は212)を用いた場合には、トリガ信号Stの周波数
とデューティ比が同時に変化したときに周波数成分の総
和が、そのフィルタ特性と逆特性に変化すると、電力計
231(または232)により検出される出力信号Sh1
(またはSh2)の電力値が検出できないという状況がま
れであるが発生する。このような状況が発生する場合に
は、第2実施形態による電気光学サンプリングオシロス
コープのごとき2個のフィルタ回路211および212を
用いた構成を採用すればよい。
示手段にトリガ信号が安定であるか否かを表示するよう
にしたので、トリガ信号が不安定になっていることに起
因する測定エラーを測定者に報知することができるとい
う効果が得られる。
リングオシロスコープの要部の構成を示すブロック図で
ある。
nの電力レベルデータDfnを示す図である。
オシロスコープの要部の構成を示すブロック図である。
ィルタ特性を示す図である。
の構成を示すブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 トリガ信号に基づいて生成される光パル
スを利用して、被測定信号の測定を行う電気光学サンプ
リングオシロスコープにおいて、 前記トリガ信号の周波数スペクトルを一定周期毎に求め
る周波数スペクトル演算手段と、 2つの前記周波数スペクトルの比較結果に基づいて、前
記トリガ信号が安定しているか否かを判断する判断手段
と、 前記判断手段の判断結果を表示する表示手段とを具備す
ることを特徴とする電気光学サンプリングオシロスコー
プ。 - 【請求項2】 前記周波数スペクトル演算手段は、 各々異なる周波数帯域通過特性を有し、前記トリガ信号
に対してバンドパス処理を各々行う複数のバンドパスフ
ィルタと、 前記複数のバンドパスフィルタの各出力信号のレベルを
検出する複数のレベル検出手段とから構成されているこ
とを特徴とする請求項1に記載の電気光学サンプリング
オシロスコープ。 - 【請求項3】 トリガ信号に基づいて生成される光パル
スを利用して、被測定信号の測定を行う電気光学サンプ
リングオシロスコープにおいて、 所定の特性を有するフィルタと、 前記フィルタを通過した前記トリガ信号のレベルを検出
するレベル検出手段と、 一定周期毎に、前回周期の前記レベル検出手段の検出結
果と、今回周期の前記レベル検出手段の検出結果との比
較結果に基づいて、前記トリガ信号が安定しているか否
かを判断する判断手段と、 前記判断手段の判断結果を表示する表示手段とを具備す
ることを特徴とする電気光学サンプリングオシロスコー
プ。 - 【請求項4】 トリガ信号に基づいて生成される光パル
スを利用して、被測定信号の測定を行う電気光学サンプ
リングオシロスコープにおいて、 第1の特性を有する第1のフィルタと、 前記第1の特性と異なる第2の特性を有する第2のフィ
ルタと、 前記第1のフィルタを通過した前記トリガ信号のレベル
を検出する第1のレベル検出手段と、 前記第2のフィルタを通過した前記トリガ信号のレベル
を検出する第2のレベル検出手段と、 一定周期毎に、前回周期の前記第1および第2のレベル
検出手段の各検出結果と、今回周期の前記第1および第
2のレベル検出手段の各検出結果との比較結果に基づい
て、前記トリガ信号が安定しているか否かを判断する判
断手段と、 前記判断手段の判断結果を表示する表示手段とを具備す
ることを特徴とする電気光学サンプリングオシロスコー
プ。 - 【請求項5】 前記第1のフィルタの前記第1の特性
は、その挿入損失が周波数の増加に伴って増加する単調
増加特性であり、 前記第2のフィルタの前記第2の特性は、その挿入損失
が周波数の増加に伴って減少する単調減少特性であるこ
とを特徴とする請求項4に記載の電気光学サンプリング
オシロスコープ。
Priority Applications (1)
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JP00512698A JP3377943B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 電気光学サンプリングオシロスコープ |
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JP00512698A JP3377943B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 電気光学サンプリングオシロスコープ |
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JPH11201996A JPH11201996A (ja) | 1999-07-30 |
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- 1998-01-13 JP JP00512698A patent/JP3377943B2/ja not_active Expired - Fee Related
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