JP3545989B2 - ジッタ発生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指定された変調周波数及び指定されたジッタ量を有するジッタ信号を発生するジッタ発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル伝送システムに組込まれた各種電子機器や伝送装置の伝送特性の１つとしてジッタ耐力がある。このジッタ耐力を測定するためのジッタ信号を図８を用いて説明する。ジッタ信号ｂは、送信すべき基準信号としての基準矩形波信号ａに対して、位相が所定の範囲内で変動する信号を示し、この位相の変動範囲、すなわち位相変調量をジッタ量と定義する。
【０００３】
また、位相の変動速度を変調周波数と定義する。ジッタ量（位相変調量）の単位は、基準矩形波信号ａの周期（ｕｎｉｔ ｉｎｔｅｒｖａｌ）の倍数で示す。例えば、９０°のジッタ量（位相変調量）は０．２５ＵＩとなり、１周期のジッタ量は１ＵＩとなる。したがって、試験用のジッタ信号ｂを出力するジッタ発生装置においては、発生するジッタ信号ｂの変調周波数及びジッタ量（位相変調量）を任意に設定できることが望まれる。
【０００４】
図９に示すように、ジッタ発生装置１からジッタ変調された信号ｂを被測定系２へ印加して、この被測定系２がジッタ変調された信号ｂを正しく伝送しているか否かを誤り測定装置３で測定する。そして、ジッタ発生装置１において、ジッタ変調された信号の変調周波数及びジッタ量を順番に変更していき、各変調周波数において、ジッタ変調された信号ｂが正しく伝送できる限界のジッタ量を求める。そして、図６に示すような、変調周波数を横軸とし、限界のジッタ量、すなわち各ジッタ耐力を縦軸とするジッタ耐力特性を求める。
【０００５】
また、図１０に示すように、ジッタ発生装置１からジッタ変調された信号ｂを被測定系２へ印加して、この被測定系２がジッタ変調された信号ｂに含まれているジッタ成分をいかに減衰させるかをジッタ測定装置４で測定する。この場合、被測定系２のジッタ成分の減衰能力を示すジッタ減衰量は
Ｇａｉｎ （ｄＢ）＝２０ｌｏｇ［Ｊ_ＲＸ／Ｊ_ＴＸ］
Ｊ_ＲＸ；ジッタ測定装置でのジッタ検出量
Ｊ_ＴＸ；ジッタ発生装置でのジッタ発生量
で示される。
【０００６】
このような各ジッタ試験システムに用いるジッタ発生装置１は例えば図１１に示すように構成されている。基準信号発生器５から出力される図９に示す基準矩形波信号ａは位相変調器６へ入力される。位相変調器６は入力された基準矩形波信号ａを変調信号発生器８から出力され可変減衰器９で減衰された変調信号ｄ_１で位相変調して、位相変調した信号をジッタ信号ｂとして外部へ出力する。
【０００７】
この位相変調器６から出力されたジッタ変調された信号ｂのジッタ量はジッタ量表示器１０の表示画面に表示される。操作者（オペレータ）は、表示された波形からジッタ量を読取り、読取ったジッタ量と目標とするジッタ量と比較対照して、不一致の場合は、減衰量設定部１１を介して変調信号発生器７へ変調信号ｄ_１の減衰量に対する変更指示を与える。
【０００８】
変調信号発生器８は、周波数（変調周波数）ｆ、振幅Ｅの正弦波からなる変調信号ｄを発生する。なお、変調周波数ｆは操作者（オペレータ）が任意に設定変更可能である。変調信号発生器８から出力された変調信号ｄは可変減衰器９へ入力される。可変減衰器９は減衰量設定部１１からの指示に従って、入力された変調信号ｄの振幅Ｅを減衰して、新たな変調信号ｄ_１として、位相変調器６へ印加する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１に示すジッタ発生装置においてもまた改良すべき次のような課題があった。
【００１０】
一般に、位相変調器６から出力されたジッタ変調された信号ｂにおけるジッタ量（位相変調量）は、変調信号ｄ_１の振幅に対応して変化し、変調周波数ｆには依存しないはずである。しかし、位相変調器５の非線形特性により、図１２に示すように、変調周波数ｆが高くなると、ジッタ量（位相変調量）は低下する傾向にある。例えば、変調周波数ｆが高くなると２０ｄＢ（１／１０倍以下）も減衰する。
【００１１】
その結果、図９に示すジッタ耐力試験や図１０に示すジッタ伝送特性試験を実施する場合においては、頻繁に変調周波数ｆやジッタ量を変更設定する必要があるが、この変調周波数ｆやジッタ量の設定作業が非常に煩雑になる。
【００１２】
この調整作業は、例えば、図１３の流れ図に基づいて実施される。先ず、変調信号発生器８に目的とする変調周波数ｆを設定する（Ｓ１）。次に、目的とするジッタ量を定める（Ｓ２）。そして、この目的とするジッタ量に対応する大まかな減衰量を可変減衰器９へ設定する（Ｓ３）。この状態で、ジッタ量表示器１０で出力されたジッタ信号ｂのジッタ量を確認する（Ｓ４）。そして、目的とするジッタ量と比較し（Ｓ５）、目的地（設定値）より大きい場合は、可変減衰器９の減衰量を増加し（Ｓ６）、目的地（設定値）より小さい場合は、可変減衰器９の減衰量を減少する（Ｓ７）。このように、ジッタ量表示器１０で表示されたジッタ信号ｂのジッタ量が目的地（設定値）に一致するまで、Ｓ４〜Ｓ７のループを繰り返す。
【００１３】
したがって、出力されるジッタ変調された信号ｂにおけるジッタ量を例えば０．００１ＵＩ（角度で約３°）の精度で設定するためには、５〜１０秒必要であった。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、位相変調器の特性を記憶保持しておくことにより、出力されるジッタ信号の変調周波数及びジッタ量を短時間に自動的に目標値に設定でき、操作性を大幅に向上できるとともに、被測定系に対して効率的にジッタ試験を実施できるジッタ発生装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、本発明は、基準信号として矩形波信号を発生する基準信号発生器と、指定された周波数の正弦波信号を変調信号として出力する変調信号発生器と、この変調信号発生器から出力された変調信号の振幅を減衰する可変減衰器と、基準信号発生器から出力された基準信号の矩形波を可変減衰器で減衰された変調信号で位相変調して指定されたジッタ量を有する信号として出力する位相変調器とを有するジッタ発生装置において、位相変調器における変調信号の周波数と位相変調器から出力されるジッタ変調された信号のジッタ量との関係を記憶する変調特性メモリと、位相変調器から出力される信号のジッタ量が前記指定されたジッタ量になるように、指定された周波数及びジッタ量に対応する変調信号に対する減衰量を変調特性メモリに記憶された関係から求めて可変減衰器に設定する減衰量設定部とを備えたものである。
【００１６】
このように構成されたジッタ発生装置においては、変調特性メモリ内には、位相変調器における変調信号の周波数と位相変調器から出力されるジッタ信号のジッタ量との関係が記憶されている。したがって、出力されるジッタ変調された信号の目標とする変調周波数が定まればそのときのジッタ量における基準値からの変化量（減衰量）が一義的に定まるので、目的とするジッタ量を得るための変調信号に対する減衰量も一義的に定まる。すなわち、従来のジッタ発生装置のように、目的のジッタ量に設定するために繰り返し調整を実施する必要はない。
【００１７】
また別の発明は、上述した発明のジッタ発生装置における変調特性メモリは、変調信号の周波数とジッタ変調された信号のジッタ量との関係を折線近似した複数の関数式で記憶している。さらに、減衰量設定部は、変調特性メモリ内に記憶されている関数式を用いて減衰量を算出するようにしている。
【００１８】
このように構成されたジッタ発生装置においては、変調信号の周波数とジッタ変調された信号のジッタ量との関係を折線近似した複数の関数式が記憶されているので変調特性メモリの記憶容量を節減できるとともに、必要な減衰量を短時間で算出できる。
【００１９】
また別の発明は、上述した発明のジッタ発生装置における基準信号発生器は指定されたビットレートの基準信号を発生し、変調特性メモリは、基準信号のビットレート毎に、数式を記憶している。そして、減衰量設定部は、指定されたビットレートの関数式を用いて、指定された周波数の減衰量を算出する。
【００２０】
前述した変調特性メモリ内に記憶された位相変調器における変調信号の周波数と位相変調器から出力されるジッタ変調された信号のジッタ量との関係は、この位相変調器で位相変調される基準矩形波信号のビットレート（伝送速度）によっても変化する。
【００２１】
そこで、この発明のジッタ発生装置においては、変調特性メモリは、基準信号のビットレート毎に、上述した関数式を記憶している。よって、たとえ、基準信号のビットレートが変更になったとしても、簡単に対応できる。
【００２２】
さらに別の発明は、上述した発明のジッタ発生装置における変調特性メモリは、ジッタ量のレンジ毎に、関数式を記憶している。そして、減衰量設定部は、指定されたレンジの関数式を用いて、指定された周波数及び指定されたビットレートの減衰量を算出するようにしている。
【００２３】
図６のジッタ耐力特性に示すように被測定系のジッタ耐力は変調周波数によって大きく異なる。そこで、この発明のジッタ発生装置においては、ジッタ量のレンジ毎に、関数式を記憶して、例えば、変調周波数に応じて簡単に測定レンジを変更可能としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は実施形態に係るジッタ発生装置の概略構成を示すブロック図である。図１１に示す従来のジッタ発生装置と同一部分と同一部分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。
【００２５】
基準信号発生器５は、基準信号としての図８に示した基準矩形波信号ａを出力する。この実施形態の基準信号発生器５においては、操作者（オペレータ）は、操作部１８を操作して、基準矩形波信号ａのビットレート（周波数）を１．５Ｍｂｐｓ又は２．０Ｍｂｐｓのいずれかに指定する。基準信号発生器５から出力された基準矩形波信号ａは位相変調器６へ入力される。
【００２６】
位相変調器６は入力された基準矩形波信号ａを可変減衰器９から印加されている変調信号ｄ_１で位相変調して、位相変調した信号をジッタ変調された信号ｂとして外部へ出力する。
【００２７】
変調信号発生器８は、周波数（変調周波数）ｆ_Ｘ、振幅Ｅの正弦波からなる変調信号ｄを発生する。なお、操作者（オペレータ）は、操作部１８を操作して、変調周波数ｆ_Ｘを任意に設定変更可能である。変調信号発生器８から出力された変調信号ｄは可変減衰器９へ入力される。可変減衰器９は減衰量設定部１３から指定された減衰量Ｇ（ｄＢ）に従って、入力された変調信号ｄの振幅Ｅを減衰して、新たな変調信号ｄ_１として、位相変調器６へ印加する。
【００２８】
減衰量設定部１３には変調特性メモリ１４が接続されている。さらに、この変調特性メモリ１４内には、補正値テーブル１５、目標ジッタ量レンジ対応テーブル１６、特性値計算式メモリ１７が形成されている。
【００２９】
次に、この変調特性メモリ１４の具体的記憶内容を説明する。変調特性メモリ１４内には、位相変調器６における変調信号ｄ_１の変調周波数ｆとこの位相変調器６から出力されるジッタ変調された信号ｂのデシベル単位（ｄＢ）で示したジッタ量（位相変調量）との関係が、図２に示すように、折線近似した複数の近似式（計算式Ｆ（ｆ_Ｘ））で記憶されている。より具体的には、図２に示す関係（特性）は、基準矩形波信号ａの２種類のビットレート（周波数）毎、４種類（２ＵＩ、１６ＵＩ、８０ＵＩ、４００ＵＩ）測定レンジ毎に設定されているので、合計８通り記憶されている。
【００３０】
図２を用いて、実線で示す実測データから破線で示す折線近似データを求める手法を説明する。実測データにおける変調周波数ｆが低周波の規定周波数ｆ_０のレベルを０ｄＢと設定し、この０ｄＢから０．５ｄＢ低下した位置の周波数をｆ_１とし、０ｄＢから２ｄＢ低下した位置の周波数をｆ_２とし、０ｄＢから５ｄＢ低下した位置の周波数をｆ_３とし、同様にそれぞれ１０ｄＢ、１５ｄＢ低下した位置の各周波数をｆ_５、ｆ_６と定義する。
【００３１】
補正値テーブル１５内には、上述した８つの各条件におけるｆ_０、ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、ｆ_４、ｆ_５の各周波数値（Ｈｚ）が記憶されている。
さらに、この補正値テーブル１５内には、上述した８つの各条件における折線近似したデータのゲインの補正データＡと、オフセット量Ｂとが記憶されている。
【００３２】
前述したように、この実施形態装置においては、実測データを折線近似して５個の関数式を用いて近似している。この５個の関数式、すなわちジッタ量の特性値を求める計算式Ｆ（ｆ_Ｘ）は図４に示す特性値計算式メモリ１７に記憶されている。目的とする変調変調周波数ｆ_Ｘが所属する周波数数範囲の計算式Ｆ（ｆ_Ｘ）を用いて特性値Ｘ（ｄＢ）を算出することが可能である。
【００３３】
目標ジッタ量レンジ対応テーブル１６内には、４種類（２ＵＩ、１６ＵＩ、８０ＵＩ、４００ＵＩ）測定レンジ毎に、最低設定単位（最低感度）が記憶されている。例えば、２ＵＩレンジの場合、１／１ｍＵＩであり、８０ＵＩレンジの場合、１／４０ｍＵＩである。
【００３４】
操作部１８は、操作者（オペレータ）の指示に基づいて、指定されたビットレート、変調周波数ｆ_Ｘを基準信号発生器５、変調信号発生器８へ設定すると共に、このビットレート、変調周波数ｆ_Ｘの他に、操作者（オペレータ）が指定した目標ジッタ量レンジ、目標ジッタ量を減衰量設定部１３へ送出する。
【００３５】
減衰量設定部１３は、操作部１８からビットレート、変調周波数ｆ_{Ｘ 、}目標ジッタ量レンジ、目標ジッタ量が入力されると、変調特性メモリ１４内に形成された補正値テーブル１５、目標ジッタ量レンジ対応テーブル１６、特性値計算式メモリ１７の記憶内容を用いて、（１）式を用いて可変減衰器９に設定する減衰量Ｇ（ｄＢ）を算出する。
【００３６】
Ｇ（ｄＢ）＝［目標ジッタ量×Ａ＋Ｂ］×Ｆ（ｆ_Ｘ） …（１）
Ａ； 変調周波数ｆ_Ｘが所属する周波数範囲の補正データ
Ｂ； 変調周波数ｆ_Ｘが所属する周波数範囲のオフセット量
Ｆ（ｆ_Ｘ）； 変調周波数ｆ_Ｘが所属する周波数数範囲の計算式
次に、（１）式を用いて可変減衰器９に設定する減衰量Ｇを算出する具体的手順を図７に示す流れ図を用いて説明する。
【００３７】
（Ｑ１） 先ず、操作部１８から指定されたビットレート、目標ジッタ量レンジを参照して、変調変調特性メモリ１４の補正値テーブル１５内における８個の折線近似データのうちのどの折線近似データを採用するかを決定する。
【００３８】
（Ｑ２） 採用する折線近似データが定まると、この採用された折線近似データから補正データＡ、オフセット量Ｂ、ｆ_０、ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、ｆ_４、ｆ_５の各周波数値（Ｈｚ）を読取る。
【００３９】
（Ｑ３） 操作部１８から指定された変調周波数ｆ_Ｘが先に読取ったｆ_０、ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、ｆ_４、ｆ_５で形成される５個の周波数範囲のうちのどの周波数範囲に所属するかを特定する。
【００４０】
（Ｑ４） 変調周波数ｆ_Ｘの周波数範囲が定まると、図４に示す特性値計算式メモリ１７内の採用すべき計算式Ｆ（ｆ_Ｘ）を決定する。
【００４１】
（Ｑ５） この決定した計算式Ｆ（ｆ_Ｘ）に各周波数値（ｆ_０、〜ｆ_５）及び変調周波数ｆ_Ｘを代入して特性値Ｘを算出する。
【００４２】
（Ｑ６） 算出した特性値Ｘ、読取った補正データＡ、オフセット量Ｂ、操作部１８から入力された目標ジッタ量とを（１）式に代入して減衰量Ｇ（ｄＢ）を求める。
【００４３】
（Ｑ７） 求めた減衰量Ｇ（ｄＢ）を可変減衰器９へ設定する。
【００４４】
可変減衰器９は減衰量設定部１３から指定された減衰量Ｇ（ｄＢ）に従って、入力された変調信号ｄの振幅Ｅを減衰して、新たな変調信号ｄ_１として、位相変調器６へ印加する。位相変調器６は入力された基準矩形波信号ａを可変減衰器９から印加されている変調信号ｄ_１で位相変調して、目的とするジッタ量、目的とする変調周波数ｆ_Ｘを有する信号をジッタ変調された信号ｂとして外部へ出力する。
【００４５】
このように構成されたジッタ発生装置においては、変調特性メモリ１４内に、変調周波数と位相変調器６から出力されるジッタ変調された信号ｂのジッタ量（位相変調量）との関係を示す図２の特性が折線近似されて、補正値テーブル１５、特性値計算式メモリ１７に予め記憶されている。
【００４６】
したがって、操作者（オペレータ）は、このジッタ発生装置から最終的に出力されるジッタ変調された信号ｂにおける目的とするジッタ量、目的とする変調周波数ｆ_Ｘ、ビットレート及び、これに付随する目標ジッタ量レンジを操作部１８を介して、減衰量設定部１３へ設定するのみでよい。したがって、図１１に示した、従来のジッタ発生装置のように、目的とするジッタ量が得られるまでに、可変減衰器９に設定する減衰量を何度も再調整を実施する必要がないので、このジッタ発生装置を用いて被測定系に対するジッタ耐力試験の試験作業能率を飛躍的に向上できる。
【００４７】
さらに、一旦、減衰量設定部１３から可変減衰器９に設定した減衰量Ｇを再調整する必要がないので、目的とするジッタ量、目的とする変調周波数ｆ_Ｘを計算機を用いて自動的に切り換えていくことも可能であり、被測定系に対するジッタ耐力試験を自動的に実施させることも可能である。
【００４８】
さらに、図６のジッタ耐力特性に示すように、変調周波数ｆ_Ｘの値に応じて、ジッタ量のレンジを複数段階に変更設定すると共に、最小設定単位、最小感度を変更することによって、広い変調周波数ｆ_Ｘに亘って効率的にジッタ信号のジッタ量を変更設定していくことが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のジッタ発生装置においては、変調特性メモリ内に、変調周波数と位相変調器から出力されるジッタ変調された信号のジッタ量（位相変調量）との関係を示す特性が予め記憶保持されている。そして、この記憶保持されている特性を用いて、目的とするジッタ量及び変調周波数を得るための変調信号の減衰量を算出している。
【００５０】
したがって、出力されるジッタ変調された信号の変調周波数及びジッタ量を短時間に自動的に目標値に設定でき、操作性を大幅に向上できるとともに、被測定系に対して効率的にジッタ試験を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるジッタ発生装置の概略構成を示すブロック図
【図２】変調周波数と位相変調器から出力されるジッタ変調された信号のジッタ量（位相変調量）との関係を示す特性図
【図３】同ジッタ発生装置内に形成された補正値テーブルの記憶内容を示す図
【図４】同ジッタ発生装置内に形成された特性値計算式メモリの記憶内容を示す図
【図５】同ジッタ発生装置内に形成された目標ジッタ量レンジ対応テーブルの記憶内容を示す図
【図６】一般的な被測定系のジッタ耐力特性図
【図７】同ジッタ発生装置における減衰量設定部の動作を示す流れ図
【図８】基準矩形波信号とジッタ変調された信号との関係を示す図
【図９】ジッタ伝達特性の試験システムを示す模式図
【図１０】ジッタ減衰特性の試験システムを示す模式図
【図１１】従来のジッタ発生装置の概略構成を示すブロック図
【図１２】変調周波数と位相変調器から出力されるジッタ変調された信号のジッタ量（位相変調量）との関係を示す特性図
【図１３】従来のジッタ発生装置における減衰量の調整操作を示す流れ図
【符号の説明】
５…基準信号発生器
６…位相変調器
８…変調信号発生器
９…可変減衰器
１３…減衰量設定部
１４…変調特性メモリ
１５…補正値テーブル
１６…目標ジッタ量レンジ対応メモリ
１７…特性値計算式メモリ
１８…操作部

Claims (4)

1. 基準信号として矩形波信号を発生する基準信号発生器（５）と、指定された周波数の正弦波信号を変調信号として出力する変調信号発生器（８）と、この変調信号発生器から出力された変調信号の振幅を減衰する可変減衰器（９）と、前記基準信号発生器から出力された基準信号の矩形波形を前記可変減衰器で減衰された変調信号で位相変調して指定されたジッタ量を有する信号として出力する位相変調器（６）とを有するジッタ発生装置において、
   前記位相変調器における変調信号の周波数と前記位相変調器から出力されるジッタ変調された信号のジッタ量との関係を記憶する変調特性メモリ（１４）と、前記位相変調器から出力される信号のジッタ量が前記指定されたジッタ量になるように、前記指定された周波数及びジッタ量に対応する前記変調信号に対する減衰量を前記変調特性メモリに記憶された前記関係から求めて前記可変減衰器に設定する減衰量設定部（１３）と
   を備えたジッタ発生装置。
2. 前記変調特性メモリは、前記変調信号の周波数とジッタ変調された信号のジッタ量との関係を折線近似した複数の関数式で記憶し、
   前記減衰量設定部は、前記変調特性メモリ内に記憶されている関数式を用いて前記減衰量を算出する
   ことを特徴とする請求項１記載のジッタ発生装置。
3. 前記基準信号発生器は指定されたビットレートの基準信号を発生し、
   前記変調特性メモリは、基準信号のビットレート毎に、前記関数式を記憶し、前記減衰量設定部は、指定されたビットレートの関数式を用いて、指定された周波数の減衰量を算出する
   ことを特徴とする請求項２記載のジッタ発生装置。
4. 前記変調特性メモリは、ジッタ量のレンジ毎に、前記関数式を記憶し、
   前記減衰量設定部は、指定されたレンジの関数式を用いて、指定された周波数及び指定されたビットレートの減衰量を算出する
   ことを特徴とする請求項３記載のジッタ発生装置。

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