JP3708900B2 - ジッタ測定器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された被測定信号のジッタ（位相ゆらぎ）の状態を測定するジッタ測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、デジタル信号を伝送するデジタル伝送路では、デジタル信号を再生して出力する中継器によって伝送路を延長しているが、このような中継器では、入力信号の位相ゆらぎ（ジッタ）が大きくなると元の信号を再生することができない。
このため、伝送路を伝送されるデジタル信号に生じているジッタ（位相ゆらぎ）を測定することは通信ネットワークの品質維持を確保するために重要である。このような測定を行うために従来からジッタ測定器が用いられる。図８はジッタ測定器の概略構成を示すブロック図である。
【０００３】
このジッタ測定器は、大きく分けて、被測定信号ａからこの被測定信号ａに含まれるジッタ成分を除去して参照信号ｂとして出力する参照信号生成部１と、被測定信号ａと生成された参照信号ｂとの位相差を検出して、この位相差をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通してジッタの復調信号ｃとして出力するジッタ復調部２とで構成されている。
【０００４】
参照信号生成部１は一種のＰＬＬ回路で構成されている。入力端子３から入力された数Ｍ〜数百Ｍｂｐｓ（ビットレート）の被測定信号ａは、分周器４で周波数が１／Ｎに分周され新たな被測定信号ａ1として第１の位相比較器５の一方の入力端子へ印加される。
【０００５】
第１の位相比較器５は、被測定信号ａと分周器６から入力された分周された参照信号ｂ1との間の位相差を算出して、位相差に対応するパルス幅を有した分周遅れ位相差信号（遅れ位相差信号と略記する）ｕ、又は分周進み位相差信号（進み位相差信号と略記する）ｄを各出力端子Ｕ、Ｄから出力する。具体的には、図９に示すように、被測定信号ａ1が参照信号ｂ1に対して位相が遅れている場合は出力端子Ｕから遅れ位相差信号ｕが出力され、被測定信号ａ1が参照信号ｂ1に対して位相が進んでいる場合は出力端子Ｄから進み位相差信号ｄが出力される。
【０００６】
第１の位相比較器５から出力された遅れ位相差信号ｕは差動増幅器７の（―）端子へ入力され、第１の位相比較器５から出力された進み位相差信号ｄは差動増幅器７の（＋）端子へ入力される。差動増幅器７は、進み位相差信号ｄと遅れ位相差信号ｕとの差の位相差信号ｅを算出して次のＬＰＦ（ローパスフィルタ）８へ送出する。
【０００７】
ＬＰＦ８は、位相差信号ｅに含まれる被測定信号ａ1における高周波のジッタ成分と、被測定信号ａ1のビットレートに対応する周波数成分と、この周波数成分に等しい周波数成分を有する参照信号ｂ1の周波数成分とを除去して、ほぼ直流の制御電圧ｇとして電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）９へ送出する。電圧制御水晶発振器９は入力された制御電圧ｇに比例した周波数を有する参照信号ｂを分周器６へ送出する。分周器６は参照信号ｂを１／Ｎに分周して新たな参照信号ｂ1として、位相比較器５へ入力する。
【０００８】
したがって、第１の位相比較器５、差動増幅器７、ＬＰＦ８、電圧制御水晶発振器９及び分周器４、６で形成される参照信号生成部１においては、参照信号ｂと入力された被測定信号aとの位相と周波数が定常的にずれている場合は、差動増幅器７から出力される位相差信号ｅには、この位相差及び周波数差に対応する直流成分が含まれる。この直流成分はＬＰＦ８で制御電圧ｇとして、電圧制御水晶発振器９へ印加される。したがって、最終的には出力される参照信号ｂの位相と周波数とは被測定信号ａの位相と周波数に同期する。
【０００９】
次に、ジッタ復調部２について説明する。
被測定信号ａ及び参照信号ｂが入力される第２の位相比較器１０は、被測定信号ａと参照信号ｂとの間の位相差を算出して、位相差に対応するパルス幅を有した遅れ位相差信号ｕ1又は進み位相差信号ｄ1を差動増幅器１１へ送出する。差動増幅器１１は、進み位相差信号ｄ1と遅れ位相差信号ｕ1との差の位相差信号ｅ1を算出して次のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１２へ送出する。
【００１０】
ＢＰＦ１２は、入力された位相差信号ｅ1に含まれる例えば、ＩＴＵ―Ｔ Ｏ．１７２に勧告されているBit rate：２Ｍの符号では、２０Hz以下の低周波成分を１次のＨＰＦで除去し、１００ｋHz以上の高周波成分をＬＰＦで除去する。そして、位相差信号ｅ1に含まれる２０Hz〜１００ｋHzの周波数成分を抽出してジッタの復調信号ｃとして出力する。
【００１１】
したがって、この復調信号ｃには被測定信号ａに含まれる２０Hz〜１００ｋHzのジッタ成分のみが含まれる。このジッタの復調信号ｃの振幅、周波数を定量的に求めることにより、被測定信号ａに含まれるジッタを定量的に評価できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示すジッタ測定器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、図１０のタイムチャートに示すように、例えば、被測定信号ａの参照信号ｂに対する進み位相が時間経過とともに拡大していくと、進み量ΔＴが増大し、差動増幅器１１から出力されて、ＢＰＦ１２内の１００ｋHzのＬＰＦのみ通過した位相差信号ｅ2は徐々に増加していく。しかし、時刻ｔ1にて、進み量ΔＴが参照信号ｂの位相の検出範囲である１周期（１ユニット）Ｔを越えると、被測定信号ａのパルスの立上がりを、参照信号ｂの一つ先のパルスの立上がりと比較するために、進み量ΔＴが１周期（１ユニット）Ｔを減額した値となり、位相差信号ｅ2は急激に０近傍値に低下する。
【００１４】
そして、位相差信号ｅ2は、図１０のタイムチャートに示すように、この０近傍値から再度上昇を開始する。この状態は、進み量ΔＴが参照信号ｂの１周期（１ユニット）Ｔを越えている期間継続する。そして、時刻ｔ2にて、進み量ΔＴが参照信号ｂの検出範囲である１周期（１ユニット）Ｔ内に戻ったとしても、参照信号ｂにおける比較対象の被測定信号ａのパルスの立上がりが一つ前のパルスの立上がりに戻ることはないので、位相差信号ｅ2のレベルは、進み量ΔＴが参照信号ｂの１周期（１ユニット）Ｔを越えた時刻ｔ1以前の状態に戻ることはない。
【００１５】
したがって、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量（遅れ量）ΔＴが一旦参照信号ｂの検出範囲である１周期（１ユニット）Ｔを越えると、位相差信号ｅ2が正確に測定できないことになる。
【００１６】
なお、この図１０に示す低周波の不連続部分は、ＢＰＦ１２内のＨＰＦでパルス化されるので、上述した位相差信号ｅ2の不連続部分が測定精度を向上させるための障害となる。
【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、たとえ、被測定信号の参照信号に対する位相の進み量（遅れ量）が参照信号の１周期（１ユニット）を一時的に越えたとしても、ＢＰＦの通過帯域内のジッタが測定範囲内であれば該当ジッタの測定を可能とし、継続してジッタに対する測定を実施できるジッタ測定器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、被測定信号の分周信号と参照信号の分周信号との位相差を示す分周位相差信号を第１の位相比較器で生成し、この生成された分周位相差信号を、ジッタ成分を除去したのち電圧制御水晶発振器に印加し、この電圧制御水晶発振器の出力信号を参照信号として出力するとともに分周して第１の位相比較器へ帰還させる参照信号生成部と、被測定信号の参照信号生成部で生成された参照信号に対する位相差を示す位相差信号を第２の位相比較器で生成し、この生成された位相差信号をバンドパスフィルタを通して復調信号として出力するジッタ復調部とを有するジッタ測定器に適用される。
【００１９】
そして、上記課題を解消するために、本発明のジッタ測定器においては、参照信号生成部の第１の位相比較器から出力される分周位相差信号に基づいて、ジッタ復調部へ入力される被測定信号の参照信号に対する位相差が第２の位相比較器の検出範囲を外れる直前に、ジッタ復調部に対する被測定信号及び参照信号の入力を禁止し、位相差が検出範囲に入った直後に禁止を解除する検出範囲外れ検出部を備えている。
【００２０】
さらに、別の発明は、上述した発明のジッタ測定器における検出範囲外れ検出部を、第１の位相比較器から出力される分周位相差信号を微少時間遅延する第１の遅延器と、この第１の遅延器で遅延された分周位相差信号をさらに微少時間遅延する第２の遅延器と、被測定信号、参照信号のそれぞれの立上がりに同期して、その時点で入力端子に印加されている第１の遅延器で遅延された分周位相差信号の信号値を自己の出力端子からそれぞれ出力する第１のフリップフロップと、第２の遅延器で遅延された分周位相差信号の立ち下がりに同期して、その時点で入力端子に印加されている第１のフリップフロップから出力されている信号値を、自己の出力端子から出力する第２のフリップフロップと、この第２のフリップフロップから出力されている信号値に基づいて、被測定信号及び参照信号のジッタ復調部に対する入力をオン／オフ制御するゲート回路とで構成している。
【００２１】
さらに、別の発明は、上述した発明のジッタ測定器に対して、第１のフリップフロップの出力端子から出力されて第２のフリップフロップの入端子へ印加されている信号値を微少時間延長する延長回路を付加している。
【００２２】
【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実施形態に係るジッタ測定器の概略構成を示すブロック図である。図８に示す従来のジッタ測定器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。
【００２３】
この第１実施形態のジッタ測定器は、大きく分けて、図８に示す従来のジッタ測定器とほぼ同一構成の参照信号生成部１と、同じく従来のジッタ測定器とほぼ同一構成のジッタ復調部２と、この第１実施形態のジッタ測定器特有の検出範囲外れ検出部１３とで構成されている。
【００２４】
入力端子３から入力された複数のパルス（クロック）波形からなる被測定信号ａは、参照信号生成部１へ入力される共に、検出範囲外れ検出部１３内のゲート回路の一方を構成するＯＲゲート１４ａの入力端子及び第１のフリップフロップ１５ａのクロック端子へ印加される。参照信号生成部１から出力された参照信号ｂは検出範囲外れ検出部１３内のゲート回路の他方を構成するＯＲゲート１４ｂの入力端子及び第１のフリップフロップ１５ｂのクロック端子へ印加される。
【００２５】
参照信号生成部１内の第１の位相比較器５から出力された分周進み位相差信号ｄは、差動増幅器７へ入力されるとともに、検出範囲外れ検出部１３内の第１の遅延器１６ａで微少時間Δｔ1だけ遅延されて、新たな分周進み位相差信号ｄ2として第１のフリップフロップ１５ａのデータ端子Ｄへ印加される。さらに、この分周進み位相差信号ｄ2は、第２の遅延器１７ａでさらに微少時間Δｔ2だけ遅延されて、新たな分周進み位相差信号ｄ3として第２のフリップフロップ１８ａの反転クロック端子へ印加される。
【００２６】
第１のフリップフロップ１５ａは、図２、図３のタイムチャートに示すように、クロック端子へ印加されている被測定信号ａのパルス波形の立上がりに同期して、この時点でデータ端子Ｄに印加されている分周進み位相差信号ｄ2の信号値ｈを出力端子Ｑから第２のフリップフロップ１８ａのデータ端子Ｄへ送出する。
【００２７】
第２のフリップフロップ１８ａは、図２、図３のタイムチャートに示すように、反転クロック端子へ印加されている分周進み位相差信号ｄ3のパルス波形の立下がりに同期して、データ端子Ｄに印加されている信号値ｈのこの時時点における信号値ｈ1を出力端子Ｑからゲート回路を構成する各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂの入力端子へ送出する。
【００２８】
一方、参照信号生成部１内の第１の位相比較器５から出力された分周遅れ位相差信号ｕは、差動増幅器７へ入力されるとともに、検出範囲外れ検出部１３内の第１の遅延器１６ｂで微少時間Δｔ1だけ遅延されて、新たな分周遅れ位相差信号ｕ2として第１のフリップフロップ１５ｂのデータ端子Ｄへ印加される。さらに、この分周遅れ位相差信号ｕ2は、第２の遅延器１７ｂでさらに微少時間Δｔ2だけ遅延されて、新たな分周遅れ位相差信号ｕ3として第２のフリップフロップ１８ｂの反転クロック端子へ印加される。
【００２９】
第１のフリップフロップ１５ｂは、クロック端子へ印加されている参照信号ｂのパルス波形の立上がりに同期して、この時点でデータ端子Ｄに印加されている分周遅れ位相差信号ｕ2の信号値ｉを出力端子Ｑから第２のフリップフロップ１８ｂのデータ端子Ｄへ送出する。
【００３０】
第２のフリップフロップ１８ｂは、反転クロック端子へ印加されている分周遅れ位相差信号ｕ3のパルス波形の立下がりに同期して、データ端子Ｄに印加されている信号値ｉのこの時点における信号値ｉ1を出力端子Ｑからゲート回路を構成する各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂの入力端子へ送出する。
【００３１】
ゲート回路を構成する各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは、それぞれ３入力端子を有した論理和回路で構成されている。したがって、いずれか一方の第２のフリップフロップ１８ａ、１８ｂから出力される信号値ｈ1、ｉ1がハイ（Ｈ）レベルであれば、ＯＲゲート１４ａから出力される被測定信号ａ2、及びＯＲゲート１４ｂから出力される参照信号ｂ2は共にハイ（Ｈ）レベル状態に維持される。すなわち、被測定信号ａ、参照信号ｂは遮断されることになる。
【００３２】
一方、両方の第２のフリップフロップ１８ａ、１８ｂから出力される信号値ｈ1、ｉ1が同時にロー（Ｌ）レベルのときのみ、被測定信号ａ、参照信号ｂはこのゲート回路で遮断されずに、新たな被測定信号ａ2、参照信号ｂ2として、ジッタ復調部２へ送出されることになる。
【００３３】
ジッタ復調部２において、検出範囲外れ検出部１３から出力された被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2は第２の位相比較器１０へ入力される。第２の位相比較器１０は、被測定信号ａ2と参照信号ｂ2との間の位相差を算出して、位相差に対応するパルス幅を有した遅れ位相差信号ｕ1又は進み位相差信号ｄ1を差動増幅器１１へ送出する。差動増幅器１１は、進み位相差信号ｄ1と遅れ位相差信号ｕ1との差の位相差信号ｅ1を算出して次のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１２へ送出する。
【００３４】
ＢＰＦ１２は、入力された位相差信号ｅ1に含まれる、例えば、ＩＴＵ―ＴＯ．１７２に勧告されているBit rate：２Ｍの符号では、２０Hz以下の低周波成分を１次のＨＰＦで除去し、１００ｋHz以上の高周波成分ＬＰＦでを除去する。そして、位相差信号ｅ1に含まれる２０Hz〜１００ｋHzの周波数成分を抽出してジッタの復調信号ｃとして出力する。
【００３５】
したがって、この復調信号ｃには被測定信号ａに含まれる２０Hz〜１００ｋHzのジッタ成分が含まれる。このジッタの復調信号ｃの振幅、周波数を定量的に求めることにより、被測定信号ａに含まれるジッタを定量的に評価できる。
【００３６】
このように構成された第１実施形態のジッタ測定器の動作を図２、図３（ａ）（ｂ）のタイムチャートを用いて説明する。なお、図２、図３（ａ）（ｂ）のタイムチャートにおいては、被測定信号ａの位相が参照信号ｂの位相に対して進んでいる状態に限定して説明する。したがって、この状態においては、参照信号生成部１から出力される分周遅れ位相差信号ｕはロー（Ｌ）レベル一定である。なお、１／Ｎに分周されているので、分周進み位相差信号ｄは分周前の被測定信号ａにおけるＮクロック（２Ｎ個の波形）に対して１回だけ出力される。
【００３７】
図２のＡ領域に示すように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔ未満の状態においては、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2は微少時間Δｔ1だけ被測定信号ａに対して遅延しているので、第１のフリップフロップ１５ａから出力される信号値ｈはロー（Ｌ）レベル状態を維持する。第１のフリップフロップ１５ａから出力され、第２のフリップフロップ１８ａデータ端子Ｄに印加される信号値ｈがロー（Ｌ）レベル状態を維持すると、さらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の立ち下がり時点においては、信号値ｈはロー（Ｌ）レベル状態である。よって、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はロー（Ｌ）レベル状態を維持する。
【００３８】
被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相が進んでいる状態においては、分周遅れ位相差信号ｕは、ロー（Ｌ）レベル一定であるので、第１、第２のフリップフロップ１５ｂ、１８ｂからそれぞれ出力される信号値ｉ、ｉ1はロー（Ｌ）レベル状態を維持する。
【００３９】
よつて、このＡ領域においては、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは開放状態であり、ゲート回路からジッタ復調部２へ出力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2は、信号レベルが変化する元の被測定信号ａ及び参照信号ｂになる。
【００４０】
図２のＢ領域に示ように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔのごく近傍に達した状態、具体的には、位相の進み量ΔＴに微少時間Δｔ1を加算した時間（ΔＴ＋Δｔ1）が１周期（ユニット）Ｔを越えると、図３（ａ）の拡大図に示すように、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了しないうちに、被測定信号ａにおける次のパルスの立上がりが到来する。その結果、このタイミングで、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力される信号値ｈがロー（Ｌ）レベルからハイ（Ｈ）レベルへ立上がる。
【００４１】
遅延後の分周進み位相差信号ｄ2からさらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の立ち下がり時点においては、信号値ｈはロー（Ｌ）レベルからハイ（Ｈ）レベルへ立上った後の状態である。よって、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はハイ（Ｈ）レベル状態に変化する。
【００４２】
第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1がハイ（Ｈ）レベル状態に変化すると、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは閉鎖状態に変化し、被測定信号ａ及び参照信号ｂはジッタ復調部２へ入力されずに、ジッタ復調部２へ入力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2はハイ（Ｈ）レベルの一定状態に変化する。
【００４３】
図２のＣ領域に示ように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越えている状態においては、Ｂ領域と同様に、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了しないうちに、被測定信号ａの次のパルスの立上がりが到来する。したがって、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はハイ（Ｈ）レベル状態を維持する。よって、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは閉鎖状態を維持し、ジッタ復調部２へ入力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2はハイ（Ｈ）レベルの一定状態を維持する。
【００４４】
図２のＤ領域に示ように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔ内に戻ると、図３（ｂ）の拡大図に示すように、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了した後に、被測定信号ａにおける次のパルスの立上がりが到来する。その結果、このタイミングで、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力される信号値ｈはロー（Ｌ）レベルを維持する。
【００４５】
遅延後の分周進み位相差信号ｄ2からさらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の立ち下がり時点においては、信号値ｈはロー（Ｌ）レベル状態を維持している。よって、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はハイ（Ｈ）レベル状態からロー（Ｌ）レベル状態に変化する。
【００４６】
被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相が進み状態においては、分周遅れ位相差信号ｕは、ロー（Ｌ）レベル一定であるので、第２のフリップフロップ１８ｂから出力される信号値ｉ1はロー（Ｌ）レベル状態を維持している。
【００４７】
したがって、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは開放状態に変化し、ジッタ復調部２へ入力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2は、信号レベルが変化する元の被測定信号ａ及び参照信号ｂへ変化する。
【００４８】
したがって、図２に示すように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越える直前に達した時刻ｔ3から、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越えて、再度、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔ内に戻った時刻ｔ4までの期間（ｔ3〜ｔ4）、被測定信号ａ及び参照信号ｂは、ジッタ復調部２への入力が禁止される。
【００４９】
前述したように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越えると、ジッタ復調部２内の第２の位相比較器１０は、正確に位相差を検出できなくて、差動増幅器１１から出力される位相差信号ｅ1のＨＰＦのみを通した位相差信号ｅ2の信号レベルが、図２のＥ特性に示すように、一気に低下する誤動作を発生する。
【００５０】
しかし、この第１実施形態のジッタ測定器においては、この誤動作を発生する期間、第２の位相比較器１０には、被測定信号ａの参照信号ｂは入力されないので、第２の位相比較器１０は、誤動作を発生せずに、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越える直前の時刻ｔ3の出力状態を維持する。その結果、被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）においては、位相差信号ｅ2の信号レベルが、図２のＦ特性に示すように、一気に低下することなく、一定値を維持する。そして、再度、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔ内に戻った時刻ｔ4以降は、位相差信号ｅ2の信号レベルは、位相の進み量ΔＴに応じた正常な値となる。
【００５１】
したがって、たとえ位相の進み量ΔＴが第２の位相比較器１０の検出範囲である１周期（ユニット）Ｔを一時的に越えたとしても、ジッタの測定を継続して実施できる。
【００５２】
この場合、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越える検出範囲を外れる期間（ｔ3〜ｔ4）は、正確にはジッタ測定は実施されていないが、ＢＰＦ１２で、通過周波数帯が２０Hz〜１００ｋHzに制限された復調信号ｃから求められた振幅、周波数は前述した勧告された測定規格を十分に満足していることはいうまでもない。
【００５３】
このジッタ復調部２のＢＰＦ１２の詳細動作を図４を用いて説明する。
図４の上段は、ＢＰＦ１２内における２０Hz以下の低周波数成分を除去する１次のＨＰＦを通過した位相差信号ｅ2の信号波形である。図４の上段は、ＢＰＦ１２内にける上述したＨＰＦ、及びこのＨＰＦの後段に位置する１００ｋHz以上の高周波成分を除去するＬＰＨを通過したジッタの復調信号ｃの信号波形である。ジッタの復調信号ｃの信号波形は位相差信号ｅ2の信号波形を微分した波形となる。
【００５４】
図４の右側に示す被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）を含む位相差信号ｅ2の振幅Ｖp-pは、図４の左側に示す被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）を含まない相差信号ｅ2の振幅Ｖp-pに比較して小さい。しかし、位相差信号ｅ2の入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）は、微分すると信号波形の中心部に移動するので、図４の右側に示す被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）を含む復調信号ｃの振幅Ｖp-pは、図４の左側に示す被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）を含まない復調信号ｃの振幅Ｖp-pに等しくなる。
【００５５】
よって、ジッタ復調部２から出力される復調信号ｃの振幅、周波数は被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）の存在の影響を受けない。
【００５６】
なお、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相が遅れた場合においても、上述した進んだ場合と同様である。
【００５７】
すなわち、たとえ、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量（遅れ量）ΔＴが、第２の位相比較器１０の検出範囲である１周期（１ユニット）Ｔを一時的に越えたとしても、ＢＰＦ１２の通過帯域内のジッタが測定範囲内であれば該当ジッタの測定を可能とし、継続してジッタに対する測定を実施できる。
【００５８】
（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態に係るジッタ測定器の概略構成を示すブロック図である。図１に示す第１実施形態のジッタ測定器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。
【００５９】
この第２実施形態のジッタ測定器においては、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力されて第２のフリップフロップ１８ａのデータ端子Ｄへ入力される信号値ｈは、第３の遅延器１９ａとＯＲ回路２０ａとで構成された延長回路でもって、信号値ｈが微少時間Δｔ3だけ延長される。具体的には、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力された信号値ｈは第３の遅延器１９ａで微少時間Δｔ3だけ遅延されてＯＲ回路２０ａで元の信号値ｈに加算される。
【００６０】
同様に、第１のフリップフロップ１５ｂの出力端子Ｑから出力されて第２のフリップフロップ１８ｂのデータ端子Ｄへ入力される信号値ｉは、第３の遅延器１９ｂとＯＲ回路２０ｂとで構成された延長回路でもって、信号値ｉが微少時間Δｔ3だけ延長される。
その他の構成は、図１に示す第１実施形態のジッタ測定器と同じである。
【００６１】
このように構成された第２のジッタ測定器の動作を図６、図７（ａ）（ｂ）のタイムチャートを用いて説明する。
【００６２】
第１のフリップフロップ１５ａから出力されて第２のフリップフロップ１８ａへ入力される信号値ｈが微少時間Δｔ3だけ延長されるのみであるので、前述したＡ領域、Ｂ領域、Ｄ領域の動作は、図２、図３（ａ）（ｂ）に示した動作と同じであるので、説明を省略する。
【００６３】
ここでは、図６のＧ領域に示ように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが２周期（ユニット）Ｔを越える直前の状態を説明する。この状態においては、図７（ａ）の拡大図に示すように、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了しないうちに、被測定信号ａの次のパルスの立上がりが到来する。したがって、第１のフリップフロップ１５ａから出力される信号値ｈはハイ（Ｈ）レベル状態に変化する。
【００６４】
さらに、被測定信号ａにおける次の次のパルスの立上がり時刻ｔ5直前に、分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了する。したがって、この時点で信号値ｈはロー（Ｌ）レベルへ低下する筈である。しかし、この信号値ｈは、微少時間Δｔ3だけ延長されているので、被測定信号ａの立上がり時刻ｔ5から微少時間Δｔ3経過するまで第２のフリップフロップ１８ａへ入力される信号値ｈはハイ（Ｈ）レベルを維持する。
【００６５】
よって、分周進み位相差信号ｄ2をさらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の時刻ｔ5を過ぎた立下がり時刻においては、第２のフリップフロップ１８ａへ入力される信号値ｈはハイ（Ｈ）レベルを維持しているので、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はハイ（Ｈ）レベル状態を維持する。よって、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは閉鎖状態を維持し、ジッタ復調部２へ入力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2はハイ（Ｈ）レベルの一定状態を維持する。
【００６６】
このように、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力されて第２のフリップフロップ１８ａのデータ端子Ｄへ入力される信号値ｈは微少時間Δｔ3だけ延長されているので、たとえ、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが２周期（ユニット）Ｔを越える場合であっても、ジッタ復調部２へ被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力が確実に阻止される。
【００６７】
すなわち、この第２実施形態のジッタ測定器においては、被測定信号ａにおける位相の進み量（遅れ量）ΔＴの許容範囲が拡大される。
【００６８】
図７（ｂ）は、第３の遅延器１９ａ、１９ｂ及びＯＲ回路２０ａ、２０ｂを用いない図１の第１実施形態のジッタ測定器において、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが２周期（ユニット）Ｔを越える直前の状態を示すタイムチャートである。
【００６９】
この場合、被測定信号ａにおける次の次のパルスの立上がり時刻ｔ5直前に、分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了する。さらに、被測定信号ａにおける一つ前のパルスの立上でハイ（Ｈ）レベルに立上っている信号値ｈは延長されずに、そのまま時刻ｔ5にてロー（Ｌ）レベルへ低下する。
【００７０】
よって、分周進み位相差信号ｄ2をさらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の時刻ｔ5を越えた立下がり時刻においては、第２のフリップフロップ１８ａへ入力される信号値ｈはロー（Ｌ）レベルに変化した後であるので、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はロー（Ｌ）レベルに変化する。よって、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは開放状態に変化し、ジッタ復調部２へ被測定信号ａ及び参照信号ｂがそのまま入力する不都合が生じる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のジッタ測定器においては、被測定信号の参照信号に対する位相の進み量（遅れ量）がジッタ復調部内における位相比較器の検出範囲を外れる期間に被測定信号及び参照信号のジッタ復調部への入力を禁止している。
【００７２】
したがって、たとえ、被測定信号の参照信号に対する位相の進み量（遅れ量）が参照信号の１周期（１ユニット）を一時的に越えたとしても、ＢＰＦの通過帯域内のジッタが測定範囲内であれば該当ジッタの測定を可能とし、継続してジッタに対する測定を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わるジッタ測定器の概略構成を示すブロック図
【図２】同第１実施形態のジッタ測定器の動作を示すタイムチャート
【図３】同実施形態のジッタ測定器の動作を示すタイムチャートにおける要部を拡大して示す図
【図４】同実施形態のジッタ測定器におけるジッタ復調部に組込まれたＢＰＦの動作を示す波形図
【図５】本発明の第２実施形態に係わるジッタ測定器の概略構成を示すブロック図
【図６】同第２実施形態のジッタ測定器の動作を示すタイムチャート
【図７】同実施形態のジッタ測定器の動作を示すタイムチャートにおける要部を拡大して示す図
【図８】従来のジッタ測定器の概略構成を示すブロック図
【図９】位相比較器の基本動作を示すタイムチャート
【図１０】従来のジッタ測定器の動作を示すタイムチャート
【符号の説明】
１…参照信号生成部
２…ジッタ復調部
４、６…分周器
５…第１の位相比較器
７、１１…差動増幅器
８…ＬＰＦ
９…電圧制御水晶発振器
１０…第２の位相比較器
１２…ＢＰＦ
１３…位相検出範囲外れ検出部
１４ａ、１４ｂ…ＯＲゲート
１５ａ、１５ｂ…第１のフリップフロップ
１６ａ、１６ｂ…第１の遅延器
１７ａ、１７ｂ…第２の遅延器
１８ａ、１８ｂ…第２のフリップフロップ
１９ａ、１９ｂ…第３の遅延器
２０ａ、２０ｂ…ＯＲ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された被測定信号のジッタ（位相ゆらぎ）の状態を測定するジッタ測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、デジタル信号を伝送するデジタル伝送路では、デジタル信号を再生して出力する中継器によって伝送路を延長しているが、このような中継器では、入力信号の位相ゆらぎ（ジッタ）が大きくなると元の信号を再生することができない。
このため、伝送路を伝送されるデジタル信号に生じているジッタ（位相ゆらぎ）を測定することは通信ネットワークの品質維持を確保するために重要である。このような測定を行うために従来からジッタ測定器が用いられる。図８はジッタ測定器の概略構成を示すブロック図である。
【０００３】
このジッタ測定器は、大きく分けて、被測定信号ａからこの被測定信号ａに含まれるジッタ成分を除去して参照信号ｂとして出力する参照信号生成部１と、被測定信号ａと生成された参照信号ｂとの位相差を検出して、この位相差をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通してジッタの復調信号ｃとして出力するジッタ復調部２とで構成されている。
【０００４】
参照信号生成部１は一種のＰＬＬ回路で構成されている。入力端子３から入力された数Ｍ〜数百Ｍｂｐｓ（ビットレート）の被測定信号ａは、分周器４で周波数が１／Ｎに分周され新たな被測定信号ａ1として第１の位相比較器５の一方の入力端子へ印加される。
【０００５】
第１の位相比較器５は、被測定信号ａと分周器６から入力された分周された参照信号ｂ1との間の位相差を算出して、位相差に対応するパルス幅を有した分周遅れ位相差信号（遅れ位相差信号と略記する）ｕ、又は分周進み位相差信号（進み位相差信号と略記する）ｄを各出力端子Ｕ、Ｄから出力する。具体的には、図９に示すように、被測定信号ａ1が参照信号ｂ1に対して位相が遅れている場合は出力端子Ｕから遅れ位相差信号ｕが出力され、被測定信号ａ1が参照信号ｂ1に対して位相が進んでいる場合は出力端子Ｄから進み位相差信号ｄが出力される。
【０００６】
第１の位相比較器５から出力された遅れ位相差信号ｕは差動増幅器７の（―）端子へ入力され、第１の位相比較器５から出力された進み位相差信号ｄは差動増幅器７の（＋）端子へ入力される。差動増幅器７は、進み位相差信号ｄと遅れ位相差信号ｕとの差の位相差信号ｅを算出して次のＬＰＦ（ローパスフィルタ）８へ送出する。
【０００７】
ＬＰＦ８は、位相差信号ｅに含まれる被測定信号ａ1における高周波のジッタ成分と、被測定信号ａ1のビットレートに対応する周波数成分と、この周波数成分に等しい周波数成分を有する参照信号ｂ1の周波数成分とを除去して、ほぼ直流の制御電圧ｇとして電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）９へ送出する。電圧制御水晶発振器９は入力された制御電圧ｇに比例した周波数を有する参照信号ｂを分周器６へ送出する。分周器６は参照信号ｂを１／Ｎに分周して新たな参照信号ｂ1として、位相比較器５へ入力する。
【０００８】
したがって、第１の位相比較器５、差動増幅器７、ＬＰＦ８、電圧制御水晶発振器９及び分周器４、６で形成される参照信号生成部１においては、参照信号ｂと入力された被測定信号aとの位相と周波数が定常的にずれている場合は、差動増幅器７から出力される位相差信号ｅには、この位相差及び周波数差に対応する直流成分が含まれる。この直流成分はＬＰＦ８で制御電圧ｇとして、電圧制御水晶発振器９へ印加される。したがって、最終的には出力される参照信号ｂの位相と周波数とは被測定信号ａの位相と周波数に同期する。
【０００９】
次に、ジッタ復調部２について説明する。
被測定信号ａ及び参照信号ｂが入力される第２の位相比較器１０は、被測定信号ａと参照信号ｂとの間の位相差を算出して、位相差に対応するパルス幅を有した遅れ位相差信号ｕ1又は進み位相差信号ｄ1を差動増幅器１１へ送出する。差動増幅器１１は、進み位相差信号ｄ1と遅れ位相差信号ｕ1との差の位相差信号ｅ1を算出して次のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１２へ送出する。
【００１０】
ＢＰＦ１２は、入力された位相差信号ｅ1に含まれる例えば、ＩＴＵ―Ｔ Ｏ．１７２に勧告されているBit rate：２Ｍの符号では、２０Hz以下の低周波成分を１次のＨＰＦで除去し、１００ｋHz以上の高周波成分をＬＰＦで除去する。そして、位相差信号ｅ1に含まれる２０Hz〜１００ｋHzの周波数成分を抽出してジッタの復調信号ｃとして出力する。
【００１１】
したがって、この復調信号ｃには被測定信号ａに含まれる２０Hz〜１００ｋHzのジッタ成分のみが含まれる。このジッタの復調信号ｃの振幅、周波数を定量的に求めることにより、被測定信号ａに含まれるジッタを定量的に評価できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示すジッタ測定器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、図１０のタイムチャートに示すように、例えば、被測定信号ａの参照信号ｂに対する進み位相が時間経過とともに拡大していくと、進み量ΔＴが増大し、差動増幅器１１から出力されて、ＢＰＦ１２内の１００ｋHzのＬＰＦのみ通過した位相差信号ｅ2は徐々に増加していく。しかし、時刻ｔ1にて、進み量ΔＴが参照信号ｂの位相の検出範囲である１周期（１ユニット）Ｔを越えると、被測定信号ａのパルスの立上がりを、参照信号ｂの一つ先のパルスの立上がりと比較するために、進み量ΔＴが１周期（１ユニット）Ｔを減額した値となり、位相差信号ｅ2は急激に０近傍値に低下する。
【００１４】
そして、位相差信号ｅ2は、図１０のタイムチャートに示すように、この０近傍値から再度上昇を開始する。この状態は、進み量ΔＴが参照信号ｂの１周期（１ユニット）Ｔを越えている期間継続する。そして、時刻ｔ2にて、進み量ΔＴが参照信号ｂの検出範囲である１周期（１ユニット）Ｔ内に戻ったとしても、参照信号ｂにおける比較対象の被測定信号ａのパルスの立上がりが一つ前のパルスの立上がりに戻ることはないので、位相差信号ｅ2のレベルは、進み量ΔＴが参照信号ｂの１周期（１ユニット）Ｔを越えた時刻ｔ1以前の状態に戻ることはない。
【００１５】
したがって、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量（遅れ量）ΔＴが一旦参照信号ｂの検出範囲である１周期（１ユニット）Ｔを越えると、位相差信号ｅ2が正確に測定できないことになる。
【００１６】
なお、この図１０に示す低周波の不連続部分は、ＢＰＦ１２内のＨＰＦでパルス化されるので、上述した位相差信号ｅ2の不連続部分が測定精度を向上させるための障害となる。
【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、たとえ、被測定信号の参照信号に対する位相の進み量（遅れ量）が参照信号の１周期（１ユニット）を一時的に越えたとしても、ＢＰＦの通過帯域内のジッタが測定範囲内であれば該当ジッタの測定を可能とし、継続してジッタに対する測定を実施できるジッタ測定器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、被測定信号の分周信号と参照信号の分周信号との位相差を示す分周位相差信号を第１の位相比較器で生成し、この生成された分周位相差信号を、ジッタ成分を除去したのち電圧制御水晶発振器に印加し、この電圧制御水晶発振器の出力信号を参照信号として出力するとともに分周して第１の位相比較器へ帰還させる参照信号生成部と、被測定信号の参照信号生成部で生成された参照信号に対する位相差を示す位相差信号を第２の位相比較器で生成し、この生成された位相差信号をバンドパスフィルタを通して復調信号として出力するジッタ復調部とを有するジッタ測定器に適用される。
【００１９】
そして、上記課題を解消するために、本発明のジッタ測定器においては、参照信号生成部の第１の位相比較器から出力される分周位相差信号に基づいて、ジッタ復調部へ入力される被測定信号の参照信号に対する位相差が第２の位相比較器の検出範囲を外れる直前に、ジッタ復調部に対する被測定信号及び参照信号の入力を禁止し、位相差が検出範囲に入った直後に禁止を解除する検出範囲外れ検出部を備えている。
【００２０】
さらに、別の発明は、上述した発明のジッタ測定器における検出範囲外れ検出部を、第１の位相比較器から出力される分周位相差信号を微少時間遅延する第１の遅延器と、この第１の遅延器で遅延された分周位相差信号をさらに微少時間遅延する第２の遅延器と、被測定信号、参照信号のそれぞれの立上がりに同期して、その時点で入力端子に印加されている第１の遅延器で遅延された分周位相差信号の信号値を自己の出力端子からそれぞれ出力する第１のフリップフロップと、第２の遅延器で遅延された分周位相差信号の立ち下がりに同期して、その時点で入力端子に印加されている第１のフリップフロップから出力されている信号値を、自己の出力端子から出力する第２のフリップフロップと、この第２のフリップフロップから出力されている信号値に基づいて、被測定信号及び参照信号のジッタ復調部に対する入力をオン／オフ制御するゲート回路とで構成している。
【００２１】
さらに、別の発明は、上述した発明のジッタ測定器に対して、第１のフリップフロップの出力端子から出力されて第２のフリップフロップの入端子へ印加されている信号値を微少時間延長する延長回路を付加している。
【００２２】
【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実施形態に係るジッタ測定器の概略構成を示すブロック図である。図８に示す従来のジッタ測定器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。
【００２３】
この第１実施形態のジッタ測定器は、大きく分けて、図８に示す従来のジッタ測定器とほぼ同一構成の参照信号生成部１と、同じく従来のジッタ測定器とほぼ同一構成のジッタ復調部２と、この第１実施形態のジッタ測定器特有の検出範囲外れ検出部１３とで構成されている。
【００２４】
入力端子３から入力された複数のパルス（クロック）波形からなる被測定信号ａは、参照信号生成部１へ入力される共に、検出範囲外れ検出部１３内のゲート回路の一方を構成するＯＲゲート１４ａの入力端子及び第１のフリップフロップ１５ａのクロック端子へ印加される。参照信号生成部１から出力された参照信号ｂは検出範囲外れ検出部１３内のゲート回路の他方を構成するＯＲゲート１４ｂの入力端子及び第１のフリップフロップ１５ｂのクロック端子へ印加される。
【００２５】
参照信号生成部１内の第１の位相比較器５から出力された分周進み位相差信号ｄは、差動増幅器７へ入力されるとともに、検出範囲外れ検出部１３内の第１の遅延器１６ａで微少時間Δｔ1だけ遅延されて、新たな分周進み位相差信号ｄ2として第１のフリップフロップ１５ａのデータ端子Ｄへ印加される。さらに、この分周進み位相差信号ｄ2は、第２の遅延器１７ａでさらに微少時間Δｔ2だけ遅延されて、新たな分周進み位相差信号ｄ3として第２のフリップフロップ１８ａの反転クロック端子へ印加される。
【００２６】
第１のフリップフロップ１５ａは、図２、図３のタイムチャートに示すように、クロック端子へ印加されている被測定信号ａのパルス波形の立上がりに同期して、この時点でデータ端子Ｄに印加されている分周進み位相差信号ｄ2の信号値ｈを出力端子Ｑから第２のフリップフロップ１８ａのデータ端子Ｄへ送出する。
【００２７】
第２のフリップフロップ１８ａは、図２、図３のタイムチャートに示すように、反転クロック端子へ印加されている分周進み位相差信号ｄ3のパルス波形の立下がりに同期して、データ端子Ｄに印加されている信号値ｈのこの時時点における信号値ｈ1を出力端子Ｑからゲート回路を構成する各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂの入力端子へ送出する。
【００２８】
一方、参照信号生成部１内の第１の位相比較器５から出力された分周遅れ位相差信号ｕは、差動増幅器７へ入力されるとともに、検出範囲外れ検出部１３内の第１の遅延器１６ｂで微少時間Δｔ1だけ遅延されて、新たな分周遅れ位相差信号ｕ2として第１のフリップフロップ１５ｂのデータ端子Ｄへ印加される。さらに、この分周遅れ位相差信号ｕ2は、第２の遅延器１７ｂでさらに微少時間Δｔ2だけ遅延されて、新たな分周遅れ位相差信号ｕ3として第２のフリップフロップ１８ｂの反転クロック端子へ印加される。
【００２９】
第１のフリップフロップ１５ｂは、クロック端子へ印加されている参照信号ｂのパルス波形の立上がりに同期して、この時点でデータ端子Ｄに印加されている分周遅れ位相差信号ｕ2の信号値ｉを出力端子Ｑから第２のフリップフロップ１８ｂのデータ端子Ｄへ送出する。
【００３０】
第２のフリップフロップ１８ｂは、反転クロック端子へ印加されている分周遅れ位相差信号ｕ3のパルス波形の立下がりに同期して、データ端子Ｄに印加されている信号値ｉのこの時点における信号値ｉ1を出力端子Ｑからゲート回路を構成する各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂの入力端子へ送出する。
【００３１】
ゲート回路を構成する各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは、それぞれ３入力端子を有した論理和回路で構成されている。したがって、いずれか一方の第２のフリップフロップ１８ａ、１８ｂから出力される信号値ｈ1、ｉ1がハイ（Ｈ）レベルであれば、ＯＲゲート１４ａから出力される被測定信号ａ2、及びＯＲゲート１４ｂから出力される参照信号ｂ2は共にハイ（Ｈ）レベル状態に維持される。すなわち、被測定信号ａ、参照信号ｂは遮断されることになる。
【００３２】
一方、両方の第２のフリップフロップ１８ａ、１８ｂから出力される信号値ｈ1、ｉ1が同時にロー（Ｌ）レベルのときのみ、被測定信号ａ、参照信号ｂはこのゲート回路で遮断されずに、新たな被測定信号ａ2、参照信号ｂ2として、ジッタ復調部２へ送出されることになる。
【００３３】
ジッタ復調部２において、検出範囲外れ検出部１３から出力された被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2は第２の位相比較器１０へ入力される。第２の位相比較器１０は、被測定信号ａ2と参照信号ｂ2との間の位相差を算出して、位相差に対応するパルス幅を有した遅れ位相差信号ｕ1又は進み位相差信号ｄ1を差動増幅器１１へ送出する。差動増幅器１１は、進み位相差信号ｄ1と遅れ位相差信号ｕ1との差の位相差信号ｅ1を算出して次のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１２へ送出する。
【００３４】
ＢＰＦ１２は、入力された位相差信号ｅ1に含まれる、例えば、ＩＴＵ―ＴＯ．１７２に勧告されているBit rate：２Ｍの符号では、２０Hz以下の低周波成分を１次のＨＰＦで除去し、１００ｋHz以上の高周波成分ＬＰＦでを除去する。そして、位相差信号ｅ1に含まれる２０Hz〜１００ｋHzの周波数成分を抽出してジッタの復調信号ｃとして出力する。
【００３５】
したがって、この復調信号ｃには被測定信号ａに含まれる２０Hz〜１００ｋHzのジッタ成分が含まれる。このジッタの復調信号ｃの振幅、周波数を定量的に求めることにより、被測定信号ａに含まれるジッタを定量的に評価できる。
【００３６】
このように構成された第１実施形態のジッタ測定器の動作を図２、図３（ａ）（ｂ）のタイムチャートを用いて説明する。なお、図２、図３（ａ）（ｂ）のタイムチャートにおいては、被測定信号ａの位相が参照信号ｂの位相に対して進んでいる状態に限定して説明する。したがって、この状態においては、参照信号生成部１から出力される分周遅れ位相差信号ｕはロー（Ｌ）レベル一定である。なお、１／Ｎに分周されているので、分周進み位相差信号ｄは分周前の被測定信号ａにおけるＮクロック（２Ｎ個の波形）に対して１回だけ出力される。
【００３７】
図２のＡ領域に示すように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔ未満の状態においては、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2は微少時間Δｔ1だけ被測定信号ａに対して遅延しているので、第１のフリップフロップ１５ａから出力される信号値ｈはロー（Ｌ）レベル状態を維持する。第１のフリップフロップ１５ａから出力され、第２のフリップフロップ１８ａデータ端子Ｄに印加される信号値ｈがロー（Ｌ）レベル状態を維持すると、さらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の立ち下がり時点においては、信号値ｈはロー（Ｌ）レベル状態である。よって、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はロー（Ｌ）レベル状態を維持する。
【００３８】
被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相が進んでいる状態においては、分周遅れ位相差信号ｕは、ロー（Ｌ）レベル一定であるので、第１、第２のフリップフロップ１５ｂ、１８ｂからそれぞれ出力される信号値ｉ、ｉ1はロー（Ｌ）レベル状態を維持する。
【００３９】
よつて、このＡ領域においては、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは開放状態であり、ゲート回路からジッタ復調部２へ出力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2は、信号レベルが変化する元の被測定信号ａ及び参照信号ｂになる。
【００４０】
図２のＢ領域に示ように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔのごく近傍に達した状態、具体的には、位相の進み量ΔＴに微少時間Δｔ1を加算した時間（ΔＴ＋Δｔ1）が１周期（ユニット）Ｔを越えると、図３（ａ）の拡大図に示すように、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了しないうちに、被測定信号ａにおける次のパルスの立上がりが到来する。その結果、このタイミングで、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力される信号値ｈがロー（Ｌ）レベルからハイ（Ｈ）レベルへ立上がる。
【００４１】
遅延後の分周進み位相差信号ｄ2からさらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の立ち下がり時点においては、信号値ｈはロー（Ｌ）レベルからハイ（Ｈ）レベルへ立上った後の状態である。よって、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はハイ（Ｈ）レベル状態に変化する。
【００４２】
第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1がハイ（Ｈ）レベル状態に変化すると、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは閉鎖状態に変化し、被測定信号ａ及び参照信号ｂはジッタ復調部２へ入力されずに、ジッタ復調部２へ入力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2はハイ（Ｈ）レベルの一定状態に変化する。
【００４３】
図２のＣ領域に示ように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越えている状態においては、Ｂ領域と同様に、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了しないうちに、被測定信号ａの次のパルスの立上がりが到来する。したがって、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はハイ（Ｈ）レベル状態を維持する。よって、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは閉鎖状態を維持し、ジッタ復調部２へ入力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2はハイ（Ｈ）レベルの一定状態を維持する。
【００４４】
図２のＤ領域に示ように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔ内に戻ると、図３（ｂ）の拡大図に示すように、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了した後に、被測定信号ａにおける次のパルスの立上がりが到来する。その結果、このタイミングで、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力される信号値ｈはロー（Ｌ）レベルを維持する。
【００４５】
遅延後の分周進み位相差信号ｄ2からさらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の立ち下がり時点においては、信号値ｈはロー（Ｌ）レベル状態を維持している。よって、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はハイ（Ｈ）レベル状態からロー（Ｌ）レベル状態に変化する。
【００４６】
被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相が進み状態においては、分周遅れ位相差信号ｕは、ロー（Ｌ）レベル一定であるので、第２のフリップフロップ１８ｂから出力される信号値ｉ1はロー（Ｌ）レベル状態を維持している。
【００４７】
したがって、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは開放状態に変化し、ジッタ復調部２へ入力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2は、信号レベルが変化する元の被測定信号ａ及び参照信号ｂへ変化する。
【００４８】
したがって、図２に示すように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越える直前に達した時刻ｔ3から、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越えて、再度、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔ内に戻った時刻ｔ4までの期間（ｔ3〜ｔ4）、被測定信号ａ及び参照信号ｂは、ジッタ復調部２への入力が禁止される。
【００４９】
前述したように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越えると、ジッタ復調部２内の第２の位相比較器１０は、正確に位相差を検出できなくて、差動増幅器１１から出力される位相差信号ｅ1のＨＰＦのみを通した位相差信号ｅ2の信号レベルが、図２のＥ特性に示すように、一気に低下する誤動作を発生する。
【００５０】
しかし、この第１実施形態のジッタ測定器においては、この誤動作を発生する期間、第２の位相比較器１０には、被測定信号ａの参照信号ｂは入力されないので、第２の位相比較器１０は、誤動作を発生せずに、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越える直前の時刻ｔ3の出力状態を維持する。その結果、被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）においては、位相差信号ｅ2の信号レベルが、図２のＦ特性に示すように、一気に低下することなく、一定値を維持する。そして、再度、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔ内に戻った時刻ｔ4以降は、位相差信号ｅ2の信号レベルは、位相の進み量ΔＴに応じた正常な値となる。
【００５１】
したがって、たとえ位相の進み量ΔＴが第２の位相比較器１０の検出範囲である１周期（ユニット）Ｔを一時的に越えたとしても、ジッタの測定を継続して実施できる。
【００５２】
この場合、位相の進み量ΔＴが１周期（ユニット）Ｔを越える検出範囲を外れる期間（ｔ3〜ｔ4）は、正確にはジッタ測定は実施されていないが、ＢＰＦ１２で、通過周波数帯が２０Hz〜１００ｋHzに制限された復調信号ｃから求められた振幅、周波数は前述した勧告された測定規格を十分に満足していることはいうまでもない。
【００５３】
このジッタ復調部２のＢＰＦ１２の詳細動作を図４を用いて説明する。
図４の上段は、ＢＰＦ１２内における２０Hz以下の低周波数成分を除去する１次のＨＰＦを通過した位相差信号ｅ2の信号波形である。図４の上段は、ＢＰＦ１２内にける上述したＨＰＦ、及びこのＨＰＦの後段に位置する１００ｋHz以上の高周波成分を除去するＬＰＨを通過したジッタの復調信号ｃの信号波形である。ジッタの復調信号ｃの信号波形は位相差信号ｅ2の信号波形を微分した波形となる。
【００５４】
図４の右側に示す被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）を含む位相差信号ｅ2の振幅Ｖp-pは、図４の左側に示す被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）を含まない相差信号ｅ2の振幅Ｖp-pに比較して小さい。しかし、位相差信号ｅ2の入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）は、微分すると信号波形の中心部に移動するので、図４の右側に示す被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）を含む復調信号ｃの振幅Ｖp-pは、図４の左側に示す被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）を含まない復調信号ｃの振幅Ｖp-pに等しくなる。
【００５５】
よって、ジッタ復調部２から出力される復調信号ｃの振幅、周波数は被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力禁止期間（ｔ3〜ｔ4）の存在の影響を受けない。
【００５６】
なお、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相が遅れた場合においても、上述した進んだ場合と同様である。
【００５７】
すなわち、たとえ、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量（遅れ量）ΔＴが、第２の位相比較器１０の検出範囲である１周期（１ユニット）Ｔを一時的に越えたとしても、ＢＰＦ１２の通過帯域内のジッタが測定範囲内であれば該当ジッタの測定を可能とし、継続してジッタに対する測定を実施できる。
【００５８】
（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態に係るジッタ測定器の概略構成を示すブロック図である。図１に示す第１実施形態のジッタ測定器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。
【００５９】
この第２実施形態のジッタ測定器においては、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力されて第２のフリップフロップ１８ａのデータ端子Ｄへ入力される信号値ｈは、第３の遅延器１９ａとＯＲ回路２０ａとで構成された延長回路でもって、信号値ｈが微少時間Δｔ3だけ延長される。具体的には、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力された信号値ｈは第３の遅延器１９ａで微少時間Δｔ3だけ遅延されてＯＲ回路２０ａで元の信号値ｈに加算される。
【００６０】
同様に、第１のフリップフロップ１５ｂの出力端子Ｑから出力されて第２のフリップフロップ１８ｂのデータ端子Ｄへ入力される信号値ｉは、第３の遅延器１９ｂとＯＲ回路２０ｂとで構成された延長回路でもって、信号値ｉが微少時間Δｔ3だけ延長される。
その他の構成は、図１に示す第１実施形態のジッタ測定器と同じである。
【００６１】
このように構成された第２のジッタ測定器の動作を図６、図７（ａ）（ｂ）のタイムチャートを用いて説明する。
【００６２】
第１のフリップフロップ１５ａから出力されて第２のフリップフロップ１８ａへ入力される信号値ｈが微少時間Δｔ3だけ延長されるのみであるので、前述したＡ領域、Ｂ領域、Ｄ領域の動作は、図２、図３（ａ）（ｂ）に示した動作と同じであるので、説明を省略する。
【００６３】
ここでは、図６のＧ領域に示ように、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが２周期（ユニット）Ｔを越える直前の状態を説明する。この状態においては、図７（ａ）の拡大図に示すように、遅延後の分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了しないうちに、被測定信号ａの次のパルスの立上がりが到来する。したがって、第１のフリップフロップ１５ａから出力される信号値ｈはハイ（Ｈ）レベル状態に変化する。
【００６４】
さらに、被測定信号ａにおける次の次のパルスの立上がり時刻ｔ5直前に、分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了する。したがって、この時点で信号値ｈはロー（Ｌ）レベルへ低下する筈である。しかし、この信号値ｈは、微少時間Δｔ3だけ延長されているので、被測定信号ａの立上がり時刻ｔ5から微少時間Δｔ3経過するまで第２のフリップフロップ１８ａへ入力される信号値ｈはハイ（Ｈ）レベルを維持する。
【００６５】
よって、分周進み位相差信号ｄ2をさらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の時刻ｔ5を過ぎた立下がり時刻においては、第２のフリップフロップ１８ａへ入力される信号値ｈはハイ（Ｈ）レベルを維持しているので、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はハイ（Ｈ）レベル状態を維持する。よって、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは閉鎖状態を維持し、ジッタ復調部２へ入力される被測定信号ａ2及び参照信号ｂ2はハイ（Ｈ）レベルの一定状態を維持する。
【００６６】
このように、第１のフリップフロップ１５ａの出力端子Ｑから出力されて第２のフリップフロップ１８ａのデータ端子Ｄへ入力される信号値ｈは微少時間Δｔ3だけ延長されているので、たとえ、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが２周期（ユニット）Ｔを越える場合であっても、ジッタ復調部２へ被測定信号ａ及び参照信号ｂの入力が確実に阻止される。
【００６７】
すなわち、この第２実施形態のジッタ測定器においては、被測定信号ａにおける位相の進み量（遅れ量）ΔＴの許容範囲が拡大される。
【００６８】
図７（ｂ）は、第３の遅延器１９ａ、１９ｂ及びＯＲ回路２０ａ、２０ｂを用いない図１の第１実施形態のジッタ測定器において、被測定信号ａの参照信号ｂに対する位相の進み量ΔＴが２周期（ユニット）Ｔを越える直前の状態を示すタイムチャートである。
【００６９】
この場合、被測定信号ａにおける次の次のパルスの立上がり時刻ｔ5直前に、分周進み位相差信号ｄ2における進み量ΔＴの幅を有したハイ（Ｈ）レベルのパルスが終了する。さらに、被測定信号ａにおける一つ前のパルスの立上でハイ（Ｈ）レベルに立上っている信号値ｈは延長されずに、そのまま時刻ｔ5にてロー（Ｌ）レベルへ低下する。
【００７０】
よって、分周進み位相差信号ｄ2をさらに微少時間Δｔ2だけ遅延された分周進み位相差信号ｄ3の時刻ｔ5を越えた立下がり時刻においては、第２のフリップフロップ１８ａへ入力される信号値ｈはロー（Ｌ）レベルに変化した後であるので、第２のフリップフロップ１８ａから出力される信号値ｈ1はロー（Ｌ）レベルに変化する。よって、各ＯＲゲート１４ａ、１４ｂは開放状態に変化し、ジッタ復調部２へ被測定信号ａ及び参照信号ｂがそのまま入力する不都合が生じる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のジッタ測定器においては、被測定信号の参照信号に対する位相の進み量（遅れ量）がジッタ復調部内における位相比較器の検出範囲を外れる期間に被測定信号及び参照信号のジッタ復調部への入力を禁止している。
【００７２】
したがって、たとえ、被測定信号の参照信号に対する位相の進み量（遅れ量）が参照信号の１周期（１ユニット）を一時的に越えたとしても、ＢＰＦの通過帯域内のジッタが測定範囲内であれば該当ジッタの測定を可能とし、継続してジッタに対する測定を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わるジッタ測定器の概略構成を示すブロック図
【図２】同第１実施形態のジッタ測定器の動作を示すタイムチャート
【図３】同実施形態のジッタ測定器の動作を示すタイムチャートにおける要部を拡大して示す図
【図４】同実施形態のジッタ測定器におけるジッタ復調部に組込まれたＢＰＦの動作を示す波形図
【図５】本発明の第２実施形態に係わるジッタ測定器の概略構成を示すブロック図
【図６】同第２実施形態のジッタ測定器の動作を示すタイムチャート
【図７】同実施形態のジッタ測定器の動作を示すタイムチャートにおける要部を拡大して示す図
【図８】従来のジッタ測定器の概略構成を示すブロック図
【図９】位相比較器の基本動作を示すタイムチャート
【図１０】従来のジッタ測定器の動作を示すタイムチャート
【符号の説明】
１…参照信号生成部
２…ジッタ復調部
４、６…分周器
５…第１の位相比較器
７、１１…差動増幅器
８…ＬＰＦ
９…電圧制御水晶発振器
１０…第２の位相比較器
１２…ＢＰＦ
１３…位相検出範囲外れ検出部
１４ａ、１４ｂ…ＯＲゲート
１５ａ、１５ｂ…第１のフリップフロップ
１６ａ、１６ｂ…第１の遅延器
１７ａ、１７ｂ…第２の遅延器
１８ａ、１８ｂ…第２のフリップフロップ
１９ａ、１９ｂ…第３の遅延器
２０ａ、２０ｂ…ＯＲ回路
Claims (3)
- 被測定信号（ａ）の分周信号と参照信号（ｂ）の分周信号との位相差を示す分周位相差信号を第１の位相比較器（５）で生成し、この生成された分周位相差信号を、ジッタ成分を除去したのち電圧制御水晶発振器（９）に印加し、この電圧制御水晶発振器の出力信号を参照信号（ｂ）として出力するとともに分周して前記第１の位相比較器へ帰還させる参照信号生成部（１）と、
前記被測定信号の前記参照信号生成部で生成された参照信号に対する位相差を示す位相差信号を第２の位相比較器（１０）で生成し、この生成された位相差信号をバンドパスフィルタ（１２）を通して復調信号として出力するジッタ復調部（２）と
を有するジッタ測定器において、
前記参照信号生成部の第１の位相比較器から出力される分周位相差信号に基づいて、前記ジッタ復調部へ入力される被測定信号の参照信号に対する位相差が前記第２の位相比較器の検出範囲を外れる直前に、前記ジッタ復調部に対する被測定信号及び参照信号の入力を禁止し、前記位相差が検出範囲に入った直後に前記禁止を解除する検出範囲外れ検出部（１３）を備えたことを特徴とするジッタ測定器。 - 前記検出範囲外れ検出部（１３）は、
前記第１の位相比較器から出力される分周位相差信号を微少時間遅延する第１の遅延器（１６ａ、１６ｂ）と、
この第１の遅延器で遅延された分周位相差信号をさらに微少時間遅延する第２の遅延器（１７ａ、１７ｂ）と、
前記被測定信号、前記参照信号のそれぞれの立上がりに同期して、その時点で入力端子に印加されている前記第１の遅延器で遅延された分周位相差信号の信号値を自己の出力端子からそれぞれ出力する第１のフリップフロップ（１５ａ、１５ｂ）と、
前記第２の遅延器で遅延された分周位相差信号の立ち下がりに同期して、その時点で入力端子に印加されている前記第１のフリップフロップから出力されている信号値を、自己の出力端子から出力する第２のフリップフロップ（１８ａ、１８ｂ）と、
この第２のフリップフロップから出力されている信号値に基づいて、前記被測定信号及び参照信号の前記ジッタ復調部に対する入力をオン／オフ制御するゲート回路（１４ａ、１４ｂ）と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のジッタ測定器。 - 前記第１のフリップフロップの出力端子から出力されて前記第２のフリップフロップの入端子へ印加されている信号値を微少時間延長する延長回路（１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ）を備えたことを特徴とする請求項２記載のジッタ測定器。
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