JP3892956B2

JP3892956B2 - ジッタ測定装置

Info

Publication number: JP3892956B2
Application number: JP32581797A
Authority: JP
Inventors: 光志降幡
Original assignee: リーダー電子株式会社
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11160374A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、量子化信号のジッタを測定するためのジッタ測定装置に関し、特に、ＣＤ（コンパクト・ディスク）から再生されたＥＦＭ（eight to fourteen modulation）信号等のジッタを測定するためのジッタ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤは、オーディオ信号の記録用として開発されたものであるが、その記憶容量を極めて大きくすることが可能であることから、コンピュータ用のＣＤ−ＲＯＭ及び家庭／教育用のＣＤ−Ｉとして、広く使われるようになっている。ＣＤはＥＦＭ方式で記憶されているが、該ＥＦＭ方式とは、８ビットを１４ビットに変換し、該１４ビットに３ビットのマージン・ビットを加え、そして、それをＮＲＺＩ記録（マーク長記録）する変調方式である。
ＥＦＭ方式で記憶されたＣＤから信号を再生するために、その記憶状態を光学的に読み取ってデータ及びクロックを抽出するが、抽出されたデータ及びクロックとの間、又はデータとデータとの間にジッタが存在すると、再生信号にゆらぎ等が生じてしまう。したがって、これらの間のジッタを測定して、それに基づいて適切に対処することが必要である。
【０００３】
このようなジッタ測定装置として、従来は図５に示される構成の測定器が用いられている。図５において、１は入力端子からの信号Ｓ_INが供給される入力増幅器、２は入力信号を２値化するための２値化回路、３はジッタを検出するためのジッタ検出回路、４はバッファ回路、５は実効値変換回路、６はジッタ値を表示するためのメータである。２値化回路２は、比較器２₁とアシンメトリ回路２₂とを含み、ジッタ検出回路３は、ノコギリ波発生回路３₁、及びサンプル／ホールド（Ｓ／Ｈ）回路３₂を含んでいる。
従来例のジッタ測定器はさらに、ジッタ値のメータへの供給をミューティングするためのミューティング手段を備えている。該ミューティング手段は、実効値変換回路５とメータ６との間に挿入されたスイッチ回路７、ノコギリ波発生回路３₁からの信号を監視して入力信号のパルス幅を弁別するためのパルス幅弁別回路８、入力信号Ｓ_INのレベルを検出するためのレベル検出回路９、及び、パルス幅弁別回路８及びレベル検出回路９の出力に応答してスイッチ回路７を切り替え制御するための制御信号発生回路１０を含んでいる。
【０００４】
ミューティング手段は、入力信号Ｓ_INのパルス幅が所定値以下の場合、または入力信号の振幅レベルが所定値以下の場合に、メータ６でのジッタ値の表示を不能にするものである。例えば、欠陥があるＣＤから信号を読み取った場合、又は、トラック方向と傾きを持って読み取り走査した場合等において、読み取られたＥＦＭ信号のパルス幅は、３Ｔ（通常のパルス幅の最短のもの）よりも小さくなる場合がある。このような場合、ジッタ値をメータ６に表示する必要がなく、また表示したとしても、その値は適切なジッタ値とはならないので、ミューティング手段によりスイッチ回路７をアース側、すなわち基準電圧側に切り替えて、実効値変換回路５からの信号がメータ６に供給されないようにしている。また、入力信号Ｓ_INの電圧レベルが回路の動作を満足するに必要なレベル以下である場合にも、ジッタ値を表示しないようメータ６への入力をミューティングしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来例のジッタ測定装置においては、以下のような問題点がある。
図６の（Ａ）〜（Ｄ）は、図５に示した従来例におけるジッタ検波出力Ｓ₃、実効値変換回路の出力Ｓ₅′、制御信号Ｓ₁₀、及びスイッチ回路７の出力信号Ｓ₇′の関係を表している。図６の（Ｃ）及び（Ｄ）から明らかなように、制御信号発生回路１０からの制御信号Ｓ₁₀によりスイッチ回路７が実効値変換回路５の出力側からアース側に切り替えられると、スイッチ回路７の出力信号Ｓ₇、即ちメータ６の入力信号は、切り替え時点での実効値変換回路５の出力電圧レベルから急激に０レベルに変化する。このようなメータ６への入力電圧の変化により、メータ６の指針（ハリ）が値０の方向に急激に戻り、該急激な移動により、指針が機械的にオーバーアクションを生じてしまう。また、上記とは逆に、スイッチ回路７をアース側から実効値変換回路５側に切り替えた場合にも、電圧レベルの急激な変動により、メータ６の指針にオーバーアクションが生じてしまう。このようなオーバーアクションは、スイッチ回路７を切り替える直前における実効値変換回路５の出力電圧及び変化量レベルにその大きさが依存するものであるが、メータ６を監視しているオペレータに不快感を与えてしまい、また、メータ６の性能にも少なからず悪影響を与えてしまうものである。
本発明の目的は、このような従来例の問題点を解決して、メータの指針のオーバーアクションを抑制することができるジッタ測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の量子化信号のジッタを測定するためのジッタ測定装置においては、
量子化信号のジッタ検波出力を得るためのジッタ検波手段と、
ジッタ検波出力及び基準電圧の一方を選択的に出力するスイッチ手段と、
スイッチ手段の出力が入力され、その実効値を演算して該値に対応する電圧を表示メータに供給するための実効値変換手段と、
スイッチ手段を切り替え制御するための制御手段であって、量子化信号のパルス幅が予め設定した所定値以上の場合に、ジッタ検波出力を実効値変換手段に供給し、小さい場合に、基準電圧を供給するように、スイッチ手段を制御する制御手段と
からなることを特徴としている。
【０００７】
本発明の好適な実施例においては、量子化信号はＥＦＭ信号の２値化信号である。
また好適な実施例においては、ジッタ検波手段は、量子化信号の時間幅に対応した振幅を有するノコギリ波を発生するノコギリ波発生回路と、該ノコギリ波をサンプリング／ホールドするサンプル／ホールド回路を含み、制御手段は、パルス幅弁別手段及び制御信号発生手段を含んでいる。パルス幅弁別手段は、ノコギリ波発生回路からのノコギリ波の最大振幅が所定のスレショルド電圧以上にならない場合に、パルス幅が所定値より小さいことを表すトリガ・パルスを制御信号発生手段に供給するよう構成されており、制御信号発生手段は、トリガ・パルスの到来頻度が所定値以上の場合に、スイッチ手段を基準電圧側に切り替え、トリガ・パルスの到来頻度が所定値以下の場合に、スイッチ手段をジッタ検波出力側に切り替えるよう構成されている。
【０００８】
【実施の態様】
図１は本発明のジッタ測定装置のブロック図を示しており、図１において、図４の従来例の装置と同一の構成要件には、同一の参照符号を付している。図１から明らかなように、本発明のジッタ測定装置においては、ミューティング用のスイッチ回路７を実効値変換回路５の前段に挿入したことを特徴としている。
図２のタイミング波形図を参照して、図１に示されたジッタ測定装置の動作を説明する。なお、入力端子に供給される入力信号Ｓ_INの電圧レベルが所定値以上であり、したがって、レベル検出回路９の出力が低レベルに保持されてミューティング動作に影響を与えないものとして説明する。
図２の（Ａ）は、入力信号Ｓ_INを示しており、該信号Ｓ_INは入力増幅器１を介して２値化回路２に供給され、２値化回路において図２の（Ｂ）に示される量子化信号Ｓ₂に２値化される。そして、ジッタ検出回路３のノコギリ波発生回路３₁から、図２の（Ｃ）に示されるノコギリ波状の信号Ｓ₃₁が出力され、さらにサンプル／ホールド回路３₂、バッファ回路４、スイッチ回路７を介して実効値変換回路５に供給されて所定の演算がなされる。得られた値は、メータ６において表示される。
【０００９】
ノコギリ波発生回路３₁からの信号Ｓ₃₁はまた、パルス幅弁別回路８にも供給される。パルス幅弁別回路８は、信号Ｓ₃₁のノコギリ波が所定のスレショルド値Ｖ_THを越えずに基準電圧レベルに戻ったかどうかを検出し、そして、その場合に基準電圧レベルに戻った時点で、トリガ・パルスを出力する。スレショルド値Ｖ_THは、量子化信号Ｓ₂のパルス幅が所定のパルス幅（例えば３Ｔ）である場合に対応して設定されており、したがって、パスル幅弁別回路８は、量子化信号Ｓ₂のパスル幅が所定幅より狭い場合に、該パルスの後縁で、図２の（Ｄ）に示されるトリガ・パルスＳ₈を生成する。パルス幅弁別回路８からのトリガ・パルスＳ₈は、スイッチ回路７を切り替え制御するための制御信号発生回路１０に供給される。
【００１０】
制御信号発生回路１０は、オン（起動）遅延時間Ｔ_ON、及びオフ（解除）遅延時間Ｔ_OFFを有している。該回路１０は、その出力信号である制御信号Ｓ₁₀が低レベルのときに、図２の（Ｄ）に示されるトリガ・パルスＳ₈が時点ｔ₁から所定の頻度（周波数）以上で時間Ｔ_ON以上継続的に供給されると、時間Ｔ_ONの経過後の時点ｔ₂で、制御信号Ｓ₁₀を高レベルに反転する。そして、トリガ・パルスＳ₈の供給が所定の頻度以下である状態が時間Ｔ_OFFの間継続すると、その時点ｔ₃で制御信号Ｓ₁₀を低レベルに反転する。オン遅延時間Ｔ_ONは、実効値変換回路５における遅延時間、すなわち実効値演算に要する時間とほぼ等しいか、又は所定時間長い時間に設定されており、入力信号Ｓ_INにおける正常な波形部分のジッタ検波出力の実効値演算がほぼ完了してから、スイッチ回路７をアース側に切り替えるように設定されている。
【００１１】
図２の（Ｅ）には、制御信号Ｓ₁₀が示されており、該信号Ｓ₁₀が時点ｔ₂で高レベルになると、スイッチ回路７を図１に示した状態から切り替えて、実効値変換回路５の入力端子をアース端子に接続し、制御信号Ｓ₁₀が低レベルに戻るまで、その状態を保持する。
なお、図２においては、時間Ｔ_ONの期間に３つのトリガ・パルスＳ₈が供給されたときに制御信号Ｓ₁₀が高レベルに反転する状態を示しているが、より多数のトリガ・パルスの供給により制御信号Ｓ₁₀を反転するようにしてもよい。制御信号の低レベル反転に関しても同様である。また、時間Ｔ_ON、Ｔ_OFFはそれぞれ、一定値であっても、変動値であってもよい。
【００１２】
図３には、オン遅延時間Ｔ_ONが変動値である場合の制御信号発生回路１０の一例が示されており、該回路１０は、再トリガ・マルチバイブレータ１０₁、第１の遅延回路１０₂、第２の遅延回路１０₃、及びＯＲ回路１０₄で構成されている。再トリガ・マルチバイブレータ１０₁は、トリガ・パルスＳ₈が入力されると、再トリガ時定数τ_TRIGと等しいモノマルチ出力を発生し、そして、トリガ・パルスが入力する度にリセットされて、モノマルチ出力の時間幅を更新する。
第１及び第２の遅延回路１０₂、１０₃はそれぞれ、ＣＲ遅延回路で構成されている。第１の遅延回路１０₂においては、コンデンサが、再トリガ・マルチバイブレータ１０₁の出力が高レベルのときに充電時定数τ_ONで充電され、低レベルに反転すると瞬時に放電され、そして、コンデンサの充電電圧が所定のスレショルド値以上のときに、高レベルの出力を発生する。第２の遅延回路１０₃においては、コンデンサが、第１の遅延回路１０₂からの出力が高レベルになると瞬時に充電され、低レベルのときに放電時定数τ_OFFで放電し、そして、コンデンサの充電電圧が所定のスレショルド値以上のときに高レベルの出力を発生する。
第１及び第２の遅延回路の出力は、レベル検出回路９からの信号Ｓ₉とともにＯＲ回路１０₄に供給される。
【００１３】
図３に示された制御信号発生回路においては、再トリガ・マルチバイブレータ１０₁の出力により第１の遅延回路１０₂が充放電されるので、トリガ・パルスＳ₈が所定以上の頻度で到来することにより再トリガ・マルチバイブレータ１０₁の出力のデュティ比が大きくなった場合にのみ、第１の遅延回路のコンデンサの電圧がスレショルド値を越えることができる。そして、スレショルド値を越える時点はデュティ比に依存しているので、オン遅延時間Ｔ_ONは一定値ではない。
時定数τ_ON、τ_OFFはそれぞれ、例えば、１ミリ秒、０．５ミリ秒程度に設定される。時定数τ_OFFは０秒であってもよく、この場合、第２の遅延回路１０₃が不要となる。時定数τ_TRIGは、入力信号Ｓ_INから抽出されるパルスの、例えば最長周期の数周期分等に設定され、例えば５０μ秒程度である。
制御信号発生回路１０は、図３の構成以外の適宜の回路構成で実現できることは言うまでもない。例えば、図３の第１及び第２の遅延回路を、充電時定数τ_ON及び放電時定数τ_OFFを有する１つのＣＲ時定数回路で構成することもできる。この場合、オン遅延時間Ｔ_ON、及びオフ遅延時間Ｔ_OFFのいずれも、一定値とはならない。
【００１４】
図４の（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施例における、入力信号が２．５Ｔ未満のパルス幅のパルスを含んでいる場合のジッタ検波出力Ｓ₃、制御信号Ｓ₁₀、スイッチ回路７の出力信号Ｓ₇、及び実効値変換回路５の出力信号Ｓ₅（すなわち、メータ６への入力）の波形図を表している。図４から明らかなように、本発明においては、ミューティング時に、メータ６へ供給される電圧レベルが急激に変動することがないので、メータ６の指針のオーバアクションを防止することができる。
本発明のジッタ測定装置においては、ＥＦＭ信号以外の入力信号であっても、ミューティング時にメータの指針のオーバアクションを抑制できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のジッタ測定装置のブロック図である。
【図２】図１に示されたジッタ測定装置における、制御信号の発生に関連する部分の出力信号の波形図である。
【図３】図１に示されたジッタ測定装置に具備される制御信号発生回路の一例のブロック図である。
【図４】図１に示されたジッタ測定装置における、制御信号、実効値変換回路の出力、及びメータへの入力の関係を説明するための波形図である。
【図５】従来例のジッタ測定装置のブロック図である。
【図６】図５に示された従来例のジッタ測定装置の動作を説明するための波形図である。

Claims

量子化信号のジッタを測定するためのジッタ測定装置において、
量子化信号のジッタ検波出力を得るためのジッタ検波手段と、
ジッタ検波出力及び基準電圧の一方を選択的に出力するスイッチ手段と、
スイッチ手段の出力が入力され、その実効値を演算して該値に対応する電圧を表示メータに供給するための実効値変換手段と、
スイッチ手段を切り替え制御するための制御手段であって、量子化信号のパルス幅が予め設定した所定値以上の場合に、ジッタ検波出力を実効値変換手段に供給し、小さい場合に、基準電圧を供給するように、スイッチ手段を制御する制御手段と
からなることを特徴とするジッタ測定装置。
請求項１記載のジッタ測定装置において、量子化信号はＥＦＭ信号の２値化信号であることを特徴とするジッタ測定装置。
請求項１または２記載のジッタ測定装置において、
ジッタ検波手段は、量子化信号の時間幅に対応した振幅を有するノコギリ波を発生するノコギリ波発生回路と、該ノコギリ波をサンプリング／ホールドするサンプル／ホールド回路を含み、
制御手段は、パルス幅弁別手段及び制御信号発生手段を含み、
パルス幅弁別手段は、ノコギリ波発生回路からのノコギリ波の最大振幅が所定のスレショルド電圧以上にならない場合に、パルス幅が所定値より小さいことを表すトリガ・パルスを制御信号発生手段に供給するよう構成されており、
制御信号発生手段は、トリガ・パルスの到来頻度が所定値以上の場合に、スイッチ手段を基準電圧側に切り替え、トリガ・パルスの到来頻度が所定値以下の場合に、スイッチ手段をジッタ検波出力側に切り替えるよう構成されている
ことを特徴とするジッタ測定装置。