JP4476709B2 - Sampling device and waveform observation system - Google Patents

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

本発明は、同一の波形が所定周期で繰り返し現れる信号に対するサンプリングを行い、波形情報を高い時間分解能で取得し、観測するための技術に関し、波形の繰り返し周期が、サンプリング周期より広い場合であっても、波形情報を正確に高い時間分解能で取得できるようにするための技術に関する。   The present invention relates to a technique for performing sampling on a signal in which the same waveform repeatedly appears at a predetermined period and acquiring and observing waveform information with a high time resolution, in which the waveform repetition period is wider than the sampling period. The present invention also relates to a technique for enabling waveform information to be acquired accurately with high time resolution.

例えば、数10GHzの高速のクロック信号で強度変調された光信号のように、同一波形が短い周期で繰り返し現れる信号の波形データを、高い分解能で取得して観測するために、図9に示すサンプリング方式の波形観測装置10が用いられている。   For example, in order to acquire and observe waveform data of a signal in which the same waveform repeatedly appears in a short cycle, such as an optical signal intensity-modulated with a high-speed clock signal of several tens GHz, sampling shown in FIG. A waveform observation apparatus 10 of the type is used.

この波形観測装置10は、入力される光信号Pの波形の繰り返し周期TxのN倍(Nは1以上の任意の整数で例えば100、1000等)より所定値(オフセット遅延時間)ΔTだけ長い繰り返し周期Ts(=N・Tx+ΔT)をもち、パルス幅が狭い光サンプリングパルスPsを光サンプリングパルス発生手段11によって生成する。   This waveform observing apparatus 10 repeats longer by a predetermined value (offset delay time) ΔT than N times the repetition period Tx of the waveform of the input optical signal P (N is an arbitrary integer greater than or equal to 1 such as 100, 1000, etc.). The optical sampling pulse generator 11 generates an optical sampling pulse Ps having a cycle Ts (= N · Tx + ΔT) and a narrow pulse width.

そして、その生成された光サンプリングパルスPsを光サンプリング部12に入力し、光信号Pを光サンプリングパルスPsでサンプリングし、そのサンプリングによって得られたパルス光を光電変換して電気のパルス信号Eoに変換し、このパルス信号Eoの振幅強度をA/D変換器13によってデジタルのデータに変換して波形データメモリ14に記憶し、この波形データメモリ14に記憶された一連の波形データを表示制御手段15が読み出して表示器16に波形表示する。   Then, the generated optical sampling pulse Ps is input to the optical sampling unit 12, the optical signal P is sampled by the optical sampling pulse Ps, and the pulse light obtained by the sampling is photoelectrically converted into an electrical pulse signal Eo. The amplitude intensity of the pulse signal Eo is converted into digital data by the A / D converter 13 and stored in the waveform data memory 14, and the series of waveform data stored in the waveform data memory 14 is displayed on the display control means. 15 reads out and displays the waveform on the display 16.

このようなサンプリング方式の波形観測装置10では、図10の(a)に示すように、光信号Pの繰り返し波形がN回連続して入力される毎に、光サンプリングパルスPsによるサンプリングタイミングが図10の(b)のように、ΔT時間ずつシフトしていくため、繰り返し周期Txに比べて格段に低速なサンプリングで、光信号Pの波形情報を高分解能に取得でき、これを表示器16の画面上で観測することができる。   In the sampling type waveform observation apparatus 10 as shown in FIG. 10A, the sampling timing by the optical sampling pulse Ps is shown every time the repetitive waveform of the optical signal P is input N times continuously. As shown in (b) of FIG. 10, since it is shifted by ΔT time, the waveform information of the optical signal P can be acquired with high resolution by sampling much slower than the repetition period Tx. It can be observed on the screen.

上記のようなサンプリングによって信号の波形を取得する技術は、次の特許文献1に開示されている。   A technique for acquiring a signal waveform by sampling as described above is disclosed in Patent Document 1 below.

特開2002−071725号公報JP 2002-071725 A

ところで、サンプリングに用いるパルスは、前記したように0.1psのように非常に幅の狭い信号であり、このような信号の周期、即ちサンプリング周期を広い範囲にわたって高精度に可変できるようにすることは極めて困難である。   By the way, the pulse used for sampling is a very narrow signal such as 0.1 ps as described above, and the cycle of such a signal, that is, the sampling cycle, can be varied with high accuracy over a wide range. Is extremely difficult.

即ち、パルス光で0.1psの幅を実現する場合、一般的にパルス光を分散減少ファイバに入力し、その非線形効果によりパルス幅を狭くして出射しているが、この非線形効果により所望の形状をした安定なパルスを生じさせるためには、入力光の瞬時強度がある程度大きく且つ所定の範囲に入っていなければならない。   That is, when realizing a width of 0.1 ps with pulsed light, the pulsed light is generally input to a dispersion reducing fiber and emitted with a narrowed pulse width due to its nonlinear effect. In order to generate a stable pulse having a shape, the instantaneous intensity of the input light must be large to some extent and within a predetermined range.

このため、通常は、光サンプリングパルス発生手段11において、図11に示すように、分散減少ファイバ11aに入射するパルス光Pb′の平均電力を安定化するための自動利得制御型のファイバアンプ11bを用いている。   For this reason, normally, in the optical sampling pulse generating means 11, as shown in FIG. 11, an automatic gain control type fiber amplifier 11b for stabilizing the average power of the pulsed light Pb 'incident on the dispersion reducing fiber 11a is provided. Used.

ところが、この自動利得型のファイバアンプ11bは、出射する光の平均電力を安定化するように制御するため、サンプリング周期、即ち、入力されるパルス光Pbの間隔が大幅に変化すると、それに応じて利得が大幅に変化して、分散減少ファイバ11aへ適正な瞬時強度のパルス光を入射できなくなる。   However, since the automatic gain type fiber amplifier 11b is controlled so as to stabilize the average power of the emitted light, when the sampling period, that is, the interval of the input pulsed light Pb changes significantly, the automatic gain type fiber amplifier 11b responds accordingly. The gain changes significantly, and it becomes impossible to enter pulse light having an appropriate instantaneous intensity into the dispersion reducing fiber 11a.

このような理由から、一般的にサンプリング周期の1パーセント程度が可変範囲の限度となっている。   For this reason, the variable range is generally limited to about 1% of the sampling period.

このサンプリング周期の可変幅の狭さは、繰り返し周期が長い信号の波形観測に制限を与え、擬似ランダムパターンで変調された信号のように同一波形の繰り返し周期が長い信号の波形観測がうまく行えない。   This narrowness of the variable sampling period limits the waveform observation of a signal with a long repetition period, and the waveform observation of a signal with a long repetition period of the same waveform such as a signal modulated with a pseudo random pattern cannot be performed well. .

つまり、サンプリング周期の最大値をTmax、最小値をTminとすると、整数Nがとりうる範囲は、
(Tmin−ΔT)/Tx≦N≦(Tmax−ΔT)/Tx
となる。
In other words, if the maximum value of the sampling period is Tmax and the minimum value is Tmin, the range that the integer N can take is
(Tmin−ΔT) / Tx ≦ N ≦ (Tmax−ΔT) / Tx
It becomes.

ここで、TmaxおよびTminに対してΔTが無視できるとすれば、上記式は、
Tmin/Tx≦N≦Tmax/Tx
と近似できる。
Here, if ΔT can be ignored with respect to Tmax and Tmin, the above equation is
Tmin / Tx ≦ N ≦ Tmax / Tx
Can be approximated.

なお、上記式を、
Tmin=1/Fmax、
Tmax=1/Fmin、
Tx=1/Fx
として、周波数で表現すれば、
Fx/Fmax≦N≦Fx/Fmin
となる。
The above formula is
Tmin = 1 / Fmax,
Tmax = 1 / Fmin,
Tx = 1 / Fx
As a frequency,
Fx / Fmax ≦ N ≦ Fx / Fmin
It becomes.

上記の不等式において、FxがFminより小さいとき1以上の整数Nは得られず、また、FxがFmin以上であっても、Fxが小さい場合には1以上の整数Nが得られない場合がある。   In the above inequality, when Fx is smaller than Fmin, an integer N of 1 or more cannot be obtained, and even when Fx is Fmin or more, an integer N of 1 or more may not be obtained when Fx is small. .

例えば、周波数で説明すると、サンプリング周波数の範囲が9.9〜10.1MHzで、入力信号の同一波形の繰り返し周波数が455MHz、ΔT=0.1psとすると、
44.06≦N≦44.95
となり、整数Nは得られず、上記従来装置では、この信号の観測を正しく行うことはできない。
For example, in terms of frequency, if the sampling frequency range is 9.9 to 10.1 MHz, the repetition frequency of the same waveform of the input signal is 455 MHz, and ΔT = 0.1 ps,
44.06 ≦ N ≦ 44.95
Thus, the integer N cannot be obtained, and the above-mentioned conventional apparatus cannot correctly observe this signal.

また、この種の波形観測装置では、狭い幅の光サンプリングパルスを生成したり、光同士のミキシングを行なう光ミキサ等が必要であり、表示部を含めると装置全体が複雑化し高価になるという別の問題がある。   In addition, this type of waveform observation apparatus requires an optical mixer that generates an optical sampling pulse with a narrow width or mixes light with each other. If the display unit is included, the entire apparatus becomes complicated and expensive. There is a problem.

本発明は、これらの問題を解決して、同一の波形の繰り返しの周期が短い信号だけでなく、繰り返し周期が長い信号であってもその波形情報を正確に取得できるサンプリング装置および波形観測システムを提供することを目的としている。   The present invention solves these problems by providing a sampling device and a waveform observation system that can accurately acquire waveform information not only for a signal having a short repetition period of the same waveform but also for a signal having a long repetition period. It is intended to provide.

前記目的を達成するために、本発明の請求項1記載のサンプリング装置は、
同一の波形が所定周期(Tx)で繰り返し現れる信号を入力するための入力端子(20a)と、
前記波形の繰り返し周期(Tx)とサンプリングのオフセット遅延時間(ΔT)とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段(21)と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報と、サンプリング周期(Ts)の可変範囲とに基づいて、
Q・Ts=N・Tx+ΔT
を満たす1以上の整数Q、Nおよびサンプリング周期を算出する演算手段(22)と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期の第1のクロック信号(C1)を出力する信号発生手段(23)と、
前記第1のクロック信号に同期したサンプリングパルスを前記演算手段によって算出されたサンプリング周期で発生するサンプリングパルス発生手段(24)と、
前記サンプリングパルスによって前記入力信号をサンプリングするサンプリング部(25)と、
前記第1のクロック信号に同期し、且つ前記サンプリング周期の前記整数Q倍の周期をもつ第2のクロック信号(C2)を出力する第2のクロック信号発生手段(26)と、
前記第2のクロック信号を外部に出力するためのクロック出力端子(50a)と、
前記サンプリング部から出力されるパルス信号を外部に出力するためのパルス出力端子(50b)とを備えている。
In order to achieve the above object, a sampling apparatus according to claim 1 of the present invention comprises:
An input terminal (20a) for inputting a signal in which the same waveform repeatedly appears in a predetermined cycle (Tx);
Parameter designation means (21) for designating information corresponding to the repetition period (Tx) of the waveform and the offset delay time (ΔT) of sampling;
Based on the information specified by the parameter specifying means and the variable range of the sampling period (Ts),
Q · Ts = N · Tx + ΔT
An arithmetic means (22) for calculating one or more integers Q and N satisfying the above and a sampling period;
Signal generating means (23) for outputting a first clock signal (C1) having a sampling period calculated by the calculating means;
Sampling pulse generating means (24) for generating a sampling pulse synchronized with the first clock signal at a sampling period calculated by the calculating means;
A sampling unit (25) for sampling the input signal by the sampling pulse;
A second clock signal generating means (26) for outputting a second clock signal (C2) having a period which is synchronized with the first clock signal and having the integer Q times the sampling period;
A clock output terminal (50a) for outputting the second clock signal to the outside;
A pulse output terminal (50b) for outputting a pulse signal output from the sampling unit to the outside;

また、本発明の請求項2の波形観測システムは、
同一の波形が所定周期(Tx)で繰り返し現れる信号を入力するための入力端子(20a)と、
前記波形の繰り返し周期(Tx)とサンプリングのオフセット遅延時間(ΔT)とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段(21)と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報と、サンプリング周期(Ts)の可変範囲とに基づいて、
Q・Ts=N・Tx+ΔT
を満たす1以上の整数Q、Nおよびサンプリング周期を算出する演算手段(22)と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期の第1のクロック信号(C1)を出力する信号発生手段(23)と、
前記第1のクロック信号に同期したサンプリングパルスを前記演算手段によって算出されたサンプリング周期で発生するサンプリングパルス発生手段(24)と、
前記サンプリングパルスによって前記入力信号をサンプリングするサンプリング部(25)と、
前記第1のクロック信号に同期し、且つ前記サンプリング周期の前記整数Q倍の周期をもつ第2のクロック信号(C2)を出力する第2のクロック信号発生手段(26)と、
前記サンプリング部から出力されるパルス信号をデジタルのデータに変換して出力するA/D変換器(33)と、
波形データを記憶するための波形データメモリ(35)と、
前記A/D変換器が出力するデータを前記第2のクロック信号に同期して前記波形データメモリに書込むデータ取得制御手段(34)と、
前記波形データメモリに記憶された一連の波形データを読み出して前記オフセット遅延時間間隔の時間軸上に波形表示する波形表示手段(36、37)とを備えている。
The waveform observation system according to claim 2 of the present invention is:
An input terminal (20a) for inputting a signal in which the same waveform repeatedly appears in a predetermined cycle (Tx);
Parameter designation means (21) for designating information corresponding to the repetition period (Tx) of the waveform and the offset delay time (ΔT) of sampling;
Based on the information specified by the parameter specifying means and the variable range of the sampling period (Ts),
Q · Ts = N · Tx + ΔT
An arithmetic means (22) for calculating one or more integers Q and N satisfying the above and a sampling period;
Signal generating means (23) for outputting a first clock signal (C1) having a sampling period calculated by the calculating means;
Sampling pulse generating means (24) for generating a sampling pulse synchronized with the first clock signal at a sampling period calculated by the calculating means;
A sampling unit (25) for sampling the input signal by the sampling pulse;
A second clock signal generating means (26) for outputting a second clock signal (C2) having a period which is synchronized with the first clock signal and having the integer Q times the sampling period;
An A / D converter (33) for converting the pulse signal output from the sampling unit into digital data and outputting the digital data;
A waveform data memory (35) for storing waveform data;
Data acquisition control means (34) for writing data output from the A / D converter to the waveform data memory in synchronization with the second clock signal;
Waveform display means (36, 37) for reading a series of waveform data stored in the waveform data memory and displaying the waveform on the time axis of the offset delay time interval;

上記のように、本発明の波形観測システムは、入力信号の波形繰り返し周期Txの整数N倍と、サンプリング周期Tsの整数Q倍との差がオフセット遅延時間ΔTとなる整数Q、Nを求め、その整数に応じたサンプリング周期Tsでサンプリングして得られた信号から、サンプリング周期TsのQ倍の周期をもつ第2のクロック信号に同期した波形情報を取得しているので、限られた可変範囲のサンプリング周期であっても、波形の繰り返し周期が長い信号に対する波形情報の取得を高精度に行うことができる。   As described above, the waveform observation system of the present invention obtains the integers Q and N at which the difference between the integer N times the waveform repetition period Tx of the input signal and the integer Q times the sampling period Ts becomes the offset delay time ΔT. Since the waveform information synchronized with the second clock signal having a period Q times the sampling period Ts is acquired from the signal obtained by sampling at the sampling period Ts corresponding to the integer, the limited variable range Even with this sampling period, it is possible to acquire waveform information for a signal having a long waveform repetition period with high accuracy.

また、本発明のサンプリング装置では、第2のクロック信号をデジタルオシロスコープの外部クロック入力端子に入力し、サンプリングで得られた信号をデジタルオシロスコープのチャネル入力端子に入力することで、限られた可変範囲のサンプリング周期であっても、波形の繰り返し周期が長い信号に対する波形情報の取得を高精度に行うことができ、その波形を正しく表示させることができ、既存のデジタルオシロスコープを用いることで、波形観測システムを簡易に構成することができる。   In the sampling device of the present invention, the second clock signal is input to the external clock input terminal of the digital oscilloscope, and the signal obtained by the sampling is input to the channel input terminal of the digital oscilloscope, so that a limited variable range is obtained. Waveform information can be acquired with high accuracy for signals with a long waveform repetition period, and the waveform can be displayed correctly, using existing digital oscilloscopes. The system can be configured easily.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明を適用した波形観測システム20の構成を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a waveform observation system 20 to which the present invention is applied.

この波形観測システム20は、同一波形が繰り返される光信号Pを入力端子20aで受けてサンプリングし、その波形データを取得し、波形表示するためのものであり、パラメータ指定手段21は、図示しない操作部の操作等によって光信号Pの同一波形の繰り返し周期Txとサンプリングのオフセット遅延時間ΔTとに対応する情報を指定するためのものである。   This waveform observation system 20 is for receiving and sampling the optical signal P having the same waveform repeated at the input terminal 20a, obtaining the waveform data, and displaying the waveform. The parameter specifying means 21 is an operation not shown. This is for designating information corresponding to the repetition period Tx of the same waveform of the optical signal P and the sampling offset delay time ΔT by the operation of the unit.

なお、この情報は、繰り返し周期Txとオフセット遅延時間ΔTとを特定できる情報であればよく、例えば繰り返し周期Txに対応した情報は、繰り返し周期Txそのものの値だけでなく、繰り返し周波数fx(=1/Tx)であってもよく、また、予め設定されている複数のものから一つを指定する番号等の情報であってもよい。   Note that this information only needs to be information that can identify the repetition period Tx and the offset delay time ΔT. For example, information corresponding to the repetition period Tx is not only the value of the repetition period Tx itself, but also the repetition frequency fx (= 1). / Tx), or information such as a number for designating one of a plurality of preset ones.

また、信号の周期と周波数とは、その一方が決まれば他方が一義的に特定されるので、本明細書において「周期」およびその関係を「周波数」およびその関係に置き換えたものや、逆に「周波数」およびその関係を「周期」およびその関係に置き換えたものも本発明に含まれるものとする。   In addition, when one of the signal period and frequency is determined, the other is uniquely specified. Therefore, in the present specification, “period” and its relationship are replaced with “frequency” and its relationship, and vice versa. What replaced "frequency" and its relationship with "period" and its relationship shall also be included in this invention.

演算手段22は、パラメータ指定手段21によって指定された情報と、後述する信号発生手段23が出力する第1のクロック信号C1の周期Tsの可変範囲とに基づいて、
Q・Ts=N・Tx+ΔT ……(1)
を満たす1以上の整数Q、Nおよびサンプリング周期Tsを算出する。
The calculating means 22 is based on the information specified by the parameter specifying means 21 and the variable range of the cycle Ts of the first clock signal C1 output by the signal generating means 23 described later.
Q.Ts = N.Tx + .DELTA.T (1)
One or more integers Q and N satisfying the above and the sampling period Ts are calculated.

なお、この式(1)を周波数表現すれば、
Fs=Q・Fx/(N+Fx・ΔT) ……(1′)
となる。
If this expression (1) is expressed in frequency,
Fs = Q · Fx / (N + Fx · ΔT) (1 ′)
It becomes.

また、上記式(1)は、
N=(Q・Ts−ΔT)/Tx
と表され、演算手段22は、サンプリング周期Ts(=1/Fs)の最大値をTmax(=1/Fmin)、最小値をTmin(=1/Fmax)とし、オフセット遅延時間ΔTがサンプリング周期Tsに対して十分小さいとして、
Q・Tmin/Tx≦N≦Q・Tmax/Tx ……(2)
を満たす1以上の整数N、Qを選定し、その条件にあったサンプリング周期Tsを算出する。
Also, the above formula (1) is
N = (Q · Ts−ΔT) / Tx
The calculation means 22 sets the maximum value of the sampling period Ts (= 1 / Fs) to Tmax (= 1 / Fmin), the minimum value to Tmin (= 1 / Fmax), and the offset delay time ΔT is the sampling period Ts. As small as
Q · Tmin / Tx ≦ N ≦ Q · Tmax / Tx (2)
One or more integers N and Q that satisfy the above are selected, and a sampling period Ts that meets the condition is calculated.

式(2)を周波数表現すれば、
Q・Fx/Fmax≦N≦Q・Fx/Fmin ……(2′)
となる。
If expression (2) is expressed in frequency,
Q · Fx / Fmax ≦ N ≦ Q · Fx / Fmin (2 ′)
It becomes.

実際の数値例で示すと、前記同様に、Fmax=10.1MHz、Fmin=9.9MHz、Fx=455MHz、ΔT=0.1psとしたとき、Q=1の場合は前記したように、44.06≦N≦44.95となり、整数Nは存在しない。   As shown in an actual numerical example, as described above, when Fmax = 10.1 MHz, Fmin = 9.9 MHz, Fx = 455 MHz, and ΔT = 0.1 ps, when Q = 1, as described above, 44. 06 ≦ N ≦ 44.95, and the integer N does not exist.

次に、Q=2とすると、88.12≦N≦89.90となり、整数89がNとして存在する。   Next, assuming that Q = 2, 88.12 ≦ N ≦ 89.90, and the integer 89 exists as N.

そして、この整数Q=2、N=89を、前記式(1′)に代入することで、
Fs=9.999995(MHz)
が得られる。
Then, by substituting the integers Q = 2 and N = 89 into the equation (1 ′),
Fs = 9.9999995 (MHz)
Is obtained.

なお、上記不等式を満たす整数N、Qは無限に存在するが、整数N、Qが小さいほど1波形分のデータ所得に必要な時間が短くて済むので、特別な事情がない限り、整数N、Qとしてはその最小値を選定する。   Although the integers N and Q satisfying the above inequality exist infinitely, the smaller the integers N and Q, the shorter the time required for data income for one waveform, so unless there are special circumstances, the integers N, The minimum value is selected as Q.

信号発生手段23は、演算手段22で算出されたサンプリング周期Ts(=1/Fs)の第1のクロック信号C1と、後述する光サンプリングパルス発生手段24で幅の狭いパルス光を生成させるために必要な高い周波数の信号Uとを生成して出力する。   The signal generator 23 generates a first pulse signal C1 having a sampling period Ts (= 1 / Fs) calculated by the calculator 22 and a narrow pulse light by the optical sampling pulse generator 24 described later. The necessary high frequency signal U is generated and output.

この信号発生手段23としては、安定で高い周波数(例えば1GHz±1MHz)の高周波信号を逓倍して信号Uを生成し、その信号Uを分周して上記第1のクロック信号C1を発生するように構成されている。   The signal generator 23 generates a signal U by multiplying a stable high frequency signal (for example, 1 GHz ± 1 MHz), and divides the signal U to generate the first clock signal C1. It is configured.

また、図1で点線で示しているように、観測対象の光信号Pを出力するシステムがその光信号Pを生成するのに必要な基準信号Rをこの信号発生手段23で生成してシステムに与えて同期をとる場合もある。   In addition, as indicated by a dotted line in FIG. 1, a system that outputs an optical signal P to be observed generates a reference signal R necessary for generating the optical signal P by the signal generating means 23 to the system. In some cases, it may be synchronized.

光サンプリングパルス発生手段24は、信号発生手段23から出力された第1のクロック信号C1に同期した周期Tsの光サンプリングパルスPsを発生する。   The optical sampling pulse generator 24 generates an optical sampling pulse Ps having a period Ts synchronized with the first clock signal C1 output from the signal generator 23.

この光サンプリングパルス発生手段24が発生する光サンプリングパルスPsのパルス幅は、サンプリングの時間分解能の上限を決定するものであり、パルス幅が狭い程、高い時間分解能でサンプリングを行うことができる。   The pulse width of the optical sampling pulse Ps generated by the optical sampling pulse generating means 24 determines the upper limit of the sampling time resolution. As the pulse width is narrower, the sampling can be performed with higher time resolution.

この狭い光サンプリングパルスを得るために、光サンプリングパルス発生手段24は、例えば図2に示しているように、光源24aから出射される連続光CWを変調器24bに入射して信号Uで変調して、図3の(a)のように比較的狭い幅のパルス光Paを信号Uの周期Tuで生成し、そのパルス光Paを間引手段24cに入力する。   In order to obtain this narrow optical sampling pulse, the optical sampling pulse generating means 24 enters the continuous light CW emitted from the light source 24a into the modulator 24b and modulates it with the signal U as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 3A, the pulse light Pa having a relatively narrow width is generated with the period Tu of the signal U, and the pulse light Pa is input to the thinning means 24c.

間引手段24cは、第1のクロック信号C1の周期で短時間だけオンする光スイッチを有し、図3の(b)のように第1のクロック信号C1の周期Tsのパルス光Pbを出力する。このパルス光Pbは、自動利得制御型のファイバアンプ24dに入射され、適正な強度のパルス光Pb′に増幅されて分散減少ファイバ24eに入射され、分散減少ファイバ24eからは、図3の(c)のように幅が狭い(例えば0.1ps以下)の光サンプリングパルスPsが周期Tsで出射される。   The thinning means 24c has an optical switch that is turned on for a short time in the cycle of the first clock signal C1, and outputs the pulsed light Pb having the cycle Ts of the first clock signal C1 as shown in FIG. To do. This pulsed light Pb is incident on an automatic gain control type fiber amplifier 24d, amplified to pulsed light Pb ′ having an appropriate intensity and incident on the dispersion reducing fiber 24e. From the dispersion reducing fiber 24e, (c) in FIG. The optical sampling pulse Ps having a narrow width (for example, 0.1 ps or less) as shown in FIG.

なお、この光サンプリングパルス発生手段24から出射される光サンプリングパルスPsは、第1のクロック信号C1に同期するように設定されている。   The optical sampling pulse Ps emitted from the optical sampling pulse generator 24 is set so as to be synchronized with the first clock signal C1.

この光サンプリングパルスPsは、光サンプリング部25に入射される。
光サンプリング部25は、例えば、図4に示しているように、光ミキサ25aと光電変換器25bとからなり、入力端子20aから入力される光信号Pと光サンプリングパルスPsとを光ミキサ25aに入力して、光信号Pを光サンプリングパルスPsでサンプリングし、そのサンプリングによって得られたパルス光Poを光電変換器25bによって電気のパルス信号Eoに変換して出力する。
The optical sampling pulse Ps is incident on the optical sampling unit 25.
For example, as shown in FIG. 4, the optical sampling unit 25 includes an optical mixer 25a and a photoelectric converter 25b, and the optical signal P and the optical sampling pulse Ps input from the input terminal 20a are supplied to the optical mixer 25a. The optical signal P is sampled with the optical sampling pulse Ps, and the pulsed light Po obtained by the sampling is converted into an electrical pulse signal Eo by the photoelectric converter 25b and output.

第2のクロック信号発生手段26は、例えば分周比を可変できる分周器によって構成され、第1のクロック信号C1に同期し、且つサンプリング周期Tsの整数Q倍の周期Q・Tsをもつ第2のクロック信号C2を出力する。   The second clock signal generating means 26 is constituted by, for example, a frequency divider capable of varying the frequency division ratio, and is synchronized with the first clock signal C1 and has a cycle Q · Ts that is an integer Q times the sampling cycle Ts. 2 clock signal C2 is output.

また、トリガ用信号発生手段27は、データ取得の開始を示すトリガ用信号Wを生成し、データ取得制御手段34へ出力する。   The trigger signal generating unit 27 generates a trigger signal W indicating the start of data acquisition, and outputs it to the data acquisition control unit 34.

このトリガ用信号Wは、波形描画を1回しか行わないシングル測定の場合には、例えば1回の立ち上がりエッジを有するステップ状の信号である。   In the case of single measurement in which waveform drawing is performed only once, this trigger signal W is, for example, a step-like signal having one rising edge.

また、波形描画を繰り返し行うリピート測定の場合には、繰り返し周期Txとサンプリング周期Tsと整数Qとの積(Q・Ts・Tx)をオフセット遅延時間ΔTで除算して得られる周期(Q・Ts・Tx/ΔT)またはその整数倍に等しい周期Twをもつ矩形波信号である。   In the case of repeat measurement in which waveform drawing is repeated, a cycle (Q · Ts) obtained by dividing the product (Q · Ts · Tx) of the repetition cycle Tx, the sampling cycle Ts and the integer Q by the offset delay time ΔT. A rectangular wave signal having a period Tw equal to Tx / ΔT) or an integral multiple thereof.

ここで、周期Q・Ts・Tx/ΔTのうち、Q・Tsは、第2のクロック信号C2の周期を示し、Tx/ΔTは、オフセット遅延時間ΔTで繰り返し周期Txの1波形分をサンプリングするのに必要なサンプリング回数を示している。   Here, of the periods Q.Ts.Tx / .DELTA.T, Q.Ts indicates the period of the second clock signal C2, and Tx / .DELTA.T samples one waveform of the repetition period Tx with the offset delay time .DELTA.T. It shows the number of samplings required for this.

つまり、周期Q・Ts・Tx/ΔTは、第2のクロック信号C2によって、繰り返し周期Txの1波形分をオフセット遅延時間ΔTでサンプリングするのに必要な時間を表している。これを数値例で示せば、Q=2、Ts=0.1μs、Tx=2ns、ΔT=0.1psとすれば、周期Q・Ts・Tx/ΔTは4ms(周波数250Hz)となる。   That is, the period Q · Ts · Tx / ΔT represents the time required to sample one waveform of the repetition period Tx with the offset delay time ΔT by the second clock signal C2. In a numerical example, if Q = 2, Ts = 0.1 μs, Tx = 2 ns, and ΔT = 0.1 ps, the period Q · Ts · Tx / ΔT is 4 ms (frequency 250 Hz).

一方、光サンプリング部25から出力されるパルス信号Eoは、A/D変換器33に入力される。   On the other hand, the pulse signal Eo output from the optical sampling unit 25 is input to the A / D converter 33.

A/D変換器33は、光サンプリング部25から出力されるパルス信号Eoに対するA/D変換処理を第2のクロック信号C2(点線で示すように第1のクロック信号C1でもよい)を受ける毎に行い、そのA/D変換処理によって得られたパルス信号Eoのピーク値のデータDpを後述するデータ取得制御手段34に出力する。   Each time the A / D converter 33 receives the second clock signal C2 (which may be the first clock signal C1 as indicated by the dotted line), the A / D conversion process for the pulse signal Eo output from the optical sampling unit 25 is received. And the peak value data Dp of the pulse signal Eo obtained by the A / D conversion processing is output to the data acquisition control means 34 described later.

データ取得制御手段34は、トリガ用信号Wに基づいて、A/D変換器33から出力されるデータDpを、第2のクロック信号C2に同期して波形データメモリ35に書き込む。   Based on the trigger signal W, the data acquisition control means 34 writes the data Dp output from the A / D converter 33 in the waveform data memory 35 in synchronization with the second clock signal C2.

即ち、トリガ用信号Wが例えば「0」から「1」に立ち上がるタイミング(逆に「1」から「0」に立ち下がるタイミングでもよく、両者を選択できるようにしてもよい)から第2のクロック信号C2に同期して波形データメモリ35に対するデータDpの書き込みを開始し、所定数のデータの書き込み行う。前記シングル測定の場合この動作で測定が終了するが、リピート測定モードでは、トリガ用信号Wが立ち上がる毎に上記動作を繰り返す。なお、波形データメモリ35に書き込むデータの数は、後述する表示器37に表示される時間軸の表示ポイント数に対応する。   That is, the second clock from the timing when the trigger signal W rises from “0” to “1” (conversely, the timing may fall from “1” to “0” or both may be selected). Writing of data Dp to the waveform data memory 35 is started in synchronization with the signal C2, and a predetermined number of data is written. In the case of the single measurement, the measurement is completed by this operation. However, in the repeat measurement mode, the above operation is repeated every time the trigger signal W rises. Note that the number of data written in the waveform data memory 35 corresponds to the number of display points on the time axis displayed on the display 37 described later.

表示制御手段36は、表示器37とともに波形表示手段を形成するものであり、時間軸と電圧軸とからなる座標画面を表示器37に表示させ、波形データメモリ35に記憶された一連のデータDpを読み出して、座標画面上にプロット表示して、その読み出した一連のデータDpに対応する波形を表示する。   The display control unit 36 forms a waveform display unit together with the display unit 37, displays a coordinate screen composed of a time axis and a voltage axis on the display unit 37, and a series of data Dp stored in the waveform data memory 35. Are plotted and displayed on the coordinate screen, and a waveform corresponding to the read series of data Dp is displayed.

なお、この表示制御手段36は、観測モード指定手段38によって指定された観測モードに応じて、波形データメモリ35に記憶されたデータDpに対する加工処理および表示処理を行う。   The display control means 36 performs processing and display processing on the data Dp stored in the waveform data memory 35 in accordance with the observation mode designated by the observation mode designation means 38.

即ち、パーシステンスモードが指定された場合には、波形データメモリ35に記憶された一連のデータDpを、その残像を残すことで波形表示し、平均化モードが指定された場合には、波形データメモリ35に記憶された一連のデータDpを所定組求めて、その平均化処理を行い、その平均化処理で得られた一連のデータを波形として表示する。
なお、トリガ信号発生手段27が図示しない操作部に対する手動操作に同期したトリガ用信号Wを単発に出力する単掃引モードも可能である。
That is, when the persistence mode is designated, a series of data Dp stored in the waveform data memory 35 is displayed by leaving its afterimage, and when the averaging mode is designated, the waveform data memory A predetermined set of data Dp stored in 35 is obtained, the averaging process is performed, and the series of data obtained by the averaging process is displayed as a waveform.
A single sweep mode is also possible in which the trigger signal generating means 27 outputs a trigger signal W in synchronization with a manual operation on an operation unit (not shown).

次に上記波形観測システム20の動作を説明する。
始めに、例えば図5の(a)に示すように擬似ランダム信号(1100101…0)で強度変調され、その符号長に等しい繰り返し周期Txで同一波形が現れる光信号Pを入力端子20aに入力し、その波形の繰り返し周期Txおよびサンプリングのオフセット遅延時間ΔTに対応した情報をパラメータ指定手段21によって指定する。
Next, the operation of the waveform observation system 20 will be described.
First, as shown in FIG. 5A, for example, an optical signal P that is intensity-modulated with a pseudo-random signal (1100101... 0) and appears in the same waveform with a repetition period Tx equal to the code length is input to the input terminal 20a. The parameter designation means 21 designates information corresponding to the repetition period Tx of the waveform and the offset delay time ΔT of sampling.

この指定された情報に基づいて、前記式(2)を満たす最小の整数N、Qが求められ、その整数に基づいてサンプリング周期Tsが算出され、それらの情報が信号発生手段23および第2のクロック信号発生手段26に出力される(ここでは、整数N=89、Q=2としている)。   Based on the specified information, the minimum integers N and Q satisfying the above equation (2) are obtained, and the sampling period Ts is calculated on the basis of the integers. It is output to the clock signal generating means 26 (here, integer N = 89, Q = 2).

このため、サンプリング周期Tsの第1のクロック信号C1と、それに同期した光サンプリングパルスPsが、図5の(b)、(c)のように生成される。   Therefore, the first clock signal C1 having the sampling period Ts and the optical sampling pulse Ps synchronized with the first clock signal C1 are generated as shown in (b) and (c) of FIG.

そして、光サンプリングパルスPsが光サンプリング部25に入力され、光サンプリング部25で光信号Pが周期Tsでサンプリングされて、そのサンプリングで得られた電気のパルス信号EoがA/D変換器33に順次出力される。   Then, the optical sampling pulse Ps is input to the optical sampling unit 25, the optical signal P is sampled at the cycle Ts by the optical sampling unit 25, and the electrical pulse signal Eo obtained by the sampling is input to the A / D converter 33. Output sequentially.

ここで、前記したようにQが2の場合、A/D変換器33には、オフセット遅延時間ΔTずつすれた波形情報をもつ周期Q・Tsのパルス信号Eoの間に、不要な信号も入力される。   Here, when Q is 2, as described above, an unnecessary signal is also input to the A / D converter 33 between the pulse signals Eo having the period Q · Ts having the waveform information shifted by the offset delay time ΔT. Is done.

これに対して、第2のクロック信号発生手段26からは、図5の(d)のようにQ・Tsの周期をもつ第2のクロック信号C2が出力される。このため、A/D変換器33は、周期Tsで入力されるパルス信号Eoのうち、図5の(e)のように、所望のQ個毎のパルス信号Eoに対するサンプリングを行い、必要とするデジタルのデータDpに変換する。   On the other hand, the second clock signal generator 26 outputs a second clock signal C2 having a period of Q · Ts as shown in FIG. For this reason, the A / D converter 33 performs sampling for each desired Q number of pulse signals Eo among the pulse signals Eo input at the cycle Ts as shown in FIG. Convert to digital data Dp.

また、トリガ用信号発生手段27は、図6の(b)に示すように、周期Q・Tsの第2のクロック信号C2によって、繰り返し周期Txの1波形分をオフセット遅延時間ΔTでサンプリングするのに必要な時間Q・Ts・Tx/ΔT(またはその整数倍)を周期Twとするトリガ用信号Wを生成してデータ取得制御手段34に出力する。なお、図6の(a)は図5の(e)の波形の時間軸を縮めて示したものである。   Further, as shown in FIG. 6B, the trigger signal generating means 27 samples one waveform of the repetition period Tx with the offset delay time ΔT by the second clock signal C2 having the period Q · Ts. A trigger signal W having a period Tw of time Q · Ts · Tx / ΔT (or an integer multiple thereof) required for the data is generated and output to the data acquisition control means 34. FIG. 6A shows the time axis of the waveform shown in FIG.

そして、このトリガ用信号Wの立ち上がり(または立ち下がり)を検知したデータ取得制御手段34により、時刻t0のタイミングから所定時間が経過するまでの間に、A/D変換器33から出力されるデータDpが、第2のクロック信号C2に同期して波形データメモリ35へ書き込まれる。   The data output from the A / D converter 33 by the data acquisition control means 34 that detects the rising (or falling) of the trigger signal W until the predetermined time elapses from the timing t0. Dp is written into the waveform data memory 35 in synchronization with the second clock signal C2.

ここで、パーシステンスモードが指定されていれば、波形データメモリ35に所定数書き込まれた一連の波形データが読み出されて、表示器37の画面上に例えば図7のように、光信号Pの波形がオフセット遅延時間ΔT間隔のポイントで残像表示される。   Here, if the persistence mode is designated, a series of waveform data written to the waveform data memory 35 is read out, and the optical signal P of the optical signal P is read on the screen of the display 37 as shown in FIG. The waveform is displayed as an afterimage at the point of the offset delay time ΔT.

なお、表示器37に表示される時間軸の表示ポイント数が例えば1001ポイントであれば、1回のデータ取得期間で取得されて波形データメモリ35に書き込まれるデータDpの数も1001個となり、この1001個目のデータDpを波形データメモリ35に書き込んだ後に、次のトリガ用信号Wの立ち上がりタイミングまで待機し、前記同様にトリガ用信号Wが立ち上がりタイミングから所定時間が経過するまでの間にA/D変換器33から出力される波形データの取得を行うことになる。   If the number of display points on the time axis displayed on the display 37 is, for example, 1001 points, the number of data Dp acquired in one data acquisition period and written in the waveform data memory 35 is also 1001. After the 1001st data Dp is written in the waveform data memory 35, it waits until the next rising timing of the trigger signal W. Similarly to the above, A The waveform data output from the / D converter 33 is acquired.

そして、新たに取得された一連の波形データは、前に取得された波形データの代わりに読み出されて、オフセット遅延時間ΔTの間隔で時間軸上にプロットされて、その波形が残像表示される。   Then, a series of newly acquired waveform data is read in place of the previously acquired waveform data, plotted on the time axis at intervals of the offset delay time ΔT, and the waveform is displayed as an afterimage. .

以下同様に、トリガ用信号Wの立ち上がりタイミングの直後から第2のクロック信号C2に同期した波形データの取得が開始され、その取得された一連の波形データに対応する残像波形が前の残像波形に代わって表示される。   Similarly, the acquisition of waveform data synchronized with the second clock signal C2 starts immediately after the rising timing of the trigger signal W, and the afterimage waveform corresponding to the acquired series of waveform data becomes the previous afterimage waveform. Displayed instead.

なお、観測モード指定手段38によって平均化モードが指定されている場合には、表示制御手段36によって複数のデータ取得期間に取得された複数組の波形データの平均化処理が行なわれ、その平均化処理された波形が表示器37に表示されることになるが、いずれのモードの場合でも、トリガ用信号Wでトリガをかけて各データの取得を開始している。   If the averaging mode is designated by the observation mode designating means 38, the display control means 36 performs averaging processing of a plurality of sets of waveform data acquired during a plurality of data acquisition periods, and the averaging is performed. The processed waveform is displayed on the display 37. In any mode, the trigger signal W triggers and acquisition of each data is started.

したがって、各データ取得の開始タイミングをトリガ用信号Wと同期させることができ、表示波形のずれや波形再現性の悪化が起こらない。   Therefore, the start timing of each data acquisition can be synchronized with the trigger signal W, and a display waveform shift and waveform reproducibility do not occur.

また、前記式(1)で示したように、入力信号の波形繰り返し周期Txの整数N倍と、サンプリング周期Tsの整数Q倍との差がオフセット遅延時間ΔTとなる整数Q、Nを求め、その整数に応じたサンプリング周期Tsを設定するようにするとともに、サンプリングで得られた信号に対する取得をQ個毎に行うようにしているので、限られた可変範囲のサンプリング周期であっても、波形の繰り返し周期が長い信号に対する波形情報の取得を高精度に行うことができる。   Further, as shown in the equation (1), integers Q and N are calculated such that the difference between the integer N times the waveform repetition period Tx of the input signal and the integer Q times the sampling period Ts becomes the offset delay time ΔT. Since the sampling period Ts corresponding to the integer is set and the acquisition of the signal obtained by sampling is performed for every Q pieces, the waveform can be obtained even in a limited variable range sampling period. It is possible to acquire waveform information for a signal having a long repetition period.

上記した波形観測システム20における、A/D変換器33の入力信号に対するA/D変換処理機能、入力信号の電圧としきい値Vとを比較して、その比較結果でデータの取得を開始する機能、取得したデータの波形を順次残像を残しながら表示するパーシステンス表示機能、平均化処理して表示する平均化表示機能は、多チャネル型のデジタルオシロスコープで代用することが可能である。   In the waveform observation system 20 described above, an A / D conversion processing function for the input signal of the A / D converter 33, a function of comparing the input signal voltage and the threshold value V, and starting acquisition of data based on the comparison result The multi-channel type digital oscilloscope can be substituted for the persistence display function for displaying the waveform of the acquired data while sequentially leaving afterimages, and the averaging display function for displaying after averaging.

この場合、図8に示すように、サンプリング装置50とデジタルオシロスコープ60とで波形観測システム20′を構成することができる。   In this case, as shown in FIG. 8, the waveform observation system 20 ′ can be configured by the sampling device 50 and the digital oscilloscope 60.

このサンプリング装置50は、デジタルオシロスコープ60と独立した筐体(図示せず)を有し、また、前記した波形観測システム20の入力端子20a、パラメータ指定手段21、演算手段22、信号発生手段23、サンプリングパルス発生手段24、サンプリング部25、第2のクロック信号発生手段26、トリガ用信号発生手段27の他に、第2のクロック信号C2を外部へ出力するためのクロック出力端子50a、サンプリング部25から出力されるパルス信号Eoを外部へ出力するためのパルス出力端子50b、トリガ用信号Wを外部へ出力するためのトリガ出力端子50cが設けられている。   The sampling device 50 has a housing (not shown) independent from the digital oscilloscope 60, and also includes the input terminal 20a, the parameter specifying means 21, the calculating means 22, the signal generating means 23, the waveform observation system 20, and the like. In addition to the sampling pulse generator 24, the sampling unit 25, the second clock signal generator 26, and the trigger signal generator 27, a clock output terminal 50a for outputting the second clock signal C2 to the outside, and the sampling unit 25 Are provided with a pulse output terminal 50b for outputting the pulse signal Eo output from the outside to the outside and a trigger output terminal 50c for outputting the trigger signal W to the outside.

このサンプリング装置50のクロック出力端子50a、パルス出力端子50bおよびトリガ出力端子50cは、デジタルオシロスコープ60の外部クロック入力端子60a、第1チャネル入力端子60bおよび第2チャネル入力端子60cにそれぞれケーブル接続されている。   The clock output terminal 50a, the pulse output terminal 50b, and the trigger output terminal 50c of the sampling device 50 are cable-connected to the external clock input terminal 60a, the first channel input terminal 60b, and the second channel input terminal 60c of the digital oscilloscope 60, respectively. Yes.

デジタルオシロスコープ60は、各チャネル入力端子60b、60cから入力される信号に対するA/D変換処理を外部クロック入力端子60aに入力されるクロック信号に同期して行う外部クロック同期機能と、任意に指定したチャネル入力端子またはトリガ入力端子の入力信号の電圧が任意に設定したしきい値を所定方向に越えたタイミングから一定時間(後述する時間軸の表示幅および表示ポイント数等に依存する)が経過する間にA/D変換処理によって得られたデータを波形データとしてチャネル毎に記憶する外部トリガ機能と、その記憶した波形データを時間軸上に表示する波形表示機能とを有しており、この波形表示のモードとして、前記したパーシステンス表示モード、平均化表示モードのいずれかを任意に選択できるように構成されている。   The digital oscilloscope 60 arbitrarily designates an external clock synchronization function for performing A / D conversion processing on signals input from the channel input terminals 60b and 60c in synchronization with a clock signal input to the external clock input terminal 60a. A certain period of time (depending on the display width of the time axis and the number of display points described later) elapses from the timing at which the voltage of the input signal at the channel input terminal or trigger input terminal exceeds the arbitrarily set threshold value in the predetermined direction. It has an external trigger function for storing data obtained by A / D conversion processing as waveform data for each channel, and a waveform display function for displaying the stored waveform data on the time axis. As the display mode, any one of the persistence display mode and the averaged display mode can be arbitrarily selected. It is configured.

上記サンプリング装置50の各部の動作は、前記した波形観測システム20で説明したのと同一であり、このサンプリング装置50からの第2のクロック信号C2、パルス信号Eoおよびトリガ用信号Wを受けたデジタルオシロスコープ60は、第1チャネル入力端子60bに入力されるパルス信号Eoに対するA/D変換処理を、外部クロック入力端子60aに入力されている第2のクロック信号C2に同期して行ない、パルス信号Eoの各パルスのピーク値に対応したデータ値Dpに変換する。   The operation of each part of the sampling device 50 is the same as that described in the waveform observation system 20, and the digital signal that has received the second clock signal C2, the pulse signal Eo, and the trigger signal W from the sampling device 50 is received. The oscilloscope 60 performs A / D conversion processing on the pulse signal Eo input to the first channel input terminal 60b in synchronization with the second clock signal C2 input to the external clock input terminal 60a. To a data value Dp corresponding to the peak value of each pulse.

そして、ある時刻に、第2チャネル入力端子60cに入力されているトリガ用信号Wが立ち上がって、しきい値Vを低い方から高い方に越えると、そのタイミングから一定時間の間に第1チャネルのA/D変換処理で得られるデータを波形データとして内部メモリに順次記憶し、その記憶した一連の波形データを読み出して前記同様に表示部の時間軸上にプロットして光信号Pの波形を、指定されたモードに応じて表示する。   Then, when the trigger signal W input to the second channel input terminal 60c rises at a certain time and exceeds the threshold value V from the lower side to the higher side, the first channel is output for a certain time from that timing. The data obtained by the A / D conversion process is sequentially stored in the internal memory as waveform data, and the stored series of waveform data is read out and plotted on the time axis of the display unit in the same manner as described above to generate the waveform of the optical signal P. Display according to the specified mode.

この波形観測システム20′では、データ取得と波形表示の機能をデジタルオシロスコープ60で実現しているので、このオシロスコープ60の各端子に、第2のクロック信号C2、パルス信号Eoおよびトリガ用信号Wを各出力端子50a〜50cから与えることで、前記した波形観測システム20と同一の動作をさせることができ、デジタルオシロスコープ60を所有していれば、上記サンプリング装置50を新たに用意するだけで、光信号の観測が行なえ、システム全体を安価に構成することができる。   In this waveform observation system 20 ′, the functions of data acquisition and waveform display are realized by the digital oscilloscope 60. Therefore, the second clock signal C 2, the pulse signal Eo and the trigger signal W are supplied to each terminal of the oscilloscope 60. By providing from each of the output terminals 50a to 50c, the same operation as that of the waveform observation system 20 described above can be performed, and if the digital oscilloscope 60 is owned, the sampling device 50 can be simply prepared. Signals can be observed, and the entire system can be configured at low cost.

また、上記の波形観測システム20′では、データの取得と波形の表示の処理をデジタルオシロスコープ60で行なっていたが、このデジタルオシロスコープ60の代わりに、入力信号をデジタルのデータに変換するA/D変換機能を有し、前記したデータ取得制御手段34、波形データメモリ35、表示制御手段36と同等の機能をプログラム処理で行なうパーソナルコンピュータを用いてもよい。   In the waveform observation system 20 'described above, data acquisition and waveform display processing are performed by the digital oscilloscope 60. Instead of the digital oscilloscope 60, an A / D for converting an input signal into digital data. A personal computer having a conversion function and performing the same functions as the data acquisition control means 34, the waveform data memory 35, and the display control means 36 by program processing may be used.

また、前記説明では、光信号の波形情報を取得して観測していたが、電気信号を光パルスあるいは電気パルスでサンプリングする装置についても本発明を同様に適用できる。   In the above description, the waveform information of the optical signal is acquired and observed. However, the present invention can be similarly applied to an apparatus that samples an electrical signal with an optical pulse or an electrical pulse.

本発明の実施形態の構成を示す図The figure which shows the structure of embodiment of this invention 実施形態の要部の構成図Configuration diagram of the main part of the embodiment 要部の要部動作を説明するための信号図Signal diagram for explaining the main part operation of the main part 実施形態の要部の構成図Configuration diagram of the main part of the embodiment 実施形態の動作を説明するための信号図Signal diagram for explaining the operation of the embodiment 実施形態の動作を説明するための信号図Signal diagram for explaining the operation of the embodiment 表示される波形の一実施例を示す図The figure which shows one Example of the waveform displayed サンプリング装置とデジタルオシロスコープとで構成した波形観測システムの図Waveform observation system composed of sampling device and digital oscilloscope 従来装置の構成を示す図Diagram showing the configuration of a conventional device 従来装置の動作説明図Operation explanatory diagram of conventional equipment 光サンプリングパルス発生手段の構成例を示す図The figure which shows the structural example of an optical sampling pulse generation means

符号の説明Explanation of symbols

20、20′……波形観測システム、21……パラメータ指定手段、22……演算手段、23……信号発生手段、24……光サンプリングパルス発生手段、25……サンプリング部、26……第2のクロック信号発生手段、27……トリガ用信号発生手段、33……A/D変換器、34……データ取得制御手段、35……波形データメモリ、36……表示制御手段、37……表示器、38……観測モード指定手段、50……サンプリング装置、50a……クロック出力端子、50b……パルス出力端子、50c……トリガ出力端子、60……デジタルオシロスコープ、60a……外部クロック入力端子、60b……第1チャネル入力端子、60c……第2チャネル入力端子   20, 20 '... waveform observation system, 21 ... parameter designation means, 22 ... calculation means, 23 ... signal generation means, 24 ... optical sampling pulse generation means, 25 ... sampling section, 26 ... second Clock signal generating means, 27... Trigger signal generating means, 33... A / D converter, 34... Data acquisition control means, 35. 38 ... Observation mode designating means 50 ... Sampling device 50a ... Clock output terminal 50b ... Pulse output terminal 50c ... Trigger output terminal 60 ... Digital oscilloscope 60a ... External clock input terminal , 60b... First channel input terminal, 60c... Second channel input terminal

Claims (2)

同一の波形が所定周期(Tx)で繰り返し現れる信号を入力するための入力端子(20a)と、
前記波形の繰り返し周期(Tx)とサンプリングのオフセット遅延時間(ΔT)とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段(21)と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報と、サンプリング周期(Ts)の可変範囲とに基づいて、
Q・Ts=N・Tx+ΔT
を満たす1以上の整数Q、Nおよびサンプリング周期を算出する演算手段(22)と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期の第1のクロック信号(C1)を出力する信号発生手段(23)と、
前記第1のクロック信号に同期したサンプリングパルスを前記演算手段によって算出されたサンプリング周期で発生するサンプリングパルス発生手段(24)と、
前記サンプリングパルスによって前記入力信号をサンプリングするサンプリング部(25)と、
前記第1のクロック信号に同期し、且つ前記サンプリング周期の前記整数Q倍の周期をもつ第2のクロック信号(C2)を出力する第2のクロック信号発生手段(26)と、
前記第2のクロック信号を外部に出力するためのクロック出力端子(50a)と、
前記サンプリング部から出力されるパルス信号を外部に出力するためのパルス出力端子(50b)とを備えたサンプリング装置。
An input terminal (20a) for inputting a signal in which the same waveform repeatedly appears in a predetermined cycle (Tx);
Parameter designation means (21) for designating information corresponding to the repetition period (Tx) of the waveform and the offset delay time (ΔT) of sampling;
Based on the information specified by the parameter specifying means and the variable range of the sampling period (Ts),
Q · Ts = N · Tx + ΔT
An arithmetic means (22) for calculating one or more integers Q and N satisfying the above and a sampling period;
Signal generating means (23) for outputting a first clock signal (C1) having a sampling period calculated by the calculating means;
Sampling pulse generating means (24) for generating a sampling pulse synchronized with the first clock signal at a sampling period calculated by the calculating means;
A sampling unit (25) for sampling the input signal by the sampling pulse;
A second clock signal generating means (26) for outputting a second clock signal (C2) having a period which is synchronized with the first clock signal and having the integer Q times the sampling period;
A clock output terminal (50a) for outputting the second clock signal to the outside;
A sampling apparatus comprising: a pulse output terminal (50b) for outputting a pulse signal output from the sampling unit to the outside.
同一の波形が所定周期(Tx)で繰り返し現れる信号を入力するための入力端子(20a)と、
前記波形の繰り返し周期(Tx)とサンプリングのオフセット遅延時間(ΔT)とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段(21)と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報と、サンプリング周期(Ts)の可変範囲とに基づいて、
Q・Ts=N・Tx+ΔT
を満たす1以上の整数Q、Nおよびサンプリング周期を算出する演算手段(22)と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期の第1のクロック信号(C1)を出力する信号発生手段(23)と、
前記第1のクロック信号に同期したサンプリングパルスを前記演算手段によって算出されたサンプリング周期で発生するサンプリングパルス発生手段(24)と、
前記サンプリングパルスによって前記入力信号をサンプリングするサンプリング部(25)と、
前記第1のクロック信号に同期し、且つ前記サンプリング周期の前記整数Q倍の周期をもつ第2のクロック信号(C2)を出力する第2のクロック信号発生手段(26)と、
前記サンプリング部から出力されるパルス信号をデジタルのデータに変換して出力するA/D変換器(33)と、
波形データを記憶するための波形データメモリ(35)と、
前記A/D変換器が出力するデータを前記第2のクロック信号に同期して前記波形データメモリに書込むデータ取得制御手段(34)と、
前記波形データメモリに記憶された一連の波形データを読み出して前記オフセット遅延時間間隔の時間軸上に波形表示する波形表示手段(36、37)とを備えた波形観測システム。
An input terminal (20a) for inputting a signal in which the same waveform repeatedly appears in a predetermined cycle (Tx);
Parameter designation means (21) for designating information corresponding to the repetition period (Tx) of the waveform and the offset delay time (ΔT) of sampling;
Based on the information specified by the parameter specifying means and the variable range of the sampling period (Ts),
Q · Ts = N · Tx + ΔT
An arithmetic means (22) for calculating one or more integers Q and N satisfying the above and a sampling period;
Signal generating means (23) for outputting a first clock signal (C1) having a sampling period calculated by the calculating means;
Sampling pulse generating means (24) for generating a sampling pulse synchronized with the first clock signal at a sampling period calculated by the calculating means;
A sampling unit (25) for sampling the input signal by the sampling pulse;
A second clock signal generating means (26) for outputting a second clock signal (C2) having a period which is synchronized with the first clock signal and having the integer Q times the sampling period;
An A / D converter (33) for converting the pulse signal output from the sampling unit into digital data and outputting the digital data;
A waveform data memory (35) for storing waveform data;
Data acquisition control means (34) for writing data output from the A / D converter to the waveform data memory in synchronization with the second clock signal;
A waveform observation system comprising waveform display means (36, 37) for reading a series of waveform data stored in the waveform data memory and displaying the waveform on the time axis of the offset delay time interval.
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