JP5372447B2 - サンプリング装置および信号モニタ - Google Patents
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Description
この位相調整器55の位相調整量は、個々のサンプリング装置に合わせてあらかじめ調整しておく必要があるが、その調整作業が煩雑であるという課題があった。
サンプリング対象の被測定信号(Ax)を変調しているデータ信号の繰り返し周期(Tc)の整数倍(N)に対して所定のオフセット時間(ΔT)だけ異なる周期を有するサンプリング用パルス(As)を出射するサンプリング用パルス発生部(3)と、
サンプリング用パルス発生部から出射されるサンプリング用パルスを用いてサンプリング対象の被測定信号をサンプリングして得たサンプリング信号(Ay)を出力するサンプリング部(2)とを備えたサンプリング装置において、
サンプリング部(2)から出力されたサンプリング信号(Ay)を、サンプリング用パルス(As)の繰り返し周波数の2倍以上の周波数でサンプリング用パルスとは非同期にサンプリングしてデジタル信号(Dz)に変換するA/D変換器(4)と、
A/D変換器から出力されたデジタル信号のうち前記サンプリング用パルス(As)に同期したデジタル信号(Dz’)を選択して出力する間引き手段(5)と、
A/D変換器から出力されたデジタル信号に基づいて被測定信号の繰り返し周波数(fc)とサンプリング用パルスの繰り返し周波数の整数倍(n・fs)のビート信号に基づくトリガ信号(T)を発生するトリガ信号発生部(6,20)とをさらに備えた。
トリガ信号発生部は、ビート信号を透過するバンドパスフィルタ(6a)と、
該バンドパスフィルタから出力されたビート信号に基づいてトリガ信号を検出するトリガ信号検出手段(6c)とを含む。
Ts=N・Tc+ΔT
の演算で求めて、サンプリング用パルス発生部に設定するパラメータ設定部(9)と、
被測定信号を変調しているデータ信号の繰り返し周期(Tc)、オフセット時間(ΔT)、およびパラメータ設定部が算出したサンプリング周期(Ts)を受けて、ビート信号の周波数(fh)を、
fh=fc・ΔT・fs
(ここで、fcは被測定信号の繰り返し周波数であって繰り返し周期Tcの逆数、fsはサンプリング用パルスの繰り返し周波数であってサンプリング周期Tsの逆数である。)
の演算で求めて、前記バンドパスフィルタの透過帯域を設定する基本周波数算出手段(6b)をさらに備える。
A/D変換器から出力されたデジタル信号に基づいてサンプリング信号(Ay)の周波数成分を解析する離散フーリエ変換手段(20a)と、
離散フーリエ変換手段で解析した周波数成分に基づいてビート信号を検出するビート信号検出手段(20b)と、
該ビート信号検出手段で検出されたビート信号に基づいてトリガ信号を検出するトリガ信号検出手段(20c)とから構成される。
被測定信号はデータ信号で変調された変調信号光(Px)であり、
サンプリング用パルス発生部は光パルス(Ps)をサンプリング用パルスとして出力するパルス光源(41)であり、
且つ、サンプリング部は、変調信号光とサンプリング用パルス発生部から出射された光パルスとを受けてサンプリング光(Py)を出力する光サンプリング手段(40a)と、光サンプリング手段から出力されたサンプリング光を受けて電気のサンプリング信号を出力する光電変換器(40d)とを含む。
請求項1から請求項7のいずれか一に記載のサンプリング装置と、
サンプリング装置のトリガ信号発生部から出力されたトリガ信号に従って間引き手段で選択されたデジタル信号を順次書き込む複数の異なる領域を有する波形メモリ(7)と、
波形メモリに書き込まれたデジタル信号に基づいて、被測定信号の品質を表す値を算出する演算部(8)を含む信号モニタである。
図1は、本願発明に係る第1の実施形態の信号モニタ30aのブロック図である。
この実施形態の信号モニタ30aは、繰返し周期Tcのデータ信号で変調した被測定信号Axを等価時間サンプリングして波形情報を取得するサンプリング装置1aと、その波形情報を記憶する波形メモリ7と波形情報に基づき被測定信号の品質評価を行う演算部8から構成される。
Ts=N・Tc+ΔT ・・・(1)
(Nは任意の整数)
サンプリング用パルス発生部3に設定するとともに、後述する基本周波数算出手段6bにサンプリング周期Ts、繰返し周期Tcおよびオフセット時間ΔTを設定する。
したがって、本実施形態では、従来技術のサンプリング装置では必須であった、A/D変換器がサンプリング用パルスAsと同期するためのサンプリングタイミング信号Esが不要であり、したがって、従来技術のサンプリング装置が備えていたサンプリング用パルス発生部53からA/D変換器54へサンプリングタイミング信号Esを伝達するための信号線やサンプリングタイミング信号Esの位相を調整する位相調整器55を本実施形態のサンプリング装置は備えておらず、また、あらかじめ位相調整器を調整するという作業も不要である。
A/D変換器4からのデジタルデータDzは、トリガ発生部6および間引き手段5に送出される。
繰り返し周波数fsのサンプリング用パルスAsが幅無限小の理想パルスの場合には、その周波数成分Axは、図5に示すように、n・fsの連続した周波数成分を含み(nは整数)、被測定信号の繰り返し周波数fcと最も近傍の周波数成分n・fsとの間で、サンプリング信号Ayが描く包絡線の繰り返し周波数に相当する差周波数fhのビート信号を発生する。
fh=fc・ΔT・fs ・・・(2)
バンドパスフィルタに透過帯域の中心波長として設定する。
(第2の実施形態)
この実施形態の信号モニタ30cは、第1の実施形態の信号モニタ30aと比較すると、パラメータ設定部9が不要であることとトリガ信号発生部20の内部構成のみ相違するので、以下、第1の実施形態と相違する部分のみ説明し、同一部分については極力説明を省略する。
ただし、第1の実施形態と同じく、後段のA/D変換器は非同期でサンプリングを行うので、サンプリング定理に則り、サンプリング用パルスAsは、被測定信号Axの繰り返し周波数fcの2倍の周波数より大きな周波数fsになるように十分余裕をもって設定される。
本実施形態では、評価対象が光信号Psであることと光サンプリング部40の代わりにサンプリング用光パルス発生部41を備えている点以外は、第1実施形態および第2実施形態と同じであるので、同一する構成要素についてはその説明を省略する。
Ax、Px・・・被測定信号、As、Ps・・・サンプリング用パルス、Es・・・サンプリングタイミング信号、Ay、Py・・・サンプリング信号、Dz・・・デジタルデータ、T・・・トリガ信号
Claims (9)
- サンプリング対象の被測定信号(Ax)を変調しているデータ信号の繰り返し周期(Tc)の整数倍(N)に対して所定のオフセット時間(ΔT)だけ異なる周期を有するサンプリング用パルス(As)を出射するサンプリング用パルス発生部(3)と、
前記サンプリング用パルス発生部から出射されるサンプリング用パルスを用いて前記サンプリング対象の被測定信号をサンプリングして得たサンプリング信号(Ay)を出力するサンプリング部(2)とを備えたサンプリング装置において、
前記サンプリング部(2)から出力されたサンプリング信号(Ay)を、前記サンプリング用パルス(As)の繰り返し周波数の2倍以上の周波数で前記サンプリング用パルスとは非同期にサンプリングしてデジタル信号(Dz)に変換するA/D変換器(4)と、
前記A/D変換器から出力されたデジタル信号のうち前記サンプリング用パルス(As)に同期したデジタル信号(Dz’)を選択して出力する間引き手段(5)と、
前記A/D変換器から出力されたデジタル信号に基づいて前記被測定信号の繰り返し周波数(fc)と前記サンプリング用パルスの繰り返し周波数の整数倍(n・fs)のビート信号に基づくトリガ信号(T)を発生するトリガ信号発生部(6,20)と
をさらに備えたことを特徴とするサンプリング装置。 - 前記トリガ信号発生部は、前記間引き手段で選択されたデジタル信号(Dz’)に基づいて前記トリガ信号(T)を発生することを特徴とする請求項1に記載のサンプリング装置。
- 前記トリガ信号発生部は、
前記ビート信号を透過するバンドパスフィルタ(6a)と、
該バンドパスフィルタから出力されたビート信号に基づいて前記トリガ信号を検出するトリガ信号検出手段(6c)とを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサンプリング装置。 - 前記被測定信号を変調しているデータ信号の繰り返し周期(Tc)および前記オフセット時間(ΔT)を受けて、前記サンプリング用パルスのサンプリング周期(Ts)を、
Ts=N・Tc+ΔT
の演算で求めて、前記サンプリング用パルス発生部に設定するパラメータ設定部(9)と、
前記被測定信号を変調しているデータ信号の繰り返し周期(Tc)、前記オフセット時間(ΔT)、および前記パラメータ設定部が算出したサンプリング周期(Ts)を受けて、前記ビート信号の周波数(fh)を、
fh=fc・ΔT・fs
(ここで、fcは前記被測定信号の繰り返し周波数であって前記繰り返し周期Tcの逆数、fsはサンプリング用パルスの繰り返し周波数であって前記サンプリング周期Tsの逆数である。)
の演算で求めて、前記バンドパスフィルタの透過帯域を設定する基本周波数算出手段(6b)をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のサンプリング装置。 - 前記トリガ信号発生部は、
前記A/D変換器から出力されたデジタル信号に基づいて前記サンプリング信号(Ay)の周波数成分を解析する離散フーリエ変換手段(20a)と、
前記離散フーリエ変換手段で解析した周波数成分に基づいて前記ビート信号を検出するビート信号検出手段(20b)と、
該ビート信号検出手段で検出されたビート信号に基づいて前記トリガ信号を検出するトリガ信号検出手段(20c)とから構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサンプリング装置。 - 前記被測定信号はデータ信号で変調された変調信号光(Px)であり、
前記サンプリング用パルス発生部は光パルス(Ps)を前記サンプリング用パルスとして出力するパルス光源(41)であり、
且つ、前記サンプリング部は、前記変調信号光と前記サンプリング用パルス発生部から出射された光パルスとを受けてサンプリング光(Py)を出力する光サンプリング手段(40a)と、前記光サンプリング手段から出力されたサンプリング光を受けて電気のサンプリング信号を出力する光電変換器(40d)とを含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一に記載のサンプリング装置。 - 前記光サンプリング手段は、電界吸収型光変調器であることを特徴とする請求項6に記載のサンプリング装置。
- 請求項1から請求項7のいずれか一に記載のサンプリング装置と、
前記サンプリング装置のトリガ信号発生部から出力されたトリガ信号に従って前記間引き手段で選択されたデジタル信号を順次書き込む複数の異なる領域を有する波形メモリ(7)と、
前記波形メモリに書き込まれたデジタル信号に基づいて、前記被測定信号の品質を表す値を算出する演算部(8)を含むことを特徴とする信号モニタ。 - 前記演算部は、前記波形メモリに書き込まれたデジタル信号を重ね合わせることにより、アイパターンを得ることを特徴とする請求項8に記載の信号モニタ。
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