JP6694836B2 - Trigger circuit, trigger generation method, sampling oscilloscope, and sampling method - Google Patents
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Description
本発明は、データをサンプリングするサンプラのサンプリングタイミングを生成するトリガ回路及びトリガ発生方法と、サンプラによるサンプリングデータに基づく波形を表示するサンプリングオシロスコープ及びサンプリング方法に関する。 The present invention relates to a trigger circuit and a trigger generation method for generating sampling timing of a sampler for sampling data, a sampling oscilloscope and a sampling method for displaying a waveform based on sampling data by the sampler.
例えば下記特許文献1には、ダイレクト・デジタル・シンセサイザ(DDS:Direct Digital Synthesizer)とプログラマブルカウンタを用いて生成されるストローブ信号によりサンプラにてパターン信号をサンプリングする技術が開示されている。
For example,
ところで、DDSは、FTW(周波数チューニングワード)を設定することで比較的任意の周波数を出力することができる便利なICであるが、原理上かならずイメージ成分及び高調波成分といった不要波成分が重畳されてしまう。このため、基本的には不要波成分除去を目的としてBPFやLPFを接続するのが一般的である。上記特許文献1には、DDSの次段にLPFを接続した構成が開示されている。
By the way, the DDS is a convenient IC that can output a relatively arbitrary frequency by setting an FTW (frequency tuning word), but in principle, an unnecessary wave component such as an image component and a harmonic component is superimposed. Will end up. Therefore, basically, it is general to connect a BPF or an LPF for the purpose of removing unnecessary wave components. The
ここで、BPFによる制約を考えない場合、例えば上記特許文献1のようにLPFを挿入した構成では、最大出力可能周波数を入力周波数の1/4と設計上決めておけば、最も大きな不要波となるイメージ成分はその制約下においてはLPFにて除去可能であるため、最初に決定した最大周波数のみが制約となる。また、DDSから例えば1/8以下となる周波数を出力すると予め確定させておけば、FTWにはある程度の柔軟性があり、例えば1/8×8191/8192といった分周比を設定することが可能であった。
Here, when the restriction by the BPF is not taken into consideration, for example, in the configuration in which the LPF is inserted as in the above-mentioned
ところで、サンプリングオシロスコープでは、波形を測定するためのサンプリング方式として、ランダム・サンプリングとシーケンシャル・サンプリングが知られている。ここで、本発明に関連するシーケンシャル・サンプリングの場合、残留ジッタを改善することを考えると、不要波成分を除去し、信号波成分のみを取り出すために、DDS出力にQ値が高く急峻なフィルタ特性を有するBPFを用いることが期待されるが、そのためにはDDS出力周波数をある出力範囲に固定する必要がある。一方で、サンプリング用クロックが外部から供給され、対応周波数が範囲を持つ場合は、DDS入力周波数が変化するため、DDS出力も変化してしまう。このため、Q値が高く急峻なフィルタ特性を有する通過周波数範囲が固定のBPFを使用することができないという問題があった。 By the way, in a sampling oscilloscope, random sampling and sequential sampling are known as sampling methods for measuring a waveform. Here, in the case of sequential sampling related to the present invention, considering that the residual jitter is improved, in order to remove the unnecessary wave component and extract only the signal wave component, a sharp filter having a high Q value and a steep DDS output is used. Although it is expected to use a BPF having characteristics, it is necessary to fix the DDS output frequency within a certain output range for that purpose. On the other hand, when the sampling clock is supplied from the outside and the corresponding frequency has a range, the DDS input frequency changes, so the DDS output also changes. Therefore, there is a problem that a BPF having a high Q value and a steep filter characteristic and a fixed pass frequency range cannot be used.
尚、上述した従来の特許文献1に開示される装置では、DDSの設定を固定して使用しており、LPFにはある程度の範囲を許容した回路を採択する必要があった。その結果、DDS出力の不要波成分が除去しきれず残留ジッタが大きくなるという問題があった。
In the above-mentioned conventional device disclosed in
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、通過周波数範囲が固定のバンドパスフィルタを用い、ストローブ信号を生成する際の残留ジッタを抑圧することができるトリガ回路及びトリガ発生方法とサンプリングオシロスコープ及びサンプリング方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and uses a bandpass filter having a fixed pass frequency range and is capable of suppressing residual jitter when generating a strobe signal and a trigger generation. Method and sampling It is an object to provide an oscilloscope and a sampling method.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載されたトリガ回路は、動作可能な周波数範囲内で入力されるトリガクロックを任意の周波数で出力するダイレクト・デジタル・シンセサイザ12と、
前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザから出力されるトリガクロックの通過帯域を制限するバンドパスフィルタ13と、
前記バンドパスフィルタで通過帯域が制限されたトリガクロックを分周する可変分周器14とを含み、前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの位相シフト機能を用いてストローブ信号を発生するトリガ回路2において、
前記バンドパスフィルタの通過周波数範囲がオクターブ未満に固定され、
前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの周波数チューニングワードの分母の値を2のべき乗とし、
前記バンドパスフィルタの中心周波数を前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの入力周波数で除した値と近似するように前記周波数チューニングワードの値を設定し、
前記可変分周器の分周比をパターン長と前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザで設定される分周比の分子の値との公倍数に設定することを特徴とする。
To achieve the above object, the trigger circuit according to
A
In the
The pass frequency range of the bandpass filter is fixed below octave,
The value of the denominator of the frequency tuning word of the direct digital synthesizer is a power of 2,
Setting the value of the frequency tuning word to approximate the value obtained by dividing the center frequency of the bandpass filter by the input frequency of the direct digital synthesizer,
The division ratio of the variable frequency divider is set to a common multiple of the pattern length and the numerator value of the division ratio set by the direct digital synthesizer.
請求項2に記載されたトリガ発生方法は、動作可能な周波数範囲内で入力されるトリガクロックを任意の周波数で出力するダイレクト・デジタル・シンセサイザ12と、
前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザから出力されるトリガクロックの通過帯域を制限するバンドパスフィルタ13と、
前記バンドパスフィルタで通過帯域が制限されたトリガクロックを分周する可変分周器14とを含みトリガ回路2の前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの位相シフト機能を用いてストローブ信号を発生するトリガ発生方法において、
前記バンドパスフィルタの通過周波数範囲をオクターブ未満に固定するステップと、
前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの周波数チューニングワードの分母の値を2のべき乗とし、前記バンドパスフィルタの中心周波数を前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの入力周波数で除した値と近似するように前記周波数チューニングワードの値を設定するステップと、
前記可変分周器の分周比をパターン長と前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザで設定される分周比の分子の値との公倍数に設定するステップとを含むことを特徴とする。
The trigger generating method according to
A
A
Fixing the pass frequency range of the bandpass filter below an octave;
The value of the denominator of the frequency tuning word of the direct digital synthesizer is a power of 2, and the frequency tuning word is approximated to a value obtained by dividing the center frequency of the bandpass filter by the input frequency of the direct digital synthesizer. The step of setting the value of
Setting the frequency division ratio of the variable frequency divider to a common multiple of the pattern length and the numerator value of the frequency division ratio set by the direct digital synthesizer.
請求項3に記載されたサンプリングオシロスコープは、請求項1のトリガ回路2から出力される前記ストローブ信号に基づくサンプリングタイミングでサンプラ3によりデータをシーケンシャル・サンプリングすることを特徴とする。
A sampling oscilloscope described in claim 3 is characterized in that data is sequentially sampled by the sampler 3 at a sampling timing based on the strobe signal output from the
請求項4に記載されたサンプリング方法は、請求項2のトリガ発生方法から出力される前記ストローブ信号に基づくサンプリングタイミングでサンプラ3によりデータをシーケンシャル・サンプリングするステップを含むことを特徴とする。
A sampling method described in claim 4 includes a step of sequentially sampling data by the sampler 3 at a sampling timing based on the strobe signal output from the trigger generating method of
本発明によれば、Q値が高く急峻なフィルタ特性を有する通過周波数範囲が固定のバンドパスフィルタを用いることができ、最適なフィルタ設計及び設定が可能となり、残留ジッタを抑圧することができる。そして、残留ジッタを抑圧するので、サンプラのスイッチング動作のタイミングずれを低減でき、より正確なデータのサンプリングを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to use a bandpass filter having a fixed pass frequency range having a high Q value and steep filter characteristics, which enables optimum filter design and setting and suppresses residual jitter. Since the residual jitter is suppressed, the timing deviation of the switching operation of the sampler can be reduced, and more accurate data sampling can be performed.
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for implementing the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本実施の形態のサンプリングオシロスコープ1は、観測対象となる広帯域・高速の信号の波形表示を行うもので、トリガ回路2、サンプラ3、A/D変換器4、表示部5、制御部6を備えて概略構成される。
As shown in FIG. 1, the
トリガ回路2は、サンプラ3のサンプリングタイミングとして用いられるストローブ信号を生成する回路であり、周波数変換部11、ダイレクト・デジタル・シンセサイザ(DDS)12、バンドパスフィルタ(BPF)13、可変分周器14を含んで構成される。
The
周波数変換部11は、トリガ回路2の初段に位置し、可変分周器11aと周波数逓倍回路11bを備え、次段に位置するDDS12が動作可能な入力周波数範囲(図2のDDS12の入力周波数範囲H1)に外部から供給されるトリガクロック(例えば矩形波や正弦波)の周波数(図2のトリガ入力周波数Ft)を変換する。
The
尚、周波数変換部11は、DDS12が動作可能な入力周波数範囲のトリガクロックが外部から入力される場合には省略することができる。この場合、外部からトリガクロックがDDS12に直接入力される。
The
周波数変換部11は、例えば、DDS12の動作周波数(図2のDDS12入力可能範囲H1)を1.25GHz〜2.5GHzのオクターブ(2倍)の範囲と規定した場合、以下のように挙動する。
When the operating frequency of the DDS 12 (the DDS12 inputtable range H1 in FIG. 2) is defined as the octave (double) range of 1.25 GHz to 2.5 GHz, the
[例1」トリガクロックが10GHzの場合には、可変分周器11aの分周比を4として2.5GHzをDDS12に供給する。
[例2]トリガクロックが2.0GHzの場合には、可変分周器11aの分周比を1として2.0GHzをDDS12に供給する。
[例3]トリガクロックが0.1GHzの場合には、周波数逓倍回路11bにて16逓倍して1.6GHzをDDS12に供給する。
[Example 1] When the trigger clock is 10 GHz, the frequency division ratio of the
[Example 2] When the trigger clock is 2.0 GHz, the frequency division ratio of the
[Example 3] When the trigger clock is 0.1 GHz, the
尚、DDS12の動作周波数範囲がオクターブ(2倍)の範囲であれば、分周比及び逓倍比は2のべき乗で対応可能となる。ここでは2のべき乗として計算する。
If the operating frequency range of the
DDS12は、周波数変換部11の次段に接続され、図2に示すように、周波数変換部11にて入力可能範囲H1に入力周波数Fiが調整され、周波数変換部11にて周波数変換されたトリガクロックから、任意の波形や周波数(出力周波数Fo)をデジタル的に生成する。
The
BPF13は、DDS12の次段に接続され、DDS12から出力されるトリガクロックの通過帯域を制限する。BPF13は、図2に示すように、下側の遮断周波数がf0、上側の遮断周波数が2f0未満に設定される。
The
可変分周器14は、BPF13の次段に接続され、分周比が可変設定可能(例えば2〜231)であり、サンプラ3のサンプリングタイミングを生成するためにトリガ回路2の最終段に設けられる。可変分周器14は、図2に示すように、BPF13を通過したトリガクロックの周波数を、サンプラ3が動作可能範囲H2に調整する。
The
ここで、サンプラ3が駆動可能なサンプリングタイミングの周期(以下、ストローブ周期と言う)は一般的にkHzオーダとなる。このため、DDS12とBPF13の出力周波数Foにてサンプラ3を直接駆動することは現実的ではない。そのため、図2に示すように、最終段の可変分周器14は、BPF13を通過したトリガクロックをサンプラ3が駆動可能な周波数まで周波数を分周し、サンプラ3のサンプリングタイミングとなるストローブ信号(ストローブ周波数Fs)を出力する。
Here, the cycle of sampling timing (hereinafter referred to as strobe cycle) at which the sampler 3 can be driven is generally on the order of kHz. Therefore, it is not realistic to directly drive the sampler 3 with the output frequency Fo of the
サンプラ3は、トリガ回路2にて生成されるストローブ信号(ストローブ周波数Fs)をサンプリングタイミングとして例えば数百kHzでスイッチング動作(閉状態:例えば10〜100psec)し、外部から入力されるデータをサンプリングする。
The sampler 3 switches the strobe signal (strobe frequency Fs) generated by the
尚、外部から入力されるデータは、例えば被測定物Wにテスト信号として入力される繰り返しパターンによる周期性を持つ既知のパターン信号である。この既知のパターン信号には、例えばPRBS(Pseudo-random bit sequence:擬似ランダム・ビット・シーケンス)パターン、固定パターン、任意パターンによるプログラマブルパターン等がある。 The data input from the outside is, for example, a known pattern signal having a periodicity due to a repeating pattern input to the device under test W as a test signal. The known pattern signal includes, for example, a PRBS (Pseudo-random bit sequence) pattern, a fixed pattern, and a programmable pattern of an arbitrary pattern.
A/D変換器4は、サンプラ3にてサンプリングされたアナログ出力によるデータをディジタルのデータに変換する。 The A / D converter 4 converts the analog output data sampled by the sampler 3 into digital data.
表示部5は、例えば本体に設けられる液晶表示器などで構成され、制御部6の制御により、データの波形や統計処理された測定結果などを表示する。 The display unit 5 is composed of, for example, a liquid crystal display provided in the main body, and under the control of the control unit 6, displays a waveform of data, a statistically processed measurement result and the like.
制御部6は、高い周波数で繰り返す波形を観測するため、トリガ回路2、サンプラ3、A/D変換器4、表示部5を統括制御するもので、例えば周波数変換部11、DDS112、可変分周器14の各部の分周比設定、可変分周器11aと周波数逓倍回路11bの切替制御、A/D変換部4にて変換されたデータの統計処理、表示部5への観測波形の表示制御などを行う。
The control unit 6 integrally controls the
次に、シーケンシャル・サンプリングの基本動作原理について説明する。シーケンシャル・サンプリングの場合、ランダム・サンプリングのようにDDS12を周波数離調して使用するわけではなく、Phase Shift機能(位相シフト機能)を用いて対応する。DDS12は、内蔵のフェーズアキュムレータをFTW分だけ加算して構成されるが、このフェーズアキュムレータの値をFTW以外の値を用いた位相シフト機能により変更することで、出力信号の位相を変化させることができる。その基本動作は以下のようになる。
Next, the basic operation principle of sequential sampling will be described. In the case of sequential sampling, the
(1)トリガ回路2の周波数変換部11、DDS12、可変分周器14の分周比の組み合わせによって観測波形のパターン周期にトリガタイミングを同期させる(以下、パターンロックと呼ぶ)
(2)DDS12の位相シフト機能を用いて位相を徐々にずらしていき、データの観測波形を表示する。
(1) The trigger timing is synchronized with the pattern period of the observed waveform by the combination of the
(2) The phase is gradually shifted by using the phase shift function of the
ここで、初段の周波数変換部11(可変分周器11a)の分周比、DDS12の分周比、最終段の可変分周器14の分周比をを以下のように変数で定義する。
Here, the frequency division ratio of the frequency conversion unit 11 (
初段の周波数変換部11(可変分周器11a)の分周比=P(ここでP=2n :但し、n=0,1,2,3,・・・)
DDS12の分周比=1/8(1/8固定とする)
最終段の可変分周器14の分周比=M(Mはパターン長の倍数とする)
Frequency division ratio of the first-stage frequency converter 11 (
Dividing ratio of DDS12 = 1/8 (fixed to 1/8)
Frequency division ratio of the
外部から入力されるトリガクロックの周波数をI[Hz]とすると、ストローブ周波数FsはP,S,Nを用いて、ストローブ周波数Fs[Hz]=Input×(1/P)×(1/8)×(1/M)と表記できる。 When the frequency of the trigger clock input from the outside is I [Hz], the strobe frequency Fs uses P, S, and N, and the strobe frequency Fs [Hz] = Input × (1 / P) × (1/8) It can be written as x (1 / M).
よって、ストローブ周期は、ストローブ周波数Fsの逆数であるため、ストローブ周期[s]=1/(ストローブ周波数Fs)=(1/I)×P×8×Mと表記できる。 Therefore, since the strobe period is the reciprocal of the strobe frequency Fs, the strobe period [s] = 1 / (strobe frequency Fs) = (1 / I) × P × 8 × M.
ここで、観測波形データ信号とトリガ周波数は同期しており、かつ1:1の関係とする(同期は必須条件)。すなわち、I[bit/s]の信号を観測しているとした場合、1bitの時間幅は1/Iとなる。よって、上式よりストローブ周期は1bitの時間を8×P×M倍したものとなる。 Here, the observed waveform data signal and the trigger frequency are in synchronization with each other and have a 1: 1 relationship (synchronization is an essential condition). That is, assuming that the signal of I [bit / s] is being observed, the time width of 1 bit is 1 / I. Therefore, from the above equation, the strobe period is 1 × bit multiplied by 8 × P × M.
ここで、前提条件よりMはパターン長の倍数である。よってストローブ周期もパターン長の倍数となる。すなわち、周期パターンの特定位相でストローブが発生することを意味する。 Here, M is a multiple of the pattern length according to the precondition. Therefore, the strobe period is also a multiple of the pattern length. That is, it means that a strobe occurs at a specific phase of the periodic pattern.
本実施の形態では、パターンのビット位置が固定、位相も固定となってしまうため、DDS12の位相シフト機能を用いて位相を動かす。DDS12の位相シフト量はDDS12の出力周波数Foを基本として、例えば214の位相分解能で位相を制御することができる。
In this embodiment, since the bit position of the pattern is fixed and the phase is also fixed, the phase is moved using the phase shift function of the
DDS12の出力信号周期は、DDS12の出力信号周期[s]=(1/I)×P×8となる。そして、14bitの位相シフト機能を用いると、本周期の214倍の分解能で位相を調整可能であるため、最小分解能は、以下のようになる。
The output signal cycle of the
最小分解能[s]=DDS12の出力信号周期/214=(1/I)×P×8×1/214
=(1/I)×P×1/2048
Minimum resolution [s] = output signal period of DDS12 / 2 14 = (1 / I) × P × 8 × 1/2 14
= (1 / I) × P × 1/2048
ここで、(1/I)は観測信号1bitの時間である。よって、上式より位相分解能は、DDS12の位相シフト機能を用いることで1UIを2048/Pサンプルで表現可能となる。
Here, (1 / I) is the time of the
Pは初段の周波数変換部11(可変分周器11a)の分周比で2のべき乗である。よって、P<2048であれば2048/Pは約分可能であり、1UIを正数サンプルで表現できることになる。よって、DDS12の位相シフト機能を用いることで端数なくパターンを表示することが可能となる。
P is a frequency division ratio of the frequency conversion unit 11 (
ところで、Q値の高い急峻なフィルタ特性を有する通過周波数範囲が固定のBPF13の適応を考えると、DDS12の出力周波数Foはオクターブ未満に制約される。一方で、DDS12の入力周波数Fiはオクターブで変化する。よって、DDS12のFTWを調整して出力周波数Foを制御するしかない。
By the way, considering the adaptation of the
そこで、本実施の形態では、図3に示すように、BPF13の通過周波数範囲をオクターブ未満に固定し(ST1)、DDS12の出力周波数FoがBPF13の中心周波数と略一致するようにDDS12の周波数チューニングワード(FTW)を設定する、具体的に、FTWの設定値は、分母の値を2のべき乗とし(ST2)、BPF13の中心周波数をDDS12の入力周波数Fiで除した値と近似するように分母と分子の値を設定する(ST3)。尚、FTWは、分母の値を大きくするとBPF13の中心周波数に近づけることができるが、分子の値が最小分解能にも端数として現れるため、分母と分子を1に近い最小桁の正数にするのが好ましい。以下、具体的な数値例を示して説明する。尚、以下に説明する数値は一例であって、その数値に限定されるものではない。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the pass frequency range of the
DDS12の入力周波数Fi=1.74GHz
BPF13の設計値=1.03GHz〜1.12GHz
FTWの設定値=5/8
DDS12の出力周波数Fo=1.0875GHz(2次高調波イメージ成分をBPF13にて抽出)
Input frequency of DDS12 Fi = 1.74 GHz
Design value of
FTW setting value = 5/8
Output frequency of DDS12 Fo = 1.0875 GHz (second harmonic image component extracted by BPF13)
よって、前述した基本動作原理と異なり、DDS12の分周比が5/8となるため、ストローブ周期は、ストローブ周期[s]=1/(ストローブ周波数Fs)=(1/I)×P×(8/5)×Mとなってしまい、たとえMがパターン周期に同期していても、パターンにロックすることができない。そこで、変数Mに更に以下の条件を付け加えることを考える。
Therefore, unlike the above-described basic operation principle, the division ratio of the
M:パターン長の倍数であり、かつDDS12で設定した分周比の分子の値の倍数である。すなわち、可変分周器11aの分周比をパターン長の倍数、かつDDS12で設定される分周比の分子の値の倍数に設定し(ST4)、ストローブ信号を生成する。そして、生成されたストローブ信号に基づくサンプリングタイミングでサンプラ3によりデータをシーケンシャル・サンプリングする(ST5)。
M: a multiple of the pattern length and a multiple of the numerator value of the division ratio set by the
したがって、本実施の形態によれば、上述したようにM=5×Nと表記することができるようになり、ストローブ周期[s]=1/(ストローブ周波数Fs)=(1/I)×P×(8/5)×M=(1/I)×P×(8/5)×5×N=(1/I)×P×8×Nとなり、Nはパターン長の倍数であることに変化はないため、動作原理と同様に動作する。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to write M = 5 × N as described above, and the strobe period [s] = 1 / (strobe frequency Fs) = (1 / I) × P × (8/5) × M = (1 / I) × P × (8/5) × 5 × N = (1 / I) × P × 8 × N, where N is a multiple of the pattern length. Since there is no change, it operates in the same manner as the operating principle.
DDS12の位相シフト量はDDS12の出力周波数Foを基本として、例えば214の位相分解能で位相を制御することができる。DDS12の出力信号周期は、DDS12の出力信号周期[s]=(1/I)×P×(8/5)となる。
The phase shift amount of the
14bitの位相シフト機能を用いると、本周期の214倍の分解能で位相を調整可能であるため、最小分解能は、最小分解能[s]=DDS出力信号周期/214=(1/I)×P×(8/5)×1/214=(1/I)×P×1/(2048×5)となる。 When the 14-bit phase shift function is used, the phase can be adjusted with a resolution of 2 14 times the main cycle, so the minimum resolution is [s] = DDS output signal cycle / 2 14 = (1 / I) × P × (8/5) × 1/2 14 = (1 / I) × P × 1 / (2048 × 5).
よって、DDS12の分周比に端数5を加えてしまったことで、最小分解能にも端数5が表れてしまう。ただし、DDS12の位相シフト機能を用いることで「1UIを(2048×5)/Pサンプルで表現可能」となり、Pの前提条件は動作原理から変更なく2のべき乗である。よって、2048/Pは約分可能であり、その結果を5倍しても当然正数となる。よって、DDS12の位相シフト機能を用いることで1UIを正数サンプルで表現できることになる。
Therefore, by adding the fraction 5 to the frequency division ratio of the
一方で、一般的には1UIは2のべき乗サンプル数で測定することが望ましい。よって、DDS12の位相シフト量を5倍に設定し、2のべき乗サンプル数で1UIとなるよう調整することが一般的である。
On the other hand, in general, it is desirable to measure 1 UI with the power of 2 samples. Therefore, it is general to set the phase shift amount of the
このように、本実施の形態によれば、BPF性能を急峻として通過周波数範囲を固定してもDDS設定及び最終段の可変分周器の分周比を最適化することで問題なく動作することができる。すなわち、従来のサンプリングオシロスコープにおける設定を踏襲しながら、Q値が高く急峻なフィルタ特性を有する通過周波数範囲がオクターブ未満に固定のBPFを用いることができ、最適なフィルタ設計及び設定が可能となり、残留ジッタを抑圧することができる。具体的な数値を示すと、特許文献1の従来構成と比較して、残留ジッタを850fsrms(0.85ps)→400fsrms(0.4ps)に改善することができた。
Thus, according to the present embodiment, even if the BPF performance is made steep and the pass frequency range is fixed, the DDS setting and the frequency division ratio of the variable frequency divider at the final stage can be optimized to operate without problems. You can That is, while following the setting in the conventional sampling oscilloscope, it is possible to use a BPF having a high Q value and a steep filter characteristic and a fixed pass frequency range of less than octave, which enables optimum filter design and setting. Jitter can be suppressed. When the specific numerical values are shown, the residual jitter can be improved from 850 fsrms (0.85 ps) to 400 fsrms (0.4 ps) as compared with the conventional configuration of
また、残留ジッタを抑圧するので、サンプラ3のスイッチング動作のタイミングずれを低減でき、より正確なデータのサンプリングを行うことができる。 Further, since the residual jitter is suppressed, the timing deviation of the switching operation of the sampler 3 can be reduced, and more accurate data sampling can be performed.
以上、本発明に係るトリガ回路及びトリガ発生方法とサンプリングオシロスコープ及びサンプリング方法の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。 The best modes of the trigger circuit, the trigger generation method, the sampling oscilloscope, and the sampling method according to the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the description and the drawings according to this mode. That is, it goes without saying that all other forms, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this form are included in the scope of the present invention.
1 サンプリングオシロスコープ
2 トリガ回路
3 サンプラ
4 A/D変換器
5 表示部
6 制御部
11 周波数変換部
11a 可変分周器
11b 周波数逓倍回路
12 DDS(ダイレクト・デジタル・シンセサイザ)
13 BPF(バンドパスフィルタ)
14 可変分周器
Ft トリガ入力周波数
Fi DDSの入力周波数
Fo DDSの出力周波数
Fs ストローブ周波数
H1 DDSの入力可能範囲
H2 サンプラの動作可能範囲
1
13 BPF (band pass filter)
14 Variable frequency divider Ft Trigger input frequency Fi DDS input frequency Fo DDS output frequency Fs Strobe frequency H1 DDS input possible range H2 Sampler operable range
Claims (4)
前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザから出力されるトリガクロックの通過帯域を制限するバンドパスフィルタ(13)と、
前記バンドパスフィルタで通過帯域が制限されたトリガクロックを分周する可変分周器(14)とを含み、前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの位相シフト機能を用いてストローブ信号を発生するトリガ回路(2)において、
前記バンドパスフィルタの通過周波数範囲がオクターブ未満に固定され、
前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの周波数チューニングワードの分母の値を2のべき乗とし、
前記バンドパスフィルタの中心周波数を前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの入力周波数で除した値と近似するように前記周波数チューニングワードの値を設定し、
前記可変分周器の分周比をパターン長と前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザで設定される分周比の分子の値との公倍数に設定することを特徴とするトリガ回路。 A direct digital synthesizer (12) that outputs a trigger clock input within an operable frequency range at an arbitrary frequency,
A band pass filter (13) for limiting a pass band of a trigger clock output from the direct digital synthesizer,
And a variable frequency divider (14) for dividing a trigger clock whose pass band is limited by the band pass filter, and a trigger circuit (2) for generating a strobe signal by using the phase shift function of the direct digital synthesizer. ),
The pass frequency range of the bandpass filter is fixed below octave,
The value of the denominator of the frequency tuning word of the direct digital synthesizer is a power of 2,
Setting the value of the frequency tuning word to approximate the value obtained by dividing the center frequency of the bandpass filter by the input frequency of the direct digital synthesizer,
A trigger circuit , wherein a frequency division ratio of the variable frequency divider is set to a common multiple of a pattern length and a numerator value of the frequency division ratio set by the direct digital synthesizer.
前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザから出力されるトリガクロックの通過帯域を制限するバンドパスフィルタ(13)と、
前記バンドパスフィルタで通過帯域が制限されたトリガクロックを分周する可変分周器(14)とを含むトリガ回路(2)の前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの位相シフト機能を用いてストローブ信号を発生するトリガ発生方法において、
前記バンドパスフィルタの通過周波数範囲をオクターブ未満に固定するステップと、
前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの周波数チューニングワードの分母の値を2のべき乗とし、前記バンドパスフィルタの中心周波数を前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザの入力周波数で除した値と近似するように前記周波数チューニングワードの値を設定するステップと、
前記可変分周器の分周比をパターン長と前記ダイレクト・デジタル・シンセサイザで設定される分周比の分子の値との公倍数に設定するステップとを含むことを特徴とするトリガ発生方法。 A direct digital synthesizer (12) that outputs a trigger clock input within an operable frequency range at an arbitrary frequency,
A band pass filter (13) for limiting a pass band of a trigger clock output from the direct digital synthesizer,
A strobe signal is generated using a phase shift function of the direct digital synthesizer of a trigger circuit (2) including a variable frequency divider (14) that divides a trigger clock whose pass band is limited by the band pass filter. In the trigger generation method,
Fixing the pass frequency range of the bandpass filter below an octave;
The value of the denominator of the frequency tuning word of the direct digital synthesizer is a power of 2, and the frequency tuning word is approximated to a value obtained by dividing the center frequency of the bandpass filter by the input frequency of the direct digital synthesizer. The step of setting the value of
And a step of setting a frequency division ratio of the variable frequency divider to a common multiple of a pattern length and a numerator value of the frequency division ratio set by the direct digital synthesizer.
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