JP7326507B2 - WAVEFORM ACQUISITION DEVICE AND WAVEFORM ACQUISITION METHOD - Google Patents

WAVEFORM ACQUISITION DEVICE AND WAVEFORM ACQUISITION METHOD Download PDF

Info

Publication number
JP7326507B2
JP7326507B2 JP2022008619A JP2022008619A JP7326507B2 JP 7326507 B2 JP7326507 B2 JP 7326507B2 JP 2022008619 A JP2022008619 A JP 2022008619A JP 2022008619 A JP2022008619 A JP 2022008619A JP 7326507 B2 JP7326507 B2 JP 7326507B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data signal
signal under
sampling
under measurement
dividing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022008619A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023107424A (en
Inventor
創 吉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anritsu Corp filed Critical Anritsu Corp
Priority to JP2022008619A priority Critical patent/JP7326507B2/en
Publication of JP2023107424A publication Critical patent/JP2023107424A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7326507B2 publication Critical patent/JP7326507B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、波形取得装置及び波形取得方法に関し、特に、データ信号やクロック信号等のような繰り返しパターンからなる被測定データ信号の波形を観測するための波形取得装置及び波形取得方法に関する。 The present invention relates to a waveform acquisition apparatus and waveform acquisition method, and more particularly to a waveform acquisition apparatus and waveform acquisition method for observing the waveform of a data signal under measurement, such as a data signal or a clock signal, which has a repeating pattern.

従来、被測定データ信号の波形を観測するための波形観測装置として、リアルタイムオシロスコープと、等価時間サンプリング方式のサンプリングオシロスコープとが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, real-time oscilloscopes and equivalent time sampling sampling oscilloscopes are known as waveform observation devices for observing waveforms of data signals under measurement (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、入力データ信号を複数のスプリット信号にスプリットし、これら複数のスプリット信号を必要に応じてミキサで所定周波数の周期的関数とミックスした後に、スプリットされた信号をアナログ・デジタル変換器でデジタイズし、更にこれらの出力を合成ユニットで合成して元の入力信号を表す単一の出力データストリームを得るリアルタイムデジタルオシロスコープ(Digital Storage Oscilloscope:DSO)が開示されている。 In Patent Document 1, an input data signal is split into a plurality of split signals, these split signals are mixed with a periodic function of a predetermined frequency in a mixer as required, and then the split signals are converted from analog to digital. A real-time Digital Storage Oscilloscope (DSO) is disclosed that digitizes with a device and combines these outputs with a combining unit to obtain a single output data stream representing the original input signal.

しかしながら、特許文献1に開示されたようなリアルタイムDSOは、サンプリングオシロスコープに比べて高価であり、データ信号やクロック信号等のような繰り返しパターンからなる信号の波形を観測する用途にはコストの観点から適していない。 However, the real-time DSO as disclosed in Patent Document 1 is more expensive than the sampling oscilloscope, and from the viewpoint of cost, it is not suitable for observing waveforms of signals consisting of repetitive patterns such as data signals and clock signals. Not suitable.

一方、特許文献2には、複数の信号の波形を同じ測定系で同時に観測したいという要求のために、信号入力端子とサンプリング部を複数組内蔵したサンプリングオシロスコープが開示されている。 On the other hand, Patent Literature 2 discloses a sampling oscilloscope incorporating a plurality of sets of signal input terminals and sampling sections in order to meet the demand for simultaneously observing waveforms of a plurality of signals with the same measurement system.

特表2006-504100号公報Japanese Patent Publication No. 2006-504100 特許第5303440号公報Japanese Patent No. 5303440

近年、被測定データ信号の速度は高速化しており、被測定データ信号をサンプリングするためのサンプリング速度の高速化が望まれている。しかしながら、サンプリング速度の限界は、ハードウェア(サンプラ・トリガ)の性能に依存しており、特許文献1,2に開示されたようなリアルタイムDSOやサンプリングオシロスコープの構成でサンプリング速度を高速化するためには、新しいハードウェアを開発しなければならず、技術面とコスト面で課題があった。 2. Description of the Related Art In recent years, the speed of a data signal under measurement has been increasing, and there is a demand for a higher sampling speed for sampling the data signal under measurement. However, the limit of the sampling speed depends on the performance of the hardware (sampler/trigger). had to develop new hardware, and had technical and cost issues.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、サンプリング速度を高速化して、繰り返しパターンからなる被測定データ信号の測定時間の短縮を低コストで実現することができる波形取得装置及び波形取得方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such conventional problems, and it is possible to increase the sampling speed and shorten the measurement time of a data signal to be measured consisting of a repetitive pattern at low cost. It is an object of the present invention to provide a waveform acquisition device and a waveform acquisition method that can

上記課題を解決するために、本発明に係る波形取得装置は、繰り返しパターンからなる被測定データ信号と同期したトリガクロックを、所定の分周比で分周して分周トリガクロックを生成する可変分周部と、前記可変分周部により生成された分周トリガクロックの位相を制御し、互いに位相が異なるN個のサンプリングパルス信号を生成する位相調整部と、前記位相調整部により生成されたN個のサンプリングパルス信号のそれぞれに応じたタイミングで前記被測定データ信号をサンプリングするN個のサンプラと、を備え、前記所定の分周比をNで割った値は、前記N個のサンプラによりサンプリングされる前記被測定データ信号の前記繰り返しパターン当たりのサンプル数と互いに素である構成である。 In order to solve the above problems, a waveform acquisition apparatus according to the present invention divides a trigger clock synchronized with a data signal under measurement consisting of a repeating pattern by a predetermined frequency division ratio to generate a frequency-divided trigger clock. a frequency divider, a phase adjuster for controlling the phase of the frequency-divided trigger clock generated by the variable frequency divider and generating N sampling pulse signals having different phases; and N samplers for sampling the data signal under measurement at timings corresponding to N sampling pulse signals, respectively, wherein the value obtained by dividing the predetermined frequency dividing ratio by N is obtained by the N samplers. It is coprime to the number of samples per repetitive pattern of the data signal under measurement to be sampled.

この構成により、本発明に係る波形取得装置は、N個のサンプラにより被測定データ信号を異なるタイミングでサンプリングするため、1チャネルのサンプリング速度のN倍のサンプリング速度で被測定データ信号のサンプリングを行うことができる。また、本発明に係る波形取得装置は、各サンプラのサンプリング速度が従来よりも高くなくても、高速なサンプリングが実現できるので、安価なサンプラにもかかわらず高いサンプリング速度で被測定データ信号を測定できる。つまり、本発明に係る波形取得装置は、サンプリング速度を高速化して、繰り返しパターンからなる被測定データ信号の測定時間の短縮を低コストで実現することができる。 With this configuration, the waveform acquisition apparatus according to the present invention samples the data signal under measurement at different timings using the N samplers, so the data signal under measurement is sampled at a sampling rate that is N times the sampling rate of one channel. be able to. In addition, the waveform acquisition device according to the present invention can realize high-speed sampling even if the sampling speed of each sampler is not higher than that of the conventional one. can. In other words, the waveform acquisition apparatus according to the present invention can increase the sampling speed and shorten the measurement time of the data signal under measurement consisting of repeated patterns at low cost.

また、本発明に係る波形取得方法は、繰り返しパターンからなる被測定データ信号と同期したトリガクロックを、所定の分周比で分周して分周トリガクロックを生成する可変分周ステップと、前記可変分周ステップにより生成された分周トリガクロックの位相を制御し、互いに位相が異なるN個のサンプリングパルス信号を生成する位相調整ステップと、前記位相調整ステップにより生成されたN個のサンプリングパルス信号のそれぞれに応じたタイミングで前記被測定データ信号をN個のサンプラによりサンプリングするサンプリングステップと、を含み、前記所定の分周比をNで割った値は、前記N個のサンプラによりサンプリングされる前記被測定データ信号の前記繰り返しパターン当たりのサンプル数と互いに素である構成である。 A waveform acquisition method according to the present invention includes a variable frequency division step of dividing a trigger clock synchronized with a data signal under measurement consisting of a repeating pattern by a predetermined frequency division ratio to generate a frequency-divided trigger clock; a phase adjustment step of controlling the phase of the frequency-divided trigger clock generated by the variable frequency division step to generate N sampling pulse signals having mutually different phases; and the N sampling pulse signals generated by the phase adjustment step. and a sampling step of sampling the data signal under measurement by N samplers at timings corresponding to each of It is coprime to the number of samples per repetitive pattern of the data signal under measurement.

本発明は、サンプリング速度を高速化して、繰り返しパターンからなる被測定データ信号の測定時間の短縮を低コストで実現することができる波形取得装置及び波形取得方法を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a waveform acquisition apparatus and a waveform acquisition method capable of increasing the sampling rate and shortening the measurement time of a data signal to be measured consisting of repetitive patterns at low cost.

本発明の実施形態に係る波形取得装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a waveform acquisition device according to an embodiment of the present invention; FIG. (a)は光トランシーバから出力される光信号を電気信号に変換して電力分割部に入力する構成を示すブロック図であり、(b)は光トランシーバから出力される電気信号をそのまま電力分割部に入力する構成を示すブロック図である。(a) is a block diagram showing a configuration in which an optical signal output from an optical transceiver is converted into an electrical signal and input to a power dividing unit; 1 is a block diagram showing a configuration for inputting to . 波形データの表示例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a display example of waveform data; 1つのサンプラでNRZ方式の被測定データ信号をサンプリングする場合のタイミング図である。FIG. 10 is a timing chart when one sampler samples an NRZ data signal under measurement; 2つのサンプラでNRZ方式の被測定データ信号をサンプリングする場合のタイミング図である。FIG. 4 is a timing chart when two samplers are used to sample an NRZ data signal under test; 本発明の実施形態に係る波形取得装置を用いる波形取得方法の処理を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing processing of a waveform acquisition method using the waveform acquisition device according to the embodiment of the present invention;

以下、本発明に係る波形取得装置及び波形取得方法の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a waveform acquisition device and a waveform acquisition method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示す本発明の実施形態に係る波形取得装置1は、被測定データ信号の波形を観測する等価時間サンプリング方式のサンプリングオシロスコープであって、電力分割部10と、N個のサンプラ21-1~21-Nを含むサンプリング部20と、可変分周部31及び位相調整部32を含むサンプリング制御部30と、波形データメモリ40と、表示制御部50と、操作部60と、表示部70と、を備える。 A waveform acquisition apparatus 1 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a sampling oscilloscope of an equivalent time sampling method for observing the waveform of a data signal under measurement, and includes a power divider 10 and N samplers 21-1. 21-N, a sampling control unit 30 including a variable frequency dividing unit 31 and a phase adjusting unit 32, a waveform data memory 40, a display control unit 50, an operation unit 60, and a display unit 70 , provided.

電力分割部10は、被測定データ信号を複数のサンプラ21-1~21-Nの個数に応じたN個のチャネルに分割して出力するものであり、例えば1以上のパワースプリッタ又はパワーディバイダを含む。ここで、Nは、2以上の整数である。ただし、通常、パワースプリッタ又はパワーディバイダは2出力であるため、これらを複数接続して出力数を増やす場合には、Nの値は2のべき乗であることが望ましい。 The power dividing section 10 divides the data signal under measurement into N channels corresponding to the number of the plurality of samplers 21-1 to 21-N and outputs them. include. Here, N is an integer of 2 or more. However, since a power splitter or power divider usually has two outputs, it is desirable that the value of N be a power of two when connecting a plurality of these to increase the number of outputs.

被測定データ信号は、一定のパターン長や周期ごとに同じ波形を繰り返す繰り返しパターンからなる周期信号であり、例えば、NRZ(Non Return to Zero)方式のPRBS(Pseudorandom Binary Sequence)パターン、PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4)方式のPRBSパターンやSSPRQ(Short Stress Pattern Random Quaternary)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などのパターン信号である。被測定データ信号のシンボル値は、NRZ方式の場合{0,1}、PAM4方式の場合{0,1,2,3}の値を取る。このような被測定データ信号は、例えば、IEEE802.3、OIF-CEIなどの伝送規格に対応した光トランシーバ、PPG(Pulse Pattern Generator)、DSP(Digital Signal Processor)などの各種デバイスから出力される。なお、PPGやDSPは、光トランシーバに内蔵されている場合もある。 The data signal to be measured is a periodic signal consisting of a repetitive pattern in which the same waveform is repeated for each fixed pattern length or period. Modulation 4) type PRBS patterns, SSPRQ (Short Stress Pattern Random Quaternary) patterns, fixed patterns, and programmable patterns such as arbitrary patterns. The symbol values of the data signal under measurement are {0, 1} for the NRZ system and {0, 1, 2, 3} for the PAM4 system. Such data signals to be measured are output from various devices such as an optical transceiver compatible with transmission standards such as IEEE802.3 and OIF-CEI, PPG (Pulse Pattern Generator), and DSP (Digital Signal Processor). Note that the PPG and DSP may be built into the optical transceiver.

光トランシーバは、電気信号と光信号を相互に変換するモジュールである。図2(a)に示すように、光トランシーバ100が電気信号を光信号に変換する場合には、光トランシーバ100と電力分割部10との間に設けられるO/Eコンバータ110が、光トランシーバ100から出力された光信号を電気信号(被測定データ信号)に変換して電力分割部10に入力する。一方、図2(b)に示すように、光トランシーバ100が光信号を電気信号に変換する場合には、光トランシーバ100から出力された電気信号は、O/Eコンバータ110を経由せずに被測定データ信号として電力分割部10に直接入力される。 Optical transceivers are modules that convert between electrical and optical signals. As shown in FIG. 2(a), when the optical transceiver 100 converts an electrical signal into an optical signal, an O/E converter 110 provided between the optical transceiver 100 and the power splitter 10 converts the optical transceiver 100 into an optical signal. The optical signal output from is converted into an electrical signal (measured data signal) and input to the power dividing section 10 . On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the optical transceiver 100 converts an optical signal into an electrical signal, the electrical signal output from the optical transceiver 100 is received without passing through the O/E converter 110. It is directly input to the power dividing section 10 as a measurement data signal.

サンプリング部20は、N個のサンプラ21-1~21-Nを有する。N個のサンプラ21-1~21-Nは、後述する位相調整部32により生成されたN個のサンプリングパルス信号C~Cのそれぞれに応じたタイミングで、電力分割部10により分割された被測定データ信号をサンプリングする。サンプラ21-1~21-Nは、それぞれA/D変換器で構成することができる。 The sampling section 20 has N samplers 21-1 to 21-N. The N samplers 21-1 to 21-N are divided by the power divider 10 at timings corresponding to N sampling pulse signals C 1 to C N generated by a phase adjuster 32, which will be described later. Sample the data signal under test. Each of the samplers 21-1 to 21-N can be composed of an A/D converter.

サンプリング制御部30は、可変分周部31と、位相調整部32とを有する。サンプリング制御部30は、可変分周部31の分周比Dr、トリガクロックの周期、被測定データ信号のパターン長・周期、被測定データ信号の1シンボル当たりに取得するサンプル数に応じて、サンプリング部20のサンプリングを制御するようになっている。これらのパラメータは、例えば、ユーザによる操作部60への操作入力によって、サンプリング制御部30に設定されるようになっている。 The sampling control section 30 has a variable frequency dividing section 31 and a phase adjusting section 32 . The sampling control unit 30 performs sampling according to the frequency dividing ratio Dr of the variable frequency dividing unit 31, the period of the trigger clock, the pattern length/period of the data signal under measurement, and the number of samples acquired per symbol of the data signal under measurement. It is adapted to control the sampling of the section 20 . These parameters are set in the sampling control section 30 by, for example, the user's operation input to the operation section 60 .

可変分周部31は、繰り返しパターンからなる被測定データ信号と同期したトリガクロックを、所定の分周比Drで分周して分周トリガクロックを生成するようになっている。ここで、分周比Drは、チャネル数Nの整数倍の値である。トリガクロックは、正弦波や矩形波からなり、外部から供給される。あるいは、トリガクロックは、被測定データ信号から抽出されたものであってもよい。この場合、波形取得装置1は、入力された被測定データ信号からそのクロック成分を再生するクロック再生回路を更に備え、このクロック再生回路により再生されたクロック成分がトリガクロックとして可変分周部31に入力されることになる。 The variable frequency divider 31 divides a trigger clock synchronized with a data signal under measurement consisting of a repeating pattern by a predetermined frequency division ratio Dr to generate a frequency-divided trigger clock. Here, the frequency division ratio Dr is an integral multiple of the number N of channels. A trigger clock consists of a sine wave or a square wave and is supplied from the outside. Alternatively, the trigger clock may be derived from the data signal under test. In this case, the waveform acquisition device 1 further includes a clock recovery circuit that recovers the clock component from the input data signal under measurement. will be entered.

なお、本実施形態においては、サンプリング制御部30が被測定データ信号の繰り返しパターンの1パターン長にわたって重複なく所望のサンプル数Nsを取得するために、可変分周部31の所定の分周比Drをチャネル数Nで割った値と、N個のサンプラ21-1~21-Nによりサンプリングされる被測定データ信号の繰り返しパターン当たりのサンプル数Nsとが互いに素になっている必要がある。もし、操作部60によりサンプリング制御部30に設定された分周比Drとサンプル数Nsとが互いに素でない場合には、サンプリング制御部30は、設定された分周比Dr又はサンプル数Nsのいずれかを調整して、調整後のこれらの値が互いに素になるようにする。 In this embodiment, the predetermined frequency division ratio Dr is divided by the number of channels N and the number of samples Ns per repetitive pattern of the data signal under measurement sampled by the N samplers 21-1 to 21-N must be relatively prime. If the frequency division ratio Dr set in the sampling control unit 30 by the operation unit 60 and the sample number Ns are not relatively prime, the sampling control unit 30 selects either the set frequency division ratio Dr or the sample number Ns. so that these adjusted values are relatively prime.

位相調整部32は、可変分周部31により生成された分周トリガクロックの位相を制御し、互いに位相が異なるN個のサンプリングパルス信号C~Cを生成するようになっている。例えば、N個のサンプリングパルス信号C~Cの位相は、可変分周部31の所定の分周比Drをチャネル数Nで割った値に相当するシンボル数分だけ互いにずれていてもよい。 The phase adjuster 32 controls the phase of the frequency-divided trigger clock generated by the variable frequency divider 31 to generate N sampling pulse signals C 1 to C N having different phases. For example, the phases of the N sampling pulse signals C 1 to C N may be shifted from each other by the number of symbols corresponding to the value obtained by dividing the predetermined frequency division ratio Dr of the variable frequency divider 31 by the number of channels N. .

すなわち、サンプリング部20は、サンプリング制御部30によりN個のサンプリングパルス信号C~Cの発生タイミングが少しずつずらされた状態で、被測定データ信号を複数周期にわたって測定するようになっている。このようにして、本実施形態の波形取得装置1は、被測定データ信号の1パターン長当たりにサンプル数Nsのサンプルを取得できる。 That is, the sampling section 20 measures the data signal under measurement over a plurality of periods while the sampling control section 30 slightly shifts the generation timings of the N sampling pulse signals C 1 to C N . . In this manner, the waveform acquisition apparatus 1 of the present embodiment can acquire Ns samples per one pattern length of the data signal under measurement.

波形データメモリ40は、サンプリング部20によりサンプリングされた被測定データ信号のサンプルの振幅(パワー)、時間軸上の位置などの情報を含む波形データを記憶するようになっている。 The waveform data memory 40 stores waveform data including information such as the amplitude (power) of the sample of the data signal under measurement sampled by the sampling section 20 and the position on the time axis.

表示制御部50は、波形データメモリ40に記憶された波形データの振幅及び位置を参照して、表示部70の表示画像における対応するピクセル位置に描画を行うようになっている。例えば、チャネル数Nが2の場合には、表示制御部50は、2つのサンプラ21-1,21-2によりサンプリングされたサンプルが交互に配置されるように表示制御を行う。表示制御部50の制御により表示部70に表示される波形データの表示形態は、時系列波形(パルスパターン)であってもよく、あるいは、図3に示すような時系列波形を2UI(Unit Interval)で折り返したアイパターンであってもよい。 The display control section 50 refers to the amplitude and position of the waveform data stored in the waveform data memory 40, and draws at the corresponding pixel position in the display image of the display section 70. FIG. For example, when the number of channels N is 2, the display control unit 50 performs display control so that the samples sampled by the two samplers 21-1 and 21-2 are arranged alternately. The display form of the waveform data displayed on the display unit 70 under the control of the display control unit 50 may be a time-series waveform (pulse pattern), or a time-series waveform as shown in FIG. ) may be used.

操作部60は、ユーザによる操作入力を受け付けるためのものであり、例えば表示部70の表示画面に対応する入力面への接触操作による接触位置を検出するためのタッチセンサを備えるタッチパネルで構成される。あるいは、操作部60は、キーボード又はマウスのような入力デバイスを含んで構成されてもよい。操作部60への操作入力は、表示制御部50により検知されるようになっている。例えば、操作部60により、可変分周部31の分周比Dr、トリガクロックの周期、被測定データ信号のパターン長・周期、被測定データ信号の1シンボル当たりに取得するサンプル数などの設定、並びに、測定開始や測定終了のタイミングの指示などをユーザが任意に行うことが可能である。 The operation unit 60 is for receiving an operation input by the user, and is configured by a touch panel including a touch sensor for detecting a contact position by a touch operation on an input surface corresponding to the display screen of the display unit 70, for example. . Alternatively, the operation unit 60 may be configured including an input device such as a keyboard or mouse. An operation input to the operation unit 60 is detected by the display control unit 50 . For example, the operating unit 60 sets the frequency dividing ratio Dr of the variable frequency dividing unit 31, the period of the trigger clock, the pattern length and period of the data signal under measurement, the number of samples to be acquired per symbol of the data signal under measurement, and the like. In addition, the user can arbitrarily instruct the timing of measurement start and measurement end.

表示部70は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)モニタ等の表示機器で構成され、表示制御部50による表示制御に基づき、被測定データ信号の波形データなどの各種表示内容を表示画面に表示するようになっている。さらに、表示部70は、各種条件を設定するためのボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象の表示を行うようになっている。 The display unit 70 is composed of display devices such as a liquid crystal display and a CRT (Cathode Ray Tube) monitor, and displays various display contents such as waveform data of the data signal to be measured on the display screen based on the display control by the display control unit 50. It is designed to Furthermore, the display unit 70 displays operation targets such as buttons, soft keys, pull-down menus, and text boxes for setting various conditions.

以下、可変分周部31の所定の分周比Drについて、図4及び図5を参照しながら説明する。なお、図4及び図5に示す例は、あくまで説明を分かりやすくするための例であって、実際に可変分周部31に設定される分周比Drや、複数のサンプリングパルス信号の間の位相の差はそこに示された値に限定されない。 The predetermined frequency division ratio Dr of the variable frequency divider 31 will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. Note that the examples shown in FIGS. 4 and 5 are merely examples for making the explanation easier to understand. The phase difference is not limited to the values shown there.

図4は、1つのサンプラ21-1で1パターン長が10bitのNRZ方式の被測定データ信号を1bit当たり1サンプル取得する例であって、可変分周部31の分周比Drを11とした場合の分周トリガクロック(サンプリングパルス信号)のタイミングを示している。つまり、この例では、被測定データ信号の1パターン長当たりに取得されるサンプル数Nsの値10と分周比Drの値11とが互いに素となっている。可変分周部31は、入力されたトリガクロックを分周比Drの値11で分周して、11bitごとに1つのパルスが立つ分周トリガクロックを生成する。この場合、11bitごとに被測定データ信号のサンプリングが行われ、1bitの時間分解能ΔTで復元された被測定データ信号が表示部70に表示される。なお、図4の最下段は、時間分解能ΔTで復元された被測定データ信号を時系列波形(パルスパターン)として表示する例を示しているが、表示形態を変えて被測定信号を2UIで折り返して表示すれば、図3に示すようなアイパターンが得られる。 FIG. 4 shows an example in which one sample per 1 bit of the data signal under measurement of the NRZ system with a pattern length of 10 bits is obtained by one sampler 21-1, and the frequency division ratio Dr of the variable frequency divider 31 is set to 11. 2 shows the timing of the frequency-divided trigger clock (sampling pulse signal) in the case. That is, in this example, the value 10 of the number of samples Ns acquired per one pattern length of the data signal under measurement and the value 11 of the frequency dividing ratio Dr are relatively prime. The variable frequency divider 31 divides the input trigger clock by a frequency division ratio Dr of 11 to generate a frequency-divided trigger clock in which one pulse rises for every 11 bits. In this case, the data signal under measurement is sampled every 11 bits, and the data signal under measurement restored with a time resolution ΔT of 1 bit is displayed on the display section 70 . The bottom of FIG. 4 shows an example in which the data signal under measurement restored with the time resolution ΔT is displayed as a time-series waveform (pulse pattern). , an eye pattern as shown in FIG. 3 is obtained.

また、例えば、1つのサンプラ21-1で1パターン長が10bitの被測定データ信号を1bit当たり10サンプル取得する場合、すなわち被測定データ信号の1パターン長当たりに取得されるサンプル数Nsの値が100である場合は、分周比Drとしては例えば101などのサンプル数Nsの値100と互いに素な値を選択することができる。図4に示した例では、分周比Drが小さければ(すなわち分周トリガクロックの周期が短ければ)高速なサンプリングが可能である。しかしながら、実際にはサンプラのサンプリング周波数の上限によって、サンプリング速度が制約される。 Further, for example, when one sampler 21-1 acquires 10 samples per 1 bit of the data signal under measurement whose 1 pattern length is 10 bits, that is, the value of the number of samples Ns acquired per 1 pattern length of the data signal under measurement is In the case of 100, a value relatively prime to the value 100 of the number of samples Ns, such as 101, can be selected as the frequency division ratio Dr. In the example shown in FIG. 4, high-speed sampling is possible if the frequency division ratio Dr is small (that is, if the period of the frequency division trigger clock is short). However, in practice, the sampling rate is restricted by the upper limit of the sampling frequency of the sampler.

そこで、例えば、1つのサンプラ21-1で可変分周部31の分周比Drを11として被測定データ信号のサンプリングを行いたいが、1つのサンプラ21-1では分周比Drが20程度以上でないと対応できないケースを考える。この場合、被測定データ信号のサンプリングをN個のサンプラ21-1~21-Nで行うようにし、可変分周部31の分周比Drを11×Nに設定し、更に位相調整部32により互いに位相が異なるN個のサンプリングパルス信号C~Cを生成するようにすれば、1つのサンプラ21-1で可変分周部31の分周比Drを11とした場合と同じサンプリング速度を実現できる。 Therefore, for example, it is desired to sample the data signal under measurement by setting the frequency division ratio Dr of the variable frequency divider 31 to 11 with one sampler 21-1. Consider a case that cannot otherwise be dealt with. In this case, the data signal under measurement is sampled by N samplers 21-1 to 21-N, the frequency division ratio Dr of the variable frequency divider 31 is set to 11×N, and the phase adjuster 32 By generating N sampling pulse signals C 1 to C N having mutually different phases, the same sampling rate as when the frequency division ratio Dr of the variable frequency divider 31 is 11 can be achieved with one sampler 21-1. realizable.

図5は、2つのサンプラ21-1,21-2で1パターン長が10bitのNRZ方式の被測定データ信号を1bit当たり1サンプル取得する例であって、可変分周部31の分周比Drを22とした場合のサンプリングパルス信号C,Cのタイミングを示している。このような構成では、2つのサンプラ21-1,21-2で11分周相当のサンプリング速度を実現できる。この例では、位相調整部32が、サンプラ21-1用のサンプリングパルス信号Cのタイミングに対して、サンプラ21-2用のサンプリングパルス信号Cのタイミングを分周比Drの半分に相当する11bitだけずらしている。なお、ずらすbit数は、分周比Drの半分に限定されず、分周比Drの整数倍を除く任意の値であってもよい。 FIG. 5 shows an example in which two samplers 21-1 and 21-2 acquire 1 sample per 1 bit of the NRZ data signal under measurement with a pattern length of 10 bits. is 22, the timings of the sampling pulse signals C 1 and C 2 are shown. With such a configuration, the two samplers 21-1 and 21-2 can achieve a sampling rate equivalent to 11 frequency division. In this example, the phase adjustment unit 32 adjusts the timing of the sampling pulse signal C2 for the sampler 21-2 to half the division ratio Dr with respect to the timing of the sampling pulse signal C1 for the sampler 21-1. It is shifted by 11 bits. Note that the number of bits to be shifted is not limited to half the frequency division ratio Dr, and may be any value other than an integral multiple of the frequency division ratio Dr.

図5に示すように、2つのサンプラ21-1,21-2は、同じ被測定データ信号を交互にサンプリングする。なお、サンプリング部20で被測定データ信号の1シンボル当たり8サンプル取得することを目標とする場合には、奇数番目のサンプルをサンプラ21-1で、偶数番目のサンプルをサンプラ21-2で取得すればよい。つまり、可変分周部31がN個のサンプリングパルス信号C~Cのタイミングをずらし、N個のサンプラ21-1~21-Nが代わる代わる同じ被測定データ信号のサンプルを取得することで、サンプリング速度をN倍に向上させることができる。 As shown in FIG. 5, two samplers 21-1 and 21-2 alternately sample the same data signal under measurement. If the sampling unit 20 aims to acquire 8 samples per symbol of the data signal under measurement, the odd-numbered samples should be acquired by the sampler 21-1, and the even-numbered samples should be acquired by the sampler 21-2. Just do it. In other words, the variable frequency divider 31 shifts the timing of the N sampling pulse signals C 1 to C N , and the N samplers 21-1 to 21-N alternately obtain samples of the same data signal under measurement. , the sampling speed can be improved by N times.

以下、波形取得装置1を用いる波形取得方法について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。 A waveform acquisition method using the waveform acquisition device 1 will be described below with reference to the flowchart of FIG.

まず、ユーザによる操作部60への操作入力に応じて、可変分周部31の分周比Dr、トリガクロックの周期、被測定データ信号のパターン長・周期、被測定データ信号の1シンボル当たりに取得するサンプル数などの各種情報がサンプリング制御部30に設定される(ステップS1)。 First, according to the user's operation input to the operation unit 60, the frequency dividing ratio Dr of the variable frequency dividing unit 31, the period of the trigger clock, the pattern length and period of the data signal under measurement, and the per symbol of the data signal under measurement are Various information such as the number of samples to be acquired is set in the sampling control unit 30 (step S1).

次に、可変分周部31は、繰り返しパターンからなる被測定データ信号と同期したトリガクロックを所定の分周比Drで分周して分周トリガクロックを生成する(可変分周ステップS2)。既に述べたように、分周比Drをチャネル数Nで割った値は、N個のサンプラ21-1~21-Nによりサンプリングされる被測定データ信号の繰り返しパターン当たりのサンプル数Nsと互いに素である。 Next, the variable frequency divider 31 divides the frequency of the trigger clock synchronized with the data signal under measurement consisting of the repeating pattern by a predetermined frequency division ratio Dr to generate a frequency-divided trigger clock (variable frequency division step S2). As already described, the value obtained by dividing the frequency division ratio Dr by the number of channels N is relatively prime to the number Ns of samples per repetitive pattern of the data signal under measurement sampled by the N samplers 21-1 to 21-N. is.

次に、位相調整部32は、可変分周ステップS2により生成された分周トリガクロックの位相を制御し、互いに位相が異なるN個のサンプリングパルス信号を生成する(位相調整ステップS3)。 Next, the phase adjustment unit 32 controls the phase of the frequency-divided trigger clock generated in the variable frequency division step S2, and generates N sampling pulse signals having different phases (phase adjustment step S3).

次に、サンプリング部20は、位相調整ステップS3により生成されたN個のサンプリングパルス信号のそれぞれに応じたタイミングで、電力分割部10によりN個のチャネルに分割された被測定データ信号を、N個のサンプラ21-1~21-Nによりサンプリングする(サンプリングステップS4)。また、サンプリング部20は、サンプリングしたサンプルの波形データを波形データメモリ40に保存する。 Next, the sampling section 20 divides the data signal under measurement divided into N channels by the power dividing section 10 into N channels at timings corresponding to the N sampling pulse signals generated in the phase adjustment step S3. samplers 21-1 to 21-N (sampling step S4). The sampling unit 20 also stores the sampled waveform data in the waveform data memory 40 .

次に、表示制御部50は、波形データメモリ40に記憶された波形データの振幅及び位置を参照して、表示部70の表示画像における対応するピクセル位置に描画を行う(ステップS5)。 Next, the display control section 50 refers to the amplitude and position of the waveform data stored in the waveform data memory 40, and draws at the corresponding pixel position in the display image of the display section 70 (step S5).

以上説明したように、本実施形態に係る波形取得装置1は、N個のサンプラ21-1~21-Nにより被測定データ信号を異なるタイミングでサンプリングするため、1チャネルのサンプリング速度のN倍のサンプリング速度で被測定データ信号のサンプリングを行うことができる。また、本実施形態に係る波形取得装置1は、各サンプラ21-1~21-Nのサンプリング速度が従来よりも高くなくても、高速なサンプリングが実現できるので、安価なサンプラにもかかわらず高いサンプリング速度で被測定データ信号を測定できる。つまり、本実施形態に係る波形取得装置1は、サンプリング速度を高速化して、繰り返しパターンからなる被測定データ信号の測定時間の短縮を低コストで実現することができる。 As described above, the waveform acquisition apparatus 1 according to the present embodiment samples the data signal under measurement at different timings using the N samplers 21-1 to 21-N. The data signal under test can be sampled at the sampling rate. In addition, the waveform acquisition apparatus 1 according to the present embodiment can realize high-speed sampling even if the sampling speed of each of the samplers 21-1 to 21-N is not higher than that of the conventional one. The data signal under test can be measured at the sampling rate. In other words, the waveform acquisition device 1 according to the present embodiment can increase the sampling speed and shorten the measurement time of the data signal under measurement consisting of repetitive patterns at low cost.

1 波形取得装置
10 電力分割部
20 サンプリング部
21-1~21-N サンプラ
30 サンプリング制御部
31 可変分周部
32 位相調整部
40 波形データメモリ
50 表示制御部
60 操作部
70 表示部
100 光トランシーバ
110 O/Eコンバータ
1 waveform acquisition device 10 power division unit 20 sampling unit 21-1 to 21-N sampler 30 sampling control unit 31 variable frequency division unit 32 phase adjustment unit 40 waveform data memory 50 display control unit 60 operation unit 70 display unit 100 optical transceiver 110 O/E converter

Claims (2)

繰り返しパターンからなる被測定データ信号と同期したトリガクロックを、所定の分周比で分周して分周トリガクロックを生成する可変分周部(31)と、
前記可変分周部により生成された分周トリガクロックの位相を制御し、互いに位相が異なるN個のサンプリングパルス信号を生成する位相調整部(32)と、
前記位相調整部により生成されたN個のサンプリングパルス信号のそれぞれに応じたタイミングで前記被測定データ信号をサンプリングするN個のサンプラ(21-1~21-N)と、を備え、
前記所定の分周比をNで割った値は、前記N個のサンプラによりサンプリングされる前記被測定データ信号の前記繰り返しパターン当たりのサンプル数と互いに素であることを特徴とする波形取得装置。
a variable frequency divider (31) for generating a frequency-divided trigger clock by dividing a trigger clock synchronized with a data signal under measurement consisting of a repeating pattern by a predetermined frequency division ratio;
a phase adjuster (32) that controls the phase of the frequency-divided trigger clock generated by the variable frequency divider and generates N sampling pulse signals having mutually different phases;
N samplers (21-1 to 21-N) that sample the data signal under measurement at timing corresponding to each of the N sampling pulse signals generated by the phase adjustment unit;
A waveform acquisition apparatus according to claim 1, wherein a value obtained by dividing the predetermined frequency dividing ratio by N is coprime to the number of samples per repetition pattern of the data signal under measurement sampled by the N samplers.
繰り返しパターンからなる被測定データ信号と同期したトリガクロックを、所定の分周比で分周して分周トリガクロックを生成する可変分周ステップ(S2)と、
前記可変分周ステップにより生成された分周トリガクロックの位相を制御し、互いに位相が異なるN個のサンプリングパルス信号を生成する位相調整ステップ(S3)と、
前記位相調整ステップにより生成されたN個のサンプリングパルス信号のそれぞれに応じたタイミングで前記被測定データ信号をN個のサンプラ(21-1~21-N)によりサンプリングするサンプリングステップ(S4)と、を含み、
前記所定の分周比をNで割った値は、前記N個のサンプラによりサンプリングされる前記被測定データ信号の前記繰り返しパターン当たりのサンプル数と互いに素であることを特徴とする波形取得方法。
a variable frequency dividing step (S2) for generating a frequency-divided trigger clock by dividing a trigger clock synchronized with a data signal under measurement consisting of a repeating pattern by a predetermined frequency division ratio;
a phase adjustment step (S3) of controlling the phase of the frequency-divided trigger clock generated by the variable frequency-dividing step to generate N sampling pulse signals having mutually different phases;
a sampling step (S4) of sampling the data signal under measurement by N samplers (21-1 to 21-N) at timings corresponding to each of the N sampling pulse signals generated in the phase adjustment step; including
A waveform acquisition method, wherein a value obtained by dividing the predetermined frequency division ratio by N is coprime to the number of samples per repetition pattern of the data signal under measurement sampled by the N samplers.
JP2022008619A 2022-01-24 2022-01-24 WAVEFORM ACQUISITION DEVICE AND WAVEFORM ACQUISITION METHOD Active JP7326507B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022008619A JP7326507B2 (en) 2022-01-24 2022-01-24 WAVEFORM ACQUISITION DEVICE AND WAVEFORM ACQUISITION METHOD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022008619A JP7326507B2 (en) 2022-01-24 2022-01-24 WAVEFORM ACQUISITION DEVICE AND WAVEFORM ACQUISITION METHOD

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023107424A JP2023107424A (en) 2023-08-03
JP7326507B2 true JP7326507B2 (en) 2023-08-15

Family

ID=87474621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022008619A Active JP7326507B2 (en) 2022-01-24 2022-01-24 WAVEFORM ACQUISITION DEVICE AND WAVEFORM ACQUISITION METHOD

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7326507B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0391577A2 (en) 1989-04-07 1990-10-10 THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. Sampling circuits
US20070200550A1 (en) 2006-02-28 2007-08-30 Corredoura Paul L Trigger architecture, measurement system and method of use
JP2009270895A (en) 2008-05-02 2009-11-19 Advantest Corp Sampling device and testing device
JP2018137681A (en) 2017-02-23 2018-08-30 アンリツ株式会社 Trigger circuit, trigger generation method and sampling oscilloscope, and sampling method
JP2019128246A (en) 2018-01-24 2019-08-01 アンリツ株式会社 Trigger generation circuit, trigger generation method, sampling oscilloscope, and sampling method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0391577A2 (en) 1989-04-07 1990-10-10 THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. Sampling circuits
US20070200550A1 (en) 2006-02-28 2007-08-30 Corredoura Paul L Trigger architecture, measurement system and method of use
JP2009270895A (en) 2008-05-02 2009-11-19 Advantest Corp Sampling device and testing device
JP2018137681A (en) 2017-02-23 2018-08-30 アンリツ株式会社 Trigger circuit, trigger generation method and sampling oscilloscope, and sampling method
JP2019128246A (en) 2018-01-24 2019-08-01 アンリツ株式会社 Trigger generation circuit, trigger generation method, sampling oscilloscope, and sampling method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023107424A (en) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10234483B2 (en) Sampling circuit, sampling method, sampling oscilloscope, and waveform display method
JP3311889B2 (en) Sampling signal generation circuit
KR100576226B1 (en) An interleaved digital peak detector
JP2004200868A (en) Jitter measuring apparatus and jitter measuring method
EP1184669B1 (en) Waveform measuring method and apparatus
JP7326507B2 (en) WAVEFORM ACQUISITION DEVICE AND WAVEFORM ACQUISITION METHOD
EP1180688B1 (en) Waveform measuring apparatus
JPH0420528B2 (en)
JP5243401B2 (en) Electric waveform generator and optical transmitter
US6856924B2 (en) Mixer-based timebase for sampling multiple input signal references asynchronous to each other
JP4729273B2 (en) Frequency detection method, sampling device, and waveform observation system
JP4074538B2 (en) Optical sampling device and optical waveform observation system
JP3474308B2 (en) Jitter measurement device
JP5410454B2 (en) PULSE PATTERN GENERATION DEVICE, ERROR RATE MEASUREMENT SYSTEM USING THE DEVICE, AND PULSE PATTERN GENERATION METHOD
JP5155994B2 (en) Data signal evaluation device
JP5303440B2 (en) Waveform observation apparatus and waveform observation method
JP6088391B2 (en) Signal processing apparatus, signal analysis system, signal generation system, signal analysis method, and signal generation method
KR920007997Y1 (en) High frequency video generating circuits for graphic display apparatus
JP2003224528A (en) Method for evaluating light waveform
JP7046881B2 (en) Error rate measuring device and error rate measuring method
JPH01217220A (en) Light sampling oscilloscope
US20220407523A1 (en) Multiple sample-rate data converter
JP2508226B2 (en) Signal generator
JP2009175057A (en) Jitter measuring device
JPH0827313B2 (en) Spectrum analyzer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220816

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20221007

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20221012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230801

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230802

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7326507

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150