CN103248532B - 抖动测定用触发发生器和方法以及抖动测定装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抖动测定用触发发生器及利用其的抖动测定装置、抖动测定用触发发生方法及抖动测定方法。其课题在于有效地获取抖动数据，不依赖于待测定数据的图案长度而进行高速采样。相位可变器（2a）将同步于被测定数据信号的触发时钟作为输入，并将触发时钟的相位控制成被测定数据信号的样本的触发周期成为每1比特所述被测定数据信号1个样本。可变分频器（2b）将分频比设定成在对被测定数据信号的波形图案中作为被采样点的样本位置进行固定的定时发生触发脉冲。交织处理部（4d）利用与被测定数据信号的测定图案长度成为互为素数关系的离散值，通过来自可变分频器（2b）的触发脉冲，从采样器（3）获取与测定图案长度相同的样本数量的数据。

Description

抖动测定用触发发生器和方法以及抖动测定装置和方法

技术领域

本发明涉及一种产生用于测定作为测定对象的被测定数据信号所含的相位的摇摆（抖动：Jitter）的触发脉冲的抖动测定用触发发生器及利用该抖动测定用触发发生器的抖动测定装置、抖动测定用触发发生方法及抖动测定方法。

背景技术

在数据传输***中，若被传输的数据信号的相位的摇摆即所谓抖动变大，则无法正常地传递数据信号。因此，需要预先测定数据传输***或建立该***的设备的抖动特性。尤其，近年来，随着数字通信的高速化，作为信号品质评价项目，规定抖动的规格变得越来越多。

抖动意味着信号过渡定时的摇摆，表示1分钟内的累积量的总抖动（TJ）大致区分为抖动发生范围既定的有界的确定性抖动（DJ：Deterministicjitter）和抖动量随着累积而增加的无界的随机抖动（RJ：Randomjitter）。并且，确定性抖动进一步分类成周期抖动（PJ）、数据依赖性抖动（DDJ）、占空比抖动（DCD）。

然而，数据传输***中的数据信号即使为仅能够识别标记（Mark）“1”/间隔（Space）“0”的电压，也有可能由于抖动的发生而导致引起通信错误。而且，分析该抖动发生的原因时，将抖动按照特征进行分离（规格也包括在内）这对分析有较大的益处。例如，将作为测定对象的2个被测装置（DUT，DeviceUnderTest）的抖动分别仅测定某一个特定时间时，即使两者的抖动值相同，也由于各抖动的随机性的大小不同而加长测定时间时的抖动值两者也不同。因此，光纤信道（Fiber-Channel）等的规格中，对抖动进行分类来规定，并将其测定规定化。

并且，作为数据传输***中的测定数据信号的抖动的方法，有将数据信号输入于波形观测装置中来显示其眼孔（eye）图案，并且由该显示出的眼孔图案的上升与下降的交叉部分的宽度来掌握数据信号的抖动量的方法。例如，下述专利文献1中公开有观测数据信号的眼孔图案来求出抖动的方法。

然而，在基于上述的显示于波形观测装置的眼孔图案的宽度来测定抖动的方法中，无法掌握依赖数据信号的图案而发生的数据依赖抖动（DDJ）。

并且，测定数据信号的抖动时，只要为能够掌握数据信号的定时的装置即可，测定器也有很多种，但在抖动值被规定化，且变得更加普遍的今日，利用采样示波器来进行抖动测定逐渐成为主流。因此，各种测定器制造商将实现了抖动测定功能来作为原有的采样示波器的追加功能，对抖动测定做出了贡献。

在利用这种采样示波器的方法中，以波形观测为基础由获取的波形来进行预测运算，从而实现抖动测定。因此，更快地有效地获取数据是非常重要的。

专利文献1：日本专利公开平5-145582号公报

然而，抖动测定中所需的样本仅为数据信号过渡时的数据。然而，以往采样示波器虽然为宽带，但基本上为观测波形的设备，因此将相移量设定成小于1UI（单位间隔），并获取多个采样点来进行波形描绘，还对数据信号过渡时以外的数据进行采样。因此存在将抖动测定中不需要的数据也作为样本来获取因而无法有效地获取抖动数据这样的课题。

并且，在测定一种如前述进行分类的抖动即由于数据的歪斜发生的数据依赖抖动（以下也称作DDJ）时，需要在识别波形图案的基础上测定DDJ，而由于是对待测定的波形图案的位置信息进行测定，因此成为同步于数据图案长度的触发周期。因此，存在待测定的数据信号的图案的图案长度越长，得到有效于抖动测定的数据来作为样本越耗费时间，且采样速度变迟的课题。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种能够有效地获取抖动数据，并且，能够不依赖于待测定数据的图案长度而进行高速采样的抖动测定用触发发生器及利用该抖动测定用触发发生器的抖动测定装置、抖动测定用触发发生方法及抖动测定方法。

为实现上述目的，本发明的权利要求1所述的抖动测定用触发发生器为发生触发脉冲的抖动测定用触发发生器2，该触发脉冲用于测定作为测定对象的被测定数据信号所含的抖动，该抖动测定用触发发生器的特征在于，具备：相位可变器2a，其将同步于所述被测定数据信号的触发时钟作为输入，并将所述触发时钟的相位控制成所述被测定数据信号的样本的触发周期成为每1比特所述被测定数据信号1个样本；及可变分频器2b，其能够将分频比设定成在对所述被测定数据信号的波形图案中作为被采样点的样本位置进行固定的定时发生所述触发脉冲。

权利要求2所述的抖动测定用触发发生器为权利要求1的抖动测定用触发发生器，其特征在于，所述抖动测定用触发发生器具备交织处理部4d，该交织处理部4d利用与所述被测定数据信号的测定图案长度成为互为素数关系的离散值，获取与所述测定图案长度相同的样本数量的数据。

权利要求3所述的抖动测定装置的特征在于，具备：采样器3，其在与所述权利要求1或2所述的抖动测定用触发发生器2所发生的触发脉冲对应的定时，对作为测定对象的被测定数据信号进行采样；及数据处理部4，其对用所述采样器采样的数据进行处理，并对基于过渡样本的抖动值按每一抖动成分进行分离来进行抖动分析。

权利要求4所述的抖动测定用触发发生方法，发生用于测定作为测定对象的被测定数据信号所含的抖动的触发脉冲，该抖动测定用触发发生方法的特征在于，包括如下步骤：将同步于所述被测定数据信号的触发时钟作为输入，将所述触发时钟的相位控制成所述被测定数据信号的样本的触发周期成为每1比特所述被测定数据信号1个样本；及将分频比设定成在对所述被测定数据信号的波形图案中作为被采样点的样本位置进行固定的定时发生所述触发脉冲。

权利要求5中所述的抖动测定用触发发生方法为权利要求4的抖动测定用触发发生方法，其特征在于，所述抖动测定用触发发生方法包括如下步骤：利用与所述被测定数据信号的测定图案长度成为互为素数关系的离散值，获取与所述测定图案长度相同的样本数量的数据。

权利要求6中所述的抖动测定方法，其特征在于，包括如下步骤：在与通过所述权利要求4或5所述的抖动测定用触发发生方法来发生的触发脉冲对应的定时，对作为测定对象的被测定数据信号进行采样；及对所述采样的数据进行处理，并将基于过渡样本的抖动值按每一抖动成分进行分离来进行抖动分析。

根据本发明，能够在被测定数据信号中尽可能省略抖动测定中不需要的非过渡数据，并能够有效地获取抖动数据。

通过获取与被测定数据信号的图案的图案长度相同的样本数量的数据，能够获取1周期的全部数据。并且，即使在数据信号的图案的图案长度较长时，也能够在一定程度上任意地设定可变分频器的分频比，并能够实现采样速度的提高。由此，能够不依赖于待测定的被测定数据信号的图案的图案长度而进行高速采样，并能够高速测定DDJ，其结果，能够实现抖动测定的高速化。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的抖动测定装置的第1实施方式的概要结构的块图。

图2是表示本发明所涉及的抖动测定装置的第2实施方式的概要结构的块图。

图3（a）是用于基于本发明所涉及的抖动测定装置的抖动测定的样本获取方法的说明图，图3（b）是用于基于以往抖动测定装置的抖动测定的样本获取方法的说明图。

图4（a）是表示用本发明所涉及的第1实施方式的抖动测定装置进行抖动分析时的具体数值例的图，图4（b）是表示用本发明所涉及的第2实施方式的抖动测定装置进行抖动分析时的具体数值例的图，图4（c）是表示以基于以往抖动测定装置的采样方法进行抖动分析时的具体数值例的图。

图中：1（1A，1B）-抖动测定装置，2-抖动测定用触发发生器，2a-相位可变器，2b-可变分频器，3-采样器，4-数据处理部，4a-边缘提取处理部，4b-电压/抖动转换处理部，4c-抖动分析处理部，4d-交织处理部。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。另外，本发明不限于该实施方式，本领域技术人员基于该方式所完成的能够实施的其他的方式、实施例及运用技术等均包含于本发明范畴内。

图1是表示本发明所涉及的抖动测定装置的第1实施方式的概要结构的块图，图2是表示本发明所涉及的抖动测定装置的第2实施方式的概要结构的块图，图3（a）是用于基于本发明所涉及的抖动测定装置的抖动测定的样本获取方法的说明图，图3（b）是用于基于以往抖动测定装置的抖动测定的样本获取方法的说明图，图4（a）是表示用本发明所涉及的第1实施方式的抖动测定装置进行抖动分析时的具体数值例的图，图4（b）是表示用本发明所涉及的第2实施方式的抖动测定装置进行抖动分析时的具体数值例的图，图4（c）是表示用基于以往抖动测定装置的采样方法进行抖动分析时的具体数值例的图。

如图1所示，第1实施方式的抖动测定装置1（1A）大致构成为具备抖动测定用触发发生器2、采样器3及数据处理部4。

抖动测定用触发发生器2是发生用采样器3对作为抖动测定对象的被测定数据信号进行采样时的触发脉冲的装置，构成为具备相位可变器2a与可变分频器2b。

相位可变器2a由能够控制同步于被测定数据信号的触发时钟的相位并调整触发时钟的输出定时的设备构成。在相位可变器2a中，将同步于被测定数据信号的触发时钟作为输入，并将触发时钟的相位控制成被测定数据信号的样本的触发周期（基于采样器3的采样结果）成为每1比特被测定数据信号1个样本，并且将该被控制相位的触发脉冲输入于可变分频器2b。

可变分频器2b由分频器构成，该分频器能够将分频比设定成在被测定数据信号的波形图案的固定定时发生触发脉冲并将其输入于采样器3。可变分频器2b以已设定的分频比对来自相位可变器2a的触发脉冲进行分频并将其输入于采样器3。由此，在与触发脉冲对应的定时用采样器3对被测定数据信号进行采样时，被采样点成为固定定时。

如此，在抖动测定用触发发生器2中，能够通过可变分频器2b的分频比设定而将采样位置（被采样点）作为固定定时，并通过相位可变器2a的控制来自由操纵采样位置。

另外，图1的抖动测定用触发发生器2是从输入侧起以相位可变器2a、可变分频器2b的顺序串联连接的结构，但也可以设为将该顺序替换的结构。此时，可如下考虑。例如，PRBS7（图案长度为127比特）的情况下，可变分频器的分频比设定成为127。此时，127比特仅进行1次采样，因此成为仅对特定比特进行持续采样。在此，若使用相位可变范围为1UI的相位可变器，则由于通过可变分频器持续固定于特定比特，因此通过将相位变化量设定成1UI，采样定时成为每1UI进行一次扫频。其结果，进行了127次采样的结果是相对全部127比特的图案获取1个样本，且能够实现每1比特1个样本。

采样器3中被输入作为抖动测定对象的被测定数据信号，并且被输入抖动测定用触发发生器2所发生的触发脉冲。采样器3中，在与触发脉冲对应的定时对被测定数据信号进行采样。

数据处理部4是对用采样器3采样的数据进行处理并对基于过渡样本的抖动值按每一抖动成分进行分离来进行抖动分析的装置，其构成为具备由边缘提取处理部4a、电压/抖动转换处理部4b及抖动分析处理4c。另外，数据处理部4中存储有预先测定的被测定数据信号的波形的过渡形状。

边缘提取处理部4a进行如下处理：将用采样器3采样的数据列分离成有效地用作抖动数据的过渡样本与非过渡样本，并仅提取过渡样本。

电压/抖动转换处理部4b通过公知的运算处理，将基于由边缘提取处理部4a提取的过渡样本的采样数据（电压值）转换成抖动值（时间）。

抖动分析处理部4c根据由电压/抖动转换处理部4b转换的抖动值（时间）中的有效的抖动值，对各抖动成分进行分离运算。

并且，在基于上述结构的第1实施方式的抖动测定装置1A中，由于基本上不需要波形描绘，因此如图3（a）所示，将触发时钟的相位控制成被测定数据信号的样本的触发周期成为每1UI（1比特）1个样本，并且使触发脉冲必定在被测定数据信号的图案的固定定时发生。由此，被测定数据信号的采样结果也成为每1比特被测定数据信号仅1个样本，并且能够通过将触发脉冲的相位调整为过渡时间来尽可能地省略非过渡数据。其结果，与以往采样示波器相比较，能够有效地获取抖动数据。

另外，由于在以往采样示波器中波形描绘必不可少，因此例如如图3（b）所示，将触发时钟的相位控制成被测定数据信号的样本的触发周期成为每1UI（1比特）多个样本（图示的例子中为3个样本），并且使触发脉冲必定在被测定数据信号的图案的固定定时发生。

因此，如第1实施方式的抖动测定装置1A，即使被测定数据信号的样本的触发周期成为每1UI（1比特）1个样本，在测定DDJ时也需要推断图案位置。因此，需要将触发脉冲设定在固定位置，导致可变分频器2b的分频比设定变得与以往采样示波器的波形观察时相同，从而无法防止长周期图案测定时的采样速度的下降。

进一步进行说明，在基于以往采样示波器的一般波形观测时，集成的比特的位置成为1→2→3→……的固定顺序。并且，若比特的位置为固定顺序，则如上述第1实施方式的抖动测定装置1A，由于能够通过相位可变器2a简单地操纵图案位置，因此能够轻松地测定DDJ。

然而，第1实施方式的抖动测定装置1A中，为了将抖动的位置设为固定顺序，需要用可变分频器2b的分频比设定来将触发脉冲设定成每多个图案成为1度。因此，若被测定数据信号成为长周期图案，则测定中耗费时间。例如，通信中一般使用的PRBS15为1周期32767比特，但若为以往采样示波器则1周期的测定中耗费7秒左右。这是因为，如图4（c）的例子所示，可变分频器的分频比增大至32767，而采样速度被限制在约4.7kHz附近。

因此，在以下说明的本发明所涉及的第2实施方式的抖动测定装置1（1B）中，通过交织来消除上述问题。

如图2所示，第2实施方式的抖动测定装置1B是在第1实施方式的抖动测定装置1A的结构（抖动测定用触发发生器2、采样器3、数据处理部4）中对数据处理部4附加交织处理部4d的装置。另外，对与第1实施方式的抖动测定装置1A相同的构成要件附加相同的符号，省略其说明。

交织处理部4d设置于采样器3与边缘提取处理部4a之间，对通过用采样器3的采样获得的过渡样本进行交织合成，并对被输入的比特图案进行再生。

进一步进行说明，交织处理部4d为了解决将比特位置设为固定顺序来获取数据时的问题而离散地获取数据。

具体地，如图4（b）的例子所示，交织处理部4b以1→4932→9864→14796→……这种比特顺序来从采样器3获取数据。此时，离散值与被测定数据信号的测定图案长度成为互为素数的关系。交织处理部4d能够通过从采样器3获取与测定图案长度相同的采样数量的数据，来获取1周期的全部数据。并且，被测定数据信号的样本的触发周期为每1UI（1比特）1个样本，因此之后能够通过由离散值进行交织来复元数据。

如此，在第2实施方式的抖动测定装置1B中，通过使用离散值，即使在被测定数据信号的测定图案长度较长时也能够在一定程度上任意地设定可变分频器2b的分频比的值。其结果，采样速度变得不受限制。并且，在第2实施方式的抖动测定装置1B中，如图4（b）所示，采样速度成为96.869kHz，与图4（c）中所示的以往采样示波器或图4（a）中所示的第1实施方式的抖动测定装置1A相比较，能够以约20倍速进行抖动测定。

另外，图4（a）～（c）中示出10Gbit/s（比特/秒）的被测定数据信号将其测定图案长度设为32767比特并将被输入的触发时钟的分频比设为64时的具体数值例。

并且，通过采样器3采样的数据作为电压值来获得，但被测定数据信号的波形的过渡形状预先存储于数据处理部4中，因此能够在电压/抖动转换处理部4b中将电压相互转换成抖动值。并且，由于该相互转换所占的时间并非占主导，因此无碍于高速化。

如以上说明，在本发明所涉及的抖动测定装置1（1A、1B）中，将1UI设定为1比特来作为可变相移量，并且由于被测定数据信号的数据每1比特被测定数据信号仅存在1个样本，因此能够以被测定数据信号的图案长度的数据的样本来表现1周期。即，通过获取与被测定数据信号的图案长度相同的样本数量的数据，能够获取1周期的被测定数据信号的全部数据。由此，能够在被测定数据信号中尽可能省略测定中不需要的非过渡数据，并能够有效地获取抖动数据。

另外，使用以往采样示波器的采样方法时，如图3（b）或图4（c）中所示，被测定数据信号的数据每1比特被测定数据信号存在多个数据的样本。因此，无法以被测定数据信号的波形图案的图案长度的样本来表现1周期。

并且，尤其在本发明所涉及的第2实施方式的抖动测定装置1B中，由于在数据获取中使用了离散值，因此即使在被测定数据信号的图案长度较长时，也能够在一定程度上任意地设定可变分频器2b的分频比的值，且采样速度变得不受限制，能够不依赖于待测定的被测定数据信号的图案长度而进行高速采样，并能够实现采样速度的提高。由此，能够高速测定DDJ，其结果能够实现抖动测定的高速化。

具体地，如图4（a）～（c）所示，在将采样速度的上限值设为100kHz来对10Gbit/s的被测定数据信号（测定图案长度：32767比特）进行采样时，相对于在以往采样示波器或第1实施方式的抖动测定装置1A中采样速度为4.768kHz，在第2实施方式的抖动测定装置1B中采样速度成为96.869kHz。

因此，在第2实施方式的抖动测定装置1B中，与以往采样示波器或第1实施方式的抖动测定装置1A相比较，能够以约20倍的采样速度进行抖动测定。

另外，上述数值例中，将***的采样速度的上限值设为100kHz来进行了说明，但第2实施方式的抖动测定装置能够与***的采样速度的上限值对应地设定可变分频器2b的分频比，因此只要增加***的采样速度的上限值，就能够相应地将可变分频器2b的分频比设定得较小，并能够进一步实现采样速度的提高。

Claims (6)

1.一种抖动测定用触发发生器(2)，其发生触发脉冲，该触发脉冲发生在对作为测定对象的被测定数据信号进行采样时，以测定被测定数据信号所含的抖动，该抖动测定用触发发生器的特征在于，具备：

相位可变器(2a)，其将同步于所述被测定数据信号的触发时钟作为输入，并控制所述触发时钟的相位使得所述被测定数据信号的样本的触发周期成为对于每1比特的被测定数据信号触发1个样本；及

可变分频器(2b)，其能够将分频比设定成在对所述被测定数据信号的波形图案中作为被采样点的样本位置进行固定的定时发生所述触发脉冲。

2.如权利要求1所述的抖动测定用触发发生器，其特征在于，

所述抖动测定用触发发生器具备交织处理部(4d)，该交织处理部利用与所述被测定数据信号的波形图案的图案长度成为互为素数关系的离散值，获取与所述测定图案长度相同的样本数量的数据。

3.一种抖动测定装置，其特征在于，具备：

采样器(3)，其在与所述权利要求1或2所述的抖动测定用触发发生器(2)所发生的触发脉冲对应的定时，对作为测定对象的被测定数据信号进行采样；及

数据处理部(4)，其对用所述采样器采样的数据进行处理，并对基于过渡样本的抖动值按每一抖动成分进行分离来进行抖动分析。

4.一种抖动测定用触发发生方法，其发生触发脉冲，该触发脉冲发生在对作为测定对象的被测定数据信号进行采样时，以测定被测定数据信号所含的抖动，该抖动测定用触发发生方法的特征在于，包括如下步骤：

将同步于所述被测定数据信号的触发时钟作为输入，控制所述触发时钟的相位使得所述被测定数据信号的样本的触发周期成为对于每1比特的被测定数据信号触发1个样本；及

将分频比设定成在对所述被测定数据信号的波形图案中作为被采样点的样本位置进行固定的定时发生所述触发脉冲。

5.如权利要求4所述的抖动测定用触发发生方法，其特征在于，

所述抖动测定用触发发生方法包括如下步骤：利用与所述被测定数据信号的波形图案的图案长度成为互为素数关系的离散值，获取与所述测定图案长度相同的样本数量的数据。

6.一种抖动测定方法，其特征在于，包括如下步骤：

在与通过所述权利要求4或5所述的抖动测定用触发发生方法来发生的触发脉冲对应的定时，对作为测定对象的被测定数据信号进行采样；及

对所述采样的数据进行处理，并对基于过渡样本的抖动值按每一抖动成分进行分离来进行抖动分析。