JP2022093872A - Ｐａｍ波形解析装置及びｐａｍ波形解析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＤＥＣＱの悪化に寄与するサンプルがどのような遷移によって生じたのかをユーザが容易に確認でき、ＰＡＭ信号の波形の品質を悪化させる要因の解析を手助けすることができるＰＡＭ波形解析装置及びＰＡＭ波形解析方法を提供する。【解決手段】ＰＡＭ信号に対するサンプリングを行い、ＰＡＭ信号の波形データを取得する波形データ取得部１０と、波形データ取得部１０により取得された波形データに基づいて、ＰＡＭ信号のアイパターンを表示部３０に表示する表示制御部２１と、アイパターンを形成する波形データのサンプルを選択するためのサンプル選択部２２と、を備え、表示制御部２１は、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの遷移状態を表示部３０に表示する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＡＭ波形解析装置及びＰＡＭ波形解析方法に関し、特に、被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）から出力されるパルス振幅変調信号の波形を評価するためのＰＡＭ波形解析装置及びＰＡＭ波形解析方法に関する。

次世代５Ｇモバイル通信やクラウド通信サービスの普及により、データ通信トラフィックの更なる増大が予想されている。これに伴い、そのインフラとなるデータセンタなどでは、サーバやネットワーク機器の光インタフェース化が進んでおり、光トランシーバなどの光モジュールの需要が急増している。また、図９に示すようなＰＡＭ４（Pulse Amplitude Modulation 4）信号などの多値のパルス振幅変調信号（以下、「ＰＡＭ信号」とも称する）を用いて伝送容量を拡張することが検討されている。ＰＡＭ４信号は、０（００），１（０１），２（１０），３（１１）の４値の論理レベルのＰＡＭ４シンボルからなる。図１０は、ＰＡＭ４信号をシンボル単位で重ね合わせることによって得られるアイパターンの一例を示している。

光トランシーバなどの光モジュールから出力される被測定信号の品質を評価する際には、サンプリングオシロスコープによるアイパターン解析が行われる。サンプリングオシロスコープは、被測定信号に同期したトリガ信号に基づいたタイミングで被測定信号のデータを取得する。

ＰＡＭ４信号の波形の評価には、ＩＥＥＥ８０２．３ｃｄやｂｓで定義されるＴＤＥＣＱ（Transmitter and Dispersion Eye Closure Quaternary）という指標が用いられる。しかしながら、サンプリングオシロスコープで観測されたＰＡＭ４信号のアイパターンにおいては、ＴＤＥＣＱの悪化に明らかに寄与しているアイ開口内に存在するサンプルなどの存在は一見して分かるものの、各サンプルがどのような遷移によって発生したのかが分からないという問題があった。ＰＡＭ４信号の波形は図９のように時系列データとして表示することも可能であるが、仮に全ての時系列データに対して遷移を表示しようとすると、遷移の数が多すぎるためにどの遷移がＴＤＥＣＱに寄与しているのかが分からない上に、演算処理量も増えて迅速な測定に支障をきたすという問題が生じてしまう。

従来のサンプリングオシロスコープとしては、例えば、「０１０」、「１０１」などのユーザが所望する遷移を含むビット列のみに関するアイパターンやジッタ分析の結果を表示するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４９５５３０３号明細書

しかしながら、特許文献１に開示された装置は、ＮＲＺ信号を被測定信号とするものであり、ＰＡＭ４信号には対応しておらず、それゆえにＴＤＥＣＱは考慮されていないという問題があった。また、２値のＮＲＺ信号と比較して、４値のＰＡＭ４信号は遷移のパターンが増えて複雑になっているが、特許文献１に開示されたような従来の装置では、各ＰＡＭ４シンボルがどのような遷移によって生じたものなのかを知ることができないという問題もあった。

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、ＴＤＥＣＱの悪化に寄与するサンプルがどのような遷移によって生じたのかをユーザが容易に確認でき、ＰＡＭ信号の波形の品質を悪化させる要因の解析を手助けすることができるＰＡＭ波形解析装置及びＰＡＭ波形解析方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、パルス振幅変調信号の波形を解析するＰＡＭ波形解析装置であって、前記パルス振幅変調信号に対するサンプリングを行い、前記パルス振幅変調信号の波形データを取得する波形データ取得部と、前記波形データ取得部により取得された波形データに基づいて、前記パルス振幅変調信号のアイパターンを表示部に表示する表示制御部と、前記アイパターンを形成する前記波形データのサンプルを選択するためのサンプル選択部と、を備え、前記表示制御部は、前記サンプル選択部により選択されたサンプルの遷移状態を前記表示部に表示する構成である。

この構成により、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、ＰＡＭ信号のアイパターンを形成する波形データのサンプルを選択するためのサンプル選択部を備え、サンプル選択部により選択されたサンプルの遷移状態を表示する。特に、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、サンプル選択部によりＴＤＥＣＱの悪化に寄与するサンプルが選択された場合には、そのサンプルがどのような遷移によって生じたのかをユーザが容易に確認できるため、ＰＡＭ信号の波形の品質を悪化させる要因の解析を手助けすることができる。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置においては、前記表示制御部は、前記サンプル選択部により選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線を、前記アイパターン上に重ねて前記表示部に表示する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、サンプル選択部により選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線をアイパターン上に重ねて表示部に表示するため、ユーザが直観的に遷移を確認することができる。また、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、複数のサンプルの遷移状態の表示を行う場合には、遷移状態を示す線の色や種類を変えて各表示を識別しやすくすることもできる。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、前記サンプル選択部により選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルを判定する論理レベル判定部と、前記論理レベル判定部の判定結果に基づいて、前記サンプル選択部により選択されたサンプルの遷移状態を判定する遷移状態判定部と、を更に備え、前記表示制御部は、前記遷移状態判定部により判定された遷移状態を前記表示部に表示する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、サンプル選択部により選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルに基づいて、サンプル選択部により選択されたサンプルの遷移状態を判定することができる。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、前記アイパターンに基づいて前記パルス振幅変調信号のＴＤＥＣＱを算出するＴＤＥＣＱ算出部を更に備え、前記表示制御部は、前記ＴＤＥＣＱ算出部により算出されたＴＤＥＣＱを前記表示部に表示する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、アイパターンに基づいてＰＡＭ信号のＴＤＥＣＱを算出し、算出したＴＤＥＣＱを表示部に表示するため、ＰＡＭ信号の波形の品質が劣化しているか否かをユーザが確認することができる。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置においては、前記サンプル選択部は、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部により、前記アイパターンを形成する前記波形データのサンプルを選択する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、ユーザが操作部を用いてアイパターンを形成する波形データの所望のサンプルを選択することができる。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置においては、前記サンプル選択部は、前記ＴＤＥＣＱ算出部により算出されたＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルを検出するサンプル検出部を含み、前記サンプル検出部により検出されたサンプルを選択する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、サンプル検出部により自動的に検出した、ＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルの遷移状態を表示することができる。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置においては、前記表示制御部は、前記遷移状態判定部により判定された遷移状態をリスト化して前記表示部に表示する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、サンプルの遷移状態をリスト化して表示部に表示するため、ユーザが容易に遷移を確認することができる。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、前記遷移状態判定部により判定された遷移状態に基づいて、前記パルス振幅変調信号の品質評価を行う品質評価部を更に備え、前記表示制御部は、前記品質評価部による品質評価の結果を表示部に表示する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置は、遷移状態判定部により判定された遷移状態に基づいてＰＡＭ信号の品質評価を行った結果を表示部に表示することで、ＰＡＭ信号の波形の品質を悪化させる要因の解析を手助けすることができる。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析方法は、パルス振幅変調信号の波形を解析するＰＡＭ波形解析方法であって、前記パルス振幅変調信号に対するサンプリングを行い、前記パルス振幅変調信号の波形データを取得する波形データ取得ステップと、前記波形データ取得ステップにより取得された波形データに基づいて、前記パルス振幅変調信号のアイパターンを表示部に表示する表示制御ステップと、前記アイパターンを形成する前記波形データのサンプルを選択するためのサンプル選択ステップと、を含み、前記表示制御ステップは、前記サンプル選択ステップにより選択されたサンプルの遷移状態を前記表示部に表示する構成である。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析方法においては、前記表示制御ステップは、前記サンプル選択ステップにより選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線を、前記アイパターン上に重ねて前記表示部に表示する構成であってもよい。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析方法は、前記サンプル選択ステップにより選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルを判定する論理レベル判定ステップと、前記論理レベル判定ステップの判定結果に基づいて、前記サンプル選択ステップにより選択されたサンプルの遷移状態を判定する遷移状態判定ステップと、を更に含み、前記表示制御ステップは、前記遷移状態判定ステップにより判定された遷移状態を前記表示部に表示する構成であってもよい。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析方法は、前記アイパターンに基づいて前記パルス振幅変調信号のＴＤＥＣＱを算出するＴＤＥＣＱ算出ステップを更に含み、前記表示制御ステップは、前記ＴＤＥＣＱ算出ステップにより算出されたＴＤＥＣＱを前記表示部に表示する構成であってもよい。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析方法においては、前記サンプル選択ステップは、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部により、前記アイパターンを形成する前記波形データのサンプルを選択する構成であってもよい。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析方法においては、前記サンプル選択ステップは、前記ＴＤＥＣＱ算出部により算出されたＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルを検出するサンプル検出ステップを含み、前記サンプル検出ステップにより検出されたサンプルを選択する構成であってもよい。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析方法においては、前記表示制御ステップは、前記遷移状態判定ステップにより判定された遷移状態をリスト化して前記表示部に表示する構成であってもよい。

また、本発明に係るＰＡＭ波形解析方法は、前記遷移状態判定ステップにより判定された遷移状態に基づいて、前記パルス振幅変調信号の品質評価を行う品質評価ステップを更に含み、前記表示制御ステップは、前記品質評価ステップによる品質評価の結果を表示部に表示する構成であってもよい。

本発明は、ＴＤＥＣＱの悪化に寄与するサンプルがどのような遷移によって生じたのかをユーザが容易に確認でき、ＰＡＭ信号の波形の品質を悪化させる要因の解析を手助けすることができるＰＡＭ波形解析装置及びＰＡＭ波形解析方法を提供するものである。

本発明の実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置の構成を示すブロック図である。 図１における波形データ取得部の動作を説明するための図である。 図１におけるＴＤＥＣＱ算出部による被測定信号のアイパターンのＴＤＥＣＱの算出処理について説明するための図である。 図１におけるサンプル選択部によりサンプルが選択された状態を示す図である。 図１におけるサンプル選択部により選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線がアイパターン上に重畳表示された状態を示す図である。 図１におけるサンプル選択部により個別に選択された複数のサンプルの遷移状態のリストの一例を示す表である。 図１におけるサンプル検出部により検出された複数のサンプルの遷移状態のリストの一例を示す表である。 本発明の実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置を用いるＰＡＭ波形解析方法の処理を示すフローチャートである。 ＰＡＭ４信号の時系列波形の一例を示すグラフである。 ＰＡＭ４信号のアイパターンを模式的に示す図である。

以下、本発明に係るＰＡＭ波形解析装置及びＰＡＭ波形解析方法の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、ＤＵＴ２００から出力される被測定信号であるＰＡＭ信号の波形を解析するものであって、波形データ取得部１０と、演算処理部２０と、表示部３０と、操作部４０と、を備える。なお、以下では、特にＰＡＭ信号がＰＡＭ４信号である場合を例に挙げて説明する。

ＤＵＴ２００が対応する伝送規格の例としては、Ethernet（登録商標）、eCPRI/RoE、CPRI、SDH/SONET、OTN、InfiniBand、Fibre Channelなどが挙げられる。ＤＵＴ２００としては、被測定信号である電気信号又は光信号を出力するものを想定している。被測定信号は、ＤＵＴ２００自身が発生させる場合や、パルスパターン発生器（Pulse Pattern Generator：ＰＰＧ）などの外部信号源からＤＵＴ２００に入力された電気信号／光信号がＤＵＴ２００により光信号／電気信号に変換されて出力される場合などがある。

被測定信号の種類としては、例えば、ＮＲＺ方式の場合にはＰＲＢＳ（Pseudo-random bit sequence：擬似ランダム・ビット・シーケンス）パターンなどが挙げられる。また、ＰＡＭ４方式の場合には、ＰＲＢＳパターンやＳＳＰＲＱ（Short Stress Pattern Random Quaternary）パターンなどが挙げられる。その他、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を被測定信号として用いることも可能である。

また、光信号を出力するＤＵＴ２００としては、例えば、光トランシーバが挙げられる。電気信号を出力するＤＵＴ２００としては、例えば、ＰＰＧ、光モジュールの中で使われているＤＳＰ（Digital Signal Processor）などが挙げられる。光トランシーバは、電気信号と光信号を相互に変換するためのモジュールであり、例えば、電界吸収型変調器集積レーザ（Electro-absorption Modulator integrated Laser diode：ＥＭＬ）を備えたＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）や、フォトダイオード（Photodiode）を備えたＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）などの光送受信デバイスが搭載されている。光トランシーバの規格には、ＳＦＰ２８、ＱＳＦＰ２８、ＣＦＰ２／４／８、ＳＦＰ５６、ＱＳＦＰ５６、ＯＳＦＰ、ＱＳＦＰ－ＤＤなどがある。

波形データ取得部１０は、被測定信号に対するサンプリングを行い、被測定信号の波形データを取得するようになっており、サンプラ１１と、Ａ／Ｄ変換器１２と、トリガ回路１３と、を含む。

サンプラ１１は、トリガ回路１３にて生成されるストローブ信号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し、ＤＵＴ２００から入力される被測定信号をサンプリングする。図２に示すように、ストローブ信号の周期は、被測定信号のパターン周期の整数倍に時間分解能Δｔを加えたものとすることができる。すなわち、被測定信号の周期波形の特定の位置を基準として、トリガイベントの位相がΔｔずつ徐々にずれていくため、サンプラ１１は被測定信号の波形を時間分解能Δｔで復元することができる。なお、図２は、被測定信号を時系列データ（パルスパターン）として表示しているが、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アイパターンが得られる。

Ａ／Ｄ変換器１２は、サンプラ１１にてサンプリングされたアナログの被測定信号をディジタルの波形データに変換する。

トリガ回路１３は、被測定信号に同期した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）に応じて、サンプラ１１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る。なお、トリガクロックは、被測定信号から抽出されたものであってもよい。

演算処理部２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、表示制御部２１、サンプル選択部２２、論理レベル判定部２４、遷移状態判定部２５、ＴＤＥＣＱ算出部２６、及び品質評価部２７の機能を実現する。なお、演算処理部２０は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することや、ＣＰＵによる所定のプログラムの実行によりソフトウェア的に構成することが可能である。あるいは、演算処理部２０は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。

表示制御部２１は、波形データ取得部１０により取得された波形データに基づいて被測定信号のアイパターンを表示部３０に表示するようになっている。なお、表示制御部２１は、ユーザによる操作部４０への操作入力に応じて、表示部３０に表示されたアイパターンの一部（例えば、注目すべき１つのアイ）を拡大表示できるようになっていてもよい。

ＴＤＥＣＱ算出部２６は、被測定信号のアイパターンに基づいて、被測定信号のＴＤＥＣＱを算出するようになっている。以下、ＴＤＥＣＱ算出部２６によるＴＤＥＣＱの算出処理について説明する。図３の左側は、表示制御部２１により表示部３０に表示された被測定信号のアイパターンを模式的に示している。

［測定手順１］
まず、ＴＤＥＣＱ算出部２６は、図３のアイパターンにおける交点の位置から、０ＵＩ（Unit Interval）と１ＵＩを決定する。次に、ＴＤＥＣＱ算出部２６は、中央のアイの中心Ｘ座標を０．５ＵＩとしたときに、破線の長方形で示す２つの測定領域２８Ｌ，２８Ｒのうちの左側の測定領域２８Ｌに含まれるサンプルのヒストグラムを測定する。得られるヒストグラムは、図３の中央に示すようなものとなる。ここで、左側の測定領域２８Ｌは０．４５ＵＩを中心に０．０４ＵＩ幅であり、右側の測定領域２８Ｌは０．５５ＵＩを中心に０．０４ＵＩ幅である。

［測定手順２］
次に、ＴＤＥＣＱ算出部２６は、ＰＡＭ４の各論理レベルを識別するためのしきい値となる電圧レベルを決める。各しきい値を電圧レベルの高い方から順に、Ｕｐｐｅｒ、Ｍｉｄｄｌｅ、Ｌｏｗｅｒと呼ぶことにすると、各しきい値は図３のアイパターンの横方向の破線の位置に下記の式（１）～（３）のように与えられる。ここで、Ａｖｅｒａｇｅは、測定領域２８Ｌに含まれる全サンプルのパワーの平均値から求まる平均電圧レベルである。また、Ｏｕｔｅｒ ＯＭＡは、ＰＡＭ４信号の光変調振幅であって、論理レベル「３」と論理レベル「０」の電圧差である。

［測定手順３］
次に、ＴＤＥＣＱ算出部２６は、測定領域２８Ｌに含まれる全サンプルにガウス雑音を付加していく。すると、図３の中央のヒストグラムから右側のヒストグラムの変化に示すように、ヒストグラムの裾が広がっていく。ここで、例えばＵｐｐｅｒのしきい値に注目すると、しきい値の上側は論理レベル「３」からの飛び込みサンプル、下側は論理レベル「２」からの飛び込みサンプルが雑音の付加に伴って発生する。これらの飛び込みサンプルはＳＥＲ（Symbol Error Rate）に寄与する。そして、ＴＤＥＣＱ算出部２６は、ＩＥＥＥ８０２．３ｃｄで規定されたＳＥＲ＝４．８Ｅ－４となる付加雑音を求める。他のしきい値Ｍｉｄｄｌｅ、Ｌｏｗｅｒについても、同様に付加雑音を求めることができる。

［測定手順４］
ＴＤＥＣＱ算出部２６は、右側の測定領域２８Ｒについても同様に測定手順１～３を実行し、付加雑音を求める。

［測定手順５］
ＴＤＥＣＱ算出部２６は、左右の測定領域２８Ｌ，２８Ｒで得られた６つの付加雑音の値のうち、最も小さい値を付加雑音Ｎ_Ａとして選択する。

［測定手順６］
ＴＤＥＣＱ算出部２６は、下記の式（４）に従ってＴＤＥＣＱを計算する。式（４）において、Ｑ_ｔは、ＩＥＥＥ８０２．３ｃｄで規定されたＳＥＲ＝４．８Ｅ－４では３．４１４となる。また、下記の式（５）に示すように、Ｒは、測定手順５で求めた付加雑音Ｎ_Ａの２乗と、ＰＡＭ波形解析装置１００自身が持つ雑音Ｎ_Ｓの２乗との和の平方根である。

以上の測定手順１～６により、ＴＤＥＣＱ算出部２６は、被測定信号のＴＤＥＣＱを算出することができる。なお、本実施形態のＴＤＥＣＱ算出部２６の処理は、上記の測定手順１～６の記載に限定されず、Ｕｐｐｅｒ、Ｍｉｄｄｌｅ、Ｌｏｗｅｒの各しきい値に対応するアイ開口ごとにＴＤＥＣＱを算出するものであってもよい。この場合は、測定手順５において、左右の測定領域２８Ｌ，２８Ｒでしきい値ごとに得られる２つの付加雑音の値のうち、小さい値の付加雑音Ｎ_Ａをしきい値ごとに選択することになる。

表示制御部２１は、ＴＤＥＣＱ算出部２６により算出されたＴＤＥＣＱを表示部３０に表示するようになっていてもよい。

サンプル選択部２２は、例えば、ユーザによる操作部４０への操作入力により、被測定信号のアイパターンを形成する波形データの所望のサンプルを表示部３０の画面上で選択するためのものである。例えば、ユーザによりアイ開口内に存在するサンプルが選択されたり、それ以外の任意のサンプルが選択されたりすることが想定される。あるいは、サンプル選択部２２は、被測定信号のアイパターンを形成する波形データのサンプルのうち、後述するＴＤＥＣＱ算出部２６により算出されたＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルを自動的に選択するものであってもよい。あるいは、サンプル選択部２２は、アイパターンの所定の領域に存在する全てのサンプルを選択するものであってもよい。

論理レベル判定部２４は、被測定信号の時系列の波形データについて、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルを判定するようになっている。ここで、選択されたサンプルとその時間的に前後のサンプルとの時間間隔は、１ＵＩ以下であるとする。

例えば、論理レベル判定部２４は、電圧レベルがＵｐｐｅｒ以上であるサンプルの論理レベルを「３」と判定する。また、論理レベル判定部２４は、電圧レベルがＵｐｐｅｒ未満かつＭｉｄｄｌｅ以上であるサンプルの論理レベルを「２」と判定する。また、論理レベル判定部２４は、電圧レベルがＭｉｄｄｌｅ未満かつＬｏｗｅｒ以上であるサンプルの論理レベルを「１」と判定する。また、論理レベル判定部２４は、電圧レベルがＬｏｗｅｒ未満であるサンプルの論理レベルを「０」と判定する。

遷移状態判定部２５は、論理レベル判定部２４の判定結果に基づいて、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの遷移状態を判定するようになっている。ここで、「遷移状態」とは、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルがどのように遷移したかを示すものである。

表示制御部２１は、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの遷移状態を表示部３０に表示するようになっている。例えば、サンプル選択部２２が、図４において三角形で囲まれた位置に存在するサンプルを選択する場合、表示制御部２１は、図５に示すように、サンプル選択部２２により選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線を、アイパターン上に重ねて表示部３０に表示する。また、表示制御部２１は、図９に示すようなパルスパターンにおいて、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの位置を表示部３０に表示するようになっていてもよい。

なお、図５の例では、論理レベル判定部２４は、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの論理レベルを「２」、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの前のサンプルの論理レベルを「２」、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの後のサンプルの論理レベルを「３」と判定する。この場合、遷移状態判定部２５は、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの遷移状態が「２」から「３」に遷移した（2 to 3）と判定する。

また、表示制御部２１は、サンプル選択部２２により選択された複数のサンプルの遷移状態を表示部３０に表示するようになっていてもよい。例えば、表示制御部２１は、複数のサンプルの遷移状態をアイパターン上に重畳表示する場合には、サンプル選択部２２により選択されたサンプルごとに遷移状態を示す線の色や種類を変えることができる。あるいは、図６に示すように、表示制御部２１は、ユーザによる操作部４０への操作入力に応じてサンプル選択部２２により個別に選択された複数のサンプルについて、遷移状態判定部２５により判定された当該複数のサンプルの遷移状態をリスト化して表示部３０に表示するようになっていてもよい。図６の例では、ユーザが操作部４０を介してチェックマークを付けたサンプルの遷移状態のみが、アイパターン上に重畳表示されるようになっている。

さらに、サンプル選択部２２は、ＴＤＥＣＱ算出部２６により算出されたＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルを検出するサンプル検出部２３を含み、サンプル検出部２３により検出されたサンプルを選択するものであってもよい。ＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルとは、例えば、ＴＤＥＣＱの測定領域２８Ｌ，２８Ｒ内におけるアイ開口の中に存在するサンプルである。

表示制御部２１は、図７に示すように、サンプル検出部２３により検出された複数のサンプルについて、遷移状態判定部２５により判定された当該複数のサンプルの遷移状態をリスト化して表示部３０に表示することも可能である。図７のリストには、立ち上がり遷移（図中の「Rising」）の出現数、立ち下がり遷移（図中の「Falling」）の出現数、遷移のない状態（図中の「Flat」）の出現数が表示される。なお、操作部４０により個別に選択されたサンプルの遷移状態を示す図６の個別表示のリストと、サンプル検出部２３により検出されたサンプルの遷移状態を示す図７の一覧表示のリストのいずれか又は両方を採用するかについては、ユーザによる操作部４０への操作入力により指定できるようになっているとよい。

なお、ＴＤＥＣＱ算出部２６は、サンプル選択部２２により選択されたサンプルを削除した状態で、ＴＤＥＣＱを算出する機能を備えていてもよい。この機能により、例えば、ＴＤＥＣＱの悪化に寄与していると考えられるサンプルを除外したときに、ＴＤＥＣＱがどれだけ改善するかを確認することができる。

品質評価部２７は、例えば、サンプル検出部２３により検出されたサンプルについて遷移状態判定部２５により判定された遷移状態と、波形データ取得部１０により取得された被測定信号の波形データとを人工知能により分析し、その分析結果に基づいて被測定信号の品質評価を行うようになっている。また、表示制御部２１は、図７の"Suggestion"の欄において、品質評価部２７による品質評価の結果を表示部３０に表示するようになっている。表示部３０に表示される品質評価の結果は、例えば、「０レベルから３レベルへの立ち上がり遷移が緩やかであり、ここから○○であることがいえる」、「２レベルから１レベルへの立ち上がり遷移ばかりが含まれているので、ここから△△であることがいえる」、「被測定信号に不要な周波数成分が含まれていることによりノイズが大きくなっている」などのようなものである。

操作部４０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３０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。操作部４０は、ユーザが表示画面に表示されている特定の項目の位置を指やスタイラス等で触れた際に、タッチセンサが表示画面上で検出した位置と項目の位置との一致を認識することにより、各項目に割り当てられた機能を実行するための信号を演算処理部２０に出力する。あるいは、操作部４０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。

表示部３０は、液晶ディスプレイやＣＲＴ等の表示機器で構成され、表示制御部２１による表示制御に基づき、各種表示内容を表示するようになっている。さらに、表示部３０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。

以下、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００を用いるＰＡＭ波形解析方法について、図８のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。

まず、波形データ取得部１０は、被測定信号であるＰＡＭ信号に対するサンプリングを行い、被測定信号の波形データを取得する（波形データ取得ステップＳ１）。

次に、表示制御部２１は、波形データ取得ステップＳ１により取得された波形データに基づいて、被測定信号のアイパターンを表示部３０に表示する（表示制御ステップＳ２）。

次に、ＴＤＥＣＱ算出部２６は、表示制御ステップＳ２により表示制御されたアイパターンに基づいて、被測定信号のＴＤＥＣＱを算出する（ＴＤＥＣＱ算出ステップＳ３）。

次に、表示制御部２１は、ＴＤＥＣＱ算出ステップＳ３により算出されたＴＤＥＣＱを表示部３０に表示する（表示制御ステップＳ４）。

次に、サンプル選択部２２は、ユーザによる操作部４０への操作入力に応じて、アイパターンを形成する波形データのサンプルを選択するための選択方法を決定する（ステップＳ５）。ここで、サンプルの選択方法は、ユーザによる操作部４０への操作入力による「手動選択」と、サンプル検出部２３による「自動選択」とを含む。

ステップＳ５においてユーザにより手動選択が設定された場合、サンプル選択部２２は、ユーザによる操作部４０への操作入力により、アイパターンを形成する波形データのサンプルを選択する（サンプル選択ステップＳ６）。

また、ステップＳ５においてユーザにより自動選択が設定された場合、サンプル選択部２２のサンプル検出部２３は、ＴＤＥＣＱ算出ステップＳ３により算出されたＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルを検出する（サンプル検出ステップＳ７）。

次に、サンプル選択部２２は、サンプル検出ステップＳ７により検出されたサンプルを選択する（サンプル選択ステップＳ８）。

次に、論理レベル判定部２４は、サンプル選択ステップＳ６，Ｓ８により選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルを判定する（論理レベル判定ステップＳ９）。

次に、遷移状態判定部２５は、論理レベル判定ステップＳ９の判定結果に基づいて、サンプル選択ステップＳ６，Ｓ８により選択されたサンプルの遷移状態を判定する（遷移状態判定ステップＳ１０）。

次に、表示制御部２１は、遷移状態判定ステップＳ１０により判定された遷移状態を表示部３０に表示する（表示制御ステップＳ１１）。例えば、表示制御ステップＳ１１は、サンプル選択ステップＳ６により選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線を、アイパターン上に重ねて表示部３０に表示する。あるいは、表示制御ステップＳ１１は、遷移状態判定ステップＳ１０により判定された遷移状態をリスト化して表示部３０に表示する。

次に、品質評価部２７は、遷移状態判定ステップＳ１０により判定された遷移状態に基づいて、被測定信号の品質評価を行う（品質評価ステップＳ１２）。

次に、表示制御部２１は、品質評価ステップＳ１２による品質評価の結果を表示部３０に表示する（表示制御ステップＳ１３）。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、被測定信号であるＰＡＭ信号のアイパターンを形成する波形データのサンプルを選択するためのサンプル選択部２２を備え、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの遷移状態を表示部３０に表示するようになっている。特に、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、サンプル選択部２２によりＴＤＥＣＱの悪化に寄与するサンプルが選択された場合には、そのサンプルがどのような遷移によって生じたのかをユーザが容易に確認できるため、ＰＡＭ信号の波形の品質を悪化させる要因の解析を手助けすることができる。

また、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、サンプル選択部２２により選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線をアイパターン上に重ねて表示部３０に表示するため、ユーザが直観的に遷移を確認することができる。また、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、複数のサンプルの遷移状態の表示を行う場合には、遷移状態を示す線の色や種類を変えて各表示を識別しやすくすることもできる。

また、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルに基づいて、サンプル選択部２２により選択されたサンプルの遷移状態を判定することができる。

また、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、アイパターンに基づいてＰＡＭ信号のＴＤＥＣＱを算出し、算出したＴＤＥＣＱを表示部３０に表示するため、ＰＡＭ信号の波形の品質が劣化しているか否かをユーザが確認することができる。

また、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、ユーザが操作部４０を用いてアイパターンを形成する波形データの所望のサンプルを選択することができる。

また、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、ＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルを自動的に検出することができる。

また、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、サンプルの遷移状態をリスト化して表示部３０に表示するため、ユーザが容易に遷移を確認することができる。

また、本実施形態に係るＰＡＭ波形解析装置１００は、遷移状態判定部２５により判定された遷移状態に基づいてＰＡＭ信号の品質評価を行った結果を表示部３０に表示することで、ＰＡＭ信号の波形の品質を悪化させる要因の解析を手助けすることができる。

１０ 波形データ取得部
１１ サンプラ
１２ Ａ／Ｄ変換器
１３ トリガ回路
２０ 演算処理部
２１ 表示制御部
２２ サンプル選択部
２３ サンプル検出部
２４ 論理レベル判定部
２５ 遷移状態判定部
２６ ＴＤＥＣＱ算出部
２７ 品質評価部
３０ 表示部
４０ 操作部
１００ ＰＡＭ波形解析装置
２００ ＤＵＴ

Claims (16)

1. パルス振幅変調信号の波形を解析するＰＡＭ波形解析装置（１００）であって、
   前記パルス振幅変調信号に対するサンプリングを行い、前記パルス振幅変調信号の波形データを取得する波形データ取得部（１０）と、
   前記波形データ取得部により取得された波形データに基づいて、前記パルス振幅変調信号のアイパターンを表示部（３０）に表示する表示制御部（２１）と、
   前記アイパターンを形成する前記波形データのサンプルを選択するためのサンプル選択部（２２）と、を備え、
   前記表示制御部は、前記サンプル選択部により選択されたサンプルの遷移状態を前記表示部に表示することを特徴とするＰＡＭ波形解析装置。
2. 前記表示制御部は、前記サンプル選択部により選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線を、前記アイパターン上に重ねて前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載のＰＡＭ波形解析装置。
3. 前記サンプル選択部により選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルを判定する論理レベル判定部（２４）と、
   前記論理レベル判定部の判定結果に基づいて、前記サンプル選択部により選択されたサンプルの遷移状態を判定する遷移状態判定部（２５）と、を更に備え、
   前記表示制御部は、前記遷移状態判定部により判定された遷移状態を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＰＡＭ波形解析装置。
4. 前記アイパターンに基づいて前記パルス振幅変調信号のＴＤＥＣＱを算出するＴＤＥＣＱ算出部（２６）を更に備え、
   前記表示制御部は、前記ＴＤＥＣＱ算出部により算出されたＴＤＥＣＱを前記表示部に表示することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のＰＡＭ波形解析装置。
5. 前記サンプル選択部は、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部（４０）により、前記アイパターンを形成する前記波形データのサンプルを選択することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＰＡＭ波形解析装置。
6. 前記サンプル選択部は、前記ＴＤＥＣＱ算出部により算出されたＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルを検出するサンプル検出部（２３）を含み、前記サンプル検出部により検出されたサンプルを選択することを特徴とする請求項１から請求項５に記載のＰＡＭ波形解析装置。
7. 前記表示制御部は、前記遷移状態判定部により判定された遷移状態をリスト化して前記表示部に表示することを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載のＰＡＭ波形解析装置。
8. 前記遷移状態判定部により判定された遷移状態に基づいて、前記パルス振幅変調信号の品質評価を行う品質評価部（２７）を更に備え、
   前記表示制御部は、前記品質評価部による品質評価の結果を表示部に表示することを特徴とする請求項３から請求項７のいずれかに記載のＰＡＭ波形解析装置。
9. パルス振幅変調信号の波形を解析するＰＡＭ波形解析方法であって、
   前記パルス振幅変調信号に対するサンプリングを行い、前記パルス振幅変調信号の波形データを取得する波形データ取得ステップ（Ｓ１）と、
   前記波形データ取得ステップにより取得された波形データに基づいて、前記パルス振幅変調信号のアイパターンを表示部（３０）に表示する表示制御ステップ（Ｓ２）と、
   前記アイパターンを形成する前記波形データのサンプルを選択するためのサンプル選択ステップ（Ｓ６，Ｓ８）と、を含み、
   前記表示制御ステップは、前記サンプル選択ステップにより選択されたサンプルの遷移状態を前記表示部に表示することを特徴とするＰＡＭ波形解析方法。
10. 前記表示制御ステップは、前記サンプル選択ステップにより選択されたサンプルと、当該サンプルの時間的に前後のサンプルとを補間する線を、前記アイパターン上に重ねて前記表示部に表示することを特徴とする請求項９に記載のＰＡＭ波形解析方法。
11. 前記サンプル選択ステップにより選択されたサンプルの時間的に前後のサンプルの論理レベルを判定する論理レベル判定ステップ（Ｓ９）と、
    前記論理レベル判定ステップの判定結果に基づいて、前記サンプル選択ステップにより選択されたサンプルの遷移状態を判定する遷移状態判定ステップ（Ｓ１０）と、を更に含み、
    前記表示制御ステップは、前記遷移状態判定ステップにより判定された遷移状態を前記表示部に表示することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のＰＡＭ波形解析方法。
12. 前記アイパターンに基づいて前記パルス振幅変調信号のＴＤＥＣＱを算出するＴＤＥＣＱ算出ステップ（Ｓ３）を更に含み、
    前記表示制御ステップは、前記ＴＤＥＣＱ算出ステップにより算出されたＴＤＥＣＱを前記表示部に表示することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記載のＰＡＭ波形解析方法。
13. 前記サンプル選択ステップは、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部（４０）により、前記アイパターンを形成する前記波形データのサンプルを選択することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載のＰＡＭ波形解析方法。
14. 前記サンプル選択ステップは、前記ＴＤＥＣＱ算出部により算出されたＴＤＥＣＱに寄与する度合いの高いサンプルを検出するサンプル検出ステップ（Ｓ７）を含み、前記サンプル検出ステップにより検出されたサンプルを選択することを特徴とする請求項９から請求項１３に記載のＰＡＭ波形解析方法。
15. 前記表示制御ステップは、前記遷移状態判定ステップにより判定された遷移状態をリスト化して前記表示部に表示することを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれかに記載のＰＡＭ波形解析方法。
16. 前記遷移状態判定ステップにより判定された遷移状態に基づいて、前記パルス振幅変調信号の品質評価を行う品質評価ステップ（Ｓ１２）を更に含み、
    前記表示制御ステップは、前記品質評価ステップによる品質評価の結果を表示部に表示することを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれかに記載のＰＡＭ波形解析方法。

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