JP4686272B2 - Sampling device and waveform observation system - Google Patents

Description

本発明は、信号に対するサンプリングを行ってその波形情報を取得し、観測するためのシステムにおいて、信号の繰り返し周期の変更等に対応でき、しかも、そのシステムを簡易に構成できるようにするための技術に関する。   The present invention is a system for sampling a signal to acquire its waveform information and observing it, and it is possible to cope with a change in the repetition period of the signal and the like, and to easily configure the system. About.

例えば、高速な繰り返し信号で変調された光信号の波形のデータを取得して観測するために、図１６に示す波形観測装置１０が用いられている。   For example, the waveform observation apparatus 10 shown in FIG. 16 is used for acquiring and observing waveform data of an optical signal modulated with a high-speed repetitive signal.

この波形観測装置１０は、入力される光信号Ｐの波形の繰り返し周期ＴｘのＮ倍（Ｎは１以上の任意の整数で例えば１００、１０００等）より所定値（オフセット遅延時間）ΔＴだけ長い繰り返し周期Ｔｓ（＝Ｎ・Ｔｘ＋ΔＴ）をもち、パルス幅が狭い光サンプリングパルスＰｓを光サンプリングパルス発生手段１１によって生成する。   This waveform observing apparatus 10 repeats longer by a predetermined value (offset delay time) ΔT than N times the repetition period Tx of the waveform of the input optical signal P (N is an arbitrary integer greater than or equal to 1 such as 100, 1000, etc.). The optical sampling pulse generator 11 generates an optical sampling pulse Ps having a cycle Ts (= N · Tx + ΔT) and a narrow pulse width.

そして、その生成された光サンプリングパルスＰｓを光サンプリング部１２に入力し、光信号Ｐを光サンプリングパルスＰｓでサンプリングし、そのサンプリングによって得られたパルス光を光電変換して電気のパルス信号Ｅｏに変換し、このパルス信号Ｅｏの振幅強度をＡ／Ｄ変換器１３によってデジタルのデータに変換して波形データメモリ１４に記憶し、この波形データメモリ１４に記憶された一連の波形データを表示制御手段１５が読み出して表示器１６に波形表示する。   Then, the generated optical sampling pulse Ps is input to the optical sampling unit 12, the optical signal P is sampled by the optical sampling pulse Ps, and the pulse light obtained by the sampling is photoelectrically converted into an electrical pulse signal Eo. The amplitude intensity of the pulse signal Eo is converted into digital data by the A / D converter 13 and stored in the waveform data memory 14, and the series of waveform data stored in the waveform data memory 14 is displayed on the display control means. 15 reads out and displays the waveform on the display 16.

このようなサンプリング方式の波形観測装置１０では、図１７の（ａ）に示すように、光信号Ｐの繰り返し波形がＮ回連続して入力される毎に、光サンプリングパルスＰｓによるサンプリングタイミングが図１７の（ｂ）のように、ΔＴ時間ずつシフトしていくため、周期Ｔｘに比べて格段に低速なサンプリングで、光信号Ｐの波形を高分解能でサンプリングすることができ、これを表示器１６の画面上で観測することができる。   In the sampling type waveform observation apparatus 10 as shown in FIG. 17A, the sampling timing by the optical sampling pulse Ps is shown every time the repetitive waveform of the optical signal P is input N times continuously. As shown in (b) of FIG. 17, since the time is shifted by ΔT time, the waveform of the optical signal P can be sampled with high resolution by sampling much slower than the period Tx. Can be observed on the screen.

上記のようなサンプリング方式の波形観測装置１０において、任意の信号の波形を安定に観測するためには、その観測対象の信号に対して、波形観測装置１０側のサンプリング周波数が正確に対応している必要があり、長期間に渡ってその対応関係を維持させるためには、周波数同期を確立する必要がある。   In the sampling type waveform observation apparatus 10 as described above, in order to stably observe the waveform of an arbitrary signal, the sampling frequency on the waveform observation apparatus 10 side accurately corresponds to the signal to be observed. In order to maintain the correspondence for a long period of time, it is necessary to establish frequency synchronization.

この周波数同期を確立する方法として、特許文献１には、被測定信号を発生する信号源と波形観測装置に対して、共通の基準信号を与え、この基準信号により、被測定信号の周波数とサンプリング周波数とを同期させる方法が示されている。   As a method for establishing this frequency synchronization, Patent Document 1 gives a common reference signal to a signal source that generates a signal under measurement and a waveform observation device, and the frequency and sampling of the signal under measurement are determined by this reference signal. A method of synchronizing the frequency is shown.

また、周波数同期を確立する別の方法として、特許文献２には、波形観測装置において、被測定信号をクロック再生器に入力して、そのクロック信号成分を抽出し、この抽出したクロック信号を用いて、サンプリングの同期を確立する方法が示されている。   As another method for establishing frequency synchronization, Patent Document 2 discloses that in a waveform observation apparatus, a signal under measurement is input to a clock regenerator, a clock signal component is extracted, and the extracted clock signal is used. A method for establishing sampling synchronization is shown.

特開２００２−７１７２５号公報JP 2002-71725 A 特開２００２−５５１２４号公報JP 2002-55124 A

しかしながら、前者の方法では、被測定信号を発生する信号源側が、外部信号に同期して動作する外部同期機能を有していなければならず、測定対象が限定されてしまうという問題があった。また、外部同期機能を有していても、信号源と波形観測装置との距離が離れている等の物理的制限により、その外部同期機能を使用できない場合もある。さらに、被測定信号のジッタより周波数同期のための制御ループの応答速度が遅い場合には、安定な波形観測が行えないという問題もあった。   However, the former method has a problem in that the signal source side that generates the signal under measurement must have an external synchronization function that operates in synchronization with an external signal, and the measurement target is limited. Even if the external synchronization function is provided, the external synchronization function may not be used due to physical limitations such as the distance between the signal source and the waveform observation device being separated. Furthermore, when the response speed of the control loop for frequency synchronization is slower than the jitter of the signal under measurement, there is a problem that stable waveform observation cannot be performed.

また、後者の方法では、高価な高速クロック再生器が必要となり、しかも、この種の高速クロック再生器における再生可能なクロックの周波数範囲は狭い場合が多く、やはり測定対象が限定されてしまうという問題があった。   Further, the latter method requires an expensive high-speed clock regenerator, and the frequency range of the reproducible clock in this type of high-speed clock regenerator is often narrow, which again limits the measurement target. was there.

また、この種の従来の波形観測装置では、狭い幅の光サンプリングパルスを生成したり、光同士のミキシングを行う光ミキサ等が必要であり、波形表示部を含めると装置全体が複雑化し、高価になるという別の問題もあった。   In addition, this type of conventional waveform observation device requires an optical mixer that generates an optical sampling pulse with a narrow width or mixes light with each other. If the waveform display unit is included, the entire device becomes complicated and expensive. There was another problem of becoming.

本発明は、これらの問題を解決して、安価で、広い周波数範囲の信号に対して周波数を同期させることができ、安定な波形観測が行えるサンプリング装置および波形観測システムを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to solve these problems, and to provide a sampling device and a waveform observation system that are inexpensive, can synchronize frequencies with signals in a wide frequency range, and can perform stable waveform observation. Yes.

前記目的を達成するために、本発明の請求項１のサンプリング装置は、
サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号および前記理論周波数の規定信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記クロック信号を外部へ出力するためのクロック出力端子（２１ｂ）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号を外部に出力するためのサンプル信号出力端子（２１ｃ）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分をトリガ用の信号として外部に出力するためのトリガ出力端子（２１ｄ）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）とを備えている。 In order to achieve the object, the sampling device of claim 1 of the present invention comprises:
An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means and a specified signal of the theoretical frequency;
A clock output terminal (21b) for outputting the clock signal to the outside;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
A sample signal output terminal (21c) for outputting a signal obtained by the sampling unit to the outside;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
A trigger output terminal (21d) for outputting the specific component extracted by the specific component extraction means to the outside as a trigger signal;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling.

また、本発明の請求項２のサンプリング装置は、
サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号、前記理論周波数の規定信号およびトリガ信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記クロック信号を外部へ出力するためのクロック出力端子（２１ｂ）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号を外部に出力するためのサンプル信号出力端子（２１ｃ）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記トリガ信号に対し、前記比較手段の比較結果に応じた位相変動を与える位相変動付与手段（３５）と、
前記位相変動が付与されたトリガ信号を外部に出力するためのトリガ出力端子（２１ｄ）とを備えている。 Moreover, the sampling device of claim 2 of the present invention comprises:
An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means, a defining signal of the theoretical frequency, and a trigger signal;
A clock output terminal (21b) for outputting the clock signal to the outside;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
A sample signal output terminal (21c) for outputting a signal obtained by the sampling unit to the outside;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
A phase fluctuation applying means (35) for giving a phase fluctuation according to a comparison result of the comparing means to the trigger signal;
A trigger output terminal (21d) for outputting the trigger signal to which the phase variation is applied to the outside;

また、本発明の請求項３のサンプリング装置は、
サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号、前記理論周波数の規定信号およびトリガ信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記クロック信号を外部へ出力するためのクロック出力端子（２１ｂ）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号を外部に出力するためのサンプル信号出力端子（２１ｃ）と、
前記トリガ信号を外部に出力するためのトリガ出力端子（２１ｄ）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記トリガ信号と同一周期を有し経過時間に比例して電圧が単調変化するランプ信号に、前記特定成分と規定信号の位相差に比例して電圧が変化する位相差電圧信号を加算して、時間軸信号を生成する時間軸信号発生手段（３６）と、
前記時間軸信号を外部に出力するための時間軸信号出力端子（２１ｅ）とを備えている。 Moreover, the sampling device of claim 3 of the present invention comprises:
An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means, a defining signal of the theoretical frequency, and a trigger signal;
A clock output terminal (21b) for outputting the clock signal to the outside;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
A sample signal output terminal (21c) for outputting a signal obtained by the sampling unit to the outside;
A trigger output terminal (21d) for outputting the trigger signal to the outside;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
The ramp signal having the same period as the trigger signal and the voltage monotonously changing in proportion to the elapsed time is added to the phase difference voltage signal in which the voltage is changed in proportion to the phase difference between the specific component and the specified signal, A time axis signal generating means (36) for generating a time axis signal;
A time axis signal output terminal (21e) for outputting the time axis signal to the outside.

また、本発明の請求項４の波形観測システムは、
サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号および前記理論周波数の規定信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記サンプリング部から出力される信号をデジタルのデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器（４３）と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを波形データとして記憶するための波形データメモリ（４５）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分を受け、該特定成分の電圧が基準値を所定方向に横切るタイミングをトリガタイミングとして、該トリガタイミングから、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを前記クロック信号に同期して前記波形データメモリに書込むデータ取得制御手段（４４）と、
前記波形データメモリに記憶された一連の波形データを読み出して波形表示する波形表示手段（４６、４７）とを備えている。 The waveform observation system according to claim 4 of the present invention is:
An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means and a specified signal of the theoretical frequency;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
An A / D converter (43) for converting a signal output from the sampling unit into digital data and outputting the digital data;
A waveform data memory (45) for storing data output from the A / D converter as waveform data;
Data output from the A / D converter from the trigger timing with the timing at which the voltage of the specific component crosses a reference value in a predetermined direction as a trigger timing upon receiving the specific component extracted by the specific component extraction means Data acquisition control means (44) for writing to the waveform data memory in synchronization with the clock signal;
Waveform display means (46, 47) for reading out a series of waveform data stored in the waveform data memory and displaying the waveform;

また、本発明の請求項５の波形観測システムは、
サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号、前記理論周波数の規定信号およびトリガ信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記サンプリング部から出力される信号をデジタルのデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器（４３）と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを波形データとして記憶するための波形データメモリ（４５）と、
前記トリガ信号に対し、前記比較手段の比較結果に応じた位相変動を与える位相変動付与手段（３５）と、
前記位相変動が付与されたトリガ信号を受け、該トリガ信号の電圧が基準値を所定方向に横切るタイミングをトリガタイミングとして、該トリガタイミングから、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを前記クロック信号に同期して前記波形データメモリに書込むデータ取得制御手段（４４）と、
前記波形データメモリに記憶された一連の波形データを読み出して波形表示する波形表示手段（４６、４７）とを備えている。 The waveform observation system according to claim 5 of the present invention is:
An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means, a defining signal of the theoretical frequency, and a trigger signal;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
An A / D converter (43) for converting a signal output from the sampling unit into digital data and outputting the digital data;
A waveform data memory (45) for storing data output from the A / D converter as waveform data;
A phase fluctuation applying means (35) for giving a phase fluctuation according to a comparison result of the comparing means to the trigger signal;
The trigger signal to which the phase variation is applied is received, and the timing at which the voltage of the trigger signal crosses a reference value in a predetermined direction is set as a trigger timing. Data output from the A / D converter is output from the trigger timing to the clock. Data acquisition control means (44) for writing into the waveform data memory in synchronization with a signal;
Waveform display means (46, 47) for reading out a series of waveform data stored in the waveform data memory and displaying the waveform;

また、本発明の請求項６の波形観測システムは、
サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号、前記理論周波数の規定信号およびトリガ信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の出力を受け、前記クロック信号を受ける毎に前記特定成分と前記規定信号との位相差を記憶する位相差記憶手段（３７）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記サンプリング部から出力される信号をデジタルのデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器（４３）と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを波形データとして記憶するための波形データメモリ（４５）と、
前記トリガ信号を受け、該トリガ信号の電圧が基準値を所定方向に横切るタイミングをトリガタイミングとして、該トリガタイミングから、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを前記クロック信号に同期して前記波形データメモリに書込むデータ取得制御手段（４４）と、
前記波形データメモリに記憶された一連の波形データと前記位相差記憶手段によって記憶された位相差とを読み出し、前記クロック毎の波形データを当該クロックに対応する位相差分ずらして波形表示する波形表示手段（４６、４７）とを備えている。 The waveform observation system according to claim 6 of the present invention is
An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means, a defining signal of the theoretical frequency, and a trigger signal;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Phase difference storage means (37) for receiving the output of the comparison means and storing the phase difference between the specific component and the prescribed signal every time the clock signal is received;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
An A / D converter (43) for converting a signal output from the sampling unit into digital data and outputting the digital data;
A waveform data memory (45) for storing data output from the A / D converter as waveform data;
Receiving the trigger signal, the timing at which the voltage of the trigger signal crosses a reference value in a predetermined direction is set as a trigger timing, and the data output from the A / D converter is synchronized with the clock signal from the trigger timing. Data acquisition control means (44) for writing into the waveform data memory;
Waveform display means for reading a series of waveform data stored in the waveform data memory and the phase difference stored by the phase difference storage means, and displaying the waveform by shifting the waveform data for each clock by a phase difference corresponding to the clock. (46, 47).

このように、本発明のサンプリング装置および波形観測システムは、サンプリング部から出力される信号に含まれる特定成分と、その特定成分について予め算出された理論周波数の規定信号とを比較し、特定成分が規定信号に周波数同期または位相同期するように基準信号を制御している。   As described above, the sampling apparatus and the waveform observation system of the present invention compare the specific component included in the signal output from the sampling unit with the prescribed signal of the theoretical frequency calculated in advance for the specific component, and the specific component is The reference signal is controlled so as to be frequency-synchronized or phase-synchronized with the specified signal.

つまり、装置が基本的に有しているサンプリング機能で得られた信号を用いて周波数同期を確保しているので、高価で狭帯域なクロック再生器を用いる必要がなく、安価に実現でき、また、測定対象が限定されずに済む。   In other words, since the frequency synchronization is ensured by using the signal obtained by the sampling function that the apparatus basically has, it is not necessary to use an expensive and narrow-band clock regenerator, and can be realized at low cost. The measuring object is not limited.

また、本発明のサンプリング装置では、サンプリング部から出力された信号、トリガ用の信号あるいは時間軸信号を、それぞれの出力端子を介して外部へ出力できるようにしているので、手持ちのデジタルオシロスコープを併用することで、任意の信号に対して周波数同期が可能な波形観測システムを、より安価に構成することができる。   In the sampling device of the present invention, the signal output from the sampling unit, the trigger signal, or the time axis signal can be output to the outside through the respective output terminals, so that the digital oscilloscope on hand is also used. Thus, a waveform observation system capable of frequency synchronization with respect to an arbitrary signal can be configured at a lower cost.

また、請求項１、請求項４では、特定成分抽出手段によって抽出された特定成分を波形データ取得開始のタイミングを決めるトリガ用の信号として用いることができ、ジッタの影響による波形データ取得開始タイミングのずれを軽減して、安定な波形観測が可能となる。   In the first and fourth aspects, the specific component extracted by the specific component extraction means can be used as a trigger signal for determining the timing of waveform data acquisition start, and the waveform data acquisition start timing due to the influence of jitter can be used. The shift can be reduced and stable waveform observation becomes possible.

また、請求項２、請求項５では、信号発生手段から出力されたトリガ信号に対して、特定成分と同等の位相変動を付与し、この位相変動を付与したトリガ信号を波形データ取得開始のタイミングを決めるトリガ用の信号として用いることができ、前記請求項１、４と同様に、ジッタの影響による波形データ取得開始タイミングのずれを軽減して、安定な波形観測が可能となる。   In the second and fifth aspects, the trigger signal output from the signal generating unit is given a phase fluctuation equivalent to the specific component, and the trigger signal to which the phase fluctuation is given is waveform data acquisition start timing. As in the first and fourth aspects, the shift of the waveform data acquisition start timing due to the influence of jitter can be reduced, and stable waveform observation can be performed.

また、請求項３では、信号発生手段から出力されたトリガ信号と同一周期のランプ信号に、特定成分と規定信号との位相差に応じて電圧が変化する位相差信号を加算し、その加算された信号を波形表示の際の時間軸信号として用いるようにしているので、高速なジッタの影響による波形表示位置の変動を軽減して、安定な波形観測が可能となる。   According to a third aspect of the present invention, a phase difference signal whose voltage changes according to the phase difference between the specific component and the specified signal is added to the ramp signal having the same cycle as the trigger signal output from the signal generating means, and the addition is performed. Since the obtained signal is used as a time axis signal for waveform display, fluctuations in the waveform display position due to high-speed jitter are reduced, and stable waveform observation is possible.

また、請求項６では、クロック毎の特定成分と規定信号との位相差を記憶しておき、波形表示の際に、クロック毎の波形データの表示位置を当該クロックに対応する位相差分ずらして波形表示しているので、高速なジッタの影響による波形表示位置の変動を軽減して、安定な波形観測が可能となる。   According to a sixth aspect of the present invention, the phase difference between the specific component for each clock and the prescribed signal is stored, and the waveform data display position for each clock is shifted by the phase difference corresponding to the clock when the waveform is displayed. Since it is displayed, fluctuation of the waveform display position due to the influence of high-speed jitter is reduced, and stable waveform observation is possible.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明を適用した波形観測システム２０の構成を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a waveform observation system 20 to which the present invention is applied.

この波形観測システム２０は、サンプリング装置２１とデジタルオシロスコープ６０によって構成されている。   The waveform observation system 20 includes a sampling device 21 and a digital oscilloscope 60.

サンプリング装置２１は、入力端子２１ａから入力される光信号Ｐを幅の狭い光パルスによってサンプリングしてその波形情報を取得するためのものであり、デジタルオシロスコープ６０は、このサンプリングによって得られた波形情報を記憶し、表示する。   The sampling device 21 is for sampling the optical signal P input from the input terminal 21a with a narrow optical pulse to obtain the waveform information, and the digital oscilloscope 60 is the waveform information obtained by this sampling. Is stored and displayed.

サンプリング装置２１のパラメータ指定手段２２は、図示しない操作部の操作等によって光信号Ｐの取得対象波形の繰り返し周期Ｔｘとサンプリングのオフセット遅延時間ΔＴとに対応する情報を指定するためのものである。   The parameter specifying means 22 of the sampling device 21 is for specifying information corresponding to the repetition period Tx of the acquisition target waveform of the optical signal P and the sampling offset delay time ΔT by operating an operation unit (not shown).

なお、この情報は、繰り返し周期Ｔｘとオフセット遅延時間ΔＴとを特定できる情報であればよく、例えば繰り返し周期Ｔｘに対応した情報は、繰り返し周期Ｔｘそのものの値だけでなく、繰り返し周波数ｆｘ（＝１／Ｔｘ）であってもよく、また、予め設定されている複数のものから一つを指定する番号等の情報であってもよい。   Note that this information only needs to be information that can identify the repetition period Tx and the offset delay time ΔT. For example, information corresponding to the repetition period Tx is not only the value of the repetition period Tx itself, but also the repetition frequency fx (= 1). / Tx), or information such as a number for designating one of a plurality of preset ones.

また、信号の周期と周波数とは、その一方が決まれば他方が一義的に特定されるので、本明細書において「周期」およびその関係を「周波数」およびその関係に置き換えたものや、逆に「周波数」およびその関係を「周期」およびその関係に置き換えたものも本発明に含まれるものとする。   In addition, when one of the signal period and frequency is determined, the other is uniquely specified. Therefore, in the present specification, “period” and its relationship are replaced with “frequency” and its relationship, and vice versa. What replaced "frequency" and its relationship with "period" and its relationship shall also be included in this invention.

演算手段２３は、パラメータ指定手段２２によって指定された情報に基づいて、繰り返し周期Ｔｘの整数（Ｎ）倍に対してオフセット遅延時間ΔＴだけ差のある周期Ｔｓを光信号Ｐに対するサンプリング周期として算出する。   Based on the information specified by the parameter specifying means 22, the calculation means 23 calculates a period Ts that is different from the integer (N) times of the repetition period Tx by an offset delay time ΔT as a sampling period for the optical signal P. .

このサンプリング周期Ｔｓに対応するサンプリング周波数Ｆｓ（＝１／Ｔｓ）は、Ｔｓ＝Ｎ・Ｔｘ＋ΔＴの関係から、
Ｆｓ＝Ｆｘ／（Ｎ＋Ｆｘ・ΔＴ）
の演算によって求められる。 The sampling frequency Fs (= 1 / Ts) corresponding to this sampling period Ts is given by the relationship of Ts = N · Tx + ΔT.
Fs = Fx / (N + Fx · ΔT)
It is calculated by the operation of

また、演算手段２３は、繰り返し周期Ｔｘの信号に対して、周期Ｔｓのサンプリングをしたときに得られるパルス信号に含まれる信号成分のうち、特定成分の理論周波数Ｆｈを算出する。   In addition, the computing unit 23 calculates a theoretical frequency Fh of a specific component among signal components included in a pulse signal obtained by sampling the cycle Ts with respect to the signal having the repetition cycle Tx.

この特定成分は、パルス信号のピーク点を結ぶ包絡線信号の基本波成分あるいはその高調波成分のいずれでもよいが、ここでは特定成分を基本波成分とし、その理論周波数Ｆｈを求める場合について説明する。   The specific component may be either the fundamental wave component of the envelope signal that connects the peak points of the pulse signal or its harmonic component. Here, the case where the specific component is the fundamental wave component and the theoretical frequency Fh is obtained will be described. .

特定成分が基本波成分の場合、その周期Ｔｈは、周期Ｔｘの波形の情報をΔＴ間隔で得るのに必要なサンプリング回数（Ｔｘ／ΔＴ）に、サンプリング周期Ｔｓを乗じて得られる時間と等しい。   When the specific component is a fundamental wave component, the cycle Th is equal to the time obtained by multiplying the number of samplings (Tx / ΔT) necessary to obtain waveform information of the cycle Tx at ΔT intervals by the sampling cycle Ts.

したがって、理論周波数Ｆｈは、
Ｆｈ＝１／Ｔｈ＝ΔＴ／（Ｔｓ・Ｔｘ）
となる。 Therefore, the theoretical frequency Fh is
Fh = 1 / Th = ΔT / (Ts · Tx)
It becomes.

例えば、Ｆｘ＝１ＧＨｚ、ΔＴ＝０．１ｐｓ、サンプリング周波数Ｆｓの設定可能範囲を１０ＭＨｚ±１ｋＨｚとすると、
１０^９／（Ｎ＋１０^９・０．１×１０^−１２）
が、９．９９９ＭＨｚから１０．００１ＭＨｚの範囲に入る整数Ｎを求め、そのＮについてＦｓ＝Ｆｘ／（Ｎ＋Ｆｘ・ΔＴ）を満たすサンプリング周波数Ｆｓを求めればよく、上記数値例では、Ｎ＝１００、Ｆｓ＝９．９９９９９ＭＨｚが得られる。 For example, when Fx = 1 GHz, ΔT = 0.1 ps, and the settable range of the sampling frequency Fs is 10 MHz ± 1 kHz,
10 ⁹ / (N + 10 ⁹ · 0.1 × 10 ⁻¹² )
However, it is only necessary to obtain an integer N that falls within the range of 9.999 MHz to 10.001 MHz, and obtain a sampling frequency Fs that satisfies Fs = Fx / (N + Fx · ΔT) for the N. In the above numerical example, N = 100, Fs = 9.9999 MHz is obtained.

また、このサンプリング周波数Ｆｓに対して、理論周波数Ｆｈは、上記式から、
Ｆｈ＝９．９９９９９×１０^２（Ｈｚ）
となる。 In addition, for this sampling frequency Fs, the theoretical frequency Fh is given by the above equation:
Fh = 9.9999 × 10 ² (Hz)
It becomes.

基準信号発生手段２４は、周波数の基準となる所定周波数帯（例えば１００ＭＨｚ）の基準信号Ｒを生成して信号発生手段２５に出力する。この基準信号発生手段２４は、後述する同期制御手段３２によって制御される。   The reference signal generation unit 24 generates a reference signal R in a predetermined frequency band (for example, 100 MHz) that serves as a frequency reference, and outputs the reference signal R to the signal generation unit 25. The reference signal generator 24 is controlled by a synchronization controller 32 described later.

信号発生手段２５は、基準信号Ｒに基づいて、演算手段２３で算出されたサンプリング周期Ｔｓ（周波数Ｆｓ）のクロック信号Ｃ、後述する光サンプリングパルス発生手段２７で幅の狭いパルス光を生成させるために必要な高い周波数の信号Ｕ、理論周波数Ｆｈの規定信号Ｈを生成して出力する。   Based on the reference signal R, the signal generator 25 generates a clock signal C having a sampling period Ts (frequency Fs) calculated by the calculator 23 and a narrow pulse light by the optical sampling pulse generator 27 described later. A high-frequency signal U and a prescribed signal H having a theoretical frequency Fh are generated and output.

この信号発生手段２５としては、基準信号Ｒに基づいて、例えば１ＧＨｚ±１ＭＨｚの信号Ｕを生成し、その信号Ｕを分周して上記クロック信号Ｃ、規定信号Ｈを発生するように構成されている。なお、規定信号Ｈの波形は任意であるがここでは矩形波とする。また、後述するように信号発生装置２５が所定周波数のトリガ信号Ｇを生成して出力する場合もある。   The signal generator 25 is configured to generate a signal U of 1 GHz ± 1 MHz, for example, based on the reference signal R, and divide the signal U to generate the clock signal C and the regulation signal H. Yes. Although the waveform of the regulation signal H is arbitrary, it is a rectangular wave here. As will be described later, the signal generator 25 may generate and output a trigger signal G having a predetermined frequency.

光サンプリングパルス発生手段２７は、信号発生手段２５が出力するクロック信号Ｃと等しい周期の光サンプリングパルスＰｓを発生する。   The optical sampling pulse generator 27 generates an optical sampling pulse Ps having a period equal to that of the clock signal C output from the signal generator 25.

この光サンプリングパルス発生手段２７が発生する光サンプリングパルスＰｓのパルス幅は、サンプリングの時間分解能の上限を決定するものであり、パルス幅が狭い程、高い時間分解能でサンプリングを行なうことができる。   The pulse width of the optical sampling pulse Ps generated by the optical sampling pulse generating means 27 determines the upper limit of the sampling time resolution. As the pulse width is narrower, the sampling can be performed with higher time resolution.

この狭い光サンプリングパルスを得るために、光サンプリングパルス発生手段２７は、例えば図２に示しているように、光源２７ａから出射される連続光ＣＷを変調器２７ｂに入射して信号Ｕで変調して、図３の（ａ）のように比較的狭い幅のパルス光Ｐａを信号Ｕの周期Ｔｕで生成し、そのパルス光Ｐａを間引手段２７ｃに入力する。   In order to obtain this narrow optical sampling pulse, the optical sampling pulse generating means 27 enters the continuous light CW emitted from the light source 27a into the modulator 27b and modulates it with the signal U as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 3A, pulse light Pa having a relatively narrow width is generated with the period Tu of the signal U, and the pulse light Pa is input to the thinning means 27c.

間引手段２７ｃは、クロック信号Ｃの周期で短時間だけオンする光スイッチを有し、図３の（ｂ）のようにクロック信号Ｃの周期Ｔｓのパルス光Ｐｂを出力する。このパルス光Ｐｂは、自動利得制御型のファイバアンプ２７ｄにより適切な強度に増幅されて分散減少ファイバ２７ｅに入射される。この適切な強度のパルス光Ｐｂ′を受けた分散減少ファイバ２７ｅからは、図３の（ｃ）のように幅が狭い（例えば０．１ｐｓ以下）の光サンプリングパルスＰｓが周期Ｔｓで出射される。   The thinning-out means 27c has an optical switch that is turned on for a short time in the cycle of the clock signal C, and outputs the pulsed light Pb having the cycle Ts of the clock signal C as shown in FIG. The pulsed light Pb is amplified to an appropriate intensity by an automatic gain control type fiber amplifier 27d and is incident on the dispersion reducing fiber 27e. An optical sampling pulse Ps having a narrow width (for example, 0.1 ps or less) is emitted with a period Ts as shown in FIG. 3C from the dispersion reducing fiber 27e that has received the pulse light Pb ′ having an appropriate intensity. .

なお、この光サンプリングパルス発生手段２７から出射される光サンプリングパルスＰｓは、クロック信号Ｃに同期するように設定されている。   The optical sampling pulse Ps emitted from the optical sampling pulse generating means 27 is set to be synchronized with the clock signal C.

この光サンプリングパルスＰｓは、光サンプリング部２８に入射される。
光サンプリング部２８は、例えば、図４に示しているように、光ミキサ２８ａと光電変換器２８ｂとからなり、入力端子２１ａから入力される光信号Ｐと光サンプリングパルスＰｓとを光ミキサ２８ａに入力して、光信号Ｐを光サンプリングパルスＰｓでサンプリングし、そのサンプリングによって得られたパルス光Ｐｏを光電変換器２８ｂによって電気のパルス信号Ｅｏに変換して出力する。 The optical sampling pulse Ps is incident on the optical sampling unit 28.
For example, as shown in FIG. 4, the optical sampling unit 28 includes an optical mixer 28a and a photoelectric converter 28b, and the optical signal P and the optical sampling pulse Ps input from the input terminal 21a are supplied to the optical mixer 28a. The optical signal P is input and sampled with the optical sampling pulse Ps, and the pulsed light Po obtained by the sampling is converted into an electrical pulse signal Eo by the photoelectric converter 28b and output.

特性成分抽出手段３０は、演算手段２３によって得られた理論周波数Ｆｈを中心周波数とする狭帯域（例えば帯域幅１００Ｈｚ）のＢＰＦにより構成され、光サンプリング部２８から出力されるパルス信号Ｅｏに含まれる信号成分から、理論周波数Ｆｈおよびその近傍の信号成分を前記特定成分（この場合基本波成分）Ｑとして抽出する。
なお、ここでは特性成分抽出手段３０がＢＰＦで構成されている例を示すが、後述するように、光サンプリング部２８の光電変換器２８ｂの応答速度が低い場合には、その光電変換器２８ｂが特性成分抽出手段３０の機能を果たすことになる。 The characteristic component extraction unit 30 is composed of a narrow band (for example, a bandwidth of 100 Hz) BPF having the theoretical frequency Fh obtained by the calculation unit 23 as a center frequency, and is included in the pulse signal Eo output from the optical sampling unit 28. From the signal component, the theoretical frequency Fh and the signal component in the vicinity thereof are extracted as the specific component (in this case, the fundamental wave component) Q.
Here, an example is shown in which the characteristic component extraction means 30 is configured by BPF. However, as will be described later, when the response speed of the photoelectric converter 28b of the optical sampling unit 28 is low, the photoelectric converter 28b The function of the characteristic component extraction means 30 is fulfilled.

比較手段３１は、特定成分抽出手段３０によって抽出された基本波成分Ｑと規定信号Ｈとの周波数および位相を比較し、周波数差および両者の位相差と所定値（例えば０、π／２等）との差を示す誤差信号Ｅｒを同期制御手段３２へ出力する。   The comparison unit 31 compares the frequency and phase of the fundamental wave component Q extracted by the specific component extraction unit 30 and the prescribed signal H, and compares the frequency difference and the phase difference between the two and a predetermined value (for example, 0, π / 2, etc.). An error signal Er indicating the difference between the two is output to the synchronization control means 32.

同期制御手段３２は、比較手段３１の比較結果（誤差信号Ｅｒ）に基づいて規定信号Ｈの周波数が基本波成分Ｑに一致する方向および規定信号Ｈの位相が基本波成分Ｑに対して所定位相差（例えば０）となる方向に、基準信号発生手段２４を制御して、入力信号の波形の周期にサンプリング動作を同期させる。   Based on the comparison result (error signal Er) of the comparison unit 31, the synchronization control unit 32 has a direction in which the frequency of the prescribed signal H matches the fundamental component Q and the phase of the prescribed signal H is a predetermined level with respect to the fundamental component Q. The reference signal generating means 24 is controlled in the direction of the phase difference (for example, 0) to synchronize the sampling operation with the period of the waveform of the input signal.

なお、特定成分抽出手段３０、比較手段３１および同期制御手段３２は、アナログフィルタで基本波成分Ｑを抽出し、これと規定信号Ｈとを周波数位相比較器で比較し、その誤差信号から制御信号を生成して基準信号発生手段２４に与えるアナログ構成の他に、Ａ／Ｄ変換器とデジタル信号処理器（ＤＳＰ）を用いて構成することができる。   The specific component extraction means 30, the comparison means 31, and the synchronization control means 32 extract the fundamental wave component Q with an analog filter, compare it with the specified signal H with a frequency phase comparator, and control the control signal from the error signal. In addition to an analog configuration that generates and supplies the signal to the reference signal generation means 24, an A / D converter and a digital signal processor (DSP) can be used.

この場合、光サンプリング部２８から出力される信号ＥｏをＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換し、理論周波数Ｆｈを通過中心周波数とするデジタルフィルタによって基本波成分Ｑ（特定成分）を抽出し、その基本波成分Ｑと規定信号Ｈとの位相差と、基準値（例えば０）との差（位相誤差）をデジタル演算処理によって求める。   In this case, the signal Eo output from the optical sampling unit 28 is converted into a digital signal by an A / D converter, and a fundamental wave component Q (specific component) is extracted by a digital filter having a theoretical frequency Fh as a passing center frequency. A difference (phase error) between the phase difference between the fundamental wave component Q and the prescribed signal H and a reference value (for example, 0) is obtained by digital arithmetic processing.

この位相誤差の演算は任意であり、例えば、基本波成分Ｑを規定信号Ｈで直交検波して２つのベースバンド成分Ｉ、Ｑを求め、そのベースバンド成分Ｉ、Ｑで決まる位相角を算出することで得られる。また、矩形波に整形した基本波成分Ｑと規定信号Ｈのレベル遷移タイミングの時間差を求めることによって得ることもできる。   The calculation of the phase error is arbitrary. For example, the base wave component Q is quadrature detected with the prescribed signal H to obtain two baseband components I and Q, and the phase angle determined by the baseband components I and Q is calculated. Can be obtained. It can also be obtained by obtaining the time difference between the level transition timings of the fundamental wave component Q shaped into a rectangular wave and the prescribed signal H.

また、同期制御処理としては、演算処理で得られた位相誤差Δθに比例した値Ｐ・Δθと、位相誤差の変化量∂Δθに比例した値ｄ・∂Δθと、位相誤差の累積値ΣΔθに比例した値ｉ・ΣΔθの和信号を、基準信号Ｒの周波数補正のための制御信号Ｃｄとする、所謂ＰＩＤ制御が安価に構成でき、位相誤差の揺らぎを最小に抑えることができる。   Further, as the synchronization control processing, the value P · Δθ proportional to the phase error Δθ obtained by the arithmetic processing, the value d · ∂Δθ proportional to the phase error variation ∂Δθ, and the phase error accumulated value ΣΔθ The so-called PID control in which the sum signal of the proportional values i · ΣΔθ is used as the control signal Cd for frequency correction of the reference signal R can be configured at low cost, and the fluctuation of the phase error can be minimized.

なお、このようなデジタル処理の場合、信号発生手段２５が比較手段３１に出力する規定信号Ｈは、理論周波数Ｆｈの信号を表す数値データ列となる。   In the case of such digital processing, the regulation signal H output from the signal generator 25 to the comparator 31 is a numerical data string representing a signal having the theoretical frequency Fh.

同期制御手段３２からの制御信号Ｃｄを受けた基準信号発生手段２４から出力される基準信号Ｒの周波数と位相は、規定信号Ｈの周波数が基本波成分Ｑと一致する方向に変化し、さらに両信号の位相差が所定値となる方向に変化する。   The frequency and phase of the reference signal R output from the reference signal generation means 24 that receives the control signal Cd from the synchronization control means 32 change in the direction in which the frequency of the specified signal H matches the fundamental wave component Q, and both The signal phase difference changes in a direction that becomes a predetermined value.

一方、信号発生手段２５が生成したクロック信号Ｃはクロック出力端子２１ｂを介して外部に出力できるようになっており、同様に、パルス信号Ｅｏもサンプル信号出力端子２１ｃを介して外部へ出力できるように構成されている。   On the other hand, the clock signal C generated by the signal generating means 25 can be output to the outside via the clock output terminal 21b. Similarly, the pulse signal Eo can also be output to the outside via the sample signal output terminal 21c. It is configured.

また、特定成分抽出手段３０によって抽出された特定成分（基本波成分）Ｑは、トリガ用の信号としてトリガ出力端子２１ｄを介して外部へ出力できるように構成されている。   Further, the specific component (fundamental wave component) Q extracted by the specific component extraction means 30 is configured to be output to the outside as a trigger signal via the trigger output terminal 21d.

このサンプリング装置２１の各出力端子２１ｂ〜２１ｄは、デジタルオシロスコープ６０の外部クロック入力端子６０ａ、第１チャネル入力端子６０ｂ、第２チャネル入力端子６０ｃにそれぞれ接続されている。   The output terminals 21b to 21d of the sampling device 21 are connected to the external clock input terminal 60a, the first channel input terminal 60b, and the second channel input terminal 60c of the digital oscilloscope 60, respectively.

デジタルオシロスコープ６０は、各チャネル入力端子６０ｂ、６０ｃから入力される信号に対するＡ／Ｄ変換処理を外部クロック入力端子６０ａに入力されるクロック信号に同期して行う外部クロック同期機能と、任意に指定したチャネル入力端子またはトリガ入力端子の入力信号の電圧が任意に設定したしきい値を所定方向に越えたタイミングから一定時間（後述する時間軸の表示幅および表示ポイント数等に依存する）が経過する間にＡ／Ｄ変換処理によって得られたデータを波形データとしてチャネル毎に記憶する外部トリガ機能と、その記憶した波形データを時間軸上に表示する波形表示機能とを有しており、この波形表示のモードとして、パーシステンス表示モード、平均化表示モードのいずれかを任意に選択できるように構成されている。   The digital oscilloscope 60 arbitrarily designates an external clock synchronization function for performing A / D conversion processing on signals input from the channel input terminals 60b and 60c in synchronization with a clock signal input to the external clock input terminal 60a. A certain period of time (depending on the display width of the time axis and the number of display points described later) elapses from the timing at which the voltage of the input signal at the channel input terminal or trigger input terminal exceeds the arbitrarily set threshold value in the predetermined direction. It has an external trigger function for storing data obtained by A / D conversion processing as waveform data for each channel, and a waveform display function for displaying the stored waveform data on the time axis. As a display mode, either the persistence display mode or the average display mode can be selected arbitrarily. To have.

次に上記波形観測システム２０の動作を説明する。
始めに、例えば図５の（ａ）に示すようにデューティ比５０パーセントのほぼ矩形波の光信号Ｐを入力端子２１ａに入力し、その波形の繰り返し周期Ｔｘおよびサンプリングのオフセット遅延時間ΔＴに対応した情報をパラメータ指定手段２２によって指定する。 Next, the operation of the waveform observation system 20 will be described.
First, as shown in FIG. 5A, for example, an optical signal P having a substantially rectangular wave with a duty ratio of 50% is input to the input terminal 21a and corresponds to the repetition period Tx of the waveform and the offset delay time ΔT of sampling. Information is designated by the parameter designation means 22.

この指定された情報に基づいて、サンプリング周期Ｔｓが算出され、その算出されたサンプリング周期Ｔｓのクロック信号Ｃおよび光サンプリングパルスＰｓが図５の（ｂ）、（ｃ）のように生成される。   Based on the designated information, the sampling period Ts is calculated, and the clock signal C and the optical sampling pulse Ps of the calculated sampling period Ts are generated as shown in FIGS. 5B and 5C.

また、演算手段２３によって、前記基本波成分Ｑ（特定成分）の理論周波数Ｆｈが算出され、特定成分抽出手段３０の抽出周波数帯の中心周波数として設定される。   Further, the theoretical frequency Fh of the fundamental wave component Q (specific component) is calculated by the calculation means 23 and set as the center frequency of the extraction frequency band of the specific component extraction means 30.

そして、光サンプリングパルスＰｓが光サンプリング部２８に入力され、光サンプリング部２８で光信号Ｐがサンプリングされて、そのサンプリングで得られた電気のパルス信号Ｅｏが、図５の（ｄ）のように光サンプリング部２８から出力され、サンプル信号出力端子２１ｃを介してデジタルオシロスコープ６０の第１チャネル入力端子６０ｂに入力されるとともに、特定成分抽出手段３０に入力される。   Then, the optical sampling pulse Ps is input to the optical sampling unit 28, the optical signal P is sampled by the optical sampling unit 28, and the electrical pulse signal Eo obtained by the sampling is as shown in FIG. The signal is output from the optical sampling unit 28, input to the first channel input terminal 60b of the digital oscilloscope 60 via the sample signal output terminal 21c, and input to the specific component extraction means 30.

このパルス信号Ｅｏに対して特定成分抽出手段３０からは、図６の（ｂ）のようにパルス信号Ｅｏのピークを結ぶ包絡線Ｗに含まれる基本波成分Ｑ（正弦波）が出力され、その基本波成分Ｑが比較手段３１に入力され、また、トリガ出力端子２１ｄを介してデジタルオシロスコープ６０の第２チャネル入力端子６０ｃに入力される。なお、図６の（ａ）は図５の（ｄ）の波形の時間軸を縮めて示したものである。   For this pulse signal Eo, the specific component extraction means 30 outputs a fundamental wave component Q (sine wave) included in an envelope W connecting the peaks of the pulse signal Eo as shown in FIG. The fundamental wave component Q is input to the comparison means 31, and is also input to the second channel input terminal 60c of the digital oscilloscope 60 via the trigger output terminal 21d. FIG. 6A shows the time axis of the waveform of FIG. 5D contracted.

一方、信号発生手段２５からは、図６の（ｃ）のように理論周波数Ｆｈを初期周波数とする規定信号Ｈが出力されて比較手段３１に入力される。   On the other hand, as shown in FIG. 6C, the signal generation means 25 outputs a regulation signal H having the theoretical frequency Fh as an initial frequency and inputs it to the comparison means 31.

ここで、図６の（ｃ）に示しているように、基本波成分Ｑに対して、規定信号Ｈの周波数が一致し、且つ両信号の位相差が所定値（例えば０）であれば、比較手段３１から誤差信号Ｅｒは出力されず、基準信号発生手段２４が出力する基準信号Ｒの周波数と位相は現状態に保持される。   Here, as shown in FIG. 6C, if the frequency of the prescribed signal H matches the fundamental wave component Q and the phase difference between the two signals is a predetermined value (for example, 0), The error signal Er is not output from the comparison means 31, and the frequency and phase of the reference signal R output from the reference signal generation means 24 are maintained in the current state.

その状態で、デジタルオシロスコープ６０に入力されるパルス信号Ｅｏに対するＡ／Ｄ変換処理が行われ、基本波成分Ｑの電圧が例えば図６の（ａ）のように基準電圧Ｖｒを負側から横切るタイミングから、波形データの取得が開始され、その画面上に、例えば図７のように、光信号Ｐの波形がオフセット遅延時間ΔＴ間隔のポイントで残像表示される。   In this state, A / D conversion processing is performed on the pulse signal Eo inputted to the digital oscilloscope 60, and the timing at which the voltage of the fundamental wave component Q crosses the reference voltage Vr from the negative side as shown in FIG. Then, the acquisition of the waveform data is started, and the waveform of the optical signal P is displayed on the screen as an afterimage at the point of the offset delay time ΔT interval, for example, as shown in FIG.

また、図６の（ｃ′）に示しているように、基本波成分Ｑと規定信号Ｈとの間に周波数差があって位相差が順次大きくなっていくと、観測対象の波形に対してサンプリングの開始ポイントおよび各サンプリングポイントが時間とともにずれて、図７に示した波形が時間軸方向に流れようとするが、このような周波数差や位相差が発生すると、比較手段３１からその周波数差や位相差に応じた誤差信号Ｅｒが同期制御手段３２に出力され、その周波数差や位相差がなくなる方向に基準信号Ｒの周波数、位相が制御されて、図６の（ｃ）の状態に保持される。   As shown in (c ′) of FIG. 6, if there is a frequency difference between the fundamental wave component Q and the prescribed signal H and the phase difference increases sequentially, the waveform to be observed is increased. The sampling start point and each sampling point are shifted with time, and the waveform shown in FIG. 7 tends to flow in the time axis direction. When such a frequency difference or phase difference occurs, the comparison means 31 sends the frequency difference. And an error signal Er corresponding to the phase difference is output to the synchronization control means 32, and the frequency and phase of the reference signal R are controlled in such a direction that the frequency difference and phase difference disappear, and are held in the state of FIG. Is done.

したがって、観測波形が時間軸に沿って流れる現象は発生せず、常に安定な波形観測を行うことができる。   Therefore, a phenomenon in which the observed waveform flows along the time axis does not occur, and stable waveform observation can always be performed.

なお、ここでは規定信号Ｈと基本波成分Ｑの周波数を一致させ、且つ位相差が所定値となるように制御しているが、周波数差のみを検出して、その差がゼロとなるように制御してもよい。この場合であっても信号の安定度が高ければ、両者の位相差の変動は小さく、波形の流れはゆるやかで観測可能である。   Here, the frequency of the prescribed signal H and the fundamental wave component Q are matched and the phase difference is controlled to be a predetermined value, but only the frequency difference is detected and the difference becomes zero. You may control. Even in this case, if the stability of the signal is high, the fluctuation of the phase difference between the two is small, and the waveform flow can be observed slowly.

また、周波数同期のための制御ループの応答周波数帯域が、被測定信号に含まれる除去すべきジッタ成分の最大周波数より低い場合であっても、この実施形態では、そのジッタを有する特定成分（基本波成分）Ｑをトリガ出力端子２１ｄを介して外部に出力できるようにしており、このトリガ出力端子２１ｄから出力される特定成分（基本波成分）Ｑによりデジタルオシロ６０の波形取得タイミングｔ０にトリガをかけるようにしている。   Even if the response frequency band of the control loop for frequency synchronization is lower than the maximum frequency of the jitter component to be removed included in the signal under measurement, in this embodiment, a specific component (basic) having that jitter is used. Wave component) Q can be output to the outside via the trigger output terminal 21d, and a trigger is generated at the waveform acquisition timing t0 of the digital oscilloscope 60 by the specific component (fundamental wave component) Q output from the trigger output terminal 21d. I try to put it on.

したがって、例えばジッタにより図６の（ａ）の波形Ｗが波形Ｗ′のように全体的に右方向にずれる場合、それに応じて図６の（ｂ）の特定成分（基本波成分）Ｑの波形もＱ′のように同一時間だけ右方向にずれて、基準値Ｖｒを横切るタイミングは相対的に変化しないため、波形Ｗ′に対するデジタルオシロ６０の波形取得開始タイミングｔ０は変化せず、前記図７に示した波形を安定に表示させることができる。   Therefore, for example, when the waveform W in FIG. 6A is shifted to the right as a whole by waveform W ′ due to jitter, for example, the waveform of the specific component (fundamental wave component) Q in FIG. Since Q ′ is shifted rightward by the same time and the timing of crossing the reference value Vr does not change relatively, the waveform acquisition start timing t0 of the digital oscilloscope 60 with respect to the waveform W ′ does not change, and FIG. Can be displayed stably.

また、上記説明では、観測対象の波形がデューティ比５０パーセントの矩形波の場合で説明したが、例えばビットレート１０Ｇｂｐｓで、図８の（ａ）に示すように、データ（１１１０１０１０）の８ビットの波形が繰り返される場合、その繰り返し周波数Ｆｘは、１０／８＝１．２５ＧＨｚとなるが、波形に含まれる各周波数成分のレベルを考慮すると、１．２５ＧＨｚの成分よりも、１と０の繰り返しによる１０／２＝５ＧＨｚの成分の方が大きい。   In the above description, the waveform to be observed is a rectangular wave with a duty ratio of 50%. However, for example, at a bit rate of 10 Gbps, as shown in (a) of FIG. When the waveform is repeated, the repetition frequency Fx is 10/8 = 1.25 GHz. However, considering the level of each frequency component included in the waveform, the repetition frequency is 1 and 0 rather than the 1.25 GHz component. The component of 10/2 = 5 GHz is larger.

これはパルス信号Ｅｏに含まれる信号成分についても言えることであり、前記したように波形の繰り返し周波数Ｆｘに対して算出された基本波成分Ｑを抽出しても、その抽出レベルが低くなって、フィードバック制御が不安定になる場合が考えられる。   This is also true for the signal component included in the pulse signal Eo. As described above, even if the fundamental wave component Q calculated for the waveform repetition frequency Fx is extracted, the extraction level becomes low, There may be a case where the feedback control becomes unstable.

これを防ぐために、例えばパラメータ指定手段２２から、繰り返し周波数Ｆｘの他に、特定成分を指定するための情報、例えば、上記５ＧＨｚのような周波数Ｆｒの情報を仮の繰り返し周波数として演算手段２３に指定できるようにする。   In order to prevent this, for example, the parameter specifying unit 22 specifies information for specifying a specific component in addition to the repetition frequency Fx, for example, information on the frequency Fr such as the above 5 GHz to the calculation unit 23 as a temporary repetition frequency. It can be so.

この周波数Ｆｒ（周期Ｔｒ）に対して演算手段２３は、理論周波数Ｆｈを、
Ｆｈ＝ｍｏｄ［Ｆｒ，Ｆｓ］
（ただし、記号ｍｏｄ［Ａ，Ｂ］は、ＡをＢで割った余りを表す）
の演算で求めて、信号発生手段２５および特定成分抽出手段３０に設定する。 For this frequency Fr (cycle Tr), the computing means 23 calculates the theoretical frequency Fh,
Fh = mod [Fr, Fs]
(However, the symbol mod [A, B] represents the remainder when A is divided by B)
And set in the signal generating means 25 and the specific component extracting means 30.

また、後述するように、信号発生手段２５からトリガ信号Ｇを出力させる場合には、そのトリガ信号Ｇの周波数Ｆｇを、
Ｆｇ＝１／Ｔｇ＝ΔＴ／（Ｔｓ・Ｔｘ）
の演算で求め、信号発生手段２５に設定する。 As will be described later, when the trigger signal G is output from the signal generating means 25, the frequency Fg of the trigger signal G is set to
Fg = 1 / Tg = ΔT / (Ts · Tx)
And is set in the signal generating means 25.

なお、波形のパターンやビットレートをパラメータ指定手段２２から指定することで、演算手段２３が最適な特定成分の理論周波数Ｆｈを算出するように構成してもよい。   Note that the calculation unit 23 may be configured to calculate the optimum theoretical frequency Fh of the specific component by designating the waveform pattern and bit rate from the parameter designating unit 22.

信号発生手段２５は、前記同様に算出された周波数Ｆｓのクロック信号Ｃ、理論周波数Ｆｈの規定信号Ｈを発生する。   The signal generating means 25 generates a clock signal C having a frequency Fs and a defining signal H having a theoretical frequency Fh calculated in the same manner as described above.

また、特定成分抽出手段３０は、図８の（ａ）の包絡線Ｗに対して、前記基本波成分の４倍の周波数で基本波成分よりレベルが大きい周波数Ｆｈの特定成分Ｑを図８の（ｂ）のように抽出するので、この特定成分Ｑに対して図８の（ｃ）の規定信号Ｈが同期するように基準信号Ｒが制御されるので、波形を安定に観測することができる。   Further, the specific component extraction means 30 determines the specific component Q of the frequency Fh having a frequency higher than the fundamental wave component at a frequency four times the fundamental wave component with respect to the envelope W of FIG. Since the extraction is performed as shown in (b), the reference signal R is controlled so that the specified signal H in FIG. 8C is synchronized with the specific component Q, so that the waveform can be observed stably. .

ただし、この場合には、特定成分Ｑで波形データの取得開始タイミングを決定すると、８ビットのデータの異なる部分で波形データの取得を開始してしまい、表示される波形がアイパターンとなってしまう。したがって、この場合には、後述する実施形態のように、信号発生手段２５から観測波形の長さに対応したトリガ信号Ｇを発生させ、そのトリガ信号Ｇに対し比較手段３１の比較結果に応じた位相変動を付与した信号をトリガ信号として用いる構成、あるいは信号発生手段２５から出力されるトリガ信号Ｇで波形データの取得開始タイミングを決定し、波形の時間軸を特定成分Ｑの位相変動に比例した時間分だけずらして表示する構成が望ましい。   However, in this case, if the waveform data acquisition start timing is determined by the specific component Q, waveform data acquisition starts at different portions of the 8-bit data, and the displayed waveform becomes an eye pattern. . Therefore, in this case, the trigger signal G corresponding to the length of the observed waveform is generated from the signal generation means 25 according to the comparison result of the comparison means 31 for the trigger signal G as in the embodiment described later. A configuration in which a signal with phase variation is used as a trigger signal, or the waveform data acquisition start timing is determined by the trigger signal G output from the signal generating means 25, and the time axis of the waveform is proportional to the phase variation of the specific component Q A configuration in which the display is shifted by the time is desirable.

前記した波形観測システム２０では、特定成分Ｑをトリガ用の信号として利用できるようにトリガ出力端子２０ｄから出力していたが、図９に示す波形観測システム７０のように、信号発生手段２５が、基準信号Ｒに基づいて、演算手段２３によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号Ｃ、理論周波数の規定信号Ｈおよび波形観測時間幅を決める所定周波数のトリガ信号Ｇを生成出力するように構成し、そのトリガ信号Ｇに特定成分Ｑの位相変動に比例した位相変動を与える位相変動付与手段３５を設け、この位相変動が付与されたトリガ信号Ｇ′をトリガ出力端子２１ｄから出力させてもよい。   In the waveform observation system 20 described above, the specific component Q is output from the trigger output terminal 20d so that it can be used as a trigger signal. However, like the waveform observation system 70 shown in FIG. Based on the reference signal R, a clock signal C having a period equal to the sampling period calculated by the computing means 23, a prescribed signal H having a theoretical frequency, and a trigger signal G having a predetermined frequency that determines the waveform observation time width are generated and output. The trigger signal G may be provided with phase fluctuation applying means 35 that gives a phase fluctuation proportional to the phase fluctuation of the specific component Q, and the trigger signal G ′ to which the phase fluctuation is applied may be output from the trigger output terminal 21d. .

ここで、位相変動付与手段３５としては、例えばトリガ信号Ｇを可変遅延器に入力し、その可変遅延器の遅延時間を、比較手段３１の比較結果Ｅｒ（位相差）に応じて可変制御するように構成し、特定成分Ｑの位相変動に比例した位相変動を有するトリガ信号Ｇ′を生成する。   Here, as the phase fluctuation applying means 35, for example, the trigger signal G is input to the variable delay device, and the delay time of the variable delay device is variably controlled according to the comparison result Er (phase difference) of the comparison means 31. The trigger signal G ′ having a phase variation proportional to the phase variation of the specific component Q is generated.

このように構成した波形観測システム７０においても、前記波形観測システム２０と同様に、測定信号にジッタがあっても、特定成分Ｑの位相変動に比例した位相変動のトリガ用信号Ｇ′をデジタルオシロ６０に出力しているので、ジッタによる波形取得開始タイミングのずれが抑制され、波形を安定に観測することができる。   In the waveform observation system 70 configured as described above, similarly to the waveform observation system 20, even if the measurement signal has jitter, the trigger signal G ′ having a phase fluctuation proportional to the phase fluctuation of the specific component Q is converted into a digital oscilloscope. Therefore, the waveform acquisition start timing shift due to jitter is suppressed, and the waveform can be observed stably.

また、上記した波形観測システム２０、７０では、波形取得開始タイミングをトリガ出力端子２１ｄから出力される信号に対するデジタルオシロ６０のトリガ機能により決定していたが、デジタルオシロ６０にＸ−Ｙモード（外部掃引モード）がある場合には、図１０の波形観測システム８０のように、被測定信号のジッタに応じて電圧が変動する時間軸信号Ｘを生成する時間軸信号発生手段３６を設け、その生成された時間軸信号Ｘを時間軸信号出力端子２１ｅからデジタルオシロ６０の外部掃引端子６０ｄに入力してもよい。   In the waveform observation systems 20 and 70 described above, the waveform acquisition start timing is determined by the trigger function of the digital oscilloscope 60 with respect to the signal output from the trigger output terminal 21d. When there is a sweep mode, a time axis signal generating means 36 for generating a time axis signal X whose voltage varies according to the jitter of the signal under measurement is provided, as in the waveform observation system 80 of FIG. The time axis signal X may be input from the time axis signal output terminal 21 e to the external sweep terminal 60 d of the digital oscilloscope 60.

ここで、時間軸信号発生手段３６は、図１１に示すようにランプ信号発生器３６ａ、電圧発生器３６ｂ、乗算器３６ｃおよび加算器３６ｄにより構成されている。   Here, as shown in FIG. 11, the time axis signal generating means 36 includes a ramp signal generator 36a, a voltage generator 36b, a multiplier 36c, and an adder 36d.

ランプ信号発生器３６ａは、図１２の（ａ）に示すトリガ信号Ｇと同一周期を有し経過時間に比例して電圧が単調変化する時間軸信号Ｘ′を図１２の（ｂ）のように出力する。この時間軸信号Ｘ′の振幅Ｖｍは、波形表示の時間軸の全長（観測時間幅Ｔｍ）に対応している。   The ramp signal generator 36a generates a time axis signal X ′ having the same cycle as the trigger signal G shown in FIG. 12A and whose voltage monotonically changes in proportion to the elapsed time as shown in FIG. Output. The amplitude Vm of the time axis signal X ′ corresponds to the entire length (observation time width Tm) of the waveform display time axis.

また、電圧発生器３６ｂは、パラメータ指定手段２２から指定された係数αに等しい電圧を発生して乗算器３６ｃに入力し、乗算器３６ｃからは、係数電圧αと位相差Ｅｒの積が出力される。ここで、係数電圧αは、位相差Ｅｒを観測時間幅Ｔｍ内で電圧値に換算するための値である。   The voltage generator 36b generates a voltage equal to the coefficient α specified by the parameter specifying means 22 and inputs the voltage to the multiplier 36c. The product of the coefficient voltage α and the phase difference Er is output from the multiplier 36c. The Here, the coefficient voltage α is a value for converting the phase difference Er into a voltage value within the observation time width Tm.

この乗算器３６ｃの乗算結果α・Ｅｒとランプ信号Ｘ′は加算器３６ｄに入力され、図１２の（ｄ）に示すように特定成分Ｑのジッタ分が電圧換算されて加えられた時間軸信号Ｘが生成される。   The multiplication result α · Er of the multiplier 36c and the ramp signal X ′ are input to the adder 36d, and the time-axis signal obtained by converting the jitter of the specific component Q into a voltage as shown in FIG. X is generated.

したがって、この時間軸信号Ｘによってオシロスコープ６０の時間軸が掃引された場合、ジッタによる各波形データの描画点のずれが補正されて表示されることになり、ジッタによる揺らぎが抑圧された波形を観測することができる。   Therefore, when the time axis of the oscilloscope 60 is swept by this time axis signal X, the deviation of the drawing point of each waveform data due to jitter is corrected and displayed, and a waveform in which fluctuation due to jitter is suppressed is observed. can do.

また、上記波形観測システム２０、７０、８０は、サンプリング装置２１とデジタルオシロスコープ６０とで構成されていたが、サンプリング装置２１とデジタルオシロスコープ６０の機能とを共通の筐体内に収容して一体化した波形観測システムを構成することも可能である。   The waveform observation system 20, 70, 80 is composed of the sampling device 21 and the digital oscilloscope 60. However, the functions of the sampling device 21 and the digital oscilloscope 60 are accommodated in a common casing and integrated. It is also possible to configure a waveform observation system.

図１３は、その波形観測システム９０の構成例を示すものであり、前記したサンプリング装置２１の各構成要素の他に、Ａ／Ｄ変換器４３、データ取得制御手段４４、波形データメモリ４５、表示制御手段４６、表示器４７および観測モード指定手段４８を備えている。   FIG. 13 shows a configuration example of the waveform observation system 90. In addition to the components of the sampling device 21, the A / D converter 43, the data acquisition control means 44, the waveform data memory 45, the display Control means 46, display 47, and observation mode designation means 48 are provided.

Ａ／Ｄ変換器４３は、光サンプリング部２８から出力される信号Ｅｏに対するＡ／Ｄ変換処理を、クロック信号Ｃ（またはクロック信号Ｃに同期したより高速のクロック信号）を受ける毎に行い、そのＡ／Ｄ変換処理によって得られたパルス信号Ｅｏのピーク値のデータＤｐをデータ取得制御手段４４に出力する。   The A / D converter 43 performs an A / D conversion process on the signal Eo output from the optical sampling unit 28 every time it receives a clock signal C (or a higher-speed clock signal synchronized with the clock signal C). The peak value data Dp of the pulse signal Eo obtained by the A / D conversion process is output to the data acquisition control means 44.

データ取得制御手段４４は、特定成分抽出手段３０によって抽出された特定成分Ｑが所定レベルを所定方向に超えるタイミングを波形データ取得開始タイミングとして波形データメモリ４５に対するデータＤｐの書き込みをクロック信号Ｃに同期して開始し、所定数のデータの書き込みが終了すると、次の波形データ取得開始タイミングまで待機するという動作を繰り返す。なお、波形データメモリ４５に書き込むデータの数は、後述する表示器４７に表示される時間軸の表示ポイント数に対応する。   The data acquisition control unit 44 synchronizes the writing of the data Dp to the waveform data memory 45 with the clock signal C with the timing at which the specific component Q extracted by the specific component extraction unit 30 exceeds the predetermined level in the predetermined direction as the waveform data acquisition start timing. When the writing of a predetermined number of data is completed, the operation of waiting until the next waveform data acquisition start timing is repeated. Note that the number of data written in the waveform data memory 45 corresponds to the number of display points on the time axis displayed on the display 47 described later.

表示制御手段４６は、表示器４７とともに波形表示手段を形成するものであり、時間軸と電圧軸とからなる座標画面を表示器４７に表示させ、波形データメモリ４５に記憶された一連のデータＤｐを読み出して、座標画面上にプロット表示して、その読み出した一連のデータＤｐに対応する波形を表示する。   The display control unit 46 forms a waveform display unit together with the display unit 47, displays a coordinate screen composed of a time axis and a voltage axis on the display unit 47, and a series of data Dp stored in the waveform data memory 45. Are plotted and displayed on the coordinate screen, and a waveform corresponding to the read series of data Dp is displayed.

なお、この表示制御手段４６は、観測モード指定手段４８によって指定された観測モードに応じて、波形データメモリ４５に記憶されたデータＤｐに対する加工処理および表示処理を行う。   The display control means 46 performs processing and display processing on the data Dp stored in the waveform data memory 45 in accordance with the observation mode designated by the observation mode designation means 48.

即ち、パーシステンスモードが指定された場合、波形データメモリ４５に記憶された一連のデータＤｐを残像を残すことで波形表示し、平均化モードが指定された場合、波形データメモリ４５に記憶された一連のデータＤｐを所定組求めて、その平均化処理を行い、その平均化処理で得られた一連のデータを重ねて波形として表示する。   That is, when the persistence mode is designated, a series of data Dp stored in the waveform data memory 45 is displayed by leaving an afterimage, and when the averaging mode is designated, a series of data stored in the waveform data memory 45 is displayed. A predetermined set of data Dp is obtained and averaged, and a series of data obtained by the averaging is overlaid and displayed as a waveform.

このように構成された波形観測システム９０の動作は、前記波形観測システム２０同様であり、特定成分抽出手段３０によって抽出される特定成分Ｑと規定信号Ｈとが同期するように制御されるので観測対象の波形を安定に表示させることができ、また、特定成分Ｑに基づいて波形データ取得開始タイミングを決めているので、被測定信号のジッタの影響による波形データ取得開始タイミングのずれが抑制され、表示波形の時間軸方向の変動が防止され、信号波形を正確に把握できる。   The operation of the waveform observation system 90 configured in this manner is the same as that of the waveform observation system 20 and is observed because the specific component Q extracted by the specific component extraction means 30 and the prescribed signal H are controlled to be synchronized. The target waveform can be displayed stably, and since the waveform data acquisition start timing is determined based on the specific component Q, the shift of the waveform data acquisition start timing due to the jitter of the signal under measurement is suppressed, The fluctuation of the display waveform in the time axis direction is prevented, and the signal waveform can be accurately grasped.

また、図１４の波形観測システム１００のように、信号発生手段２５から出力されたトリガ信号Ｇに対して位相変動付与手段３５により、特定成分Ｑのジッタに比例した位相変動を与え、その位相変動を付与したトリガ信号Ｇ′をデータ取得制御手段４４に入力して、トリガ信号Ｇ′の立ち上がりあるいは立ち下がりのタイミングを波形データ取得開始タイミングとしてもよい。   Further, as in the waveform observation system 100 of FIG. 14, a phase fluctuation proportional to the jitter of the specific component Q is given to the trigger signal G output from the signal generating means 25 by the phase fluctuation giving means 35, and the phase fluctuation is given. The trigger signal G ′ to which is given may be input to the data acquisition control means 44, and the rising or falling timing of the trigger signal G ′ may be used as the waveform data acquisition start timing.

さらに、図１５の波形観測システム１１０のように、信号発生手段２５からのトリガ信号Ｇをデータ取得制御手段４４に入力し、トリガ信号Ｇの立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングを波形データ取得開始タイミングとして波形データを波形データメモリ４５に時系列に記憶するとともに、位相差記憶手段３７により、比較手段３１の比較結果（位相差信号）Ｅｒを波形データ取得開始タイミングに合わせてクロックＣに同期して時系列に記憶しておき、表示制御手段４６が、波形データメモリ４５の波形データを読み出して表示する際の時間軸上の位置を位相差記憶手段３７に記憶されている位相差に比例した時間分ずらして表示させることで、前記した時間軸信号発生手段３６を用いた波形観測システム８０の場合と同様に、ジッタによる各波形データの描画点のずれを補正して表示することができ、ジッタによる揺らぎが抑圧された波形を観測することができる。   Further, as in the waveform observation system 110 in FIG. 15, the trigger signal G from the signal generation unit 25 is input to the data acquisition control unit 44, and the waveform is acquired using the rising or falling timing of the trigger signal G as the waveform data acquisition start timing. The data is stored in the waveform data memory 45 in time series, and the comparison result (phase difference signal) Er of the comparison means 31 is synchronized with the clock C in synchronization with the clock C by the phase difference storage means 37 in time series. The position on the time axis when the display control means 46 reads and displays the waveform data in the waveform data memory 45 is shifted by a time proportional to the phase difference stored in the phase difference storage means 37. In the same manner as in the waveform observation system 80 using the time axis signal generation means 36 described above, the jitter is displayed. According to correct the deviation of the drawing points for each waveform data can be displayed, it is possible fluctuations due jitter observed suppression waveform.

なお、上記各実施形態では、特定成分抽出手段３０の帯域制限処理により、サンプリングで得られた信号に含まれる周波数成分から、その基本波などの特定成分を抽出していたが、例えば、光電変換器２８ｂの応答速度が低い光サンプリング部２８に対して比較的短いサンプリング周期でサンプリングを行った場合、光電変換器２８ｂから出力される信号がパルス状とならずに、前記包絡線Ｗに近い波形で出力される場合がある。   In each of the above embodiments, the specific component such as the fundamental wave is extracted from the frequency component included in the signal obtained by sampling by the band limiting process of the specific component extraction unit 30. For example, photoelectric conversion When sampling is performed with a relatively short sampling period for the optical sampling unit 28 with a low response speed of the detector 28b, the signal output from the photoelectric converter 28b is not pulsed, but a waveform close to the envelope W May be output.

このような場合で、例えば光信号の変調波形が正弦波であれば、光サンプリング部２８から出力される信号Ｅｏも正弦波となる。つまり、光サンプリング部２８の光電変換器２８ｂが特定成分抽出手段３０の機能を果たしており、その場合には、図１、図９、図１０、図１３〜１５において点線で示しているように、光サンプリング部２８から出力される信号Ｅｏを特定成分として比較手段３１に直接入力し、規定信号Ｈと比較することができる。また、光信号の変調波形が、１と０が交互に並ぶ単純な矩形波であれば、信号Ｅｏに対して簡単な波形整形を行って比較手段３１に直接入力し、矩形波同士で比較すればよい。また、この場合、信号Ｅｏやこれを波形整形した信号を特定成分Ｑとしてトリガ出力端子２１ｄあるいはデータ取得制御手段４４に出力することで、前記同様に、ジッタの影響による波形データ取得開始タイミングのずれを防止することができる。   In such a case, for example, if the modulation waveform of the optical signal is a sine wave, the signal Eo output from the optical sampling unit 28 also becomes a sine wave. That is, the photoelectric converter 28b of the optical sampling unit 28 performs the function of the specific component extraction unit 30, and in that case, as shown by the dotted line in FIGS. 1, 9, 10, and 13 to 15, The signal Eo output from the optical sampling unit 28 can be directly input to the comparison unit 31 as a specific component and compared with the specified signal H. Further, if the modulation waveform of the optical signal is a simple rectangular wave in which 1 and 0 are arranged alternately, simple waveform shaping is performed on the signal Eo, and the signal is directly input to the comparison means 31 and compared with each other. That's fine. Further, in this case, by outputting the signal Eo or a waveform-shaped signal as the specific component Q to the trigger output terminal 21d or the data acquisition control means 44, the waveform data acquisition start timing shift due to the influence of jitter as described above. Can be prevented.

また、前記実施形態の各波形観測システムは、光信号を光パルスでサンプリングするＯ／Ｏサンプリング方式であったが、電気信号を光パルスでサンプリングするＥ／Ｏサンプリング方式についても本発明を同様に適用できる。   In addition, each waveform observation system of the embodiment is an O / O sampling method for sampling an optical signal with an optical pulse, but the present invention is similarly applied to an E / O sampling method for sampling an electric signal with an optical pulse. Applicable.

本発明の実施形態の構成を示す図The figure which shows the structure of embodiment of this invention 実施形態の要部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the principal part of embodiment. 実施形態の要部の動作を説明するための図The figure for demonstrating the operation | movement of the principal part of embodiment. 実施形態の要部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the principal part of embodiment. 実施形態の動作を説明するための図The figure for demonstrating operation | movement of embodiment 実施形態の動作を説明するための図The figure for demonstrating operation | movement of embodiment 観測波形の一例を示す図Diagram showing an example of the observed waveform パターンが異なる波形に対する実施形態の動作を説明するための図The figure for demonstrating the operation | movement of embodiment with respect to the waveform from which a pattern differs. 本発明の他の実施形態の構成を示す図The figure which shows the structure of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の構成を示す図The figure which shows the structure of other embodiment of this invention. 図１０の実施形態の要部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the principal part of embodiment of FIG. 図１０の実施形態の要部の動作説明図FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the main part of the embodiment of FIG. 本発明の他の実施形態の構成を示す図The figure which shows the structure of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の構成を示す図The figure which shows the structure of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の構成を示す図The figure which shows the structure of other embodiment of this invention. 従来装置の構成を示す図Diagram showing the configuration of a conventional device 従来装置の動作を説明するための図Diagram for explaining the operation of the conventional device

符号の説明Explanation of symbols

２０、７０、８０、９０、１００、１１０……波形観測システム、２１……サンプリング装置、２２……パラメータ指定手段、２３……演算手段、２４……基準信号発生手段、２５……信号発生手段、２７……光サンプリングパルス発生手段、２８……光サンプリング部、３０……特定成分抽出手段、３１……比較手段、３２……同期制御手段、３５……位相変動付与手段、３６……時間軸信号発生手段、３７……位相差記憶手段、４３……Ａ／Ｄ変換器、４４……データ取得制御手段、４５……波形データメモリ、４６……表示制御手段、４７……表示器、４８……観測モード指定手段、６０……デジタルオシロスコープ   20, 70, 80, 90, 100, 110 ... waveform observation system, 21 ... sampling device, 22 ... parameter specifying means, 23 ... calculation means, 24 ... reference signal generating means, 25 ... signal generating means , 27... Optical sampling pulse generation means, 28... Optical sampling section, 30... Specific component extraction means, 31... Comparison means, 32. Axis signal generating means 37... Phase difference storing means 43... A / D converter 44 .. data acquisition control means 45 .. waveform data memory 46 .. display control means 47. 48 …… Measurement mode designation means, 60 …… Digital oscilloscope

Claims (6)

サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号および前記理論周波数の規定信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記クロック信号を外部へ出力するためのクロック出力端子（２１ｂ）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号を外部に出力するためのサンプル信号出力端子（２１ｃ）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分をトリガ用の信号として外部に出力するためのトリガ出力端子（２１ｄ）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）とを備えたサンプリング装置。 An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means and a specified signal of the theoretical frequency;
A clock output terminal (21b) for outputting the clock signal to the outside;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
A sample signal output terminal (21c) for outputting a signal obtained by the sampling unit to the outside;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
A trigger output terminal (21d) for outputting the specific component extracted by the specific component extraction means to the outside as a trigger signal;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. A sampling device comprising synchronization control means (32) for controlling. サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号、前記理論周波数の規定信号およびトリガ信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記クロック信号を外部へ出力するためのクロック出力端子（２１ｂ）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号を外部に出力するためのサンプル信号出力端子（２１ｃ）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記トリガ信号に対し、前記比較手段の比較結果に応じた位相変動を与える位相変動付与手段（３５）と、
前記位相変動が付与されたトリガ信号を外部に出力するためのトリガ出力端子（２１ｄ）とを備えたサンプリング装置。 An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means, a defining signal of the theoretical frequency, and a trigger signal;
A clock output terminal (21b) for outputting the clock signal to the outside;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
A sample signal output terminal (21c) for outputting a signal obtained by the sampling unit to the outside;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
A phase fluctuation applying means (35) for giving a phase fluctuation according to a comparison result of the comparing means to the trigger signal;
A sampling apparatus comprising: a trigger output terminal (21d) for outputting the trigger signal to which the phase variation is applied to the outside. サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号、前記理論周波数の規定信号およびトリガ信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記クロック信号を外部へ出力するためのクロック出力端子（２１ｂ）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号を外部に出力するためのサンプル信号出力端子（２１ｃ）と、
前記トリガ信号を外部に出力するためのトリガ出力端子（２１ｄ）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記トリガ信号と同一周期を有し経過時間に比例して電圧が単調変化するランプ信号に、前記特定成分と規定信号の位相差に比例して電圧が変化する位相差電圧信号を加算して、時間軸信号を生成する時間軸信号発生手段（３６）と、
前記時間軸信号を外部に出力するための時間軸信号出力端子（２１ｅ）とを備えたサンプリング装置。 An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means, a defining signal of the theoretical frequency, and a trigger signal;
A clock output terminal (21b) for outputting the clock signal to the outside;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
A sample signal output terminal (21c) for outputting a signal obtained by the sampling unit to the outside;
A trigger output terminal (21d) for outputting the trigger signal to the outside;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
The ramp signal having the same period as the trigger signal and the voltage monotonously changing in proportion to the elapsed time is added to the phase difference voltage signal in which the voltage is changed in proportion to the phase difference between the specific component and the specified signal, A time axis signal generating means (36) for generating a time axis signal;
A sampling apparatus comprising a time axis signal output terminal (21e) for outputting the time axis signal to the outside. サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号および前記理論周波数の規定信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記サンプリング部から出力される信号をデジタルのデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器（４３）と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを波形データとして記憶するための波形データメモリ（４５）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分を受け、該特定成分の電圧が基準値を所定方向に横切るタイミングをトリガタイミングとして、該トリガタイミングから、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを前記クロック信号に同期して前記波形データメモリに書込むデータ取得制御手段（４４）と、
前記波形データメモリに記憶された一連の波形データを読み出して波形表示する波形表示手段（４６、４７）とを備えた波形観測システム。 An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means and a specified signal of the theoretical frequency;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
An A / D converter (43) for converting a signal output from the sampling unit into digital data and outputting the digital data;
A waveform data memory (45) for storing data output from the A / D converter as waveform data;
Data output from the A / D converter from the trigger timing with the timing at which the voltage of the specific component crosses a reference value in a predetermined direction as a trigger timing upon receiving the specific component extracted by the specific component extraction means Data acquisition control means (44) for writing to the waveform data memory in synchronization with the clock signal;
A waveform observation system comprising waveform display means (46, 47) for reading a series of waveform data stored in the waveform data memory and displaying the waveform. サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号、前記理論周波数の規定信号およびトリガ信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記サンプリング部から出力される信号をデジタルのデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器（４３）と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを波形データとして記憶するための波形データメモリ（４５）と、
前記トリガ信号に対し、前記比較手段の比較結果に応じた位相変動を与える位相変動付与手段（３５）と、
前記位相変動が付与されたトリガ信号を受け、該トリガ信号の電圧が基準値を所定方向に横切るタイミングをトリガタイミングとして、該トリガタイミングから、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを前記クロック信号に同期して前記波形データメモリに書込むデータ取得制御手段（４４）と、
前記波形データメモリに記憶された一連の波形データを読み出して波形表示する波形表示手段（４６、４７）とを備えた波形観測システム。 An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means, a defining signal of the theoretical frequency, and a trigger signal;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
An A / D converter (43) for converting a signal output from the sampling unit into digital data and outputting the digital data;
A waveform data memory (45) for storing data output from the A / D converter as waveform data;
A phase fluctuation applying means (35) for giving a phase fluctuation according to a comparison result of the comparing means to the trigger signal;
The trigger signal to which the phase variation is applied is received, and the timing at which the voltage of the trigger signal crosses a reference value in a predetermined direction is set as a trigger timing. Data output from the A / D converter is output from the trigger timing to the clock. Data acquisition control means (44) for writing into the waveform data memory in synchronization with a signal;
A waveform observation system comprising waveform display means (46, 47) for reading a series of waveform data stored in the waveform data memory and displaying the waveform. サンプリングの対象となる信号を入力するための入力端子（２１ａ）と、
前記入力端子に入力される信号についてその取得対象となる波形の繰り返し周期（Ｔｘ）とサンプリングのオフセット遅延時間（ΔＴ）とに対応する情報を指定するためのパラメータ指定手段（２２）と、
前記パラメータ指定手段によって指定された情報に基づいて、前記繰り返し周期の整数倍に対して前記オフセット遅延時間だけ差のあるサンプリング周期（Ｔｓ）と、そのサンプリングによって得られる信号に含まれる特定成分の理論周波数（Ｆｈ）とを算出する演算手段（２３）と、
周波数の基準となる基準信号を発生する基準信号発生手段（２４）と、
前記基準信号に基づいて、前記演算手段によって算出されたサンプリング周期と等しい周期のクロック信号、前記理論周波数の規定信号およびトリガ信号を生成出力する信号発生手段（２５）と、
前記演算手段によって算出されたサンプリング周期のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段（２７）と、
前記入力端子から入力された信号を、前記サンプリングパルス発生手段から出射されたサンプリングパルスによってサンプリングするサンプリング部（２８）と、
前記サンプリング部によって得られる信号から、前記演算手段によって算出された理論周波数およびその近傍の信号成分を前記特定成分として抽出する特定成分抽出手段（３０）と、
前記特定成分抽出手段によって抽出された前記特定成分と前記規定信号との周波数または位相を比較する比較手段（３１）と、
前記比較手段の出力を受け、前記クロック信号を受ける毎に前記特定成分と前記規定信号との位相差を記憶する位相差記憶手段（３７）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記規定信号の周波数が前記特定成分に一致する方向、または前記規定信号の位相が前記特定成分に対して所定位相差となる方向に前記基準信号発生手段を制御する同期制御手段（３２）と、
前記サンプリング部から出力される信号をデジタルのデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器（４３）と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを波形データとして記憶するための波形データメモリ（４５）と、
前記トリガ信号を受け、該トリガ信号の電圧が基準値を所定方向に横切るタイミングをトリガタイミングとして、該トリガタイミングから、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデータを前記クロック信号に同期して前記波形データメモリに書込むデータ取得制御手段（４４）と、
前記波形データメモリに記憶された一連の波形データと前記位相差記憶手段によって記憶された位相差とを読み出し、前記クロック毎の波形データを当該クロックに対応する位相差分ずらして波形表示する波形表示手段（４６、４７）とを備えた波形観測システム。 An input terminal (21a) for inputting a signal to be sampled;
Parameter designating means (22) for designating information corresponding to a repetition period (Tx) of a waveform to be acquired and an offset delay time (ΔT) of sampling for a signal input to the input terminal;
Based on the information specified by the parameter specifying means, the sampling period (Ts) that is different from the integral multiple of the repetition period by the offset delay time, and the theory of the specific component included in the signal obtained by the sampling Computing means (23) for calculating the frequency (Fh);
A reference signal generating means (24) for generating a reference signal to be a frequency reference;
Based on the reference signal, a signal generating means (25) for generating and outputting a clock signal having a period equal to the sampling period calculated by the arithmetic means, a defining signal of the theoretical frequency, and a trigger signal;
Sampling pulse generating means (27) for generating a sampling pulse of the sampling period calculated by the calculating means;
A sampling section (28) for sampling a signal input from the input terminal by a sampling pulse emitted from the sampling pulse generating means;
Specific component extraction means (30) for extracting, as the specific component, the theoretical frequency calculated by the calculation means and a signal component in the vicinity thereof from the signal obtained by the sampling unit;
Comparison means (31) for comparing the frequency or phase of the specific component extracted by the specific component extraction means and the specified signal;
Phase difference storage means (37) for receiving the output of the comparison means and storing the phase difference between the specific component and the prescribed signal every time the clock signal is received;
Based on the comparison result of the comparing means, the reference signal generating means is arranged in a direction in which the frequency of the specified signal matches the specific component, or in a direction in which the phase of the specified signal is a predetermined phase difference with respect to the specific component. Synchronization control means (32) for controlling;
An A / D converter (43) for converting a signal output from the sampling unit into digital data and outputting the digital data;
A waveform data memory (45) for storing data output from the A / D converter as waveform data;
Receiving the trigger signal, the timing at which the voltage of the trigger signal crosses a reference value in a predetermined direction is set as a trigger timing, and the data output from the A / D converter is synchronized with the clock signal from the trigger timing. Data acquisition control means (44) for writing into the waveform data memory;
Waveform display means for reading a series of waveform data stored in the waveform data memory and the phase difference stored by the phase difference storage means, and displaying the waveform by shifting the waveform data for each clock by a phase difference corresponding to the clock. (46, 47).

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