專利名稱：抖動傳輸特性測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于快速測量對輸入的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行讀取處理的各種裝置(數(shù)
據(jù)中轉(zhuǎn)器等)的抖動傳輸特性的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)器等設(shè)備中，為了防止數(shù)據(jù)信號的波形劣化，從輸入的數(shù)據(jù)信號分離時鐘信號分量，在該時鐘信號的電平轉(zhuǎn)換時對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行讀取處理，并輸出其讀取的數(shù)據(jù)信號。 作為在這種裝置中所要求的性能，對輸入的數(shù)據(jù)信號的抖動(相位起伏)的改良度，即抑制抖動的傳輸能力被定義為抖動傳輸特性。 為了測量該抖動傳輸特性，現(xiàn)有技術(shù)利用了結(jié)構(gòu)如圖7所示的抖動傳輸性測量裝置10。 該抖動傳輸特性測量裝置10具有抖動發(fā)生器ll，輸出通過輸入的調(diào)制用信號M進(jìn)行相位調(diào)制的時鐘信號C ;調(diào)制用信號發(fā)生器12，產(chǎn)生振幅m已知和頻率f的正弦波調(diào)制用信號M并輸出到抖動發(fā)生器11 ;數(shù)據(jù)信號發(fā)生器13，產(chǎn)生與從抖動發(fā)生器11輸出的時鐘信號C同步的數(shù)據(jù)信號D(例如偽隨機(jī)信號)并發(fā)送到中轉(zhuǎn)器等被測設(shè)備1。而且，調(diào)制用信號發(fā)生器12根據(jù)后述的運(yùn)算處理器18的指示能夠改變調(diào)制用信號M的頻率f 。
接收該數(shù)據(jù)信號D的被測設(shè)備1在其內(nèi)器進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，并且輸出其讀取的數(shù)據(jù)信號D'。 時鐘再生器15接收被測設(shè)備1所讀取的數(shù)據(jù)信號D'，再生其時鐘信號分量C'，并且輸出到相位檢波器16。 相位檢波器16對時鐘信號分量C'進(jìn)行相位檢波處理，將由該檢波處理得到的信號M'發(fā)送到振幅檢測器17，振幅檢測器17檢波信號M'并求出振幅m'，發(fā)送到運(yùn)算處理器18。 在運(yùn)算處理器18中，求出由振幅檢測器17得到的振幅m'與調(diào)制用信號M的已知振幅m的比m' /m，將該對數(shù)值作為抖動頻率f的被測設(shè)備1的抖動傳輸量Tj (f)來求出。若該運(yùn)算結(jié)束，則調(diào)制用信號M的頻率f變更為另外的頻率，與上述相同，重復(fù)進(jìn)行求出抖動傳遞量Tj (f)的處理，如圖6所示，求出在所期望的頻率范圍內(nèi)表示抖動傳輸量如何變化的抖動傳輸特性F。 由此得到的抖動傳輸特性F可以掌握對于各抖動頻率的被測設(shè)備1的抖動傳輸量(抑制量)。 另外，如上述結(jié)構(gòu)的抖動傳輸特性測量裝置在如下專利文獻(xiàn)1公開。
專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開平08-220163號公報 然而，在上述現(xiàn)有抖動傳輸特性測量裝置中，在求檢波輸出M的振幅V'時，考慮
到噪聲等影響，需要進(jìn)行平均化處理，如上所述在每個抖動頻率點(diǎn)進(jìn)行測量時，為了得到需要的抖動頻率的點(diǎn)數(shù)的振幅V'需要長時間，缺乏效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種可以快速測量抖動傳輸特性的抖動傳輸特性測量裝置。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案1所述的抖動傳輸特性測量裝置具有
抖動發(fā)生器，輸出通過輸入的調(diào)制用信號進(jìn)行相位調(diào)制的時鐘信號；
調(diào)制用信號發(fā)生器，產(chǎn)生包括各振幅已知且頻率不同的多個正弦波分量的調(diào)制用信號并輸出到所述抖動發(fā)生器； 數(shù)據(jù)信號發(fā)生器，產(chǎn)生與從所述抖動發(fā)生器輸出的時鐘信號同步的數(shù)據(jù)信號并發(fā)送到被測設(shè)備； 時鐘再生器，接收由接收所述數(shù)據(jù)信號的被測設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)信號，并再生該時鐘信號分量； 相位檢波器，接收由所述時鐘再生器再生的時鐘信號進(jìn)行相位檢波； 信號振幅檢測器，從所述相位檢波器的輸出信號中檢測包含于所述調(diào)制用信號的
多個正弦波分量的各振幅； 運(yùn)算處理器，分別求出在所述信號振幅檢測器中檢測出的正弦波分量的振幅與該正弦波分量的所述已知振幅的比。 而且，本發(fā)明的技術(shù)方案2的抖動傳輸特性測量裝置，在技術(shù)方案1所述的抖動傳輸特性測量裝置中，其特征在于，所述信號振幅檢測器由以下構(gòu)成 多個濾波器，從所述相位檢波器的輸出信號分別分離包含于所述調(diào)制用信號的多個正弦波分量； 檢波器，檢波通過所述多個濾波器分離出的多個正弦波分量并分別求出該振幅。
此外，本發(fā)明的技術(shù)方案3的抖動傳輸特性測量裝置，在技術(shù)方案1所述的抖動傳輸特性測量裝置中，其特征在于，所述信號振幅檢測器由如下構(gòu)成
A/D轉(zhuǎn)換器，將所述相位檢波器的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號； 快速傅里葉變換器，對所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行快速傅里葉變換處理，并且分別檢測包含于所述調(diào)制用信號的多個正弦波分量的振幅。 這樣，在本發(fā)明的抖動傳輸特性測量裝置中，因?yàn)檎{(diào)制用信號發(fā)生器產(chǎn)生包括各振幅已知且頻率不同的多個正弦波分量的調(diào)制用信號并輸出到抖動發(fā)生器，并且從相位檢波器的輸出信號檢測包含于調(diào)制用信號的多個正弦波分量的振幅，并分別求出該檢測的振幅與各正弦波分量的已知振幅的比，所以可以一次性地得到對于多個抖動頻率的抖動傳輸量，并可以非常有效地求出抖動傳輸特性。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是表示有關(guān)實(shí)施方式的抖動產(chǎn)生的重要部分的結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。
圖3是表示有關(guān)實(shí)施方式的抖動產(chǎn)生的另外的結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。
圖4是表示實(shí)施方式的振幅檢測器的結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。
圖5是表示實(shí)施方式的振幅檢測器的另外的結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。
圖6是表示抖動傳輸特性的例子的圖。 圖7是現(xiàn)有裝置的結(jié)構(gòu)圖。 符號說明 1 :被測設(shè)備 20 :抖動傳輸特性測量裝置 21 :抖動發(fā)生器 22:調(diào)制用信號發(fā)生器 23 :數(shù)據(jù)信號發(fā)生器 25:時鐘再生器 26 :相位檢波器 27 :信號振幅檢測器 28 :濾波器 29 :檢波器 30 :A/D轉(zhuǎn)換器 31 :FFT 40 :運(yùn)算處理器
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。 圖1表示應(yīng)用了本發(fā)明的抖動傳輸特性測量裝置20的結(jié)構(gòu)。 該抖動傳輸特性測量裝置20的抖動發(fā)生器21接收從調(diào)制用信號發(fā)生器22輸出
的調(diào)制用信號M，并輸出通過該調(diào)制用信號M進(jìn)行相位調(diào)制的時鐘信號C。 抖動發(fā)生器21的結(jié)構(gòu)可以考慮各種結(jié)構(gòu)，可以采用例如圖2所示的正交調(diào)制器結(jié)
構(gòu)或圖3所示的PLL結(jié)構(gòu)。 圖2所示的正交調(diào)制器結(jié)構(gòu)的情形，將從載波信號發(fā)生器21a輸出的頻率為fc的載波信號Ca和通過移相器21b將該載波信號Ca相移90度的載波信號Cb分別輸入到乘積型混頻器21c、21d。 另一方面，在混頻器21c、21d分別輸入從調(diào)制用信號發(fā)生器22輸出的正交調(diào)制用
信號Mi (t) 、Mq(t)，混頻器21c、21d的輸出通過加法器21e來加法運(yùn)算。 其中，正交調(diào)制用信號Mi(t)、Mq(t)由下式表示
<formula>formula see original document page 6</formula> 此處，p工 Pn表示在相位調(diào)制所期望的所有不同角頻率值，n^ mn表示相位調(diào)制所期望的深度。而且符號E表示i = 1 n為止的總和。 使用上述的正交調(diào)制用信號Mi(t)、Mq(t)時，若將"設(shè)為載波的角頻率，則加法器21e的輸出C變?yōu)橐韵隆?br> <formula>formula see original document page 6</formula>
= cos (cot) sin[ E sin(Pit)]
+sin(cot) cos[ E sin(Pit)]
= sin [ O t) + E mi sin (p,) ]......(1) 上述式(1)表示通過振幅分別為mi mn，角頻率分別為Pl pn的n個正弦波對角頻率為co的載波信號進(jìn)行相位調(diào)制后的結(jié)果。 S卩，上述正交調(diào)制用信號Mi (t) 、 Mq(t)可以說相對于正交調(diào)制器結(jié)構(gòu)的抖動發(fā)生
器21形成含有振幅為mi mn、頻率為Pl/2 pn/2 的正弦波的調(diào)制用信號。 例如圖2所示，該正交調(diào)制用信號Mi(t)、Mq(t)在調(diào)制用信號發(fā)生器22內(nèi)的波形
儲存器22a中儲存在每n個頻率的組，通過后述的運(yùn)算處理器40從波形儲存器22a讀出并
通過D/A轉(zhuǎn)換器22b轉(zhuǎn)換成模擬信號，通過濾波器22c除去量化噪聲后輸出到正交調(diào)制器
結(jié)構(gòu)的抖動發(fā)生器21。 而且，在圖3所示的PLL結(jié)構(gòu)的抖動發(fā)生器21中，通過分頻器21g(或者也可以為外差式頻率轉(zhuǎn)換器)將在載波頻率附近振蕩的VCO(電壓控制振蕩器)21f的輸出轉(zhuǎn)換為低頻率，與頻率等于用分頻器21g的分頻比除載波頻率的值的基準(zhǔn)信號R —同輸入到相位比較器21h，通過濾波器21i從該輸出分離用于使分頻輸出與基準(zhǔn)信號R同步的控制信號，通過加法器21j發(fā)送到VC021f。通過該P(yáng)LL的回路控制，VC021f的輸出頻率鎖定在載波頻率，但是，因?yàn)閬碜哉{(diào)制用信號發(fā)生器22的調(diào)制用信號M輸入到加法器21 j，所以VC021f的輸出信號C的相位隨調(diào)制用信號M的振幅而變化。 其中，來自調(diào)制用信號發(fā)生器22的調(diào)制用信號M如圖3所示，由輸出振幅n^ mn已知且頻率分別不同的n個正弦波的正弦波發(fā)生器224 22dn和加法運(yùn)算合成該輸出的加法器22e產(chǎn)生。另外，此時，n個正弦波發(fā)生器22c^ 22《輸出的正弦波的頻率可以通過運(yùn)算處理器40變化，并可以選擇另外的n個頻率的組合。 而且，如上所述，作為在載波振蕩器如直接施加相位調(diào)制時所使用的調(diào)制用信號M，可以同時使用通過濾波器從非正弦波且包括諧波的信號分離需要的頻率分量的電路，而并不限于上述圖3的結(jié)構(gòu)。 這樣，在抖動發(fā)生器21輸出的時鐘信號C中包括有各振幅已知且通過頻率不同的多個正弦波相位調(diào)制的抖動分量。該時鐘信號C輸入到數(shù)據(jù)信號發(fā)生器23。
數(shù)據(jù)信號發(fā)生器23例如由偽隨機(jī)信號發(fā)生器構(gòu)成，該偽隨機(jī)信號與時鐘信號C同步產(chǎn)生，將其作為串行數(shù)據(jù)信號D發(fā)送到被測設(shè)備1。因?yàn)樵摂?shù)據(jù)信號D與時鐘信號C同步，所以賦予與時鐘信號C相同的抖動。 被測設(shè)備1例如為中轉(zhuǎn)器的情況，對該數(shù)據(jù)信號D進(jìn)行讀取處理，并輸出該讀取的數(shù)據(jù)信號D'。 時鐘再生器25從該被測設(shè)備1所輸出的串行數(shù)據(jù)信號D'再生時鐘信號分量C'。 該時鐘再生通過取例如NRZ方式的數(shù)據(jù)信號和將其延遲半比特的數(shù)據(jù)信號的異或邏輯，根據(jù)使BPF通過而填補(bǔ)時鐘的遺漏部分來進(jìn)行。而且，在由該時鐘再生得到的時鐘信號分量C'中包含有通過數(shù)據(jù)信號D'的所述BPF的未改變的抖動。
該再生的時鐘信號分量C'輸入到相位檢波器26，輸出表示其相位變化的信號M'。
其中，相位檢波器26可以用模擬電路來實(shí)現(xiàn)相位變化的檢測，也可以由用于數(shù)字 信號處理的數(shù)值運(yùn)算電路或邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。模擬電路時，輸出信號M'為電壓信號，數(shù)值 運(yùn)算電路或邏輯電路時，輸出信號M'為表示以一定間隔樣本化的相位變化的數(shù)值系列。
該相位檢波器26的輸出信號M'輸入到信號振幅檢測器27。
信號振幅檢測器27從相位檢波器26的輸出信號M'檢測包括于調(diào)制用信號M的 n個正弦波分量的各振幅m/ mn'。 其中，信號振幅檢測器27的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，由從相位檢波器26的輸出信號M' 分別分離包含于調(diào)制用信號M的n個正弦波分量的n個濾波器281 28n和分別檢測通過 這些濾波器 28n分離出的n個正弦波分量并求出該振幅mi' mn'的檢波器 29 構(gòu)成。 另外，在輸出信號M'為電壓信號時，該濾波處理和檢波處理可以在其前級進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換處理而進(jìn)行數(shù)字處理，在輸出信號M'為數(shù)值系列時，可以直接進(jìn)行數(shù)字處理。此 外，各濾波器28工 28n的通過中心頻率可以為固定的或變化的任一個，變化時，變更為來自 后述運(yùn)算處理器40的頻率信息所指定的值。 而且，作為信號振幅檢測器27，相位檢波器26的輸出信號M'為電壓信號時，如圖 5所示通過A/D轉(zhuǎn)換器30將相位檢波器26的輸出信號M'轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸入到快速 傅里葉變換器(FFT)31，由基于該快速傅里葉轉(zhuǎn)換器31的傅里葉轉(zhuǎn)換處理能夠分別檢測包 含于調(diào)制用信號M的n個正弦波分量的各頻率的振幅。此外，相位檢波器26的輸出信號 M'為數(shù)值系列時，省略A/D轉(zhuǎn)換器30，可以直接進(jìn)行傅里葉轉(zhuǎn)換處理。
這樣得到的各正弦波分量的振幅m/ mn'輸入到運(yùn)算處理器40。
在運(yùn)算處理器40中，分別求出由信號振幅檢測器27檢測出的各正弦波分量的振 幅m/ mn'與該正弦波分量的已知振幅n^ mn的比，通過下述的運(yùn)算來求出正弦波分量 的各頻率4 = P乂2 Ji的抖動傳輸量Tj。
Tj(f》=201og(nii' /V) 其中，在抖動傳輸特性中求出的頻率點(diǎn)數(shù)K等于n時，通過對上述n個振幅iV mn'的運(yùn)算處理，得到需要的所有頻率點(diǎn)的抖動傳輸量Tj(f》 Tj(fk)，通過在例如未圖 示的顯示器的畫面上將其抖動頻率作為橫軸、抖動傳輸量作為縱軸繪圖，得到如圖6所示 的抖動傳輸特性F。 而且，在抖動傳輸特性中求出的頻率點(diǎn)數(shù)K大于n，為n的倍數(shù)(k = u n)時，在
對上述n個振幅m/ mn'的運(yùn)算處理結(jié)束之后，將從調(diào)制用信號發(fā)生器22輸出的信號轉(zhuǎn) 換成對應(yīng)于頻率不同的另外n個正弦波分量的信號，將該各正弦波分量的頻率信息發(fā)送到 信號振幅檢測器27，檢測該振幅rv/ m2n'，通過重復(fù)u-l次上述相同的運(yùn)算而求出抖動 傳遞量Tj(4+》 Tj(fJ的處理，可以得到對于所有頻率的抖動傳遞量Tj(f》 Tj(fk)。
另外，此時n個正弦波分量的組合為任意，但是，不管頻率相隔很大還是過于接 近，會產(chǎn)生濾波器或FFT處理的分辨率等問題，所以要求設(shè)定為在比較近的頻率范圍以較 少的抽頭數(shù)的濾波器能夠分離的間隔。 這樣上述實(shí)施方式的抖動傳輸特性測量裝置20，由于調(diào)制用信號發(fā)生器22產(chǎn)生 包括各振幅已知且頻率不同的多個正弦波分量的調(diào)制用信號并輸出到抖動發(fā)生器21，并且 從相位檢波器26的輸出信號并行檢測包含于調(diào)制用信號的多個正弦波分量的振幅，分別求出檢測出的振幅與各正弦波分量的已知振幅的比，所以可以一次性得到對于多個抖動頻 率的抖動傳輸量，并可以非常有效地求出抖動傳輸特性。
權(quán)利要求
一種抖動傳輸特性測量裝置，其特征在于，具有抖動發(fā)生器(21)，輸出通過輸入的調(diào)制用信號進(jìn)行相位調(diào)制的時鐘信號；調(diào)制用信號發(fā)生器(22)，產(chǎn)生包括各振幅已知且頻率不同的多個正弦波分量的調(diào)制用信號并輸出到所述抖動發(fā)生器；數(shù)據(jù)信號發(fā)生器(23)，產(chǎn)生與從所述抖動發(fā)生器輸出的時鐘信號同步的數(shù)據(jù)信號并發(fā)送到被測設(shè)備(1)；時鐘再生器(25)，接收由接收所述數(shù)據(jù)信號的被測設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)信號，并再生該時鐘信號分量；相位檢波器(26)，接收在所述時鐘再生器再生的時鐘信號進(jìn)行相位檢波；信號振幅檢測器(27)，從所述相位檢波器的輸出信號檢測包含于所述調(diào)制用信號的多個正弦波分量的各振幅；運(yùn)算處理器(40)，分別求出在所述信號振幅檢測器中檢測出的正弦波分量的振幅與該正弦波分量的所述已知振幅的比。
2. 如權(quán)利要求1所述的抖動傳輸特性測量裝置，其特征在于，所述信號振幅檢測器 (27)由如下構(gòu)成:多個濾波器(28工 28n)，從所述相位檢波器的輸出信號分別分離包含于所述調(diào)制用信 號的多個正弦波分量；檢波器(2^ 29n)，檢波通過所述多個濾波器分離出的多個正弦波分量并分別求出該振幅。
3. 如權(quán)利要求1所述的抖動傳輸特性測量裝置，其特征在于，所述信號振幅檢測器由如下構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換器(30)，將所述相位檢波器的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號； 快速傅里葉變換器(31)，對所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行快速傅里葉變換處理，并且分 別檢測包含于所述調(diào)制用信號的多個正弦波分量的振幅。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的抖動傳輸特性測量裝置，其特征在于， 所述抖動發(fā)生器利用了正交調(diào)制器。
5. 如權(quán)利要求4所述的抖動傳輸特性測量裝置，其特征在于，所述正交調(diào)制器將從載波信號發(fā)生器(21a)輸出的頻率的載波信號和通過移相器 (21b)將該載波信號相移90度的載波信號分別輸入到乘積型混頻器(21c、21d);另一方面，在混頻器(21c、21d)分別輸入包含在從調(diào)制用信號發(fā)生器(22)輸出的正交 調(diào)制用信號的同相分量和正交分量；所述混頻器(21c、21d)的輸出通過加法器(21e)來加法運(yùn)算。
6. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的抖動傳輸特性測量裝置，其特征在于， 所述抖動發(fā)生器利用PLL(鎖相回路)。
7. 如權(quán)利要求6所述的抖動傳輸特性測量裝置，其特征在于，所述PLL(鎖相回路)通過分頻器(21g)將在所述載波頻率附近振蕩的VCO(電壓控制 振蕩器)(21f)的輸出轉(zhuǎn)換為低頻率，與頻率等于用所述分頻器(21g)的分頻比除所述載波 頻率的值的基準(zhǔn)信號R —同輸入到相位比較器(21h)，通過濾波器(21i)從所述相位比較器 的輸出分離用于使分頻輸出與所述基準(zhǔn)信號R同步的控制信號，并且通過加法器(21j)發(fā)送到所述vco。
8. —種抖動傳輸特性測量方法，用于測量對所輸入的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行讀取處理的各種裝置的抖動傳輸特性，其特征在于，具有產(chǎn)生包括各振幅已知且頻率不同的多個正弦波分量的調(diào)制用信號的步驟； 接收所述調(diào)制用信號并輸出通過所述調(diào)制用信號進(jìn)行相位調(diào)制的時鐘信號的步驟； 產(chǎn)生與該時鐘信號同步的輸入用數(shù)據(jù)信號并發(fā)送到被測設(shè)備的步驟； 接收由接收所述輸入用數(shù)據(jù)信號的被測設(shè)備輸出的輸出結(jié)果數(shù)據(jù)信號，并再生包含在所述輸出結(jié)果數(shù)據(jù)信號的時鐘信號分量的步驟；接收所述時鐘信號分量并進(jìn)行相位檢波的步驟； 檢測包含于所述調(diào)制用信號中的多個正弦波分量的各振幅的步驟； 分別求出檢測出的正弦波分量的振幅與該正弦波分量的所述已知振幅的比的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抖動傳輸特性測量裝置，其可以快速測量抖動傳輸特性。調(diào)制用信號發(fā)生器(22)產(chǎn)生包括各振幅m1～mn已知且不同頻率f1～fn的多個正弦波分量的調(diào)制用信號M并輸出到抖動發(fā)生器(21)。通過該調(diào)制用信號M進(jìn)行相位調(diào)制的時鐘信號C輸入到數(shù)據(jù)信號發(fā)生器(23)，與時鐘信號C同步的數(shù)據(jù)信號D發(fā)送到被測設(shè)備(1)，將從被測設(shè)備(1)輸出的數(shù)據(jù)信號D′輸入到時鐘再生器(25)并再生其時鐘信號分量C′，通過相位檢波器(26)對時鐘信號分量C′的相位檢波處理。信號振幅檢測器(27)從相位檢波器(26)的輸出信號M′檢測包含于調(diào)制用信號M的多個正弦波分量的振幅，在運(yùn)算處理器(40)中分別求出該檢測的振幅與各正弦波分量的已知振幅的比。
文檔編號H04W24/00GK101789833SQ20101000093
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者望月健, 鈴木誠也, 青木隆 申請人:安立股份有限公司