JP3185175B2 - シリアル・デジタル測定装置及びケーブル測定方法 - Google Patents
シリアル・デジタル測定装置及びケーブル測定方法Info
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- JP3185175B2 JP3185175B2 JP10327797A JP10327797A JP3185175B2 JP 3185175 B2 JP3185175 B2 JP 3185175B2 JP 10327797 A JP10327797 A JP 10327797A JP 10327797 A JP10327797 A JP 10327797A JP 3185175 B2 JP3185175 B2 JP 3185175B2
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- serial digital
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/46—Monitoring; Testing
- H04B3/462—Testing group delay or phase shift, e.g. timing jitter
- H04B3/466—Testing attenuation in combination with at least one of group delay and phase shift
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
- Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリアル・デジタ
ル・データ伝送測定、特に、動作中に、シリアル・デジ
タル信号源の信号レベルと、ケーブル長及びケーブル損
失とを測定する装置及び方法に関する。
ル・データ伝送測定、特に、動作中に、シリアル・デジ
タル信号源の信号レベルと、ケーブル長及びケーブル損
失とを測定する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】デジタル・データ伝送、特に、シリアル
・デジタル・ビデオ信号の分配には、検波（検出）及び
再伝送のための多くの経路を経た後でも、情報をほぼ完
全に再生できるという利点がある。しかし、深刻な問題
の１つは、チャンネル特性が、確実にデータ再生が可能
なしきい値を越えたても、チャンネル変調及び検波（復
調）のいくつかの方法おいては、早めの警告が出ないこ
とである。これは、特に、７５オームの同軸ケーブルで
データを伝送するシリアル・デジタル・ビデオ標準にお
いて、重要な問題である。この特性は、「クリフ効果」
と呼ばれている。この効果により、ケーブル長がわずか
に増加したり、信号源の信号レベルが変化するだけで、
ほぼ完全なデータ伝送が大幅に劣化する。
・デジタル・ビデオ信号の分配には、検波（検出）及び
再伝送のための多くの経路を経た後でも、情報をほぼ完
全に再生できるという利点がある。しかし、深刻な問題
の１つは、チャンネル特性が、確実にデータ再生が可能
なしきい値を越えたても、チャンネル変調及び検波（復
調）のいくつかの方法おいては、早めの警告が出ないこ
とである。これは、特に、７５オームの同軸ケーブルで
データを伝送するシリアル・デジタル・ビデオ標準にお
いて、重要な問題である。この特性は、「クリフ効果」
と呼ばれている。この効果により、ケーブル長がわずか
に増加したり、信号源の信号レベルが変化するだけで、
ほぼ完全なデータ伝送が大幅に劣化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】よって、信号源に結合
したケーブル長と、分配されたシリアル・デジタル信号
の信号レベルを動作中（インサービス中）にモニタし
て、信号品質が「クリフに落ちる（クリフ効果の影響を
受ける）」前に、残りのマージン（余裕度）を求める方
法が望まれている。
したケーブル長と、分配されたシリアル・デジタル信号
の信号レベルを動作中（インサービス中）にモニタし
て、信号品質が「クリフに落ちる（クリフ効果の影響を
受ける）」前に、残りのマージン（余裕度）を求める方
法が望まれている。
【０００４】したがって、本発明の目的は、動作中のシ
リアル・デジタル信号源の信号レベルと、ケーブル長及
びケーブル損失との測定を行い、ほぼ完全なデータ伝送
が大幅に劣化する前の残りのマージンを求める装置及び
方法の提供にある。
リアル・デジタル信号源の信号レベルと、ケーブル長及
びケーブル損失との測定を行い、ほぼ完全なデータ伝送
が大幅に劣化する前の残りのマージンを求める装置及び
方法の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、わずか
２つの基準周波数（低周波数及び高周波数）に同調され
た簡単なゼロＩＦ（中間周波数）スーパーヘテロダイン
受信器（中間周波数を経ないで、同調後直ちに変調信号
を取り出す受信器）にシリアル・デジタル信号を入力す
る。その結果、これら両方の周波数にて、対数変換（デ
シベル（ｄＢ）で対数重み付け）されたサンプル値を異
なるパスで処理して、ろ波された低周波数でのサンプル
値（以下、低周波数値と呼ぶこともある）及びろ波され
た高周波数でのサンプル値（以下、高周波数値と呼ぶこ
ともある）を求める。これら２つの値の一方から他方を
減算して、この減算結果である差動（微分）損失を求め
る。なお、この差動損失は、ゼロ・ケーブル長（長さが
ゼロに相当するケーブル）に対する測定値（即ち、上述
の低周波数及び高周波数におけるサンプル値）から求め
たオフセット値（即ち、これら２つのサンプル値の差）
により変調される（即ち、差動損失からオフセット値を
引く）。ケーブル形式が未知の場合、ｄＢであるこの変
調した差動損失を、ｄＢ当たりのメートル（長さ）に対
する倍率（スケール・ファクタ：即ち、単位ｄＢ当たり
がケーブルの何メートルに相当するかを示す倍率）で乗
算して、ケーブル長を、既知の形式のケーブルのケーブ
ル長、又は既知の共通形式の等価ケーブル長として求め
る。なお、この倍率は、ケーブルの形式で決まる。ろ波
した周波数値及び差動損失の一方から逆に外挿して、信
号源の信号振幅を求める。公称信号源（出力信号レベル
が校正された信号源）の信号振幅及び製造業者の特定し
たケーブル特性を用いると、ケーブル長及び信号レベル
の測定値が、大幅な信号劣化の生じる前に、システムに
おける残存ケーブル長及び信号レベル・マージンを示
す。
２つの基準周波数（低周波数及び高周波数）に同調され
た簡単なゼロＩＦ（中間周波数）スーパーヘテロダイン
受信器（中間周波数を経ないで、同調後直ちに変調信号
を取り出す受信器）にシリアル・デジタル信号を入力す
る。その結果、これら両方の周波数にて、対数変換（デ
シベル（ｄＢ）で対数重み付け）されたサンプル値を異
なるパスで処理して、ろ波された低周波数でのサンプル
値（以下、低周波数値と呼ぶこともある）及びろ波され
た高周波数でのサンプル値（以下、高周波数値と呼ぶこ
ともある）を求める。これら２つの値の一方から他方を
減算して、この減算結果である差動（微分）損失を求め
る。なお、この差動損失は、ゼロ・ケーブル長（長さが
ゼロに相当するケーブル）に対する測定値（即ち、上述
の低周波数及び高周波数におけるサンプル値）から求め
たオフセット値（即ち、これら２つのサンプル値の差）
により変調される（即ち、差動損失からオフセット値を
引く）。ケーブル形式が未知の場合、ｄＢであるこの変
調した差動損失を、ｄＢ当たりのメートル（長さ）に対
する倍率（スケール・ファクタ：即ち、単位ｄＢ当たり
がケーブルの何メートルに相当するかを示す倍率）で乗
算して、ケーブル長を、既知の形式のケーブルのケーブ
ル長、又は既知の共通形式の等価ケーブル長として求め
る。なお、この倍率は、ケーブルの形式で決まる。ろ波
した周波数値及び差動損失の一方から逆に外挿して、信
号源の信号振幅を求める。公称信号源（出力信号レベル
が校正された信号源）の信号振幅及び製造業者の特定し
たケーブル特性を用いると、ケーブル長及び信号レベル
の測定値が、大幅な信号劣化の生じる前に、システムに
おける残存ケーブル長及び信号レベル・マージンを示
す。
【０００６】本発明のその他の目的、利点及び新規な特
徴は、添付図を参照した以下の詳細説明から明らかにな
ろう。
徴は、添付図を参照した以下の詳細説明から明らかにな
ろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、動作中のシリアル・デジ
タル信号源の信号レベル及びケーブル長を本発明により
測定するために用いる受信器のブロック図である。先
ず、ダッシュのを付けた参照番号で示す点線のブロック
を除いて説明する。概略的には、シリアル・デジタル信
号から、このシリアル・デジタル信号のパワー（電力）
スペクトラムの第１ローブ内の２つの基準周波数におけ
る１対のサンプル値を求める手段（１０〜２２）と、１
対のサンプル値を処理し、ケーブルで決まる定数に基づ
いて、ケーブル及び信号源の少なくとも一方を測定する
手段（２４）とを具えている。すなわち、スクランブル
され反転されたノンリターン・ツゥ・ゼロ（ＮＲＺＩ：
non-return to zero, inverted）信号の如きシリアル・
デジタル信号を、簡単なゼロＩＦスーパーヘテロダイン
受信器に供給する。この受信器は、わずか２つの基準周
波数ＦＬ及びＦＨに同調されている。すなわち、シリア
ル・デジタル信号をミキサ（混合器）１０に供給する。
１対の局部発信器（ＬＯ）１２及び１４は、夫々低周波
数ＦＬとしての１０ＭＨｚと、高周波数ＦＨとしての７
７ＭＨｚの基準周波数を発生する。スイッチ１６は、局
部発振器１２及び１４の一方からの周波数出力信号をミ
キサ１０に選択的に供給する。ミキサ１０の出力信号
は、ロウパス・フィルタ（ＬＰＦ）１８に供給する。こ
のロウパス・フィルタ１８は、帯域幅が２ＭＨｚのよう
に比較的狭く、ミキサ１０の出力信号をほぼ直流から２
ＭＨｚまでろ波する。フィルタ１８は、従来のスーパー
ヘテロダイン受信器内のＩＦ帯域通過フィルタであって
もよい。しかし、その結果の広がった幅広の画像を、入
力プリセレクタにより除去するか、測定において考慮し
なければならない。フィルタ１８からの２ＭＨｚのゼロ
ＩＦ信号を対数検波／増幅器（以下、単に検波器という
こともある）２０に入力して、大きなダイナミック・レ
ンジの検波した信号を１ステップで圧縮且つ検波する。
また、所望の信号パワー比は、簡単な加算及び減算によ
り、一層簡単に計算できる。周波数が１００Ｈｚ以上の
クロックの如きシステム・クロックを用いるアナログ・
デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２により、対数検波器２０
の出力信号をデジタル化して、妥当なレートで表示を更
新する間、次のデジタル信号を処理できるようにする。
各Ａ／Ｄ変換によるサンプルの後、スイッチ１６により
局部発振器１２及び１４の出力信号が切り替えられてミ
キサ１０に供給される。この動作により、Ａ／Ｄ変換器
２２の出力端に、低周波数サンプル値ＦＬｘ及び高周波
数サンプル値ＦＨｘが交互に発生する。
タル信号源の信号レベル及びケーブル長を本発明により
測定するために用いる受信器のブロック図である。先
ず、ダッシュのを付けた参照番号で示す点線のブロック
を除いて説明する。概略的には、シリアル・デジタル信
号から、このシリアル・デジタル信号のパワー（電力）
スペクトラムの第１ローブ内の２つの基準周波数におけ
る１対のサンプル値を求める手段（１０〜２２）と、１
対のサンプル値を処理し、ケーブルで決まる定数に基づ
いて、ケーブル及び信号源の少なくとも一方を測定する
手段（２４）とを具えている。すなわち、スクランブル
され反転されたノンリターン・ツゥ・ゼロ（ＮＲＺＩ：
non-return to zero, inverted）信号の如きシリアル・
デジタル信号を、簡単なゼロＩＦスーパーヘテロダイン
受信器に供給する。この受信器は、わずか２つの基準周
波数ＦＬ及びＦＨに同調されている。すなわち、シリア
ル・デジタル信号をミキサ（混合器）１０に供給する。
１対の局部発信器（ＬＯ）１２及び１４は、夫々低周波
数ＦＬとしての１０ＭＨｚと、高周波数ＦＨとしての７
７ＭＨｚの基準周波数を発生する。スイッチ１６は、局
部発振器１２及び１４の一方からの周波数出力信号をミ
キサ１０に選択的に供給する。ミキサ１０の出力信号
は、ロウパス・フィルタ（ＬＰＦ）１８に供給する。こ
のロウパス・フィルタ１８は、帯域幅が２ＭＨｚのよう
に比較的狭く、ミキサ１０の出力信号をほぼ直流から２
ＭＨｚまでろ波する。フィルタ１８は、従来のスーパー
ヘテロダイン受信器内のＩＦ帯域通過フィルタであって
もよい。しかし、その結果の広がった幅広の画像を、入
力プリセレクタにより除去するか、測定において考慮し
なければならない。フィルタ１８からの２ＭＨｚのゼロ
ＩＦ信号を対数検波／増幅器（以下、単に検波器という
こともある）２０に入力して、大きなダイナミック・レ
ンジの検波した信号を１ステップで圧縮且つ検波する。
また、所望の信号パワー比は、簡単な加算及び減算によ
り、一層簡単に計算できる。周波数が１００Ｈｚ以上の
クロックの如きシステム・クロックを用いるアナログ・
デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２により、対数検波器２０
の出力信号をデジタル化して、妥当なレートで表示を更
新する間、次のデジタル信号を処理できるようにする。
各Ａ／Ｄ変換によるサンプルの後、スイッチ１６により
局部発振器１２及び１４の出力信号が切り替えられてミ
キサ１０に供給される。この動作により、Ａ／Ｄ変換器
２２の出力端に、低周波数サンプル値ＦＬｘ及び高周波
数サンプル値ＦＨｘが交互に発生する。
【０００８】Ａ／Ｄ変換器２２からのサンプル値をプロ
セッサ２４に供給する。このプロセッサ２４には、２つ
の初段データ経路があり、一方のデータ経路が低周波数
サンプル値用であり、他方のデータ経路が高周波数サン
プル値用である。これらサンプル値の両方の組を先ずメ
ジアン（中央値）フィルタ（ＭＥＤ）２６及び２８によ
り処理して、一過性のデータ欠落により生じるエラーを
除去する。ＮＲＺＩ信号の不十分なスクランブルによ
り、そのスペクトラムは、独立した完全なデータではな
く、検波された対数重み付け出力信号内に時々欠落が生
じる。次に、メジアンろ波されたサンプル値の組を浮動
小数点データとしてロウパス平均化フィルタ３０及び３
２に夫々入力して、分解能をＡ／Ｄ変換器２２の最下位
１ビットの限界よりも大幅に改善する。ろ波した低周波
数値ＦＬＦＶal及びろ波した高周波数値ＦＨＦＶalを計
算アルゴリズム処理器３４に供給する。この計算アルゴ
リズム処理器３４は、信号レベル及び／又はケーブル長
を計算する。計算結果の出力信号を量子化器／フォーマ
ット・アルゴリズム回路３６に入力して、表示器、プリ
ンタ、遠隔ポート等の適切な出力装置に供給する表示リ
ードアウト信号を発生する。
セッサ２４に供給する。このプロセッサ２４には、２つ
の初段データ経路があり、一方のデータ経路が低周波数
サンプル値用であり、他方のデータ経路が高周波数サン
プル値用である。これらサンプル値の両方の組を先ずメ
ジアン（中央値）フィルタ（ＭＥＤ）２６及び２８によ
り処理して、一過性のデータ欠落により生じるエラーを
除去する。ＮＲＺＩ信号の不十分なスクランブルによ
り、そのスペクトラムは、独立した完全なデータではな
く、検波された対数重み付け出力信号内に時々欠落が生
じる。次に、メジアンろ波されたサンプル値の組を浮動
小数点データとしてロウパス平均化フィルタ３０及び３
２に夫々入力して、分解能をＡ／Ｄ変換器２２の最下位
１ビットの限界よりも大幅に改善する。ろ波した低周波
数値ＦＬＦＶal及びろ波した高周波数値ＦＨＦＶalを計
算アルゴリズム処理器３４に供給する。この計算アルゴ
リズム処理器３４は、信号レベル及び／又はケーブル長
を計算する。計算結果の出力信号を量子化器／フォーマ
ット・アルゴリズム回路３６に入力して、表示器、プリ
ンタ、遠隔ポート等の適切な出力装置に供給する表示リ
ードアウト信号を発生する。
【０００９】計算アルゴリズム処理器３４は、シリアル
・デジタル信号の特性の利点を生かすことができる。本
発明により動作中のシリアル・デジタル信号源の信号レ
ベル及びケーブル長を測定するための信号処理状況を表
す図２に示すように、かかる信号源からの信号パワー・
スペクトラムの対数曲線Ｓxxは、次式で表せる。なお、
実線は、ケーブルの長さがゼロのときの対数曲線Ｓxxを
示し、点線は、ケーブルの長さがゼロでないときの対数
曲線Ｓxxを示す。 Ｓxx＝（ｓｉｎ（ｗ）／ｗ）2＝ｓｉｎｃ2（ｗ） なお、ｗは、周波数成分を表す。ゼロ・ケーブル長（ケ
ーブルの長さがゼロ）にて、低周波数ＦＬのパワー値
は、ＦＬ0により得られ、高周波数ＦＨのパワー値は、
傾斜を定めるＦＨ0により得られる。局部発振器１２及
び１４の高周波数及び低周波数の値は、Ｓxx関数の第１
ローブ（葉又は耳たぶ状部分であり、第１ローブは、図
２の左半分に対応する）内に入るように選択される。こ
れら２つの周波数間の間隔は、測定の充分な分解能と制
限されたダイナミック・レンジに対して良好な傾斜変化
が得られるように選択される。これら２つのゼロ長値
（ケーブル長さがゼロに相当する場合の値）の間の差
が、オフセット値（ＯffsetＶal）となる。このオフセ
ット値は、信号源のスペクトラム出力内のロール・オフ
と、これら２つの周波数における受信器のわずかな利得
の差とにより決まる。ケーブル長が延びると、このケー
ブルにより生じた損失がパワー・スペクトラムを変更す
るので、対応する低周波数値ＦＬｘ及び高周波数値ＦＨ
ｘを減衰し（なお、ｘは、未知のケーブル長を表す）、
これら値が定める傾斜が変化する。これら変化は、対数
重み付けしたＳxx関数における線形状態にて生じる。し
たがって、１００メートルのベルドン（Beldon）８２８
１型ケーブル用の対応周波数における値の如き各周波数
において、いくつかの標準ケーブル長における値を計算
アルゴリズム処理器３４内に蓄積することにより、ケー
ブル長ｘを求めてもよい。測定した周波数差動損失値
は、ミキサ１０及び対数検波器２０の利得変動から独立
していると共に、信号源の信号レベルからも独立してい
る。絶対的損失が大幅に変化しても、この差動損失特性
は、温度や、使用するケーブル形式のバッチ（製造ロッ
ト）における違いと矛盾しない。したがって、広範囲の
温度及び信号レベルにわたって、ケーブル損失、形式確
認、又は長さを正確に測定できる。
・デジタル信号の特性の利点を生かすことができる。本
発明により動作中のシリアル・デジタル信号源の信号レ
ベル及びケーブル長を測定するための信号処理状況を表
す図２に示すように、かかる信号源からの信号パワー・
スペクトラムの対数曲線Ｓxxは、次式で表せる。なお、
実線は、ケーブルの長さがゼロのときの対数曲線Ｓxxを
示し、点線は、ケーブルの長さがゼロでないときの対数
曲線Ｓxxを示す。 Ｓxx＝（ｓｉｎ（ｗ）／ｗ）2＝ｓｉｎｃ2（ｗ） なお、ｗは、周波数成分を表す。ゼロ・ケーブル長（ケ
ーブルの長さがゼロ）にて、低周波数ＦＬのパワー値
は、ＦＬ0により得られ、高周波数ＦＨのパワー値は、
傾斜を定めるＦＨ0により得られる。局部発振器１２及
び１４の高周波数及び低周波数の値は、Ｓxx関数の第１
ローブ（葉又は耳たぶ状部分であり、第１ローブは、図
２の左半分に対応する）内に入るように選択される。こ
れら２つの周波数間の間隔は、測定の充分な分解能と制
限されたダイナミック・レンジに対して良好な傾斜変化
が得られるように選択される。これら２つのゼロ長値
（ケーブル長さがゼロに相当する場合の値）の間の差
が、オフセット値（ＯffsetＶal）となる。このオフセ
ット値は、信号源のスペクトラム出力内のロール・オフ
と、これら２つの周波数における受信器のわずかな利得
の差とにより決まる。ケーブル長が延びると、このケー
ブルにより生じた損失がパワー・スペクトラムを変更す
るので、対応する低周波数値ＦＬｘ及び高周波数値ＦＨ
ｘを減衰し（なお、ｘは、未知のケーブル長を表す）、
これら値が定める傾斜が変化する。これら変化は、対数
重み付けしたＳxx関数における線形状態にて生じる。し
たがって、１００メートルのベルドン（Beldon）８２８
１型ケーブル用の対応周波数における値の如き各周波数
において、いくつかの標準ケーブル長における値を計算
アルゴリズム処理器３４内に蓄積することにより、ケー
ブル長ｘを求めてもよい。測定した周波数差動損失値
は、ミキサ１０及び対数検波器２０の利得変動から独立
していると共に、信号源の信号レベルからも独立してい
る。絶対的損失が大幅に変化しても、この差動損失特性
は、温度や、使用するケーブル形式のバッチ（製造ロッ
ト）における違いと矛盾しない。したがって、広範囲の
温度及び信号レベルにわたって、ケーブル損失、形式確
認、又は長さを正確に測定できる。
【００１０】増加するケーブル損失ＬossＶarは、ｄＢ
で次式のように求まる。 ＬossＶar＝ＦＬＦＶal−ＦＨＦＶal−ＯffsetＶal となる。なお、ＯffsetＶalは、オフセット値を表す。
この式は、２つの基準周波数間にて増分するケーブル長
損失をｄＢで求める。次に、ケーブル長ｘを次式で求め
る。 ｘ＝ＬossＶar×ＳcaleＦactor なお、ｄＢ毎のメートルに対するＳcaleＦactor（倍
率）により、ケーブルに依存する損失をケーブル長に変
換する。このＳcaleＦactorは、ケーブルに依存してお
り、発行されているデータにより決まるか、又は、既知
のケーブル長にて図１の受信器で直接測定したデータか
ら各ケーブル形式に応じて決まる。
で次式のように求まる。 ＬossＶar＝ＦＬＦＶal−ＦＨＦＶal−ＯffsetＶal となる。なお、ＯffsetＶalは、オフセット値を表す。
この式は、２つの基準周波数間にて増分するケーブル長
損失をｄＢで求める。次に、ケーブル長ｘを次式で求め
る。 ｘ＝ＬossＶar×ＳcaleＦactor なお、ｄＢ毎のメートルに対するＳcaleＦactor（倍
率）により、ケーブルに依存する損失をケーブル長に変
換する。このＳcaleＦactorは、ケーブルに依存してお
り、発行されているデータにより決まるか、又は、既知
のケーブル長にて図１の受信器で直接測定したデータか
ら各ケーブル形式に応じて決まる。
【００１１】信号レベル、即ち、信号源振幅ＳＬを求め
るには、次式を用いる。 ＳＬ＝（ＳcaleＦactor×ＣblＫ）（ＦＬＦＶal−Ａmp
Ｏffset＋Ｋ（ＬossＶar）なお、ＳcaleＦactorと組み
合わせたｄＢ／メートルにおけるＣblＫ、即ち、Ｓcale
Ｆactor×ＣblＫは、無次元の利得定数となる。ｄＢに
おけるＡmpＯffset（振幅オフセット）は、振幅校正し
た信号源に接続された際に、公称信号源振幅、例えば０
ｄＢにおける受信器利得及びケーブル長を校正し、ケー
ブル形式に依存しない。Ｋは、長さに依存したケーブル
損失を付加するために、ケーブルに依存した（１未満
の）係数であり、信号源レベルではなく、ゼロでないケ
ーブル長によりＦＬＦＶalになるゼロでない係数であ
る。ケーブル長校正とは異なり、正確な結果を得るため
には、温度に対して受信器の利得を安定させる必要があ
る。
るには、次式を用いる。 ＳＬ＝（ＳcaleＦactor×ＣblＫ）（ＦＬＦＶal−Ａmp
Ｏffset＋Ｋ（ＬossＶar）なお、ＳcaleＦactorと組み
合わせたｄＢ／メートルにおけるＣblＫ、即ち、Ｓcale
Ｆactor×ＣblＫは、無次元の利得定数となる。ｄＢに
おけるＡmpＯffset（振幅オフセット）は、振幅校正し
た信号源に接続された際に、公称信号源振幅、例えば０
ｄＢにおける受信器利得及びケーブル長を校正し、ケー
ブル形式に依存しない。Ｋは、長さに依存したケーブル
損失を付加するために、ケーブルに依存した（１未満
の）係数であり、信号源レベルではなく、ゼロでないケ
ーブル長によりＦＬＦＶalになるゼロでない係数であ
る。ケーブル長校正とは異なり、正確な結果を得るため
には、温度に対して受信器の利得を安定させる必要があ
る。
【００１２】この受信器の典型的なアプリケーション
は、シリアル・デジタル・ケーブル経路の設置における
利用である。いかなるシリアル・デジタル信号源を用い
てもよく、任意の未知の経路長をチェックして、充分な
マージンが存在するかを確認できる。インサービス（動
作中）のモニタでは、ケーブル長及び信号源の信号振幅
を連続的にモニタできる。付加的な装置及びケーブル経
路を設けるので、これにより確実に適切な架設を行え
る。例えば、リンクは、エラーなしに動作できる。しか
し、信号レベル又はケーブルのリードアウトが期待値よ
りも大幅に異なると、これは、不適切なケーブル形式又
は不適切な振幅の信号源が接続されたことを強調指示
し、いかなる小さな変化によっても、信号がエラーしき
い値のクリフ（境界）から外れる。
は、シリアル・デジタル・ケーブル経路の設置における
利用である。いかなるシリアル・デジタル信号源を用い
てもよく、任意の未知の経路長をチェックして、充分な
マージンが存在するかを確認できる。インサービス（動
作中）のモニタでは、ケーブル長及び信号源の信号振幅
を連続的にモニタできる。付加的な装置及びケーブル経
路を設けるので、これにより確実に適切な架設を行え
る。例えば、リンクは、エラーなしに動作できる。しか
し、信号レベル又はケーブルのリードアウトが期待値よ
りも大幅に異なると、これは、不適切なケーブル形式又
は不適切な振幅の信号源が接続されたことを強調指示
し、いかなる小さな変化によっても、信号がエラーしき
い値のクリフ（境界）から外れる。
【００１３】本発明による受信器には、いくつかの動作
モードが有用である。複数の未知の形式のケーブルを用
いる一般的なアプリケーションにおいて損失マージンを
モニタするために、ケーブル損失に関する表示を簡単に
行ってもよい。しかし、シリアル・デジタル・ビデオ・
データに関する典型的な場合は、テレビジョン・スタジ
オに単一の既知の形式のケーブルが架設され、本発明に
よる受信器を含んだ装置により、ユーザは、メニューか
らケーブル形式を選択でき、ケーブル長に対する損失測
定を正確にスケール調整（拡大縮小）でき、信号源の信
号振幅をモニタできる。
モードが有用である。複数の未知の形式のケーブルを用
いる一般的なアプリケーションにおいて損失マージンを
モニタするために、ケーブル損失に関する表示を簡単に
行ってもよい。しかし、シリアル・デジタル・ビデオ・
データに関する典型的な場合は、テレビジョン・スタジ
オに単一の既知の形式のケーブルが架設され、本発明に
よる受信器を含んだ装置により、ユーザは、メニューか
らケーブル形式を選択でき、ケーブル長に対する損失測
定を正確にスケール調整（拡大縮小）でき、信号源の信
号振幅をモニタできる。
【００１４】いくつかの未知の形式のケーブルがシリア
ル・デジタル経路に直列に接続された特殊な場合、一般
に用いるケーブル形式として、またそのケーブル形式の
等価的なメートルにより測定した経路として、ケーブル
長のリードアウトを設定してもよい。これは、特に有効
であり、その理由は、シリアル・デジタル放送装置の性
能が、特定の共通形式のケーブルのある長さでも動作す
るように、しばしば特定されるためである。この条件に
より、ユーザは、信号発生器と校正された出力増幅器と
を接続し、Ｋ係数を自動設定して、信号源の信号レベル
の正確なモニタが可能となり、混合された又は未知の形
式のケーブルとの未知のリンクに対して等価ケーブル長
を求めることができる。
ル・デジタル経路に直列に接続された特殊な場合、一般
に用いるケーブル形式として、またそのケーブル形式の
等価的なメートルにより測定した経路として、ケーブル
長のリードアウトを設定してもよい。これは、特に有効
であり、その理由は、シリアル・デジタル放送装置の性
能が、特定の共通形式のケーブルのある長さでも動作す
るように、しばしば特定されるためである。この条件に
より、ユーザは、信号発生器と校正された出力増幅器と
を接続し、Ｋ係数を自動設定して、信号源の信号レベル
の正確なモニタが可能となり、混合された又は未知の形
式のケーブルとの未知のリンクに対して等価ケーブル長
を求めることができる。
【００１５】図１において点線のブロックも用いて、本
発明による受信器の別の実施例を示す。第２のミキサ１
０’、フィルタ１８’、対数検波器２０’及びＡ／Ｄ変
換器２２’は、入力シリアル・デジタル信号の別の経路
となる。この場合、スイッチ１６を除去して、局部発振
器１２及び１４をミキサ１０及び１０’に夫々独立して
結合するので、一方の経路が低周波数サンプル用とな
り、他方の経路が高周波数サンプル用となる。これら低
周波数サンプル値及び高周波数サンプル値は、別々にプ
ロセッサ２４のメジアン・フィルタ２６及び２８に夫々
供給される。よって、これらフィルタ２６及び２８の入
力端は、共通接続されない。しかし、これらの動作は、
プロセッサ２４内の上述の説明と同じである。
発明による受信器の別の実施例を示す。第２のミキサ１
０’、フィルタ１８’、対数検波器２０’及びＡ／Ｄ変
換器２２’は、入力シリアル・デジタル信号の別の経路
となる。この場合、スイッチ１６を除去して、局部発振
器１２及び１４をミキサ１０及び１０’に夫々独立して
結合するので、一方の経路が低周波数サンプル用とな
り、他方の経路が高周波数サンプル用となる。これら低
周波数サンプル値及び高周波数サンプル値は、別々にプ
ロセッサ２４のメジアン・フィルタ２６及び２８に夫々
供給される。よって、これらフィルタ２６及び２８の入
力端は、共通接続されない。しかし、これらの動作は、
プロセッサ２４内の上述の説明と同じである。
【００１６】
【発明の効果】上述の如く、本発明は、プロセッサ内の
計算アルゴリズムと結合した簡単なゼロＩＦスーパーヘ
テロダイン受信器の形式で、信号源レベル、温度又は他
の変数と独立して正確な又は等価なケーブル長を線形に
求めて、動作中のケーブル長及び信号源の信号レベルを
測定できる。また、求めたケーブル長から外挿法により
信号源の信号レベルを求めることもでき、ケーブル長又
は信号レベルのマージンがシリアル・デジタル信号の重
大な劣化に達する時を指示できる。
計算アルゴリズムと結合した簡単なゼロＩＦスーパーヘ
テロダイン受信器の形式で、信号源レベル、温度又は他
の変数と独立して正確な又は等価なケーブル長を線形に
求めて、動作中のケーブル長及び信号源の信号レベルを
測定できる。また、求めたケーブル長から外挿法により
信号源の信号レベルを求めることもでき、ケーブル長又
は信号レベルのマージンがシリアル・デジタル信号の重
大な劣化に達する時を指示できる。
【図１】動作中のシリアル・デジタル信号源の信号レベ
ル及びケーブル長を本発明により測定するために用いる
受信器のブロック図である。
ル及びケーブル長を本発明により測定するために用いる
受信器のブロック図である。
【図２】本発明により動作中のシリアル・デジタル信号
源の信号レベル及びケーブル長を測定するための信号処
理状況を示す図である。
源の信号レベル及びケーブル長を測定するための信号処
理状況を示す図である。
１０ ミキサ １２，１４ 局部発振器 １６ スイッチ １８ ロウパス・フィルタ ２０ 対数検波器 ２２ Ａ／Ｄ変換器 ２４ プロセッサ ２６，２８ メジアン・フィルタ ３０，３２ ロウパス平均化フィルタ ３４ 計算アルゴリズム処理器 ３６ 量子化器／フォーマット・アルゴリズム回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 3/46 G01B 21/02 G01R 19/00 G01R 27/28
Claims (3)
- 【請求項１】 一端がシリアル・デジタル信号源に結合
されたケーブルの他端に結合され、動作中に上記ケーブ
ルのケーブル長及び上記信号源の信号レベルの少なくと
も一方を測定する装置であって、上記ケーブルの他端における 上記シリアル・デジタル信
号から、上記シリアル・デジタル信号のパワー・スペク
トラムの第１ローブ内の２つの基準周波数における１対
のサンプル値を求める手段と、上記ケーブルの長さがゼロのときの上記１対のサンプル
値の差と、上記ケーブルの長さがゼロでないときの上記
１対のサンプル値と差とを計算し、この計算で求めた２
つの上記差を上記ケーブルの特性に応じて処理し、上記
ケーブルの長さがゼロでないときのケーブル長及び上記
信号源の信号レベル の少なくとも一方を測定する手段と
を具えたシリアル・デジタル測定装置。 - 【請求項２】 一端がシリアル・デジタル信号源に結合
されたケーブルのケーブル長を動作中に測定する方法で
あって、 上記ケーブルの他端にて、上記シリアル・デジタル信号
から、上記シリアル・デジタル信号のパワー・スペクト
ラムの第１ローブ内の２つの基準周波数における１対の
サンプル値を求め、上記ケーブルの長さがゼロのときの上記１対のサンプル
値の差と、上記ケーブルの長さがゼロでないときの上記
１対のサンプル値と差とを計算し、この計算で求めた２
つの上記差から、長さがゼロでない 上記ケーブルのケー
ブル損失を求め、 上記ケーブル損失を、既知の形式のケーブル定数に基づ
くケーブルの長さに対する値に変換することを特徴とす
るケーブル測定方法。 - 【請求項３】 一端がシリアル・デジタル信号源に結合
されたケーブルの他端から、上記シリアル・デジタル信
号源の信号レベルを動作中に測定する方法であって、 上記ケーブルの他端にて、上記シリアル・デジタル信号
から、上記シリアル・デジタル信号のパワー・スペクト
ラムの第１ローブ内の２つの基準周波数における１対の
サンプル値を求め、上記ケーブルの長さがゼロのときの上記１対のサンプル
値の差と、上記ケーブルの長さがゼロでないときの上記
１対のサンプル値と差とを計算し、この計算で求めた２
つの上記差から、長さがゼロでない 上記ケーブルのケー
ブル損失を求め、上記信号源の信号レベルが校正された状態での上記 信号
源の信号振幅に基づき、上記ケーブルの特性に応じて上
記ケーブル損失を信号レベルの測定値に変換することを
特徴とするケーブル測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/639,065 | 1996-04-24 | ||
| US08/639,065 US5714876A (en) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | In-service serial digital source signal-level and cable-length measurement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115639A JPH10115639A (ja) | 1998-05-06 |
| JP3185175B2 true JP3185175B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=24562583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10327797A Expired - Lifetime JP3185175B2 (ja) | 1996-04-24 | 1997-04-21 | シリアル・デジタル測定装置及びケーブル測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5714876A (ja) |
| JP (1) | JP3185175B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030021391A1 (en) * | 2001-06-01 | 2003-01-30 | Rubin David A. | Method and apparatus for determining distance qualification and electrical qualification of a telephone line for high speed communications |
| TWI243890B (en) * | 2004-04-07 | 2005-11-21 | Aten Int Co Ltd | Cable length detection apparatus and method for a keyboard video mouse switch |
| JP2006148407A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Leader Electronics Corp | チューナの特性を測定する装置 |
| CN1889697B (zh) * | 2006-04-04 | 2010-05-12 | 天津市德力电子仪器有限公司 | 电视高频电子调谐器测试仪中实现定量测量的方法 |
| US8457312B2 (en) * | 2008-11-18 | 2013-06-04 | Aten International Co., Ltd. | Cable length detection and signal compensation apparatus and method for a keyboard video mouse switch and extender |
| ES2459622T3 (es) * | 2008-12-03 | 2014-05-12 | Abb Research Ltd. | Procedimiento y sistema para la medición de la longitud de una línea de energía |
| DE102011056501A1 (de) | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Ladekabelerkennung |
| CN103063148B (zh) * | 2013-01-17 | 2015-09-16 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 光缆长度误差测量电路及测量方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4135243A (en) * | 1977-07-15 | 1979-01-16 | Hewlett-Packard Company | Single sampler heterodyne method for wideband frequency measurement |
| US4504786A (en) * | 1982-06-14 | 1985-03-12 | Slaughter Grimes G | Signal detector |
| US4568878A (en) * | 1984-03-19 | 1986-02-04 | Tektronix, Inc. | Spectrum analyzers |
| GB8828912D0 (en) * | 1988-12-10 | 1989-01-18 | Emi Plc Thorn | Frequency measurement |
-
1996
- 1996-04-24 US US08/639,065 patent/US5714876A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-04-21 JP JP10327797A patent/JP3185175B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5714876A (en) | 1998-02-03 |
| JPH10115639A (ja) | 1998-05-06 |
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