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专利名称：校正装置、概率密度函数测量装置、抖动测量装置、抖动分离装置、电子器件、校正方法、程 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种校正装置、概率密度函数测量装置、抖动测量装置、抖动分离装置、电子器件、校正方法、程序及记录介质。
背景技术：
作为包含在信号中的抖动的测量法，已知一种使用概率密度函数(直方图 (histogram))统计解析的方法。例如，测量装置，是由使用被测量信号的转变边缘时序的概率密度函数(probability density function (PDF))，而能算出抖动的推定值。另外，目前并未发现在先技术文献的存在，所以省略关于在先技术文献的记载。

发明内容
用于计算抖动的推定值的测量装置，在由预定的选通信号指定的时序中，被测量信号的逻辑值与期待值比较。测量装置，用错误计数器来计数该比较结果，由此，算出被测量信号的转变边缘时序的概率密度函数。测量装置，根据已求得到的概率密度函数，取得抖动的分布参数(例如，有效值(effective value)或p_p值)。进而，测量装置，也能通过利用两个高斯函数来对该概率密度函数进行曲线拟合(curve fitting)，而算出随机抖动的推定值和确定抖动的推定值。然而，用于生成选通信号的发生时序的可变延迟电路以及用于控制可变延迟电路的模拟/数字转换器，具有非线性特性。因此，与理想时序不同，选通信号的发生时序，变为具有非线性的时序。若使用在具有非线性的时序所发生的选通信号来测量被测量信号的转变边缘时序而生成概率密度函数，则该概率密度函数会含有测量误差。其结果是将产生以下问题，即基于该概率密度函数所求得到的抖动分布参数、或者随机抖动以及确定抖动的推定值，会产生误差的问题。因此，在本发明的一个侧面中，目的在于提供一种能解决上述问题的校正装置、概率密度函数测量装置、抖动测量装置、抖动分离装置、电子器件、校正方法、程序及记录介质。该目的通过权利要求中的独立权利要求所记载的特征的组合而达成。另外，从属权利要求规定了本发明的更加有利的具体实施例。

发明内容
依照本发明的第一实施方式，提供一种校正装置，用于校正概率密度函数，该概率密度函数是从利用相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序，对测量对象的特性进行测量后的测量结果所得到的，其中该校正装置具备插值部，其被给予测量结果的累积密度函数，对累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，并算出在各个理想时序中的累积密度函数值，算出在理想时序中的校正累积密度函数；以及校正函数产生部，其基于插值部所算出的校正累积密度函数，生成在概率密度函数中的选通时序的误差被校正
4后的校正概率密度函数。依照本发明的第二实施方式，提供一种校正装置，其中校正函数产生部是基于相邻的理想时序中的校正累积密度函数的值的差分而生成校正概率密度函数。依照本发明的第三实施方式，提供一种校正装置，其中还具备累积密度函数算出部，其被给予概率密度函数，通过累计各个选通时序中的概率密度函数的值而算出累积密度函数，并将所算出的累积密度函数提供给插值部。依照本发明的第四实施方式，提供一种校正装置，其中理想时序是相对于测量对象的相对相位线性变化的时序；校正装置，接收在相对于测量对象的相对相位是非线性变化的选通时序中的测量结果的概率密度函数。依照本发明的第五实施方式，提供一种校正装置，用于校正概率密度函数，该概率密度函数是从利用相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序，对测量对象的特性进行测量后的测量结果得到，其中该校正装置生成校正概率密度函数，该校正概率密度函数是，针对选通时序中的测量结果的累积密度函数，将累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，算出在理想时序中的校正累积密度函数，并与在基于校正累积密度函数来生成概率密度函数时所得到的函数等效的校正概率密度函数。依照本发明的第六实施方式，提供一种概率密度函数测量装置，是对测量对象的概率密度函数进行测量的概率密度函数测量装置，其具备取样部，其利用相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序对测量对象的特性进行测量，并生成测量结果的概率密度函数；插值部，其被给予测量结果的累积密度函数，对累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，并算出在各个理想时序中的累积密度函数的值，以算出在理想时序中的校正累积密度函数；以及校正函数产生部，其基于插值部所算出的校正累积密度函数，来生成在概率密度函数中的选通时序的误差被校正后的校正概率密度函数。依照本发明的第七实施方式，提供一种概率密度函数测量装置，其中还具备误差检测部，其检测相对于理想时序的选通时序的误差；并且，插值部，还基于误差检测部所检测到的误差，生成校正概率密度函数。依照本发明的第八实施方式，提供一种概率密度函数测量装置，其中理想时序是相对于测量对象的相对相位线性变化的时序；取样部，以相对于测量对象的相对相位非线性变化的选通时序来对测量对象进行测量；误差检测部，检测选通时序的非线性特性。依照本发明的第九实施方式，提供一种抖动测量装置，是对被测量信号的抖动值进行测量的抖动测量装置，其具备如权利要求第6所述的概率密度函数测量装置，其测量被测量信号的抖动值的概率密度函数；以及抖动值算出部，其基于概率密度函数测量装置所测量的概率密度函数，来算出被测量信号的抖动值。依照本发明的第十实施方式，提供一种抖动分离装置，是从被测量信号的抖动的测量结果，将确定成分和随机成分的至少一方进行分离的抖动分离装置，其具备概率密度函数测量装置，用于测量被测量信号的抖动值的概率密度函数；以及分离部，根据概率密度函数测量装置所测量的概率密度函数，将确定成分和随机成分的至少一方进行分离。依照本发明的第十一实施方式，提供一种电子器件，是对应于被给予的信号而动作的电子器件，其具备工作电路，其生成相应于被给予的信号的响应信号；以及概率密度函数测量装置，其测量响应信号的特性的概率密度函数。
依照本发明的第十二实施方式，提供一种校正方法，用于校正概率密度函数，该概率密度函数是由相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序，对测量对象的特性进行测量后的测量结果所得到的，其中该校正方法具备插值步骤，其被给予作为测量结果的累积密度函数，对累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，并算出在各个理想时序中的累积密度函数的值，以算出在理想时序中的校正累积密度函数；以及校正函数产生步骤，其基于插值步骤所算出的校正累积密度函数，生成在概率密度函数中的选通时序的误差已校正后的校正概率密度函数。依照本发明的第十三实施方式，提供一种记录介质，用于记录使电脑作为校正装置而发挥功能的程序。另外，上述发明概要，并非将本发明的全部必要特征进行列举，同时，这些特征群组的子组合也能作为发明。


图1表示校正装置100的构成。
图2表示在以非线性的选通时序来测量被测量信号时的概率密度函数的
图3表示从图2所示的概率密度函数产生的累积密度函数。
图4表示校正函数产生部30所产生的校正概率密度函数的一例。
图5表示校正装置100的其它构成。
图6表示概率密度函数测量装置200的构成。
图7表示抖动测量装置300的构成。
图8表示抖动分离装置400的构成。
图9表示电子器件500的构成。
图10表示作为校正装置100而发挥功能的电脑1900的构成。
图11表示作为校正装置100而发挥功能的电脑1900的工作流程图。
具体实施例方式下面通过发明的实施方式来说明本发明的一个侧面，但是以下实施方式并非用于限定本发明的权利要求，另外，并非所有在实施方式中说明的特征的组合都是发明的必要解决手段。图1表示校正装置100的构成。校正装置100，用于校正概率密度函数，该概率密度函数是由利用预定的选通时序来对测量对象的特性进行测量后的测量结果所得到的。校正装置100作为用于校正概率密度函数的对象的特性值，可以是被测量信号的逻辑值转变的时序的变动值(以下，称作抖动)，也可以是被测量信号的电压值或电流值。另外，校正装置100所测量的对象，可以是电信号，也可以是光信号、磁信号等。概率密度函数，是对测量对象的特性值进行多次测量后所取得到的直方图。例如， 概率密度函数，也可以是在相邻的选通时序之间，测量对象信号的逻辑值转变的次数的直方图。测量对象的特性测量所使用的预定选通时序，有时存在相对于按照固定的时间间隔产生的理想时序具有误差的情况。用于生成选通时序的可变延迟电路以及用于控制可变CN 102414567 A
说明书
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延迟电路的模拟/数字转换器，具有相对于设定值的非线性特性。可变延迟电路，即使在设定了应该产生理想时序的选通信号的设定值的场合下，因为该非线性特性的影响也使得有时选通信号是在与理想时序不同的时序下发生。也就是说，选通信号的发生时序，有时相对于设定值产生非线性变化。在选通信号相对于设定值呈非线性变化的情况下，邻接的选通时序的间隔并不是固定值。例如，测量抖动的装置，测量被测量信号的逻辑值在相对于被测量信号的相对相位是不同的邻接的选通信号之间的变化次数。包含在比预定的间隔更广的选通时序之间的转变(transition)次数，变得比包含在选通时序为等间隔的情况下的选通时序之间的转变次数更多。另外，包含在比预定的间隔更窄的选通时序之间的转变次数，变得比包含在选通时序是等间隔的情况下的选通时序之间的转变次数更少。在以相对于设定值是非线性的选通时序所测量得到的结果的概率密度函数中产生凹凸。其结果是，在使用该概率密度函数而得到的解析结果中，会产生误差。例如，在该概率密度函数是抖动概率密度函数的情况下，则使用该概率密度函数所算出的抖动的分布参数及抖动类别的分离结果等会产生误差。图2表示在以非线性的选通时序来测量被测量信号的情况下的概率密度函数的一例。若以线性的选通时序来测量该被测量信号，则概率密度函数是呈高斯分布的信号。 图2的横轴表示选通时序。在本实施方式中，该选通时序，约每隔IOps发生一次。选通时序为0的时序，是相当于被测量信号的逻辑值进行转变的时序的设计值。若选通时序的值正方向变大，则相对于选通时序0，时序延迟。相反，若选通时序向负向变大，则相对于选通时序0，时序加快。此处，相对于选通时序0，将第m个(m为整数)的选通时序定义为选通时序编号m。 各个选通时序的发生时序，是大约等于将相邻的选通时序的间隔乘以选通时序编号m后再加上选通时序0的时序而得到的值。例如，在相邻的选通时序的间隔约为IOps的情况下， 则选通时序编号15的时序变为相对于选通时序0的时序的150ps之后。图2的纵轴表示在各个选通时序中的样品数。在选通时序m中的样品数与前一个选通时序编号m-1中的逻辑值相比，是选通时序编号m中的被测量信号的逻辑值转变后的样品数。在图2所示的例子中，因为被用来测量的选通信号的间隔并非固定，所以各个选通时序中的样品数量有所变动。其结果是，在概率密度函数中会产生凹凸。若累积该概率密度函数的各个选通时序中的样品数，产生累积密度函数，则因为受到每个选通时序的样品数增减的影响，而使得该累积密度函数也无法变成平滑的曲线。图3表示由图2所示的概率密度函数而产生的累积密度函数。图3的横轴表示选通时序。图3的纵轴表示累积样品数。选通时序编号m中的累积样品数，是在相邻的选通时序编号m-1中的累积样品数，加上在选通时序编号m中的样品数量后所得到的数目。在图3中，由于选通时序的间隔并非均等的原因，在各个选通时序中的累积样品数与以理想时序进行测量的情况下的累积样品数有所不同。例如，图3的放大图中的A、B、 C、D，对应于各个选通时序5、6、7、8，且各个理想时序为50ps、60ps、70ps、80ps。然而，图3 中的A、B、C、D，表示分别以50pS、62pS、68pS、80pS的选通时序测量的累积样品数。因此，B 与C之间的累积样品数，偏离了用于表示以理想时序进行测量的情况下的累积样品数的实线。若使用偏离了以理想时序进行测量的情况下的累积密度函数来解析被测量信号，则解CN 102414567 A 析结果会产生误差。此处，校正装置100具备插值部20和校正函数产生部30，用于对累积密度函数进行插值。将测量结果的累积密度函数输入插值部20。也可以从外部将累积密度函数提供至校正装置100。另外，校正装置100也可以使用从外部接收的概率密度函数，而在校正装置 100的内部产生累积密度函数。插值部20，对在累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，并算出在各个前述理想时序中的累积密度函数值，以算出在理想时序中的校正累积密度函数。也就是说， 插值部20，通过将插值法适用于在非线性的选通时序所测量到的累积密度函数，而算出在具有相等间隔的选通时序中的校正累积密度函数。例如，插值部20，能通过算出选通时序是60ps和70ps中的校正累积密度函数值，来校正选通时序曾是62ps和68ps的B和C的累积密度函数值。其结果是，插值部20，可以算出图3的实线所示的校正累积密度函数。校正函数产生部30，是基于插值部20所算出的校正累积密度函数，产生在概率密度函数中的选通时序的误差已校正后的校正概率密度函数。例如，校正函数产生部30，也可以基于相邻的理想时序中的校正累积密度函数的值的差分，产生校正概率密度函数。具体地讲，若具有理想时序的选通时序编号是n，则校正函数产生部30也可以将选通时序编号η (η为整数)中的校正累积密度函数值与选通时序编号η-1中的校正累积密度函数值之间的差分值，作为在选通时序编号η中的校正累积密度函数值而产生直方图。 校正函数产生部30也可以将选通时序编号η中的校正累积密度函数值与选通时序编号η+1 中的校正累积密度函数值之间的差分值，作为在选通时序编号η中的校正累积密度函数值而产生直方图。与对具有凹凸的概率密度函数的各个选通时序之间的值进行插值的情况下相比， 校正装置100在对没有凹凸的概率密度函数的各个选通时序之间的值进行插值时，能做出精度较高的插值。其结果是，与基于测量结果的概率密度函数进行插值所得到的概率密度函数相比，基于校正累积密度函数而产生的校正概率密度函数具有较小的误差。图4表示校正函数产生部30所产生的校正概率密度函数的一例。图4所示的校正概率密度函数，能通过将图3所示的累积密度函数的邻近的选通时序之间的值进行插值后的校正累积密度函数，变换成概率密度函数而获得。可知在图2所示的概率密度函数中所产生的凹凸，是在图4所示的校正概率密度函数中被除去。插值，是在对于变数χ的不连续的值xl、x2.....xn而给予函数y = f(x)的
值的情况下，则通过推测对于xk(k= 1、2.....η)以外的χ值的f(x)的值来进行。插
值部20，也可以使用线性插值法(linear interpolation)、多项式插值法(polynomial interpolation)、或三次样条插值法(cubic spline interpolation)中的任意一禾中方法作为插值法。例如，在使用多项式插值法时，则插值部20通过以下步骤进行插值。在给予平面上的两点(xl、yl)及(x2、y2)时，则穿过该两点的直线y = PlOO通过数式1求得，确定为
单一解。(数式1)
/ \ JC JCryJC JC^y = Pi I^j = J7I + _ y2
此情况下，因为使用直线进行插值，所以该插值法也称为线性插值法。一般来讲，通过平面上的N点(xl、yl)、(x2、y2)、. . .、(xN、yN)的N_1次曲线y = PN-l(x)确定为单一解，通过拉格朗日(Lagrange)公式求得。(数式2)
「 r,(Χ - X2 )(Χ - X3 ) ''' _ -^Ai) ,少=ΡΝ_γμ J = ——_~ __- yi +
J3 )· · — Xn )-y2 ^-----1-
( ^2 ““ -^l )(-^2 _ 义3 )…(* ““ ^N )
(X-X1)(X-X2)...^-
权利要求
1.一种校正装置，是用于校正概率密度函数的校正装置，该概率密度函数是从以相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序，对测量对象的特性进行测量后的测量结果得到的概率密度函数，该校正装置具有插值部，其被给予测量结果的累积密度函数，对前述累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值后，算出在各个前述理想时序中的前述累积密度函数的值，以计算出在前述理想时序中的校正累积密度函数；以及校正函数产生部，其基于前述插值部所算出的前述校正累积密度函数，来生成在前述概率密度函数中的前述选通时序的误差被校正后的校正概率密度函数。
2.如权利要求1所述的校正装置，其中前述校正函数产生部，基于相邻的前述理想时序中的前述校正累积密度函数的值的差，生成前述校正概率密度函数。
3.如权利要求1或2所述的校正装置，其中还具有累积密度函数算出部，其被给予前述概率密度函数，通过累计各个前述选通时序中的前述概率密度函数的值而计算出前述累积密度函数，并将所算出的前述累积密度函数提供给前述插值部。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的校正装置，其中前述理想时序，是相对于固定的时间间隔的设定值的线性的时序；前述校正装置，接收前述概率密度函数，该函数是以相对于前述设定值的非线性的前述选通时序进行测量的测量结果。
5.一种校正装置，是用于校正概率密度函数的校正装置，所述概率密度函数是从以相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序，对测量对象的特性进行测量后的测量结果所得到的的概率密度函数，其中该校正装置生成校正概率密度函数，该校正概率密度函数是，针对作为前述选通时序中的前述测量结果的累积密度函数，将前述累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，计算出在前述理想时序中的校正累积密度函数，并与基于前述校正累积密度函数而生成前述概率密度函数时得到的函数等效的校正概率密度函数。
6.一种概率密度函数测量装置，是对测量对象的概率密度函数进行测量的概率密度函数测量装置，其具备取样部，其利用相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序来对前述测量对象的特性进行测量，并生成测量结果的概率密度函数；插值部，其被给予前述测量结果的累积密度函数，对前述累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，并算出在各个前述理想时序中的前述累积密度函数的值，以算出在前述理想时序中的校正累积密度函数；以及校正函数产生部，其基于前述插值部所算出的前述校正累积密度函数，来生成在前述概率密度函数中的前述选通时序的误差被校正后的校正概率密度函数。
7.如权利要求6所述的概率密度函数测量装置，其中还具备误差检测部，其检测相对于前述理想时序的前述选通时序的误差；前述插值部，还基于前述误差检测部所检测到的误差，来生成前述校正概率密度函数。
8.如权利要求7所述的概率密度函数测量装置，其中前述理想时序，是相对于固定的时间间隔的设定值的线性的时序；前述取样部，以相对于前述设定值非线性的前述选通时序来对测量对象进行测量；前述误差检测部，检测前述选通时序的非线性特性。
9.一种抖动测量装置，是对被测量信号的抖动值进行测量的抖动测量装置，其具备 概率密度函数测量装置，其测量前述被测量信号的抖动值的概率密度函数，且是权利要求6至8中的任意一项所述的概率密度函数测量装置；以及抖动值算出部，其基于前述概率密度函数测量装置所生成的前述校正概率密度函数， 计算出前述被测量信号的抖动值。
10.一种抖动分离装置，是从被测量信号的抖动的测量结果，分离确定成分和随机成分的至少一方的抖动分离装置，其具备概率密度函数测量装置，其测量前述被测量信号的抖动值的概率密度函数，且是权利要求6至8中的任意一项所述的概率密度函数测量装置；以及分离部，其根据前述概率密度函数测量装置所生成的前述校正概率密度函数，将前述确定成分和前述随机成分的至少一方进行分离。
11.一种电子器件，是根据被给予的信号而动作的电子器件，其具备 生成相应于前述被给予的信号的响应信号的工作电路；以及用于测量前述响应信号的特性的概率密度函数，且是权利要求6至8中的任意一项所述的概率密度函数测量装置。
12.一种校正方法，用于校正概率密度函数，该概率密度函数是从以相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序，对测量对象的特性进行测量后的测量结果所得到的，该校正方法包括插值步骤，其被给予作为前述测量结果的累积密度函数，对前述累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，并算出在各个前述理想时序中的前述累积密度函数的值，以算出在前述理想时序中的校正累积密度函数；以及校正函数产生步骤，其基于前述插值步骤所算出的前述校正累积密度函数，来生成在前述概率密度函数中的前述选通时序的误差被校正后的校正概率密度函数。
13.一种程序，使电脑具有作为如权利要求1至5中任意一项所述的前述校正装置的功能。
14.一种记录介质，用于记录如权利要求13所述的程序。
全文摘要
提供一种校正装置，用于校正概率密度函数，该概率密度函数是由利用相对于预定的时间间隔的理想时序具有误差的选通时序，对测量对象的特性进行测量后的测量结果所得到的，其中该校正装置具备插值部，其被给予作为测量结果的累积密度函数，对累积密度函数的各个选通时序之间的值进行插值，并算出在各个理想时序中的累积密度函数的值，以算出在理想时序中的校正累积密度函数；以及校正函数产生部，其基于插值部所算出的校正累积密度函数，生成在概率密度函数中的选通时序的误差被校正后的校正概率密度函数。
文档编号G01R29/02GK102414567SQ20108001780
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月24日
发明者哈利·侯, 山口隆弘, 石田雅裕, 艾里克·库什尼克 申请人:爱德万测试株式会社