JP2018014718A - デジタル化装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アナログ入力信号をデジタル化する際に発生するノイズを低減する。【解決手段】アナログ入力信号１７０は、ダイプレクサ１４１で低周波数帯域１７１と高周波数帯域１７２に分離され、対応する低周波数チャンネル１２０と高周波数チャンネル１３０に送られる。各チャンネルでは、ノイズ源でもあるＡＤＣの前にある増幅器の利得を増加させ、処理する信号の振幅をＡＤＣの変換可能最大振幅の８０パーセント程度にする。ローパス・フィルタ１２７は、低周波数帯域１７１外の周波数を有するノイズを除去し、ハイパス・フィルタ１３７は、高周波数帯域１７２外の周波数を有するノイズを除去する。各チャンネルからのデジタル信号は、合算部１６０で合成されて再合成信号１７３が生成される。再合成信号１７３は、ディエンベッド・フィルタ１６１で、各チャンネルの影響がディエンベッドされる。【選択図】図１

Description

本発明は、アナログ信号をデジタル化するデジタル化装置及び方法に関し、特に、複数の周波数帯域を用いて低ノイズでデジタル化できるデジタル化装置及び方法に関する。

デジタル化処理システムは、アナログ信号を処理し、そのアナログ信号をデジタル的に表現したものをデジタル信号として生成する。こうしたデジタル化処理システムは、例えば、オシロスコープ、スペクトラム・アナライザなど、種々の試験測定システムにおいて、アナログ入力信号をデジタル化するために、幅広く利用されている。アナログ入力信号をデジタル的に表現したものであるデジタル信号は、波形として表示されたり、他の信号分析のために利用されたりする。

特開２０１２−２４７４２３号公報

「オシロスコープ」の紹介ページ、［online］、テクトロニクス社、［２０１７年７月１９日検索］、インターネット<URL：http://jp.tek.com/oscilloscope> 「スペクトラム・アナライザ」の紹介ページ、［online］、テクトロニクス社、［２０１７年７月１９日検索］、インターネット<URL：http://jp.tek.com/spectrum-analyzer-0> 「シリアル・データ・リンク解析（SDLA）」の紹介ページ、［online］、テクトロニクス社、［２０１７年７月１９日検索］、インターネット<URL：http://jp.tek.com/application/serial-data-link-analysis-sdla-1>

デジタル化処理を実行するとき、デジタル化処理システムは、得られるデジタル信号に望ましくないノイズを生じさせることがあり、これによると、得られるデジタル信号がオリジナルのアナログ信号を正確に表現したものでなくなってしまう。このノイズは、最先端の優れた工学的設計手法、高品質の部品及び材料を使用することで、ある程度は低減できるが、高品質のデジタル化処理システムでも、ある量のノイズが導入され、未だに問題となることがある。例えば、デジタル試験測定システムでは、アナログ信号を正確にデジタル的に表現したものを測定することにエンジニアが依存しているので、こうした領域においては、特に、大きな問題となることがある。いくつかの例では、ある周波数（例えば、高周波数）が、こうした試験測定システムのノイズ・フロアに埋もれてしまうことさえある。このように、デジタル化処理システムによって導入されるノイズの量は、問題となることがある。

本発明の実施形態は、これらや他の問題を解決しようとするものである。

本発明は、アナログ入力信号を低ノイズでデジタル化できる装置及び方法に関し、これは、周波数に基づいて、入力信号を高周波数チャンネル及び低周波数チャンネルのような２つ以上のチャンネルに分離するよう構成される。そして、各チャンネルは、そのチャンネル内のノイズを制御するように、そのチャンネルを通過する信号を独立に変更できる。入力信号は、シングル・エンド信号でも良いし、差動信号でも良い。入力信号は、周波数に基づいて、例えば、マルチプレクサ（例えば、ダイプレクサ、トリプレクサ、など）によって分離される。本願において、マルチプレクサとは、信号を２つ以上の周波数帯域に分離できるマルチ帯域スプリッタを意味する。いくつかの実施形態では、差動入力信号が、バランを用いて、マルチプレクサに印加される前に、シングル・エンド信号に変換される。入力信号は、電子的なシステム（例えば、試験測定システム）のデジタイザのような何らかのノイズを誘発するコンポーネントに達する前に、増幅されても良い。こうして、増幅された信号に対して、これらノイズ誘発コンポーネントによって導入されるノイズは、非増幅信号に比較して、相対的に低下する。信号は、続いて、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータによって、アナログ信号からデジタル信号に変換され、その後、デジタル信号から増幅器の影響を除去するためにスケール調整される。更に、これら周波数帯域夫々のデジタル信号は、表示や他の処理のために、再合成される。信号は、周波数に基づいて分離されるので、高周波数チャンネルにハイパス・フィルタを適用することによって、低周波数チャンネル中の低周波数信号に影響を与えることなく、高周波数チャンネル中の高周波数信号から低周波数ノイズを除去できる。更に、低周波数チャンネルにローパス・フィルタを適用することによって、高周波数チャンネル中の高周波数信号に影響を与えることなく、低周波数チャンネル中の低周波数信号から高周波数ノイズを除去できる。このように、ある周波数チャンネルに導入されるノイズは、そのチャンネルで処理する周波数帯域外の周波数を有するので、ノイズを低減又は除去さえできる。信号を複数のチャンネルに分離することによって、ノイズ低減において、大幅な改善が可能になる。これは、各チャンネルの信号を、そのチャンネルが処理する信号の周波数成分に基づいて、独立に調整可能なためである。加えて、各チャンネルの信号対ノイズ比（ＳＮ比）を独立に最適化又は増加させるように、増幅量（利得）を動作時にリアルタイムで変更できる。例えば、信号をチャンネル・ノイズが加わる前に増幅することで、信号と比較したチャンネル・ノイズを低下させることができる。そこで、Ａ／ＤコンバータのＡＤ変換能力に関するしきい値内いっぱい（例えば、ＡＤ変換可能な最大振幅の８０パーセント）まで信号（例えば、低周波数信号又は高周波数信号）が増幅されるまで、増幅器の利得を増加させることで、Ａ／Ｄコンバータにおいて信号クリッピングを発生させることなく、信号の増幅とＳＮ比を最大化できる。また、試験測定システムは、シリアル・データ・リンク解析（serial data link analysis：SDLA、非特許文献３参照）及びＳパラメータを利用することで、試験測定システム中の種々のコンポーネントの影響を、複数チャンネルからのデジタル信号が再合成される前に、チャンネル毎にディエンベッドしても良い。再合成された信号は、アナログ入力信号をデジタル的に表現したデジタル・データであり、例えば、表示装置を用いてユーザに波形として提示されたり、更なる信号処理に利用される。

本発明の目的、効果及び他の新規な点は、以下の詳細な説明を添付の特許請求の範囲及び図面とともに読むことによって明らかとなろう。

図１は、本発明によるノイズ低減手法を利用した試験測定システムの実施形態例のブロック図である。 図２は、本発明によるノイズ低減手法を利用した差動信号のための試験測定システムの実施形態例のブロック図である。 図３は、本発明によるノイズ低減手法を利用した差動信号のための試験測定システムの他の実施形態例のブロック図である。 図４は、本発明によるノイズ低減手法を利用した差動信号のための試験測定システムの他の実施形態例のブロック図である。 図５は、本発明によるノイズ低減手法を利用した試験測定システムのシステム・レベルの実施形態例のブロック図である。 図６は、本発明によるノイズ低減手法を利用した単一のオシロスコープで複数の信号を扱う試験測定システムのシステム・レベルの実施形態例のブロック図である。 図７は、本発明によるノイズ低減手法を利用した複数の信号又は差動信号を扱う試験測定システムのシステム・レベルの実施形態例のブロック図である。 図８は、本発明によるノイズ低減手法を利用した複数の信号を扱う試験測定システムのシステム・レベルの実施形態例のブロック図である。 図９は、本発明によるノイズ低減手法を利用した単一のオシロスコープで複数の信号を扱う試験測定システムのシステム・レベルの実施形態例のブロック図である。 図１０は、本発明による入力信号と、対応する出力信号とを周波数領域で描いたグラフである。 図１１は、本発明による入力信号と、対応する出力信号とを時間領域で描いたグラフである。 図１２は、単一チャンネルでサンプルされた波形に対して、本発明によるマルチ帯域システムで処理された波形を描いたグラフである。 図１３は、マルチ帯域システムの実施形態におけるノイズ低減効果を示すグラフである。 図１４は、単一チャンネルでサンプルされた波形に比較して、本発明による別の実施形態のマルチ帯域システムで処理された波形を描いたグラフである。 図１５は、本発明によるマルチ帯域試験測定システムの別の実施形態におけるノイズ低減を示すグラフである。 図１６は、本発明によるオシロスコープの表示画面上に表示された出力信号のノイズ低減を示すグラフである。 図１７は、本発明によるオシロスコープの表示画面上に表示された出力信号のノイズ低減を示すグラフである。 図１８は、本発明によるマルチ帯域試験測定システムを制御する方法の実施形態のフローチャートである。 図１９は、本発明によるシステムの例を示すブロック図である。

図１は、ノイズ低減を実現する試験測定システム１００のブロック図である。試験測定システム１００には、図示するように、独立に制御される複数の増幅器（例えば、増幅器１２１及び１３１）を設けても良く、これらは、アナログ信号１７０の異なる周波数帯域に対して動作する。以下の図面では、周波数帯域の個数は有限として図示するが、本発明は、２つ以上の任意の個数の周波数帯域に対して適用できることが理解できよう。種々の実施形態では、これら独立制御増幅器は、リニア・イコライザ（ＣＴＬＥ：Continuous Time Linear Equalizer：連続時間線形等化器）と同様に、伝送路の周波数特性を補償するように、アナログ信号１７０に対して作用するように構成されても良い。こうした実施形態において、システム１００は、マルチ帯域ＣＴＬＥ試験測定装置ノイズ低減システムであると考えても良い。システム１００には、低周波数チャンネル１２０と、高周波数チャンネル１３０とがある。実施形態によっては、複数の周波数チャンネルの中の一部の周波数チャンネルにだけ、独立制御の増幅器を設けるようにしても良い。例えば、高周波数チャンネル１３０には、図示するように、増幅器を設ける一方で、低周波数チャンネル１２０は、増幅器を省いても良い。これは、例えば、あるチャンネルのノイズが、他のチャンネルに比較して、あまり重要でない場合には、有益なことがある。しかし、図示した実施形態では、低周波数チャンネル１２０にも、可変増幅器１２１があり、更に、その後に続くノイズ源１２３、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１２５、ローパス・フィルタ１２７及び可変スケーリング（拡大縮小）部１２９がある。システム１００には、ＤＵＴ１１０からのアナログ信号１７０を、低周波数成分と高周波数成分という異なる周波数帯域へと分離（スプリット）し、チャンネル１２０及び１３０へと伝達するダイプレクサ１４１もある。システム１００には、コントローラ１５０もあり、これは、増幅器１２１及び１３１に加えて、スケーリング部１２９及び１３９も制御するよう構成される。コントローラは、ユーザが（例えば、ユーザ操作部を介して）入力した設定に従って、増幅器や他のコンポーネントを自動で（つまり、ユーザ／人の入力なしに）制御できるよう構成されても良し、ユーザ入力と自動制御を適切に組み合わせても良い。コントローラ１５０は、システム１００のコンポーネントや、コンポーネント内の部品（サブセット）の影響を、ユーザに表示する前に、ＤＵＴ１１０からのアナログ信号１７０から除去するディエンベッド・フィルタ１６１も制御できる。例えば、ディエンベッド・フィルタ１６１は、（例えば、コントローラ１５０からの制御信号に従って）増幅器の影響を除去するインバース・フィルタとして動作することができる。

ＤＵＴ１１０は、電気信号を用いた信号伝達を行うよう構成された任意の信号源として良い。アナログ信号１７０は、ＤＵＴから伝送される任意の信号として良い。例えば、ＤＵＴ１１０は、導電媒体を介して信号を送信するトランスミッタ（Ｔｘ）としても良い。いくつかの場合において、ＤＵＴ１１０は、対応するレシーバ（図示せず）に信号を送信するよう設計された装置（デバイス）である。ＤＵＴ１１０は、そのＤＵＴ１１０が間違った信号の送信に関係していると思われる場合や、新設計のＤＵＴ１１０についてシグナリングの正確さを確認する場合などに、試験のためにシステム１００に結合されることがある。ＤＵＴ１１０は、ＤＵＴリンクを介してダイプレクサ１４１に接続される。ＤＵＴリンクは、ＤＵＴ１１０からダイプレクサ１４１へと信号を伝達できる任意の導電媒体として良い。例えば、ＤＵＴリンクとしては、導電性ワイヤ、信号プローブ、装置間に介在される試験用機器などでも良い。いくつの例では、ＤＵＴリンクが、信号１７０の特定の周波数を減衰させることがある。こうした例では、１つ以上の増幅器の周波数形状が、この周波数減衰を緩和させるように選択されても良い。

ダイプレクサ１４１は、受動的なデバイスで、周波数領域において、複数の信号へと分離を行うことができる。ダイプレクサ１４１は、一種のマルチプレクサであり、広い周波数帯域幅のアナログ信号１７０を、互いに排他的な周波数範囲（周波数レンジ）を有する２つの帯域の信号へと変換する。いくつかの実施形態では、本願で説明するダイプレクサ１４１又は任意の他のマルチプレクサは、スプリッタを利用するか、又は、例えば、高周波数チャンネル用のハイパス・フィルタと、低周波数チャンネル用のローパス・フィルタと、これら高及び低周波数の中間の中周波数チャンネル用の１つ以上のバンドパス・フィルタといった適切な複数の周波数フィルタを利用することによって実現しても良い。当然ながら、他の構成のマルチプレクサも考えられ、本発明は、どのように信号（例えば、信号１７０）の複数の周波数帯域への分離を実現するかによって、限定されることはないと理解できよう。図示するように、ダイプレクサ１４１は、ＤＵＴ１１０から受けた信号１７０を、高周波数チャンネル１３０及び低周波数チャンネル１２０の夫々に伝達される高周波数信号帯域１７２及び低周波数信号帯域１７１へと変換する。高周波数信号帯域１７２は、低周波数信号帯域１７１とは異なる周波数範囲を有している。ダイプレクサ１４１は、クロス・オーバー周波数を有するように構成される。クロス・オーバー周波数より上の周波数を有する信号帯域１７２は、高周波数チャンネル１３０へ送られ、クロス・オーバー周波数より下の周波数を有する信号帯域１７１は、低周波数チャンネル１２０へ送られる。従って、高周波数信号帯域１７２は、ダイプレクサのクロス・オーバー周波数より上の周波数を有する全ての波形を含む信号１７０の帯域であり、低周波数信号帯域１７１は、ダイプレクサのクロス・オーバー周波数より下の周波数を有する全ての波形を含む信号１７０の帯域である。システム１００は、２つの周波数チャンネルを図示しているが、実施形態によっては、３つ以上の周波数チャンネル（例えば、高周波数チャンネル、１つ以上の中周波数チャンネル及び低周波数チャンネル、など）を採用しても良いことに留意すべきである。こうした場合、ダイプレクサ１４１は、本発明の原理から離れることなく、トリプレクサ又は更に高次のマルチプレクサと置き換えても良い。こうしたマルチプレクサには、複数の周波数帯域を、希望の通りに対応する複数の周波数チャンネルに振り分けるために、複数のクロス・オーバー周波数（例えば、低周波数のクロス・オーバー及び高周波数のクロス・オーバー）がある。

低周波数チャンネル１２０には、ダイプレクサ１４１の第１出力端子に結合された増幅器１２１がある。本願では、２つのコンポーネントを一緒に結合するとして示すいずれの部分についても、直接的な接続（つまり、中間に介在するコンポーネントがない）でも良いし、間接的な結合（つまり、２つのコンポーネント間に１つ以上の介在するコンポーネントがある）でも良い。増幅器は、信号のパワー（電力）を増加させるよう構成される任意のコンポーネントである。増幅器に起因する信号パーワーの増加は、信号利得と呼ぶことができる。従って、増幅器１２１は、低周波数信号帯域１７１に信号利得を与えるように構成されている。増幅器１２１によって与えられる利得は、調整可能である。増幅器１２１は、ラベルＡで示されるように、コントローラ１５０と通信可能に結合されている。このため、増幅器１２１は、コントローラ１５０からの命令（又は信号）に基づいて調整可能である。増幅器１３１は、ダイプレクサ１４１の第２出力端子に結合される。増幅器１３１は、調整可能な信号利得を高周波数信号帯域１７２に与える。増幅器１３１は、コントローラ１５０からの命令（又は信号）に基づいて調整可能である。

信号チャンネルには、複数の種々のノイズ信号源があると考えられる。しかし、図１では、これらを代表して、低周波数チャンネル１２０及び高周波数チャンネル１３０に関するノイズ信号源を、ノイズ信号源１２３及び１３３として夫々描いている。ノイズ信号源１２３及び１３３からのノイズは、それぞれの信号チャンネルにおいて、信号調整処理に関する種々のコンポーネント（例えば、プローブ・フィルタ、温度補償フィルタ、帯域幅拡張（ＢＷＥ）位相及び振幅補正フィルタ、非線形歪み補正フィルタ、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）インターリーブ・スプリアス補正フィルタ、補間フィルタ、平均化フィルタ、信号調整回路、増幅器、サンプラ、位相基準回路、クロック回路など）によって生成され得る。ノイズ信号源１２３及び１３３から独立して描かれているが、Ａ／Ｄコンバータ１２５及び１３５など、描かれているコンポーネントは、ノイズ信号源１２３及び１３３の一部分に含まれることがあると理解すべきである。ノイズ信号源１２３及び１３３からのノイズは、これらノイズを補償する何らかの対策を施さないかぎり、信号帯域１７１及び１７２夫々のＳＮ比（信号対ノイズ比）を低下させ得る。システム１００を更に複雑にしているのは、ノイズ信号源１２３及び１３３夫々からのノイズが、異なるＲＭＳ（Root Mean Square：２乗平均平方根、実効値）振幅値を持つことがあることである。例えば、ダイプレクサ１４１は、増幅器１２１を通して信号の低周波数帯域１７１を通過させる。続いて、ノイズ信号源１２３は、低周波数帯域１７１の全帯域幅に対してノイズを加え得る。例えば、いくつかの場合では、ノイズ１２３のＲＭＳ振幅が、５.７ミリ・ボルトＲＭＳ（ｍＶｒｍｓ）ということがある。更に、ダイプレクサ１４１は、増幅器１３１を通して信号の高周波数帯域１７２を通過させる。続いて、ノイズ信号源１３３は、高周波数帯域１７２に対して１ｍＶｒｍｓだけノイズを加えるということがある。これは、オシロスコープのノイズは、チャンネルの利得設定によって変化し得るためである。例えば、低周波数チャンネル１２０は、オシロスコープの表示画面上の垂直軸の１目盛り（１division）当たり１００ミリ・ボルト（ｍＶ／ｄｉｖ）で動作する一方、高周波数チャンネル１３０は、６.２５ｍＶ／ｄｉｖで動作するということが有り得る。擬似ランダム・バイナリ・シーケンス（ＰＲＢＳ）データ・パターンなど、複数の周波数を有する１つの信号が１つの信号チャンネルを横断する場合では、典型的には、低い周波数ほど振幅が相対的に大きくなり、高い周波数ほど振幅が相対的に小さくなる（減衰する）。よって、低周波数のＳＮ比は、高周波数のＳＮ比よりも大きくなり、高周波数の振幅は、ノイズ・フロアの振幅に近づいていく。しかし、信号１７０を低周波数信号帯域１７１及び高周波数信号帯域１７２に分離することによって、後述のようにしてノイズを除去でき、これによって、ノイズを大幅に低減できる。単一の信号チャンネルの場合と比較すると、本発明のいくつかの実施形態では、信号チャンネルのノイズ低減を、全体として、５.８ｄＢと７ｄＢの間で実現できる。

低周波数チャンネル１２０には、Ａ／Ｄコンバータ１２５がある。Ａ／Ｄコンバータ１２５は、低周波数信号帯域１７１をアナログ形式からデジタル形式に変換するサンプリング・コンポーネントである。Ａ／Ｄコンバータ１２５には、ＡＤ変換できる最大振幅があり、これを最大変換能力と呼ぶ。この最大変換能力の範囲内で、Ａ／Ｄコンバータ１２５は、アナログ信号の最大振幅を対応するデジタル信号に変換できる。Ａ／Ｄコンバータ１２５の最大変換能力を超えるすべてのアナログ信号の振幅は、デジタル信号において、単一の最大値として表される。この単一最大値への簡略化（減少）は、クリッピングと呼ばれ、アナログ信号からのデータが損失するということになる。こうしたことから、増幅器１２１は、コントローラ１５０によって、Ａ／Ｄコンバータ１２５の最大変換能力の超える値にまで信号利得を上げることがないように設定されることがある。例えば、いくつかの実施形態では、低周波数信号帯域１７１の振幅が、Ａ／Ｄコンバータ１２５のＡＤ変換可能最大振幅の約８０パーセントとなるよう増幅器１２１が設定されても良い。これは、信号帯域１７１の振幅が、予めわかるとは限らないので、クリッピングが生じる可能性を低減するために、信号変動にそなえて、約２０パーセントの余裕を残すようにするということである。Ａ／Ｄコンバータ１２５のＡＤ変換可能最大振幅のこの余裕部分は、信号変動のための上部空間（上部マージン）と呼ぶことができる。Ａ／Ｄコンバータ１３５は、Ａ／Ｄコンバータ１２５と実質的に類似していてもよく、高周波数チャンネル１３０の高周波数信号帯域１７２について、アナログ・デジタル変換を実行できる。

低周波数チャンネル１２０は、オプションで、ローパス・フィルタ１２７を有していても良い。ローパス・フィルタ１２７は、入力される信号から、高い周波数の波形（例えば、ダイプレクサ１４１のクロス・オーバー周波数よりも高い周波数を有する波形）は除去する一方で、低い周波数の波形（例えば、ダイプレクサ１４１のクロス・オーバー周波数よりも低い周波数を有する波形）は、そのまま残すように構成される任意のフィルタである。クロス・オーバー周波数は、ダイプレクサ１４１で定める固定値としても良い。また、もしダイプレクサ１４１として、クロス・オーバー周波数が可変できるタイプのものを使用すれば、信号１７０の特性（例えば、周波数レンジ）に基づいて、クロス・オーバー周波数（１つ又は複数）を変更することによって、より多様なＳＮ比の制御が可能になる。こうした可変クロス・オーバー周波数は、ユーザの入力に応じてマニュアルで制御しても良いし、例えば、コントローラ１５０からの受ける命令や信号によって自動的に制御しても良いし、これらを任意に組み合わせても良い。図示した実施形態では、ダイプレクサ１４１は、低周波数チャンネル１２０が確実に低周波数信号帯域１７１だけを含むようにしている。よって、低周波数信号帯域１７１に存在するどのような高周波数の波形（例えば、クロス・オーバー周波数よりも高い周波数を有する波形）は、ノイズ信号源１２３によって加えられたノイズと考えることができ、フィルタ処理で除去して良いことになる。こうしたことから、ローパス・フィルタ１２７は、低周波数信号帯域１７１からこうした高周波数波形を除去し、この結果、ノイズを大幅に低減できる。ローパス・フィルタ１２７のカットオフ周波数は、ダイプレクサ１４１のクロス・オーバー周波数に基づいて設定できる。いくつかの実施形態では、ローパス・フィルタ１２７のカットオフ周波数は、ダイプレクサ１４１のクロス・オーバー周波数よりも、例えば、所定のパーセント内又は所定レンジ内で、僅かに高い周波数に設定しても良い。

ハイパス・フィルタ１３７は、ローパス・フィルタ１２７と類似しているが、高周波数信号帯域１７２から低周波数ノイズを除去するために、高周波数チャンネル１３０にオプションで設けられる。ハイパス・フィルタ１３７は、低い周波数の波形（例えば、ダイプレクサ１４１のクロス・オーバー周波数よりも低い周波数を有する波形）は除去する一方で、高い周波数の波形（例えば、クロス・オーバー周波数よりも高い周波数を有する波形）は、そのまま残すように構成される任意のフィルタである。ハイパス・フィルタ１３７の カットオフ周波数は、ダイプレクサ１４１ クロス・オーバー周波数に基づいて設定しても良い。いくつかの実施形態では、ハイパス・フィルタ１３７のカットオフ周波数は、ダイプレクサ１４１のクロス・オーバー周波数よりも、例えば、所定のパーセント内又は所定レンジ内で、僅かに低い周波数に設定しても良い。高周波数チャンネル１３０中のどのような低周波数の波形（例えば、クロス・オーバー周波数よりも低い周波数を有する波形）は、ノイズ信号源１３３によって加えられたノイズと考えることができ、フィルタ処理で除去して良いことになる。そこで、ハイパス・フィルタ１３７は、高周波数信号帯域１７２からこうした低周波数のノイズを除去し、この結果、ノイズを大幅に低減できる。なお、ローパス・フィルタ１２７又はハイパス・フィルタ１３７を信号１７０に直接適用すると、ノイズと共に、信号１７０の対応する周波数帯域もフィルタ処理で除去されてしまうことに注意されたい。従って、信号１７０を低周波数信号帯域１７１及び高周波数信号帯域１７２に分離することによって、これらフィルタを適用し、これら信号チャンネルで加えられる信号ノイズを大幅に除去することが可能になる。

低周波数チャンネル１２０は、更にスケーリング部１２９を有していても良く、また、高周波数チャンネル１３０は、更にスケーリング部１３９を有していても良い。いくつの実施形態の例では、スケーリング部は、入力信号のバイナリ・データを、ボルト単位に変換するよう構成される任意のコンポーネントを意味している。スケーリング部１２９及び１３９は、調整可能である。スケーリング部１２９及び１３９は、ラベルＢで図示されるように、コントローラ１５０と結合していても良い。スケーリング部は、コントローラ１５０により、プログラムによる制御が可能である。いくつの実施形態例では、コントローラ１５０は、低周波数信号帯域に対して適用される利得量に基づいてスケーリング部１２９を調整し、スケーリング部１２９がインバース・フィルタのように機能するように構成できる。こうした構成において、スケーリング部は、対応する増幅器に対するインバース周波数応答を持つようにしても良い。同様に、コントローラ１５０（例えば、ディエンベッド制御モジュール１５３）は、高周波数信号帯域に対して適用される利得量に基づいてスケーリング部１３９を調整するよう構成できる。こうした構成において、コントローラは、スケーリング部１２９及び１３９を効果的に制御して、低周波数信号帯域及び高周波数信号帯域間の比率を、増幅する前の低周波数信号帯域及び高周波数信号帯域間の比率と、同じ又は同様となるようにする。各周波数帯域の信号をノイズ信号源１２３及び１３３の前で増幅することにより、信号１７０の各周波数帯域に含まれる成分を、ノイズ信号源からのノイズに対して、相対的に増幅させる。その後のスケーリング部によるスケーリング（拡大又は縮小）処理によって、各周波数帯域に対して逆方向にスケーリング処理し、これによって、各周波数帯域はオリジナルのレベルに戻るように低減されると同時に、中間経路（例えば、増幅器及びスケーリング部の間の経路）において導入されたノイズも、対応する量だけ低減される。この構成によれば、各増幅器の増幅量や周波数応答の形状は、信号１７０の各周波数帯域に含まれる成分に適したものに夫々独立にカスタマイズできるので、信号１７０の全体をそのまま処理した場合よりも、ノイズを一層低減できる。

いくつかの実施形態例では、チャンネル１２０及び１３０のサンプリング・レートが、異なるように構成しても良い。こうした例では、低周波数チャンネル１２０又は高周波数チャンネル１３０が、補間ブロックを有していても良く、これは、後述のように、周波数帯域１７１及び１７２が再合成される前に配置されても良い。こうした例では、低周波数チャンネルで捕捉されたサンプルと、高周波数チャンネルで捕捉されたサンプルとが、サンプリング・レートの差異のために、時間的に整合できない。こうしたことから、補間ブロックは、低周波数信号帯域１７１のサンプルに対して補間を実行して、高周波数信号帯域１７２のサンプルと整合が取れるようにするか、これとは逆に、高周波数信号帯域１７２のサンプルに補間を実行して、低周波数信号帯域１７１のサンプルと整合が取れるようにするかしても良い。もちろん、低周波数信号帯域１７１及び高周波数信号帯域１７２の両方サンプルに対して適切な比率で補間を行って、両サンプル間で整合が取れるようにしても良い。

再合成において低周波数信号帯域１７１及び高周波数信号帯域１７２のサンプルを整合させるために、その他の変換ブロックを設けても良い。例えば、低周波数信号帯域１７１に対して、補間ブロックの後に、タイミング同期ブロックを設けても良い。タイミング同期ブロックは、複数の試験測定装置がチャンネル１２０及び１３０のために使用されている場合や、複数の試験測定装置が非同期のサンプル・クロックを使用している場合に、周波数帯域１７１及び１７２を整合させるのに使用してもよい。タイミング同期ブロックは、周波数帯域１７１及び１７２夫々の位相応答を算出できる。また、タイミング同期ブロックは、郡遅延時間を求めて、高周波数帯域１７２の位相が低周波数帯域１７１の位相と連続するようにできる。タイミング同期ブロックは、求めた群遅延を用いて、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを計算できる。タイミング同期ブロックは、帯域１７１及び１７２を整列させて再合成するために、基準として使用する帯域にオールパス・フィルタを適用し、位相を調整しても良い。別の例として、帯域１７１及び１７２とを整合させるために、単位変換ブロックを使用しても良い。単位変換ブロックは、取得した波形データを２進数から浮動小数点数に変換することができ、その逆も可能である。

スケーリング部１２９及び１３９を通過した後、低周波数信号帯域１７１及び高周波数信号帯域１７２は、合算部１６０によってマッチング（時間的に整合）させられ、出力信号１７３に再合成される。合算部１６０は、複数の信号成分を、全成分を含む１つの信号に合成するように構成された任意の回路、構成要素又はプロセスである。例えば、合算部１６０は、スケーリング部１２９の出力信号とスケーリング部１３９の出力信号とを連続的に組み合わせたソフトウェア処理であってもよい。別の例として、合算部１６０は、上述の分離処理マルチプレサと逆の動作をする別のマルチプレクサであってもよい。こうして、低周波数帯域１７１及び高周波数帯域１７２は、出力信号１７３へ合成されるが、こうした状況においてシステム１００によって出力される出力信号１７３は、システム１００に入力されるアナログ信号１７０をデジタル的に表現したものである。

再合成された出力信号１７３には、ディエンベッド・フィルタ１６１が適用され、システム１００の種々のコンポーネントによる影響を出力信号１７３からディエンベッドする。ディエンベッド・フィルタ１６１は、システム１００のコンポーネントによって生じた既知の位相及びマグニチュードの変化を除去するフィルタを有していても良い。このフィルタは、例えば、対応するコンポーネントによって生じる位相及びマグニチュードの影響を数学的に記述したＳパラメータを利用したものでも良い。例えば、これらＳパラメータは、システム１００のコンポーネントの既知の電気的な欠陥を考慮したもので、これら欠陥を考慮するために利用される。ディエンベッド・フィルタ１６１は、ディエンベッド制御モジュール１５３を利用して、コントローラ１５０によって制御又は適用される。いくつかの実施形態では、ディエンベッド制御モジュール１５３は、シリアル・データ・リンク解析（ＳＤＬＡ）を利用して、ディエンベッド・フィルタ１６１を用いて出力信号１７３に適用する１つ以上の補正フィルタを決定できる。ディエンベッド・フィルタ１６１の算出には、基準ステップ信号に由来するステップ刺激信号と実際のステップ信号を使用する信号補正のような他のメカニズムを使用することもできる。具体的には、信号補正は、信号チャンネルに既知のステップ波形を通過させて、時間領域伝送特性（Time Domain Transmission：ＴＤＴ）基準ステップ波形を得るプロセスである。基準ステップ波形は、時間領域反射（ＴＤＲ）ステップ波形をもたらす波形反射を考慮しても良いし、しなくても良い。次いで、既知のステップ波形を、信号チャンネルとダイプレクサ１４１の両方に通過させて、実際のステップ波形を得る。ＴＤＴ／ＴＤＲ基準ステップ波形と実際のステップ波形を使用してディエンベッド・フィルタ１６１を計算できる。いくつかの実施形態例では、例えば、ＴＤＴ／ＴＤＲ基準ステップ波形と実際のステップ波形からＳパラメータを計算することによって、ＴＤＴ／ＴＤＲ基準ステップ波形と実際のステップ波形をＳＤＬＡの一部として使用できる。図では、合算部１６０の後に示されているが、実施形態によっては、システム１００の各チャンネル（例えば、低周波数チャンネル１２０と高周波数チャンネル１３０）が、それぞれのディエンベッド・フィルタを、例えば、スケーリング部１２９と合算部１６０との間や、スケーリング部１２９の一部としてなど、その内部のいずれかの位置に配置できることが理解できよう。

コントローラ１５０は、増幅器１２１及び１３１の利得や周波数形状を設定し、ディエンベッド・フィルタ１６１の適用を制御し、更に、その他のコントローラ１５０で制御可能な構成要素を制御するよう構成される任意のコンポーネントである。コントローラ１５０は、チャンネル１２０及び１３０夫々からの信号を受ける入力部を有すると共に、増幅器、スケーリング部、その他のコンポーネントを制御するためのプロセッサやモジュールも有している。例えば、図示するように、コントローラ１５０は、プロセッサ上で（例えば、実行可能な命令によって）実現される利得制御モジュール１５１を有していても良い。利得制御モジュール１５１は、ラベルＣ及びＤで示される接続を介して、ローパス・フィルタ１２７及びハイパス・フィルタ１３７夫々からの出力信号を受ける。利得制御モジュール１５１は、続いて、ローパス・フィルタ１２７からの受けた出力信号に基づいて、増幅器１２１の利得を増加させる設定を行っても良い。更に、利得制御モジュール１５１は、ハイパス・フィルタ１３７からの受けた出力信号に基づいて、増幅器１３１の利得を増加させる設定を行っても良い。低周波数チャンネル１２０に関する利得増加は、高周波数チャンネル１３０に関する利得増加とは、独立して設定可能であるし、その逆も同様である。コントローラ１５０は、ユーザに表示される前や更なる処理のために出力される前の波形について、チャンネルによる位相及びマグニチュード効果をディエンベッドするために、１つ以上のプロセッサ上で（例えば、実行可能な命令によって）実現される上述のディエンベッド制御モジュール１５３を有していても良い。例えば、ディエンベッド制御モジュール１５３は、Ｓパラメータ１５５を受けても良い。Ｓパラメータ１５５は、特定のコンポーネントによって生じる位相及びマグニチュードの変化を記述できる。Ｓパラメータ１５５は、ＤＵＴ１１０及び関連リンクのＳパラメータ、ダイプレクサ１４１のＳパラメータ、低周波数チャネル１２０の１つ以上のコンポーネントのＳパラメータ、高周波数チャネル１３０の１つ以上のコンポーネントのＳパラメータを有していても良い。ディエンベッド制御モジュール１５３は、Ｓパラメータ１５５を使用して、対応するコンポーネントによって生じる位相及びマグニチュードの変化の近似値を求め、ディエンベッド・フィルタ１６１を制御して、このような近似した影響を除去して信号ノイズを更に低減できる。Ｓパラメータ１５５は、ユーザから受けても良いし、ネットワーク・コンポーネントから受けても良いし、メモリから受けても良いし、そのコンポーネント自身から受けても良い。

図では、増幅器がシステム１００に組み込まれているように示されているが、実施形態によっては、増幅器をシステム１００の外部に実装できることが理解できよう。このような構成では、増幅器をコントローラ１５０（例えば、有線通信チャンネル、無線通信チャンネル、又はこれらの組み合わせ）を介してコントローラ１５０と通信可能に接続し、コントローラ１５０が制御信号又は命令を増幅器に出力できるようにできる。更に、増幅器は、増幅器に関するディエンベッド・パラメータ（例えば、Ｓパラメータ、周波数応答パラメータなど）をコントローラ１５０に供給して、コントローラ１５０が増幅器のディエンベッドを（例えば、ディエンベッド・フィルタ１６１又はスケーリング部１２９若しくは１３９によって）実現するように構成しても良い。

上述のように、コントローラ１５０には、ラベルＣ及びＤに示す入力部がある。従って、コントローラ１５０は、信号１７０の第１周波数帯域を受けるように構成された第１の入力部を含み、それは低周波数信号帯域１７１であってもよい。第１周波数帯域は、ダイプレクサ１４１から低周波チャンネル１２０のような第１周波数チャンネルを介して受けることができる。第１周波数帯域は、ローパス・フィルタ１２７のようなフィルタを介して受けることもできる。また、コントローラ１５０には、ダイプレクサ１４１から、信号１７０の第２周波数帯域（例えば、高周波数信号帯域１７２）を受けるように構成された第２入力部がある。第２周波数帯域は、第２周波数チャンネル（例えば、高周波数チャンネル１３０）やフィルタ（例えば、ハイパス・フィルタ１３７）を介して受けてもよい。コントローラ１５０は、第１入力部及び第２入力部に結合されたプロセッサを有する。プロセッサは、第１周波数チャンネル（例えば、低周波数チャンネル１２０）に関する可変増幅器１２１の第１利得の増加を設定する利得制御モジュール１５１を動作させるように構成される。こうした設定は、ローパス・フィルタ１２７から出力されるか、又は、ローパス・フィルタ１２７が省略された場合にはＡ／Ｄコンバータ１２５から出力される信号１７０の第１周波数帯域（例えば、低周波数帯域１７１）に基づいて選択される。同様にして、プロセッサは、更に、第２周波数チャンネル（例えば、高周波数チャンネル１３０）に関する増幅器１３１の第２利得の増加を設定するよう構成される。こうした設定は、ハイパス・フィルタ１３７から出力されるか、又は、ハイパス・フィルタ１３７が省略された場合にはＡ／Ｄコンバータ１３５から出力される信号１７０の第２周波数帯域（例えば、高周波数帯域１７２）に基づいて選択される。第１周波数チャンネルに関する利得増加と、第２周波数チャンネルに関する利得増加は、互いに独立して設定可能である。ローパス・フィルタ１２７及びハイパス・フィルタ１３７を利用することにより、信号１７０に（例えば、ノイズ信号源１２３及び１３３において）加えられるチャンネル・ノイズは、本願で説明するように、これら信号帯域（例えば、周波数帯域１７１及び１７２）から除去され、全体として信号ノイズが低減される。ダイプレクサ１４１のクロス・オーバー周波数によって、低周波数チャンネル１２０及び高周波数チャンネル１３０の周波数の区分が定められる。

増幅器１２１に関する第１利得の増加は、コントローラ１５０によって選択、設定、調整される。増幅器１２１の利得増加の設定、調整は、信号１７０の第１周波数帯域（例えば、低周波数帯域１７１）のＳＮ比に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ１２５によって第１周波数チャンネルがクリッピングされることないよう選択される。いくつかの実施形態例では、第１利得の増加は、最初は、増幅器１２１に最も最近適用された利得増加と等しく設定し、続いて、望ましい又は最適なＳＮ比を実現するようにアップデートするとしても良い。こうした初期設定は、コントローラ１５０又は増幅器１２１内に記憶されていても良い。

増幅器１３１に関する第２利得の増加は、コントローラ１５０によって選択、設定、調整される。増幅器１３１の利得増加の設定、調整は、信号１７０の第２周波数帯域（例えば、高周波数帯域１７２）のＳＮ比に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ１３５によって第２周波数チャンネルがクリッピングされることないよう選択される。ディエンベッド制御モジュール１５３は、Ｓパラメータ１５５を利用して、ディエンベッド・フィルタ１６１を制御し、信号１７０から増幅器１２１及び増幅器１３１の影響をディエンベッドする。

いくつかの実施形態例では、これら増幅器の周波数応答にピークを設けるか、又は、こうした周波数応答となるように、コントローラ１５０で制御するようにしても良い。こうしたピークのある周波数応答には、正の利得スロープがある。ピークをどの程度とするかは、例えば、コントローラ１５０によって、処理する周波数帯域のＳＮ比を増加させるように、５ｄＢ（デシベル）以上、１０ｄＢ以上、又は、それ以上などのように選択可能である。こうしたピーク処理（ピーキング）の選択は、システム１００での損失又は減衰を補償するのに、それよりももっと多いものとして良い。例えば、２０ｄＢ利得を増加させると、得られる信号のＳＮ比を約１２ｄＢ改善できる。このピーク処理の結果として、各Ａ／Ｄコンバータが処理する周波数帯域は、入力信号の同じ周波数帯域とは大きく異なるものとなることがある。実際、周波数帯域を意図的に歪ませることになる場合があり、そのため、それを補償するのに、デジタル的な後処理が必要となる場合がある。別の見方をすれば、本願で別途説明するように、Ａ／Ｄコンバータで処理可能な範囲（限界）に基づいて、増幅器の周波数応答をダイナミックに調整しても良く、よって、ピーク処理の量は、そのチャンネルのＡ／Ｄコンバータの性能に応じたものとしても良い。これに加えて、又は、これに代えて、ピーク処理は、チャンネルが処理する信号の周波数帯域に応じたものとしても良い。これは、処理される信号中の周波数の振幅が、Ａ／Ｄコンバータの処理能力範囲内で適用されるピーク処理の量に影響を与えるからである。このピーク処理（ピーキング）は、そのチャンネルで処理される周波数帯域内のノイズの問題に解決するために意図的に選択できる。いくつかの実施形態例では、ピーク処理の設定は、システム１００のユーザが選択しても良いし、コントローラ１５０によって自動的に制御されても良い。

ＤＵＴ１１０が損失の多いチャンネルと通信を行う場合には、システム１００は、特に効果的なものとなり得る。いくつかシリアル・データ通信規格におけるように、信号１７０の損失が多い場合（例えば、−２０ｄＢ、−３７ｄＢ、−４７ｄＢなどのように高周波数の振幅が損失する場合）には、信号１７０は、高周波数信号帯域１７２において、データの高い振幅を維持できないことがある。損失の多い信号をシステム１００で処理すると、ノイズを大幅に低減できる。ノイズ低減は、全体的には、ダイプレクサ１４１のクロス・オーバー周波数に関係してくる。チャンネルの帯域幅に対してクロス・オーバー周波数が比較的高いと、より大きなノイズ低減が得られることが多い。

システム１００は、異なるサンプリング・レート、異なる帯域幅、異なる垂直利得レンジ、異なるＡ／Ｄ変換のビット数（垂直分解能）等を有する複数の異なるチャンネルを用いて実現できることにも注意するべきである。従って、いくつかの実施形態では、低周波数信号帯域１７１の特性に基づいて低周波数チャンネル１２０用に第１試験測定装置を選択する一方で、高周波数信号帯域１７２の特性に基づいて高周波数チャンネル１３０用に第２試験測定装置を選択するということもできる。このように、複数の試験測定装置、例えば、複数のオシロスコープを、信号１７０の複数の成分に対して独立に動作するように選択し、コストを最小化しつつ、ＳＮ比を最適化することができる。なお、低周波数チャンネル１２０及び高周波数チャンネル１３０は、異なるサンプリング・レート、異なる帯域幅で動作しても良いことに留意されたい。

図２は、差動信号２７４に関してノイズ低減するための試験測定システム２００の実施形態のブロック図である。システム２００は、図２に示すように、システム１００とほぼ同様であり、ほぼ同様のコンポーネントを有している。システム２００には、ＤＵＴ２１０及びダイプレクサ２４１があり、これらは、ＤＵＴ１１０及びダイプレクサ１４１と夫々同様である。しかし、ＤＵＴ２１０は、差動信号２７４を生成する。差動信号２７４は、一般に正側及び負側と呼ばれる相補的な２つの信号で１対を構成しており、これら正側及び負側の信号は、別々の導体で伝播され、情報を伝達するために一緒に処理される。差動信号２７４のような差動信号は、コモン・モード・ノイズに対する耐性があるやり方で情報を伝達するのに使われることも多い。図示するように、ダイプレクサ２４１は、シングル・エンド信号を受けるようになっている。そこで、ダイプレクサ２４１へ入力するために、差動信号２７４をシングル・エンド信号２７０に変換しても良い。シングル・エンド信号２７０は、信号１７０とほぼ同様であり、システム１００のコンポーネントによる処理とほぼ同様にして、残りのコンポーネントによって処理される。

システム２００には、差動信号２７４をシングル・エンド信号２７０に変換するバラン（Balun）２４３がある。バラン２４３は、平衡信号を非平衡信号に変換したり、その逆を行うように構成されるデバイスである。差動信号２７４は、平衡信号の形式であり、信号２７０は非平衡信号であるが、信号２７０は、差動形式の差動信号２７４とほぼ同じ情報を有している。従って、バラン２４３をダイプレクサ２４１に結合することで、差動信号２７４をシングル・エンド信号２７０に変換して、ダイプレクサ２４１へ入力することができる。バラン２４３からの信号２７０は、ダイプレクサ２４１によって、高周波数チャンネル及び低周波数チャンネルに分離され、結果として、コントローラは、これらチャンネルからの信号を受けて、システム１００に関して説明したように、増幅器及びスケーリング部を制御するのに利用する。バラン２４３は、ディエンベッド制御モジュールによって、正確にはディエンベッドできないことがある。例えば、バラン２４３は、２つの入力ポートからの差動信号２７４を１つの出力ポートへ合成して出力する。こうしたシステムのＳパラメータ・モデルは、直接的には解けない（可解でない）ことがある。しかし、バラン２４３は、２ポート・ネットワークとしてモデル化でき、これによれば、バラン２４３の特性を合理的なレベルで近似するＳパラメータが得られる。バラン２４３に関するＳパラメータは、ディエンベッド・フィルタ及びディエンベッド制御モジュールによってディエンベッドするために、コントローラへ送られる。バラン２４３に関するＳパラメータは、システム１００に関して上述したＳパラメータに加えて又は一緒に利用しても良い。システム２００に関するディエンベッド・フィルタを生成するのには、ＴＤＴ／ＴＤＲ及び実際のステップ波形を利用できることにも注意されたい。差動信号２７４が利用されているので、ＴＤＴ／ＴＤＲ基準信号を生成するのに、差動信号生成装置を利用しても良く、例えば、その信号を２つのチャンネルを通して送り、その結果得られる信号を引き算して、ＴＤＴ／ＴＤＲ基準信号を得るようにしても良い。

図３は、バランを用いずに差動信号３７４についてノイズを低減するための試験測定システム３００の実施形態のブロック図である。システム３００には、差動信号３７４を供給するＤＵＴ３１０がある。こうした構成要素は、ＤＵＴ２１０及び差動信号２７４と夫々ほぼ同様である。上述のように、バランをディエンベッドするのは、近似的には可能ではある。システム３００は、正確なディエンベッドが望ましい場合に利用すると良い。システム２００と異なり、差動信号３７４は、差動形式で維持され、差動信号３７４の各成分は、システム１００でのやり方と同様にして、複数の周波数帯域に分離され、独立に測定及び処理が行われる。システム３００には、ダイプレクサ３４１及び３４２があり、これらは、夫々ダイプレクサ１４１とほぼ同様である。差動信号３７４の２つ成分（正側と負側）の夫々は、対応するダイプレクサ３４１及び３４２へ送られる。続いて、差動信号３７４は、周波数に基づいて、第１及び第２低周波数信号帯域３７５及び３７７（これらは低周波数信号帯域１７１と類似する）と、第１及び第２高周波数信号帯域３７６及び３７８（これらは高周波数信号帯域１７２と類似する）とに夫々分離される。他方において、ダイプレクサ３４１及び３４２のクロス・オーバー周波数を変更できる実施形態では、クロス・オーバー周波数は、例えば、コントローラ３５０によって、独立に制御可能であり、例えば、ダイプレクサ３４１のクロス・オーバー周波数と、ダイプレクサ３４２のクロス・オーバー周波数とを異なるものに設定できることにも留意されたい。こうした実施形態では、コントローラ３５０は、得られるどのような信号のＳＮ比をも向上させるか又は最大化できるクロス・オーバー周波数を実現するようダイプレクサ（又はマルチプレクサ）を制御できる。また、こうしたダイプレクサ／マルチプレクサ／コントローラの手法は、本願で開示するどの実施形態においても実施できることにも留意されたい。

システム３００は、第１低周波数チャンネル３２２、第１高周波数チャンネル３３２、第２低周波数チャンネル３２４及び第２高周波数チャンネル３３４という４つのチャンネルを有するとしても良い。第１低周波数チャンネル３２２及び第２低周波数チャンネル３２４は、低周波数チャンネル１２０とほぼ同様であり、ほぼ同様の構成要素を有している。第１高周波数チャンネル３３２及び第２高周波数チャンネル３３４は、高周波数チャンネル１３０とほぼ同様であり、ほぼ同様の構成要素を有している。複数の信号帯域３７５〜３７８は、図３に示すように、夫々対応するチャンネルを通して伝送される。信号帯域３７５及び３７６は、合算部１６０とほぼ同様な合算部３６０によって合成される。更に、信号帯域３７７及び３７８は、合算部１６０とほぼ同様な合算部３６２によって合成される。合算部３６０及び３６２夫々からの出力信号は、差動信号３７４の２つの相補的な信号（正側と負側）に夫々対応する。再合成された２つの相補的な信号は、ディエンベッド・フィルタ１６１と同様な複数のディエンベッド・フィルタ３６１を図示の如く通過するように伝送される。これらディエンベッド・フィルタ３６１からの出力信号は、合算部１６０とほぼ同様な合算部３６３及び３６４を介して、第１及び第２出力信号３６５及び３６６として夫々出力される。

図３の例では、図１及び図２と異なり、２つのダイプレクサ３４１及び３４２に始まって、２つの合算部３６０及び３６２から２つの再合成信号が得られるので、これら２系統は、全体として、４ポート回路のＳパラメータで表現できる。４つのディエンベッド・フィルタ３６１は、４ポート回路のＳパラメータに対応した異なる係数を象徴的に示したもので、これら異なる係数はコントローラ１５０から与えられる（なお、これら処理はデジタル演算で行われるので、現実に４つ個別のハードウェアのフィルタがあるとは限らない）。この結果として、合算部３６３からは、例えば、ディエンベッドされた差動信号の正側を表すデジタル信号である第１出力信号３６５が得られ、合算部３６４からは、例えば、ディエンベッドされた差動信号の負側を表すデジタル信号である第２出力信３６６号が得られるようにしても良い。

システム３００には、利得制御モジュール３５１及びディエンベッド制御モジュール３５３を有するコントローラ３５０があり、これらは、利得制御モジュール１５１、ディエンベッド制御モジュール１５３、コントローラ１５０と夫々同様である。よって、利得制御モジュール３５１は、各チャンネルにある複数のフィルタ（例えば、ハイパス・フィルタ、ローパス・フィルタ、１つ以上の中帯域のバンドパス・フィルタ）の出力信号に基づいて、夫々対応する増幅器の利得を設定する。更に、ディエンベッド制御モジュール３５３は、Ｓパラメータ１５５とほぼ同様なＳパラメータ３５５を受けても良い。Ｓパラメータ３５５は、ＤＵＴ３１０、ダイプレクサ３４１〜３４２、チャンネル３２２、３２４、３３２及び３３４、並びに任意の他のコンポーネント又はそれらコンポーネントの一部分（サブセット）の種々の特性をモデル化できる。こうして、ディエンベッド制御モジュール３５３は、ディエンベッド・フィルタ３６１、スケーリング部等の各チャンネル内のコンポーネントを制御して、対応するチャンネルによって信号帯域３７５〜３７８に加えられた位相やマグニチュードの変化をディエンベッドできる。

このように、システム３００は、第１周波数チャンネル、第２周波数チャンネル、第３周波数チャンネル及び第４周波数チャンネル（例えば、夫々、チャンネル３２２、３２４、３３２及び３３４）を利用する。図示した１つ以上のチャンネルの夫々には、対応する可変増幅器（本願では、チャンネル増幅器とも呼ぶ）があり、対応する周波数帯域に対して利得を与えるよう構成される。また、図示した１つ以上のチャンネルの夫々には、対応する周波数帯域外のノイズを除去するための対応するフィルタ（例えば、高周波数帯域チャンネルで使用されるハイパス・フィルタは、低周波数帯域ノイズを除去する）もある。更に、図示した１つ以上のチャンネルの夫々には、対応するスケーリング部もあり、先に詳細に説明したように、対応する信号帯域について、単位変換（拡大縮小）機能を提供する。更に、コントローラは、チャンネル増幅器からの出力信号か、又は、もしフィルタがあるなら、対応するフィルタからの出力信号に基づいて、各チャンネル増幅器の利得を設定するように構成される。

図４は、中周波数チャンネル４８０を用いたノイズを低減する試験測定システム４００の実施形態のブロック図である。システム４００は、システム１００と類似しているが、マルチプレクサ４４１を用いて、シングル・エンド信号４７０を高周波数帯域、低周波数帯域及び中周波数帯域に分離し、別々に処理して、ノイズ低減を行う。中周波数信号帯域は、低周波数信号帯域及び高周波数信号帯域とは異なる周波数範囲を有する。単一の中周波数信号帯域のみを図示しているが、本発明の原理から離れることなく、任意の個数の中周波数信号帯域を設けても良いことが理解できよう。複数の中周波数信号帯域がある構成では、これら中周波数信号帯域の夫々が互いに異なる周波数範囲を有している。システム４００には、ＤＵＴ４０１と、差動信号４７４をシングル・エンド信号４７０に変換するバラン４４３とがあり、これらは、ＤＵＴ２１０、バラン２４３、差動信号２７４及びシングル・エンド信号２７０と夫々同様なものである。いくつかの実施形態では、差動信号４７４やバラン４４３をなくし、システム１００やシステム３００と同様な実施形態としても良い。バラン４４３は無いものの、差動信号４７４を受ける実施形態では、図示したものと類似の構成を用いて、シングル・エンド信号のノイズを除去するのと同様のやり方で、差動信号の正側及び負側夫々を処理し、ノイズを低減できる。結果として得られる差動信号の正側及び負側の夫々については、ディエンベッド・フィルタが出力する信号に基づいて、個々に測定すれば良い。

システム４００には、マルチプレクサ４４１がある。マルチプレクサ４４１は、ダイプレクサ１４１と類似しているが、トリプレクサとして構成されている。トリプレクサの構成では、マルチプレクサ４４１には、高周波数クロス・オーバー周波数と低周波数クロス・オーバーのように、２つのクロス・オーバー周波数がある。高周波数クロス・オーバー周波数以上の信号４７０の周波数は、高周波数信号帯域として、高周波数チャンネル４３０へと送られ、これらは、高周波数信号帯域１７２及び高周波数チャンネル１３０と夫々ほぼ同様である。低周波数クロス・オーバー周波数以下の信号４７０の周波数は、低周波数信号帯域として、低周波数チャンネル４２０へと送られ、これらは、低周波数信号帯域１７１及び高周波数チャンネル１２０と夫々ほぼ同様である。高周波数クロス・オーバー周波数と低周波数クロス・オーバー周波数の間の信号４７０の周波数は、中周波数信号帯域として、中周波数チャンネル４８０へと送られる。

中周波数チャンネル４８０には、増幅器４８１、ノイズ信号源４８３、Ａ／Ｄコンバータ４８５及びスケーリング部４８９を設けても良く、これらは、増幅器１２１、ノイズ信号源１２３、Ａ／Ｄコンバータ１２５及びスケーリング部１２９と夫々ほぼ同様である。中周波数チャンネル４８０には、オプションで、バンドパス・フィルタ４８７を設けても良い。バンドパス・フィルタ４８７は、ローパス・フィルタ１２７やハイパス・フィルタ１３７とほぼ同様ではある。しかし、バンドパス・フィルタ４８７は、中周波数チャンネル４８０に関する上述の２つのクロス・オーバー周波数以上又は以下のノイズを除去するように構成される。従って、バンドパス・フィルタ４８７は、高周波数ノイズ及び低周波数ノイズの両方を除去する一方で、中周波数信号帯域は中周波数チャンネル４８０を伝播できるようにする。中周波数チャンネル４８０から出力される中周波数信号帯域は、合算部１６０と同様な合算部４６０によって高周波数信号帯域及び低周波数信号帯域と合成される。合算部４６０は、再合成信号４７３を出力する。得られた再合成信号４７３は、コントローラ４５０中のディエンベッド制御モジュール４５３によってＳパラメータ４５５に基づき制御されるディエンベッド・フィルタ４６１により、ディエンベッドされる。これら構成要素は、ディエンベッド・フィルタ１６１、ディエンベッド制御モジュール１５３、コントローラ１５０及びＳパラメータ１５５と夫々同様である。Ｓパラメータ４５５は、更に、中周波数チャンネル４８０と関連するコンポーネントに関するＳパラメータを含んでいても良い。これによって、ディエンベッド制御モジュール４５３は、中周波数チャンネル４８０や個々のコンポーネント又はこれら個々のコンポーネントの組み合わせによって生じる位相及びマグニチュードへの影響をディエンベッドできる。

コントローラ４５０は、ラベルＡ、Ｃ及びＢで夫々示すように、周波数チャンネル４２０、４３０及び４８０夫々の増幅器及びスケーリング部と結合された通信可能となっている。コントローラ４５０は、ラベルＤ、Ｅ及びＦで夫々示すように、周波数チャンネル４２０、４３０及び４８０夫々の各フィルタの出力信号とも結合されている。コントローラには、利得制御モジュール１５１とほぼ同様な利得制御モジュール４５１があっても良い。しかし、利得制御モジュール４５１は、更に、中周波数チャンネル４８０の増幅器４８１及びスケーリング部４８９も調整するように構成されている。例えば、利得制御モジュール４５１は、中周波数チャンネル４８０のバンドパス・フィルタ４８７を通して受けた中周波数信号帯域に基づいて、増幅器４８１の利得（例えば、第３利得）の増加を設定できる。中周波数チャンネル４８０に関する利得は、低周波数チャンネル４２０及び高周波数チャンネル４３０に関する利得とは独立に設定できる。

信号４７０を必要に応じて更に多数の帯域に分離できるように、更に多数のチャンネルを設けても良いことに留意すべきである。こうした更に多数の帯域への分離は、マルチプレクサに更に多数のクロス・オーバー周波数を設けて、これに対応して、更に多数の中周波数チャンネルと、これらに対応する周波数範囲を設けることで実現できる。更に、利得制御モジュール４５１は、各チャンネルの利得を独立に制御できるよう構成され、特定周波数帯域での目標とするノイズ低減を必要に応じて実現可能にする。

図５は、ノイズ低減のための試験測定システム５００の実施形態のシステム・レベルのブロック図である。システム５００は、システム１００を実現するのに利用できる。システム５００には、第１オシロスコープ５２０及び第２オシロスコープ５３０がある。オシロスコープ５２０及び５３０は、信号の波形を捕捉し、表示画面上にこうした波形を表示する装置である。オシロスコープ５２０及びオシロスコープ５３０の夫々には、表示部５２１及び５３１と、入力部５２３及び５３３とがある。表示部５２１は、入力部５２３を通して受ける電気信号を表現する波形を、時間領域や周波数領域で表示するよう構成される。入力部５２３は、同軸ポート、ＵＳＢ（universal serial bus）ポートなど、任意の信号通信ポートであって良い。表示部５３１及び入力部５３３は、表示部５２１及び入力部５２３と夫々ほぼ同様なもので良い。各オシロスコープには、オシロスコープのチャンネルがあって、これは、上述のような高周波数チャンネル又は低周波数チャンネルとして構成されても良い。例えば、オシロスコープ５３０の中に、高周波数チャンネル１３０を構成し、オシロスコープ５２０の中に低周波数チャンネル１２０を構成しても良く、また、その反対の構成としても良い。いくつかの実施形態では、オシロスコープ５２０及び５３０は、同一なものであっても良く、夫々を高周波数又は低周波数チャンネルのどちらとするかは、単に、オシロスコープ５２０及び５３０並びにダイプレクサ５４１の間の配線の都合に応じて選択しても良い。別の実施形態では、オシロスコープ５２０及び５３０は、処理する周波数帯域に基づいて、別の機種（性能が異なる）であっても良い。一般に、より高い周波数まで処理できるオシロスコープほど高価になるので、処理する周波数帯域に応じて、最適なコストのオシロスコープを選択しても良い。いくつかの実施形態では、例えば、試験測定システム４００を実現する場合などで、中周波数チャンネルのために第３のオシロスコープを追加し、ダイプレクサ５４１の代わりにトリプレクサを利用しても良い。

システム５００には、ダイプレクサ５４１もあり、これは、ダイプレクサ１４１とほぼ同様である。ダイプレクサ５４１は、アナログ信号１７０と同様な入力信号５１１を受けて、周波数に基づいて、２つの帯域に分離する。表示部５２１及び５３１は、これら信号帯域をユーザに対して表示するよう構成されるが、場合によっては、表示しなくても良い。これら信号帯域は、上述のようにノイズを低減するように調整され、対応するオシロスコープ５２０及び５３０によってサンプリングされて、デジタル波形に変換される。システム５００は、更に、オシロスコープ５２０及び５３０に結合されたコンピュータ５５０を有していても良い。コンピュータ５５０は、メモリ、プロセッサ、波形を表示する表示部５５７、通信ポートなどを有するコンピュータであっても良い。いくつかの実施形態では、コンピュータ５５０が、特に、コントローラ１５０のようなコントローラとして（例えば、ソフトウェア、ハードウェア又はこれらの任意の組み合わせによって）動作するように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラの機能が、コンピュータ５５０と、オシロスコープ５２０／５３０との間で、分担される。コンピュータ５５０やオシロスコープ５２０／５３０は、各信号帯域を受けて、オシロスコープ５２０及び５３０のチャンネルに命令を送信して、上述のように、増幅器及びスケーリング部を設定／調整し、ディエンベッド・フィルタ１６１のようなディエンベッド・フィルタを適用し、波形のサンプルをメモリに記憶するようにしても良い。グラフィック・プログラム５５５は、例えば、プロセッサによって実行されても良く、記憶された波形のサンプルを取得し、表示部５５７上で、こうしたサンプルを（例えば、ラスタライザを用いて）波形として描画することで、ユーザにノイズ低減処理後の最終的な結果を表示するようにしても良い。このように、システム５００は、高周波数オシロスコープのチャンネルを第１オシロスコープ（例えば、オシロスコープ５２０）内に設け、低周波数オシロスコープのチャンネルを第２オシロスコープ（例えば、オシロスコープ５２０）内に設けるという実施形態を提供する。

図６は、複数の入力信号を１つのオシロスコープで処理するノイズ低減のための試験測定システム６００の実施形態のシステム・レベルのブロック図である。システム６００は、システム１００、３００又は４００を実現するのに利用できる。システム６００には、１対のダイプレクサ６４１及び６４２があり、これらは、ダイプレクサ３４１及び３４２と夫々ほぼ同様である。システム６００には、表示部６３１及び入力部６３３を有するオシロスコープ６３０もあり、これらは、オシロスコープ５３０、表示部５３１、入力部５３３と夫々ほぼ同様である。オシロスコープ６３０は、チャンネル３２２、３２４、３３２及び３３４のような４チャンネルを有するとしても良い。よって、オシロスコープ６３０は、入力信号６１１として、信号１７０のようなシングル・エンド信号を２つ受けることもできるし、差動信号３７４のような１つの差動信号を受けることもできる。システム６００には、表示部６５７と、グラフィック・プログラム６５５とを備えたコンピュータ６５０もあり、これらは、コンピュータ５５０、表示部５５７及びグラフィック・プログラム５５５と夫々ほぼ同様である。よって、コンピュータ６５０は、フィルタの出力信号に基づいて、増幅器の利得を増加させる制御を行うコントローラとして動作できる。コンピュータ６５０は、Ｓパラメータに基づいてディエンベッド処理を実行でき、また、グラフィック・プログラム６５５を用いて、表示部６５７上で、入力信号６１１の波形を形成して表示できる。このように、システム６００は、複数の周波数チャンネルを１つのオシロスコープで実現するオシロスコープ６３０を有している。別の実施形態では、オシロスコープ６３０は、コントローラとしても動作でき、チャンネルの利得制御と、信号のディエンベッド処理を実行できる。こうした場合では、処理された波形は、表示部６３１上で表示するために、コンピュータ６５０へと送られる。更に、システム６００は、１つの入力部６３３で受ける２つの入力信号６１１をデスキューするように構成される。２つの入力信号６１１については、グラフィック・プログラム６５５を用いて、一方から他方を引き算した差動信号の測定値を生成して表示するようにしても良い。システム６００は、バランを用いた実施形態で実現される外部コンポーネントにより、更に強力なディエンベッド処理が可能になることに留意されたい。

図７は、複数の入力信号又は差動信号のためのノイズ低減用試験測定システム７００の実施形態のシステム・レベルのブロック図である。システム７００は、システム１００、３００又は４００を実現するのに利用できる。システム７００には、ダイプレクサ７４１及び７４２があり、これらは、ダイプレクサ６４１及び６４２と夫々ほぼ同様である。ダイプレクサ７４１及び７４２は、２つの入力信号７１２を受けるが、これらは、１つの差動信号でも良いし、２つの関連する信号か又は非関連の信号でも良い。システム７００には、表示部７１１及び入力部７１３を有するオシロスコープ７１０と、表示部７２１及び入力部７２３を有するオシロスコープ７２０と、表示部７３１及び入力部７３３を有するオシロスコープ７１０とがあり、これらは、オシロスコープ５２０、表示部５２１及び入力部５２３と夫々ほぼ同様であっても良い。オシロスコープ７３０は、オシロスコープ７１０及び７２０よりも、もっと複雑なハードウェアを有していても良い。例えば、オシロスコープ７１０及び７２０は、オシロスコープ７３０よりも、もっと高い周波数を処理できる（よって、より高価なオシロスコープ）としても良い。よって、比較的安価なオシロスコープ７３０では、複数のチャンネルを構成して、２つのダイプレクサ７４１及び７４２からの低周波数信号帯域を処理する一方で、比較的高価なオシロスコープ７１０及び７２０では、ダイプレクサ７４１及び７４２からの高周波数信号帯域を夫々処理するようにしても良い。更に、オシロスコープ７１０及び７２０が、オシロスコープ７３０よりも、最高周波数帯域が高く、サンプリング・レートも高いＡ／Ｄコンバータを有していても良い。これによって、オシロスコープ７１０及び７２０は、高周波数信号帯域に対して、ＳＮ比を向上させることが実現できる。これにより、システム７００は、全体としてＳＮ比を向上させつつ、比較的低コストで実現可能となる。高周波数帯域及び低周波数帯域の両方は、同じ信号に由来するので、これらの位相応答を求めることができ、高周波数帯域のサブ・サンプル遅延に対する低周波数帯域のサブ・サンプル遅延を算出できる。高周波数帯域と低周波数帯域とを合成する際、高周波数帯域に対する低周波数帯域の位相応答を補正するのに、ＦＩＲフィルタを利用すれば良い。更に、オシロスコープ７１０、７２０及び７３０は、同期していなくても良いが、共通のトリガ処理を利用すると良い。サブ・サンプルの整合は、コンピュータ７５０上で動作するグラフィック・プログラム７５５で実行しても良い。コンピュータ７５０には、表示部７５７があり、グラフィック・プログラム７５５と合わせて、これらは、コンピュータ５５０、グラフィック・プログラム５５５若しくは表示部５５７、又はコンピュータ６５０、グラフィック・プログラム６５５若しくは表示部６５７と夫々ほぼ同様である。

図８は、複数の差動信号についてノイズ低減するための試験測定システム８００の実施形態のシステム・レベルのブロック図である。システム８００は、システム７００とほぼ同様としても良い。システム８００は、システム２００やシステム４００を実現するのに利用できる。システム８００では、ダイプレクサ８４１及び８４２に夫々結合されたバラン８４３及び８４４を利用するようにしても良い。ダイプレクサ８４１及び８４２並びにバラン８４３及び８４４は、ダイプレクサ１４１及びバラン２４３と夫々ほぼ同様であっても良い。図示した構成を用いることによって、システム８００は、上述のように、ディエンベッド処理機能の強度や精度が低下するという犠牲を払いつつも、１対の差動信号８１１を受けて表示することが可能になる。差動信号８１１は、差動信号２７４とほぼ同様としても良い。

図９は、複数の差動信号を１つのオシロスコープで処理するノイズ低減のための試験測定システム９００の実施形態のシステム・レベルのブロック図である。システム９００は、システム６００とほぼ同様としても良い。システム９００は、システム２００又は４００を実現するのに利用できる。システム９００は、ダイプレクサ９４１及び９４２に夫々結合されたバラン９４３及び９４４を利用しても良い。ダイプレクサ９４１及び９４２並びにバラン９４３及び９４４は、ダイプレクサ１４１及びバラン２４３と夫々ほぼ同様であっても良い。図示した構成を用いることによって、システム９００は、上述のように、ディエンベッド処理機能の強度や精度が低下するという犠牲を払いつつも、１台のオシロスコープで１対の差動信号９１１を受けて表示することが可能になる。これら２つの差動信号９１１は、差動信号２７４とほぼ同様としても良い。

図１０は、ダイプレクサの入力信号１０７０と、対応する範囲の出力信号の実施例の周波数領域でのグラフ１０００である。ダイプレクサ入力信号１０７０は、ダイプレクサ１４１によって変換される信号１７０とほぼ同様である。ダイプレクサの出力信号には、低周波数信号帯域１０７１及び高周波数信号帯域１０７２とがあり、これらは、低周波数信号帯域１７１及び高周波数信号帯域１７２と夫々ほぼ同様である。ダイプレクサには、クロス・オーバー周波数１０１０があり、この実施形態例では、約１８ギガ・ヘルツ（ＧＨｚ）に設定されている。図示するように、入力信号１０７０としては、幅広く必要な範囲の全周波数スペクトラムを含む信号（complete spectrum signal）を用いている。例えば、入力信号１０７０としては、４値パルス幅変調（ＰＡＭ４）であっても良い。図示するように、クロス・オーバー周波数１０１０よりも低い周波数を有する入力信号１０７０の周波数帯域は、低周波数信号帯域１０７１の成分となり、こうした低周波数で波形が現れるが、クロス・オーバー周波数１０１０よりも高い周波数ではアクティブではない。クロス・オーバー周波数１０１０よりも高い周波数を有する入力信号１０７０の周波数帯域は、高周波数信号帯域１０７２の成分となり、こうした高周波数で波形が現れるが、クロス・オーバー周波数１０１０よりも低い周波数ではアクティブではない。

図１１は、ダイプレクサの入力信号１１７０と、対応する出力信号の実施例の時間領域でのグラフ１１００である。ダイプレクサの高周波数信号１１７１は、ダイプレクサ１４１によって変換された信号１７２とほぼ同様である。ダイプレクサの出力信号には、低周波数信号帯域１１７２と高周波数信号帯域１１７１とが含まれる。低周波数帯域１１７２は、振幅に関しては、典型的には、入力信号１１７０と同様である。入力信号１１７０と、信号帯域１１７１及び１１７２は、時間領域においては、時間に対する信号の振幅として描かれる。図示のように、信号帯域１１７１及び１１７２は、入力信号１１７０を周波数で分離したものであるので、全体としては、入力信号１１７０と同じ情報を保持している。よって、周波数に基づいて分離を行っても、情報（データ）を損失することなく、元の信号に戻すことができる。

図１２は、単一チャンネルのオシロスコープでサンプルした波形１２０１と、上述のマルチ帯域試験測定システム（例えば、図１のシステム１００）でサンプルした波形１２７０とを対比させたグラフの例である。図示のように、波形１２７０は、波形１２０１よりも滑らかであり、よって、オシロスコープのチャンネルから加わったノイズが少ないことを示している。

図１３は、上述のマルチ帯域試験測定システムの実施形態におけるノイズ低減を示すグラフ１３００である。波形１３０１は、高周波数オシロスコープのチャンネルで生じるノイズを示す。波形１３０２は、低周波数オシロスコープのチャンネルで生じるノイズを示す。波形１３０３は、上述のように、ハイパス及びローパス・フィルタ処理後の最終的な再合成信号に生じるノイズを示し、再合成信号中のノイズが大幅に減少する結果が得られている。

図１４は、単一チャンネルでサンプルされた波形１４０１と、マルチ帯域試験測定システムでサンプルされた波形１４７０とを対比する別の例のグラフである。図示のように、波形１４７０は、波形１４０１よりも滑らかであり、オシロスコープのチャンネルから加わったノイズが少ないことを示している。例えば、損失の多いチャンネルを通過したＰＡＭ４信号は、システムの構成に応じて、波形１４７０か又は波形１４０１のどちらかとなり得る。波形１４７０は、図１〜４に関して説明したように、マルチ帯域試験測定システムのＡ／Ｄコンバータにおいてクリッピングを生じることなく、高周波数帯域において約３５ｄＢの利得増加を受けている。こうした場合、波形１４７０は、単一チャンネルのオシロスコープで生成された波形１４０１と比較して、８ｄＢのノイズ低減を受ける。

図１５は、マルチ帯域試験測定システムの別の実施形態におけるノイズ低減を示すグラフ１５００である。波形１５０１は、高周波数オシロスコープのチャンネルで生じるノイズを示す。波形１５０２は、低周波数オシロスコープのチャンネルで生じるノイズを示す。波形１５０３は、波形１４７０と同様な最終的な再合成信号に生じるノイズを示す。図示のように、上述の如くハイパス及びローパス・フィルタを組み合わせて適用することによって、再合成信号中のノイズが大幅に低減される（例えば、約８ｄＢのノイズ低減）。

図１６は、システム１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００又は９００のようなマルチ帯域試験測定システムの一部分として、オシロスコープの表示画面上に表示された出力信号のノイズ低減を示すグラフ１６００である。グラフ１６００は、上述のように、入力信号を高周波数帯域１６７２及び低周波数帯域１６７１に分離し、１対のオシロスコープのチャンネルによる２つの周波数帯域へ送ることによって生成されている。帯域１６７１及び１６７２に基づく再合成信号１６７０も示されている。低周波数帯域１６７１は、ステップ関数として表示される一方、高周波数帯域１６７２は、リンギングのあるパルスとして表示されている。再合成信号１６７０中のノイズは、低周波数帯域１６７１及び高周波数帯域１６７２に比較して、約４ｄＢ低減されている。低周波数帯域１６７１及び再合成信号１６７０は、同じ垂直軸スケール（例えば、１００ｍＶ／ｄｉｖ）でグラフ化されている一方、高周波数帯域１６７２は、予想される垂直軸スケール（例えば、６.２５ｍＶ／ｄｉｖ）でグラフ化されている。水平軸は時間軸であり、水平軸スケールは、３つの波形全てに関して同じである。なお、例えば、１００ｍＶ／ｄｉｖは、オシロスコープの表示画面上に示される格子で形成される１目盛り（division）当たり、垂直軸方向に関して、１００ｍＶを示すことを意味する。

図１７は、システム１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００又は９００のようなマルチ帯域試験測定システムの一部分として、オシロスコープの表示画面上に表示された出力信号のノイズ低減を示すグラフ１７００である。グラフ１７００は、高周波数帯域１７７２のノイズを垂直軸スケール６.２５ｍＶ／ｄｉｖで示し、低周波数帯域１７７１のノイズを垂直軸スケール１００ｍＶ／ｄｉｖで示す。帯域１７７１及び１７７２に基づく再合成信号１７７０も、垂直軸スケール１００ｍＶ／ｄｉｖで示している。グラフ１７００を生成するのに利用した構成では、再合成信号１７７０中のノイズは、低周波数帯域１７７１に比較して、約５.８ｄＢ低減されている。

図１８は、システム１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００又は９００のようなマルチ帯域試験測定システムを制御する方法１８００の実施形態のフローチャートである。例えば、方法１８００は、コントローラのプロセッサによって実行されたときに、方法１８００を実行する命令を記憶したマシーン可読媒体を介して、コントローラにおいて実現されても良い。方法１８００は、高周波数オシロスコープのチャンネル、低周波数オシロスコープのチャンネル、そして、場合によって、１つ以上の中周波数チャンネルを制御することによって、実現されても良い。ステップ１８０１では、低周波数帯域のような信号の第１周波数帯域をマルチプレクサから受ける。第１周波数帯域は、第１周波数オシロスコープのチャンネル（例えば、低周波数オシロスコープのチャンネル）を通して送られると共に、ローパス・フィルタを介して、コントローラが受ける。ステップ１８０３では、高周波数帯域のような信号の第２周波数帯域をマルチプレクサから受ける。第２周波数帯域は、第２周波数オシロスコープのチャンネル（例えば、高周波数オシロスコープのチャンネル）を通して送られると共に、ハイパス・フィルタを介して、コントローラが受ける。ステップ１８０５では、中周波数帯域のような信号の第３周波数帯域をマルチプレクサから受ける。第３周波数帯域は、第３周波数オシロスコープのチャンネル（例えば、中周波数オシロスコープのチャンネル）を通して送られると共に、バンドパス・フィルタを介して、コントローラが受ける。なお、ステップ１８０５はオプションであり、２つの周波数オシロスコープのチャンネルだけを用いる実施形態では省略されることに注意されたい。更に、必要に応じて、ステップ１８０５を繰り返すことによって、もっと多数のオシロスコープのチャンネル上で、周波数に基づいて、信号をもっと多数の信号帯域（例えば、第４周波数帯域、第５周波数帯域、など）に分離しても良い。

ステップ１８０７では、第１周波数オシロスコープのチャンネルに関する第１利得の増加が設定される。第１利得の増加は、ステップ１８０１で受けた信号の第１周波数帯域に基づいて設定される。例えば、コントローラは、信号の第１周波数帯域の振幅が、第１周波数オシロスコープのチャンネル中のＡ／Ｄコンバータで処理可能な最大振幅の約８０パーセントとなるように、利得を決定しても良い。Ａ／ＤコンバータのＡＤ変換可能最大振幅の８０パーセントとなるように利得を設定することによって、第１周波数帯域には、Ａ／ＤコンバータのＡＤ変換可能最大振幅まで、２０パーセントの上部空間（上部マージン）が与えられこととなり、信号が予想外に変動することがあっても、Ａ／Ｄコンバータでクリッピングが生じるのを回避可能となる。このように、選択された利得の増加は、最適なものであるか又は最適に近いと考えられ、選択された利得による利得増加によって、クリッピングが発生することなく、ＳＮ比を最大化できる。このように、第１利得の増加が、第１周波数オシロスコープのチャンネルにおいてＡ／Ｄコンバータによるクリッピングを発生させることなく実現可能な信号の第１周波数帯域の第１信号対ノイズ比（ＳＮ比）に基づいて選択される。更に、第１周波数オシロスコープのチャンネル中のローパス・フィルタは、高周波数ノイズ（例えば、第１周波数帯域外のノイズ）を除去し、よって、第１周波数オシロスコープのチャンネルに加わるノイズを低減する。いくつかの実施形態例では、ローパス・フィルタは、第１周波数オシロスコープのチャンネルに加わる高周波数ノイズの全て又はほぼ全てを除去するように構成できる。

ステップ１８０９では、第２周波数オシロスコープのチャンネルに関する第２利得の増加が設定される。第２利得の増加は、ステップ１８０３で受けた信号の第２周波数帯域に基づいて設定される。ステップ１８０７と同様に、第２利得の増加は、信号の第２周波数帯域の振幅が、第２周波数オシロスコープのチャンネル中のＡ／Ｄコンバータで処理可能な最大振幅の約８０パーセントとなるように選択しても良い。このように、第２利得の増加が、第２周波数オシロスコープのチャンネルにおいてＡ／Ｄコンバータによるクリッピングを発生させることなく実現可能な信号の第２周波数帯域の第２ＳＮ比に基づいて選択される。更に、第２周波数オシロスコープのチャンネル中のハイパス・フィルタは、低周波数ノイズ（例えば、第２周波数帯域外のノイズ）を除去し、よって、第２周波数オシロスコープのチャンネルに加わるノイズを低減する。いくつかの実施形態例では、ハイパス・フィルタは、第２周波数オシロスコープのチャンネルに加わる低周波数ノイズの全て又はほぼ全てを除去するように構成できる。第２利得の増加は、第２周波数帯域に基づいて設定されるので、第２利得の増加は、第１利得の増加設定とは独立に設定されるものであり、その逆も同様である。

ステップ１８１１はオプションであり、３つ以上のオシロスコープのチャンネルがある実施形態においてのみ利用される。更に、ステップ１８１１は、追加される信号周波数帯域（例えば、第４周波数帯域、第５周波数帯域等）のための追加のオシロスコープのチャンネルについて、必要に応じて繰り返すようにして良い。ステップ１８１１では、第３周波数オシロスコープのチャンネルに関する第３利得の増加が設定される。第３利得の増加は、オプションのステップ１８０５で受けた信号の第３周波数帯域に基づいて設定される。ステップ１８０７及び１８０９と同様に、第３利得の増加は、信号の第３周波数帯域の振幅が、第３周波数オシロスコープのチャンネル中のＡ／Ｄコンバータで処理可能な最大振幅の約８０パーセントとなるように選択しても良い。このように、第３利得の増加が、第３周波数オシロスコープのチャンネルにおいてＡ／Ｄコンバータによるクリッピングを発生させることなく実現可能な信号の第３周波数帯域の第３ＳＮ比に基づいて選択される。更に、第３周波数オシロスコープのチャンネル中のバンドパス・フィルタは、そのバンドパス周波数の範囲外の周波数を有するノイズを除去し、よって、第３周波数オシロスコープのチャンネルに加わるノイズを低減する。第３利得の増加は、第３周波数帯域に基づいて設定されるので、第３利得の増加は、第１及び第２利得の増加設定とは独立に設定されるものであり、その逆も同様である。

方法１８００は、ユーザが新しい信号に切り替えて、メニューを通して最適化を行おうとする場合に、行われるようにしても良い。また、方法１８００は、信号の各アクイジション（デジタル的なデータ取り込み）処理中に行われるようにしても良い。加えて、方法１８００は、信号の各アクイジション処理中に行われるものの、ポップアップ・メニューを使ってユーザが許可した場合にのみ行われるようにしても良い。更に、方法１８００は、ユーザの操作／指示に応じて、対応する増幅器をマニュアルで制御することによって、行われても良い。

高周波数帯域、低周波数帯域及び中周波数帯域に関する周波数の範囲は、実施形態に応じて変更可能なことに留意されたい。入力信号は、マルチプレクサによって、多様な周波数帯域に分離される。よって、マルチプレクサのクロス・オーバー周波数（しきい値）により、低周波数オシロスコープのチャンネル、中周波数オシロスコープのチャンネル、高周波数オシロスコープのチャンネル、そして、対応する複数の信号帯域の周波数範囲が定められる。

図１９は、オシロスコープ５２０、５３０、６３０、７１０、７２０、７３０、８１０、８２０、８３０若しくは９３０のような試験測定システム中において、又は、コンピュータ５５０、６５０、７５０、８５０若しくは９５０のようなコンピュータ中において、動作するよう構成される装置１９００の実施形態のブロック図である。また、装置１９００は、本願で開示する方法１８００やその他の方法を実現するように構成されていても良い。装置１９００には、信号入力ポート１９１１があり、これは、任意の電気又は光学ポートやレシーバなどであっても良く、試験のための入力信号を受けるように構成される。入力ポート１９１１は、付加的な回路に結合される。例えば、装置１９００は、オシロスコープとして動作する場合には、図１〜４に関連して説明したように、１つ以上のオシロスコープのチャンネルを有していても良い。こうした実施形態では、装置１９００は、増幅器、サンプラ、位相基準回路、クロック・リカバリ回路、補間回路、信号の調整／サンプリングのための回路のような、信号を分析するための種々回路を有していても良い。入力ポート１９１１は、更に、プロセッサ１９１５やメモリ１９１７結合されていても良い。プロセッサ１９１５は、汎用プロセッサとして実現されても良い。プロセッサ１９１５は、メモリ１９１７から命令を実行し、命令によって指示された任意の方法や関連するステップを実行するように構成される。メモリ１９１７は、プロセッサ・キャッシュ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ソリッド・ステート・メモリ、ハード・ディスク・ドライブ、又は任意の他のメモリ形式若しくは機械可読記憶媒体として実現されても良い。メモリ１９１７は、データ、コンピュータ・プログラム生成物及び他の命令を記憶し、必要に応じて計算のためにプロセッサ１９１５にそのようなデータ／生成物／命令を提供するための非一時的媒体として機能する。

プロセッサ１９１５は、マルチ帯域制御モジュール１９１６を有していても良い。マルチ帯域制御モジュール１９１６は、フィルタからの出力に基づいてノイズを低減するために、可変増幅器の利得増加を設定するように構成された処理回路又は命令セットである。マルチ帯域制御モジュール１９１６は、更に、本願で開示される方法１８００及びの他の方法を実行するように構成される。いくつかの実施形態では、マルチ帯域制御モジュール１９１６は、メモリ１９１７、ユーザ操作部１９１３又は表示部１９１９において、その全体又は一部分が実装されても良い。ユーザ操作部１９１３は、プロセッサ１９１５に結合される。ユーザ操作部１９１３は、表示部１９１９上での入力信号の表示をしたり、入力信号の表示を変更したりするための、ストローブ入力部、利得制御部、トリガ操作部、表示調整部、電力制御部、又は他のユーザが利用可能な操作部を有していても良い。表示部１９１９は、デジタル・スクリーン又は陰極線管ベースの表示装置であっても良い。表示部１９１９には、複数の表示領域があり、これらに対応して複数の入力信号を、例えばアイ・ダイアグラムとして表示する。

本発明の実施形態は、専用設計のハードウェア、ファームウェア、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）又はプログラムされた命令に従って動作するプロセッサを含む特別にプログラムされた汎用コンピュータ上で動作できる。本願で使用されている「コントローラ」又は「プロセッサ」という用語は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ及び専用ハードウェアのコントローラを含むことを意図しているが、これらに限定するものではない。本発明の１つ以上の態様は、１つ以上のコンピュータ（モニタリング・モジュールを含む）又は他のデバイスによって実行される、１つ以上のプログラム・モジュールのようなコンピュータ使用可能データ及びコンピュータ実行可能命令で実現しても良い。一般に、プログラム・モジュールには、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などがあり、これらは、コンピュータ又は他のデバイスのプロセッサによって実行されると、特定のタスクを実行したり、特定の抽象データ型を実装したりするものである。コンピュータ実行可能命令は、ハードディスク、光ディスク、リムーバブル記憶媒体、ソリッド・ステート・メモリ、ＲＡＭなどのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。当業者には理解されるように、これらプログラム・モジュールの機能は、様々な実施形態において、必要に応じて組み合わせたり、分散配置してもよい。更に、これら機能は、集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などのようなハードウェア等価物やファームウェアにおいて、全体又は部分が具体化されてもよい。本発明の１つ以上の態様をより効果的に実現するのに、特定のデータ構造を利用しても良く、このようなデータ構造は、本願記載のコンピュータ実行可能命令及びコンピュータ使用可能データの範囲内で考えられる。

本発明の上述した種々の形態は、記述した利点や当業者には明らかであろう多くの利点がある。しかしながら、開示した装置、システム又は方法のすべての形態において、これらの利点又は特徴のすべてが必要というわけではない。

更に、本願では特定の特徴に言及しているが、本発明は、これら特定の特徴の有り得る全ての組み合わせを含むと理解すべきである。例えば、特定の態様が特定の態様又は実施形態という状況において開示されている場合、その特徴は、可能な限り、他の態様及び実施形態という状況においても使用できる。

また、本願において、２つ以上の定義されたステップ又は工程を有する方法に言及する場合、これら定義されたステップ又は工程は、状況的にそれらの可能性を排除しない限り、任意の順序で又は同時に実行できる。

説明の都合上、本発明の特定の実施形態を図示し、説明してきたが、本発明は、その要旨及び範囲から離れることなく、種々の変更が可能なことは明らかであろう。

上述では、試験測定システム、特にオシロスコープに関して主に説明しているが、本発明の実施形態は、デジタル化信号中のノイズが問題となる他の多数の試験測定機器又は電子機器においても実現できることは明らかであろう。場合によっては、本発明の実施形態は、本願で説明するような信号を処理するように構成されたアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）の形態を取ることができる。そのような実施形態において、本発明の実施が有り得るのは、ＡＤＣが利用されるあらゆる状況、特にＡＤＣによって生成されるデジタル信号中のノイズが懸念される場合を含んでいて良い。更に、ＡＤＣの構成においては、上述ではＡＤＣとは別個のものとして説明したコンポーネント（例えば、マルチプレクサ、増幅器、合成部／合算部、フィルタ、コントローラ、又はその一部分（サブセット））を、実際には、ＡＤＣに組み込んでも良い。

本発明の実施形態は、様々に変更したり、代替形態でも動作する。特定の態様は、図面において例として示されており、本願で詳細に説明している。しかしながら、本願に開示された実施形態例は、説明を明瞭にするために提示されており、明示的に限定されない限り、本発明の全体的な概念の範囲を、本願記載の特定の実施形態に限定することを意図するものではないことに注意すべきである。このように、本開示は、添付の図面及び特許請求の範囲に照らして、記載された態様のすべての改変、均等物及び代替物をカバーすることを意図している。

明細書中の実施形態、態様、実施例などへの言及は、記載された項目が特定の特徴、構造又は特性を含むことを示している。しかしながら、開示される全ての態様は、その特定の特徴、構造又は特性を必ずしも含んでいなくてもよい。更に、このような語句は、特に明記しない限り、必ずしも同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造又は特性が特定の態様に関連して記載される場合、そのような特徴、構造又は特性は、そのような特徴が他の開示された態様において明示的に記述されているか否かにかかわらず、そうした他の開示された態様でも利用されて良い。

開示された態様は、場合によっては、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はこれらの任意の組み合わせで実現されてもよい。開示された態様又はその一部分（サブセット）は、１つ以上のプロセッサによって読み取られ実行され得る１つ以上の一時的又は非一時的なマシーン可読媒体（例として、コンピュータ可読媒体）によって搬送されるか又は記憶される命令として実装されてもよい。このような命令は、コンピュータ・プログラム生成物と呼ぶことができる。

コンピュータ可読媒体又はマシーン可読媒体は、コンピューティング・デバイスによってアクセス可能な市販の任意の媒体又はこれら媒体の組み合わせであっても良く、これには、揮発性及び不揮発性媒体、リムーバブル及び非リムーバブル媒体が含まれる。コンピュータ可読媒体は、一例としては、コンピュータ記憶媒体や通信媒体であっても良いが、これらに限定されるものではない。

コンピュータ記憶媒体としては、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュール又はその他のデータのような情報を記憶するための任意の方法又は技術で実現される揮発性及び不揮発性、リムーバブル及び非リムーバブル媒体を含む。コンピュータ記憶媒体としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用でき、コンピューティング装置によってアクセス可能な任意の他の媒体を含むことができる。コンピュータ記憶媒体としては、信号それ自身及び信号伝送時の一時的な形態は除外される。

通信媒体は、典型的には、搬送波（キャリア）、データ構造、プログラム・モジュール等の変調データ信号内のデータを収めるもので、任意の情報伝達媒体が含まれる。「変調データ信号」という用語は、複数の特性からなるグループを１つ以上有する信号又は情報を信号中にエンコードするという手法で変更された信号を意味する。通信媒体には、例としては、有線ネットワーク又は直接的な有線接続などの有線媒体及び音響、ＲＦ、赤外線等の無線媒体があるが、これらに限定されるものではない。上記のいずれかの組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含めて良い。

こうしたことを前提に、以下では、本発明の概念の例をいくつか説明する。

本発明の概念１は、装置であって、
アナログ信号の第１周波数帯域を受けて、該第１周波数帯域に利得を与えるよう構成される増幅器と、
該増幅器の出力部に結合され、上記アナログ信号の上記第１周波数帯域を第１デジタル信号に変換するよう構成される第１アナログ・デジタル・コンバータと、
上記第１周波数帯域と異なる上記アナログ信号の第２周波数帯域を受けて、該第２周波数帯域を第２デジタル信号に変換するよう構成される第２アナログ・デジタル・コンバータと、
上記第１デジタル信号に基づいて上記増幅器の上記利得を調整し、上記第１デジタル信号の信号対ノイズ比を増加させるよう構成される利得コントローラと、
上記第１デジタル信号から上記増幅器の影響を除去する補正フィルタを生成するよう構成されるディエンベッド・コントローラと、
上記第１アナログ・デジタル・コンバータの出力部及び上記第２アナログ・デジタル・コンバータの出力部に結合され、上記第１デジタル信号及び上記第２デジタル信号を、上記アナログ信号をデジタル的に表現する出力信号に合成し、上記出力信号を更なる処理のために出力するよう構成される合算部と
を具えている。

本発明の概念２は、上記概念１の装置であって、
上記第１周波数帯域外のノイズを上記第１デジタル信号から除去するよう構成される第１ノイズ・フィルタと、
上記第２周波数帯域外のノイズを上記第２デジタル信号から除去するよう構成される第２ノイズ・フィルタと
を更に具えている。

本発明の概念３は、上記概念２の装置であって、上記アナログ信号から上記第１周波数帯域及び上記第２周波数帯域を生成するよう構成されるマルチプレクサを更に具え、該マルチプレクサのクロス・オーバーしきい値によって、上記第１周波数帯域に含まれる第１周波数レンジ及び上記第２周波数帯域に含まれる第２周波数レンジを定める。このとき、上記ディエンベッド・コントローラは、更に、上記第１デジタル信号から上記マルチプレクサの影響も除去するよう上記補正フィルタを生成するよう構成される。

本発明の概念４は、上記概念１の装置であって、このとき、上記利得コントローラは、更に、上記第１デジタル信号の信号対ノイズ比に基づいて、上記第１アナログ・デジタル・コンバータによるクリッピングなしを実現できるように、上記利得を設定するよう構成される。

本発明の概念５は、上記概念１の装置であって、このとき、上記利得コントローラが、更に、
上記第１アナログ・デジタル・コンバータによるクリッピングが検出されるまで、上記第１周波数帯域に適用される上記利得を増加させ、
上記クリッピングを検出するのに応じて、上記クリッピングが検出されなくなるまで上記利得を低減するように構成される。

本発明の概念６は、上記概念１の装置であって、このとき、上記補正フィルタを生成する処理は、上記増幅器のＳパラメータに基づいて行われる。

本発明の概念７は、上記概念１の装置であって、このとき、上記アナログ信号は差動信号である。

本発明の概念８は、上記概念７の装置であって、
差動信号をシングル・エンド信号に変換するバランと、
該バランに結合され、上記シングル・エンド信号を上記第１周波数帯域及び上記第２周波数帯域に分離するよう構成されるマルチプレクサと
を更に具えている。このとき、上記ディエンベッド・コントローラは、更に、上記第１デジタル信号から上記バランの影響も除去するよう上記補正フィルタを生成するよう構成される。

本発明の概念９は、上記概念１の装置であって、このとき、上記増幅器は第１増幅器であり、上記利得は第１利得であり、上記補正フィルタは第１補正フィルタであって、
上記アナログ信号の上記第２周波数帯域に第２利得を与えるよう構成される第２増幅器を更に具え、このとき、
上記第２アナログ・デジタル・コンバータは、上記第２増幅器の出力部に結合され、
上記利得コントローラは、更に、上記第２デジタル信号に基づいて上記第２増幅器の上記第２利得を調整し、上記第２デジタル信号の信号対ノイズ比を増加させるよう構成され、
上記ディエンベッド・コントローラは、更に、上記第２デジタル信号から上記第２増幅器の影響を除去する第２補正フィルタを生成するよう構成される。

本発明の概念１０は、上記概念１の装置であって、このとき、上記アナログ信号はアナログ差動信号であり、上記第１及び第２周波数帯域は、上記アナログ差動信号の正側から生成され、上記合算部は第１合算部であり、上記出力信号はデジタル差動信号であって、
上記アナログ差動信号の負側の第３周波数帯域を受けて、該第３周波数帯域に利得を与える第２増幅器と、
該第２増幅器の出力部に結合され、上記第３周波数帯域を第３デジタル信号に変換するよう構成される第３アナログ・デジタル・コンバータと、
上記第３周波数帯域と異なる上記アナログ差動信号の上記負側の第４周波数帯域を受けて、該第４周波数帯域を第４デジタル信号に変換する第４アナログ・デジタル・コンバータと、
上記第３アナログ・デジタル・コンバータの出力部及び上記第４アナログ・デジタル・コンバータの出力部に結合される第２合算部であって、
上記第３デジタル信号及び上記第４デジタル信号を、上記アナログ差動信号の上記負側をデジタル的に表現する上記出力信号の負側に合成し、
上記出力信号の上記負側を更なる処理のために出力する上記第２合算部と
を更に具え、このとき、
上記第１合算部は、上記第１デジタル信号及び上記第２デジタル信号を、上記アナログ差動信号の上記正側をデジタル的に表現する上記出力信号の正側に合成して出力し、
上記利得コントローラは、更に、上記第３デジタル信号に基づいて上記第２増幅器の上記第２利得を調整し、上記第３デジタル信号の信号対ノイズ比を増加させるよう構成され、
上記ディエンベッド・コントローラは、更に、上記第３デジタル信号から上記第２増幅器の影響を除去する第２補正フィルタを生成するよう構成される。

本発明の概念１１は、デジタル化処理システムにおいてノイズを低減する方法であって、
アナログ信号の第１周波数帯域と、該第１周波数帯域と異なる上記アナログ信号の第２周波数帯域とを受ける処理と、
アナログ増幅器によって、上記第１周波数帯域を増幅し、該上記第１周波数帯域を上記デジタル化処理システムの第１アナログ・デジタル・コンバータへ出力する処理と、
上記第１アナログ・デジタル・コンバータによって、上記第１周波数帯域をデジタル化し、第１デジタル信号を生成する処理と、
第２アナログ・デジタル・コンバータによって、上記第２周波数帯域をデジタル化し、第２デジタル信号を生成する処理と、
上記第１デジタル信号の信号対ノイズ比を増加させるように、上記第１デジタル信号に基づいて上記アナログ増幅器の利得を調整する処理と、
上記第１デジタル信号から上記アナログ増幅器の影響を除去する処理と、
上記アナログ信号を表すデジタル信号を生成するように、上記第１デジタル信号及び上記第２デジタル信号を合成する処理と、
上記デジタル信号を更なる処理のために出力する処理と
を具えている。

本発明の概念１２は、上記概念１１の方法であって、上記合成する処理の前に、
上記第１周波数帯域の周波数レンジ外に生じたノイズを除去する第１ノイズ・フィルタを上記第１デジタル信号に適用する処理と、
上記第２周波数帯域の周波数レンジ外に生じたノイズを除去する第２ノイズ・フィルタを上記第２デジタル信号に適用する処理と
を更に具えている。

本発明の概念１３は、上記概念１２の方法であって、このとき、上記マルチプレクサのクロス・オーバーしきい値によって、上記第１周波数帯域の上記周波数レンジ及び上記第２周波数帯域の上記周波数レンジを定める。

本発明の概念１４は、上記概念１２の方法であって、上記利得を調整する処理は、上記第１アナログ・デジタル・コンバータによるクリッピングなしに実現できる信号対ノイズ比に基づいて行われる。

本発明の概念１５は、上記概念１４の方法であって、上記第１アナログ・デジタル・コンバータによるクリッピングなしに実現できる信号対ノイズ比に基づいく上記利得を調整する処理は、
上記第１アナログ・デジタル・コンバータによるクリッピングが検出されるまで、上記アナログ増幅器の上記利得を増加させる処理と、
上記クリッピングを検出するのに応じて、上記クリッピングが検出されなくなるまで上記利得を低減する処理と
を有している。

本発明の概念１６は、上記概念１４の方法であって、上記第１デジタル信号から上記アナログ増幅器の影響を除去する処理が、
上記アナログ増幅器に関するＳパラメータに基づいて補正フィルタを生成する処理と、
上記補正フィルタを上記第１デジタル信号に適用する処理と
を有している。

本発明の概念１７は、上記概念１１の方法であって、このとき、上記アナログ信号は差動信号である。

本発明の概念１８は、上記概念１７の方法であって、
バランによって、上記差動信号をシングル・エンド信号に変換する処理と、
マルチプレクサによって、上記シングル・エンド信号を上記第１周波数帯域及び上記第２周波数帯域に分離する処理と
を更に具えている。

本発明の概念１９は、上記概念１１の方法であって、このとき、上記アナログ信号は、差動信号の正側又は負側のいずれかである。

本発明の概念２０は、上記概念１１の方法であって、このとき、上記アナログ増幅器は第１アナログ増幅器であり、上記補正フィルタは第１補正フィルタであって、
上記第２アナログ・デジタル・コンバータが第２アナログ増幅器の出力部に結合され、該第２アナログ増幅器によって、上記アナログ信号の上記第２周波数帯域を増幅する処理と、
上記第２デジタル信号の信号対ノイズ比を増加させるように、上記第２デジタル信号に基づいて上記第２アナログ増幅器の利得を調整する処理と、
上記第２デジタル信号から上記第２アナログ増幅器の影響を除去する処理と
を更に具えている。

１００ 試験測定システム
１１０ 被試験デバイス（ＤＵＴ）
１２０ 低周波数チャネル
１２１ 可変増幅器
１２３ ノイズ信号源
１２５ Ａ／Ｄコンバータ
１２７ ローパス・フィルタ
１２９ スケーリング部
１２９ 低周波数信号帯域
１３０ 高周波数チャンネル
１３３ ノイズ信号源
１３５ Ａ／Ｄコンバータ
１３７ ハイパス・フィルタ
１３９ スケーリング部
１４１ ダイプレクサ
１５０ コントローラ
１５１ 利得制御モジュール
１５３ ディエンベッド制御モジュール
１５５ Ｓパラメータ
１６０ 合算部
１６１ ディエンベッド・フィルタ
１７０ アナログ入力信号
１７１ 低周波数信号帯域
１７２ 高周波数信号帯域
１７３ 再合成信号
２００ 試験測定システム
２１０ 被試験デバイス（ＤＵＴ）
２４１ ダイプレクサ
２４３ バラン
２７０ シングル・エンド信号
２７４ 差動信号
３００ 試験測定システム
３１０ 被試験デバイス（ＤＵＴ）
３２２ 第１低周波数チャンネル
３２４ 第２低周波数チャンネル
３３２ 第１高周波数チャンネル
３３４ 第２高周波数チャンネル
３４１ 第１ダイプレクサ
３４２ 第２ダイプレクサ
３５１ 利得制御モジュール
３５３ ディエンベッド制御モジュール
３５５ Ｓパラメータ
３６０ 合算部
３６１ ディエンベッド・フィルタ
３６２ 合算部
３６３ 合算部
３６４ 合算部
３６５ 第１出力信号
３６６ 第２出力信号
３７４ 差動信号
３７５ 第１低周波数信号帯域
３７６ 第１高周波数信号帯域
３７７ 第２低周波数信号帯域
３７８ 第２高周波数信号帯域
４００ 試験測定システム
４２０ 低周波数チャンネル
４３０ 高周波数チャンネル
４４３ バラン
４５０ コントローラ
４５１ 利得制御モジュール
４５３ ディエンベッド制御モジュール
４５５ Ｓパラメータ
４７０ シングル・エンド信号
４７３ 再合成信号
４７４ 差動信号
４８０ 中周波数チャンネル
４８１ 可変増幅器
４８３ ノイズ信号源
４８５ Ａ／Ｄコンバータ
４８７ バンドパス・フィルタ
４８９ スケーリング部
５００ 試験測定システム
５１１ 入力信号
５２０ 第１オシロスコープ
５２１ 表示部
５２３ 入力部
５３０ 第２オシロスコープ
５３１ 表示部
５３３ 入力部
５４１ ダイプレクサ
５５０ コンピュータ
５５５ グラフィック・プログラム
５５７ 表示部
６００ 試験測定システム
６１１ 入力信号
６３０ オシロスコープ
６３１ 表示部
６３３ 入力部
６５５ グラフィック・プログラム
６５７ 表示部
７００ 試験測定システム
７１０ 第１オシロスコープ
７１１ 表示部
７１２ 入力信号
７１３ 入力部
７２０ 第２オシロスコープ
７２１ 表示部
７２３ 入力部
７３０ 第３オシロスコープ
７３１ 表示部
７３３ 入力部
７５０ コンピュータ
７５５ グラフィック・プログラム
７５７ 表示部
８００ 試験測定システム
８１１ 複数の差動入力信号
８４１ 第１ダイプレクサ
８４２ 第２ダイプレクサ
８４３ 第１バラン
８４４ 第２バラン
９００ 試験測定システム
９１１ 複数の差動入力信号
９４１ 第１ダイプレクサ
９４２ 第２ダイプレクサ
９４３ 第１バラン
９４４ 第２バラン
１０００ 周波数領域グラフ
１０１０ クロス・オーバー周波数
１０７０ ダイプレクサの入力信号
１０７１ 低周波数信号帯域
１０７２ 高周波数信号帯域
１１００ 時間領域グラフ
１１７１ 高周波数信号帯域
１１７２ 低周波数信号帯域
１９００ デジタル化装置
１９１１ 信号入力ポート
１９１３ ユーザ操作部
１９１５ プロセッサ
１９１５ プロッサ
１９１６ マルチ帯域制御モジュール
１９１７ メモリ
１９１９ 表示部

Claims (8)

1. アナログ信号の第１周波数帯域を受けて、該第１周波数帯域に利得を与えるよう構成される増幅器と、
   該増幅器の出力部に結合され、上記アナログ信号の上記第１周波数帯域を第１デジタル信号に変換するよう構成される第１アナログ・デジタル・コンバータと、
   上記第１周波数帯域と異なる上記アナログ信号の第２周波数帯域を受けて、該第２周波数帯域を第２デジタル信号に変換するよう構成される第２アナログ・デジタル・コンバータと、
   上記第１デジタル信号に基づいて上記増幅器の上記利得を調整し、上記第１デジタル信号の信号対ノイズ比を増加させるよう構成される利得コントローラと、
   上記第１デジタル信号から上記増幅器の影響を除去する補正フィルタを生成するよう構成されるディエンベッド・コントローラと、
   上記第１アナログ・デジタル・コンバータの出力部及び上記第２アナログ・デジタル・コンバータの出力部に結合され、上記第１デジタル信号及び上記第２デジタル信号を、上記アナログ信号をデジタル的に表現する出力信号に合成し、上記出力信号を更なる処理のために出力するよう構成される合算部と
   を具えるデジタル化装置。
2. 上記第１周波数帯域外のノイズを上記第１デジタル信号から除去するよう構成される第１ノイズ・フィルタと、
   上記第２周波数帯域外のノイズを上記第２デジタル信号から除去するよう構成される第２ノイズ・フィルタと
   を更に具える請求項１のデジタル化装置。
3. 上記アナログ信号から上記第１周波数帯域及び上記第２周波数帯域を生成するよう構成されるマルチプレクサを更に具え、
   該マルチプレクサのクロス・オーバーしきい値によって、上記第１周波数帯域に含まれる第１周波数レンジ及び上記第２周波数帯域に含まれる第２周波数レンジを定める請求項１又は２記載のデジタル化装置。
4. 上記利得コントローラは、上記第１デジタル信号の信号対ノイズ比に基づいて、上記第１アナログ・デジタル・コンバータによるクリッピングなしを実現できるように、上記利得を設定するよう構成される請求項１から３のいずれかに記載のデジタル化装置。
5. 上記アナログ信号はアナログ差動信号であり、上記第１及び第２周波数帯域は、上記アナログ差動信号の正側から生成され、上記合算部は第１合算部であり、上記出力信号はデジタル差動信号であって、
   上記アナログ差動信号の負側の第３周波数帯域を受けて、該第３周波数帯域に利得を与える第２増幅器と、
   該第２増幅器の出力部に結合され、上記第３周波数帯域を第３デジタル信号に変換するよう構成される第３アナログ・デジタル・コンバータと、
   上記第３周波数帯域と異なる上記アナログ差動信号の上記負側の第４周波数帯域を受けて、該第４周波数帯域を第４デジタル信号に変換する第４アナログ・デジタル・コンバータと、
   上記第３アナログ・デジタル・コンバータの出力部及び上記第４アナログ・デジタル・コンバータの出力部に結合される第２合算部であって、
   上記第３デジタル信号及び上記第４デジタル信号を、上記アナログ差動信号の上記負側をデジタル的に表現する上記出力信号の負側に合成し、
   上記出力信号の上記負側を更なる処理のために出力する上記第２合算部と
   を更に具え、
   上記第１合算部は、上記第１デジタル信号及び上記第２デジタル信号を、上記アナログ差動信号の上記正側をデジタル的に表現する上記出力信号の正側に合成して出力し、
   上記利得コントローラは、更に、上記第３デジタル信号に基づいて上記第２増幅器の上記第２利得を調整し、上記第３デジタル信号の信号対ノイズ比を増加させるよう構成され、
   上記ディエンベッド・コントローラは、更に、上記第３デジタル信号から上記第２増幅器の影響を除去する第２補正フィルタを生成するよう構成される請求項１から４のいずれかに記載のデジタル化装置。
6. アナログ信号の第１周波数帯域と、該第１周波数帯域と異なる上記アナログ信号の第２周波数帯域とを受ける処理と、
   アナログ増幅器によって、上記第１周波数帯域を増幅し、該上記第１周波数帯域を上記デジタル化処理システムの第１アナログ・デジタル・コンバータへ出力する処理と、
   上記第１アナログ・デジタル・コンバータによって、上記第１周波数帯域をデジタル化し、第１デジタル信号を生成する処理と、
   第２アナログ・デジタル・コンバータによって、上記第２周波数帯域をデジタル化し、第２デジタル信号を生成する処理と、
   上記第１デジタル信号の信号対ノイズ比を増加させるように、上記第１デジタル信号に基づいて上記アナログ増幅器の利得を調整する処理と、
   上記第１デジタル信号から上記アナログ増幅器の影響を除去する処理と、
   上記アナログ信号を表すデジタル信号を生成するように、上記第１デジタル信号及び上記第２デジタル信号を合成する処理と、
   上記デジタル信号を更なる処理のために出力する処理と
   を具えるデジタル化方法。
7. 上記第１周波数帯域の周波数レンジ外に生じたノイズを除去する第１ノイズ・フィルタを上記第１デジタル信号に適用する処理と、
   上記第２周波数帯域の周波数レンジ外に生じたノイズを除去する第２ノイズ・フィルタを上記第２デジタル信号に適用する処理と
   を更に具える請求項６のデジタル化方法。
8. 上記第１デジタル信号から上記アナログ増幅器の影響を除去する処理が、
   上記アナログ増幅器に関するＳパラメータに基づいて補正フィルタを生成する処理と、
   上記補正フィルタを上記第１デジタル信号に適用する処理と
   を有する請求項６又は７のデジタル化方法。

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