KR100291079B1 - Method for storing maximum and minimum value of digital storage oscilloscope in peak detecting mode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 저장 오실로스코프의 피크 검출 모드에서의 최대값 및 최소값 저장 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for storing maximum and minimum values in peak detection mode of a digital storage oscilloscope.
디지털 저장 오실로스코프(Digital Storage Oscilloscope)를 피크 검출 모드로 동작시키면, 등가 샘플 구간내의 데이터를 수집하여, 등가 샘플 구간에서의 최대값과 최소값을 검출하여 획득 메모리에 저장한 후, 화면에 출력한다.When the digital storage oscilloscope operates in the peak detection mode, data in the equivalent sample interval is collected, the maximum and minimum values in the equivalent sample interval are detected, stored in the acquisition memory, and then output to the screen.
디지털 저장 오실로스코프에서의 등가 샘플 구간을 설명한다. 디지털 저장 오실로스코프 화면은 수평으로 10개의 구획(division)으로, 각 구획 당 50점씩 전체 500점, 수직으로 1점으로 전체 501점으로 구성된다. 화면의 수평분해능이 500점이므로 입력 데이터의 샘플링 속도를 아무리 빠르게 하여도 화면을 통하여 출력되는 점은 500점만이 출력된다. 즉, 입력 데이터의 샘플링 속도와는 무관하게 화면에서는 화면상의 점과 점 사이의 시간에 한 번씩 샘플링이 이루어진 것으로 보인다. 이러한 화면상의 점과 점 사이의 구간이 등가 샘플링 구간이고, 화면상의 점과 점 사이의 시간을 등가 시간이라고 하고, 이 등가 시간의 역수가 등가 샘플링 속도이다.Equivalent sample intervals in a digital storage oscilloscope are described. The digital storage oscilloscope screen consists of 10 divisions horizontally, with a total of 500 points of 50 points in each partition and a total of 501 points of 1 vertical. Since the horizontal resolution of the screen is 500 points, no matter how fast the sampling rate of the input data is, only 500 points are output through the screen. That is, regardless of the sampling rate of the input data, the screen seems to be sampled once every time between points on the screen. The section between the points on the screen is an equivalent sampling section, and the time between the points on the screen is called the equivalent time, and the inverse of the equivalent time is the equivalent sampling rate.
데이터의 샘플링 속도가 커지는데도 디지털 오실로스코프의 화면에서의 구획당 시간이 고정되어 있는 경우에는 화면상에 모든 데이터를 다 출력할 수 없다. 즉, 화면의 수평 분해능의 한계로 인하여 샘플된 데이터를 손실하게 된다. 이러한 경우, 높은 샘플 속도로 샘플된 데이터에 관한 정보를 손실함이 없이 디지털 오실로스코프의 화면상에 데이터를 출력하도록 하기 위한 데이터 획득 모드가 피크 검출 모드이다.Even if the sampling rate of the data increases, if the time per section on the screen of the digital oscilloscope is fixed, all the data cannot be output on the screen. That is, the sampled data is lost due to the limitation of the horizontal resolution of the screen. In such a case, the peak detection mode is a data acquisition mode for outputting data on the screen of the digital oscilloscope without losing information about data sampled at a high sample rate.
피크 검출 모드에서는 등가 샘플링 구간내의 데이터에 대한 최대값과 최소값을 각각 검출하여 획득 메모리에 저장하였다가 화면상에 출력한다.In the peak detection mode, the maximum and minimum values for the data in the equivalent sampling interval are respectively detected, stored in the acquisition memory, and output on the screen.
제1도는 종래 기술에 관한 것으로서, 디지털 저장 오실로스코프의 피크 검출모드에서의 최대값 및 최소값 검출 장치의 구성도이다. 제1도에 도시된 최대값 및 최소값 검출 장치는 A 뱅크 데이터와 B 뱅크 데이터의 이중 입력단을 가지는 것으로서, 이중 출력단의 A/D변환기에 연결되어 사용될 수 있는 것이다.1 is related with the prior art, and is a block diagram of the maximum and minimum value detection apparatus in the peak detection mode of a digital storage oscilloscope. The maximum and minimum value detection apparatus shown in FIG. 1 has a dual input stage of A bank data and B bank data, and can be used in connection with an A / D converter of a dual output stage.
제1도에 도시된 최대값 및 최소값 검출 장치는 각 등가 샘플 구간에 대하여 최대값 및 최소값을 검출하되, 단일의 데이터 수집 주기 동안 최대값 검출 및 최소값 검출을 모두 한다. 이를 위하여 제1도에 도시된 바와 같이, 최대값 검출 장치와 최소값 검출 장치 양자를 다 포함한다.The maximum and minimum value detection apparatus shown in FIG. 1 detects the maximum and minimum values for each equivalent sample interval, but performs both the maximum value detection and the minimum value detection during a single data collection period. To this end, as shown in FIG. 1, both a maximum value detection device and a minimum value detection device are included.
기본 동작은 다음과 같다. A,B 뱅크의 데이터 중에서 큰 값은 상부의 최대값 검출 장치로, 작은 값은 하부의 최소값 검출 장치로 보낸다. 상부의 최대값 검출 장치는 등가 샘플 구간내 데이터들 중의 최대값을 출력하고, 하부의 최소값 검출 장치는 등가 샘플 구간내 데이터들 중의 최소값을 출력한다. 즉 제1도에 도시된 장치에 의하면 등가 샘플 구간내의 최대값 및 최소값을 획득하되, 단일의 데이터 수집 구간에서 최대값 및 최소값 양자를 획득하는 것이 가능하다.The default behavior is as follows: Among the data of the A and B banks, a larger value is sent to the uppermost maximum value detection device, and a smaller value is sent to the lowermost minimum value detection device. The upper maximum detection device outputs the maximum value among the data in the equivalent sample interval, and the lower minimum detection device outputs the minimum value among the data in the equivalent sample interval. That is, according to the apparatus shown in FIG. 1, it is possible to obtain the maximum and minimum values in the equivalent sample interval, and to obtain both the maximum and minimum values in a single data collection interval.
그러나, 제1도에 도시된 장치를 구성하기 위하여는 많은 개수의 소자가 필요하다. 또한 각 등가 샘플 구간에 대하여 획득된 최대값과 최소값을 획득 메모리에 저장하여야 하므로 획득 메모리의 용량이 커야한다.However, a large number of elements are needed to construct the apparatus shown in FIG. In addition, since the maximum and minimum values acquired for each equivalent sample interval must be stored in the acquisition memory, the capacity of the acquisition memory must be large.
이러한 문제를 해결하기 위하여, LeCroy사는 한 등가 샘플 구간에서는 최대값을 검출하고, 다음의 등가 샘플 구간에서는 최소값을 검출하는 방식으로 등가 샘플 구간에 대하여 최대값과 최소값을 교차하여 검출하여 획득 메모리에 저장함으로써, 필요로 하는 획득 메모리의 용량을 절반으로 줄이는 방식을 제시하였다.To solve this problem, LeCroy detects the maximum value in one equivalent sample interval and the minimum value in the next equivalent sample interval, detects the maximum value and the minimum value for the equivalent sample interval, and stores it in the acquisition memory. Thus, a method of reducing the required acquisition memory capacity in half has been proposed.
그러나, 상기한 LeCroy사의 방식은 획득 메모리의 필요 용량은 절반으로 줄였지만, 최소값을 검출하는 등가 샘플 구간에 입력 파형의 최대 피크가 있거나, 또는 최대값을 검출하는 등가 샘플 구간에 입력 파형의 최소 피크가 있는 경우에 입력 파형의 최대값 또는 최소값을 정확하게 잡아내지 못하게 되고, 이러한 문제가 반복되면 입력 파형의 피크값에 관한 정보가 손실될 수 있는 단점이 있다.However, the LeCroy method described above reduces the required capacity of the acquisition memory by half, but has the maximum peak of the input waveform in the equivalent sample interval detecting the minimum value, or the minimum peak of the input waveform in the equivalent sample interval detecting the maximum value. If there is, the maximum or minimum value of the input waveform cannot be accurately captured, and if this problem is repeated, information on the peak value of the input waveform may be lost.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 필요한 획득 메모리의 양을 반으로 줄이면서도 입력 파형의 최대값과 최소값을 정확하게 출력할 수 있는 디지털 저장 오실로스코프의 피크 검출 모드에서의 최대값 및 최소값 저장 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to solving the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a digital storage oscilloscope capable of accurately outputting the maximum and minimum values of an input waveform while reducing the amount of required memory in half. It is to provide a method for storing the maximum value and the minimum value in the peak detection mode.
제1도는 종래 기술에 의한 최대값 및 최소값 검출 장치.1 is a maximum and minimum value detection apparatus according to the prior art.
제2도는 본 발명에 의한 최대값 및 최소값 저장 방법의 흐름도.2 is a flow chart of the maximum and minimum value storage method according to the present invention.
제3도는 본 발명에 의한 최대값 및 최소값 저장 방법을 적용하기 위한 장치의 구성도.3 is a block diagram of an apparatus for applying the maximum and minimum value storage method according to the present invention.
제4도는 본 발명에 의한 방법에 의하여 출력된 파형을 설명하는 도면.4 is a diagram for explaining a waveform output by the method according to the present invention.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 디지털 저장 오실로스코프의 피크 검출 모드에서의 최대값 및 최소값 저장 방법은, 입력 데이터의 파형이 주기적이고 데이터 수집 주기의 시작과 끝이 디지털 저장 오실로스코프의 트리거 기능에 의하여 입력 파형에서 동일한 위치를 기준으로 하여 결정된다고 가정하에, 제1 데이터수집 주기에서 입력 데이터의 모든 등가 샘플 구간에 대하여 최대값만을 잡아서 획득메모리에 저장하는 단계, 제1 데이터수집 주기가 끝난 후, 획득 메모리에 저장된 최대값 데이터를 중앙 연산 메모리에 저장하는 단계, 제2 데이터 수집 주기에서 입력 데이터의 모든 등가 샘플 구간에 대하여 최소값만을 잡아서 획득메모리에 저장하는 단계, 제2 데이터수집 주기가 끝난 후, 획득메모리에 저장된 최소값 데이터를 중앙 연산 메모리로 보내는 단계, 및 중앙 연산 메모리에 저장된 최대값 데이터와 최소값 데이터를 이용하여 최대값 파형과 최소값 파형을 겹쳐서 출력하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 한다.In the peak detection mode of the digital storage oscilloscope according to the present invention for achieving the above object, the method of storing the maximum value and the minimum value of the digital storage oscilloscope is characterized in that the waveform of the input data is periodic and the start and end of the data acquisition cycle Assuming that it is determined based on the same position in the input waveform, and storing only the maximum value for all equivalent sample intervals of the input data in the first data collection period in the acquisition memory, after the first data collection period is over, Storing the maximum value data stored in the acquisition memory in the central operation memory, obtaining only the minimum value for all equivalent sample intervals of the input data in the second data acquisition cycle, and storing the minimum value data in the acquisition memory, after the second data acquisition cycle is over, The minimum value data stored in the acquisition memory And transmitting the maximum value waveform and the minimum value waveform by using the maximum value data and the minimum value data stored in the central operation memory.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 의한 최대값 및 최소값 저장 방법의 흐름도이고, 제3도는 제2도에 도시된 본 발명에 의한 최대값 및 최소값 저장 방법을 적용하기 위한 장치의 구성도이다.2 is a flowchart of a method for storing maximum and minimum values according to the present invention, and FIG. 3 is a configuration diagram of an apparatus for applying the method for storing maximum and minimum values according to the present invention shown in FIG.
본 발명에 의한 방법에서는, 입력 데이터의 파형이 주기적이고, 데이터수집 구간의 시작과 끝이 디지털 저장 오실로스코프의 트리거 기능에 의하여 언제나 입력 파형의 같은 위치를 기준으로 하여 결정된다고 가정한다.In the method according to the present invention, it is assumed that the waveform of the input data is periodic, and that the start and end of the data acquisition interval are always determined based on the same position of the input waveform by the trigger function of the digital storage oscilloscope.
제2도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 방법의 제1단계는, 제1 데이터수집주기에서 입력 데이터의 모든 등가 샘플 구간에 대하여 최대값만을 잡아서 획득메모리에 저장하는 단계(10)이다.As shown in FIG. 2, the first step of the method according to the present invention is the step 10 of capturing only the maximum value for all equivalent sample intervals of the input data in the first data collection period and storing it in the acquisition memory.
제1 데이터수집 주기가 끝나면, 제1 데이터수집 주기에서 획득메모리에 저장된 각 등가 샘플 구간에 대한 최대값 데이터를 중앙 연산 메모리에 저장한다(단계: 20).After the first data collection period ends, the maximum value data for each equivalent sample interval stored in the acquisition memory in the first data collection period is stored in the central operation memory (step: 20).
제2 데이터수집 주기에서는 제1 데이터수집 주기에서 최대값을 획득한 것과 동일한 입력 데이터의 모든 등가 샘플 구간에 대하여 최소값만을 잡아서 획득메모리에 저장한다(단계: 30).In the second data collection period, only the minimum value is obtained for all equivalent sample intervals of the same input data as the maximum value obtained in the first data collection period and stored in the acquisition memory (step: 30).
제2 데이터수집 주기가 끝나면, 제2 데이터수집 주기에서 획득메모리에 저장된 각 등가 샘플 구간에 대한 최소값 데이터를 중앙 연산 메모리에 저장한다(단계: 40).After the second data collection period ends, the minimum value data for each equivalent sample interval stored in the acquisition memory in the second data collection period is stored in the central operation memory (step 40).
결과적으로 제1 데이터수집 주기와 제2 데이터수집 주기가 끝나면, 입력데이터의 각 등가 샘플 구간에 대한 최대값 데이터와 최소값 데이터가 중앙 연산 메모리에 저장되게 된다.As a result, after the first and second data collection periods, the maximum value data and the minimum value data for each equivalent sample interval of the input data are stored in the central operation memory.
따라서, 중앙 연산 메모리에 저장된 최대값 데이터와 최소값 데이터를 동시에 출력할 수 있다. 즉, 최대값 파형과 최소값 파형이 겹치도록 출력한다(단계: 50).Therefore, the maximum value data and the minimum value data stored in the central operation memory can be output at the same time. That is, the maximum value waveform and the minimum value waveform are output so that they overlap (step 50).
제3도에 도시된 장치는, 두 입력단을 가지는 최대값 검출 장치를 수정한 것으로서, 최대값 검출 모드 또는 최소값 검출 모드를 선택할 수 있도록 하기 위하여 4개의 XOR 게이트를 추가한 것이다. 추가된 4개의 XOR 게이트의 입력단에는 공통적으로 최대값 검출 모드 또는 최소값 검출 모드를 선택할 수 있는 ‘SEL’신호가 입력된다. 각각의 XOR 게이트의 다른 하나의 입력은 4개의 비교기의 출력단으로부터 각각 들어오는데, ‘SEL’신호가 ‘LOW’이면 XOR 게이트의 입력값이 그대로 출력되고, ‘SEL’ 신호가 ‘HIGH’이면 XOR 게이트의 입력값이 반전되어 나오게 되어 비교기의 출력값을 반전시킨다. 즉, 최소값 검출 모드가 선택되면 비교기의 출력값이 반전되고, 최대값 검출 모드가 선택되면 비교기의 출력값이 반전되지 않는다. 따라서 ‘SEL’신호에 의하여 최대값 검출 모드와 최소값 검출 모드를 선택할 수 있다.The apparatus shown in FIG. 3 is a modification of the maximum value detection device having two input stages, and adds four XOR gates so that the maximum value detection mode or the minimum value detection mode can be selected. The input signal of the four additional XOR gates is commonly input the 'SEL' signal to select the maximum value detection mode or the minimum value detection mode. The other input of each XOR gate comes from the outputs of four comparators. If the 'SEL' signal is 'LOW', the input value of the XOR gate is output as it is. If the 'SEL' signal is 'HIGH', The input value is inverted to invert the output value of the comparator. That is, the output value of the comparator is inverted when the minimum value detection mode is selected, and the output value of the comparator is not inverted when the maximum value detection mode is selected. Therefore, the maximum value detection mode and the minimum value detection mode can be selected by the 'SEL' signal.
본 발명에 의한 방법에서는 제1 데이터수집 주기에서는 최대값 검출 모드를 선택하여 입력 데이터의 모든 등가 샘플 구간에 대하여 최대값을 검출하고, 제2 데이터수집 주기에서는 최소값 검출 모드를 선택하여 입력 데이터의 모든 등가 샘플구간에 대하여 최소값을 검출하기 때문에, 입력 파형의 피크값에 관한 정보가 손실될 염려가 없다.In the method according to the present invention, the maximum value detection mode is selected in the first data collection period to detect the maximum value for all equivalent sample intervals of the input data, and the minimum value detection mode is selected in the second data collection period to select all the input data. Since the minimum value is detected for the equivalent sample interval, there is no fear that information about the peak value of the input waveform is lost.
또한, 제1 데이터수집 주기에서 먼저, 모든 등가 샘플 구간에 대한 최대값 데이터를 획득 메모리에 저장한 후, 제1 데이터수집 주기가 끝나면 중앙 연산 메모리로 보내고, 그런 다음, 제2 데이터수집 주기에서 모든 등가 샘플 구간에 대한 최소값 데이터를 획득 메모리에 저장하므로, 필요한 획득 메모리의 용량을 반으로 줄일 수 있다.Further, in the first data collection period, first, the maximum value data for all equivalent sample intervals are stored in the acquisition memory, and when the first data collection period is finished, the data is sent to the central operation memory, and then, in the second data collection period, Since the minimum value data for the equivalent sample interval is stored in the acquisition memory, the capacity of the required acquisition memory can be reduced by half.
제4도는 본 발명에 의한 방법에 의하여 출력된 파형을 설명한다.4 illustrates a waveform output by the method according to the present invention.
제4(a)도는 1MHz 구형파 입력시 250M/s로 측정한 파형이다. 제4(a)도에서는 구형파의 업/다운 에지에서의 오버슈트(overshoot) 및 언더슈트(undershoot)가 생기는 것을 볼 수 있다.4 (a) is a waveform measured at 250M / s when the 1MHz square wave input. In FIG. 4 (a), it can be seen that overshoot and undershoot occur at the up / down edges of the square wave.
제4(b)도는 동일한 1MHz 구형파 입력시 25M/s로 측정한 파형이다. 제4(b)도에 나타나 있는 파형에서는 구형파의 오버슈트 및 언더슈트의 정보가 손실되어 나타나지 않는 경우가 있는 것을 볼 수 있다.4 (b) is a waveform measured at 25 M / s at the same 1 MHz square wave input. It can be seen that in the waveform shown in FIG. 4 (b), the overshoot and undershoot information of the square wave may be lost and not appear.
제4(c)도는 제4(b)도와 동일한 조건으로 1MHz 구형파 입력시 25M/s로 측정한 파형에 관하여 피크 검출 모드를 사용한 경우이다. 제4(c)도에 나타나있는 파형에서는 제4(b)도에 나타나있는 파형과는 달리 구형파의 모든 오버슈트 및 언더슈트가 나타나 있는 것을 볼 수 있다.4 (c) shows a case where the peak detection mode is used for a waveform measured at 25 M / s when a 1 MHz square wave is input under the same condition as that of FIG. 4 (b). In the waveform shown in FIG. 4 (c), unlike the waveform shown in FIG. 4 (b), all overshoots and undershoots of the square wave are shown.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디지털 저장 오실로스코프의 피크 검출 모드에서의 최대값 및 최소값 저장 방법에 의하면, 필요한 획득 메모리의 양을 반으로 줄이면서도 입력 파형의 정보를 손실하지 않고 출력할 수 있다.As described above, according to the method of storing the maximum value and the minimum value in the peak detection mode of the digital storage oscilloscope according to the present invention, it is possible to output the information of the input waveform without losing the amount of the required acquisition memory in half. .
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