JP2002022772A - デジタル・ストレージ・オシロスコープ - Google Patents
デジタル・ストレージ・オシロスコープInfo
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- JP2002022772A JP2002022772A JP2001136315A JP2001136315A JP2002022772A JP 2002022772 A JP2002022772 A JP 2002022772A JP 2001136315 A JP2001136315 A JP 2001136315A JP 2001136315 A JP2001136315 A JP 2001136315A JP 2002022772 A JP2002022772 A JP 2002022772A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
- G01R13/20—Cathode-ray oscilloscopes
- G01R13/22—Circuits therefor
- G01R13/34—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies
- G01R13/345—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies for displaying sampled signals by using digital processors by intermediate A.D. and D.A. convertors (control circuits for CRT indicators)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
- Memory System (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
り込みメモリの最大記録長を伸ばせるようにする。 【解決手段】 2個のメモリ・モジュールを有し、各メ
モリ・モジュールは、入力データ・ワードを受けてアド
レスを発生するデータ入力セクション30、34と;ア
ドレスによりデータ・ワードを蓄積する取り込みメモリ
38と;入力トリガをデータ入力セクションに供給し
て、取り込みを終了させるトリガ入力セクション40と
を具えている。第1メモリ・モジュールのデータ入力セ
クションは、デジタル・データを第2メモリ・モジュー
ルのデータ入力セクションに供給し、トリガを第2メモ
リ・モジュールのトリガ入力セクションに供給する。
Description
ージ・オシロスコープに関する。
コープの取り込みセクションは、比較的高価であり、そ
の使用環境に高度に適合したいくつかの構成要素を含ん
でいる。これら構成要素の特殊な機能により、特に開発
コストを考慮すると、取り込みセクションの機能を拡張
することが困難となる。例えば、1GS/s(ギガサン
プル/秒)で高速で動作するアナログ・デジタル変換器
が発生したデジタル・データ・ワードのストリームは、
その高速サンプリング速度(レート)のために、単一の
ストリームとして取り込みメモリの連続したアドレスに
ロードすることができないので、デマルチプレクサを介
してメモリに供給しなければならない。デマルチプレク
サは、データ・ワードのブロックを取り込みレジスタに
ロードし、いわゆるインターリーブ動作により、このデ
ータ・ワードのブロックを単一書き込み動作にて取り込
みメモリにロードする。この方法にて処理を進めること
により、サンプリング速度よりも充分に遅い周波数で書
き込み動作を行う。なお、デマルチプレクサ自体は、メ
モリにデータ・ワードを書き込むのに用いるアドレス・
ワードも発生する。
込みの終了を起こすまで、データ・ワードのブロックを
循環方法で取り込みメモリに書き込む。デマルチプレク
サがトリガを受けた後、指示された量のポスト・トリガ
・データ(トリガの後のデータ)が取り込まれるまで、
デマルチプレクサが取り込みメモリへのデータ・ワード
の書き込みを持続する。指示された量のポスト・トリガ
・データが取り込まれた時点で、デマルチプレクサは、
取り込みメモリへのデータの書き込みを停止する。次の
波形表示を行う動作ステップとして、外部プロセッサが
取り込みメモリから波形データを読み出す。
が再びアーミング(能動状態)されると、次のトリガを
受けるまで、データをメモリに書き込む。
波形記録の長さは、デマルチプレクサが制御できるアド
レス・ラインの数で決まる。この結果、最大記録長が、
いくつかのアプリケーションでは望ましい記録長よりも
短くなってしまう。従来のアーキテクチャでは、デマル
チプレクサを再設計しなければ、最大記録長を伸ばすこ
とができなかった。また、デマルチプレクサを再設計す
ることは、困難でコストのかかる提案である。なお、こ
こでは、上述の如く、取り込みメモリのアドレス・ワー
ド・シーケンスを発生する機能も含んでいる。もし、デ
マルチプレクサとアドレス発生器とが別々になっていて
も、アドレスに関しても同じ問題が生じる。
の波形記録の最大記録長を簡単に伸ばすことができるデ
ジタル・ストレージ・オシロスコープの提供にある。
れば、本発明は、第1及び第2メモリ・モジュール(2
2P、22Q)を具えたデジタル・ストレージ・オシロ
スコープであって;これら第1及び第2メモリ・モジュ
ールの各々が;デジタル・データ・ワードの入力ストリ
ームを受け、アドレス・ワードのシーケンスを発生する
データ入力セクション(30、34)と;アドレス・ワ
ードを用いてアドレス指定され、データ・ワードを蓄積
する取り込みメモリ(38)と;個別の入力トリガを受
け、この個別の入力トリガをデータ入力セクションに供
給して、取り込みを終了させるトリガ入力セクション
(40)とを具え;第1メモリ・モジュールのデータ入
力セクションは、デジタル・データ・ワードのストリー
ムを第2メモリ・モジュールのデータ入力セクションに
渡すと共に、個別のトリガを第2メモリ・モジュールの
トリガ入力セクションに供給することを特徴としてい
る。
デジタル・ストレージ・オシロスコープ用のメモリ・モ
ジュールであって;デジタル・データ・ワードの入力ス
トリームを受け、アドレス・ワードのシーケンスを発生
するデータ入力セクション(30、34)と;このデー
タ入力セクションが発生したアドレス・ワードを用いて
アドレス指定され、データ・ワードを蓄積する取り込み
メモリ(38)と;個別の入力トリガを受け、この個別
の入力トリガをデータ入力セクションに供給して、取り
込みを終了させるトリガ入力セクション(40)と;取
り込みメモリが一杯になったときに、個別の出力トリガ
を発生するトリガ出力セクション(52)とを具えてい
る。
の好適実施例を説明する。図1は、本発明によるオシロ
スコープのブロック図である。各チャネルは、前置増幅
器10を含み、この前置増幅器10は、被試験装置のテ
スト・ポイントに接続された入力端子を有する。前置増
幅器10の出力信号は、従来と同様に、トラック・アン
ド・ホールド回路14に供給され、このトラック・アン
ド・ホールド回路14の出力信号は、アナログ・デジタ
ル(A/D)変換器18に供給される。各A/D変換器
18は、サンプリング・クロックCLKの制御により、
並列デジタル・データ・ワードのストリームを発生す
る。4個のA/D変換器18が発生するデジタル・デー
タ・ワードの4つのストリームは、第1メモリ・モジュ
ール22Pの各データ入力端に夫々供給される。このメ
モリ・モジュール22Pは、4個の第1データ出力端を
有し、これら第1データ出力端は、第2メモリ・モジュ
ール22Qのデータ入力端に夫々接続される。これら2
個のメモリ・モジュールは、同じ構造である。
ジュール22P、22Qと、ユーザ制御器(図示せず)
と、表示器(図示せず)との間のインタフェースを行
う。
も含んでいる。図示の如く、トリガ発生器26は、4個
の前置増幅器10の出力端に夫々接続された4個の入力
端を有する4チャネルである。後述の如く、トリガ発生
器26は、4チャネル以上であってもよく、このトリガ
発生器26のチャネルに供給される入力信号は、前置増
幅器10のアナログ出力信号である必要はない。
力信号をトリガ事象(各チャネルとも同じであってもよ
いし、異なっていてもよい)を比較し、このトリガ事象
が入力信号内に生じると、個別のトリガ信号(信号エッ
ジ)を発生する。このトリガ信号は、メモリ・モジュー
ル22Pに供給される。
を形成するメモリ・モジュールのより詳細なブロック図
である。なお、単に参照番号22というときは、参照番
号22P及び22Qを総称している。各メモリ・モジュ
ール22は、ストリーム・スプリッタ30を含んでお
り、このストリーム・スプリッタ30の4つのデータ入
力は、このメモリ・モジュールのデータ入力である。こ
のストリーム・スプリッタ30の4つの第1データ出力
端は、メモリ・モジュールのデータ出力端であり、ま
た、ストリーム・スプリッタ30の第2データ出力端
は、デマルチプレクサ34の入力端に夫々接続される。
ストリーム・スプリッタ30の所定データ入力端に供給
されるデータ・ストリームは、対応する第1及び第2デ
ータ出力端に供給される。これらストリーム・スプリッ
タ30及びデマルチプレクサ34がデータ入力セクショ
ンとして作用する。
むメモリ・モジュール22には、イネーブル(付勢)状
態であるアーミング状態と、ディスエーブル(非付勢又
は無能化)状態である禁止状態とがある。メモリ・モジ
ュール22が付勢状態であると、デマルチプレクサ34
は、ストリーム・スプリッタ30からの第2データ出力
端からの出力信号の1つ以上を選択し、ローカル・マイ
クロコントローラ36からのコマンドに応答する。デマ
ルチプレクサ34は、選択した出力信号により供給され
たストリームのデータ・ワードのブロックをデマルチプ
レクサ内のレジスタにロードし、これらデータ・ワード
のブロックを単一の書き込み動作で取り込みメモリ38
に書き込む。なお、この際、デマルチプレクサ34は、
取り込みメモリをアドレス指定するのに用いるアドレス
・ワードも発生する。
(トリガ入力セクション)40も含んでいる。このトリ
ガ受信器40は、4個の1次チャネルの各々にフリップ
・フロップ(FF)42と、遅延手段である遅延カウン
タ(CNT)44とを含んでいる。後述の如く、フリッ
プ・フロップ42は、トリガ・エッジに応答してトリガ
・パルスを発生し、遅延カウンタ44は、所定量(時
間)だけトリガ・パルスを遅延させる。トリガ受信器4
0は、フリップ・フロップ46及び遅延カウンタ48を
含んだ予備チャネルも有する。遅延カウンタ44、48
の出力端は、オア・ゲート50に接続され、遅延された
トリガ・パルスをデマルチプレクサ34に供給する。
フロップ42にも接続される(この接続は、図示せ
ず)。オア・ゲート50が遅延されたトリガ信号をデマ
ルチプレクサ34に供給すると、フリップ・フロップ4
2がマイクロコントローラ36によりアーミングされる
まで、これらフリップ・フロップ42が他のトリガ・エ
ッジに応答するのを禁止する。
2を含んでいる。この制御ロジック32は、ローカル・
マイクロコントローラ36からのコマンドを受け、取り
込みメモリ38の状態を制御する。デマルチプレクサ3
4は、トリガ出力端54を有するトリガ発生器(トリガ
出力セクション)52も含んでいる。
をマイクロコントローラ36のデータ・バスに接続す
る。よって、これらフリップ・フロップは、マイクロコ
ントローラ36にトリガ事象の発生時点及びトリガ事象
のソース(信号源)に関する情報を提供する。
の要素を表す番号に接尾文字P及びQを付加して、メモ
リ・モジュール22P及び22Qの対応する構成要素を
表す。
リッタ30Pの第1データ出力信号をストリーム・スプ
リッタ30Qの各データ入力端に接続し、トリガ出力端
54Pをトリガ受信器40Qの補助チャネルに接続す
る。トリガ受信器40Qの第1チャネル(フリップ・フ
ロップ42及び遅延カウンタ44で構成される)は、使
用しない。
て、データ・ワードの単一ストリームをメモリ・モジュ
ール22Pに供給すると仮定する。オシロスコープのチ
ャネルAのみがアクティブなので、チャネルB〜Dの前
置増幅器10が信号を出力せず、これらからトリガ信号
も発生しない。さらに、ユーザが特定したプリトリガ
(トリガの前)のデータ量と、ユーザが特定したポスト
・トリガ(トリガの後)のデータ量との和が、メモリ・
モジュールの取り込みメモリの容量よりも小さいと仮定
する。
メモリ・モジュール22に供給し、ローカル・マイクロ
コントローラ36は、各メモリ・モジュールの制御ロジ
ック32及び取り込みメモリ38を初期化して、取り込
みを実行する。制御ロジック32Pは、メモリ・モジュ
ール22Pをイネーブルし、制御ロジック32Qは、メ
モリ・モジュール22Qをイネーブルする。ストリーム
・スプリッタ30は、データ・ワードのストリームをデ
マルチプレクサ34に供給し、このデマルチプレクサ3
4は、データ・ワードのブロックを取り込みメモリ38
の連続したアドレスにロードする。特定量のプリトリガ
・データを受けた後、マイクロコントローラ36Pは、
トリガ受信器40Pをアーミングする。このトリガ受信
器40Pは、トリガ事象の発生を待ち受ける。データ・
ワードのブロックが循環形式でメモリ38に書き込まれ
るので、取り込みメモリ38が一杯になる前にトリガ信
号を受けないと、メモリ38のアドレス範囲の初めにア
ドレスが戻り、重ね書きを行う。
がトリガ・エッジをフリップ・フロップ42Pの1つに
供給する。このフリップ・フロップがトリガ・パルスを
発生する。適切な遅延カウンタ44Pがトリガ・パルス
を遅延して、この遅延されたトリガ・パルスをデマルチ
プレクサ34Pに供給する。フリップ・フロップ42P
が禁止状態となる。デマルチプレクサのレジスタ状態が
セーブされ、マイクロコントローラ36Pに供給され
る。このマイクロコントローラ36Pは、トリガ事象を
含んだデータ・ブロックの取り込みメモリ38Pにおけ
るアドレスを計算できる。デマルチプレクサ34Pが発
生したアドレスが取り込みメモリ38Pのアドレス範囲
の終わりに達するまで、メモリ・モジュール22Pは、
データ・ワードを取り込み、蓄積する。その後、アドレ
ス範囲の初めに戻る代わりに、制御ロジック32Pは、
メモリ・モジュール22Pをディスエーブルして、トリ
ガ発生器40Qは、トリガ・エッジを発生する。このト
リガ・エッジは、メモリ・モジュール22Qのトリガ受
信器40Qの補助チャネル(フリップ・フロップ46Q
及び遅延カウンタ48Q)に供給される。制御ロジック
32Qは、メモリ・モジュール22Qをディスエーブル
しない。一方、ポスト・トリガの所定量のデータが蓄積
されるまで、デマルチプレクサ34Qは、データ・ワー
ドを取り込み続け、これらデータ・ワードを取り込みメ
モリ38Qにロードする。ポスト・トリガの所定量のデ
ータが蓄積された時点で、取り込みが終了し、制御ロジ
ック32Qがメモリ・モジュール22Qをディスエーブ
ルする。
モリ38P及び38Qは、トリガ事象を含んだ取り込み
期間中の波形の対応するセグメントを表すデータを蓄積
している。ローカル・マイクロコントローラ36は、取
り込みメモリからデータ・ワードのブロックを読み出
し、これらデータ・ワードをシステム・プロセッサ24
に供給する。このシステム・プロセッサ24は、データ
・ワードを組み合わせて、表示用に、単一の波形記録を
作成する。取り込みメモリからデータ・ワードのブロッ
クを読み出した後、システム・プロセッサ24は、次の
取り込みのために、メモリ・モジュール22P及び22
Qをイネーブルする。
でのケーブル長は、これら4チャネルにおける信号伝搬
時間差がサンプリング・クロックの1周期を超えないも
のである。特定のソースから得たトリガ・パルスを選択
的に遅延するするために、各フリップ・フロップ42へ
の信号伝搬時間に配慮して、遅延カウンタ44をプログ
ラムする。よって、メモリ・モジュールが受けたトリガ
・パルスは、このトリガ・パルスに関連したデータ・ワ
ードと適切に並べられる。さらに、メモリ・モジュール
22Pの第1データ出力端からメモリ・モジュール22
Qのデータ入力端までの伝搬時間は、データのサンプリ
ング周期を超えるかもしれない。波形の異なるセグメン
トが、隙間や重なりがなく、時間的に適切に配置される
のを確実にするために、遅延カウンタ48を調整して、
デマルチプレクサ34Qが受信したトリガ・パルスを、
メモリ・モジュール22Qに蓄積されるセグメントのデ
ータ・ワードに対して、時間的に適切に配置する。
り、上述の動作モードには多く改善ができる。例えば、
ポスト・トリガのデータ量が1個のメモリ・モジュール
の容量を超えるが、プリトリガのデータ量及びポスト・
トリガのデータ量の組合せが2個のメモリ・モジュール
の組合せ容量を超えなければ、メモリ38Qが一杯にな
ったときにトリガ発生器52Qがトリガ・エッジを発生
する。このトリガ・エッジは、メモリ・モジュール22
Pの補助トリガ・チャネルに帰還され、ポスト・トリガ
の所定データ量が蓄積されるまで、取り込みメモリ38
Pにロードして、デマルチプレクサ34Pが取り込みを
完了させる。プリトリガ及びポスト・トリガのデータ量
の組合せが2個のメモリ・モジュールの組合せ容量を超
えないので、ポスト・トリガのデータがプリトリガのデ
ータを重ね書きする危険性がない。
2P及び22Qは、デイジー・チェーン形式で互いに接
続されている。図1に示すオシロスコープは、わずか2
つのモジュールを含んでいるが、メモリ・モジュールの
アーキテクチャにより、デマルチプレクサ34又は取り
込みメモリ38の機能的能力に制限されることなく、無
限の数のモジュールを互いに接続することができる。オ
シロスコープが2個のメモリ・モジュールを用いるか、
22個のメモリ・モジュールを用いるかに関係なく、デ
マルチプレクサの能力及び取り込みメモリの能力は同じ
である。
板上に組み立てられ、このプリント回路基板を標準ラッ
ク・マウント・ユニットの背面に挿入できる。図1に示
すように、2個のみのメモリ・モジュールを含んでいる
オシロスコープの場合、これら2個のプリント回路基板
を同じラック・マウント・ユニットの背面に挿入でき、
このラック・マウント・ユニット内でこれらメモリ・モ
ジュールの間を適切に接続する。メモリ・モジュールの
数が単一のラック・マウント・ユニットの能力を超えた
場合、追加のメモリ・モジュールを別のラック・マウン
ト・ユニットに挿入でき、所定ラック・マウント・ユニ
ット内の最終メモリ・モジュールのトリガ出力を、他の
ラック・マウント・ユニットの第1メモリ・モジュール
の補助トリガ・チャネルに供給できる。
タ・ストリームを受ける実施例を参照して、メモリ・モ
ジュールのアーキテクチャを上述した。1つよりも多い
入力データ・ストリームを受信し、これらデータ・スト
リームをインターリーブするならば、取り込みメモリに
ロードするブロック内の連続データ・ワードを、異なる
夫々のデータ・ストリームから得る。取り込みが完了
後、システム・プロセッサは、取り込みメモリからの読
み出したデータを分解して、適切な数の波形記録を形成
する。
オシロスコープの対応チャネル内の前置増幅器のアナロ
グ出力信号をモニタするように、トリガ発生器を構成す
る必要がない。例えば、アクティブになっているオシロ
スコープがチャネルAのみの場合、トリガ発生器26の
4チャネルが、夫々異なるトリガ事象を定義し、これら
トリガ発生器の総てのチャネルをチャネルAの前置増幅
器の出力端に接続してもよい。代わりに、1個以上のト
リガ発生器が、被試験信号のチャネルにおけるA/D変
換器18の下流にて、デジタル次元で信号をモニタして
もよい。1個以上のメモリ・モジュール22の下流位置
で、デジタル信号をモニタしてもよい。モニタされる信
号は、前置増幅器の出力信号のレプリカ(アナログ形式
又はデジタル形式の複製)である必要はなく、関心のあ
る特性を強調するために、アナログ次元又はデジタル次
元で処理された信号であってもよい。例えば、オシロス
コープのチャネルAの他にチャネルBもアクティブにな
った場合、トリガ発生器の1個以上のチャネルは、チャ
ネルBのA/D変換器の上流又は下流のいずれかの信号
もモニタできる。1個以上のトリガ・チャネルは、オシ
ロスコープで観察されない変数の展開に影響する信号を
モニタしてもよい。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく種々の
変形変更が可能なことが理解できよう。なお、特許請求
の範囲における各構成要素の数は、請求項で記載の数そ
のものだけに限定されるものではない。
ージ・オシロスコープによれば、単にメモリ・モジュー
ルを接続することにより、取り込みメモリへの波形記録
の最大記録長を簡単に伸ばすことができる。
る。
モリ・モジュールのより詳細なブロック図である。
ン) 32 制御ロジック 34 デマルチプレクサ(データ入力セクション) 36 ローカル・マイクロコントローラ 38 取り込みメモリ 40 トリガ受信器(トリガ入力セクション) 42、46 フリップ・フロップ 44、48 遅延カウンタ(遅延手段) 52 トリガ発生器(トリガ入力セクション)
Claims (6)
- 【請求項1】 第1及び第2メモリ・モジュールを具え
たデジタル・ストレージ・オシロスコープであって、上
記第1及び第2メモリ・モジュールの各々が、 デジタル・データ・ワードの入力ストリームを受け、ア
ドレス・ワードのシーケンスを発生するデータ入力セク
ションと、 上記アドレス・ワードを用いてアドレス指定され、上記
データ・ワードを蓄積する取り込みメモリと、 個別の入力トリガを受け、この個別の入力トリガを上記
データ入力セクションに供給して、取り込みを終了させ
るトリガ入力セクションとを具え、 上記第1メモリ・モジュールの上記データ入力セクショ
ンは、上記デジタル・データ・ワードのストリームを上
記第2メモリ・モジュールの上記データ入力セクション
に渡すと共に、個別のトリガを上記第2メモリ・モジュ
ールの上記トリガ入力セクションに供給することを特徴
とするデジタル・ストレージ・オシロスコープ。 - 【請求項2】 上記メモリ・モジュールの各々の上記デ
ータ入力セクションは、データ入力端、第1データ出力
端、第2データ出力端を有するストリーム・スプリッタ
と、該ストリーム・スプリッタの上記第2データ出力端
に接続されて、デジタル・データ・ワードを上記取り込
みメモリに供給するデマルチプレクサとを含み、上記第
1メモリ・モジュールの上記ストリーム・スプリッタの
上記第1データ出力端が上記第2メモリ・モジュールの
上記データ入力端に接続されることを特徴とする請求項
1のデジタル・ストレージ・オシロスコープ。 - 【請求項3】 上記トリガ入力セクションが複数のチャ
ネルを有し、 上記トリガ入力セクションがアーミング状態及び禁止状
態を有し、 上記アーミング状態おいて、上記トリガ入力セクション
が1つのチャネルによる個別の入力トリガの受信に応答
して上記個別の入力トリガを上記データ入力セクション
に供給し、 上記禁止状態において、上記トリガ入力セクションがい
かなるチャネルの上記個別の入力トリガの受信に応答し
て上記個別の入力トリガを上記データ入力セクションに
供給せず、 上記トリガ入力セクションが1つのチャネルによる個別
の入力トリガの受信に応答して、そのアーミング状態か
らその禁止状態に変化することを特徴とする請求項1の
デジタル・ストレージ・オシロスコープ。 - 【請求項4】 上記データ入力セクションへの個別の入
力トリガの供給を選択的に遅延させる制御可能な遅延手
段を更に有することを特徴とする請求項1のデジタル・
ストレージ・オシロスコープ。 - 【請求項5】 各メモリ・モジュールは、上記データ入
力セクションの動作を制御するローカル・マイクロコン
トローラを有することを特徴とする請求項1のデジタル
・ストレージ・オシロスコープ。 - 【請求項6】 デジタル・ストレージ・オシロスコープ
用のメモリ・モジュールであって、 デジタル・データ・ワードの入力ストリームを受け、ア
ドレス・ワードのシーケンスを発生するデータ入力セク
ションと、 該データ入力セクションが発生した上記アドレス・ワー
ドを用いてアドレス指定され、上記データ・ワードを蓄
積する取り込みメモリと、 個別の入力トリガを受け、この個別の入力トリガを上記
データ入力セクションに供給して、取り込みを終了させ
るトリガ入力セクションと、 上記取り込みメモリが一杯になったときに、個別の出力
トリガを発生するトリガ出力セクションとを具えたデジ
タル・ストレージ・オシロスコープ用のメモリ・モジュ
ール。
Applications Claiming Priority (4)
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