JP3018402B2 - デジタルオシロスコープ - Google Patents

デジタルオシロスコープ

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JP3018402B2 JP2153391A JP15339190A JP3018402B2 JP 3018402 B2 JP3018402 B2 JP 3018402B2 JP 2153391 A JP2153391 A JP 2153391A JP 15339190 A JP15339190 A JP 15339190A JP 3018402 B2 JP3018402 B2 JP 3018402B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、デジタルオシロスコープに関し、詳しくは
波形表示情報の高密度化に関するものである。
<従来の技術> 従来よりデジタルオシロスコープがある。このデジタ
ルオシロスコープでは、アナログ入力信号をサンプリン
グ・クロックの制御下でサンリングすると共にデジタル
変し、そのデジタル出力を波形メモリに連続した一連の
波形情報として記憶蓄積し、その後波形プロセッサの制
御下でクロックに同期して波形メモリの内容を読み出
し、処理し、1波形として表示装置(CRT)に表示す
る。繰り返し波形の場合には、上記動作を約10mSの周期
で繰り返している。
<発明が解決しようとする課題> 一方、従来よりよく知られたアナログオシロスコープ
においては、第5図に示すように画面に波形を描画する
更新レートが数μSと高速であり、しかもCRT自体が残
像機能を持っているため、繰り返し現象の観測の場合に
は同時に多くのトリガによる波形を重ね合わせて見うこ
とができ、その波形の輝度差によりそれぞれのポイント
(横軸を時間、縦軸を信号の大きさとする表示における
それぞれの時刻と電圧)での発生頻度を知ることができ
る。ただし、第5図の表示波形は便宜上輝度の高低を実
線の太さと長さに対応させて表わしたもので、最高輝度
を太い実線で表わし、輝度が低くなるにつれて実線の長
さを短くして描いてある。
しかしながら、従来のデジタルオシロスコープでは、
更新レートが速いものでも数10mSであり、またCRTにそ
れに対応する残像機能がないため、第6図に示すように
各トリガごとの波形は別々に表示され多くのトリガによ
る波形を同時に重ね合わせて見ることができない。すな
わち、従来のデジタルオシロスコープでは、アナログオ
シロスコープで観測できたような波形の発節頻度情報を
見ることができないと同時に、表示の情報量が少なくな
るという問題があった 本発明の目的は、このような点に鑑みてなされたもの
で、従来のデジタルオシロスコープの表示においては見
ることのできなかった波形の発生頻度情報を輝度変化に
より表示でき、更に画面の波形の情報をアナログオシロ
スコープのそれに近づけることのできるデジタルオシロ
スコープを提供することにある。
<課題を解決するための手段> このような目的を達成するための第1の本発明は、 アナログ信号波形をAD変換するAD変換器と、 このAD変換器の出力データを1画面分ずつ記憶するた
めにn個のフィールドに分割された波形メモリと、 このn個のフィールドから波形データを読み出し、n
個のフィールドを重ね合わせて表示画面に表示する各ポ
イントの発生頻度を求め、発生頻度に応じた形式のデー
タに変換する波形プロセッサと、 それぞれが表示画面の画素に対応した記憶領域を有
し、前記波形プロセッサからの出力データを記憶する複
数個のメモリであって、それぞれが輝度の重み付けがな
された複数個の表示メモリと、 この複数個の表示メモリのデータを重み付けされた輝
度と共に合成し、表示画面上に階調表示する表示装置 を具備したことを特徴とする。
また、本発明の第2の発明は、 アナログ信号波形をAD変換するAD変換器と、 このAD変換器の出力データを1画面分ずつ記憶するた
めにn個のフィールドに分割された波形メモリと、 このn個のフィールドから波形データを読み出し、n
個のフィールドを重ね合わせて表示画面に表示する各ポ
イントの発生頻度を求め、発生頻度に応じた形式のデー
タに変換する波形プロセッサと、 それぞれが表示画面の画素に対応した記憶領域を有
し、前記波形プロセッサからの出力データを記憶する複
数個のメモリであって、それぞれ輝度の重み付けがなさ
れた複数個の表示メモリと、 指定により前記複数個の表示メモリに対する輝度の重
み付けを変更することができ、その複数個の表示メモリ
のデータを重み付けされた輝度と共に合成し、表示画面
上に階調表示する表示装置を具備したことを特徴とす
る。
更に第3の発明は、 アナログ信号波形をAD変換するAD変換器と、 このAD変換器の出力データを1画面分ずつ記憶するた
めにn個のフィールドに分割された波形メモリと、 それぞれが表示画面の画素に対応した記憶領域を有す
る複数個のメモリであって、それぞれが輝度の重み付け
がなされた複数個の表示メモリと、 前記n個のフィールドから波形データを読み出し、n
個のフィールドを重ね合わせて表示画面に表示する各ポ
イントの発生頻度を求め、発生頻度に応じた形式のデー
タに変換すると共に、指定によりデータ格納先の前記表
示メモリを選択的に変更できる機能を有した波形プロセ
ッサと、 前記複数個の表示メモリのデータを重み付けされた固
定の輝度と共に合成し、表示画面上に階調表示する表示
装置 を具備したことを特徴とする。
<作用> 本発明は、デジタル化した入力信号を複数個のフィー
ルドに分割して記憶し、波形プロセッサで全フィールド
を重ね合わせて各ポイントごとに波形の発生頻度を求
め、発生頻度ごとに区分けして表示メモリに格納する。
複数個の表示メモリにはそれぞれ輝度の重み付けがな
されていて、表示装置ではこの表示メモリのデータを重
み付けされた輝度と共に合成し表示器に階調表示する。
これにより、アクイジションした波形はすべて同時表
示され波形の発生頻度情報が確認できると共に、発生頻
度の多い波形を他よりも高い輝度で強調表示し波形観測
を容易にすることができる。
また、指定により任意の発生頻度の波形を他よりも高
い輝度で強調表示できるようにすることもでき、第2の
発明では表示装置側で指定できるようにし、第3の発明
では波形プロセッサ側で指定できるようにしたものであ
る。
<実施例> 以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。第1図
は本発明に係るデジタルオシロスコープの一実施例を示
す構成図である。ただし、第1図は波形の発頻度情報表
示に関係する部分のみを示した構成図であり、その他の
部分は本発明とは直接関係がないので図示および説明を
省略する。
図において、1は所定のサンプル・クロックに基づき
アナログ入力信号をデジタル変換するアナログ・デジタ
ル変換器(以下AD変換器という)、2はAD変換器1の出
力データを記憶する波形メモリであり、それぞれが1画
面分ずつのデータを記憶するようにn個(nは整数)の
フィールドに分割されている。なお、nは可変であり、
AD変換器1からの波形信号をトリガ入力ごとにフィール
ド1からフィールドnまで順次格納するようになってい
る。
3は波形プロセッサであり、分割された波形メモリ2
から情報を読み出して表示画面に表示する各ポイントの
発生頻度を求め、発生頻度に応じた形式のデータに変換
して送出するものである。この波形プロセッサとして
は、ハードウェア・ロジックによるものや、ソフトウェ
アによるCPU(例えばマイクロプロセッサ等)を含む回
路である。4は表示メモリであり、波形プロセッサ3か
らのデータを階調付きで表示しやすいデータ形式で記憶
するメモリで、例えば表示画面の画素に対応したメモリ
を3枚用意し、それぞれに階調の重みを付けることによ
り8階調表示を可能とする。
5は表示メモリ4のデータを表示する階調表示可能な
表示装置であり、その表示器としては通常CRTが用いら
れる。
このような構成における動作を次に説明する。第2図
は動作説明用のタイミングチャートである。ここではア
ナログ入力信号として多数のサイクルの波形が繰り返し
入力されるものとする。更に、アクイジション開始から
ほとんど待時間なしにトリガ(波形取り込み開始を指示
する信号)が来るものとする。最初のトリガ(トリガ
1)により波形メモリ2のフィールド1にAD変換して取
込んだ所定個数分の波形データが格納される(フィール
ド1へのアクイジション)。
次にその直後に来るトリガ2によりフィールド2への
アクイジションが行なわれる。以下同様にしてフィール
ドnまでn枚のアクイジションが行なわれる。
その後、波形プロセッサ3では波形メモリ2のすべて
の波形データを読み出し表示イメージに変換して表示メ
モリ4に格納する。なお、波形プロセッサ3での上記処
理は必ずしもn個のフィールドへのアクイジションがす
べて終了してから行なう必要はなく、アクイジション中
にすでにアクイジションの終了したフィールドのデータ
は読み出して処理してもよい。
上記波形処理後波形メモリ4の内容が表示装置5に表
示される。
第3図は波形データの処理の様子を示した図である。
波形プロセッサ3は、フィールド1からフィールドnの
波形データを基に同一ポイントごとに波形発生頻度を求
め3枚の表示メモリにデータをセットする。表示メモリ
4の3枚のメモリ4a,4b,4cは波形発生頻度に対応して重
み付けされている。例えば、表示メモリ4aは波形発生頻
度が4、表示メモリ4bは発生頻度が2、表示メモリ4cは
発生頻度が1の場合にそれぞれ対応し、発生頻度と各表
示メモリのデータセットの関係は第1表の通りとなる。
更に、各表示メモリには輝度の重みが付けられてい
る。すなわち、表示メモリ4aが輝度4、表示メモリ4bは
輝度2、表示メモリ4cは輝度1である。表示装置5は3
枚の表示メモリを各ポイントごとに重ね合わせて表示す
るが、このとき輝度の重み付けも加算される。例えば、
表示メモリ4a,4b,4cに共通にデータがセットされた画素
は輝度7で表示され、表示メモリ4aと4cにセットされた
画素は輝度5で表示され、表示メモリ4cにのみセットさ
れた画素は輝度1で表示される。このように重ね合わせ
表示された波形は第3図(c)に示すような表示とな
る。
なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、本
発明の目的を逸脱しない範囲で各種の変形が可能であ
る。
例えば、表示メモリとしては3枚のメモリではなく、
それ以上のメモリとしてもよい。また、波形発生頻度お
よび輝度の重みい付けの規則も実施例に限定されるもの
ではなく、必要に応じて適宜変えることができる。第4
図はその様子を示したもので、波形プロセッサ3から波
形発生頻度の大きい順に表示メモリ4a,4b,4c,4dにそれ
ぞれデータをセットする(この場合上記実施例のように
データを複数の表示メモリには振り分けない)が、表示
に際しては輝度の重み付けを変更して、例えば最も発生
頻度の少ないデータ(表示メモリ4cの波形)を最も高い
輝度として表示し、他は低い輝度で表示する。このよう
に輝度の重み付けを変えることにより、暗くて観測しづ
らい発生頻度の少ない波形を明るく観測しやすい表示に
することもできる。
なお、輝度の重み付け変更は波形プロセッサ3側で行
なうようにすることもできる。すなわち、波形メモリ4
の輝度の重み付けは固定とし、波形プロセッサ3から表
示メモリ4へのデータ格納の際のその格納先を変えるよ
うにして輝度の重み付けを変えることもできる。
更にまた、n個の各フィールド間でトリガポイントと
サンプリング点の時間のずれが生じる場合、そのずれを
計測し波形プロセッサ3で補正することにより、サンプ
リングによるエイリアシングの影響をなくすことができ
る。
また、波形プロセッサ3には、上記の処理の後各波形
をより細かく観測するためにn個のフィールドのそれぞ
れを指定して波形表示する機能を持たせることも可能で
ある。
<発明の効果> 以上詳細に説明したように、本発明によれば次のよう
な効果がある。
繰り返し波形の観測において、従来のデジタルオシロ
スコープでは不可能であった波形の発生頻度情報を表示
の輝度の変化で観測することができ、アナログオシロス
コープと同様のイメージで波形観測ができる。また、そ
のままのイメージでのハードコピーが可能となる。
アナログオシロスコープでは不可能であるが、本発明
によれば、輝度による発生頻度情報を加えたn枚の重ね
合わせ画面(画像)をフリーズすることができる。更
に、そのフリーズ画像を印刷することが可能である。
各フィールドの波形を1つずつ表示させることもでき
る。
発生頻度の少ない輝度の暗い波形に対して、輝度を変
え明るく表示することもできる。その結果、波形の発生
頻度情報で特定波形の抽出が可能となる。
サンプリングによるエイリアシングの影響をなくすこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るデジタルオシロスコープの一実施
例を示す構成図、第2図はタイミングチャート、第3図
は波形データの処理の様子を示した図、第4図は波形メ
モリにおける波形発生頻度と輝度との対応関係の一例を
示す図、第5図はアナログオシロスコープにおける重ね
合わせ表示を説明するための図、第6図は従来のデジタ
ルオシロスコープの表示例を示す図である。 1……AD変換器、2……波形メモリ、3……波形プロセ
ッサ、4……表示メモリ、5……表示装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 13/00 - 13/42 G09G 5/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アナログ信号波形をAD変換するAD変換器
    と、 このAD変換器の出力データを1画面分ずつ記憶するため
    にn個のフィールドに分割された波形メモリと、 このn個のフィールドから波形データを読み出し、n個
    のフィールドを重ね合わせて表示画面に表示する各ポイ
    ントの発生頻度を求め、発生頻度に応じた形式のデータ
    に変換する波形プロセッサと、 それぞれが表示画面の画素に対応した記憶領域を有し、
    前記波形プロセッサからの出力データを記憶する複数個
    のメモリであって、それぞれが輝度の重み付けがなされ
    た複数個の表示メモリと、 この複数個の表示メモリのデータを重み付けされた輝度
    と共に合成し、表示画面上に階調表示する表示装置 を具備し、波形の発生頻度情報を階調により識別できる
    ように波形表示するようにしたことを特徴とするデジタ
    ルオシロスコープ。
  2. 【請求項2】前記波形プロセッサは、前記任意のフィー
    ルドの波形データを選択的に読み出し、画面表示するこ
    とができる機能を有することを特徴とする請求項1に記
    載のデジタルオシロスコープ。
  3. 【請求項3】アナログ信号波形をAD変換するAD変換器
    と、 このAD変換器の出力データを1画面分ずつ記憶するため
    にn個のフィールドに分割された波形メモリと、 このn個のフィールドから波形データを読み出し、n個
    のフィールドを重み合わせて表示画面に表示する各ポイ
    ントの発生頻度を求め、発生頻度に応じた形式のデータ
    に変換する波形プロセッサと、 それぞれが表示画面の画素に対応した記憶領域を有し、
    前記波形プロセッサからの出力データを記憶する複数個
    のメモリであって、それぞれ輝度の重み付けがなされた
    複数個の表示メモリと、 指定により前記複数個の表示メモリに対する輝度の重み
    付けを変更することができ、その複数個の表示メモリの
    データを重み付けされた輝度と共に合成し、表示画面上
    に階調表示する表示装置 を具備し、任意の発生頻度の波形情報を強調表示するよ
    うにしたことを特徴とするデジタルオシロスコープ。
  4. 【請求項4】アナログ信号波形をAD変換するAD変換器
    と、 このAD変換器の出力データを1画面分ずつ記憶するため
    にn個のフィールドに分割された波形メモリと、 それぞれが表示画面の画素に対応した記憶領域を有する
    複数個のメモリであって、それぞれが輝度の重み付けが
    なされた複数個の表示メモリと、 前記n個のフィールドから波形データを読み出し、n個
    のフィールドを重み合わせて表示画面に表示する各ポイ
    ントの発生頻度を求め、発生頻度に応じた形式のデータ
    に変換すると共に、指定によりデータ格納先の前記表示
    メモリを選択的に変更できる機能を有した波形プロセッ
    サと、 前記複数個の表示メモリのデータを重み付けされた固定
    の輝度と共に合成し、表示画面上に階調表示する表示装
    置 を具備し、任意の発生頻度の波形情報を強調表示するよ
    うにしたことを特徴とするデジタルオシロスコープ。
  5. 【請求項5】前記波形プロセッサは、前記任意のフィー
    ルドの波形データを選択的に読み出し、画面表示するこ
    とができる機能を有する請求項3および4に記載のデジ
    タルオシロスコープ。
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