JP3666864B2 - Waveform observation device - Google Patents

Description

と表すことができる。
【００１２】
したがってＫ＋１回目のサンプリングタイミングは、１回目のサンプリングタイミングから、

が経過したタイミングとなる。
【００１３】
上記（Ｋ・Ｎ＋１）は整数だから、被測定信号Ｘの１周期分の波形のうち、Ｋ＋１回目にサンプリングされる位置は、１回目にサンプリングされた位置と一致しており、同様に、２Ｋ＋１回目、３Ｋ＋１回目、…にサンプリングされる位置も１回目にサンプリングされた位置と一致する。
【００１４】
したがって、Ｔｘ／ΔＴが整数Ｋであれば、前記したような観測モードの場合、最初の期間のサンプリング開始タイミングから（Ｍ・Ｋ＋１）Ｔｓ（Ｍは複数）が経過したタイミングに次の期間のサンプリングを開始すればよい。
【００１５】
このタイミングの検出は、サンプリング信号を計数し、その計数値がＭ・Ｋ＋１になったときを各期間のサンプリング開始タイミングとすればよい。なお、各期間内のサンプリング回数Ｋｓは任意であるが、その上限はデータ取得部１２のメモリ容量で決まる。
【００１６】
ところが、Ｔｘ／ΔＴが整数でない場合、即ち、Ｔｘ／ΔＴ＝Ｋ＋α（０＜α＜１）の場合、Ｔｘ＝ΔＴ（Ｋ＋α）であるから、サンプリング信号Ｓの周期Ｔｓは、

と表すことができる。
【００１７】
したがってＫ＋１回目のサンプリングタイミングは、１回目のサンプリングタイミングから、

が経過したタイミングとなる。
【００１８】
ここで、Ｋ／（Ｋ＋α）は０より大きく１より小さいから、
Ｋ・Ｎ・Ｔｘ＜Ｋ・Ｔｓ＜（Ｋ・Ｎ＋１）Ｔｘ
と表すことができる。
【００１９】
つまり、Ｋ＋１回目のサンプリングタイミングは、１回目のサンプリングタイミングを基準にすると時間Ｋ・Ｎ・Ｔｘから時間Ｋ（Ｋ・Ｎ＋１）Ｔｘの間になってしまい、被測定信号Ｘの１周期分の波形のうち、Ｋ＋１回目にサンプリングされる位置は１回目にサンプリングされた位置と一致しない。
【００２０】
したがって、例えば、１回目からＫ回目目までサンプリングされる期間を最初のデータ取得期間とし、Ｋ＋１回目から２Ｋ回目までサンプリングされる期間を次のデータ取得期間とすると、前記したように表示波形がずれたり波形再現性が悪化し、後続のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングのずれは増大し、表示波形のずれや波形再現性の悪化がより顕著になってしまう。
【００２１】
なお、αが２つの整数Ａ、Ｂ（Ａ＞Ｂ）に対して
α＝Ａ／Ｂ
で表せる数（有理数）であれば、被測定信号Ｘの繰り返し波形に対して、Ｂ・Ｋ＋１回目にサンプリングされる位置は１回目にサンプリングされた位置と一致するが、実際の装置には設定できる数値の桁に制限があり、整数Ｂが大きい場合には、桁制限による誤差が累積されて、サンプリングの開始タイミングがずれてしまい、サンプリングの回数が多ければ、そのずれが増大して、表示波形がずれたり、波形再現性が悪化してしまう。
【００２２】
この問題は、被測定信号Ｘの波形の繰り返し周期Ｔｘや観測分解能ΔＴが固定であれば、これに合わせてサンプリング信号の周波数ｆｓを微調整することで対処できるが、近年では被測定信号Ｘの繰り返し周期Ｔｘや観測分解能ΔＴを所定範囲内で任意に可変して観測できるものが要求されており、このような要求に対して、上記したサンプリング周波数の微調整では対処できない。
【００２３】
本発明は、この問題を解決して、被測定信号の波形の繰り返し周期と観測分解能の可変に対応でき、また、その可変に対して表示波形のずれや波形再現性の悪化がおこらないようにした波形観測装置を提供することを目的している。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の波形観測装置は、
観測対象の被測定信号の波形の繰り返し周期に関する情報と観測分解能とを入力するためのパラメータ入力手段（２６）と、
設定された情報に対応する周期のサンプリング信号を出力する信号発生器（２５）と、
前記被測定信号の波形の繰り返し周期の整数倍に対して前記観測分解能分の差をもつ周期を算出し、該算出した周期に対応する情報を前記信号発生器に設定する周期設定手段（３３ａ）と、
前記信号発生器から出力されたサンプリング信号によって被測定信号をサンプリングし、被測定信号の波形データを取得するデータ取得部（２１）と、
前記信号発生器から出力されるサンプリング信号を計数する計数手段（３１）と、
前記周期設定手段によって算出された周期でサンプリングを所定回連続して行なう期間を１つのデータ取得期間とし、被測定信号に対して前記データ取得期間による波形データの取得を複数回行なうモードが指定されたとき、前記１つのデータ取得期間より長く且つ前記周期算出手段によって算出された周期と前記繰り返し周期の公倍数となる値を各データ取得期間の間隔値として求め、前記計数手段の出力を監視して、前記信号発生器からサンプリング信号が前記間隔値分出力される毎に、前記１つのデータ取得期間のデータ取得が開始されるように前記データ取得部を制御するデータ取得制御手段（３０、３３ｂ、３３ｃ）と、
前記各データ取得期間に前記データ取得部によって取得された波形データに基づいて、被測定信号の波形を表示する波形表示手段（２２、２３）とを備えている。
【００２５】
また、本発明の請求項２の波形観測装置は、請求項１の波形観測装置において、
前記周期設定手段によって算出された周期に対する前記信号発生器から実際に出力されるサンプリング信号の周期の誤差を累積した値が前記観測分解能に等しくなるか越えるときの累積数を算出する累積数算出手段（３３ｄ）と、
前記計数手段の出力を監視し、前記信号発生器からサンプリング信号が前記累積数分出力される毎に、被測定信号に対する前記データ取得部のデータ取得タイミングを補正するタイミング補正手段（３３ｅ、３２）とを備えたことを特徴としている。
【００２６】
また、本発明の請求項３の波形観測装置は、請求項１または請求項２の波形観測装置において、
前記計数手段は、
前記サンプリング信号が入力される毎に出力値を歩進させるカウンタ（３１）と、
前記カウンタを所定タイミング毎にリセットするリセット手段（３３ｆ）と、前記カウンタの出力値を第１入力値として受け、該第１入力値と第２入力値とを加算する加算手段（３３ｇ）と、
前記カウンタが前記リセット手段によってリセットされる毎に、前記加算手段の出力値を一時記憶し、該記憶した値を前記第２入力値として前記加算手段に入力するラッチ手段（３３ｈ）とによって構成されている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明を適用した波形観測装置２０の構成を示している。
【００２８】
この波形観測装置２０は、測定対象機器１に基準信号Ｒを与えるとともに測定対象機器１から出射される被測定信号Ｘを受けて、その波形を表示するためのものである。
【００２９】
なお、ここで測定対象機器１は、入力される基準信号Ｒの周期Ｔｒの１／ｍに等しい周期Ｔｘで繰り返し変調された被測定信号Ｘを出力するものとし、また、被測定信号Ｘは電気信号の場合と光信号の場合とがあるが、ここでは発明を理解しやすいように先に電気信号の場合を説明し、光信号の場合については後述する。
【００３０】
波形観測装置２０は、入力端子２０ａから入力される被測定信号Ｘをデータ取得部２１で受ける。
【００３１】
データ取得部２１は、後述する信号発生器２５から出力されたサンプリング信号Ｓによって被測定信号Ｘをサンプリングし、被測定信号Ｘの波形データを取得する。
【００３２】
このデータ取得部２１は、図２に示しているように、サンプリング部２１ａ、データ書込手段２１ｂ、メモリ２１ｃによって構成されている。
【００３３】
サンプリング部２１ａは、Ａ／Ｄ変換器を含み、後述する第１のゲート回路３０から出力される周波数ｆｓ（周期Ｔｓ）のサンプリング信号Ｓによってサンプリングして、そのサンプリング値をディジタル値に変換してデータ書込手段２１ｂに出力する。
【００３４】
なお、このサンプリング部２１ａのサンプリングタイミングは、サンプリング信号Ｓの立ち上がりあるいは立ち下がりのレベル変移タイミングとする。
【００３５】
データ書込手段２１ｂは、サンプリング部２１ａでサンプリングされた値を波形データとしてメモリ２１ｃに所定のアドレス順に書き込む。
【００３６】
表示制御部２２は、データ取得部２１によって取得された一連の波形データＤｓを読み出し、表示器２３に時間軸、強度軸からなる直交座標を表示するとともに、その直交座標上に読み出した一連の波形データＤｓに強度が対応する波形を表示する。
【００３７】
この表示制御部２２は、図示しない操作部等によって指定された観測モードに応じて波形の表示制御を行なう。
【００３８】
即ち、書換えモードが指定された場合には、あるデータ取得期間に取得された一連の波形データＤｓに対応する波形を表示器２３に表示させ、次のデータ取得期間に取得された一連の波形データＤｓ′に対応する波形をその前に表示されていた波形の代わりに表示器２３に表示させるという動作を順次繰り返す。
【００３９】
また、平均化モードが指定された場合には、あるデータ取得期間に取得された一連の波形データＤｓを内部メモリの所定領域にアドレス順に記憶し、次のデータ取得期間に取得された一連の波形データＤｓ′と、内部メモリに記憶されている一連の波形データＤｓ′との平均演算（単純加算による平均化でもよい）をアドレス単位で行い、その平均演算で得られた一連の平均波形データＤａを内部メモリの所定領域に上書きするという動作を、所定数のデータ取得期間について行い、内部メモリに最終的に記憶された一連の平均波形データＤａに対応する波形を表示器２３に表示させる。
【００４０】
また、重ね書きモードが指定された場合には、あるデータ取得期間に取得された一連の波形データＤｓに対応する波形を表示器２３に表示させ、次のデータ取得期間に取得された一連の波形データＤｓ′に対応する波形を前の波形とともに表示器２３に表示させるという動作を、所定数のデータ取得期間について行い、複数のデータ取得期間に取得された波形を同時に観測できるようにする。
【００４１】
信号発生器２５は、後述する制御部３３の周期設定手段３３ａによって設定された情報に対応する周期のサンプリング信号Ｓと基準信号Ｒを生成し、そのサンプリング信号Ｓを後述する第１のゲート回路３０および第２のゲート回路３２を介してデータ取得部２１に出力し、基準信号Ｒを出力端子２０ｂを介して測定対象機器１に出力する。
【００４２】
パラメータ入力手段２６は、図示しない操作部等によってサンプリングに必要なパラメータを入力させるためのものであり、被測定信号Ｘの波形の繰り返し周期に関する情報（周波数ｆｘまたは周期Ｔｘ）、観測分解能ΔＴ、データ取得期間内のサンプリング回数Ｐ、データ取得期間の数Ｑ等を入力させる。なお、ここでは、被測定信号Ｘの波形の繰り返し周期に関する入力パラメータが繰り返し周波数ｆｘの場合を説明するが周波数の代わりに繰り返し周期Ｔｘを入力してもよい。
【００４３】
第１のゲート回路３０は、後述する制御部３３の開始タイミング算出手段３３ｂ、第１のゲート制御手段３３ｃとともにこの実施形態のデータ取得制御手段を構成するものであり、第１のゲート制御手段３３ｃの制御によってデータ取得部２１に対するサンプリング信号Ｓの入力を規制する。
【００４４】
カウンタ３１は、この実施形態の計数手段を構成するものであり、信号発生器２５によるサンプリング信号Ｓを計数し、その計数値Ｃｓを制御部３３に出力する。
【００４５】
第２のゲート回路３２は、後述する制御部３３の第２のゲート制御手段３３ｅとともにこの実施形態のタイミング補正手段を構成するものであり、信号発生器２５から第１のゲート回路３０およびカウンタ３１へのサンプリング信号Ｓの出力を規制して、サンプリング周期の累積誤差によるサンプリングタイミングのずれを補正する。
【００４６】
制御部３３は、マイクロコンピュータによって構成されており、機能的に示すと、図３に示しているように、周期設定手段３３ａ、開始タイミング算出手段３３ｂ、第１のゲート制御手段３３ｃ、累積数算出手段３３ｄ、第２のゲート制御手段３３ｅとを有している。
【００４７】
周期設定手段３３ａは、パラメータ入力手段２６から入力されたパラメータに基づいて、被測定信号Ｘの波形の繰り返し周期Ｔｘの整数倍に対して観測分解能ΔＴ分の差のあるサンプリング周期Ｔｓを求め、そのサンプリング周期Ｔｓに対応する情報を信号発生器２５に設定する。また、パラメータ入力手段２６から入力されたパラメータに基づいて、基準信号Ｒの周波数ｆｒを求め、それに対応する情報を信号発生器２５に設定する。
【００４８】
ここで、基準信号Ｒの周波数ｆｒは、周波数ｆｘの１／ｍを算出することで得られる。
【００４９】
また、サンプリング周期Ｔｓについては以下の演算によって求める。なお、ここでは、サンプリング周期Ｔｓの代わりにサンプリング周波数ｆｓを用いて説明する。
【００５０】
前記したように、被測定信号Ｘの波形がＮ回繰り返されたときに、サンプリングタイミングがΔＴだけずれるようにするためには、
１／ｆｓ−Ｎ／ｆｘ＝ΔＴ
が成立することが必要であり、この式からサンプリング周波数ｆｓを求めると次のようになる。
【００５１】
ｆｓ＝ｆｘ／（Ｎ＋ｆｘ・ΔＴ）
上記式でＮが決まれば、サンプリング周波数ｆｓを得ることができる。
【００５２】
このＮの値は、信号発生器２５のサンプリング信号Ｓの周波数可変範囲によって制限される。
【００５３】
数値例を示すと、ｆｘ＝１０ＧＨｚ、ΔＴ＝０．１ｐｓ、信号発生器２５が出力できるサンプリング信号Ｓの周波数範囲の上限をｆｓｂ＝１０ＭＨｚ＋１０ｋＨｚ、下限をｆｓｂ＝１０ＭＨｚ−１０ｋＨｚとする。
【００５４】
この範囲内で、
１／ｆｘ−Ｎ／ｆｓ＝ΔＴ
を満たすＮを求めると、
ｆｘ（１／ｆｓａ−ΔＴ）≦Ｎ≦ｆｘ（１／ｆｓｂ−ΔＴ）
９９８．９９……≦Ｎ≦１００１．００……
となり、Ｎとして、９９９、１０００、１００１のいずれかの値を用いることができる。
【００５５】
ここで、例えばＮ＝１０００とすると、

となり、この周波数ｆｓのサンプリング信号Ｓでサンプリングを行なえば、１０００（＝Ｎ）回の繰り返し周期毎に、０．１ｐｓ（＝ΔＴ）ずつ遅れてサンプリングを行なうことができる。
【００５６】
なお、このサンプリング周波数ｆｓは、信号発生器２５の内部で例えば１０ＧＨｚの信号を発生させ、これを分周器で１／１０００００１に分周し、その分周出力を逓倍器で１０００倍することで得ることができ、信号発生器２５がこのような構成を有している場合、周期設定手段３３ａから、ｆｘ＝１０ＧＨｚ、分周比（＝１０００００１）、逓倍比（＝１０００）の情報を設定すればよい。
【００５７】
また、開始タイミング算出手段３３ｂは、前記した書換えモード、平均化モードあるいは重ね書きモードのようにデータ取得期間が複数である観測モードが指定された場合に、各データ取得期間が被測定信号Ｘの波形の同一位相位置から開始されるように、１つのデータ取得期間より長く且つ周期設定手段３３ａで算出されたサンプリング周期Ｔｓと繰り返し周期Ｔｘの公倍数となる値を各データ取得期間の間隔値として求め、その間隔値に基づいて各データ取得期間のサンプリング開始タイミングをサンプリング信号Ｓの周期単位で求める。
【００５８】
また、第１のゲート制御手段３３ｃは、カウンタ３１の出力を監視し、信号発生器２５からサンプリング信号Ｓが前記した間隔値分出力される毎に各データ取得期間のデータ取得を開始させるためのものである。
【００５９】
なお、ここで、データ取得の開始は、サンプリング部２１ａのサンプリング動作とデータ書込手段２１ｂによるメモリ２１ｃへのデータの書込動作とを並行して開始する場合を示すが、後述するように、サンプリング部２１ａのサンプリング動作は定常的に行い、データ書込手段２１ｂによるメモリ２１ｃへのデータの書込動作のみを開始する場合であってもよい。
【００６０】
また、開始タイミング算出手段３３ｂで各データ取得期間のサンプリング開始タイミングを予め求めている場合、第１のゲート制御手段３３ｃは、信号発生器２５によるサンプリング信号Ｓの出力数が各開始タイミングに一致するときから所定回のサンプリングが行なわれるまでの間だけ第１のゲート回路３０をオン状態にしてサンプリング信号Ｓをデータ取得部２１に入力させ、各データ取得期間の波形データを取得させる。
【００６１】
累積数算出手段３３ｄは、周期設定手段３３ａによって算出されたサンプリング周期Ｔｓ（理論値）に対して、信号発生器２５から実際に出力されるサンプリング信号Ｓの周期に誤差が有る場合、その誤差を累積した値が観測分解能ΔＴに等しくなるか越えるときの累積数を算出する。
【００６２】
第２のゲート制御手段３３ｅは、カウンタ３１の出力を監視し、信号発生器２５からサンプリング信号Ｓが累積数算出手段３３ｄで算出された累積数分出力される毎に、被測定信号に対するデータ取得部２１のデータ取得タイミングを補正する。
【００６３】
図４〜図６は、この制御部３３の平均化モードが指定されたときの処理手順を示すフローチャートである。
【００６４】
以下、このフローチャートに基づいて制御部３３およびこの波形観測装置２０の動作を説明する。
【００６５】
図４において、始めに、前記したようにパラメータ入力手段２６によって入力された繰り返し周波数ｆｘ、観測分解能ΔＴからサンプリング周波数ｆｓ（または周期Ｔｓ）と基準周波数ｆｒを算出し、その算出値に対応する情報を信号発生器２５に設定し、算出されたサンプリング周期Ｔｓに基づいて、各データ取得期間の開始タイミングＡ（１）〜Ａ（Ｑ）を、サンプリング周期単位、即ち、カウンタ３１の出力値と比較できる値として求め、データ取得期間を示す変数ｉを１に初期化する（Ｓ１〜Ｓ３）。
【００６６】
ここで、後述するように最初のデータ取得期間の直前に図示しないリセット手段によってカウンタ３１の出力値を０にリセットするので最初のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングＡ（１）を１とし、１データ取得期間当たりのサンプリング回数をＰ、平均化するデータ取得期間の数をＱとする。
【００６７】
この各データ取得期間の開始タイミングは以下のようにして求める。
即ち、設定誤差が無い条件で各データ取得期間のサンプリングが、被測定信号Ｘの繰り返し波形の同一位相位置から開始されるためには、あるデータ取得期間のサンプリング開始タイミングとその次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングとの間隔が、一つのデータ取得期間の時間より長く且つサンプリング周期Ｔｓと被測定信号Ｘの波形の繰り返し周期Ｔｘの公倍数に一致すればよい。
【００６８】
即ち、Ｐより大きい整数Ｖと、整数Ｕとを用いて表せば、
Ｖ・Ｔｓ＝Ｕ・Ｔｘ
の関係を満たせばよい。
【００６９】
ここで周期Ｔｓ、Ｔｘは既知であるから、
Ｔｓ／Ｔｘ＝Ｕ／Ｖ
を満たす整数のＶ、Ｕの組合せのうち、Ｐより大きい最小のＶを求める。
【００７０】
数値例で示すと、前記したように、ｆｘ＝１０ＧＨｚ、ΔＴ＝０．１ｐｓ、サンプリング信号Ｓの周波数ｆｓを、
ｆｓ＝１０×１０^９／（１０００．００１）Ｈｚ
とすれば、
Ｔｓ／Ｔｘ＝ｆｘ／ｆｓ＝１０００．００１＝Ｕ／Ｖ
となる。
【００７１】
ここで、データ取得期間内のサンプリング数Ｐを例えば１０２４とすれば、
Ｕ／Ｖ＝２０００００２／２０００＝３０００００３／３０００＝…
と表すことができ、その最小のＶの値は２０００となる。
【００７２】
したがって、各データ取得期間の間隔値は２０００・Ｔｓとなり、最初のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングから２００１・Ｔｓが経過したタイミングに次のデータ取得期間のサンプリングを開始すればよく、サンプリング信号の周期Ｔｓを単位として表す、即ち、カウンタ３１の計数値（初期値０とする）で表せば、最初のデータ取得期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（１）＝１のときであり、２回目のデータ取得期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（２）＝２００１のときであり、３回目のデータ取得期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（３）＝４００１のときであり、同様にｉ回目のデータ取得期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（ｉ）＝２０００・ｉ＋１のときであり、最後のＱ回目のデータ取得期間の開始タイミングは計数値Ｃｓ＝Ａ（Ｑ）＝２０００・Ｑ＋１のときである。
【００７３】
開始タイミング算出手段３３ｂは、上記演算を行なうことで、各データ取得期間のサンプリング開始タイミングを、サンプリング信号Ｓの周期単位で求めて図示しないメモリに記憶する。
【００７４】
なお、上記処理Ｓ１の演算で得られたサンプリング周期Ｔｓに対して、信号発生器２５から実際に出力されるサンプリング信号Ｓの周期が等しい場合には問題ないが、信号発生器２５に設定可能な情報の桁数制限等による設定誤差がある場合、各データ取得期間のサンプリング開始タイミングにずれが生じる。
【００７５】
したがって、ここで設定誤差があるか否かを判定し、設定誤差がない場合にはカウンタ３１をリセットして、第１のゲート回路３０および第２のゲート回路３２をオンさせて、最初のデータ取得期間のサンプリングを開始させる（Ｓ４〜Ｓ６）。
【００７６】
このデータ取得期間のサンプリングがＰ回行なわれて、カウンタ３１の計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１になると、制御部３３は第１のゲート回路３０をオフ状態にしてサンプリングを停止させ、データ取得期間を示す変数ｉが最終値Ｑでないことを確認してから１だけ増加させて、その変数ｉに対応する次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングＡ（ｉ）を読み出し、カウンタ３１の計数値ＣｓがＡ（ｉ）−１になるまで待つ（Ｓ７〜Ｓ１１）。
【００７７】
そして、カウンタ３１の計数値ＣｓがＡ（ｉ）−１になると、その次に入力されるサンプリング信号からサンプリング部２１ａに入力されるように第１のゲート回路３０をオン状態に戻して次のデータ取得期間のサンプリングを開始させ、処理Ｓ７に戻る（Ｓ１２）。
【００７８】
以下、同様の処理を変数ｉを１ずつ増加させながらＱに達するまで行い、Ｑ回のデータ取得期間のサンプリングが終了する（Ｓ１３）。
【００７９】
各データ取得期間中にデータ取得部２１で取得された波形データＤｓは、表示制御部２２によって読み出されて内部メモリに記憶され、前記した平均化処理がなされ、その処理結果の波形が表示器２３に表示される。
【００８０】
一方、処理Ｓ４で設定誤差があると判定された場合には、図５に示しているように、入力されたパラメータの演算によって得られるサンプリング周期Ｔｓ（理論値）と、信号発生器２５から実際に出力されるサンプリング信号Ｓの周期Ｔｓ′との誤差ｅを、
ｅ＝Ｔｓ−Ｔｓ′
の演算で求める（Ｓ１４）。
【００８１】
この誤差ｅは信号発生器２５からサンプリング信号Ｓが出力される毎に累積されるが、その累積値Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越える毎に、次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングがサンプリング１回分だけずれるように補正することで、誤差の累積を防止することができる。なお、この補正動作は、期間に関係なく累積値Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越える毎に直ちに行なう場合と、データ取得期間とその次のデータ取得期間の間にまとめて行なう場合とがあるが、ここでは前者の場合について説明する。
【００８２】
また、このタイミング補正の方法は、誤差ｅが正の場合、即ち、実際のサンプリング周期Ｔｓ′が演算で得られた周期Ｔｓよりも短い場合と、誤差ｅが負の場合、即ち、実際のサンプリング周期Ｔｓ′が演算で得られた周期Ｔｓよりも長い場合とで異なる。
【００８３】
そこで、誤差ｅの正負を判定し、誤差ｅが正の場合には、何回のサンプリングで累積誤差Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越えるかを、
Ｆ＝（ΔＴ／ｅ）＋１
の演算で求める（Ｓ１５、Ｓ１６）。なお、値Ｆが小数の場合には、切り上げて整数化するものとする。
【００８４】
そして、補正回数を表す変数ｊを０に初期化し、前同様にカウンタ３１をリセットし、第１のゲート回路３０および第２ゲート回路３２をオン状態にして、データ取得部２１による最初のデータ取得期間のサンプリングを開始させる（Ｓ１７〜Ｓ１９）。
【００８５】
このデータ取得期間中に、カウンタ３１の計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１に達する前に、（ｊ＋１）（Ｆ−１）に等しくなると、第２のゲート回路３２をオフ状態にして次のサンプリング信号Ｓの出力を停止させてサンプリングを１回だけ規制してから、第２のゲート回路３２をオン状態に戻して、変数ｊを１だけ増加するという処理を繰り返す（Ｓ２０〜Ｓ２３）。
【００８６】
このような処理を行なっている間にＰ回のサンプリングが行なわれて、計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１に達すると、第１のゲート回路３０をオフ状態にしてサンプリングを停止させ、変数ｉが最終値Ｑでないことを確認して、変数ｉを１だけ増加させて、カウンタ３１の計数値Ｃｓが次のデータ取得期間のサンプリングタイミングを示す値Ａ（ｉ）の直前の値Ａ（ｉ）−１となるまで待機するが、この間に前記同様に計数値Ｃｓが（ｊ＋１）（Ｆ−１）に達すると、前記した処理Ｓ２０〜Ｓ２２と同様の処理がなされ、サンプリング信号の出力規制がなされる（Ｓ２４〜Ｓ３０）。
【００８７】
そして、計数値Ｃｓが次のデータ取得期間の開始タイミングの直前を表す値Ａ（ｉ）−１になると、第１のゲート回路３０がオン状態となり、次のデータ取得期間のサンプリングが開始されて、処理Ｓ２０に戻る（Ｓ３１）。
【００８８】
以下、同様の処理が繰り返されてＱ回のデータ取得期間のサンプリングが行なわれてｉ＝Ｑとなると、第２のゲート回路３２がオフ状態となり、Ｑ回のデータ取得期間のサンプリングが終了する（Ｓ３２）。
【００８９】
そして、前記同様に、このＱ回のデータ取得期間のサンプリングで得られた波形データに対する平均化処理がなされて、その平均化処理された被測定信号Ｘの波形が表示される。
【００９０】
このように誤差ｅが正の場合に、上記のようにデータ取得部２１に対するサンプリング信号の入力を規制することで、累積誤差Ｅを増大させることなく常に観測分解能ΔＴの範囲内に抑えることができ、観測分解能ΔＴが被測定信号Ｘの繰り返し周期Ｔｘに対して十分小さければ、各データ取得期間毎のサンプリング開始タイミングのずれによる表示波形への影響は少なく、被測定信号Ｘの波形を正確に表示させることができる。
【００９１】
例えば、２回目のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングＡ（２）が２００１で、Ｆの値が１９９７＝Ａ（２）−４の場合で説明すると、図７の（ａ）に示す周期Ｔｓの理論上のサンプリング信号の出力タイミングに対して、実際のサンプリング信号の出力タイミングは図７の（ｂ）に示すように誤差ｅの累積分ずつ進んでゆく。なお、図７はサンプリング信号の出力間隔のうちのＮ・Ｔｘ分を省略して、周期ＴｓをΔＴ、周期Ｔｓ′をΔＴｅと仮定して表している。
【００９２】
そして、１９９７回目のサンプリング信号の出力タイミングで累積誤差Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越えることになるが、この出力タイミングの直前に図７の（ｃ）のように第２のゲート回路３２がオフ状態となるので、図７の（ｄ）のように第２のゲート回路３２から第１のゲート回路３０およびカウンタ３１への１９９７回目のサンプリング信号の出力が規制され、カウンタ３１は歩進せず、その計数値は図７の（ｅ）のように１９９６のままとなる。
【００９３】
そして、信号発生器２５から１９９８個目のサンプリング信号が出力される直前に第２のゲート回路３２の出力規制が解除され、第２のゲート回路３２から１９９７回目に出力されたサンプリング信号がカウンタ３１に入力されて、その計数値Ｃｓが１９９７となり、以後計数値が１ずつ増加して、信号発生器２５から２００２回目に出力されたサンプリング信号がカウンタ３１に入力されたときに計数値Ｃｓが次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを示す２００１となる。
【００９４】
制御部３３は、前記したように最初のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの直前にカウンタ３１をリセットするとともに、図７の（ｆ）のように、第１のゲート回路３０をオン状態にして、図７の（ｇ）のようにサンプリング信号をデータ取得部２１のサンプリング部２１ａに入力させてＰ回（例えば１０２４回）のサンプリングを行なわせた直後に、第１のゲート回路３０をオフ状態にし、さらに、カウンタ３１の計数値ＣｓがＡ（２）−１＝２０００になった直後に第１のゲート回路３０をオン状態にして、次のサンプリング信号Ｓをデータ取得部２１に入力させ、２回目のデータ取得期間のサンプリングを開始させる。
【００９５】
この２回目のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングは、演算で求めた周期Ｔｓのサンプリング信号の２００１回目の出力タイミングに対して僅かな累積誤差Ｅ（この例では５ｅ）をもっているが、この累積誤差Ｅは、最大でも観測分解能ΔＴとなり、被測定信号Ｘの波形の繰り返し周期Ｔｘに対してΔＴが十分小さければ、ΔＴ分の誤差による表示波形のずれや、平均化したときの波形再現性の悪化は無視できる。
【００９６】
なお、図７に示した例は、最初のデータ取得期間が終了して次のデータ取得期間が開始される前に累積誤差Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなる越える場合の例（図５の処理Ｓ２７〜Ｓ３０の例）であったが、累積誤差Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越えるタイミングは、入力されるパラメータと装置の設定可能なデータの桁数に応じて決まり、図５の処理Ｓ２０〜Ｓ２３に示しているように累積誤差ＥがΔＴに等しくなる越えるタイミングがデータ取得期間中にくる場合もある。
【００９７】
一方、誤差ｅが負の場合には、図６に示しているように、何回のサンプリングで累積誤差Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越えるかを、
Ｆ＝（ΔＴ／｜ｅ｜）＋１
の演算で求め、前記同様に変数ｊを０に初期化し、カウンタ３１をリセットし、第１のゲート回路３０および第２ゲート回路３２をオン状態にしてデータ取得部２１によるサンプリングを開始させる（Ｓ３３〜Ｓ３６）。
【００９８】
このデータ取得期間中にカウンタ３１がＰ回歩進する前に、計数値Ｃｓが（ｊ＋１）Ｆに達すると変数ｊを１だけ増加させるという処理を繰り返す（Ｓ３７〜Ｓ３９）。
【００９９】
そして、このような処理を行なっている間にＰ回のサンプリングが行なわれて、計数値ＣｓがＡ（ｉ）＋Ｐ−１になると、第１のゲート回路３０がオフ状態になり、変数ｉが最終値Ｑでないことを確認して、変数ｉを１だけ増加させ、カウンタ３１の計数値Ｃｓが次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを示す値Ａ（ｉ）−ｊの直前の値Ａ（ｉ）−ｊ−１となるまで待機するが、この間に前記同様に計数値Ｃｓが（ｊ＋１）Ｆに達すると、前記した処理Ｓ３８〜Ｓ４０と同様の処理がなされ、次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの値の補正がなされる（Ｓ４１〜Ｓ４６）。
【０１００】
そして、計数値Ｃｓが次のデータ取得期間の開始タイミングの直前を表す値Ａ（ｉ）−ｊ−１になると、第１のゲート回路３０がオン状態となり、次のデータ取得期間のサンプリングが開始されて、処理Ｓ３７に戻る（Ｓ４６）。
【０１０１】
以下、同様の処理が繰り返されてＱ回のデータ取得期間のサンプリングが行なわれてｉ＝Ｑとなると、第２のゲート回路３２がオフ状態となり、Ｑ回のデータ取得期間のサンプリングが終了する（Ｓ４７）。
【０１０２】
このように、誤差ｅが負の場合、カウンタ３１がＦ回歩進した回数ｊ分だけ、次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの値を減少補正して、その開始タイミングを早めることで、前記した誤差の累積によるデータ取得期間の開始タイミングのずれを吸収することができる。
【０１０３】
例えば、前記同様に２回目のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングＡ（２）が２００１で、Ｆの値が１９９７＝Ａ（２）−４の場合で説明すると、図８の（ａ）に示す周期Ｔｓの理論上のサンプリング信号の出力タイミングに対して、実際のサンプリング信号の出力タイミングは図８の（ｂ）に示すように誤差ｅの累積分ずつ遅れてゆき、１９９７回目の出力タイミングで累積誤差Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越えることになるが、このとき、次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングＡ（ｉ）を１回分早めるために図８の（ｃ）のように変数ｊを１だけ増加更新して、図８の（ｄ）のように、第２のゲート回路３２の出力規制を行なわずにサンプリング信号をカウンタ３１と第１のゲート回路３０にそのまま与える。
【０１０４】
このため、カウンタ３１の計数値は図８の（ｅ）のように１ずつ増加して信号発生器２５から２０００回目に出力されたサンプリング信号Ｓがカウンタ３１に入力されたときに計数値Ｃｓが２０００となる。
【０１０５】
制御部３３は、図８の（ｆ）のように、カウンタ３１の計数値ＣｓがＡ（２）ｊ−１＝１９９９になった直後に、第１のゲート回路３０をオン状態にして、図８の（ｇ）のように、次のサンプリング信号Ｓをデータ取得部２１に入力させ、２回目のデータ取得期間のサンプリングを開始させる。
【０１０６】
この２回目のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングは、周期Ｔｓの理論上のサンプリング信号の２００１回目の出力タイミングに対して僅かな累積誤差Ｅ（この場合３ｅ）をもっているが、前記したようにこの累積誤差Ｅは、最大でも観測分解能ΔＴとなり、被測定信号Ｘの波形の繰り返し周期Ｔｘに対してΔＴが十分小さければ、ΔＴ分の誤差による表示波形のずれや、平均化したときの波形再現性の悪化は無視できる。
【０１０７】
なお、上記説明では、誤差ｅが正の場合に信号発生器２５からのサンプリング信号の出力を規制することで、次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを遅らせていたが、誤差ｅが負の場合と同様に、カウンタ３１の歩進回数がＦに達したときもサンプリング信号を出力させて、次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの値を補正してもよい。この場合には、算出された次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの値Ａ（ｉ）をＡ（ｉ）＋ｊに増加補正する。
【０１０８】
また、カウンタ３１としてデータのプリセットが可能なものを用いれば、誤差ｅが負の場合でも、算出されたデータ取得期間の開始タイミングの値Ａ（ｉ）を補正しないで、そのサンプリング開始タイミングをずらすことができる。
【０１０９】
例えば、前記した例で説明すれば、カウンタ３１の計数値Ｃｓが１９９７になったときに、変数ｊを１増加する代わりに、Ｃｓ＋１＝１９９８をカウンタ３１にプリセットすれば、次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを１回分早めることができる。
【０１１０】
また、誤差ｅが正の場合でも、カウンタ３１へのサンプリング信号の出力を規制する代わりに、カウンタ３１へその計数値Ｃｓより１だけ少ない値をプリセットすることで、サンプリング開始タイミングを１回分遅らせることができる。ただし、この場合には、処理が無限ループにならないように、カウンタ３１の歩進回数がＦに達してから、少なくとも２回サンプリング信号が入力された後に、プリセットを行なう。
【０１１１】
上記した各タイミング補正の方法は任意に組合せることができる。
例えば、誤差ｅが正の場合に、サンプリング信号のカウンタ３１への出力を規制して次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを遅らせ、誤差ｅが負の場合に、カウンタ３１に対してその計数値から１を減じた値をプリセットして次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを早める方法を採用してもよい。
【０１１２】
また、誤差ｅが正の場合にカウンタ３１に対してその計数値に１を加えた値をプリセットして次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを遅らせ、誤差ｅが負の場合にカウンタ３１に対してその計数値から１を減じた値をプリセットして次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを早める方法を採用してもよい。なお、この場合には第２のゲート回路３２は不要である。
【０１１３】
また、誤差ｅが正の場合に、算出された次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの値を増加補正して次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを遅らせ、誤差ｅが負の場合に、算出された次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの値を減少補正して次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを早める方法を採用してもよい。この場合も第２のゲート回路３２は不要である。
【０１１４】
また、前記説明では、累積誤差Ｅが観測分解能ΔＴに等しくなるか越える毎に次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングを補正するための処理を行なっていたが、このタイミング補正の処理は次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの前であれば任意のタイミングに行なうことができる。
【０１１５】
また、上記波形観測装置２０では、第２のゲート回路３２によってデータ取得部２１およびカウンタ３１へのサンプリング信号の入力を規制してタイミング補正を行なっていたが、図９に示す波形観測装置２０′のように、第２のゲート回路３２を省略し、制御部３３内の第２のゲート制御手段３３ｅの代わりにタイミング補正のための書込規制手段（図示せず）を設け、この書込規制手段によってデータ取得部２１のデータ書込手段２１ｂによる波形データのメモリ２１ｃへの書込処理を規制してもよい。
【０１１６】
この場合、前記した補正タイミングがデータ取得期間内にある場合に、その補正タイミングにサンプリング部２１ａで得られた波形データのメモリ２１ｃへの書込みを規制（破棄）し、そのデータ取得期間における所定数の波形データが集まるタイミングを遅らせる。ただし、この場合には、破棄した波形データの分もカウンタ３１が歩進するので、次のデータ取得期間のサンプリング開始タイミングの値Ａ（ｉ）を、破棄したデータの数だけ減少補正する。
【０１１７】
また、上記のようにデータ書込手段２１ｂのメモリ２１ｃに対する波形データの書込みが規制できるように構成した場合には、図９の点線で示しているように第１のゲート回路３０も省略し、信号発生器２５から出力されたサンプリング信号Ｓがデータ取得部２１に直接入力されるようにして、サンプリング部２１ａによるサンプリングを定常的に行なわせ、制御部３３内に第１のゲート制御手段３３ｃの代わりにデータ取得のための書込規制手段を設け、この書込規制手段によりデータ書込手段２１ｂによるデータの書込み（データ取得）を、データ取得期間の間だけ行なうように制御してもよい。
【０１１８】
また、上記説明では、開始タイミング算出手段３３ｂによって各データ取得期間のサンプリング開始タイミングを示す値Ａ（１）〜Ａ（Ｑ）を全て求めてからサンプリングを開始させていたが、前記したデータ取得期間の間隔値２０００・Ｖを求めて、データ取得期間のデータ取得を開始し、その開始タイミングから間隔値分（Ｖ）だけサンプリング信号Ｓが出力されたときに、次のデータ取得期間のデータ取得を開始するように制御してもよい。また、間隔値を求めて最初のデータ取得期間のデータ取得を開始し、そのデータ取得期間の間（あるいはそのデータ取得期間が終了した直後）に、次のデータ取得期間の開始タイミングを前記したＶ・ｉ＋１と補正回数ｊとに基づいて求め、その演算で求めた値とカウンタ３１の歩進回数とを比較して、次のデータ取得期間のデータ取得を開始してもよい。
【０１１９】
また、上記例は、平均化モードが指定された場合の例であったが、重ね書きモーとの場合でも波形データの取得処理やタイミング補正の処理は同一であり、また、書換えモードの場合には、図４〜図６のｉ＝Ｑの判定処理（Ｓ９、Ｓ２５、Ｓ４１）の代わりに、図示しない操作部からの停止指示の入力を待ち、その停止指示があるまで前記処理を繰り返し行い、各データ取得期間で得られた波形を順次書き換えながら表示する。
【０１２０】
また、ここでは、最初のデータ取得期間の開始から最後のデータ取得期間の終了までカウンタ３１による計数動作を継続させていたが、平均化モードや重ね書きモードで、データ取得期間の間隔Ｖとデータ取得期間の数Ｑとの積がカウンタ３１の計数上限値より大きい場合や前記書換えモードの場合には、カウンタ３１がオーバフローする前にカウンタ３１をリセットして０から計数を継続させればよい。
【０１２１】
この場合には、図１０に示すように、制御部３３内に、リセット手段３３ｆ、加算手段３３ｇ、ラッチ手段３３ｈを設け、カウンタ３１の出力値とラッチ手段３３ｈにラッチされている値とを加算手段３３ｇに入力し、その加算結果を信号発生器２５からのサンプリング信号の出力数として出力するとともに、加算手段３３ｇの出力値をリセット手段３３ｆによるカウンタ３１のリセットタイミングにラッチ手段３３ｈでラッチするように構成し、これらの各手段とカウンタ３１とで計数手段を構成する。
【０１２２】
この場合、前記した第１のゲート制御手段３３ｃおよび第２のゲート制御手段３３ｅは、加算手段３３ｇの出力値を監視して、データ取得期間の開始や終了のタイミングあるいは補正タイミングの判定を行なうようにすればよい。
【０１２３】
なお、このリセット手段３３ｆによるリセットのタイミングは任意であるが、前記した補正タイミングや、各データ取得期間の直前、直後に行うことができ、このようにカウンタ３１のリセットを行いながらサンプリング信号の計数を継続することで、カウンタ３１として桁数の少ない高速なものが使用でき、カウンタ３１の動作速度の遅れによるタイミングの誤差も少なくすることができる。
【０１２４】
また、カウンタ３１に対する上記のようなリセットを行なわずに、カウンタ３１がオーバフローしたときに出力されるキャリー信号の出力回数を求め、その出力回数にカウンタ３１の計数上限値を乗じた結果と、カウンタ３１の計数値とを加算して、その加算結果でデータ取得期間の終了や開始のタイミングや補正タイミングの判定を行なってもよい。
【０１２５】
また、前記実施形態では、被測定信号Ｘが電気信号の場合について説明したが、被測定信号Ｘが光信号の場合でも本発明を同様に適用できる。
【０１２６】
光の被測定信号Ｘをサンプリングする方式として、被測定信号Ｘを電気信号に変換してからＡ／Ｄ変換によりサンプリングしてディジタルのデータに変換する第１の方式、被測定信号Ｘを電気のパルス信号でスイッチングしてサンプリングし、そのサンプリングで得られた光パルス信号を電気のパルス信号に変換して、そのピーク値をディジタルのデータに変換する第２の方式、被測定信号Ｘを光パルスでサンプリングし、そのサンプリングで得られた光パルス信号を電気のパルス信号に変換して、そのピーク値をディジタルのデータに変換する第３の方式とがあり、そのいずれを用いてもよい。
【０１２７】
前記第１の方式の場合、例えば図１１に示すサンプリング部２１ａのように、被測定信号Ｘを光電変換器１２１ａによって電気の信号Ｅｘに変換してＡ／Ｄ変換器１２１ｂに入力し、Ａ／Ｄ変換器１２１ｂにサンプリング信号Ｓを与えて、ディジタルのデータＤｓに変換してデータ書込手段２１ｂに出力する。
【０１２８】
また、第２の方式の場合、図１２に示すサンプリング部２１ａのように、被測定信号Ｘを高速な光スイッチ１２１ｃに入力し、サンプリング信号Ｓを受けたパルス発生器１２１ｄからサンプリング信号Ｓと等しい周期Ｔｓで出力される幅の狭い電気のパルス信号Ｅｐで光スイッチ１２１ｃをオンさせて、被測定信号Ｘをサンプリングし、その光スイッチ１２１ｃから出力される光パルス信号Ｐｓを光電変換器１２１ａで電気信号Ｅｓに変換し、そのピーク値をＡ／Ｄ変換器１２１ｂによってディジタルのデータＤｓに変換して、データ書込手段２１ｂに出力する。
【０１２９】
また、第３の方式の場合、例えば図１３に示サンプリング部２１ａのように、サンプリング信号Ｓを受けた光パルス発生器１２１ｅからサンプリング信号Ｓと等しい周期Ｔｓで出射される光パルスＰを、非線型光学結晶等からなる光サンプリング部１２１ｆに入射してこの光パルスＰで被測定信号Ｘをサンプリングし、そのサンプリングで得られた光パルス信号Ｐｓを光電変換器１２１ａによって電気のパルス信号Ｅｓに変換し、そのパルス信号Ｅｓのピーク値をＡ／Ｄ変換器１２１ｂでディジタルのデータＤｓに変換して、データ書込手段２１ｂに出力する。
【０１３０】
なお、電気や光のパルスを用いて被測定信号Ｘのサンプリングを行う前記第２、第３の方式の場合、そのパルス幅が狭い程、観測分解能を高くすることができる。
【０１３１】
ここで、電気によるパルス変調で得られる信号（電気および光の信号）の幅は数ｐｓ程度が限界であるが、光パルスの場合には分散減少ファイバを通過させることでその幅を数１０分の１にすることができるので、前記したように０．１ｐｓの観測分解能ΔＴを得ようとする場合には、前記した第３の方式を採用し、光パルス発生器１２１ｅの内部で分散減少ファイバを用いてパルス幅の狭い光パルスＰを生成すればよい。
【０１３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波形観測装置は、パラメータ入力手段によって入力された被測定信号の波形の繰り返し周期に関する情報と観測分解能とに基づいて、その繰り返し周期の整数倍に対して観測分解能分の差をもつサンプリング周期を求め、その周期のサンプリング信号を信号発生器から出力させるとともに、被測定信号に対してサンプリングを連続して所定回行なうデータ取得期間が複数である動作モードが指定されたときに、前記入力されたパラメータに基づいて、データ取得期間より長く且つ算出されたサンプリング周期と被測定信号の波形の周期の公倍数となる値を各データ取得期間の間隔値として求め、信号発生器から出力されるサンプリング信号を計数する計数手段の出力を監視して、信号発生器からサンプリング信号が前記間隔値分出力される毎に、データ取得期間のデータ取得を開始するようにデータ取得部を制御している。
【０１３３】
このため、任意のパラメータに対して各データ取得期間のデータ取得を被測定信号の波形の同一位相位置から開始させることができる。
【０１３４】
また、入力されたパラメータの演算によって得られるサンプリング周期と、信号発生器から実際に出力されるサンプリング信号の周期との誤差を累積した値が観測分解能に等しいか越えるときの累積数を求め、信号発生器からサンプリング信号が累積数分出力される毎にデータ取得部のデータ取得タイミングを補正している。
【０１３５】
このため、信号発生器の設定可能な情報の桁数制限等による設定誤差あっても、その累積誤差を観測分解能以下に抑えることができ、表示波形のずれや波形再現性が悪化することがなく、被測定信号の波形を正確に把握できる。
【０１３６】
また、計数手段を、カウンタ、そのカウンタを所定タイミングでリセットするリセット手段、加算手段およびラッチ手段によって構成し、カウンタのリセット直前の出力値を累積した値とカウンタのリセット後の出力値とを加算結果でサンプリング信号の出力数を表すようにしたものでは、カウンタのリセットを行いながらサンプリング信号の計数を継続することで、カウンタとして桁数の少ない高速なものが使用でき、カウンタの動作速度の遅れによるタイミングの誤差も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態の要部の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施形態の要部の構成を示すブロック図
【図４】実施形態の要部の処理手順を示すフローチャート
【図５】実施形態の要部の処理手順を示すフローチャート
【図６】実施形態の要部の処理手順を示すフローチャート
【図７】実施形態の動作を説明するためのタイミング図
【図８】実施形態の動作を説明するためのタイミング図
【図９】他の実施形態の構成を示すブロック図
【図１０】計数手段の構成例を示すブロック図
【図１１】実施形態の要部の構成例を示す図
【図１２】実施形態の要部の構成例を示す図
【図１３】実施形態の要部の構成例を示す図
【図１４】サンプリング方式の波形観測装置の構成を示すブロック図
【図１５】サンプリング方式の波形観測装置の動作を説明するためのタイミング図
【符号の説明】
２０……波形観測装置、２１……データ取得部、２１ａ……サンプリング部、２１ｂ……データ書込手段、２１ｃ……メモリ、２２……表示制御部、２３……表示器、２５……信号発生器、２６……パラメータ入力手段、３０……第１のゲート回路、３１……カウンタ、３２……第２のゲート回路、３３……制御部、３３ａ……周期設定手段、３３ｂ……開始タイミング算出手段、３３ｃ……第１のゲート制御手段、３３ｄ……累積数算出手段、３３ｅ……第２のゲート制御手段、３３ｆ……リセット手段、３３ｇ……加算手段、３３ｈ……ラッチ手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waveform observing device for observing the waveform of an electric or optical signal, with a period slightly different from an integer multiple of the repetition period for a signal having a waveform with a high repetition period. Enables waveform data sampling from the same phase position of the waveform of the signal under measurement for a wide range of parameters in a waveform observation device that samples and displays the waveform data of the signal under measurement by sampling with the sampling signal of For technology.
[0002]
[Prior art]
For example, in order to observe the waveform of an electric or optical signal that is modulated at a high speed with a repetition period of 10 GHz or more, the sampling type waveform observation apparatus 10 shown in FIG. 14 is used.
[0003]
This waveform observing apparatus 10 has a period Ts that is longer by a predetermined value (observation resolution) ΔT than N times the repetition period Tx of the waveform of the signal under measurement X to be observed (N is an integer of 1 or more, such as 100, 1000, etc.). = N · Tx + ΔT) A signal generator 11 that generates a sampling signal S, and a data acquisition unit that samples the signal under measurement X with the sampling signal S, converts the sampling result into a digital value, and stores this as waveform data 12, a display device 13, and display control means 14 for displaying the waveform of the signal under measurement X on the display device 13 based on the waveform data acquired by the data acquisition unit 12.
[0004]
In the sampling type waveform observation apparatus 10 as described above, as shown in FIG. 15A, the sampling timing by the sampling signal S (rising edge or falling edge of the sampling signal S is measured every waveform N period of the signal under measurement X). Since the level shift timing is shifted by ΔT time as shown in FIG. 15B, the signal under measurement X is equivalently spaced at intervals of ΔT while using a sampling signal that is much slower than the period Tx. For example, amplitude information for one period of the waveform of the signal under measurement X can be obtained by sampling Tx / ΔT times.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the observation modes required for the waveform observation apparatus include a rewrite mode, an averaging mode, an overwriting mode, and the like.
[0006]
In the rewrite mode, the measured signal X input during a certain data acquisition period is sampled and its waveform is displayed, and the waveform of the measured signal X input during the next data acquisition period is the waveform of the previous period. In this mode, the operation of displaying while rewriting is repeated, and the change in the waveform of the signal under measurement can be observed in real time.
[0007]
The averaging mode is a mode in which waveform data for a plurality of data acquisition periods is averaged and the averaged waveform is displayed, and waveform observation from which noise components have been removed becomes possible.
[0008]
In addition, the overwriting mode is a mode in which waveform data for a plurality of data acquisition periods is stored, and this is overlaid on the same screen, and the variation range of the phase and amplitude of the repeated waveform is observed. Can do.
[0009]
In the observation mode in which waveform data of a plurality of data acquisition periods is acquired with respect to the signal under measurement as described above, if the sampling of each period is not started from the same phase position of the repetitive waveform of the signal under measurement X, The waveform displayed on the display unit 13 is shifted every time in the time axis direction, the averaging process cannot be performed correctly in the averaging mode, and the waveform cannot be reproduced correctly. In the rewriting mode, the magnitude of fluctuations in the phase and amplitude of the waveform Cannot be grasped correctly.
[0010]
For this reason, in each of the observation modes described above, it is necessary to set the cycle Ts of the sampling signal S so that the data acquisition start timing in each data acquisition period is the same phase position of the repetitive waveform of the signal under measurement X. There is.
[0011]
For example, if Tx / ΔT is an integer K, the cycle Ts of the sampling signal S is

It can be expressed as.
[0012]
Therefore, the sampling timing of the (K + 1) th time is from the sampling timing of the first time,

It is the timing when elapses.
[0013]
Since (K · N + 1) is an integer, the position sampled at the (K + 1) th time in the waveform of one cycle of the signal under test X coincides with the position sampled at the first time. The position sampled at the 3K + 1 time,... Matches the position sampled at the first time.
[0014]
Therefore, if Tx / ΔT is an integer K, in the case of the observation mode as described above, the sampling of the next period is performed at the timing when (M · K + 1) Ts (M is plural) has elapsed from the sampling start timing of the first period. Just start.
[0015]
The detection of this timing may be performed by counting sampling signals and setting the count value to M · K + 1 as the sampling start timing of each period. Note that the number of times of sampling Ks within each period is arbitrary, but the upper limit is determined by the memory capacity of the data acquisition unit 12.
[0016]
However, when Tx / ΔT is not an integer, that is, when Tx / ΔT = K + α (0 <α <1), since Tx = ΔT (K + α), the cycle Ts of the sampling signal S is

It can be expressed as.
[0017]
Therefore, the sampling timing of the (K + 1) th time is from the sampling timing of the first time,

It is the timing when elapses.
[0018]
Here, K / (K + α) is larger than 0 and smaller than 1, so
K · N · Tx <K · Ts <(K · N + 1) Tx
It can be expressed as.
[0019]
In other words, the sampling timing of the (K + 1) th time is between the time K · N · Tx and the time K (K · N + 1) Tx when the first sampling timing is used as a reference, and the waveform for one cycle of the signal X to be measured. Of these, the position sampled at the (K + 1) th time does not match the position sampled at the first time.
[0020]
Therefore, for example, when the first to Kth sampling period is the first data acquisition period and the K + 1 to 2K sampling period is the next data acquisition period, the display waveform is shifted as described above. The waveform reproducibility deteriorates, the sampling start timing shift in the subsequent data acquisition period increases, and the display waveform shift and the waveform reproducibility become more prominent.
[0021]
Note that α is two integers A and B (A> B)
α = A / B
For the repetitive waveform of the signal under measurement X, the position sampled at the B · K + 1th time coincides with the position sampled at the first time, but can be set in an actual device. If there are restrictions on the digits of the numerical value and the integer B is large, errors due to digit restrictions are accumulated and the sampling start timing is shifted. If the number of samplings is large, the shift increases, and the display waveform Shift or waveform reproducibility deteriorates.
[0022]
This problem can be dealt with by finely adjusting the frequency fs of the sampling signal according to the fixed repetition period Tx and observation resolution ΔT of the waveform of the signal under measurement X. There is a demand for an apparatus that can observe the repetition period Tx and the observation resolution ΔT within a predetermined range, and the above-described fine adjustment of the sampling frequency cannot cope with such a demand.
[0023]
The present invention solves this problem and can cope with the variable of the repetition period and the observation resolution of the waveform of the signal under measurement, and the variable of the display waveform and the deterioration of the waveform reproducibility due to the variable. An object of the present invention is to provide a waveform observation apparatus.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a waveform observation apparatus according to claim 1 of the present invention includes:
Parameter input means (26) for inputting information relating to the repetition period of the waveform of the signal under measurement to be observed and the observation resolution;
A signal generator (25) for outputting a sampling signal having a period corresponding to the set information;
Period setting means (33a) for calculating a period having a difference corresponding to the observation resolution with respect to an integral multiple of the repetition period of the waveform of the signal under measurement, and setting information corresponding to the calculated period in the signal generator When,
A data acquisition unit (21) for sampling the signal under measurement by the sampling signal output from the signal generator and acquiring the waveform data of the signal under measurement;
Counting means (31) for counting sampling signals output from the signal generator;
A period in which sampling is continuously performed a predetermined number of times with the period calculated by the period setting unit is defined as one data acquisition period, and a mode in which waveform data is acquired a plurality of times during the data acquisition period for the signal under measurement is designated. A value that is longer than the one data acquisition period and that is a common multiple of the period calculated by the period calculation means and the repetition period is obtained as an interval value of each data acquisition period, and the output of the counting means is monitored. Each time a sampling signal is output from the signal generator for the interval value, data acquisition control means (30, 33b, 30) for controlling the data acquisition unit so that data acquisition in the one data acquisition period is started. 33c)
Waveform display means (22, 23) for displaying the waveform of the signal under measurement based on the waveform data acquired by the data acquisition unit during each data acquisition period.
[0025]
The waveform observation apparatus according to claim 2 of the present invention is the waveform observation apparatus according to claim 1,
Cumulative number calculating means for calculating a cumulative number when a value obtained by accumulating an error of the period of the sampling signal actually output from the signal generator with respect to the period calculated by the period setting means is equal to or exceeds the observation resolution. (33d),
Timing correction means (33e, 32) that monitors the output of the counting means and corrects the data acquisition timing of the data acquisition unit with respect to the signal under measurement each time the accumulated number of sampling signals are output from the signal generator. It is characterized by having.
[0026]
The waveform observation device according to claim 3 of the present invention is the waveform observation device according to claim 1 or 2,
The counting means includes
A counter (31) that increments the output value each time the sampling signal is input;
A reset means (33f) for resetting the counter every predetermined timing; an addition means (33g) for receiving the output value of the counter as a first input value and adding the first input value and the second input value;
Each time the counter is reset by the reset unit, the output value of the adding unit is temporarily stored, and the stored value is input to the adding unit as the second input value. ing.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a waveform observation apparatus 20 to which the present invention is applied.
[0028]
The waveform observing device 20 provides a reference signal R to the measurement target device 1 and receives a signal under measurement X emitted from the measurement target device 1 to display the waveform.
[0029]
Here, the measurement target device 1 outputs the signal under measurement X that is repeatedly modulated with a period Tx equal to 1 / m of the period Tr of the input reference signal R, and the signal under measurement X is an electric signal. There are cases of signals and cases of optical signals. Here, in order to facilitate understanding of the invention, the case of electrical signals will be described first, and the case of optical signals will be described later.
[0030]
The waveform observation apparatus 20 receives the signal under measurement X input from the input terminal 20a by the data acquisition unit 21.
[0031]
The data acquisition unit 21 samples the signal under measurement X with the sampling signal S output from the signal generator 25 described later, and acquires the waveform data of the signal under measurement X.
[0032]
As shown in FIG. 2, the data acquisition unit 21 includes a sampling unit 21a, a data writing unit 21b, and a memory 21c.
[0033]
The sampling unit 21a includes an A / D converter, samples by a sampling signal S having a frequency fs (period Ts) output from a first gate circuit 30 described later, and converts the sampling value into a digital value. The data is output to the data writing means 21b.
[0034]
The sampling timing of the sampling unit 21a is the level transition timing of the rising or falling edge of the sampling signal S.
[0035]
The data writing unit 21b writes the values sampled by the sampling unit 21a into the memory 21c in the order of predetermined addresses as waveform data.
[0036]
The display control unit 22 reads a series of waveform data Ds acquired by the data acquisition unit 21, displays orthogonal coordinates including a time axis and an intensity axis on the display 23, and reads a series of waveforms read on the orthogonal coordinates. A waveform whose intensity corresponds to the data Ds is displayed.
[0037]
The display control unit 22 performs waveform display control according to an observation mode specified by an operation unit (not shown) or the like.
[0038]
That is, when the rewrite mode is designated, a waveform corresponding to a series of waveform data Ds acquired during a certain data acquisition period is displayed on the display 23, and a series of waveform data acquired during the next data acquisition period is displayed. The operation of displaying the waveform corresponding to Ds ′ on the display unit 23 in place of the previously displayed waveform is sequentially repeated.
[0039]
When the averaging mode is designated, a series of waveform data Ds acquired during a certain data acquisition period is stored in a predetermined area of the internal memory in the order of addresses, and a series of waveforms acquired during the next data acquisition period is stored. An average calculation (or averaging by simple addition) of the data Ds ′ and a series of waveform data Ds ′ stored in the internal memory is performed for each address, and a series of average waveform data Da obtained by the average calculation. Is overwritten in a predetermined area of the internal memory for a predetermined number of data acquisition periods, and the display 23 displays a waveform corresponding to a series of average waveform data Da finally stored in the internal memory.
[0040]
When the overwriting mode is designated, a waveform corresponding to a series of waveform data Ds acquired in a certain data acquisition period is displayed on the display 23, and a series of waveforms acquired in the next data acquisition period. The operation of displaying the waveform corresponding to the data Ds ′ together with the previous waveform on the display unit 23 is performed for a predetermined number of data acquisition periods so that the waveforms acquired in a plurality of data acquisition periods can be observed simultaneously.
[0041]
The signal generator 25 generates a sampling signal S and a reference signal R having a period corresponding to the information set by the period setting unit 33a of the control unit 33 described later, and the sampling signal S is a first gate circuit 30 described later. And it outputs to the data acquisition part 21 via the 2nd gate circuit 32, and outputs the reference signal R to the measuring object apparatus 1 via the output terminal 20b.
[0042]
The parameter input means 26 is used for inputting parameters necessary for sampling by an operation unit (not shown), and the like (information on the frequency of repetition of the waveform of the signal under measurement X (frequency fx or period Tx), observation resolution ΔT, data) The number of samplings P within the acquisition period, the number Q of data acquisition periods, and the like are input. Here, the case where the input parameter related to the repetition period of the waveform of the signal under measurement X is the repetition frequency fx will be described, but the repetition period Tx may be input instead of the frequency.
[0043]
The first gate circuit 30 constitutes the data acquisition control means of this embodiment together with the start timing calculation means 33b and the first gate control means 33c of the control unit 33 described later, and the first gate control means 33c. The input of the sampling signal S to the data acquisition unit 21 is regulated by this control.
[0044]
The counter 31 constitutes the counting means of this embodiment, counts the sampling signal S from the signal generator 25, and outputs the count value Cs to the control unit 33.
[0045]
The second gate circuit 32 constitutes a timing correction unit of this embodiment together with a second gate control unit 33e of the control unit 33 described later, and the signal generator 25 to the first gate circuit 30 and the counter 31 are configured. The output of the sampling signal S is regulated to correct the sampling timing shift due to the accumulated error of the sampling period.
[0046]
The control unit 33 is constituted by a microcomputer, and functionally, as shown in FIG. 3, the period setting means 33a, the start timing calculation means 33b, the first gate control means 33c, and the cumulative number calculation. Means 33d and second gate control means 33e.
[0047]
The period setting unit 33a obtains a sampling period Ts having a difference of the observation resolution ΔT with respect to an integer multiple of the repetition period Tx of the waveform of the signal under measurement X based on the parameter input from the parameter input unit 26. Information corresponding to the sampling period Ts is set in the signal generator 25. Further, the frequency fr of the reference signal R is obtained based on the parameter input from the parameter input means 26, and information corresponding thereto is set in the signal generator 25.
[0048]
Here, the frequency fr of the reference signal R is obtained by calculating 1 / m of the frequency fx.
[0049]
The sampling period Ts is obtained by the following calculation. Here, a description will be given using the sampling frequency fs instead of the sampling period Ts.
[0050]
As described above, when the waveform of the signal under measurement X is repeated N times, in order to shift the sampling timing by ΔT,
1 / fs−N / fx = ΔT
Is required, and the sampling frequency fs obtained from this equation is as follows.
[0051]
fs = fx / (N + fx · ΔT)
If N is determined by the above equation, the sampling frequency fs can be obtained.
[0052]
The value of N is limited by the frequency variable range of the sampling signal S of the signal generator 25.
[0053]
As numerical examples, fx = 10 GHz, ΔT = 0.1 ps, the upper limit of the frequency range of the sampling signal S that can be output by the signal generator 25 is fsb = 10 MHz + 10 kHz, and the lower limit is fsb = 10 MHz−10 kHz.
[0054]
Within this range,
1 / fx−N / fs = ΔT
When N is satisfied,
fx (1 / fsa−ΔT) ≦ N ≦ fx (1 / fsb−ΔT)
998.999 …… ≦ N ≦ 1001.00 ……
Thus, any value of 999, 1000, and 1001 can be used as N.
[0055]
Here, for example, if N = 1000,

If sampling is performed with the sampling signal S having the frequency fs, sampling can be performed with a delay of 0.1 ps (= ΔT) every 1000 (= N) repetition cycles.
[0056]
The sampling frequency fs is generated by, for example, generating a signal of 10 GHz inside the signal generator 25, dividing it by 1/1000001 with a frequency divider, and multiplying the divided output by 1000 with a multiplier. When the signal generator 25 has such a configuration, information on fx = 10 GHz, frequency division ratio (= 1000001), and multiplication ratio (= 1000) can be set from the period setting means 33a. That's fine.
[0057]
In addition, the start timing calculation unit 33b is configured such that each data acquisition period of the signal X to be measured is specified when an observation mode having a plurality of data acquisition periods such as the above-described rewrite mode, averaging mode, or overwriting mode is designated. A value that is longer than one data acquisition period and is a common multiple of the sampling period Ts and the repetition period Tx calculated by the period setting unit 33a is obtained as an interval value of each data acquisition period so as to start from the same phase position of the waveform. Based on the interval value, the sampling start timing of each data acquisition period is obtained in units of the period of the sampling signal S.
[0058]
The first gate control means 33c monitors the output of the counter 31, and starts data acquisition in each data acquisition period each time the sampling signal S is output from the signal generator 25 for the interval value described above. Is.
[0059]
Here, the start of data acquisition indicates a case in which the sampling operation of the sampling unit 21a and the data writing operation to the memory 21c by the data writing unit 21b are started in parallel. The sampling operation of the sampling unit 21a may be performed regularly and only the data writing operation to the memory 21c by the data writing unit 21b may be started.
[0060]
In addition, when the start timing calculation unit 33b obtains the sampling start timing of each data acquisition period in advance, the first gate control unit 33c has the number of outputs of the sampling signal S from the signal generator 25 coincide with each start timing. The first gate circuit 30 is turned on only during the period from when the sampling is performed until the sampling signal S is input to the data acquisition unit 21 to acquire waveform data for each data acquisition period.
[0061]
If there is an error in the period of the sampling signal S actually output from the signal generator 25 with respect to the sampling period Ts (theoretical value) calculated by the period setting unit 33a, the cumulative number calculating unit 33d calculates the error. The cumulative number when the accumulated value becomes equal to or exceeds the observation resolution ΔT is calculated.
[0062]
The second gate control means 33e monitors the output of the counter 31, and each time the sampling signal S is output from the signal generator 25 by the cumulative number calculated by the cumulative number calculation means 33d, data acquisition for the signal under measurement is performed. The data acquisition timing of the unit 21 is corrected.
[0063]
4 to 6 are flowcharts showing a processing procedure when the averaging mode of the control unit 33 is designated.
[0064]
Hereinafter, the operation of the control unit 33 and the waveform observation apparatus 20 will be described based on this flowchart.
[0065]
In FIG. 4, first, as described above, the sampling frequency fs (or period Ts) and the reference frequency fr are calculated from the repetition frequency fx and the observation resolution ΔT input by the parameter input means 26, and information corresponding to the calculated value. Is set in the signal generator 25, and the start timings A (1) to A (Q) of each data acquisition period are compared with the sampling period unit, that is, the output value of the counter 31, based on the calculated sampling period Ts. A variable i indicating a data acquisition period is initialized to 1 (S1 to S3).
[0066]
Here, as will be described later, since the output value of the counter 31 is reset to 0 by reset means (not shown) immediately before the first data acquisition period, the sampling start timing A (1) in the first data acquisition period is set to 1, and one data Let P be the number of samplings per acquisition period, and Q be the number of data acquisition periods to be averaged.
[0067]
The start timing of each data acquisition period is obtained as follows.
That is, in order that sampling in each data acquisition period is started from the same phase position of the repetitive waveform of the signal under measurement X under the condition that there is no setting error, the sampling start timing of a certain data acquisition period and the next data acquisition period The sampling start timing may be longer than the time of one data acquisition period and coincide with the common multiple of the sampling period Ts and the repetition period Tx of the waveform of the signal under measurement X.
[0068]
That is, if expressed using an integer V greater than P and an integer U,
V ・ Ts = U ・ Tx
Satisfy this relationship.
[0069]
Here, since the periods Ts and Tx are known,
Ts / Tx = U / V
Among the combinations of integers V and U satisfying the above, the smallest V greater than P is obtained.
[0070]
In numerical examples, as described above, fx = 10 GHz, ΔT = 0.1 ps, and the frequency fs of the sampling signal S
fs = 10 × 10 ⁹ /(1000.001) Hz
given that,
Ts / Tx = fx / fs = 1000.001 = U / V
It becomes.
[0071]
Here, if the sampling number P within the data acquisition period is 1024, for example,
U / V = 200002/2000 = 3000003/3000 = ...
The minimum value of V is 2000.
[0072]
Therefore, the interval value of each data acquisition period is 2000 · Ts, and it is only necessary to start sampling of the next data acquisition period at the timing when 2001 · Ts has elapsed from the sampling start timing of the first data acquisition period. Expressing Ts as a unit, that is, expressing the count value of the counter 31 (initial value 0), the start timing of the first data acquisition period is when the count value Cs = A (1) = 1, and the second time The start timing of the data acquisition period is when the count value Cs = A (2) = 2001, and the start timing of the third data acquisition period is when the count value Cs = A (3) = 4001, and similarly The start timing of the i-th data acquisition period is when the count value Cs = A (i) = 2000 · i + 1, and the last Q-th data acquisition period Start timing is when the count value Cs = A (Q) = 2000 · Q + 1.
[0073]
The start timing calculation means 33b performs the above calculation to obtain the sampling start timing of each data acquisition period in units of the period of the sampling signal S and store it in a memory (not shown).
[0074]
Note that there is no problem if the sampling signal S actually output from the signal generator 25 is equal to the sampling cycle Ts obtained by the calculation of the processing S1, but it can be set in the signal generator 25. When there is a setting error due to the restriction on the number of digits of information, a deviation occurs in the sampling start timing in each data acquisition period.
[0075]
Therefore, it is determined whether or not there is a setting error. If there is no setting error, the counter 31 is reset, the first gate circuit 30 and the second gate circuit 32 are turned on, and the first data is set. Sampling of the acquisition period is started (S4 to S6).
[0076]
When the sampling of the data acquisition period is performed P times and the count value Cs of the counter 31 becomes A (i) + P−1, the control unit 33 turns off the first gate circuit 30 and stops the sampling. After confirming that the variable i indicating the data acquisition period is not the final value Q, the variable i is incremented by 1, and the sampling start timing A (i) of the next data acquisition period corresponding to the variable i is read. Wait until the numerical value Cs becomes A (i) -1 (S7 to S11).
[0077]
When the count value Cs of the counter 31 reaches A (i) −1, the first gate circuit 30 is returned to the ON state so that the sampling signal input next is input to the sampling unit 21a, and the next Sampling of the data acquisition period is started, and the process returns to step S7 (S12).
[0078]
Thereafter, the same processing is performed until the variable i is incremented by 1 until reaching Q, and sampling of the Q data acquisition periods is completed (S13).
[0079]
The waveform data Ds acquired by the data acquisition unit 21 during each data acquisition period is read by the display control unit 22 and stored in the internal memory, the above-described averaging process is performed, and the waveform of the processing result is displayed on the display. 23.
[0080]
On the other hand, if it is determined in step S4 that there is a setting error, as shown in FIG. 5, the sampling period Ts (theoretical value) obtained by the calculation of the input parameters and the signal generator 25 are actually used. An error e with respect to the cycle Ts ′ of the sampling signal S output to
e = Ts−Ts ′
(S14).
[0081]
This error e is accumulated every time the sampling signal S is output from the signal generator 25. Every time the accumulated value E becomes equal to or exceeds the observation resolution ΔT, the sampling start timing of the next data acquisition period is sampled. By correcting so as to shift by one time, accumulation of errors can be prevented. This correction operation may be performed immediately whenever the accumulated value E becomes equal to or exceeds the observation resolution ΔT regardless of the period, or may be performed collectively between the data acquisition period and the next data acquisition period. However, the former case will be described here.
[0082]
Further, this timing correction method is performed when the error e is positive, that is, when the actual sampling period Ts ′ is shorter than the period Ts obtained by the calculation, and when the error e is negative, that is, actual sampling. This is different from the case where the period Ts ′ is longer than the period Ts obtained by the calculation.
[0083]
Therefore, whether the error e is positive or negative is determined, and when the error e is positive, how many times the accumulated error E is equal to or exceeds the observation resolution ΔT by sampling.
F = (ΔT / e) +1
(S15, S16). If the value F is a decimal, it is rounded up to an integer.
[0084]
Then, the variable j representing the number of corrections is initialized to 0, the counter 31 is reset as before, the first gate circuit 30 and the second gate circuit 32 are turned on, and the first data acquisition by the data acquisition unit 21 is performed. Period sampling is started (S17 to S19).
[0085]
If the count value Cs of the counter 31 becomes equal to (j + 1) (F−1) before the count value Cs reaches A (i) + P−1 during this data acquisition period, the second gate circuit 32 is turned off to After the output of the sampling signal S is stopped and sampling is restricted only once, the second gate circuit 32 is returned to the ON state and the variable j is incremented by 1 (S20 to S23).
[0086]
During such processing, P times of sampling are performed, and when the count value Cs reaches A (i) + P−1, the first gate circuit 30 is turned off to stop sampling. After confirming that the variable i is not the final value Q, the variable i is incremented by 1, and the count value Cs of the counter 31 is a value A (i) immediately before the value A (i) indicating the sampling timing of the next data acquisition period. i) Wait until it reaches -1, but if the count value Cs reaches (j + 1) (F-1) during this time, the same processing as the processing S20 to S22 described above is performed, and the output restriction of the sampling signal is performed. Is performed (S24 to S30).
[0087]
Then, when the count value Cs becomes a value A (i) −1 representing immediately before the start timing of the next data acquisition period, the first gate circuit 30 is turned on, and sampling of the next data acquisition period is started. The process returns to step S20 (S31).
[0088]
Thereafter, when the same processing is repeated and sampling of Q data acquisition periods is performed and i = Q, the second gate circuit 32 is turned off, and sampling of the Q data acquisition periods ends ( S32).
[0089]
Similarly to the above, the waveform data obtained by the sampling of the Q data acquisition periods is averaged, and the waveform of the signal under measurement X subjected to the averaging process is displayed.
[0090]
As described above, when the error e is positive, by restricting the input of the sampling signal to the data acquisition unit 21 as described above, the cumulative error E can be always kept within the range of the observation resolution ΔT without increasing the accumulated error E. If the observation resolution ΔT is sufficiently small with respect to the repetition period Tx of the measured signal X, the influence of the sampling start timing for each data acquisition period on the display waveform is small, and the waveform of the measured signal X is accurately displayed. Can be made.
[0091]
For example, when the sampling start timing A (2) of the second data acquisition period is 2001 and the value of F is 1997 = A (2) -4, the theory of the cycle Ts shown in FIG. With respect to the output timing of the upper sampling signal, the actual output timing of the sampling signal advances by an accumulated amount of the error e as shown in FIG. In FIG. 7, N · Tx of the output interval of the sampling signal is omitted, and the period Ts is assumed to be ΔT and the period Ts ′ is assumed to be ΔTe.
[0092]
The accumulated error E becomes equal to or exceeds the observation resolution ΔT at the 1997 sampling signal output timing, but the second gate circuit 32 immediately before the output timing, as shown in FIG. Since it is in the OFF state, as shown in FIG. 7D, the output of the 1997 sampling signal from the second gate circuit 32 to the first gate circuit 30 and the counter 31 is restricted, and the counter 31 is advanced. Instead, the count value remains 1996 as shown in FIG.
[0093]
Then, immediately before the 1998 sampling signal is output from the signal generator 25, the output restriction of the second gate circuit 32 is released, and the sampling signal output from the second gate circuit 32 for the 1997th time is the counter 31. The count value Cs becomes 1997, and thereafter the count value is incremented by 1. When the sampling signal output from the signal generator 25 for the 2002th time is input to the counter 31, the count value Cs becomes the next value. 2001 indicating the sampling start timing of the data acquisition period.
[0094]
As described above, the controller 33 resets the counter 31 immediately before the sampling start timing of the first data acquisition period, and turns on the first gate circuit 30 as shown in FIG. Immediately after the sampling signal is input to the sampling unit 21a of the data acquisition unit 21 and P times (for example, 1024 times) are sampled as shown in FIG. 7G, the first gate circuit 30 is turned off. Further, immediately after the count value Cs of the counter 31 reaches A (2) −1 = 2000, the first gate circuit 30 is turned on, and the next sampling signal S is input to the data acquisition unit 21. Start sampling for the second data acquisition period.
[0095]
The sampling start timing in the second data acquisition period has a slight accumulated error E (5e in this example) with respect to the 2001-th output timing of the sampling signal of the cycle Ts obtained by the calculation. Is the observation resolution ΔT at the maximum, and if ΔT is sufficiently small with respect to the repetition period Tx of the waveform of the signal under measurement X, the deviation of the display waveform due to an error of ΔT or the deterioration of the waveform reproducibility when averaged Can be ignored.
[0096]
In the example shown in FIG. 7, the accumulated error E exceeds the observation resolution ΔT before the end of the first data acquisition period and the start of the next data acquisition period (processing S27 in FIG. 5). However, the timing at which the accumulated error E becomes equal to or exceeds the observation resolution ΔT is determined according to the input parameters and the number of digits of data that can be set by the apparatus. As shown in S23, there may be a timing when the accumulated error E becomes equal to ΔT during the data acquisition period.
[0097]
On the other hand, when the error e is negative, as shown in FIG. 6, it is determined how many times the accumulated error E is equal to or exceeds the observation resolution ΔT by sampling.
F = (ΔT / | e |) +1
As described above, the variable j is initialized to 0, the counter 31 is reset, the first gate circuit 30 and the second gate circuit 32 are turned on, and sampling by the data acquisition unit 21 is started (S33). To S36).
[0098]
Before the counter 31 advances P times during this data acquisition period, the process of increasing the variable j by 1 when the count value Cs reaches (j + 1) F is repeated (S37 to S39).
[0099]
Then, P times of sampling is performed during such processing, and when the count value Cs becomes A (i) + P−1, the first gate circuit 30 is turned off, and the variable i is Confirming that it is not the final value Q, the variable i is incremented by 1, and the count value Cs of the counter 31 is the value A (i) immediately before the value A (i) -j indicating the sampling start timing in the next data acquisition period. ) -J-1 until the count value Cs reaches (j + 1) F during this time, the same processing as the processing S38 to S40 described above is performed, and sampling of the next data acquisition period is started. The timing value is corrected (S41 to S46).
[0100]
When the count value Cs reaches a value A (i) -j−1 that represents immediately before the start timing of the next data acquisition period, the first gate circuit 30 is turned on, and sampling of the next data acquisition period starts. Then, the process returns to the process S37 (S46).
[0101]
Thereafter, when the same processing is repeated and sampling of Q data acquisition periods is performed and i = Q, the second gate circuit 32 is turned off, and sampling of the Q data acquisition periods ends ( S47).
[0102]
As described above, when the error e is negative, the sampling start timing value of the next data acquisition period is decreased and corrected by the number of times j that the counter 31 has advanced F times, and the start timing is advanced. The deviation of the start timing of the data acquisition period due to the accumulated error can be absorbed.
[0103]
For example, in the same manner as described above, when the sampling start timing A (2) of the second data acquisition period is 2001 and the value of F is 1997 = A (2) -4, the cycle shown in FIG. The actual sampling signal output timing is delayed by the accumulated error e as shown in FIG. 8B with respect to the theoretical sampling signal output timing of Ts, and the accumulated error occurs at the 1997th output timing. E becomes equal to or exceeds the observation resolution ΔT. At this time, in order to advance the sampling start timing A (i) in the next data acquisition period by one time, the variable j is set to 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 8D, the sampling signal is directly supplied to the counter 31 and the first gate circuit 30 without restricting the output of the second gate circuit 32 as shown in FIG.
[0104]
Therefore, the count value of the counter 31 is incremented by 1 as shown in FIG. 8E, and the count value Cs is obtained when the sampling signal S output from the signal generator 25 to the 2000th time is input to the counter 31. 2000.
[0105]
As shown in FIG. 8F, the control unit 33 turns on the first gate circuit 30 immediately after the count value Cs of the counter 31 reaches A (2) j−1 = 1999. As in (g) of FIG. 8, the next sampling signal S is input to the data acquisition unit 21 to start sampling in the second data acquisition period.
[0106]
The sampling start timing in the second data acquisition period has a slight cumulative error E (3e in this case) with respect to the 2001 output timing of the theoretical sampling signal having the period Ts. The error E is the observation resolution ΔT at the maximum, and if ΔT is sufficiently small with respect to the waveform repetition period Tx of the signal under measurement X, the deviation of the display waveform due to an error of ΔT or the waveform reproducibility when averaged. Deterioration is negligible.
[0107]
In the above description, when the error e is positive, the sampling start timing of the next data acquisition period is delayed by restricting the output of the sampling signal from the signal generator 25. However, when the error e is negative Similarly to the above, when the number of steps of the counter 31 reaches F, a sampling signal may be output to correct the sampling start timing value in the next data acquisition period. In this case, the calculated sampling start timing value A (i) of the next data acquisition period is corrected to increase to A (i) + j.
[0108]
If a counter capable of presetting data is used, even if the error e is negative, the sampling start timing is shifted without correcting the calculated data acquisition period start timing value A (i). be able to.
[0109]
For example, in the example described above, when the count value Cs of the counter 31 reaches 1997, if Cs + 1 = 1998 is preset in the counter 31 instead of incrementing the variable j by 1, the next data acquisition period Sampling start timing can be advanced by one time.
[0110]
Even if the error e is positive, instead of restricting the output of the sampling signal to the counter 31, the sampling start timing is delayed by one time by presetting the counter 31 with a value that is one less than the count value Cs. Can do. However, in this case, the preset is performed after the sampling signal is input at least twice after the number of steps of the counter 31 reaches F so that the processing does not become an infinite loop.
[0111]
The timing correction methods described above can be arbitrarily combined.
For example, when the error e is positive, the output of the sampling signal to the counter 31 is regulated to delay the sampling start timing of the next data acquisition period. When the error e is negative, the counter 31 counts the count value. Alternatively, a method may be employed in which a value obtained by subtracting 1 from the preset is used to advance the sampling start timing in the next data acquisition period.
[0112]
Further, when the error e is positive, a value obtained by adding 1 to the count value is preset for the counter 31 to delay the sampling start timing in the next data acquisition period. When the error e is negative, the counter 31 is Alternatively, a method may be employed in which a value obtained by subtracting 1 from the counted value is preset to advance the sampling start timing in the next data acquisition period. In this case, the second gate circuit 32 is not necessary.
[0113]
Further, when the error e is positive, the sampling start timing value of the next data acquisition period calculated is corrected to be increased to delay the sampling start timing of the next data acquisition period, and the calculation is performed when the error e is negative. A method of shortening the sampling start timing of the next data acquisition period by reducing and correcting the value of the sampling start timing of the next data acquisition period may be adopted. Also in this case, the second gate circuit 32 is unnecessary.
[0114]
In the above description, every time the accumulated error E becomes equal to or exceeds the observation resolution ΔT, the process for correcting the sampling start timing in the next data acquisition period is performed. If it is before the sampling start timing of an acquisition period, it can carry out at arbitrary timings.
[0115]
In the waveform observation apparatus 20, the second gate circuit 32 restricts the input of the sampling signal to the data acquisition unit 21 and the counter 31, and performs timing correction. However, the waveform observation apparatus 20 'shown in FIG. As described above, the second gate circuit 32 is omitted, and write restriction means (not shown) for timing correction is provided instead of the second gate control means 33e in the control unit 33, and this write restriction is provided. The writing process of the waveform data to the memory 21c by the data writing means 21b of the data acquisition unit 21 may be regulated by the means.
[0116]
In this case, when the correction timing is within the data acquisition period, the waveform data obtained by the sampling unit 21a is restricted (destroyed) to the memory 21c at the correction timing, and a predetermined number in the data acquisition period. Delay the timing of collecting the waveform data. However, in this case, since the counter 31 is incremented by the amount of discarded waveform data, the sampling start timing value A (i) in the next data acquisition period is corrected to decrease by the number of discarded data.
[0117]
Further, when the waveform writing of the data writing means 21b to the memory 21c can be restricted as described above, the first gate circuit 30 is also omitted as shown by the dotted line in FIG. The sampling signal S output from the signal generator 25 is directly input to the data acquisition unit 21 so that sampling by the sampling unit 21a is performed steadily, and the control unit 33 includes the first gate control unit 33c. Instead, a write restricting unit for data acquisition may be provided, and the write restricting unit may be controlled to perform data writing (data acquisition) by the data writing unit 21b only during the data acquisition period.
[0118]
In the above description, the sampling is started after all the values A (1) to A (Q) indicating the sampling start timing of each data acquisition period are obtained by the start timing calculating unit 33b. However, the data acquisition period described above is used. The interval value 2000 · V is obtained, data acquisition in the data acquisition period is started, and when the sampling signal S is output for the interval value (V) from the start timing, data acquisition in the next data acquisition period is performed. You may control to start. Further, the interval value is obtained to start data acquisition in the first data acquisition period, and during the data acquisition period (or immediately after the end of the data acquisition period), the start timing of the next data acquisition period is set to V The data acquisition for the next data acquisition period may be started by obtaining the value based on i + 1 and the number of corrections j, comparing the value obtained by the calculation with the number of steps of the counter 31.
[0119]
The above example is an example when the averaging mode is specified, but the waveform data acquisition processing and timing correction processing are the same even in the overwriting mode, and in the rewriting mode. Instead of the determination process (i.e., S9, S25, S41) of i = Q in FIG. 4 to FIG. The waveform obtained during each data acquisition period is displayed while being rewritten in sequence.
[0120]
Here, the counting operation by the counter 31 is continued from the start of the first data acquisition period to the end of the last data acquisition period. However, in the averaging mode and the overwriting mode, the interval V between the data acquisition periods and the data If the product of the number Q of acquisition periods is larger than the count upper limit value of the counter 31 or in the rewrite mode, the counter 31 may be reset and the counting may be continued from 0 before the counter 31 overflows.
[0121]
In this case, as shown in FIG. 10, a reset means 33f, an adding means 33g, and a latch means 33h are provided in the control unit 33, and the output value of the counter 31 and the value latched by the latch means 33h are added. The result of the addition is input to the means 33g and the result of the addition is output as the number of sampling signals output from the signal generator 25. The output value of the addition means 33g is latched by the latch means 33h at the reset timing of the counter 31 by the reset means 33f. These units and the counter 31 constitute a counting unit.
[0122]
In this case, the first gate control unit 33c and the second gate control unit 33e described above monitor the output value of the addition unit 33g to determine the timing of starting or ending the data acquisition period or the correction timing. You can do it.
[0123]
Although the reset timing by the reset means 33f is arbitrary, it can be performed immediately before or after the correction timing or each data acquisition period, and the sampling signal is counted while resetting the counter 31 in this way. By continuing the above, a high-speed counter 31 with a small number of digits can be used, and timing errors due to a delay in the operation speed of the counter 31 can be reduced.
[0124]
Further, the counter 31 is not reset as described above, the number of times of output of the carry signal output when the counter 31 overflows, the result of multiplying the number of outputs by the count upper limit value of the counter 31, and the counter The count value of 31 may be added, and the end or start timing and correction timing of the data acquisition period may be determined based on the addition result.
[0125]
In the above-described embodiment, the case where the signal under measurement X is an electric signal has been described. However, the present invention can be similarly applied when the signal under measurement X is an optical signal.
[0126]
As a method of sampling the signal under measurement X of light, a first method of converting the signal under measurement X into an electric signal and then sampling by A / D conversion to convert it into digital data, A second method of switching and sampling with a pulse signal, converting the optical pulse signal obtained by the sampling into an electrical pulse signal, and converting the peak value into digital data, and measuring the signal under test X with an optical pulse There is a third method in which the optical pulse signal obtained by sampling is converted into an electrical pulse signal, and the peak value is converted into digital data, either of which may be used.
[0127]
In the case of the first method, for example, like the sampling unit 21a shown in FIG. 11, the signal to be measured X is converted into an electrical signal Ex by the photoelectric converter 121a and input to the A / D converter 121b. A sampling signal S is given to the D converter 121b to convert it into digital data Ds and output it to the data writing means 21b.
[0128]
In the case of the second method, as in the sampling unit 21a shown in FIG. 12, the signal to be measured X is input to the high-speed optical switch 121c and is equal to the sampling signal S from the pulse generator 121d that receives the sampling signal S. The optical switch 121c is turned on by a narrow electric pulse signal Ep output at the period Ts, the signal under measurement X is sampled, and the optical pulse signal Ps output from the optical switch 121c is electrically converted by the photoelectric converter 121a. The signal Es is converted, and the peak value is converted into digital data Ds by the A / D converter 121b and output to the data writing means 21b.
[0129]
In the case of the third method, for example, as in the sampling unit 21a shown in FIG. 13, the optical pulse P emitted from the optical pulse generator 121e that has received the sampling signal S at a period Ts equal to the sampling signal S The signal to be measured X is incident on an optical sampling unit 121f made of a linear optical crystal or the like, and the signal under test X is sampled with the optical pulse P. The optical pulse signal Ps obtained by the sampling is converted into an electrical pulse signal Es by the photoelectric converter 121a. Then, the peak value of the pulse signal Es is converted into digital data Ds by the A / D converter 121b and output to the data writing means 21b.
[0130]
In the second and third methods in which the signal under measurement X is sampled using electric or light pulses, the observation resolution can be increased as the pulse width is narrower.
[0131]
Here, the width of a signal (electrical and optical signal) obtained by electrical pulse modulation is limited to about several ps. In the case of an optical pulse, the width is reduced to several tens of minutes by passing through a dispersion reducing fiber. Therefore, in order to obtain an observation resolution ΔT of 0.1 ps as described above, the third method described above is adopted, and the dispersion reducing fiber is provided inside the optical pulse generator 121e. May be used to generate a light pulse P having a narrow pulse width.
[0132]
【The invention's effect】
As described above, the waveform observation apparatus of the present invention is based on the information about the repetition period of the waveform of the signal under measurement input by the parameter input means and the observation resolution, and the observation resolution is an integer multiple of the repetition period. An operation mode is specified in which a sampling period with a minute difference is obtained, a sampling signal of that period is output from the signal generator, and a plurality of data acquisition periods in which the signal under measurement is continuously sampled a predetermined number of times are specified. Then, based on the input parameters, a value that is longer than the data acquisition period and is a common multiple of the calculated sampling period and the waveform of the signal under measurement is obtained as an interval value of each data acquisition period, and signal generation is performed. Monitor the output of the counting means that counts the sampling signal output from the generator, and the sampling signal from the signal generator. There each output the interval value component, and controls the data acquisition unit so as to start the data acquisition of the data acquisition period.
[0133]
For this reason, data acquisition in each data acquisition period can be started for an arbitrary parameter from the same phase position of the waveform of the signal under measurement.
[0134]
Also, determine the cumulative number when the accumulated value of the sampling period obtained by calculating the input parameter and the period of the sampling signal actually output from the signal generator is equal to or exceeds the observation resolution. The data acquisition timing of the data acquisition unit is corrected every time a cumulative number of sampling signals are output from the generator.
[0135]
For this reason, even if there is a setting error due to the number of digits of information that can be set by the signal generator, the accumulated error can be suppressed below the observation resolution, and the display waveform shift and waveform reproducibility do not deteriorate. The waveform of the signal under measurement can be accurately grasped.
[0136]
The counting means is composed of a counter, a resetting means for resetting the counter at a predetermined timing, an adding means and a latching means, and adds the output value immediately before the counter is reset and the output value after the counter is reset. If the result shows the number of sampling signal outputs, by continuing the sampling signal counting while resetting the counter, it is possible to use a high-speed counter with a small number of digits and a delay in the counter operating speed. It is possible to reduce the timing error due to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a main part of the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of a main part of the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a main part of the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of a main part of the embodiment.
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment.
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of another embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of counting means.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a sampling type waveform observation apparatus
FIG. 15 is a timing chart for explaining the operation of the sampling type waveform observation apparatus;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Waveform observation apparatus, 21 ... Data acquisition part, 21a ... Sampling part, 21b ... Data writing means, 21c ... Memory, 22 ... Display control part, 23 ... Display, 25 ... Signal Generator, 26... Parameter input means, 30... First gate circuit, 31... Counter, 32... Second gate circuit, 33 ... Control unit, 33 a. Timing calculation means, 33c... First gate control means, 33d... Cumulative number calculation means, 33e... Second gate control means, 33f.

Claims (3)

Parameter input means (26) for inputting information relating to the repetition period of the waveform of the signal under measurement to be observed and the observation resolution;
A signal generator (25) for outputting a sampling signal having a period corresponding to the set information;
Period setting means (33a) for calculating a period having a difference corresponding to the observation resolution with respect to an integral multiple of the repetition period of the waveform of the signal under measurement, and setting information corresponding to the calculated period in the signal generator When,
A data acquisition unit (21) for sampling the signal under measurement by the sampling signal output from the signal generator and acquiring the waveform data of the signal under measurement;
Counting means (31) for counting sampling signals output from the signal generator;
A period in which sampling is continuously performed a predetermined number of times with the period calculated by the period setting unit is defined as one data acquisition period, and a mode in which waveform data is acquired a plurality of times during the data acquisition period for the signal under measurement is designated A value that is longer than the one data acquisition period and that is a common multiple of the period calculated by the period setting unit and the repetition period is obtained as an interval value of each data acquisition period, and the output of the counting unit is monitored. Each time a sampling signal is output from the signal generator for the interval value, data acquisition control means (30, 33b, 30) for controlling the data acquisition unit so that data acquisition in the one data acquisition period is started. 33c)
A waveform observation apparatus comprising waveform display means (22, 23) for displaying the waveform of the signal under measurement based on the waveform data acquired by the data acquisition unit during each data acquisition period. Cumulative number calculating means for calculating a cumulative number when a value obtained by accumulating an error of the period of the sampling signal actually output from the signal generator with respect to the period calculated by the period setting means is equal to or exceeds the observation resolution. (33d),
Timing correction means (33e, 32) that monitors the output of the counting means and corrects the data acquisition timing of the data acquisition unit with respect to the signal under measurement each time the accumulated number of sampling signals are output from the signal generator. The waveform observation apparatus according to claim 1, further comprising: The counting means includes
A counter (31) that increments the output value each time the sampling signal is input;
A reset means (33f) for resetting the counter every predetermined timing; an addition means (33g) for receiving the output value of the counter as a first input value and adding the first input value and the second input value;
Each time the counter is reset by the reset unit, the output value of the adding unit is temporarily stored, and the stored value is input to the adding unit as the second input value. The waveform observation apparatus according to claim 1, wherein the waveform observation apparatus is provided.

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