JP3805181B2 - タイム・スタンプ付加方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、取り込んだ波形入力信号内の波形記録（記録した波形）のエッジにタイム・スタンプを付ける方法に関し、特に、基準エッジを用いて波形記録のエッジにタイム・スタンプを付ける方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オシロスコープは、電気信号及び光信号のパルス幅や時間間隔などのタイム・インターバル（時間間隔）を測定できる従来の測定機器である。しきい値レベルを確立し（定め）、このしきい値を通過する信号交差点、即ち、信号としきい値との交差点であるしきい値交差点にカーソルを配置するなどしてタイム・スタンプ（時間情報）を付ける。タイム・インターバル測定として、タイム・スタンプを付けた位置の間のタイム・インターバルを計算し、表示する。
【０００３】
電気信号を測定する際には、基本的には、デジタル・オシロスコープを従来のアナログ・オシロスコープと置き換えることできる。デジタル・オシロスコープは、入力アナログ信号を受け、設定パラメータにより決まる所定サンプリング・レートにより、この入力アナログ信号をサンプリングする。サンプリングした信号の個別の（ディスクリート）レベルをアナログ・デジタル変換器により量子化し、デジタル化した信号サンプルをメモリに蓄積する。次に、しきい値レベルを決定する。このしきい値レベルと入力信号との交差であるしきい値交差点の上下の信号サンプルの間を補間して、しきい値を通過する信号交差点のタイム・マーク（時間の印）を決定する。これら補間したタイム・マーク（サンプル間の補間による入力信号としきい値との交差点のタイム・マーク）を用いて、複数のタイム・マークの間のタイム・インターバルを計算する。
【０００４】
しきい値交差時点を求めるためにサンプリングしたエッジを補間する際、最も簡単な補間は、しきい値交差点の上及び下の信号サンプルの間を線形補間することである。しかし、補間したしきい値交差点（補間したデータ・サンプルとしきい値レベルとの交差点）は、デジタル・オシロスコープ・サンプリング・システムによるノイズなどのノイズに敏感である。このサンプリング・システム・ノイズの源は、フロント・エンド（入力部）での増幅又は減衰や、アナログ・デジタル変換器のディスクリート・レベルである。なお、アナログ・デジタル変換器でのノイズは、デジタル化ノイズと言われる。さらに、高速立ち上がりエッジ及び高速立ち下がりエッジの期間には、わずか数個のサンプリング時点が存在する。かかる環境において、高次の補間フィルタが一層適切である。高次の補間フィルタは、しきい値交差点の上及び下の多数の信号サンプルにフィルタ関数を適用する。ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補間フィルタは、かかる高次の補間フィルタの一例である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
補間器は、数学的には、線形で、シフトが一様なシステムである。刺激（対象に刺激を与える刺激信号）又は入力関数の増加が、出力関数内と同じ増加ならば、また、２個の追加した入力関数の変化が、独立に生じる２個の出力関数の変化の和ならば、このシステムは線形である。また、入力関数のシフトにより、出力関数内に対応するシフトが生じ、出力関数の形状及び大きさを維持するならば、このシステムは、シフトが一様である。補間器への入力関数又は刺激がノイズのあるエッジならば、補間器の出力は、ノイズを含む。サンプリングした信号内のノイズは、信号内の振幅変動として現れる。線形補間フィルタ又は高次補間フィルタのいずれかにより、しきい値交差点を通過する信号を補間してタイム・スタンプを求めることは、この信号内の振幅変動に敏感である。ノイズにより振幅変動が生じた立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジにおける傾斜（即ち、長い立ち上がり時間及び立ち下がり時間）が、タイム・スタンプの精度を更に悪化させる。
【０００６】
既存の補間方法よりもノイズ並びにエッジの立ち上がり時間及び立ち下がり時間に対して敏感でなく、入力信号のサンプリングしたエッジにタイム・スタンプを付加する方法が必要とされている。このタイム・スタンプ付加方法は、波形エッジの種々の位置にタイム・スタンプを付けることができように、柔軟性があり、且つ確実である必要がある。さらに、望ましいタイム・スタンプ付加方法は、既存の補間方法よりも一層精度の高いタイム・スタンプを提供しなければならない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、入力信号のノイズ並びにエッジの立ち上がり時間及び立ち下がり時間に対して敏感ではなく、柔軟性があり、且つ確実に、入力信号のエッジにタイム・スタンプを付加できる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基準エッジを用いて、入力信号のエッジにタイム・スタンプを付ける方法を提供するものである。このタイム・スタンプ付加方法は、タイム・マークを付けたデジタル・データ値を有する基準エッジを発生し、基準エッジ内に少なくとも第１特定タイム・スタンプを有する。入力信号のデジタル・データ・サンプルを取り込んで、この入力信号の波形記録を行う。波形記録（記録した波形）のエッジのデジタル・データ・サンプルを基準エッジの時間的に等化な（即ち、対応する位置の）デジタル・データ値と比較して、波形記録のエッジ及び基準エッジの差（振幅の差）を表すエラー値を発生する。このエラー値から時間オフセット値を求めて、基準エッジの時間位置を変化させる。これら比較を行うステップと、時間オフセットを求めるステップとを繰り返して、エラー値の大きさを最小にする。最小エラー値での時間オフセット値を、第１特定タイム・スタンプに最も近い波形記録のエッジにおけるデジタル・データ・サンプルの時間位置と組み合わせて、波形記録のエッジのタイム・スタンプを求める。よって、基準エッジの第１タイム・スタンプに対応する波形記録のエッジの位置のタイム・スタンプが求まる。
【０００９】
基準エッジを発生するステップは、多くの方法で実現できる。１つの方法は、等化時間サンプリング及び平均化により、入力信号の同様な複数のエッジのデジタル・データ・サンプルをオーバーサンプリングし、平均化することである。他の方法は、基準エッジを表し、タイム・マークが付されたデジタル・データ値を蓄積することである。さらに他の方法は、基準エッジを表すアルゴリズムを蓄積し、この基準エッジ・アルゴリズムを用いて、タイム・マークの付されたデジタル・データ値を発生することである。基準エッジを発生するステップを実行して、立ち上がり基準エッジ及び立ち下がり基準エッジの両方を発生してもよい。
【００１０】
タイム・スタンプを定めるステップにより、基準エッジの種々の点にタイム・スタンプを付すことができる。タイム・スタンプを定めるステップの多くの方法の１つは、基準エッジにおける５０％を求めることであるが、これに限定されるものではない。別のステップでは、第１及び第２タイム・スタンプとして、基準エッジにおける１０％点及び９０％点を求めて、基準エッジにおけるこれら第１及び第２タイム・スタンプに対応する波形記憶のタイム・スタンプを求めて、波形記録のエッジの立ち上がり時間及び立ち下がり時間の測定を行う。ノイズ・アーティファクト（信号成分の内、その信号が表す変数とは無関係なものであり、ノイズにより生じる）を含んだ波形記録のエッジにおいては、第１及び第２タイム・スタンプとして、基準エッジにて２０％及び８０％点を求めてもよい。
【００１１】
時間オフセット値を発生するステップは、エラー信号のエラー値を加算して指標（インデックス）値を発生し、エラー値の合計（指標値となる）とデルタ・オフセット（Δoffset）値との表（テーブル）に、このエラー値の加算により発生した指標値を適用して、デルタ・オフセット値を得ることにより実施できる。デルタ・オフセット値を現在の時間オフセット値に加算して、新たな時間オフセット値を発生する。この新たな時間オフセット値を基準エッジのデジタル・データ値に供給して、基準エッジのデジタル・データ値の時間位置を変化させる。新たなエラー値の各々に対して、所定回数の繰り返しで、上述の加算ステップと、指標ステップと、時間オフセット値供給ステップとを繰り返す。また、デルタ・オフセット値がしきい値領域に入るまで、これら加算ステップと、指標ステップと、付加ステップと、時間オフセット値供給ステップとを繰り返してもよい。指標ステップは、エラー値の合計をスカラー値としてもよい。
【００１２】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の説明から明らかになろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
基準エッジを用いて入力信号の波形記録（記録した波形）のエッジにタイム・スタンプを付ける方法は、信号デジタイザ、デジタル・オシロスコープ、デジタル化ロジック・アナライザなどの種々のデジタル化システムで実現できる。図１は、本発明により、基準波形を用いて入力信号の波形記録のエッジにタイム・スタンプを付す方法を実施するのに用いるデジタル・オシロスコープ１０のブロック図である。このデジタル・オシロスコープ１０は、多くの方法で実現できる取り込みシステム１２を具えている。入力信号は、可変減衰器１４を介して前置増幅器１６に供給される。本願出願人のテクトロニクス製ＴＤＳ７１０４型デジタル・オシロスコープの如き高速デジタル化レートのサンプリング・オシロスコープにおいて、各入力チャネルは、パイプ（信号処理経路）１８及び２０として夫々示す如きデジタル化パイプを具えている。オシロスコープの各入力チャネルに対して、任意の数のパイプを設けてもよい。各パイプは、トラック・アンド・ホールド（Ｔ／Ｈ）回路２２と、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２４と、メモリ２６とを具えている。タイムベース回路３８は、取り込みシステム１２にタイミング信号を供給して、入力信号のアナログ値をＴ／Ｈ回路２２にラッチさせ、Ａ／Ｄ変換器２４をクロックしてＴ／Ｈ回路２２のアナログ値をデジタル化し、デジタル化した値をメモリ２６に蓄積する。パイプ１８及び２０は、付加的な回路（図示せず）も具えているが、この回路は、各パイプ１８、２０に対してタイムベース信号をオフセットしたり遅延させて、タイミング信号レートのＸ倍の取り込みレートを実現する（インターリーブ処理）。なお、Ｘは、取り込みシステム１２のパイプの数である。入力信号を表すデジタル・データ・サンプルは、システム・バス３０を介しての取り込みシステム１２の出力である。
【００１４】
メモリ３２は、バス３０に結合しており、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びＲＡＭのキャッシュ・メモリを含んでおり、入力信号のデジタル・データ・サンプルや、基準エッジ等を用いてタイム・スタンプ付加方法にて求めた計算値などの揮発性データを蓄積する。ＲＯＭには、１個以上の立ち上がり及び／又は立ち下がりの基準エッジを表しタイム・マークを付けたデジタル値や、立ち上がり又は立ち下がりのエッジを表す１個以上のアルゴリズムを蓄積できる。メモリ３２は、システム・バス３０を介して制御器３４に結合されている。この制御器３４は、例えば、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンタ・クララ所在のインテル・コーポレーション製ＣＥＬＥＲＯＮ（登録商標）又はＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）マイクロプロセッサである。システム・バス３０は、可変減衰器１４と、液晶表示器や陰極線管などの表示器３６と、フロント・パネル３７とにも接続されている。フロント・パネル３７は、ボタン、回転ノブなどを有すると共に、キーボード及び／又はマウスなどの制御入力装置も有する。単一又は複数のマス・ストレージ・ユニット４０は、ハードディスク・ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、テープ・ドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク・ドライブなどであり、適切なマス・ストレージ媒体との間で読み書きを行う。このマス・ストレージ・ユニット４０は、システム・バス３０に接続されている。デジタル・オシロスコープ１０を制御するプログラム命令は、基準エッジを用いてタイム・スタンプ付加方法を実施するためのものである。これらプログラム命令は、ＲＯＭ３２に蓄積されて、そこから読出されるか、又は、マス・ストレージ・ユニット４０のマス・ストレージ媒体に蓄積されて、そこから読出される。デジタル・オシロスコープ１０は、アメリカ合衆国ワシントン州レッドモンド所在のマイクロソフト・コーポレーション製Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９８オペレーティング・システムで制御されるＰＣベースのシステムである。
【００１５】
基準エッジを用いるタイム・スタンプ付加方法は、好ましくは、メモリに蓄積されたプログラム命令に応答して動作する制御器により実行される一連のステップとして実施される。図２は、本発明により、基準エッジを用いて波形記録のエッジにタイム・スタンプを付す方法を実施する機能ブロック図を示す。アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５０は、入力信号を受け、デジタル・データ・サンプルを発生する。このデジタル・データ・サンプルは、図３の波形表示に示すような波形記録５４としてメモリ５２に蓄積される。制御器５６は、システム・バス５８を介してＡ／Ｄ変換器５０及びメモリ５２に接続される。Ａ／Ｄ変換器５０、メモリ５２、制御器５６及びシステム・バス５８は、図１のデジタル・オシロスコープ１０内のＡ／Ｄ変換器２４、メモリ３２、制御器３４及びシステム・バス３０に対応する。点線のバス・ライン６０は、詳細に後述するタイム・スタンプ付加方法にて発生した波形記録のデジタル・データ・サンプル、基準エッジのデジタル・データ値、エラー及び時間オフセット値のデータの流れを示す。
【００１６】
図３に示す基準エッジ６２のデジタル・データ値は、基準エッジ発生器６４により多くの異なる方法で発生できる。基準エッジを発生する第１方法は、等化時間サンプリングを用いて、入力信号をオーバーサンプリングし、平均化する。入力信号の取り込みを繰り返し行うが、Ａ／Ｄ変換器５０に取り込んだ信号は、一定のトリガ・パルスによって変化する。多くの取り込みによって、高密度にサンプリングした基準エッジが得られる。この基準エッジは、立ち上がり基準エッジ６２及び立ち下がり基準エッジ６６を含んでいる。基準エッジを発生する第２方法では、立ち上がり基準エッジ６２及び／又は立ち下がり基準エッジ６６を表し、タイム・マークを付したデジタル・データ値を、メモリ５２、又は図１を参照して上述したマス・ストレージ・ユニット４０に蓄積する。種々の形式の入力信号における多くの異なる立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジは、上述のように蓄積できる。基準エッジを発生する第３方法では、先ず、１個以上の立ち上がり及び／又は立ち下がり基準エッジ６２、６６を表す１個又は複数個のアルゴリズムを蓄積する。制御器５６は、このアルゴリズムのプログラム・ステップを実行して、基準エッジを表しタイム・マークを付したデジタル・データ値を発生し、これら値をメモリ５２に蓄積する。
【００１７】
図３に示すように、立ち上がりエッジ５４又は立ち下がりエッジ６８を有する波形記録のエッジを、取り込んだ波形記録から取り出し、エラー発生器７０に供給する。基準エッジ発生器６４で発生された（又は、メモリ５２に蓄積され、基準エッジ発生器６４を介して出力された）基準エッジは、位相シフト器７２を介して、エラー発生器７０に供給される。エラー発生器７０は、波形記録のエッジと基準エッジとの振幅差を表すエラー信号ｅ（ｎ）を発生する。このエラー信号ｅ（ｎ）は、時間オフセット変換器７４に供給される。時間オフセット変換器７４は、変換関数をエラー信号に適用し、デルタ時間オフセット値Δoffsetを発生する。なお、Δは、差を意味する。このオフセット値は、加算ノード７６に供給される。加算ノード７６は、Δoffsetと、遅延回路７８を介して供給された前の時間オフセット値とを加算して、新たな時間オフセット値を発生する。時間オフセット値を位相シフト器７２に供給して、波形記録のエッジに対して、基準エッジの位相（時間）をシフトする。また、時間オフセット値を第２加算ノード７９に供給する。この第２加算ノード７９は、波形記録エッジのタイム・マーク値も受ける。第２加算ノード７９の出力は、波形記録のタイム・スタンプである。
【００１８】
エラー発生器７０及び時間オフセット変換器７４は、ゼロ・エラー値及びゼロΔoffset値と、これらに基づく時間オフセット値とにより初期化される。初期Δoffset値を加算ノード７６に供給し、初期時間オフセット値に加算して、位相シフト器７２に供給する。時間オフセット値を、基準エッジ・デジタル・データ値６２、６６のタイム・マークに付加する。少なくとも第１タイム・スタンプ８０が基準エッジ６２、６６に対して特定される。波形記録のエッジ５４、６８のタイム・スタンプ測定のために、基準エッジの特定タイム・スタンプ８０は、一般的に、基準エッジ６２、６６の５０％のタイム・マークに設定される。第１及び第２基準エッジ・タイム・スタンプ８２、８４を夫々１０％及び９０％のタイム・マークに設定することにより、波形エッジ５４、６８の立ち上がり／立ち下がり時間測定を実施できる。ノイズのある波形記録のエッジ５４、６８においては、基準エッジのタイム・スタンプ８６及び８８は、夫々２０％及び８０％のタイム・マークに設定してもよい。波形記録のエッジ５４、５６の実際のタイム・スタンプは、基準エッジ６２、６４での特定したタイム・スタンプ８０〜８８に対応するものである。時間オフセット変換器７４内の変換関数を変化させる機能により、本発明のタイム・スタンプ付加方法により、従来の補間フィルタでは利用できない柔軟性と確実性が得られる。フロント・パネル３７及び表示器３６の制御器を図１のデジタル・オシロスコープ１０に容易に設けることができ、基準エッジ６２、６６に対するタイム・スタンプ８０〜８８を設定してもよい。
【００１９】
エラー発生器７０は、基準エッジ６２、６６のデジタル・データ値と、波形記録のエッジ５４、６８のデジタル・データ・サンプルとを受ける。エラー発生器７０は、ライン９０に示すように、基準エッジ６２、６６の対応するタイム・マークを付した基準デジタル・データ値に対して、波形記録のエッジ５４、６８の各デジタル・データ・サンプルの振幅値の差を計算する。加算関数は、次の式に示すように数学的に特徴が付けられる。
ｅ（ｎ，ｉ）＝ｘ（ｎ）± ｙ（ｎ−ｍ（ｉ）） （１）
ここで、ｘはサンプル・エッジであり、ｙは基準エッジであり、ｍはオフセット値であり、ｅはエラー差であり、ｎはサンプル指標であり、ｉは繰り返し指標である。
【００２０】
立ち上がりエッジの符号はマイナス（−）であり、立ち下がりエッジの符号はプラス（＋）である。エラー値ｅ（ｎ）を時間オフセット変換器７４に供給する。この時間オフセット変換器７４は、振幅エラーをΔoffsetである時間値Δｍ（ｉ）に変換する。時間オフセット変換器７４は、Δｍ（ｉ）であるΔoffset値を加算ノード７６に供給する。加算ノード７６は、現在の時間オフセット値を受け、Δoffsetを現在の時間オフセット値と加算して、式（２）で示す如き新たな時間オフセット値を発生する。
ｍ（ｉ＋１）＝ｍ（ｉ）＋Δｍ（ｉ） （２）
ここで、ｍは時間オフセットであり、ΔｍはΔ時間オフセットであり、ｉは繰り返し指標である。時間オフセット値を位相シフト器７２に供給して、波形記録のエッジに対して時間オフセット値の量だけ基準エッジの位相又は時間を変化させる。波形記録のエッジに対する基準エッジの相対位置に応じて、時間オフセットは、正又は負の値である。立ち上がりエッジ５４において、時間オフセット値は、基準エッジ６２が時間的に進んだ波形記録のエッジ５４に対して負であり、基準エッジ６２が時間的に遅れた波形記録のエッジ５４に対して正である。立ち下がりエッジ６８において、時間オフセット値は、基準エッジ６６が時間的に進んだ波形記録のエッジ６８に対して正であり、基準エッジ６６が時間的に遅れた波形記録のエッジ６８に対して負である。位相シフトした基準エッジをエラー発生器７０に供給する。このエラー発生器７０は、新たな１組のエラー値ｅ（ｎ）を発生する。
【００２１】
再び、時間オフセット変換器７４を考察する。エラー対時間変換関数の最も簡単な形式は、次のようになる。なお、ａ及びｂは、エッジの開始指標（例えば、図３の波形の１０％点）及び終了指標（例えば、図３の波形の９０％点）である。
【００２２】
【数１】

なお、Ａはスカラーであり、ｆ（ｅ（ｎ），ｍ）はΔoffset値である。式３（数１）により、エラー・ベクトルｅ（ｎ）を加算して総合エラー・ベクトルを発生し、これを用いてΔoffset値を発生する。式４（数２）に示すように、重み関数ｗをΔoffset値関数に組み込んでもよい。
【００２３】
【数２】

総合エラー・ベクトル用の重み付け関数は、エッジの傾きでのサンプルの如き他のデータ・サンプルにわたる波形記録のあるデジタル・データ・サンプルを強調する。
【００２４】
スカラー（Ａ）は、固定利得又は可変利得を有する利得値として考察できる。可変利得スカラーは、式５（数３）に示すように、利得関数Ｇ（）で表すことができる。
【００２５】
【数３】

利得関数Ｇ（ｅ（ｎ），ｍ）は、オフセットの大きさの関数としてのΔoffset値に対するオフセット量を変化させる重み付け関数として考察できる。Δoffset値が大きければ、重み付け関数が大きく、基準エッジが波形記録のエッジに一層迅速に近づける。Δoffset値が小さければ、重み関数も小さく、基準エッジは、波形記録のエッジを超えない。利得関数Ｇ（）は、次式で示すような多数の形式となる。
【００２６】
【数４】

【００２７】
【数５】

【００２８】
【数６】

なお、ａ及びｂは、基準エッジｙ（ｎ）の長さ（振幅）方向に対してサンプル・エッジｘ（ｎ）が重なるようにするための指標である。式６（数４）は、絶対最大値条件（即ち、各ｅ（ｎ）の絶対値からその最大値を選択）である。式７及び８（数５及び６）は、最小二乗法であり、式８が重みを有する。総合エラー・ベクトル及び利得の両方に対する重み付け関数を可変できることは、従来の補間フィルタでは達成できず、本発明によるタイム・スタンプ付加方法の他の利点である。
【００２９】
エラー信号ｅ（ｎ）からΔoffset値を発生する１つの方法は、式９で表すように、エッジの開始デジタル・データ・サンプルから終了デジタル・データ・サンプルまでのエラー値の合計をΔoffset値の指標表（indexed table）に適用することである。
Δｍ＝Ｉｎｄｅｘ（Σｅ（ｎ，ｉ）） （９）
まず、初期時間オフセット値をゼロに設定し、エラー値をエラー発生器７０内で発生して、時間オフセット変換器７４に供給する。エラー値を互いに加算して、Δoffsetの表に対する指標（ Index ）として用いて、Δoffset値を取り出す。Δoffset値を加算ノード７６に供給して、遅延回路７８からの現在の時間オフセット値に加算して、新たな時間オフセット値を発生する。この新たなオフセット値を位相シフト器７２に供給する。位相シフト器７２は、波形記録のエッジに対して基準エッジの位相（時間）をシフトする。位相シフトした基準エッジをエラー発生器７０に供給する。このエラー発生器７０は、エラー値ｅ（ｎ）の新たな値を発生する。新たなエラー値を時間オフセット変換器７４に供給する。この時間オフセット変換器７４は、エラー値を拡大／縮小し、それまでのエラー値と互いに加算する。加算した値をΔoffset値の表への指標とし、新たなΔoffset値を取り出す。この新たなΔoffset値を直前の時間オフセット値に加算して、他の時間オフセット値を発生するプロセスを繰り返す。所定数の繰り返しだけ、又はΔoffsetの絶対値における差がしきい値未満になるか、しきい値領域内に入るまで、上述のプロセスを継続する。第２ノード７９で、最終時間オフセット値を、基準エッジの特定のタイム・スタンプに最も近い波形記録のエッジのデジタル・サンプルのタイム・マークに加算して、基準エッジの特定タイム・スタンプに対応する波形記録のエッジのタイム・スタンプを発生する。
【００３０】
時間変換式（２）に適用されたスカラー値は、Δoffset値の発生期間中に可変であり、タイム・スタンプ発生プロセスの速度を早くする。スカラーは、Δoffset値に対して大きく、このΔoffset値が減少するにつれ、このスカラーも減少する。これにより、大きなエラー値ｅ（ｎ）に値してΔ offset値が大きくなり、エラー値ｅ（ｎ）が最小値に向かって小さくなるにつれ、Δ offset値も漸次小さくなる。
【００３１】
波形記録のエッジにタイム・スタンプを付加する方法を上述した。ここでは、立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジである基準エッジを発生する。この基準エッジは、タイム・マークを付したデジタル・データ値と、この基準エッジ内で少なくとも最初に定義したタイム・スタンプとを有する。入力信号のデジタル・データ・サンプルを取り込み、入力信号の波形記録を作成する。立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジである波形記録のエッジのデジタル・データ・サンプルを基準エッジの時間的に等化なデジタル・データ値と比較して、波形記録のエッジ及び基準エッジの間の差を表すエラー信号を発生する。エラー値から時間オフセット値を発生して、基準エッジの時間位置を可変する。比較ステップと、時間オフセット発生ステップとを繰り返して、エラー値を最小にする。最小エラー値での時間オフセット値を、基準エッジの特定タイム・スタンプに最も近い波形記録のエッジのデジタル・データ・サンプルの時間位置と組み合わせて、波形記録のエッジのタイム・スタンプを発生する。
【００３２】
本発明の好適実施例について説明したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変更が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、入力信号のノイズ並びにエッジの立ち上がり時間及び立ち下がり時間に対して敏感ではなく、柔軟性があり、且つ確実に、入力信号のエッジにタイム・スタンプを付加できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により波形記録のエッジにタイム・スタンプを付ける方法を実施するのに用いるデジタル・オシロスコープのブロック図である。
【図２】本発明により波形記録のエッジにタイム・スタンプを付ける方法を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明により波形記録のエッジにタイム・スタンプを付ける方法を説明するための基準エッジ及び波形記録のエッジの波形表示である。
【符号の説明】
１０ デジタル・オシロスコープ
１２ 取り込みシステム
１４ 減衰器
１６ 前置増幅器
１８ パイプ
２０ パイプ
２２ トラック・アンド・ホールド回路
２４、５０ Ａ／Ｄ変換器
２６ メモリ
３０ システム・バス
３２、５２ メモリ
３４、５６ 制御器
３６ 表示器
３７ フロント・パネル
３８ タイムベース
４０ マス・ストレージ・ユニット
６４ 基準エッジ発生器
７０ エラー発生器
７２ 位相シフト器
７４ 時間オフセット変換器
７６、７９ 加算ノード

Claims (8)

1. 入力信号のエッジにタイム・スタンプを付ける方法であって、
   （ａ）タイム・マークを付けたデジタル・データ値を有する基準エッジを発生するステップと、
   （ｂ）上記基準エッジ内で少なくとも第１タイム・スタンプを定めるステップと、
   （ｃ）上記入力信号のデジタル・データ・サンプルを取り込み、上記入力信号の波形記録を行うステップと、
   （ｄ）上記波形記録のエッジのデジタル・データ・サンプルを上記基準エッジの対応する位置のデジタル・データ値と比較して、上記波形記録のエッジの上記デジタル・データ・サンプル及び上記基準エッジの上記対応する位置のデジタル・データ値の間の差を表す振幅エラー信号を発生するステップと、
   （ｅ）上記振幅エラー信号を合計してエラー値の合計を発生するステップと、
   （ｆ）上記エラー値の合計から時間オフセット値を求め、該時間オフセット値に応じて上記基準エッジの時間的位置を可変するステップと、
   （ｇ）上記ステップ（ｄ）〜（ｆ）を繰り返して、上記エラー値の合計を最小にするステップと、
   （ｈ）上記最小のエラー値の合計における上記時間オフセット値を、上記波形記録のエッジにおける最も近いデジタル・データ・サンプルの時間位置と組み合わせて、波形記録のエッジのタイム・スタンプを求めるステップとを具えたタイム・スタンプ付加方法。
2. 上記ステップ（ａ）は、上記入力信号のデジタル・データ・サンプルをオーバーサンプリングし、平均化するステップを有することを特徴とする請求項１の方法。
3. 上記ステップ（ａ）は、上記基準エッジを表し、タイム・マークの付されたデジタル・データ値を蓄積するステップを有することを特徴とする請求項１の方法。
4. 上記ステップ（ａ）は、上記基準エッジを表すアルゴリズムを蓄積するステップと、上記基準エッジのアルゴリズムを用いて、タイム・マークの付されたデジタル・データ値を発生するステップとを有することを特徴とする請求項１の方法。
5. 上記ステップ（ａ）は、立ち上がり基準エッジ又は立ち下がり基準エッジを発生するステップを有することを特徴とする請求項１の方法。
6. 上記ステップ（ａ）は、等化時間サンプリング及び平均化を用いて、上記デジタル・データ・サンプルを発生するステップを有することを特徴とする請求項１の方法。
7. 上記ステップ（ｆ）は、
   （ｉ）合計した上記エラー値である指標値とデルタ・オフセット値との表に、上記エラー値の合計を上記指標値として与えて、上記デルタ・オフセット値を取り出すステップと、
   （ｊ）上記デルタ・オフセット値を現在の時間オフセット値に加えて、新たな時間オフセット値を発生するステップと、
   （ｋ）上記新たな時間オフセット値を上記基準エッジの上記デジタル・データ値に与えて、上記基準エッジのデジタル・データ値の上記時間位置を可変するステップと、
   （ｌ）所定回数だけ新たなエラー信号の各々に対して、上記（ｉ）〜（ｋ）を繰り返すステップとを具えたことを特徴とする請求項１の方法。
8. 上記ステップ（ｆ）は、
   （ｍ）上記エラー信号のエラー値を合計して、指標値を発生するステップと、
   （ｎ）合計した上記エラー値である指標値とデルタ・オフセット値との表に、上記指標値を発生するステップで発生した上記指標値を与えて、上記デルタ・オフセット値を取り出すステップと、
   （ｏ）上記デルタ・オフセット値を現在の時間オフセット値に加えて、新たな時間オフセット値を発生するステップと、
   （ｐ）上記新たな時間オフセット値を上記基準エッジの上記デジタル・データ値に与えて、上記基準エッジのデジタル・データ値の上記時間位置を可変するステップと、
   （ｑ）上記デルタ・オフセットがしきい値領域内に入るまで、上記（ｍ）〜（ｐ）を繰り返すステップとを具えたことを特徴とする請求項１の方法。

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