JP5493650B2 - 波形表示スタイル切り替え方法及びデジタル・オシロスコープ - Google Patents

Description

本発明は、デジタル・オシロスコープに関し、特に、デジタル・オシロスコープの波形表示スタイルを切り替える波形表示スタイル切り替え方法及びデジタル・オシロスコープに関する。

試験測定機器を用いて、１つ以上の電気信号から収集した情報に関する波形を表示することができる。例えば、従来のオシロスコープは、特定チャネルを介して電気信号を取り込み、これら電気信号をサンプリングし、サンプリングした情報を波形又は重なり合った波形として表示することができる。ある場合に、オシロスコープは、ピクセル検出データ、即ち、連続した期間内の最小値及び最大値をサンプリングし、これら値をメモリに蓄積できる。他の場合では、オシロスコープは、ロウパスのろ波（フィルタ機能）を電気信号に適用して、ロウパスろ波済み（ロウパスでろ波された）サンプル・データ（サンプリングしたデータ）をピクセル検出データと並列に表示することができる。かかるシステムは、２００６年３月２０日に出願されたサリバン等の米国特許出願公開第２００７／０２１７６９４号明細書「波形圧縮及び表示」（特開２００７−２５６２８４号公報に対応）（以下、単に、「上記米国特許出願公開」という）に開示されている。

米国特許出願公開第２００７／０２１７６９４号明細書 特開２００７−２５６２８４号公報

上記米国特許出願公開は、２つの波形をオーバーレイすることができる。例えば、前景波形（即ち、ろ波済み波形）を背景波形（即ち、グリッチ捕捉波形）にオーバーレイして、両方の波形を同時に観察できる。従来、ろ波は、トレード・オフである。ユーザが観察している波形が明瞭になって測定が容易になるが、ユーザがノイズ及び高周波数グリッチを見ることができなくなる。上記米国特許出願公開では、ろ波済みノイズ及びグリッチに沿って、ろ波済み波形をユーザが観察できるようにして、上述のトレード・オフを避けている。しかし、上記米国特許出願公開は、これら信号を最良に表示するにはどの様にするかを開示していないし、これら表示の一方をオンとし他方をオフにすることを含めて表示をどのように制御するかも開示していない。

本発明の実施例の試験測定機器は、１つ以上のデータ・ストリームを取り込み、この１つ以上のデータ・ストリームからピクセル検出データ・サンプルを発生する取り込み回路と；ユーザ入力を受け、１つ以上のデータ・ストリームに適用するロウパスろ波の量を変化させる入力回路と；所定チャネルに対して、ロウパスろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルの近傍に基づいたピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルの輝度を変化させる表示ユニットとを具えている。ろ波済み（ろ波された）又は未ろ波（ろ波されていない）データ・サンプルに関連した波形は、ピーク検出データ・サンプルに関連した関係波形とオーバーラップできる。

本発明のいくつかの実施例は、試験測定機器での波形表示スタイルを切り替える方法であって、電気信号を取り込み；この電気信号からのピーク検出データ・サンプルを試験測定機器の１個以上のメモリ装置に蓄積し；電気信号からのろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データを１個以上の蓄積装置に蓄積し；未ろ波データをユーザが選択した場合、第１モードにて、ピーク検出データ・サンプルを有する第１波形表示スタイルに自動的に切り替え；ろ波済みデータ・サンプルをユーザが選択した場合、第２モードにて、ピーク検出データ・サンプルを有する第２波形表示スタイルに自動的に切り替える。

本発明の他の実施例は、電気信号取り込み及び表示の方法であって、電気信号をデジタル化してデータ・ストリームを発生し；複数の圧縮技法を用いて並列に同時にデータ・ストリームを圧縮して、各圧縮技法に対する圧縮サンプル・データ・ストリームを発生し；圧縮技法の少なくとも１つがロウパスろ波技法であり；圧縮技法の少なくとも他の１つがピーク検出圧縮技法であり；圧縮されたサンプル・データ・ストリームを１個以上のメモリ装置に蓄積し；圧縮サンプル・データ・ストリームに関連した図形波形イメージを発生し；ユーザからの入力を受けて、サンプル・データ・ストリームのロウパスろ波技法を調整し；ユーザがサンプル・データ・ストリームのロウパスろ波技法を調整するときに、ピーク検出圧縮技法に関連した図形波形イメージの外観を変化させる。この方法は、また、表示装置の前景においてロウパスろ波技法に関連した図形波形イメージを示し、表示装置の表示の背景においてピーク検出圧縮技法に関連した図形波形イメージを示す。

本発明のいくつかの実施例は、試験測定機器に波形を表示する方法であって、第１チャネルの第１電気信号を取り込み；第２チャネルの第２電気信号を取り込み；各チャネルのピーク検出データ・サンプルを試験測定機器の１個以上のメモリ装置に蓄積し；各チャネルのろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データを１個以上のメモリ装置に蓄積し；第１チャネルのろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データに関連した第１色相及び第１輝度のピクセルを表示し；ユーザが第１チャネルのろ波済みデータ・サンプルを選択したときに、ピーク検出データ・サンプルに関連した第２色相及び第２輝度のピクセルを表示する。

本発明の態様は、以下の通りである。
（１）試験測定機器の波形表示スタイルを切り替える方法であって；電気信号を取り込み；上記電気信号からのピーク検出データ・サンプルを上記試験測定機器の１個以上のメモリ装置に蓄積し；上記電気信号からのろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データを上記１個以上のメモリ装置に蓄積し；上記未ろ波データが選択されたときに、第１モードにて構成された上記ピーク検出データ・サンプルを有する第１波形表示スタイルに自動的に切り替え；上記ろ波済みデータ・サンプルが選択されたときに、第２モードにて構成されたピーク検出データ・サンプルを有する第２波形表示スタイルに自動的に切り替える波形表示スタイル切り替え方法。
（２）上記第２モードにて構成された上記ピーク検出データ・サンプルを有する上記第２波形表示スタイルへの切り替えは、上記ろ波済みデータ・サンプルが選択されたとき、上記ピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルの色相を変化させることを含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（３）上記第２モードにて構成された上記ピーク検出データ・サンプルを有する上記第２波形表示スタイルへの切り替えは、上記ろ波済みデータ・サンプルが選択されたとき、上記ピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルの輝度を変化させることを含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（４）上記第２モードにて構成された上記ピーク検出データ・サンプルを有する上記第２波形表示スタイルへの切り替えは、上記ろ波済みデータ・サンプルが選択されたとき、上記ろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルの近傍に配置された上記ピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルを暗くすることを含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（５）上記第２モードにて構成された上記ピーク検出データ・サンプルを有する上記第２波形表示スタイルへの切り替えは；上記ろ波済みデータ・サンプルが選択されたときに、上記ろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルの近傍に配置された上記ピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルに第１色相を適用し；上記ろ波済みデータ・サンプルが選択されたとき、近傍に配置されたピクセルよりも、上記ろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルの遠くに配置された上記ピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルに第２色相を適用することを含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（６）上記第１モードにて構成された上記ピーク検出データ・サンプルを有する上記第１波形表示スタイルへの切り替えは；上記未ろ波データが選択されたとき、上記未ろ波データに関連したピクセルの中から最も暗いピクセルにほぼ一致する上記ピクセル検出データ・サンプルに関連したピクセルの輝度を変化させること含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（７）上記ろ波済みデータ・サンプルは、ロウパスろ波済みデータ・サンプルを含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（８）上記ろ波済みデータ・サンプルは、デシメーションされたデータ・サンプルを含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（９）上記未ろ波データ・サンプルは、デシメーションされたデータ・サンプルを含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（１０）上記ピーク検出データ・サンプルは、圧縮されたデータ・サンプルを含む態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（１１）上記電気信号に適用したロウパスろ波の量のユーザ変化に応答して上記ろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルの近傍に配置されたピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルの輝度を変化させ、上記ろ波済みデータ・サンプルにて変化を反映させる態様１の波形表示スタイル切り替え方法。
（１２）１つ以上のデータ・ストリームを取り込み、この１つ以上のデータ・ストリームからピーク検出データ・サンプルを発生する取り込み回路と；ユーザ入力を受けて、上記１つ以上のデータ・ストリームに適用するロウパスろ波の量を変化させる入力回路と；所定チャネルに対してロウパスろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルの近傍に基づいた上記ピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルの輝度を変化させる表示ユニットとを具えた試験測定機器。
（１３）上記表示ユニットは；上記ピーク検出データ・サンプル及び上記ロウパスろ波済みデータ・サンプルに関連した波形データをビデオ・イメージに変換する処理回路と；上記ビデオ・イメージを蓄積するメモリと；上記ビデオ・イメージを表示し、１つ以上のデータ・ストリームの間からロウパスろ波済みデータ・サンプル及び未ろ波データの間の選択に応答して波形表示スタイルを切り替える表示装置とを具えた態様１２の試験測定機器。
（１４）上記取込み回路は；上記ろ波済みデータ・サンプルを発生する少なくとも１個のロウパス・フィルタと；上記ピーク検出データ・サンプルを発生する少なくとも１個のピーク検出器と；上記未ろ波データ及び上記ろ波済みデータ・サンプルの少なくともいくつかを圧縮する少なくとも１個のデシメータ回路とを具える態様１３の試験測定機器。
（１５）上記表示ユニットは、上記ピーク検出データ・サンプルに関連した上記ピクセルと、ろ波済みデータ・サンプルに関連した上記ピクセルとの間にトレンチを形成する態様１２の試験測定機器。
（１６）上記トレンチは、上記ろ波済みデータ・サンプルに関連した上記ピクセルの近傍に配置された上記ピーク検出データ・サンプルに関連した暗いピクセルを含む態様１５の試験測定機器。
（１７）上記ピーク検出データ・サンプルに関連した上記ピクセルの輝度は、上記未ろ波データのユーザ選択に応答して、未ろ波データに関連したピクセルの間で最も暗いピクセルにほぼ一致する態様１２の試験測定機器。
（１８）上記取り込み回路及び上記表示ユニットに機能的に結合され、上記１つ以上のデータ・ストリームを処理して、各波形データを発生する制御器を更に具えた態様１２の試験測定機器。
（１９）電気信号の取り込み及び表示の方法であって；上記電気信号をデジタル化して、データ・ストリームを発生し；少なくとも１つがロウパスろ波技法であり、少なくとも別の１つがピーク検出圧縮技法である複数の圧縮技法を同時に並列に用いて、上記データ・ストリームを圧縮して、各圧縮技法に対して圧縮されたサンプル・データ・ストリームを発生し；上記圧縮されたサンプル・データ・ストリームを１個以上のメモリ装置に蓄積し；上記圧縮されたサンプル・データ・ストリームの各々に関連した図形波形イメージを発生し；ユーザ入力を受けて、上記サンプル・データ・ストリームの上記ロウパス・フィルタ技法を調整し；上記サンプル・データ・ストリームの上記ロウパスろ波技法が調整されたときに、上記ピーク検出圧縮技法に関連した上記図形波形イメージの外観を変化させる方法。
（２０）更に、上記ロウパスろ波技法に関連したピクセルの近傍に配置され上記ピーク検出圧縮技法に関連するピクセルの輝度を変化させ；表示の前景において上記ロウパスろ波技法に関連した上記図形波形イメージを示し；上記表示の背景において上記ピーク検出圧縮技法に関連した上記図形波形イメージを示す態様１９の方法。
（２１）試験測定機器に波形を表示する方法であって；第１チャネルの第１電気信号を取り込み；第２チャネルの第２電気信号を取り込み；上記チャネルの各々のピーク検出データ・サンプルを上記試験測定機器の１個以上のメモリ装置に蓄積し；上記チャネルの各々のろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データを上記１個以上のメモリ装置に蓄積し；上記第１チャネルに対して上記ろ波済みデータ・サンプル又は上記未ろ波データに関連した第１色相及び第１輝度のピクセルを表示し；上記第１チャネルに対して上記ろ波済みデータ・サンプルが選択されるとき、上記ピーク検出データ・サンプルに関連した第２色相及び第２輝度のピクセル表示する波形表示方法。
（２２）更に、上記第２チャネル用の上記ろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データに関連した上記第１輝度及び第３色相のピクセルを表示し；上記第２チャネル用の上記ろ波済みデータ・サンプルを選択したとき、上記ピーク検出データ・サンプルに関連した上記第２輝度及び第４色相のピクセルを表示する態様２１の波形表示方法。
（２３）上記第２輝度が上記第１輝度と異なる態様２１の波形表示方法。
（２４）更に、ユーザが上記ろ波済みデータ・サンプルを選択したとき、上記ろ波済みデータ・サンプルに関連した上記ピクセルから外側に延びる色相のグラジエントにおける上記ピーク・データ・サンプルに関連したピクセルを表示する態様２１の波形表示方法。
（２５）上記第１色相は、上記第２色相から色環にて所定角度だけシフトとしている色相を含む態様２１の波形表示方法。
（２６）上記第３色相は、上記第４色相から色環にて所定角度だけシフトとしている色相を含む態様２２の波形表示方法。
（２７）上記第１色相及び上記第１輝度が上記ろ波済みデータ・サンプルに関連し、上記未ろ波データに関連したピクセルが表示されて、その色相及び輝度が上記第１色相及び上記第１輝度と異なる態様２１の波形表示方法。

本発明による波形スタイル選択器を有する表示ユニット、制御器及び取り込みユニットを含む試験測定機器のブロック図である。 図１に示す取り込みユニットの詳細を示すブロック図である。 本発明による未ろ波データ及びピーク検出データ・サンプルを有する波形を示すサンプル電気信号の例の波形図である。 本発明によるろ波済みデータ・サンプル及びピーク検出データ・サンプルを有する波形を示すサンプル電気信号の例の波形図である。 図３及び図４の例における波形の部分を示す図である。 図３及び図４の例における波形の部分を示す図である。 図３及び図４の例における波形の部分を示す図である。 図３及び図４の例における波形の部分を示す図である。 図１の試験測定機器での波形表示スタイルを切り替える動作の流れ図である。

本発明の実施例は、例えば、試験測定機器と、波形表示スタイルを切り替える手段とを含んでいる。特に、本発明の一実施例において、試験測定機器は、ユーザが未ろ波（ろ波されていない、即ち、フィルタ処理していない）データを選択したときに、第１モードにて構成されるピーク検出データ・サンプルを有する第１波形表示スタイルに自動的に切り替え、ユーザがろ波済み（ろ波した、即ちフィルタ処理した）データ・サンプルを選択したときに、第２モードにて構成されたピーク検出データ・サンプルを有する第２波形表示スタイルに自動的に切り替える。

図１は、取り込みユニット１０２、制御器１２０、表示ユニット１４５を含む試験測定機器１００のブロック図である。表示ユニット１４５は、波形スタイル選択器１４２を有する。試験測定機器１００は、説明を簡単にするため、例えば、オシロスコープでもよいが、それに限定されるものではなく、一般的に示すものである。オシロスコープ１００は、本明細書で説明するように種々の実施例に用いるのに適する２チャネルであってもよい。２チャネル・オシロスコープを図示したが、上述した本発明の概念は、４チャネル、又は任意のチャネル数のオシロスコープにも同様に適用できる。

オシロスコープ１００の取り込みユニット１０２は、取り込み回路１１０に機能的に関連した第１プローブ１０５と、取り込み回路１１５に機能的に関連した第２プローブ１０７とを含んでいる。プローブ１０５及びプローブ１０７は、被試験回路（図示せず）からのアナログ電圧信号又はアナログ電流信号の如き１つ以上の電気信号を夫々検出するのに適した任意の従来の電圧プローブ又は電流プローブでもよい。例えば、プローブ１０５及び１０７は、テクトロニクス・インクが製造販売しているＴＡＰ１５００型やＴＤＰ０５００型などの能動プローブなどでもよく、実時間電気信号情報を取り込む。プローブ１０５及び１０７の出力信号をチャネル１取り込み回路１１０及びチャネル２取り込み回路１１５に夫々伝送する。これら取込み回路１１０及び１１５は、１つ以上の電気信号をサンプリングし、デジタル化して、サンプル・データ（サンプリングしたデータ）をメモリに蓄積するが、詳細に後述するように他の機能も存在する。取り込みユニット１０２は、制御器１２０と機能的に結合している。

制御器１２０は、取り込み回路１１０及び１１５と表示ユニット１４５と機能的に結合しており、取込み回路１１０及び１１５が供給するサンプル・データ・ストリームを表示ユニット１４５での表示用に処理する。例えば、オシロスコープ１００の１目盛り当たりの所望時間や１目盛り当たりの所望ボルトであるパラメータを定めると、制御器１２０は、取込んだサンプル・データ・ストリームに関連した生データを変更しラスタ化して、１目盛り当たりの所望時間及び１目盛り当たりの所望ボルトのパラメータによる対応波形イメージを発生する。また、制御器１２０は、１目盛り当たりの所望でない時間、１目盛り当たりの所望でないボルト、１目盛り当たりの所望でない電流のパラメータの場合、波形データを正規化して、所望パラメータの波形イメージを発生する。

制御器１２０は、好ましくは、プロセッサ１２２、支援回路１２８、入出力（Ｉ／Ｏ）回路１２６、メモリ１２４を含んでいる。プロセッサ１２２は、取り込み回路１１０及び１１５に機能的に結合する。それとして、本明細書で説明する処理のいくつかは、プロセッサ１２２におけるソフトウェア処理として実現してもよいし、また、本明細書で説明する処理のいくつかは、ハードウェア、例えば、プロセッサ１２２と協働して種々の機能を果たす回路により実現してもよいことを意図している。さらに、本明細書で説明する処理のいくつかは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又は他の実行手段又は蓄積手段の組合せを用いて実現してもよい。入出力回路１２６は、制御器１２０とのコミュニケーションを行う種々の要素との間のインタフェースを形成する。例えば、入出力回路１２６は、キー・パッド、ポインティング・デバイス、タッチ・スクリーン、外部ＰＣ、又は他の周辺装置との相互接続を行い、制御器１２０との間でユーザの入力及び出力を行う。制御器１２０は、かかるユーザ入力に応答して、取り込み回路１１０及び１１５の動作を制御して、種々の機能、特に、フィルタリング（ろ波）機能又は他の圧縮動作を実行するが、これら機能にはデータ取り込み又は処理などの動作も含む。さらに、ユーザ入力を用いて、自動校正機能をトリガしたり、例えば、表示ユニット１４５に含まれる他のコンポーネントに対する制御をしたりすることもできる。

メモリ装置１２４は、種々の揮発性メモリに中でもＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどの揮発性メモリでもよい。また、メモリ装置１２４は、ディスク媒体やテープ媒体などの不揮発性メモリ装置や、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュ・メモリなどのプログラマブル・メモリでもよい。

図１の制御器１２０は、本発明の実施例に応じた種々の制御機能を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータ又はマイクロプロセッサとして示しているが、本発明の実施例を例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのハードウェアにより実現してもよい。それとして、本明細書で説明したプロセッサ１２０は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの任意の組合せによっても等化に実現できることを意図している。

信号緩衝回路、信号コンディショニング回路（信号の利得などを調整する回路）、表示装置などの標準信号処理コンポーネント（図示せず）を、上述の種々のインタフェース機能を可能にする必要性に応じて用いてもよいことが当業者には理解できよう。例えば、取り込み回路１１０及び１１５は、充分に高速なレートで被試験電気信号をサンプリングし、制御器１２０又は表示ユニット１４５の処理回路１３０によって、適切な処理をできるようにする。この点に関し、取り込み回路１１０及び１１５は、例えば、支援回路１２８の一部でもよい内部サンプル・クロック発生器（図示せず）が供給するサンプル・クロックに応じて、各入力電気信号をサンプリングしてもよい。

制御器１２０は、波形データを表示ユニット１４５に供給する。表示ユニット１４５は、その後に表示装置１４０に波形データを表すための処理回路１３０を含んでいる。処理装置１３０は、取込んだデータ・ストリーム又は波形データを、視覚画像を提供するのに適合するビデオ・イメージ又はビデオ信号に変換するのに適するデータ処理回路（例えば、ビデオ・フレーム・メモリ、表示フォーマット及びドライバ回路など）を含んでもよい。メモリ・プレーンとして配置されたメモリ１３５とのインタフェースを行う処理回路１３０も表示ユニット１４５内に含まれている。このメモリは、ビデオ・イメージなどを蓄積するように構成できる。処理回路１３０及び／又はメモリ１３５は、表示装置１４０が使用するのに適する出力信号を発生する。入出力回路１２６を介して受けたユーザ入力を用いて、サンプル・データ・ストリームに適用するろ波の量（フィルタ作用の程度）を調整し、自動校正機能をトリガし、処理回路１３０及び表示装置１４０の他の動作パラメータを適応させることができる。詳細に後述するように、ビデオ・イメージを表示し、データ・ストリームからの未ろ波データ及びロウパスろ波済みデータ・サンプルの間でのユーザ入力選択に応答して波形表示スタイルを切り替えるように、表示装置１４０が構成されている。

処理回路１３０は、波形スタイル選択器１４２を含んでいる。波形スタイル選択器１４２を処理回路１３０の一部として示したが、波形スタイル選択器１４２をオシロスコープの他のコンポーネントの間のどこかに配置してもよい。例えば、制御器１２０又は取り込みユニット１０２が、波形スタイル選択器１４２を含んでもよい。波形スタイル選択器１４２は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの任意の組合せにより実現してもよい。波形スタイル選択器１４２については、図３〜図９を参照して詳細に後述する。

図２は、本発明による図１の取り込みユニット１０２の詳細なブロック図である。取り込みユニット１０２は、１チャネル以上の回路を含んでもよい。２チャネルのみの回路を示すが、オシロスコープ１００は、任意の数のチャネルと関連コンポーネントとを含んでもよい。各チャネルは、取り込み回路（例えば、１１０及び１１５）に関連している。取込み回路は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）（例えば、２０５及び２４５）を含んでおり、これらアナログ・デジタル変換器は、各プローブ（例えば、１０５及び１０７）を介して受けた電気信号を集合的にサンプリングする。アナログ・デジタル変換器２０５及び２４５は、データ・ストリームをサンプラ（サンプリング回路）（例えば、２１０及び２５０）にデータ・ストリームを送る。サンプラは、デシメータ回路（例えば、２２０及び２６０）、ロウパス・フィルタ（例えば、２２５及び２６５）及びピーク検出器（例えば、２３０及び２７０）などを含む。

ピーク検出器は、連続した時間内で最大値及び最小値を見つけて、ピーク検出データ・サンプルを発生し、これら値を１個以上のメモリ装置（例えば、２１５及び２５５）に蓄積する。ロウパス・フィルタは、電気信号の高周波数成分を除き、１個以上のメモリ装置に蓄積するロウパスろ波済みデータ・サンプルを発生する。デシメータ回路は、サンプルを捨てることにより、圧縮した形式を提供する。例えば、係数１０で圧縮するには、デシメータ回路は、１０個のサンプル毎に９個を捨てる。（８個のサンプル毎に１個を捨てる如き他の係数を用いることもできる。）１個以上のピーク検出器、ロウパス・フィルタ及びデシメーション回路を同時且つ並列にデータ・ストリームに適用して、ピーク検出データ・サンプル、ろ波済みデータ・サンプル及び／又は圧縮データを発生してもよい。本発明のいくつかの実施例において、例えば、ピーク検出器及びデシメータ回路のみを用いて、データ・ストリームを変更する一方、ろ波されないデータ・ストリームを残してもよい。他の実施例において、ロウパス・フィルタをデータ・ストリームに適用して、ろ波済みデータ・ストリームを発生する。これは、デシメーションであるか、更なる圧縮である。本発明の別の実施例において、デシメータ回路は、未ろ波データ及びろ波済みデータ・サンプルの少なくともいくつかを圧縮する。いずれの場合も、ろ波済みか未ろ波であるか、圧縮済みか未圧縮かであるサンプル結果を１個以上のメモリ装置に蓄積し、本明細書で説明する種々の実施例で用いる。図形波形を発生するが、これらは、サンプル・データ・ストリームの各々に関連する。

デシメータ回路、ロウパス・フィルタ及びピーク検出器を個別回路として示したが、これらを単一のユニット又は、例えば、２つのユニットとして設計してもよい。ピーク・データ・サンプルに表示用の背景データとしての「タグ」を付け、デシメーションした、又はロウパスろ波したデータを表示用の前景データとしての「タグ」を付けてもよい。ピーク・ピーク信号振幅に関する情報を提供する他に、ピーク検出データ・サンプルを警告情報として観察してもよい。この警告情報は、狭い幅のパルスが発生したこと、高周波数信号が存在すること、又は、ＡＤＣのダイナミック・レンジを超えていることを警告する。取り込みメモリ装置（例えば、２１５及び２５５）に蓄積された情報を（図１に示す）プロセッサ１２２に転送してもよい。さらに、プロセッサ１２２は、制御情報を取り込みユニット１０２に転送してもよい。

図３は、本発明により、未ろ波データ３２０及びピーク検出データ・サンプル３１０を有する波形を示すサンプル電気信号の例３００である。図４は、本発明により、ろ波済みデータ・サンプル４２０及びピーク検出データ・サンプル４１０を有する波形を示すサンプル電気信号の例４００である。以下の説明では、図３及び図４の両方を参照する。

従来、オシロスコープのろ波波形は、トレード・オフ状態であった。ユーザが観察する波形が明瞭になると測定がし易くなるが、ユーザがノイズ及び高周波数グリッチを観察できる能力が下がるか、なくなる。上述の如く、上記米国特許出願公開は、背景グリッチ捕獲波形にオーバーレイした前景ろ波済み波形を表示する技術を開示している。この方法において、両方の波形を同時に観測できるが、これは、単一のろ波済み波形よりも一層有用である。

しかし、ある種のユーザは、従来のオシロスコープの動作と同様な方法で波形を描画することをオシロスコープに望む。この種のユーザは、グリッチ捕獲背景又は他のピーク・データ・サンプルに特に注意を払わず、前景及び背景の波形の間の違いも考慮しようとしない。他のユーザは、表示上でろ波済みデータ及びグリッチ・データの両方を観察できることを望み、また、前景及び背景の波形の間を差別化できることを望む。これらユーザにとっては、２つの波形が視覚的に明瞭なことが重要である。もちろん、上述の例において、特定の時に行っている業務に応じて、いかなるユーザも、２種のユーザのいずれかに区別できる。

これら矛盾した要求を解決するために、本発明の実施例は、「クワイエット（quiet）」又は「ラウド（loud）」ピーク検出モードのいずれかで背景にピーク検出データ・サンプルを自動的に表示する種々の方法を提供する。オシロスコープは、フィルタ機能がオフのときにクワイエット・ピーク検出を用い、フィルタ機能がオンのときにラウド・ピーク検出を用いる。好ましくは、オシロスコープは、ユーザが表示モードを個別に選択することを強いるよりも、これら２つの動作モードの間で自動的に切り替える。

図３において、波形は、「クワイエット」ピクセル検出モードで示されている。好ましくは、これは、オシロスコープの動作モードのディフォルトである。このモードにおいて、未ろ波データ３２０に関連したピクセルと同じ色相を用いて、ピーク検出データ・サンプル３１０に関連したピクセルを描画する。さらに、ユーザが未ろ波データ３２０を選択したときに、未ろ波データ３２０に関連したピクセルの間から最も暗いピクセルの輝度にほぼ一致する輝度で、ピーク検出データ・サンプル３１０に関連したピクセルを描画できる。ここで「ほぼ一致」とは、輝度が類似か同じことを意味し、完全に一致する必要がない。波形の周囲の「けば」及び「スパイク」は、背景内に表示されたピーク検出データ・サンプル３１０から、又は、前景内の未ろ波データ３２０からのものである。動作のクワイエット・ピーク検出モードにおいて、２つのオーバーレイした波形（即ち、ピーク検出データ・サンプル及び未ろ波データに関連した波形）は、つなぎ目なしの１つの波形として現れる。たとえ、どちらがどっちかをユーザが告げることができないとしても、かかる区別は、このモードでは問題でない。

データ３２０は、「未ろ波」であり、このデータ３２０は、例えば、上述のデシメータ回路（例えば、図２の２２０及び２６０）を用いて圧縮されたものであることが理解できよう。ここで用いたように、用語「ろ波済み」及び「未ろ波」は、例えば、ロウパス・フィルタ２２５又は２６５（図２）を用いて、どの程度、ロウパスろ波が電気信号に適用されたかを示す。波形の部分３４０について、詳細に後述する。

図４において、「ラウド」ピーク検出モードの波形を示す。前景波形４２０がろ波されるときに、このモードを用いる。ラウド・ピーク検出モードは、前景波形として示すろ波済みデータ・サンプル４２０に関連したピクセルを表示するのに用いるのとは異なる色相（即ち、色）及び／又は輝度（即ち、明度）にてピーク検出データ・サンプル４１０に関連したピクセルを示す。すなわち、ラウド・ピーク検出モード・ピクセルを示すが、その色相は、類似であるが見かけが独特である前景波形の色相からわずかにシフトしている。色相のシフトに関する追加的な細部は、図６〜図８を参照して後述する。これにより、ユーザは、２つの波形の区別が容易になる。背景波形を形成するピーク検出データ・サンプル４１０が前景波形４２０から数ピクセルの距離内にあるスクリーン領域において、その領域のみで背景波形の輝度が薄暗く、コントラストが更に強調される。すなわち、「ガード・バンド」又は「トレンチ」４３０を前景波形４２０のいずれかの側に配置できるので、ユーザは、前景波形を一層容易に観察できる。

図３の前景波形３２０が未ろ波であり、図４の前景波形４２０がろ波済みであることに再度留意されたい。ろ波がオフのとき、波形スタイル選択器１４２（図１）は、クワイエット・ピクセル検出モードを用いて波形を表示できる。逆に言えば、ろ波がオンのとき、波形スタイル選択器１４２は、ラウド・ピーク検出モードを用いて波形を表示できる。

例えば、ろ波済みデータ・サンプル４２０に関連したピクセルの近傍に配置されたピーク検出データ・サンプル４１０に関連したピクセルは、対応するロウパスろ波済みイメージ・ピクセルの位置に応じて、薄暗くなる。すなわち、その結果のイメージは、適用されたロウパスろ波の量で、ユーザ変化に応答する。他の例として、ユーザが未ろ波データ３２０を選択したときに、処理回路１３０（図１）の波形スタイル選択器１４２は、第１モードにて構成されたピーク検出データ・サンプル３１０を有する第１波形表示スタイル３００に自動的に切り替えることができる。オシロスコープ１００の入力を調整することにより、ユーザが未ろ波データ３２０を選択でき、その入力には、例えば、入出力回路１２６（図１）を用いる。同様に、ユーザがろ波済みデータ４２０を選択したとき、処理回路１３０（図１）の波形スタイル選択器１４２は、第２モードにて構成されたピーク検出データ・サンプル４１０を有する第２波形表示スタイル４００に自動的に切り替えることができる。再び、ユーザは、オシロスコープ１００の入力を調整して、ろ波済みデータ４２０を選択でき、その入力には、例えば、入出力回路１２６（図１）を用いる。

表示スタイルを切り替えることにより、オシロスコープ１００は、ユーザにとって最も有用な方法にて、波形を示す。表示スタイルを適切にするための調整に、ユーザに追加の動作を要求しない。

図５は、本発明の実施例により、図３及び図４のプロット例からの波形の部分３４０及び４４０を示す。部分３４０において、波形には、前景内に示された未ろ波データ（Unfiltered Data）３２０が含まれており、ピーク・データ・サンプル（Peak Data Samples）３１０が背景内で未ろ波データ３２０の隣にある。これは、上述の「クワイエット」ピーク検出モードに対応する。部分４４０において、表示装置１４０（図１）に表示するためのろ波済みデータ・サンプル（Filtered Data Samples）４２０のユーザ選択に応答して、波形が「ラウド」ピーク検出モードに変化する。この部分における波形は、ろ波済みデータ・サンプル４２０及び低輝度ピーク・データ・サンプル４３０を含んでおり、この低輝度ピーク・データ・サンプル４３０がろ波済みデータ・サンプル４２０及びピーク・データ・サンプル（Peak Data Samples）４１０の間に「ガード・バンド」即ち「トレンチ（trench）」を形成する。例えば、ろ波済みデータ・サンプル４２０から数ピクセルの距離内にある、又は、ろ波済みデータ・サンプル４２０の近傍に配置されたピーク検出データ・サンプル４１０は、その領域内のみで薄暗くなり、ろ波済みデータ・サンプル４２０及びピーク検出データ・サンプル４１０の間のコントラストを更に強調する。すなわち、ユーザがサンプル・データ・ストリームのロウパスろ波技法を調整すると、ピーク検出データ・サンプル４１０に関連した図形波形イメージの外観をできる限り変更でき、潜在的なろ波済み波形データに変化が反映される。

図６は、本発明の他の実施例による図３及び図４のプロット例からの波形の部分３４０及び４４０を示す。部分３４０は、「クワイエット」ピーク検出モードにおける未ろ波データ３２０及びピーク・データ・サンプル３１０を有する波形を含む。この実施例において、均一な色相＃１を未ろ波データ３２０及びピーク・データ・サンプル３１０の両方に適用する。部分４４０は、ろ波済みデータ・サンプル４２０を有する波形と、このろ波済みデータ・サンプル４２０の周囲で「ガード・バンド」即ち「トレンチ」を形成する低輝度ピーク・データ・サンプル４３０と、「ラウド」ピーク検出モードにおけるピーク検出データ・サンプル４１０とを含む。ラウド・ピーク検出モードに変換した後（又は変換している間）、低輝度ピーク検出データ・サンプル４３０を含んで、ピーク検出データ・サンプル４１０のみに第２色相＃２を適用する。すなわち、オシロスコープ１００のユーザが表示用にろ波済みデータ・サンプル４２０を選択したとき、又は、オシロスコープの１００のユーザが表示用に未ろ波データ３２０を選択したとき、ピーク検出データ・サンプル４１０に関連した色相を変化できる。

この結果は、ラウド・ピーク検出モードが自動的に連動し、下にありノイズのないろ波済み信号を主に示す波形を提供する一方、ピーク検出データ・サンプルがノイズのピークを主に示す。表示された波形により、ユーザは、前景内で輝度が明るい適切な色相の信号を観察できると共に、背景内で暗い輝度のノイズ及び第２色相を観察できる。図６では、未ろ波データ３２０及びろ波済みデータ・サンプル４２０に関連したピクセルが同じ色相であることを示す。しかし、別の実施例において、未ろ波データ３２０に関連したピクセルが、ろ波済みデータ・サンプル４２０に関連したピクセルと異なる色相及び輝度で表示される。

色相＃１及び＃２を参照する。これらは、色環の回転から選択できるので、これらは、目に最も優しい。ここで用いる色環（図示せず）は、当業者に既知の如く、円の周りで色相を構成し、少なくとも主な色及び第２の色とみなす色の間の関係を維持する。好ましくは、黄色、シアン、マゼンタ及び緑からなるグループから色相＃１を選択する。人間の目には一層容易にこれらの色を知覚できるので、これらの色が好ましい。色相＃１から色環上で約３０度の回転だけ色相＃２をシフトできる。

例えば、色環上で約６０度の黄色を色相＃１に対して選択すると、色相＃２には、色環上で約３０度のオレンジに対応するのが好ましい。色環上で約１８０度のシアンを色相＃１に対して選択すると、色相＃２には、色環上で約２１０度のスカイ・ブルーに対応するのが好ましい。色環上で約３００度のマゼンタを色相＃１に対して選択すると、色相＃２には、色環上で約２７０度のライト・パープル（ふじ色）に対応するのが好ましい。色環上で約１２０度の緑を色相＃１に対して選択すると、色相＃２には、色環上で約９０度のからし色に対応するのが好ましい。

上述の如く、オシロスコープ１００は、多数のチャネルを有することができる。例えば、オシロスコープ１００が４チャネルの場合、チャネルの各々は、黄色、シアン、マゼンタ及び緑のグループから選択された１つの色相に関連する。各チャネルのピーク検出データ・サンプルは、各チャネルのろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データと共に、オシロスコープの１個以上のメモリ装置に蓄積される。よって、所定チャネルに対して、ユーザがこの所定チャネル用にろ波済みデータ・サンプルを選択したとき、オシロスコープは、ろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データに関連した第１色相（例えば、黄色、シアン、マゼンタ又は緑）で第１輝度のピクセルを表示できると共に、ピーク検出データ・サンプルに関連した第２色相（例えば、オレンジ、スカイ・ブルー、ライト・パープル又はからし色）で第２輝度のピクセルを表示できる。一般的には、第２輝度が「ガード・バンド」即ち「トレンチ」に対応するので、第２輝度は、少なくともピクセルのいくつかに対して、第１輝度よりも薄暗くなる。同様な色相及び輝度構成を各チャネルに適用できる。

図７は、図３及び図４のプロット例から、本発明の他の実施例による波形の部分３４０及び４４０を示す。これら部分は、上述に類似しているので、説明を簡単にするため、詳細説明を省略する。しかし、この実施例において、３つの異なる色相を用いて、波形の異なる要素を区別することに留意されたい。例えば、部分４４０において、色相＃１をろ波済みデータ・サンプル４２０に適用できる。また、ユーザが表示にろ波済みデータ・サンプル４２０を選択した場合に、このろ波済みデータ・サンプル４２０関連したピクセルの近傍に配置された低い輝度のピーク・データ・サンプル４３０に色相＃３に適用できる。さらに、ユーザが表示用にろ波済みデータ・サンプル４２０を選択した場合、近傍に配置されたピクセル４３０よりも、ろ波済みデータ・サンプル４２０に関連したピクセルにより離れて配置されたピクセル・データ・サンプル４１０に色相＃２を適用できる。色相＃１、＃２及び＃３は、任意の色相に対応でき、図６の色相＃１及び色相＃２に対応する必要がない。

図８は、図３及び図４のプロット例から、本発明の更に他の実施例による波形の部分３４０及び４４０を示す。これら部分は、上述に類似しているので、説明を簡単にするため、詳細説明を省略する。しかし、カラー・グラジエントを波形に適用してもよいことに留意されたい。例えば、ユーザが表示用にろ波済みデータ・サンプル（Filtered Data Samples）４２０を選択した場合、このろ波済みデータ・サンプル４２０に関連したピクセルから外方向に延びるピーク・データ・サンプル（Peak Data Samples）４１０にカラー・グラジエント＃１を適用できる。同様に、カラー・グラジエント＃２を同じ方法で適用できるが、外側に逆方向に延びている。

図９は、本発明のいくつかの実施例によるオシロスコープの波形表示スタイルを切り替える方法を示す流れ図である。この方法は、ステップ９００で、電気信号を取り込むことから開始する。この電気信号を処理する。例えば、ステップ９１０及びステップ９２０にて、取り込んだ電気信号から、ピーク検出データ・サンプルと、ろ波済（ろ波した）データ及び／又は未ろ波（ろ波しない）データとを同時に発生して蓄積する。ステップ９３０において、ユーザは、オシロスコープの入力を調整して未ろ波データを選択したかを判断する。ステップ９３０にて、ユーザが表示用に未ろ波データを選択する場合（イエスの場合）、流れ図はステップ９４０に進み、第１モードにて構成されたピーク検出データ・サンプルを有する第１波形表示スタイルに表示が切り替わる。そうでなく、ステップ９３０で未ろ波データを選択しない場合（ノーの場合）、ステップ９５０に進む。ステップ９５０にて、ユーザがろ波済データを選択する場合（ノーの場合）、第２モードにて構成されたピーク検出データ・サンプルを有する第２波形表示スタイルに表示が切り替わる。いずれの場合、即ち、ステップ９４０又は９６０の後、若しくは、ステップ９５０でろ波済データを選択しない場合（ノーの場合）、処理は「Ａ」を介してステップ９００に戻る。よって、オシロスコープは、電気信号の取り込みを続け、ピーク検出データ・サンプルとろ波済データ・サンプル及び／又は未ろ波データの蓄積を続け、表示用にろ波済データ又は未ろ波データのどちらをユーザが選択したかについてオシロスコープの入力のモニタを続ける。上述の如く、ろ波済データ・サンプル及び／又はろ波済データに対するユーザの選択に応じて、ピーク検出データ・サンプルの外観は、自動的に調整される。

本発明の特定実施例について上述したが、本発明の要旨がこれら実施例のみに限定されるものでないことは明らかである。本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変形変更が可能である。

１００ 試験測定機器（オシロスコープ）
１０２ 取り込みユニット
１０５、１０７ プローブ
１１０、１１５ 取り込み回路
１２０ 制御器
１２２ プロセッサ
１２４ メモリ装置
１２６ 入出力回路
１２８ 支援回路
１３０ 処理回路
１３５ メモリ
１４０ 表示装置
１４２ 波形スタイル選択器
１４５ 表示ユニット
２０５、２４５ アナログ・デジタル変換器
２１０、２５０ サンプラ
２２０、２６０ デシメータ回路
２２５、２６５ ロウパス・フィルタ
２３０、２７０ ピーク検出器
２１５、２５５ 取り込みメモリ
３００ 第１波形表示スタイル
３１０、４１０ ピーク検出データ・サンプル
３２０、４２０ 未ろ波データ
３４０、４４０ 波形の部分
４００ 第２波形表示スタイル
４３０ 低輝度ピーク・データ・サンプル

Claims (4)

1. デジタル・オシロスコープの波形表示スタイルを切り替える方法であって、
   電気信号を取り込む処理と、
   上記電気信号からのピーク検出デジタル・データ・サンプルを上記試験測定機器の１個以上のメモリ装置に蓄積する処理と、
   上記電気信号からのろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データを上記１個以上のメモリ装置に蓄積する処理と、
   上記未ろ波データが選択されたときに、第１モードにて構成された上記ピーク検出データ・サンプルを有する第１波形表示スタイルに自動的に切り替える処理と、
   上記ろ波済みデータ・サンプルが選択されたときに、第２モードにて構成されたピーク検出デジタル・データ・サンプルを有する第２波形表示スタイルに自動的に切り替える処理と
   を具え、
   上記第２波形表示スタイルは、上記ピーク検出デジタル・データ・サンプルに上記ロウパスろ波データ・サンプルを重ねた合成波形を表示すると共に、上記ロウパスろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルとの近さに基づいて上記ピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルの輝度を変化させることを特徴とする波形表示スタイル切り替え方法。
2. デジタル・オシロスコープであって、
   該デジタル・オシロスコープに入力されるアナログ入力データ・ストリームを受ける複数の入力チャネルと、
   上記デジタル・オシロスコープの対応する上記入力チャネルに夫々結合され、Ａ／Ｄコンバータを夫々有し、１つ以上の上記アナログ入力データ・ストリームを取り込み、該１つ以上の上記アナログ入力データ・ストリームからピーク検出デジタル・データ・サンプルと、未ろ波データ・サンプル又はロウパスろ波データ・サンプルとを発生する取り込み回路と、
   ユーザからの入力を受けて、上記１つ以上の上記アナログ入力データ・ストリームに適用するロウパスろ波の量を変化させる入力回路と、
   任意の上記入力チャネルに関して、上記ピーク検出デジタル・データ・サンプルに上記未ろ波データ・サンプルを重ねた第１合成波形を表示する第１モードと、上記ピーク検出デジタル・データ・サンプルに上記ロウパスろ波データ・サンプルを重ねる共に上記ロウパスろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルとの近さに基づいて上記ピーク検出データ・サンプルに関連したピクセルの輝度を変化させた第２合成波形を表示する第２モードとを有する表示ユニットと
   を具え、
   上記表示ユニットが
   上記ピーク検出デジタル・データ・サンプル、上記未ろ波データ・サンプル及び上記ロウパスろ波データ・サンプルに関する波形データを上記第１又は第２合成波形の表示画像に変換する処理回路と、
   上記上記第１又は第２合成波形の表示画像を表すデータを記憶するメモリと、
   上記ロウパスろ波データ・サンプルか又は未ろ波データ・サンプルかのユーザ選択に応じて上記第１モード又は上記第２モードを自動的に選択して上記第１又は第２合成波形を表示する表示装置を有することを特徴とするデジタル・オシロスコープ。
3. 電気信号の取り込み及び表示の方法であって、
   上記電気信号をデジタル化して、サンプル・データ・ストリームを発生する処理と、
   少なくとも１つがロウパスろ波技法であり、少なくとも別の１つがピーク検出圧縮技法である複数の圧縮技法を同時に並列に用いて、上記サンプル・データ・ストリームを圧縮して、各圧縮技法に対して圧縮サンプル・データ・ストリームを発生する処理と、
   上記圧縮サンプル・データ・ストリームを１個以上のメモリ装置に蓄積する処理と、
   上記サンプル・データ・ストリーム及び上記圧縮サンプル・データ・ストリームの各々に関連した図形波形イメージを発生する処理と、
   上記ピーク検出圧縮技法に関連する上記図形波形イメージと、上記サンプル・データ・ストリームに関連する上記図形波形イメージとを合成して第１合成波形を生成して表示する処理と、
   ユーザ入力を受けて、上記ロウパスろ波技法において、上記サンプル・データ・ストリームに適用するロウパスろ波の量を調整する処理と、
   上記ロウパスろ波技法において、上記サンプル・データ・ストリームに適用するロウパスろ波の量をユーザが調整したときに、上記ピーク検出圧縮技法による上記圧縮サンプル・データ・ストリームに関連する上記図形波形イメージと、上記ロウパスろ波技法による上記圧縮サンプル・データ・ストリームに関連する上記図形波形イメージとを合成して第２合成波形を生成し、上記第１合成波形から上記第２合成波形へ自動的に切り替えて表示する処理と
   を具え、
   上記第２合成波形は、上記上記ロウパスろ波技法の上記図形波形イメージに関連したピクセルとの近さに基づいて上記ピーク検出圧縮技法の上記図形波形イメージに関連したピクセルの輝度を変化させることを特徴とする方法。
4. デジタル・オシロスコープに波形を表示する方法であって、
   第１チャネルの第１電気信号を取り込む処理と、
   第２チャネルの第２電気信号を取り込む処理と、
   上記第１及び第２チャネルの各々のピーク検出デジタル・データ・サンプルを上記試験測定機器の１個以上のメモリ装置に蓄積する処理と、
   上記第１及び第２チャネルの各々のろ波済みデータ・サンプル又は未ろ波データ・サンプルを上記１個以上のメモリ装置に蓄積する処理と、
   上記第１チャネルに関して、上記未ろ波データ・サンプルをユーザが選択すると、上記ピーク検出デジタル・データ・サンプル及び上記未ろ波データを第１色相及び第１輝度のピクセルで表示する処理と、
   上記第１チャネルに関して、上記ろ波済みデータ・サンプルをユーザが選択すると、上記ろ波済みデータ・サンプルに関連したピクセルを上記第１色相及び上記第１輝度で表示し、上記ピーク検出デジタル・データ・サンプルに関連したピクセルを第２色相及び第２輝度に自動的に切り替えて表示する処理と
   を具える波形表示方法。