JPH03291570A

JPH03291570A - デジタルオシロスコープ

Info

Publication number: JPH03291570A
Application number: JP9434090A
Authority: JP
Inventors: Shusaku Shimada; 修作島田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1990-04-10
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1991-12-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、デジタルオシロスコープの演算処理機能の改
善に関する。

〈従来の技術〉従来より波形観測等の分野ではオシロスコープが広く使
用されており、また近年はアナログ・デジタル変換器の
高速化やデジタル信号処理の進歩によりオシロスコープ
の分野においてもデジタル化が進み、デジタルオシロス
コープが出現するようになった。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、従来のデジタルオシロスコープでは次のよう
な波形観測用の演算処理機能を持ったものがないという
問題があった。

■例えばバーストパルスについてそのパルス数（または
波形）等を計数し表示する機能。

■あるチャネルにクロック信号を入力し、他のチャネル
の信号をクロック位相による位相掃引表示とする機能。

■デジタル位相変調や直交振幅変調においては変調信号
の直交成分をベクトル表示［または信号点配置、コンス
テレ−ジョン（信号星座）等とも称されるコし変調の状
態を評価するが、この場合に、あるチャネルにコヒーレ
ントキャリア（クロック）を入力し、他のチャネルには
変調信号等を入力して、直交検波演算を行う機能。

本発明の目的は、このような点に鑑みてなされたもので
、簡易な各種演算器を用いて少なくとも入力信号の折線
近似位相出力を求め、例えば被測定信号のパルス数の測
定や、ＸＹ表示における位相掃引、直交検波演算等を行
うための信号を演算する機能を有するデジタルオシロス
コープを提供することにある。

く課題を解決するための手段〉このような目的を達成するために、本発明では、デジタ
ルオシロスコープにおいて、入力信号をデジタル変換し
て得られた波形を指定のスレッショルド値で２値化する
２値化演算器と、この２値化演算器の出力のパルス幅を
求める時間幅演算器と、この時間幅演算器の出力の逆数
を求める逆数演算器と、この逆数演算器の出力を積分す
る積分器を具備し、少なくとも前記積分器の出力より入
力信号に関連する折線近似位相出力を求め得るようにし
た演算処理機能を有することを特徴とする。

く作用〉本発明では、デジタルオシロスコープの内部に簡単な回
路構成による演算処理機能を設け、入力信号の折線近似
位相出力を得る。この位相出力を利用することにより、
入力信号のパルス数（波数）測定、波形表示の際の位相
掃引、直交検波演算等が可能となる。

〈実施例〉以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係るデジタルオシロスコープの一実施
例を示す概念的ブロック図である０図において、１はア
ナログ入力部であり、アッテネータ、プリアンプと、マ
ルチプレクサと、トラックホールドと、アナログ・デジ
タル変換器と、トリガ回路等からなり、複数チャネル（
ＣＨＩ〜ＣＨ４）の入力信号を個別にサンプルホールド
およびデジタル変換する部分である。

２はデータ処理・制御部であり、■アナログ入力部ｌ″
Ｃ″得られたデータを格納するアクイジションメモリと
、■アクイジションメモリに格納されたデータを取り出
して所定のデータ処理、例えばピーク検出、アベレージ
ング、データ圧縮、波形間演算、データ補間等を実行す
るデータプロセッサと、■タイムベース等から構成され
、データ処理と各部の制御を行う。

３はマンマシンインタフェース部であり、表示プロセッ
サ３１、ＣＲＴ３２、中央処理装置３３、キーボード３
４、プリンタ３５等から構成されている０表示プロセッ
サ３１は、データ処理・制御部２等から入力されるデー
タをＣＲＴ３２に表示するための処理および制御を行う
ものである。中央処理装！（以下ＣＰＵという）３３は
、マンマシン、通信制御、装置全体の制御等を担当する
。

また、予め格納されたプログラムを実行することができ
、測定した波形について自動判定する機能等を持つこと
が可能になっている。

４は特種演算処理部であり、その出力は適宜表示プロセ
ッサ３１あるいはＣＰＵ３３に読み取られるようになっ
ており、第２図にその詳細を示す。

第２図において、４１はクロック等の入力信号をアナロ
グ・デジタル変換するアナログ・デジタル変換器（以下
ＡＤ変換器という）、４２はＡＤ変換器４１の出力をあ
るスレッショルド値ＶＩＨで２値化する２値化演算器で
ある。

４３は時間幅演算器であり、２値化演算器４２の出力波
形の例えば立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間幅
を求める。

４４は逆数演算器であり、時間幅演算器４３の出力を受
けてその逆数を求める。４５は積分器であり、逆数演算
器４４により得られた出力を積分する。

４６は積分器４５の出力の正弦を求めるｓｉｎ演算器、
４７は積分器５の出力の余弦を求めるｃｏｓ演算器であ
る。ｓｉｎ演算器およびｃｏｓ演算器の出力は直交検波
演算を行う際の入力信号として用いられる。

このような構成における動作を次に説明する。

第３図は横軸を経過時間ｔとした各部の波形を示す図で
ある。第３図（ａ＞に示すような入力信号（クロツク等
）をＡＤ変換器４１において高サンプリングレートでＡ
Ｄ変換し、２値化演算器４２により指定のスレッショル
ド値で２値化し、第３図（ｂ）に示すような波形を得る
。

時間幅演算器４３では２値化波形の、例えば立ち上がり
から次の立ち上がりまでの第３図（ｃ）に示すような時
間幅の波形を得る。

逆数演算器４４はこの時間幅信号の逆数を演算し、第３
図（ｄ）に示すような波形を得る。この波形は入力信号
の各周期ごとの周波数に対応する。

積分器４５で逆数演算器４４の出力を積分すると、第３
図（ｅ）に示すような折線近似の位相出力が得られる。

折れ点間の位相差はそれぞれ２πである。

このようにして、入力信号に対応した折線近似位相出力
を得ることができる。この位相出力をＸＹ表示のＸ軸に
入力すれば容易に位相掃引ができる。

更に、この出力をｓｉｎ演算器４６およびｃｏｓ演算器
４７に入力しそれぞれ位相出力のｓｉｎおよびｃｏｓ変
換出力を得る。そしてこれを直交検波器〈図示せず）に
与える。なお、ここで言う直交検波器とは、被演算入力
信号とコヒーレントキャリア信号の２つの信号を入力と
し、被演算入力信号のコヒーレントキャリア信号に対す
るインフェーズ成分とクオドラチャ成分の２つの信号を
得るものである。直交検波は、振幅変調、位相変調、デ
ジタル位相変調、デジタル直交変調、ビデオ信号のクロ
マ信号等の復調のために、通信関係の分野でよく用いら
れている。また、計測の分野では、ロックインアンプ等
で見掛上フィルタのＱを大きくして、周波数選択度を高
くするためにも使用されることがある。このような直交
検波演算器を使用し、得られた出力をＸＹ表示して、変
調信号の復調・評価あるいは信号点配置の評価等を行う
ことができる。

以上説明した本発明は、第１図および第２図の構成に限
定されるものではない、第２図における各演算器は種々
の変形あるいは機能を付加したものであってもよく、ま
た、取り出す信号も位相出力に限定されるものではなく
、任意の演算器の出力を取り出し利用するようにするこ
ともできる。

例えば、２値化演算器２を例にとると、２値化演算子Ｂ
ＩＮ　（引数として、演算式とスレッショルド値を持つ
）で定義される命令で処理を行う（ＣＰＵ３３によりこ
の命令が解釈され実行される）ことにより２値化演算が
行われるように構成したものでもよい、２値化演算子Ｂ
ＩＮは、その第１の引数（演算式）で示される信号を、
第２の引数（スレッショルド値）で２値化するようにな
っており、例えば次のように指定することができる。

ＢＩＮ（ＣＨｌ、　　２．００）は、チャネル１の信号をスレッショルド値２．００で２値化
する。

ＢＩＮｆＣＨｌ−ＣＨ２，１，０ＯＥ−０３）　　は、
チャネル１と２の積の値に対し、スレッショルド値０．
００１で２値化する。

ＢＩＮ（ＩＯＧ（ＣＨ４）、　５）　　は、チャネル４
の対数圧縮値に対し、スレッショルド値５で２値化する
。

また、このような２値化演算に際して、第４図の波形図
に示すようにヒステリシスをピーク・ピーク値（Ｐ−Ｐ
値）のｎ％という形で指定するようにすることも可能で
ある。このような２値化演算の出力は入力信号のパルス
数（波数）に対応しているので、そのパルス数を計数す
ることにより容易に入力信号のパルス数あるいは波数を
計測することができる。

また、第５図に示すように、２値化演算器２で得られる
２値化信号［第５図（ａ）］のパルス幅に一致し、かつ
その大きさがそれぞれのパルス幅に対応したようなパル
ス幅変調信号を得ることもできる。この場合も、ＰＷＭ
演算子（引数として、演算式とスレッショルド値を持つ
）で定義される命令によって処理を行うことにより、第
５図＜ｂ）に示すような波形を得ることができる。なお
、この場合パルス幅についての定義を変更することもで
きる。すなわち、第５図の場合は、パルスの立ち上がり
から次の立ち上がりまでの時間幅をパルス幅としている
が、例えば、立ち下がりから次の立ち下がりまでとか、
立ち上がりから次の立ち下がりと立ち下がりから立ち上
がりまでとかを適宜定義することができる。

また、２値化演算器４２と時間幅演算器４３とにより入
力信号のデユーティ・レシオを求めることができる。す
なわち、時間幅演算器４３で２種類のパルス幅定義によ
り同時に２つの時間幅を求める。入力信号の立ち上がり
から立ち下がりまでの時間＠ｔ１と立ち上がりから次の
立ち上がりまでの時間幅ｔ。とを測定し、演算によりデ
ユーティ・レシオｔ１／ｌｏを求める。

また、折線近似位相出力そのものをＣＲＴ３２に表示す
ることにより、入力信号のパルス数（波数）を読み取る
ことができる。

〈発明の効果〉以上詳細に説明したように、本発明によれば、２値化演
算器、逆数演算器、積分器等の周知の回路を利用して、
入力信号の折線近似位相出力を得る演算機能を有したデ
ジタルオシロスコー・プを実現することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係るデジタルオシロスコープの一実施
例を示す概念的ブロック図、第２図は特種演算処理部の
詳細を示す構成図、第３図は各部の波形図、第４図は２
値化の際のヒステリシスについて説明するための図、第
５図はＰＷＭ演算子に関連する波形図である。１・・・アナログ入力部、２・・・データ処理・制御部
、３・・・マンマシンインタフェース部、４・・・特種
演算処理部、３１・・・表示プロセッサ、３２・・・Ｃ
ＲＴ、３３・・・ＣＰＵ、３４・・・キーボード、３５
・・・プリンタ、４１・・・ＡＤ変換器、４２・・・２
値化演算器、４３・・・時間幅演算器、４４・・・逆数
演算器、４５・２．積分器、４６・・・ｓｉｎ演算器、
４７・・・ｃｏｓ演算器。トぜイ２イ直Ａつシ炎青う第Ｊ［−４第４図

Claims

【特許請求の範囲】複数の入力信号を個別にデジタル化してメモリに取り込
み、それらのデータに対して必要に応じて適宜の処理を
施した後ＣＲＴ表示を行うようにして、入力信号波形を
観測することのできるデジタルオシロスコープにおいて
、入力信号をデジタル変換して得られた波形を指定のスレ
ッショルド値で２値化する２値化演算器と、この２値化演算器の出力のパルス幅を求める時間幅演算
器と、この時間幅演算器の出力の逆数を求める逆数演算器と、この逆数演算器の出力を積分する積分器を具備し、少なくとも前記積分器の出力より入力信号に
関連する折線近似位相出力を求め得る演算処理機能を有
したことを特徴とするデジタルオシロスコープ。