JPH07159446A - オシロスコープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オシロスコープのトリガ信号の有無を検出す
ることによって垂直、水平増幅器の動作点を切り換え、
観測しない間は消費電力を少なくすること。 【構成】 被観測信号からトリガ生成部１２により、ト
リガ信号を生成し、このトリガ信号の有無をトリガ有無
検出部１３で検出し、この有無信号とＡＵＴＯ時におけ
る信号の高低に基づいて比較器７０から出力される信号
により、動作点切換９０を動作させて垂直および水平出
力増幅器３０および５０の動作点を変化させ、その増幅
段の消費電力を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被観測信号（垂直信
号）のトリガ信号を検出することにより垂直／水平出力
増幅器の動作点を変化させ、被観測時の出力増幅器の消
費電力を軽減できるオシロスコープに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来例におけるオシロスコープの
ブロック図を示している。

【０００３】図３において、１は被観測信号が入力され
る垂直入力端子、２はブラウン管面（蛍光面）に適切な
振幅が得られるように入力端子１から入力された被観測
信号の振幅を調整する減衰器、３、４は減衰器２から出
力される信号を増幅する増幅器、５は垂直出力増幅器で
あり、これからの出力信号はブラウン管６の垂直偏向電
極に供給される。また、この垂直出力増幅器５は、ブラ
ウン管６の感度、周波数帯域に応じた偏向が行われるよ
うに、動作電圧・電流を設定する。これにより、この垂
直増幅段の消費電力が決定される。

【０００４】図１中、１０は外部同期信号が入力される
水平入力端子であり、この入力端子１０には、外部同期
信号と増幅器３からの内部信号（被観測信号）を選択す
る選択回路１１が接続されている。１２は選択された被
観測信号（垂直信号）からトリガ信号を形成するトリガ
信号生成部、１３はトリガ信号の有無を検出し、これに
応じた信号を出力するトリガ有無検出部、１４はトリガ
有無検出部１３からのトリガ信号に同期した掃引信号を
発生させる掃引信号発生部、１５は水平出力増幅器であ
り、これからの出力信号はブラウン管６の水平偏向電極
に供給される。また、水平出力増幅器１５は、ブラウン
管６の感度、周波数帯域に応じた偏向が行われるように
動作電圧・電流を設定する。これにより、この水平増幅
段の消費電力が決定される。

【０００５】次に、上記のように構成された従来例の動
作について説明する。一般的なオシロスコープでは、ト
リガ信号が発生すると掃引信号発生部１４がスタート
し、トリガ信号がない場合は、いわゆる同期がとれない
状態では、掃引動作は停止し、被観測信号の静止波形が
得られない。

【０００６】図４によりオシロスコープにおけるトリガ
と掃引信号の関係とＡＵＴＯ、ＮＯＲＭの動作について
述べる。

【０００７】入力端子１に図４（Ａ）に示す波形の被観
測信号が入力されると、トリガ信号生成部１２により、
図４（Ｂ）に示すようなタイミングでトリガ信号が形成
される。このトリガ信号がトリガ有無検出部１３で検出
されると、被観測信号と同期して掃引信号発生部１４か
ら図４（Ｄ）に示す波形の掃引信号が発生し、この掃引
信号をブラウン管６の水平偏向電極に加えることによ
り、ブラウン管６には被観測信号の静止波形が表示され
る。

【０００８】ここで、ＮＯＲＭ動作の場合、上述したよ
うにトリガ信号が発生し、起動できる状態に設定される
と、掃引がスタートして被観測信号の静止波形が得られ
る。

【０００９】一方、ＮＯＲＭ状態において、トリガ信号
がない場合またはトリガ信号が発生しても掃引が起動で
きる状態に設定されない場合は、被観測信号との同期が
とれず、掃引信号が発生されず、被観測信号の静止波形
は得られない。

【００１０】また、ＡＵＴＯ動作の場合は、トリガ信号
が発生し、起動できる状態に設定されると、掃引がスタ
ートし、静止波形が得られる。

【００１１】他方、ＡＵＴＯ状態において、トリガ信号
がない場合またはトリガ信号が発生しても掃引が起動で
きる状態に設定されない場合は、自動的に掃引がスター
トし、掃引を繰り返すことになる。

【００１２】この場合、当然静止波形ではなく、同期が
かからない、いわゆるフリーランと称する状態である
が、設定された掃引時間は変化しないので、帰線期間の
時間が変化する。

【００１３】ところで、一般的なオシロスコープでは、
ＡＵＴＯ−ＮＯＲＭ動作の切換回路を設け、必ずＡＵＴ
Ｏ動作するための識別信号が存在している。

【００１４】この識別信号（ＡＵＴＯ−ＮＯＲＭ信号）
は、図４（Ｃ）に示すように、トリガ信号がある場合高
レベルとなり、トリガ信号がない場合低レベルとなる。

【００１５】このようにして、トリガ有無検出部１３で
トリガ信号の有無を検出することにより、これに応じた
図４（Ｃ）に示す信号がトリガ有無検出部１３から出力
される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来のオシロスコープでは、その消費電力の中で垂直
・水平出力増幅段の消費電力の比率が最も高いが、この
出力増幅段の動作点は固定化されているため、観測時お
よび非観測時にかかわらず、一定の電力が消費されてし
まい、従って、電源に電池を使用するオシロスコープで
は、電池の消耗が大きく、オシロスコープの使用時間が
短いという問題があった。

【００１７】本発明は、上述のような問題を解決するも
のであり、観測時および非観測時に応じて垂直・水平出
力増幅段の動作点を切り換え、出力増幅段の電力消費を
軽減できるオシロスコープを提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、被観測信号およびそれに同期した掃引信号
の各々を増幅し、ブラウン管を偏向させるための垂直、
および水平出力増幅器を有するオシロスコープであっ
て、前記被観測信号を基に形成される被観測信号の有無
を検出し、前記信号が無いときは前記垂直および水平出
力増幅器の動作点を電力軽減モードに切り換えるととも
に前記信号が有るときは前記垂直および水平出力増幅器
の動作点を観測状態に切り換える動作点切換手段を設け
てなる構成にした。

【００１９】

【作用】本発明においては、トリガ信号または被観測信
号がないときに垂直および水平出力増幅器の動作点を電
力軽減モードに切り換えるから、オシロスコープが被観
測信号を被観測しない間は機能が低下して電力の消費を
軽減する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２１】図１は本発明の一実施例におけるオシロス
コープのブロック図であり、図２はその一部の回路部の
具体的な構成を示している。

【００２２】図１および図２において、図３と同一の構
成要素には同一符号を付して説明すると、１は垂直入力
端子、２は減衰器、３、４は増幅器、６はブラウン管で
あり、また、１０は水平入力端子、１１は選択回路、１
２はトリガ信号生成部、１３はトリガ有無検出部、１４
は掃引信号発生部である。

【００２３】本実施例において図３と異なる点は、ブラ
ウン管６の垂直出力増幅器３０と水平出力増幅器５０が
平衡形で、その動作点が観測時と非観測時で切り換えら
れる構成になっていること、およびトリガ有無検出部１
３からのＡＵＴＯ−ＮＯＲＭの識別信号を判定して電力
軽減の切換信号を出力する比較器７０、比較器７０の出
力側に設けたＡＵＴＯ−ＮＯＲＭ動作切換回路８０、こ
のＡＵＴＯ−ＮＯＲＭ動作切換回路８０がＡＵＴＯ動作
側に切り換えられているときに前記比較器７０からの切
換信号により動作して前記垂直出力増幅器３０および水
平出力増幅器５０の動作点を変化させる動作点切換回路
９０を新たに付加したことにある。

【００２４】前記垂直出力増幅器３０は、図２に示すよ
うに、垂直信号（被観測信号）を増幅する増幅器３１
と、この増幅器３１の出力側に抵抗３２、３３を介して
ベースを接続したトランジスタ３６、３７およびそのコ
レクタ・ベース間に接続した帰還用抵抗３４、３５と、
各トランジスタ３６および３７のコレクタと＋Ｅｂ電源
間にそれぞれ直列に接続したトランジスタ３８、３９お
よび抵抗４０、４１と、トランジスタ３８、３９のベー
ス抵抗４２、４３、４４と、各トランジスタ３６、３７
のコレクタにそれぞれ接続した垂直出力端子４５、４６
とから構成される。

【００２５】なお、トランジスタ３８、３９に流れる電
流は抵抗４２、４３、４４で分圧される電圧に応じて決
定される。

【００２６】前記水平出力増幅器は、図２に示すよう
に、掃引信号を増幅する増幅器５１と、この増幅器５１
の出力側に抵抗５２、５３を介してベースを接続したト
ランジスタ５６、５７およびそのコレクタ・ベース間に
接続した帰還用抵抗５４、５５と、各トランジスタ５６
および５７のコレクタと＋Ｅｂの電源間にそれぞれ直列
に接続したトランジスタ５８、５９および抵抗６０、６
１と、トランジスタ５８、５９のベース抵抗６２、６
３、６４と、各トランジスタ５６、５７のコレクタにそ
れぞれ接続した水平出力端子６５、６６とから構成され
る。

【００２７】なお、トランジスタ５８、５９に流れる電
流は抵抗６２、６３、６４で分圧される電圧に応じて決
定される。

【００２８】前記比較器７０は、図２に示すように、一
対のトランジスタ７１、７２と、この各トランジスタ７
１、７２のコレクタと−Ｅ電源用に接続した負荷抵抗７
３、７４と、トランジスタ７１、７２のエミッタと＋Ｅ
電源間に接続された共通のエミッタ抵抗７５と、トラン
ジスタ７２のベースに接続したベース電圧設定用のベー
ス抵抗７６、７７とから構成される。

【００２９】前記ＡＵＴＯ−ＮＯＲＭＤ動作切換回路８
０は、前記比較器７０のトランジスタ７２のコレクタ側
と＋Ｅ電源側に切り換え接続される垂直用および水平用
の切換スイッチ８１、８２と、この各切換スイッチ８
１、８２のＡＵＴＯ側接点８１ａ、８２ａとアース間に
接続したコンデンサ８３と、切換スイッチ８１、８２の
ＮＯＲＭ側接点８１ｂ、８２ｂと＋Ｅ電源間に接続した
抵抗８４、８５とから構成される。

【００３０】前記動作点切換回路９０は、コレクタ・エ
ミッタを垂直出力増幅器３０におけるトランジスタ３
８、３９のベースとアース間に接続し、ベースを切換ス
イッチ８１に接続したトランジスタ９１と、コレクタ・
エミッタを水平出力増幅器５０におけるトランジスタ５
８、５９のベースとアース間に接続し、ベースを切換ス
イッチ８２に接続したトランジスタ９２とから構成され
る。

【００３１】次に、上記のように構成された本実施例の
動作について説明する。入力端子１に被観測信号である
垂直信号が入力されると、この垂直信号は減衰器２によ
り、ブラウン管６の蛍光面の大きさに応じた適切な振幅
になるよう調整される。この振幅調整された垂直信号は
増幅器３、４により増幅された後、垂直出力増幅器３０
に入力される。この垂直出力増幅器３０では、ブラウン
管６の感度、帯域に応じた偏向が行われるように、その
動作電流、電圧が選択設定される。これにより、垂直出
力増幅器３０の消費電力が決定される。

【００３２】一方、選択回路１１では、垂直信号を選択
してトリガ信号生成部１２に出力することにより、被観
測信号の立ち上がりに同期したトリガ信号を発生させ
る。トリガ有無検出部１３では、トリガ信号の有無を検
出し、これに応じた信号を出力する。また、掃引発生部
１４では、トリガ信号に同期した掃引信号を発生させ、
この掃引信号を水平出力増幅器５０に加えることによ
り、ブラウン管６の感度、帯域に応じた偏向を行わせ
る。

【００３３】このように垂直信号（被観測信号）に同期
した掃引信号により、ブラウン管６の蛍光面に被観測信
号の静止波形を表示することができる。

【００３４】次に、図２により増幅器３０、５０の動作
について説明する。垂直出力増幅器３０において、増幅
器３１から出力される平衡信号は抵抗３２、３３を通し
て、直流結合帰還形の平衡増幅器を構成するトランジス
タ３６、３７に印加される。このとき、抵抗４２、４
３、４４とトランジスタ９１で分圧される電圧とに応じ
た電流がトランジスタ３８、３９と抵抗４０、４１によ
り決定される。これに伴い出力端子４５、４６にはブラ
ウン管６の垂直出力信号が得られる。また、ここで、ト
ランジスタ９１がオフすると、トランジスタ３８、３９
のベース電圧が上昇して増幅器全体の電流値が減少す
る。

【００３５】一方、水平出力増幅器５０において、増幅
器５１から出力される平衡信号は抵抗５２、５３を通し
て、直流結合帰還形の平衡増幅器を構成するトランジス
タ５６、５７に印加される。このとき、抵抗６２、６
３、６４とトランジスタ９２で分圧される電圧に応じた
電流がトランジスタ５８、５９と抵抗６０、６１により
決定される。これに伴い出力端子６５、６６にはブラウ
ン管６の水平出力信号が得られる。また、ここで、トラ
ンジスタ９２がオフすると、トランジスタ５８、５９の
ベース電圧が上昇して増幅器全体の電流値が減少する。

【００３６】次に、本実施の要部となるＡＵＴＯ−ＮＯ
ＲＭの識号と垂直・水平出力増幅器の動作点を変化させ
る場合の動作について述べる。

【００３７】トリガ信号がない場合、またはドリガ信号
が発生しても起動できる状態に設定されない場合、いわ
ゆる同期がとれない場合、ＮＯＲＭモードでは掃引は停
止する。しかし、ＡＵＴＯモードの場合には、自動的に
掃引がスタートし、掃引を繰り返す。

【００３８】この場合、ブラウン管面の被観測信号は静
止波形ではなく、同期がかからない、いわゆるフリーラ
ン状態にあるが、設定された掃引時間は変化しないで、
帰線帰還の時間が変化する。

【００３９】一方、トリガ信号が発生し、起動できる状
態に設定されると、トリガ信号により掃引がスタート
し、ブラウン管面に被観測信号の静止波形が得られる。
このとき、トリガ有無検出部１３は、ＡＵＴＯ動作を行
わせるための信号を識別している。

【００４０】一例として、トリガ信号がある場合は、図
４（Ｃ）に示す如くＡＵＴＯ−ＮＯＲＭ識別信号は高レ
ベルとなり、トリガ信号がない場合は低レベルとなる。

【００４１】従って、トリガ有無検出部１３がトリガ信
号の有りを検出すると、比較器７０の出力が高レベルに
なり、これに伴い図２に示す接続状態の切換スイッチ８
１、８２を通して比較器７０の高レベル信号がトランジ
スタ９１、９２に加えられるため、このトランジスタ９
１、９２は導通する。このとき、垂直および水平の各出
力増幅器３０、５０は観測動作状態にあり、ブラウン管
面には被観測信号の観測波形が表示される。

【００４２】また、上記と逆にトリガ有無検出部１３が
トリガ信号を検出しない場合は、比較器７０の出力は低
レベルとなる。このため、動作点切換回路９０のトラン
ジスタ９１、９２はオフし、垂直および水平出力増幅器
３０、５０における３８、３９および５８、５９のベー
ス電圧が上昇し、その動作電流が減少するか、または非
動作状態になる。これにより、非観測時における各出力
増幅器３０、５０の消費電力を低減させる。

【００４３】なお、切換回路８０のコンデンサ８２は、
トランジスタ９１、９２の非導通状態から導通状態へ移
行するときに可能な限り、その立ち上げを遅くし、逆に
導通状態から非導通状態へ移行するときは直ちに対応し
ないで、僅かな時間正常動作を続けさせるためのもので
ある。

【００４４】ＮＯＲＭ時において、電力消費軽減モード
をオフにする場合は、切換回路８０の切換スイッチ８
１、８２を＋Ｅ電源側に切り換え接続する。これによ
り、トランジスタ９１、９２を導通することで、垂直・
水平出力増幅器３０、５０におけるトランジスタ３８、
３９および５８、５９のベース電圧を固定された状態に
維持する。

【００４５】一方、ＡＵＴＯ時は、切換回路８０の切換
スイッチ８１、８２を接点８１ａ、８１ｂに接続して電
力消費軽減モードをオンにする。これにより、観測時と
非観測時に各出力増幅器３０と５０の動作点が自動的に
切り換えられることになる。

【００４６】上記のような本実施例においては、ＡＵＴ
Ｏ−ＮＯＲＭの識別信号を利用して垂直および水平出力
増幅器３０、５０の動作点を変化させ、電力消費軽減モ
ードのオン・オフがトリガ信号の有無により自動的に選
択される構成にしたから、出力増幅器を含む装置全体の
消費電力を軽減でき、特に電池を電源とするオシロスコ
ープの使用時間を延長できるという効果を有する。

【００４７】なお、上記実施例では、内蔵のＡＵＴＯ−
ＮＯＲＭ状態に応じた信号を使用したが、本発明はこれ
に限らず、独立した回路を設けて、トリガ信号の有無で
なく、被観測信号そのものの有無を検出するようにして
もよい。

【００４８】また、本発明は、上記実施例に示す構成の
ものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない
限り、種々の変形が可能である。

【００４９】

【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、オシロスコープにおいて、被観測信号が印加されな
い場合、またはトリガ信号が発生しても起動できる状態
に設定されない場合、いわゆる同期がとれない場合に、
垂直・水平出力増幅段の動作点を変化させて消費電力を
低下させる構成にしたので、装置全体の消費電力が軽減
され、特に電池を使用したオシロスコープの使用時間を
延長できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるオシロスコープの構
成を示すブロック図

【図２】本実施例における一部回路の構成を具体的に示
した回路図

【図３】従来のオシロスコープのブロック図

【図４】オシロスコープにおける同期関連の動作を説明
するためのタイミング図

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 減衰器 ３、４ 増幅器 ６ ブラウン管 １０ 外部同期信号入力端子 １１ 選択回路 １２ トリガ信号生成部 １３ トリガ有無検出部 １４ 掃引信号発生部 ３０ 垂直出力増幅器 ３１ 増幅器 ３６、３７、３８、３９ トランジスタ ５０ 水平出力増幅器 ５１ 増幅器 ５６、５７、５８、５９ トランジスタ ７０ 比較器 ７１、７２ トランジスタ ８０ 切換回路 ８１、８２ 切換スイッチ ９０ 動作点切換回路 ９１、９２ トランジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被観測信号およびそれに同期した掃引信
   号の各々を増幅し、ブラウン管を偏向させるための垂直
   および水平出力増幅器を有するオシロスコープであっ
   て、前記被観測信号を基に形成されるトリガ信号または
   被観測信号の有無を検出し、前記信号が無いときは前記
   垂直および水平出力増幅器の動作点を電力軽減モードに
   切り換えるとともに前記信号が有るときは前記垂直およ
   び水平出力増幅器の動作点を観測状態に切り換える動作
   点切換手段を設けてなるオシロスコープ。
2. 【請求項２】 前記動作点切換手段が、その切り換え動
   作を遅延する時定数回路を備える請求項１記載のオシロ
   スコープ。