JPS59148876A - オシロスコープの垂直校正装置 - Google Patents

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 本発明はオシロスコーグの垂直偏向系、特にその垂直偏
向系の自動校正方法及び装置に関するっ従来技術及びそ
の問題点 オシロスコーグは電気現象をＣＲ，Ｔ　（陰極線管）ス
クリーン上に図形として表示する電気的な測定器であっ
て、垂直軸は電気現象の振幅目盛であり、水平軸は時間
目盛を表わす。典型的には、オシロスコーグのスクリー
ンには正確な間隔の垂直及び水平目盛線が設けられ、こ
れは当彎者がグラティキュルと呼ぶ格子状目盛となシ、
これにょシミ気現象即ち入力信号をかなシの高精度で測
定す名。

よって、垂直及び水平偏向系は、グラティキュル格子目
盛で電気入力信号を測定する為に正確に校正しなければ
ならない。

垂直偏向系は典型的には２以上の垂直入力チャンネルを
含み、選択的に垂直偏向（又は出力）増幅器にて増幅し
てＣＲ，Ｔの垂直偏向板に印加される。

各垂直チャンネルは一般に可変減衰器を用いて広範囲の
利得切換えがなされて、種々の信号振幅を受は入れて測
定可能にする。この利得を当業界では一般に垂直偏向感
度（７ｊイフレクシヨン・ファクタ）と呼んでお、９．
１−２−５のステツブで切換えられるのを普通とする。

従来、この垂直偏向系を校正するには、外部から既知の
振幅の標準信号を印加して、その表示波形を観測しなが
ら正しい偏向量が得られるように可変回路素子（例えば
可変抵抗器）を技術者が手動で調整していた。この作業
は各垂直チャンネル毎に行うと共に各偏向感度毎に行う
為に長時間を要すると共に大刀標準信号の精度と技術者
の調整能力にょシ校正精度が制限されていた。必要な調
整工数を減らす為に、ある数の偏向感度を得るには完全
に特性の一致した減衰器と正確に利得が切換えられる増
幅器を使用して来た。また振幅測定の精度維持の為にデ
ルタ電圧カーソル（電圧差測定用カーソル）技法を採用
して調節可能な第１及び第２振幅マーカ間の電圧差がデ
ジタル的に測定できるようになっているＩものもある。

しかし乍ら、校正用技術者が両カーソルの相対垂直偏向
を手動で調整して正規化した（標準信号に校正した）偏
向感度と一致させる必要があった。

発明の目的 従って、本発明の１つの目的は、オシロスコープ用の垂
直校正方法及び装置を提供することである。

本発明の他の目的は、オシロスコープの任意数の垂直入
力チャンネルの偏向感度をすべて利得マツチング・グロ
セスによって自動的に正規化する装置を提供することで
ある。

本発明の更に他の目的は、デルタ電圧カーソルをオシロ
スコープの自動的に正規化した垂直入力チャンネルに一
致させることにより、自動的に校正された電圧測定カー
ソルを提供することである。

本発明の別の目的は、オシロスコーグの垂直偏向系の自
動校正方法及び装置を提供して、校正精度を改善し、手
動調整の手間を省き、更に回路のマツチング要件を緩和
することである。

本発明の他の目的・特長及び作用効果は、添伺図を参照
し乍ら次の詳細説明を読めば当業者には明らかになろう
。

発明の概要 本発明によると、オシロスコーグ用垂直校正方法及び装
置が得られる。振幅が既知である標準信号を垂直入力チ
ャンネルに印加し、選−択し得る減衰器と垂直増幅器の
可変利得段により処理する。

先スマイクログロセツサ（μＰ）の如きシステム・コン
トローラが予定の偏向感度を得るべく減衰器及び利得設
定を選択して、正規化利得を確立する。

垂直前置増幅器からの出力信号のピーク・ピーク（ｐ−
ｐ）振幅を測定してメモリに基準データとしてストアし
、利得マツチング・ノロセスヲ用いて各垂直チャンネル
の各偏向感度の自動校正において、このストアしたｒ−
夕を基準として使用する。

基本的には、システム・コントローラが選択した各偏向
感度に対する前置増幅器の出力（又は垂直偏向増幅器へ
の入力）と対応する標準振幅信号とをモニタし、前置増
幅器のＰ−Ｐ出力測定値をストアしている基準電圧と一
致させる利得制御電圧を発生する。コントローラは標準
信号振幅と垂直偏向感度とを自動的に選択して、自動利
得調整作業中に何ら人の介在を必要としないようにする
。標準信号の上下ピーク値と表示目盛線との正確な一致
の為の最終調整は出力増幅器の１個の利得調整のみで行
ってもよい。

更に、本発明による自動校正装置においては、電圧測定
カーソルもまた正規化した偏向感度に自動的にマツチさ
せることができる。その為に１必要に応じてカーソル電
圧発生器のスケールファクタを表わす校正データを発生
及びストアして、垂直入力チャンネルを介して得た標準
信号源の対応するＰ−Ｐ振幅と同じ電圧差を得るように
する。

実施例 先ず本発明の好適実施例のブロック図を示す第１図を参
照す゛る。同図において、標準振幅信号源（１呻からの
標準振幅信号を二現象オシロスコーグのＣＨ１垂直前置
増幅器（１３とＣＨ２垂直前置増幅器α荀として同時に
印加する。ここで２人カチャンネルは単なる一例にすぎ
ず、本発明の方法及び装置は任意チャンネル数に適用し
得るものであることに留意されたい。垂直前置増幅器（
１３及び（Ｉ４は大半従来設計のものであって、複数の
電子的に選択可能な減衰器や可変利得増幅器段を含み、
複数の垂直偏向感度を得ることができる。標準振幅信号
源（１〔は好ましくは選択可能な標準振幅の信号を発生
し、選択した偏向感度に応じて垂直前置増幅器αＢ　、
　（＋４）に印加される。好ましくは、標準振幅は選択
した偏向感度の一定の倍率であって、前置増幅器出力（
及び表示信号振幅）は各選択した偏向感度に対して同じ
であるようにしている。

μＰ及びデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）、グログ
ラム・メモリ、一時メモリ（ＲＡＭ）等の関連素子であ
るのが好ましいシステム・コントローラ（２１は垂直前
置増幅器（１０と０荀に利得制御アナログ電圧及び偏向
感度選択信号を出力する。システ′ム・コントローラＣ
Ａと信号源００間の点線は、完全な自動装置にあっては
、基準信号振幅が選択した偏向感度に応じて切換えられ
ることを示す。

垂直表示マルチプレクサ（ＭＵＸ　’）　（２１はＣＨ
ｌ又はＣＨ２垂直前置増幅器＋ｔａ　、　（１４）のい
ずれか一方の出力を選択してＣＲＴ（図示せず）の垂直
偏向板に印加する前に、垂直出力増幅器Ｇ！養によシ最
終増幅される。Ｍ　Ｕ　Ｘ　（２２１は表示コントロー
ラ（ハ）によシ選択されたモードで動作し、この１表示
コントローラ（ハ）はシステム・コントローラ（２０か
ら制御信号を受ける。

垂直校正装置の動作と他の回路ブロックの説明を以下に
行う。システム・コントローラ（イ）ハ校正シーケンス
スイッチの如キフロン゛トノヤネル・スイッチ又はキー
ビードによシ校正手順が開始してＣＨＩ垂直前置増幅器
（＋６に偏向感度選択信号を供給する。標準振幅信号源
Ｑｌはフロントツヤネル信号振幅選択スイッ≠で手動調
節するがシステム・コシトローラ（２１によシ自動的に
調節されて予定振幅の標準信号を出力する。この例にあ
っては、ＣＨ１垂直前置増幅器（ｌａを１目盛当少１０
０ｍＶに設定し、標準振幅信号源は５００　ｍＶのＰ−
Ｐ電圧となるよう設定していると仮定する。この際に、
垂直前置増幅器ａ２の利得制御はコン、トローラにより
中間レンジに設定しておくのがよい。表示コントローラ
（イ）は垂直表示ＭＵＸ（２３をしてＣＨＩ信号を垂直
偏向増幅器（財）に通過させるようにする。前置増幅器
により増幅された標準振幅信号のＰ−Ｐ振幅を垂直偏向
増幅器（至）の入力段の如き適当な回路位置でＰ−Ｐ検
出器（至）を用いて測定する。第２図の表示波形中＋Ｅ
ｐ及び−Ｅｐで表わした検出ピーク値はＰ−Ｐ振幅差に
対応しアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）０りにより
デジタル基準コードに変換されてシステム・コントロー
ラ（２）によシμＰの一時メモリに基準電圧としてスト
アされる。振幅検出器（鱒とＡ　Ｊ）　Ｃ（３３は電圧
比較器（その比較基準電圧源はシステム・コントローラ
（イ）で制御される）及びその比較基準電圧を可変し電
圧比較器の出力状態をモニタすることによシ装置増幅さ
れた基準信号のぎ−り値をサーチするコントローラ（：
４のステート・シーケンスヲ構成するのが好ましい。Ｃ
ＲＴ管面には５目盛の振幅の信号が表示される筈であ′
るが、これは期待値であって実際には５目盛より多いか
少ないのが一般的であって、例えば４．５乃至５．５目
盛の間であることに注目する必要がある。ＣＨＩ及びＣ
Ｈ２垂直前置増幅器の偏向感度を共に正規化されている
限り、即ち各偏向感度において検出するＰ−Ｐ振幅が同
じである限９、出力段の垂直偏向増幅器（２滲内のポテ
ンショメータ（４６）を調節することによシあらゆる偏
向感度で正確に５目盛の表示となるよう調節できる。

上述のイニシャライズ・ステツブ及びＰ−Ｐ標準振幅信
号の一時メモリへのストア終了後、システム・コントロ
ーラ（２Ｇは次の偏向感度を選択し且つ信号源（１０）
の適切な信号振幅を選択する。垂直偏向増幅器（２４の
入力における新らしい前置増幅した標準信号をＰ−Ｐ振
幅検出器国により測定してＡＤ（Ｊ３によシデジタル・
データに変換して、システム・コントローラ（至）によ
シ一時メモリにストアした基準ｒ−夕と比較する。両信
号に差があればシステム・コントローラ（（１）内の１
）　Ａ　Ｃにより利得制御信号を発生し、反復的に前置
増幅器（１２１の可変型」得段に印加してＡ　Ｄ　Ｃ（
３′ＩＪにより与えられる標準Ｐ−Ｐ振幅の測定値がス
トアされた基準値と合致するようにする。よって、第２
番目に選択した偏向感度もまた！基準としてメモリ（４
Ｉ内にストアした第１偏向感度に正規化される。更に、
３番目の偏向感度と適当な標準信号振幅が選択され、３
番目の偏向感度を１番目の偏向感度に合致させる正規化
グロセスを。

反復する。このようにして、順次新らしい偏向感度と標
準信号振幅を選択して、表示コントローラ（２ｅが適当
な前置増幅器任乃、α滲の出力を選択して両チャンネル
につき総ての偏向感度で正規化されるように動作する。

このようにして、各偏向感度の利得制御信号に対応する
データを校正ｒ−タメモリ（４１にストアする。

メモＩｊ　（４１）内にストアした校正データはまたｌ
対の電圧測定カーソルＶＲ（基準カーソル電圧源６［相
］によシ発生した基準電圧カーソル）とＶＤ（７’ルタ
カーソル電圧源りで発生したデルタ又′は差電圧カーソ
ル）とのスケールファクタの確立にも使用する。

カーフル電圧ＶＲとＶＤは第２図に示す相対垂直位置に
表示される。カーソルＶＲとｖＤとは前置増幅された標
準信号のピーク＋ＥＰ及び−Ｅｐが表示される位置付近
に設定され、ＶＲとＶＤの電圧差をＰ−Ｐ振幅検出器（
３０で測定しＡ　Ｉ）　ＣＣ３２によシデジタルデータ
に変換されてシステム・コントローラ（イ）によシメモ
リ（４０内にストアした校正標準データと比較する。次
ニ、システム・コントローラ（２１は新らしい制御デー
タを反復的にカーソル電圧発生器（５０）　、　（！ｌ
ｉａに印加して、両カーソルの差電圧が最初に前置増幅
された基準信号のストアされた測定値と合致すると止ま
る。次に、このようにして発生したカーソル制御データ
はメモリ（４０内の所定メモリ位置にストアして、その
後の動作時にカーソル・スケールファクタ・データとし
て使用する。よって、カーソルＶＲ、ＶＤを用いてＣＲ
Ｔ目盛上の波形を測定すると、総ての偏向感度設定値に
おいて正確である（即ち正規化される。）。従って、垂
直偏向増幅器（２４１の利得はポテンショメータ（４ｅ
又は他の適当な手段によυ調節してＣＲＴ表示スクリー
ン上の表示波形とカーソルとが各偏向感度設定値置にお
いて共に１目盛当り特定の電圧を表わすこととなる。

他の校正シーケンス・とじては、最初に測定し一時メモ
リ内にストアしたＰ−Ｐ標準振幅値を、ＣＲＴ表示スク
リーン上の所定カーソル間隔（例えば５目盛）に対応す
る両予定カーソル電圧ｖＲ及びｖＤ間の電圧差から得て
もよい。その後、システム・コントローラ（２１は利得
制御信号を発生して、対応する利得制御データをストア
する。そして、信号源（１１が発生する標準振幅信号と
対応するＣ　Ｈ１及びＣＨ２垂直前置増幅器１１’１１
．（Ｉ４の偏向感度を選択して、ストアした基準データ
と等しい又は近似するＰ−Ｐ信号電圧測定値を得るよう
にする。

各偏向感度につき正しい利得制御信号を発生するに要す
る利得制御データを、各偏向感度及び各入力チャンネル
前置増幅器毎に、校正データメモリｊ４１の特定の場Ｔ
９Ｔ（アドレス）にストアして、後でオシロスコーグの
動作時に偏向感度の選択値に応じて使用する。

尚、以上は本発明の好適実施例の原理を説明したもので
あるが、本発明の映旨を逸脱することなく種々の変更変
形が可能であること当業者には明らかである。例えば、
無信号状態における垂直増幅器のＩ）Ｃレベルが既に確
立されている場合には、標準振幅信号は単に直流電圧で
あってもよい。そ−の場合には、Ｐ−Ｐ電圧検出器の代
りにピーク電圧検出器を使用すればよく、また電圧カー
ソルも１対でなく単一カーソルでよい。更に、Ｐ−Ｐ振
幅検出器内の電圧比較器は、入力信号のピーク電圧が基
準レベルを超すときその出力状態を変化するので、この
比較器出力を用いてオシロスコープの通常動作状態時の
掃引回路のトリがを行ってもよい。

従って、本発明の技術的範囲には、これら変更変形も包
含されるものと解すべきである。

発明の効果 ここで説明した校正方法及び装置は、特に多現象オシロ
スコーグに使用して各チャンネルの偏向感度を総て迅速
且つ自動的に校正し、各チャンネルの校正精度を改良し
、手動調整による人為的誤差を排し、しかも多くの回路
間の特性一致の為の設計要件を緩和するのに適している
。従って、高精度を維持したままで装置が安価となる。

その上、このようにして校正した垂直偏向系は、ＣＲＴ
スクリーン上の表示波形から又はこれと重畳される電圧
カーソルとの比較によっても相互に矛盾なく常に正確な
波形振幅測定が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による校正装置の好適実施例のブロック
図、第２図はオシロスコーグのＣＲＴスクリーン上に表
示された矩形標準信号及び電圧カーソル表示の例である
。 ＱＩは標準振幅信号源、αり及び（１４）は夫々Ｃ［（
１及びＣＨ２垂直前置増幅器、（埒はシステム・コント
ローラ、（２のは垂直表示マルチプレクサ、（２４）は
垂直出力増幅器、（イ）は表示コントローラ、（３ｄは
ビーク−ビーク振幅検出器、（３っけアナログ・デジタ
ル変換器、（４１はメモリ、（５ｅは基準カーソル電圧
源、６３はｒルタカーソル電圧源である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　可変減衰器及び可変利得増幅器を含むオシロスコ
   ープの垂直入力回路に標準振幅信号を入力し、上記減衰
   器を一減衰比に設定した際の上記オシロスコーグの垂直
   増幅器の予定回路点の出力電圧を検出して基準電圧とし
   て記憶し、上記減衰器を順次他の減衰比に設定して得ら
   れる上記回路点の出力電圧を検出し、該検出値が上記基
   準電圧と正確に予定関係になるよう上記可変利得増幅器
   に利得制御信号を印加し、夫々の利得制御信号を記憶し
   て、上記減衰器の減衰比切換えに対応して上記記憶した
   利得制御信号を供給して常時正規化した偏向感度を得る
   ようにしたことを特徴とするオシロスコーグの垂直校正
   方法。 ２、可変減衰器及び可変利得増幅器を含むオシロスコー
   プ垂直回路と、該垂直回路に標準振幅信号を入力した際
   に上記垂直回路の予定回路点に得られる出力信号電圧を
   検出する検出手段と、該検出手段の出力を基準電圧とし
   て記憶する記憶手段と、上記減衰器を異なる減衰比に切
   換えた際の上記検出手段の出力と上記基準電圧と比較し
   て両軍圧が正確に予定関係になる利得制御信号を上記可
   変利得増幅器に印加すると共に記憶する制御手段とを具
   え、上記減衰器の各減衰比において正規化することを特
   徴とするオシロスコーグの垂直校正装置。 ３、上記標準振幅信号として矩形信号を使・用し、上記
   検出手段としてピーク・ピーク電圧検出器を使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のオシロスコ
   ープの垂直校正装置。 ４、夫々可変利得増幅器を含む少くとも１個の垂直入力
   回路と、カーソル電圧発生器と、上記垂直入力回路の出
   −力又はカーソル電圧発生器のカーソル電圧を選択的に
   増、幅する垂直出力増幅回路と、上記垂直入力回路に標
   準振幅信号を入力した際の上記垂直出力増幅回路の予定
   回路点の電圧を検出する検出手段と、上記カーソル電圧
   が予定値のとき上記検出手段の出方における上記標準振
   幅信号及びカーソル電圧が正確に予定関係となるよう上
   記可変利得増幅器に利得制御信号を供給する制御手段と
   を具え、上記垂直入力回路と上記カーソル電圧発生器と
   を正確に校正スることを特徴とするオシロスコーグ用垂
   直校正方法。