JPS60187867A

JPS60187867A - デジタルオシロスコープ

Info

Publication number: JPS60187867A
Application number: JP60023366A
Authority: JP
Inventors: チヤールズ・エル・サツクス
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1984-02-13
Filing date: 1985-02-08
Publication date: 1985-09-25
Also published as: FR2559585A1; FR2559585B1; GB8503112D0; NL8500389A; DE3504017A1; GB2154401B; DE3504017C2; GB2154401A; CA1233281A; US4647922A

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、入力波形をデジタイズして得た複数のサンプ
ルデータに対し゛ζ補間表示を行なうデジタルオシロス
コープに関する。

（従来の技術〕従来のデジタルオシロスコープにおいては、人力波形が
多数のサンプル点でザンプリングされ、このアナログザ
ンプル情報はデジタル情報に変換され、更にこのデジタ
ル情報はコンピュータ・メモリに記憶される。デジタル
情報は、陰極線管（ＣＲＴ）の管面に表示するため繰返
し読出されアナログ情報に再変換される。

人力波形のデジタイズされたサンプルは、波形上の分離
した点を表す。これらの点のみからなる不連続なトレー
ス表示を避けるため、ある種の補間手段を用い°Ｃ１本
来の点の間に補間したトレースを発生させる。好適な補
間手段としてはサイン（ｓｉｎｅ）　１Ｍ間器があり、
これは本来のデータ点間になめらかなトレース、即ちサ
イン波状のトレースを発生ずるよう５ｉｒｌ　ｘ　／　
ｘの特性を有するものである。

〔発明が解決しようとする問題点Ｊしかし、メモリのデータから正確にサイン波形情報を描
くサイン補間器はまた、パルス情報あるいは急速な立上
り、立トリ時間を有する情報に対してはプリシューテイ
ング及びオーバーシューテイングのようにみえる歪をも
たらす。オーバーシュート及びリンギングは真の波形を
不明確にする虞れがある。

この問題に対する１つの解決法は、デジタルオシロスコ
ープに２（Ｈｉｔ以上の補間器を設けることである。例
えば、２個の補間器を設け、１個はサイン波形情報用と
し、他方はサイン波形の補間能力は欠くが良好なパルス
応答を有するものとする。

オシロスコープの使用者は、同一の取込みデータシーケ
ンスに対し°ζ２つの異なる波形表示の選択を行わなけ
ればならず、いずれの表示も完全に正確なものではない
場合がある。

したがって、本発明の目的は、サンプル情報（データ）
と補間情報（データ）とを区別して表示し得るデジタル
オシロスコープを提供することである。

本発明の他の目的は、複数の補間手段を必要としないデ
ジタルオシロスコープを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明デジタルオシロスコープは第１図に不す如く複数
のサンプルデータに対して補間表示を行なう補間機能（
２０）を有するデジタルオシロスコープにおいて、この
サンプルデータに対応するトレース上の点を変調する手
段（３０）を設け、このサンプルデータに対応するトレ
ース上の点とこの補間によるトレース部分とを区別して
表示する様にしたものである。

この場合補間としてサイン補間が良好であり、また変調
として輝度変目又はカラー変調が良好である。

〔発明の作用〕

本発明のデジタルオシロスコープは、複数のサンプルデ
ータを補間するためのサイン補間器（２０）と、サンプ
ルデータ及び補間データの両方をトレース表示するＣＲ
Ｔ（２４）の如きグラフィック表革手段とを有する。グ
ラフィック表示手段（２４）のトレースは、サンプルデ
ータの表示に同期して選択的に変調され、サンプルデー
タに対応するトレースの部分のみを補間データ部分から
区別する。

好適実施例では、ＣＲＴ（２４）のＺ軸は、サンプルデ
ータに対応するトレースの各部分を為輝度となすよう変
調され、補間データ部は可変のより低輝度で描かれる。

（実施例〕第１図は、本発明を具現するデジタルオシロスコープ、
または従来のアナログオシロスコープと組合わされたデ
ジタルストレージオシロスコープの一部分を示す。端子
（１０）に受けた入力信号は入力増幅器（１２）により
増幅されてデジタイザ、即ちアナログ・デジタル変換器
（ＡＤＣ）（１４）に人力され、ここで入力信号は、人
力波形の振幅を連続的に表す多数のデジタルクロックに
変換される。このようにデジタイズとは、人力情報のサ
ンプリング及び量子化を含む。タイムベース（１６）は
、正確なデジタルクロックにより作動□し、アナログ・
デジタル変換処理のタイミングを司り、データをデジタ
ルメモリ　（１８）内に蓄積させる。この速度が、デバ
イスのデジタイジング・レートまたはサンプリング・レ
ートである。一旦、データがデジタルメモリ　（１８）
に蓄積されると、そのデータは所望のレートで読出して
表示用に再構成し得る。

第１図の回路において、メモリ　（１８）内の情報は読
出されて補間器（２０）へ入力される。補間器（２０）
はメモリ　（１８）内に蓄積されたサンプルデータ間に
付加的な点、即ち値を発生ずる。これらの補間データは
サンプルデータ間に点在されられ、ベクトル発生器（２
２）へ送られる。ベクトル発生器（２２）は、連続する
サンプルデータ及び補間データの間を結合し、即ち効果
的に線を描き、ＣＲＴからなるグラフィック表示手段（
２４）の偏向装置を作動させるための出力を発生ずる。

ＣＲＴ（２４）及び／またはベクトル発生器（２２）は
また、従来の方法で水平変位１６報、即ちタイムヘース
の掃引制御に応答する。

捕間器（２０）　は、サイン補間器部ち、サイン波また
は主に号イン波成分を含む情報の書生のために主として
設計された補間器からなる。よっ°Ｃ、デジタイジング
（又はサンプリング）レートの１／２に等しい予め定ま
った周波数より低い周波数のサイン波成分を有する入力
信号は、サイン補間器を用いて正確に再現される。しか
し、方形波あるいは急速な立上り、立下り時間を有する
入力波形に対しては、リンギングまたはプリシューケイ
ング及びオーバーシューテイングがパルスのエツジ部に
生じる。第４図は、サイン補間器（２ｏ）による補間後
の第１図のＣＲＴ（２４）に表示される方形波の表示例
を示す。人力方形波の実際の原サンプルは〜第６図に示
すように方形波を正確に描くドツト　（２１）　から成
る。

本発明によれば、第５図に例示する如く、補間情報がサ
ンプルデータから区別されるように、ＣＲＴ（２４）の
Ｚ軸変調が制御される、即ちＣＲＴの電子ビームが変態
される。このような表示方法は第４図の表示の如き従来
の表示に対して大きな利点をもたらす。なぜなら、観測
者は、どの表示点がサンプルデータ点であり、どの点が
システムにより付加された補間データであるのかを當に
識別できるからである。方形波の場合、サンプルデータ
点は、オーバーシュートやリンギングなしに高速の立上
り時間を不ず。このサンプルデータの点から、使用者は
最良の立上り時間測定を行なうことができ、またナイキ
スト・レート以Ｆの実際のリンギングが波形に含まれて
いるかどうかも容易に判断できる。

再び第１図を参照すると、本発明は、Ｚ軸演箆増幅器（
３０）の入力端子に接続されたエミッタを有するトラン
ジスタ（２８）を駆動するワンショット・マルチバイブ
レーク（２６）を用いて実施される。増幅器（３０）に
は帰還抵抗（３２）及び増幅器（３０）の入力端子を正
電圧＋■に結合する第１可変抵抗（３４）が接続され、
この増幅器（３０）がＣＲ’ｒ（２４）の電子銃または
他の輝度決定手段を制御する。トランジスタ　（２８）
のコレクタは第２可変人力抵抗（３６）により同じ正電
圧＋■に接続される。

ワンショット・マルチバイブレーク（２６）は、メモリ
　（１Ｂ）からのサンプルデータの読出に応答し”で所
定のパルス幅を有する負方向出力パルスを発生ずる。マ
ルチバイブレーク（２６）への人力のタイミングは、サ
ンプルデータに対応するＣＲＴ（２４）上の波形部分の
表示に略一致するよう決定される。

ワンショソ；・・マルチバイブレータ（２６）の負パル
ス出力がトランジスタ（２８）に印加されると、トラン
ジスタ（２日）はカットオフされ、人力抵抗としては抵
抗（３４）のみが回路に残る。抵抗（３４）は本来のサ
ンプル点の輝度をｔＩＭｖするために用いられる。ワン
ショット・マルチバイブレーク（２６）による中断の後
、トランジスタ（２８）は再び導通し、トレースの輝度
は、抵抗（３４）に並列関係にある抵抗（３６）の可調
整値によっても制御される。

増幅器の利得は、−（帰還抵抗値／人力抵抗値）に比例
するので、人力抵抗（３４）に抵抗（３６）が並列に付
加されると、増幅器の出力は負方向に増加し、トレース
の輝度が減少する。

入力サンプルを表すドツトの輝度は第１人力抵抗（３４
）の＃周整により制御されて比較的一定であるが、第２
人力抵抗（３６）は、第５図に示ｊ゛如くドツト間のト
レースの輝度が変わるよう１１ａ整される。実際には、
抵抗（３６）の抵抗値は、第６図の如くトレースの補間
部分が完全に消えてサンプルデータ点のみが残るよう低
く設定することができる。またこの抵抗値は、第４図の
如く全トレースが等しい輝度を有するように高く設定す
ることもできる。

第２図は、第１図の捕間器（２０）及びベクトル発生器
（２２）をアナログ的に実施した回路を示１°。

捕間器（２０）は、入力サンプルがデジタル値として蘭
積され°Ｃいるメモリ　（１Ｂ）　（第１図）内のメモ
リ・ロケーションを順次指定するためにカウンタ（４０
）の出力を受けるメモリアドレスレジスタ（３８）を含
む。こうして指定されたデジタル値は、サンプルホール
ド（Ｓ／ＩＩ）回路（４２）に結合されたＤＡＣ（４４
）へのバス（６０）上に出力される。

Ｓ／８回路（４２）はメモリアドレスレジスフ（３８）
の動作に同期し、連続的に供給されるアナログ値を一時
的に保持し、順次、電荷結合素子（ＣＯＤ）へ送る。ワ
ンショット・マルチバイブレーク（２６）は１．Ｓ／１
１回路（４２）からＣ０Ｄ（４６）へサンプルデータを
順次送出するタイミングに同期させられる。

Ｃ０Ｄ（４６）は、好適にはカリフォルニア州、５ｕｎ
ｎｙｖａｌｅのＲｅｔｉｃｏｎ社製のＴ　Ａ　Ｄ　−３
２タツプ付アナログ遅延線、即ちパケット・ブリゲート
・デバイス（ｂｕｃｋｅｔ　ｂｒｉｇａｄｅ　ｄｅｖｉ
ｃｅ　）から成る。パケット・ブリゲート・ステージは
３２個の出力タップ（４７）を有するが、判り易くする
ためそのうち４本のみが図示されている。アナログ電荷
は、新しいアナログ情報値がＳ／１１回路（４２）から
与えられる速度で、シフト回路（図示せず）により遅延
線（４６）に沿ってシフトされる。

Ｃ０Ｄ（４６）のタップ（４７）の各々は、信号線（５
０）に乗算係数を受ける乗算器（４８）を介して加算回
路（５２）へ接続される。Ｒｅｔｉｃｏｎ社製’ｌ”　
Ａ　Ｄ−３２デバイスのカストマリ−・バージョンでは
、乗算係数は複数のポテンショメータの調整により設定
し得る。乗算器（４８）は説明のために図ボしたもので
ある。信号線（５０）の乗算係数の態様（ｐｒｏｆｉｌ
ｅ　）は、適切に５ｉｎｘ／ｘ補間を行なえるように５
ｉｎｘ／ｘ特性に近似している。

１対のサンプルデータ間の補間結果は加算回路（５２）
の出力信号線（５３）に出力され、Ｓ／８回路（６３）
を介してベクトル発生器（２２）へ１人力として印加さ
れる。ベクトル発生器（２２）はＣ０Ｄ（４６）の遅延
線の選択された１タツプからの信号線（５５）上に第２
の入力を受ける。このタップは例えば、（バ号線（５３
）上に出力される補間点ｌＩｖ報の位置の隣りのサンプ
ル点に対応する略中央付近のタップである。ベクトル発
生器（２２）は、任意の適当なベクトル発生回路により
構成し得るが、図面では説明のため、夫々アナログ人力
を信号線（５９）及び（５５）に受ける１対の乗算器（
５４）　。

（５６）から成り、ＣＲＴ（２４）の垂直偏向手段を駆
動するＹ軸増幅器（６１）へ加算抵抗（５８）から共通
出力を発生ずる。乗算器（５４）　、（５６）は、加算
回路（５８）からの出力が、信号線（５５）上の値から
信号線（５９）上の値（Ｓ／８回路（６３）から受けた
値）へとなめらかに変化するように、夫々乗算係数とし
て増加及び減少傾斜波を受ける。

このサイクルの後半に傾斜波の傾斜は逆転し、共通出力
は信号線（５５）上の値へ向かって変化する。

この間にＣＣＤ（４６）の情報は１ステップ分移動して
いる。

上述のとおり、Ｙ軸増幅器（６１）はＣＲＴ（２４）の
垂直偏向装置を駆動する。ＣＲＴ（２４）のＺ軸はＹ軸
増幅器（３０）により駆動され、上述の如く作動する。

この回路ではＣＲＴ（２４）は、波形サンプル及び補間
情報の出力に同期し゛ζ動作する掃引発生器（図示せず
）からのＸ軸偏向即ちタイムベース掃引入力を受ける。

本発明に用いるオシロスコープの一部の他の回路構成を
第３図にボす。この回路では、本来のサンプル点間の５
ｉｎｘ／ｘ補間は、マイクロプロセッサ（６２）を用い
て行われる。メモリ　（１８’）に蓄積されたサンプル
点は、本来の点間の補間値を与えるよう適切に平均化さ
れ、この補間値もメモリ（１Ｂ’）に蓄積される。その
後、メモリ　（１８’）からの原情報及び補間情報はハ
ス（６６）及びデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）（６
４）を介してベクトル発生器（２２’）へ送出される。

ベクトル発生器（２２’）の出力は増幅手段（６１’）
によりＣＲＴ（２４）の偏向手段を駆動する。ベクトル
発生器（２２’）の出力は、特定の複数のベクトルに従
ってＣＲＴの垂直及び水平両部向を制御してもよい。

補間情報に比べて本来のデータ点を選択的に強調するた
めの２軸回路（３０）及びその関連回路の動作は前述の
場合と同様である。第３図の回路は、補間作業がマイク
ロプロセッサ（６２）により、デジタルオシロスコープ
に慣用の方法で行われる以外、第１図にフいて説明した
回路と機能的に対応する。Ｙ軸増幅器（３０）が、補間
情報に対するサンプルデータ点の出力に同期してＣＲＴ
）レースの輝度を変化さゼるように、ワンショット・マ
ルチバイブレーク（２６）の動作はマイクロプロセッサ
（６２）により同期させられる。

１１間データに対し°Ｃトレース上の本来の点を明瞭に
するために、実施例では輝度に関してＣＲＴ表示の変調
を行ったが、サンプルデータと補間情報とを区別するた
めにトレース出力の他の変調あるいは表月く形式も採用
できる。例えば、カラーＣＲＴにおいて、本来のデータ
が補間情報と異なる色で表示されるよう出カドレースの
色を変調してもよい。

以上、本発明の好適実施例について図ボし、説明したが
、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形・変更が
できることは当業者には明らかであろう。

〔発明の効果〕

本発明のデジタルオシロスコープによれば、補間による
歪を有する表示波形の真の波形と誤認する虞れがなくな
る。特にサイン補間器を有するデジタルオシロスコープ
において、方形波等の再生表革を行なう場合、補間によ
って生したリンギング等と真の波形とを明確に区別する
ことができる。

よっ°ζ立上り時間等も正確に測定し得る。また従来の
ように複数の補間器を用いて入力波形に応じていずれか
を選択するという操作上の不便さが解消される。補間器
は１個でよいのでコストの低減が図れる。

【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を示すブ
ロック図、第２図は第１図の一部をアナログ的に実施し
たブロック図、第３図は第１図の一部をデジタル的に実
施したブロック図、第４図はサイン補間を行なうデジタ
ルオシロスコープに表示される“方形”波を示す波形図
、第５図は補間データに対して本来のデータが強調され
る本発明により発生ずる波形を示す波形図、第６図はデ
ータサンプルのみを表示した波形を不ず波形図である。図中、（２０）は補間器、（２６）はワンショット・マ
ルチバイブレーク、（２８）はトランジスタ、（３０）
はＺ軸増幅器である。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数のサンプルデータに対して補間表示を行なう補
間機能を有するデジタルオシロスコープにおいて、上記
サンプルデータに対応するトレース上の点を変調する４
′段を設け、上記サンプルデータに対応するトレース上
の点と上記補間によるトレース部分とを区別し−Ｃ表示
することを特徴とするデジタルオシロスコープ。２、　上記補間はサインＪｉｌｉ間であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のデジタルオシロスコー
プ。３゜上記変調は輝度変調であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のデジタルオシロスコープ。４、上記変調はカラー変調であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のデジタルオシロスコープ。