JPS60247172A - ストレ−ジオシロスコ−プ - Google Patents

ストレ−ジオシロスコ−プ

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JPS60247172A
JPS60247172A JP10270984A JP10270984A JPS60247172A JP S60247172 A JPS60247172 A JP S60247172A JP 10270984 A JP10270984 A JP 10270984A JP 10270984 A JP10270984 A JP 10270984A JP S60247172 A JPS60247172 A JP S60247172A
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JP
Japan
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data
memory
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main memory
counter
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JP10270984A
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Inventor
Yuji Fujita
雄司 藤田
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Kikusui Electronics Corp
Original Assignee
Kikusui Electronics Corp
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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】 本発明は、アナログ信号をデジタル信号に変換してメモ
リに記憶し、この記憶内容をCRT等に表示するストレ
ージオシロスコープに関する。
従来、ストレージオシロスコープでハCRT 管面に蓄
積した電荷を長時間保持し、表示するものが知られてい
る。しかしながらこのようなものでは特殊なCRTを必
要とし、構造も複雑でコストも高価になる。このため、
近時アナログ信号をデジタル信号に変換して、たとえば
半導体メモリに記憶し、この記憶内容を読み出してCR
Tに表示する所謂、デゾタルストレーソオシロスコーグ
が知られている。このようにすれば従来の管面蓄積型の
ストレージオシロスコープに比して、表示信号の蓄積時
間を格段に長くでき、特殊なCRTを用いなくともよい
ので寿命も長くでき、かつ回路構成を工夫することによ
って現象の発生以前の観測も可能であシ、出力装置にも
種々の装置を使用することができる。しかしながらこの
ようなデゾタルストレーノオシロスコープでは極めて複
雑な回路構成となる。
また各々の回路は専用回路であるため、種々の機能を付
加する場合、たとえば古い波形を表示したまま新しい波
形を上に重ねて表示するロール機能、補間拡大機能等を
実現するためには、更に回路が複雑になシコストも高価
になる。
第1図は従来のこのような装置の一例を示すブロック図
で水晶振動子等を用いたクロックジェネレータ1の発振
出力を外部から設定される時間軸レンジの設定値に応じ
九分周此のグログラマブル分周器2へ与えて分周する。
そしてこの分周出力をタイミング発生器3、取込みカウ
ンタ4.掃引ダート5およびホールドオフカウンタ6へ
与える。そしてタイミング発生器3から出力するタイミ
ング信号により表示すべきアナログ信号をデジタル信号
に変換するA/l)変換器7およびこのデシタル変換出
力を記憶するメモリ8の動作を制御する。
そしてデータの取込動作では、取込みカウンタ4のカウ
ント値をメそリアドレス切換器9を介してメモリ8のア
ドレス端子へ与える。そしてA/I)変換器7のデジタ
ル出力を順次かつエンドレスにメモリ8へ取込んで格納
する。そしてデータの取込み動作を開始後、ホールドオ
フカウンタ6に設定したデータ数の取込みを行なうと、
掃引ダート5の動作が有効となる。そして掃引?−)5
の動作が有効になった後にアナログ信号から抽出したト
リガ信号が掃引ダート5へ入力されると、この掃引f−
)5をオンする。
そして掃引ダート50オン信号をノリディレィカウンタ
11へ与え!リディレイ信号で予め設定した数のデジタ
ル出力したデータの取込みを行なった時点で取込みカウ
ンタ4の動作を停止させる。なお取込みカウンタ4の動
作停止時のカウント値をスタートアドレスラッチ10に
ラッチする。
そしてメモリ8に記憶されたデータを表示する場合は、
クロックツエネレータ1の出力を表示アドレスカウンタ
12へ与え、このカウント出力を水平用D/A変換器1
3でアナログ信号に変換して図示しないCRTのX軸へ
与える。また表示アドレスカウンタ120カウント値を
アドレス加算器14でスタートアドレスラッチ10にう
、チした値に加算し、メモリアドレス切換器9を介して
メモリ8のアドレス端子へ与える。
一方、グリディレィカウンタ11のカウント値が予め設
定した値に達すると、この出力によシ表示時間設定回路
15を動作させる。そして可変抵抗器16で設定した期
間だけ、CRTの2軸を制御してスポットビームの輝度
を上げるとともにメモリアドレス切換器9によシアドレ
ス加算器14の出力を選択するようにしている。
そしてメモリ8か佼読み出したデータを垂直用D/A変
換器17を介してCRTのY軸へ与え表示を行なうよう
にしている。
このようにすれば管面蓄積型のストレージオシロスコー
プに比して、蓄積時間をはるかに長くでき、CRTにも
通常のオシロスコーグト同等のものを使用できるために
管面蓄積型のものに比して長寿命を得られる。また現象
発生以前の観測が可能で、記憶した波形の出力装置とし
て種々の装置を用い得る利点もある。
しかしながらこのようなものでは、第1図からも明らか
なように種々の機能を有する回路を必要とし構成が複雑
になる。また各回路はそれぞれ個有の機能を有する専用
回路であシ、新たな機能として、たとえば古い波形を表
示しつづけたまま新しい波形を上書きするロール機能、
補間拡大機能等を実現するためには更に回路が複雑化し
、コストも高価なものになする。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、単−の回
路の機能を多様化し、かつ単一の・々スを多数の回路で
共用して時分割に用いることによ多部品点数を大幅に削
減し、高機能でしかもコストの安価なストレージオシロ
スコープヲ提供することを目的とするものである。
以下本発明の一実施例を第2図乃至第5図を参朋して詳
細に説明する。第2図は全体の構成を示すブロック図で
、Z80CPU(以下CPUと称す)その周辺素子であ
ルZ 80 DMA (以下DMACと略称する)、Z
 80 CTC(以下CTCト略称する)を用いて構成
したものである。図中21はCPU、22はDMAC、
23はCTC,24はメインメモリ、25はアナログ信
号入力をデジタル信号に変換するA/1)変換器、26
は時間軸レンジの設定信号を入力する入力ポートで、こ
れらをシステムデータバス27、システムアドレスバス
28およびシステムコントロールパス29によシ相互に
並列に接続している。
そして上記システムデータバス27、システムアドレス
バス28はスイッチ3θ、31を介して表示メモリデー
タバス32、表示メモリアドレスバス33に接続する。
そして表示メそリデータパス32には表示メモリ34お
よび垂直用1)/A変換器35を接続する。この垂直用
D/A変換器35の出力は図示しないCRTのY軸へ与
える。そして表示用メモリ34にはシステムコントロー
ルパス29を接続して読出し、書込みの制御およびチッ
プの選択を制御する。また表示用メモリ34のアドレス
端子をスイッチ31を介してシステムアドレスバス28
または表示メモリアドレスカウンタ36へ選択的に接続
している。一方、クロ、クジエネレータ37で発生した
クロ、り信号をCTC2JのAch入力および表示メモ
リアドレスカウンタ36へ与える。
そしてこの表示メモリアドレスカウンタ36のカウント
出力を表示メモリ34のアドレス端子へ与えるとともに
CRTの2軸へ与えてCRTのスf 2 )ビームの輝
度を上げ、さらにストレージ波形表示用掃引回路38に
よりCRT 17) X軸へ与える掃引信号を発生する
そして39は掃引ff−)で、との掃引f−)信号5W
iJP GATEとCTC23のAch出力との論理積
を第1のANDダート40で得、この論理積出力をCT
C23のBah入カへ与える。そしてCTC23のBa
h出力をDMAC22のRDY端子へ与えるとともにダ
ート閉成信号GATE CLO8Bとして掃引ゲート3
9へ与える。そしてCTC2JのAch出力をDMAC
22のWAIT端子へ与えるとともに第2のANDグー
)4JでCPU 2 JのBU8AKとの論理積を得、
CTC23のCehの入カヘ与える。なおりMAC2z
のBU8RQ端子と、CPU 21のBUS RQ端子
を接続し、またCPU 2 JのBUS AK両端子D
MAC22のBAI端子を接続する。そしてCTC23
のCah出力をホールドオフ信号HOLD OFFとし
て掃引p−ト39へ与える。
しかして、時間軸レンジのデータおよびプリディレィト
リガのデータを入力ポート26を介して設定する。
なおAカ変換器25のデジタル変換出力を場合にCRT
の表示波形の時間軸に応じた転送速度とする必要がある
。しかしながら一般にDMACは大量のデータの高速転
送を目的としているためにデータの転送速度を任意かつ
広範囲に可変することはできない。たとえば8ビ、トの
データバスを有し、多くのシステムに使用されているマ
イクログロセ、すであるZ−80CPU (11番、デ
ィログ社)の周辺ICとしてダイレクトメモリアクセス
のために用いられるZ−80DMA(型番、ディログ社
)の場合はプログラムによシデータを所定のレジスタに
設定する方法では転送速度は2倍に変化し得るに過ぎな
い。これに対してφ変換器25のデシタル出力を時間軸
の設定値に対応する速度で転送するためにはその可変幅
は、たとえば10000倍を必要とする。
そこで入力ポート26を介して与えられた時間軸のデー
タに応じてカウンタ・タイマ・;ントローラ、たとえば
Z−800TC(型番、ディログ社)を用いてそのAカ
ウンタに所定の分局比を設定する。そしてこのAカウン
タの入力へ基準となるクロック信号を与えることによシ
、出力には上記クロ、り信号を上記分周比で分周した周
波数の・母ルス信号を得ることができる6またZ−80
DMAにはアクセスタイムの遅いデバイスのためにデー
タ転送を一時停止する゛Wロキ端子が設けられている。
そこで上記・母ルス信号を上記WAIT端子へ与えるこ
とによシ第3図に示すタイミング図のようにノ譬ルス信
号が@L”レベルでかつその・イルス幅が1サンダルの
転送時間と同じならばこのパルス幅のインターバルで転
送がなされる。
またこのようなストレージオシロスコープでは現象発生
以前の波形観測を行なうためにプリディレィトリガ機能
を有することが望まれる。
そしてこのようなプリディレィトリガ機能では、トリが
信号の有無に係わらず常にψ変換器のデジタル変換出力
をメインメモリ24に対して連続して書込む必要がある
。しかしながらメインメモリ24の容量は有限なので第
4図に示すように一定容量のメインメモリ24に対して
エン−アドレスEdAの次はスタートアドレスStAが
選択されるようにループ状のエンドレスのメモリマツプ
構造として書込み、読出し動作を行なう。モしてトリガ
入力の入力時点Tpから一定量のデータnBytを転送
した時点Ttでデータの転送を終了することによ!D 
) IJ ff入力の入力時点T、の前・後の現象をメ
インメモリ24に記憶することができる。そこで1サン
ダルのデータ転送毎に出力されるAカウンタの出力パル
スと、トリが信号の入力時に出力される掃引y−トss
の出力の論理積をアンドゲート40で得る。そしてこの
アンドゲート40の論理積出力をz−80CTC23の
Bカウンタの入力へ与える。このようにすればBカウン
タからは、上記アンドゲート40の論理積出力が与えら
れた後にBカウンタに設定した設定値のデータ転送を行
なった時点で・ぐルスが出力される。そしてZ−80D
1111Aにはデータ転送を強制的に中断してシステム
パスの制御をCPUへ戻すRDY端子を設けているので
、とのRDY端子へ上記Z−80CTCOBカウンタの
出力を与える。とのようにすればトリが後、予めBカウ
ンタに設定したデータ量の転送を終了した時点でZ −
80DMAの動作を停止させることができる。このよう
にCPU 2 JとDMAG 22が時分割にパスを使
用するのでCPU 21の動作中i’l: DMAC2
2は停止状態にある。すなわちDMA022によるデー
タ転送は、CPU z 1がDMAC22にバスを明は
渡した後になされる。ここでDMAC22ヘパスが明は
渡された時点ですでにトリが信号が入力されていると、
CTC23のBカウンタが動作してメインメモリ24の
全域に〜巾変換器25のデシタル変換出力を書き終わら
ないうちにDMAC22が動作を停止してしまう不都合
を生じる。そこでCTC2JのCカウンタに予め所定の
値を設定し、DMAC22ヘパスが明は渡された後、い
変換器25のデジタル変換出力が上記Cカウンタの設定
値だけ転送されるまではトリガ動作を禁止するようにし
ている。
このような構成であれば先ずCTC’23のAツカ−1
)I R−h 台 1ノ A I’ −h r’y 1
t J l!、、:hシJq 31 Jq 4%定のデ
ータを設定する。そして、 DMAC11Jの転送モー
ドに関して、転送先のメモリの開始アドレス、転送量を
設定し、また転送モードは、 ′RDY端子ヘノ4ルス
信号を与えられるまでメインメモリへエンドレスかつル
ープ状にデータ転送を行なう繰シ返しモードとする。
次にcPU21はDMA(? 22ヘシステムパスを明
は渡し、φ変換器25のデシタル変換出力をメインメモ
リ24へ転送する。この時点では掃引ダート39の出力
は″IL#レベルでトリガ禁止状態にある。そしてDM
AC22によるデータ転送の開始後、 CTC2JのC
カウンタの設定量のデータ転送を行なうと、Cカウンタ
の出力、すなわちホールドオフ/4’ルスを掃引ダート
39へ与え、トリガ禁止を解除する。そしてトリガ信号
t 掃引? −トs yへ与えられるまでデジタル変換
出力のデータ転送がDMAC22によってなされる。そ
してトリガ信号が入力されると、掃引ゲート39の出力
は1#レベルになり、CTCJ 3のBカウンタは1サ
ンプルのデーター/J(斜暴式打る毎に・母ルス信号が
与えられる。またこのとき、同時にトリが禁止状態とな
る。そしてCTC23のBカウンタの設定量のデータ転
送を行なうと、Bカウンタ出力はDMAC22のRDY
端子ヘノクルス信号を与えて強制的にデータ転送を中断
し、CPU 21へ制御を戻す。またこのパルス信号は
掃引ダート39へも与えデータ転送の中断と同時にその
出力を“L”にする。
このようにして、時間軸レンジで設定した速さでトリガ
前後の波形をメインメモリ24へ記憶することができる
次にメインメモリ24の内容を表示する場合は、CPU
 21はDMAC22がデータ転送を中断した時点の直
後のデータを先頭とし、また必要に応じて補間、拡大等
の処理を行なう。そしでDMAC22のWAIT端子お
よびRDY端子を無効とし、かつ予め設定した転送量の
データ転送を終了すると自動的にCPU 21へ制御を
戻すブロック転送モードに設定し、表示メモリ34への
データ転送を準備する。
そしてCPU 21は処理を停止し、ストレージ波形表
示用掃引回路38のスイープエンドを待チ受ケ、スイー
プエンドになると同時にスイッチ30.31をオンして
DMACJ 2によシ表示のブランキング期間中にメイ
ンメモリ24のデータを高速に表示メモリ34へ転送す
る。表示メモリ34のアドレスバス33は、この高速の
データ転送時以外は常にアドレスカウンタ36に接続し
ている。そし−でCRTの表示波形はブランキング期間
中に転送するためにチラッキを生じることなく瞬時に新
たに取シ込んだ波形の表示を行なうことができる。そし
て表示波形は次回の波形データが表示メモリへ転送され
るまで継続して表示装置、たとえばCRTに表示される
第5図は表示データの転送と、CRTの表示動作を説明
する波形図である。すなわち、掃引信号による掃引動作
の開始とともにCRTの2軸へ信号を与えて輝度を高め
る。またこのとき、システムデータバス27、システム
アドレスノ4ス28と表示メモリデータパルス32、表
示メモリアドレスバス33とはスイッチ30 、、?J
によシ切離されている。したがって表示メモリ34の内
容の表示と同時にメインメモリ24へは〜生変換器25
の変換出力を順次に取込む。そしてメインメモリ24の
内容はCRTの2軸のBLANK期間中にDMAC22
によシ高速に表示メモリ34へ転送する。したがってC
PUは波形の取込み処理を終了するとBLANKLAN
外動作を停止し、BLANKLAN外るとDMACへ制
御を渡してDMA転送を実行する。そしてDMA転送が
終了すると再びCPUへ制御を戻し、次回の取込波形の
処理を行なう。
なおCPU 21は、時間軸レンジ等の設定値の読み込
み、〜Φ変換器25の変換出力の転送、DMAC22、
CTC23等の制御を行なうことは勿論である。
このようにすれば第1図に示すような従来のデノタルス
トレージオシロスコープに比して機能毎に専用回路を設
けるものに比して、殆どの機能をCPUを用いたプログ
ラムで実現でき全体の構成は著るしく簡単になる。さら
に種々の機能をプログラム制御で実現しているのでこの
プログラムを改良することによって、容易に機能を付加
することも可能である。したがって高機能でコストの低
減が可能であシ、さらに回路構成を変更することなく、
プログラムを改良することによって機能を付加すること
が可能になる。
第6図はCPU 21の動作を説明するフローチャート
で5TEP 1で「システム起動」を行ない、5TEP
 2で「時間軸レンジを読み込み」を行なう。
そして5TEP 2で読み込んだ時間軸レンジに基づい
て、5TEP 3でr CTCのAカウンタ、Bカウン
タ、Cカウンタに所定値を設定する」を行なう。
ここでCTC2JのAカウンタには5TEP 2で読み
込んだ時間軸レンジに対応したサンプルインターバルを
得られる分周比を設定する。またBカウンタにはトリガ
入力を与えられて掃引r−)が開いた後に転送されるサ
ンプル数を設定し、Cカウンタにはホールドオフのため
に必要なサンプル数を設定する。そして5TEP 4で
r DMACを繰り返しモードにして転送開始アドレス
、転送量を設定」を行なう。そしてDMAC22はCP
U、?Jによって設定されたサンプル数の転送を終了す
ると、直ちに転送開始アドレスを再び設定し、RDY信
号によって強制的に転送を停止させるまで、繰り返しデ
ータ転送を行なう繰シ返しモードに設定するとともに転
送開始アドレス、転送量の設定を行なう。そしてCPU
 2 JはDMAC22にシステムパスの制御を渡し、
次の5TEP 5で「IVD変換器からデータを読み込
んでメインメモリへ書き込む」を実行する。したがって
5TEP5ではDMAC22の制御によシA/l)変換
器25からデータを読み出しDMAC22に設定した転
送開始アドレスを起点としてメインメモリ24へ書き込
む。またシステムアドレスバス2 B ハDMkC22
によシ1サンプルのデータを転送する毎に自動的にイン
クリメントされ、また次の5TEP6でr CTCのC
カウンタをカウントダウン」を実行する。そして5TE
P 7で「Cカウンタはカウントアウトか?」を判定し
、NOであれば8TEP:5へ戻シ、YESであれば次
の5TEP 8を実行する。すなわち、5TEP 7の
判定結果がYESであればホールドオフ期間を経過した
ものとみなし、次のS’rEP 8を実行する。5TE
P 8では「〜小麦換器からデータを読み込んでメイン
メモリへ書込ム」を実行する。そしてこの5IP8では
1サングルデータの書込みを行なう毎に次の5TEP 
9で「トリガ信号は入ってきたか?」を判定し、NOで
5TEP 8へ戻シ、YESで次の5TEP 10を実
行する。
8TEP 10ではr h/D変換器からデータを読み
込んでメインメモリへ書込む」を実行する。そして5T
EP 10で1サンプルデータの書込みを行なう毎に、
次の5TEP 11でr CTCのBカウンタをカウン
トダウン」を実行する。そして5TEP12で「Bカウ
ンタはカウントアウトか?」の判定を行ないNoであれ
ば5TEP 10へ戻シ、YESであれば、Bカウンタ
がカウントアウトすると同時に、Bカウンタ出力により
DMAC22へRDY信号を与え強制的にデータ転送を
停止させシステムパスを(!PU 2 Jへ渡す。そし
て5TEP 13で「CPUが取込んだデータを処理す
る」を実行する。5TEP 13では!リディレイトリ
がのためにデータの配置替え、補間等の処理をCPU 
z Jによってメインメモリ24に取シ込んだデータに
対して行なう。このようなCPU 21による処理が終
了すると次の5TEP 14で「表示用掃引回路はスイ
ーゾエンドか?」を判定する。そしてSTgP 14の
判定結果がNOであれば再び5TEP 14の判定“へ
戻シ表示用掃引回路のスイーゾエンドを待ち受ける。そ
して5TEP 14の判定結果がYESになると次の5
TEP 15で、次回の掃引が始まるまでの輝線消去期
間中にDMAC22へシステムパスを渡し、処理したデ
ータを表示メモリ34へ転送する。なおこの場合、DP
ilIAC2Jは予め定められた転送量の転送を終了す
ると自動的に°システムノ々スヲcPU、?Jへ戻スプ
ロ、り転送モードで動作する。そして5TEP 15の
データ転送を終了すると再び5TEP 2へ戻シデータ
の取シ込みを再開する。
以上詳述したように本発明はアナログ入力信号をデジタ
ル信号に変換するA/l)変換器のデシタル出力をメイ
ンメモリへ転送するデータ転送およびメインメモリから
表示メモリへのデータ転送をダイレクトメモリアクセス
コントo−ラを用いてダイレクトメモリアクセスモード
で行なうとともにこのダイレクトメモリアクセスコント
ローラにおけるデータ転送の時間間隔、トリが入力を許
容するまでに転送するサングル数およびトリガ入力後に
取シ込むサンプル数をCPHによって制御される3個の
プログラマブルカウンタを有するカウンタタイマコント
ローラで行なうようにしたものである。したがって全体
の構成が簡単でしかもプログラムの改良によって機能の
変更、付加を行なえ高機能でコストの安価なストレージ
オシロスコープを提供スることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のストレージオシロスコープの一例を示す
ブロック図、第2図は本発明の一実施例を示すプロ、り
図、第3図、第4図は第2図に示すストレージオシロス
コープの動作を説明する図、第5図は第2図に示すスト
レージオシロスコープの動作を説明する波形図、第6図
は第2図に示すストレー・ジオシロスコープの動作を説
明する70−チャートである。 2ノ・・・CPU、2.?・・・DMAC、23・・・
CTC,24・・・メインメモリ、25・・・A/i)
変換器、34・・・表示メモリ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 アナログ入力信号をデジタル信号に変換する〜Φ変換器
    と、 とのA/l)変換器から出力するデジタル変換出力およ
    びデータ処理を行なったデータを記憶するメインメモリ
    と、 このメインメモリから転送したデータを記憶する表示メ
    モリと、 この表示メモリの内容を表示する表示装置と、上記の変
    換器の出力をメインメモリへ転送するデータ転送および
    メインメモリの内容を表示メモリへ転送するデータ転送
    をダイレクトメモリアクセスモードで制御するダイレク
    トメモリアクセスコントローラと、 このダイレクトメモリアクセスコントローラで〜小麦換
    器からメインメモリへデータを転送する時間間隔および
    ダイレクトメモリアクセスコントローラへシステムパス
    の制御権を移した後にトリが入力を許容するまでに転送
    するサンプル数さらにトリが入力を与えられた後に取シ
    込むサンプル数を設定する3個のグログラマブルカウン
    タを有するカウンタタイマコントローインメモリへ取シ
    込んだデータを処理するCPUとを具備するストレージ
    オシロスコープ。
JP10270984A 1984-05-23 1984-05-23 ストレ−ジオシロスコ−プ Pending JPS60247172A (ja)

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