JPS6346848Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案はアナログ信号をデジタル信号に変換し
てメモリにストアするデジタルストレージオシロ
スコープに係り、特にサンプルインターバルジツ
タの減少に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

従来アナログ信号をCRT管面に表示する波形
記憶オシロスコープでは、たとえばストレージ形
CRTを用いて、表示波形をCRT管面に蓄積する
ようにしたものがある。しかしながらこのような
ものでは波形の蓄積時間も短かくしかも特殊な
CRTを必要とすることになる。

このため近時、アナログ信号をデジタル信号に
変換して半導体メモリ等に記憶し、この記憶内容
を随時に取り出して再びアナログ信号に変換して
表示する、所謂デジタルストレージオシロスコー
プが開発されている。

ところでこのようなオシロスコープではトリガ
点以前の事象の観測を行なうプリデイレイトリガ
機能を備えている。このプリデイレイトリガ機能
を実現するためにはトリガ信号に係わらず常に入
力信号をデジタル変換し、この変換出力をメモリ
へ順次、かつ繰り返し記憶させる。そしてトリガ
点以後、たとえば予め設定した数の変換出力をメ
モリへ記憶させた後にメモリの記憶内容の書換え
を停止する。一方、アナログ信号の周波数と、こ
のアナログ信号をデジタル信号に変換するアナロ
グ−デジタル変換器（以後Ａ／Ｄ変換器という）
のサンプリング動作を制御するサンプリングクロ
ツクとは非同期である。したがつて、同一波形を
繰り返して表示する場合、第２図に示すように最
大値がサンプリングクロツクの周期に等しいサン
プリングインターバルのジツタが発生する。すな
わち第２図ａはサンプリングクロツクScで一定
周期のパルス信号である。そして第２図ｂ、第２
図ｃはそれぞれ１回目および２回目の入力信号波
形である。ここで上記サンプリングクロツクSc
と入力信号とは非同期の関係にあるので第２図ｂ
に示す１回目の入力信号および第２図ｃに示す２
回目の入力信号に対する図示破線で示すトリガレ
ベルSuとの各交点の時間的な関係にずれを生じ、
観測波形の横揺れ、すなわちジツタを生じること
になる。したがつてこのジツタ幅Ｗは最大、サン
プリングインターバルとなる。なお第２図ｄ，ｅ
はそれぞれ１回目および２回目の入力信号に対し
て発生するトリガ信号、第２図ｆ，ｇはそれぞれ
１回目および２回目の信号取込ゲートの出力信号
でこの信号が“Ｈ”レベルになる波形を取り込む
ためのゲートを開く。

そして第３図、第４図および第５図はデジタル
ストレージオシロスコープにおける管面上の表示
波形とサンプリング点との関係を示す図である。
ここで管面上のサンプリング点の数は第３図で21
点、第４図で11点、第５図では６点である。

すなわち、このようなオシロスコープで生じる
ジツタは管面上のサンプリング点の数が多けれ
ば、たとえば1div当り100点であれば、そのジツ
タ幅Ｗは1/100divとなり極めて微小でほとんど問
題とならない。しかしながら高速掃引レンジで、
特にＡ／Ｄ変換器の変換速度を補うために補間等
の手段を用いて拡大表示を行なうような場合は、
サンプリング点の密度は倍率に反比例して低下す
る。このためジツタ幅Ｗは倍率に比例して増加
し、この値Ｗがアナログ信号の半周期に近い値に
なると、あたかもトリガが外れたようになる。

ところでサンプリングインターバルを決定する
サンプリングクロツク信号に対してトリガ信号は
非同期性のために、サンプリングインターバル中
にトリガ信号はランダムに発生することになる。

〔考案の目的〕

本考案は上記の事情に鑑みてなされたものでア
ナログ信号の周波数に係わらず安定にトリガ動作
を行なうことができるデジタルストレージオシロ
スコープを提供することを目的とするものであ
る。

〔考案の概要〕

本考案はトリガ信号が予め設定した周波数より
も高い周波数では全て有効とし、この周波数より
も低い周波数ではサンプリングクロツク信号の微
分パルス幅の時間内のトリガ信号だけを有効とす
ることによりジツタを除去することを特徴とする
ものである。

〔考案の実施例〕

以下本考案の一実施例を第１図に示すブロツク
図を参照して詳細に説明する。

第１図において、１はアナログ信号を増幅する
図示しない垂直増幅器の出力から抽出したトリガ
信号Tsを周波数に応じた電圧に変換する周波数
−電圧変換器（以下Ｆ／Ｖ変換器という）であ
る。そしてこのＦ／Ｖ変換器１の出力をコンパレ
ータ２で基準電圧Vsと比較し、この比較出力に
よりスイツチ３をオン・オフ制御する。一方スイ
ツチ３にはアナログ信号をデジタル信号に変換す
る図示しないアナログ−デジタル変換器の動作を
制御するサンプリングクロツク信号Scを微分回
路４で微分して与える。

ここでＦ／Ｖ変換器１の出力電圧はトリガ信号
Tsの周波数に比例して高くなり、かつこの電圧
が基準電圧Vsを越えるコンパレータ２の比較出
力は“Ｈ”レベルになりスイツチ３をオフするよ
うにしている。すなわちトリガ信号の周波数が予
め設定した周波数を越えるとスイツチ３はオフす
る。そしてスイツチ３の出力を掃引ゲート回路５
へトリガ有効信号Taとして与える。一方、この
掃引ゲート回路５にはトリガ信号Tsを与え、こ
のトリガ信号Tsの有効または無効をトリガ有効
信号Taによつて制御する。さらに掃引ゲート回
路５の出力により図示しないＡ／Ｄ変換器のデジ
タル変換出力を記憶する半導体メモリのアドレス
指定を行なうアドレスカウンタのカウント動作を
許容するようにしている。そして上記アドレスカ
ウンタのカウント値に同期して水平掃引を行ない
かつ各アドレスに記憶したデータをデジタル−ア
ナログ変換器でアナログ変換して垂直軸へ与え表
示するようにしている。

なおスイツチ３の出力にはプルアツプ抵抗６を
介挿して“Ｈ”レベルにプルアツプしている。

このような構成における動作を第６図に示す波
形図を参照して説明すると、トリガ信号Ts（第６
図ａ）が予め設定した周波数よりも低い領域では
Ｆ／Ｖ変換器１の出力電圧は低く、それによつて
コンパレータ２の出力電圧（第６図ｂ）は“Ｌ”
レベルである。したがつてスイツチ３はオフし、
掃引ゲート回路５へ与えるトリガ有効信号Ta（第
６図ｅ）はプルアツプ抵抗６により“Ｈ”レベル
に保たれる。したがつて、全てのトリガ信号Ts
は有効となり該トリガ信号Tsに応動して図示し
ないアドレスカウンタのカウント動作がなされ水
平掃引を行なう。なおアドレスカウンタで指定さ
れたアドレスから読み出したデータをアナログ変
換して垂直軸へ与えて上記水平掃引に同期して表
示することは勿論である。

また上記トリガ信号Tsの周波数が設定値を越
えるとＦ／Ｖ変換器１の出力電圧は高くなりそれ
によつてコンパレータ２の出力電圧は“Ｈ”レベ
ルとなる。したがつてスイツチ３はオンして微分
回路４から微分出力（第６図ｄ）が出力される期
間のみトリガ有効信号は“Ｈ”レベルでトリガ信
号Tsを有効とする。

すなわちトリガ信号Tsの周波数が設定周波数
よりも低いときは全てのトリガ信号を有効とする
がこの場合はトリガ動作の周期が長く管面上のサ
ンプリング点の密度も高いのでジツタはほとんど
問題とはならない。

これに対してトリガ信号Tsの周波数が設定周
波数よりも高くなると、サンプリングクロツクの
微分パルス幅の時間内のトリガ信号Tsのみを有
効とすることによりサンプリングクロツクに同期
させジツタを減少させることができる。

したがつて、トリガ信号Tsの周波数が設定し
た周波数よりも低く、管面上のサンプル数が多く
ジツタは問題とはならないが、トリガ動作が不安
定になり易い場合は、全てのトリガ信号を有効と
することによつて安定にトリガが動作を行なうこ
とができる。

また、トリガ信号Tsの周波数が設定した周波
数よりも高くジツタが問題となる場合は、サンプ
リングクロツクの微分パルス幅の時間内のトリガ
信号Tsだけを有効としてジツタを除去すること
ができる。

なお単発パルスの観測を行なう単掃引モードで
は全てのトリガ信号Tsを有効として待ち受けす
ることは勿論である。

第７図は第１図と同一部分に同一符号を付与し
て示す具体的な回路例である。すなわちインバー
タ１１の入力側にCR微分回路１２、出力側にCR
積分回路１３を介挿してＦ／Ｖ変換器１を構成す
る。そしてこのＦ／Ｖ変換器１の出力をコンパレ
ータ２兼スイツチ３として動作するNANDゲー
ト２１へ与える。一方サンプリングクロツクSc
をNORゲート４１の一方の入力へは直接、他方
の入力へはインバータ４２およびCR積分回路４
３を介して与え微分回路４を構成する。そして上
記NORゲート４１の出力を上記NANDゲート２
１の他方の入力へ与え、このNANDゲート２１
の出力を掃引ゲート回路５を構成するJKフリツ
プフロツプ５１のＪ端子へ与える。このフリツプ
フロツプ５１のクロツク端子CLKにはトリガ信
号Tsを直接与え、プリセツト端子PRは電源＋
Ｖ，Ｋ端子は基準電位にそれぞれ接続する。そし
てこのフリツプフロツプ５１のＱ端子からカウン
ト開始信号を得ることができる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によればトリガ信号の周波
数が設定周波数よりも低いときは全てのトリガ信
号を有効とし、高いときはサンプリングクロツク
の微分パルス幅の時間内のトリガ信号だけを有効
としたものである。したがつて、上記設定周波数
よりも低い周波数のトリガ信号に対しては安定な
トリガ動作を行なえ、高い周波数ではジツタを除
去し高品位に信号波形の表示を行なえるデジタル
ストレージオシロスコープを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロツク図、
第２図ａ〜ｇはデジタルストレージオシロスコー
プにおけるジツタを説明する波形図、第３図、第
４図、第５図はそれぞれジツタの生じたCRT管
面の表示例を示す図、第６図ａ〜ｅは第１図に示
す実施例の動作を説明する波形図、第７図は本考
案の具体例を示す回路図である。 １……周波数−電圧変換器、２……コンパレー
タ、３……スイツチ、４……微分回路、５……掃
引ゲート回路、６……プルアツプ抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アナログ信号をデジタル信号に変換してメモリ
   に記憶しこのメモリの記憶内容を読み出してアナ
   ログ信号に変換して表示するものにおいて、上記
   アナログ信号から抽出したトリガ信号を周波数に
   応じた電圧に変換する周波数−電圧変換器と、こ
   の周波数−電圧変換器の出力電圧を予め設定した
   基準電圧と比較するコンパレータと、上記アナロ
   グ信号をデジタル信号に変換するサンプリング動
   作を制御するサンプリングクロツクを微分する微
   分回路と、上記コンパレータの比較出力により開
   閉制御され上記アナログ信号の周波数が上記基準
   電圧に対応する周波数よりも高い周波数ではオン
   して上記微分回路の微分信号を出力し、低い周波
   数ではオフするスイツチと、このスイツチの出力
   を与えられオン時は上記微分回路の微分パルス幅
   の期間のトリガ信号だけを有効としオフ時は全て
   のトリガ信号を有効としてそれぞれ掃引動作を許
   容する掃引ゲート回路とを具備するデジタルスト
   レージオシロスコープ。