KR20000032202A - 디지털 오실로스코프의 오토스케일방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 오실로스코프의 오토스케일방법에 관한 것으로 디스플레이모드 전환시 마다 사용자가 채널의 온/오프스위치를 조작해야 하는 불편함을 해결한 것이다. 이를 위해 오토스케일시 입력신호의 유무를 판단하는 부분을 추가하여 채널의 온/오프상태를 사용자가 아닌 오실로스코프 내부적으로 자동으로 판단하게 한다. 따라서 본 발명에 따른 오토스케일방법은 입력신호의 유무를 검사하여 채널의 온오프상태를 결정하는 과정과, 상기 채널의 온오프상태에 따라 써칭진폭 및 써칭주기를 설정하는 과정과, 입력신호의 진폭 및 주기를 검사하여 상기 써칭진폭 및 써칭주기 범위내에 존재하도록 볼트퍼디비젼과 타임베이스를 조정하는 과정으로 이루어진다. 본 발명을 디지털 오실로스코프에 적용하면 사용자는 디스플레이모드 전환시에 채널의 온/오프스위치를 조작할 필요가 없어 편리하다.

Description

디지털 오실로스코프의 오토스케일방법

본 발명은 디지털 오실로스코프(Oscilloscope)의 오토스케일(Autoscale)방법에 관한 것으로 특히, 입력신호의 상태에 따라 능동적으로 오토스케일하는 방법에 관한 것이다.

오토스케일은 오토트래킹(Auto Tracking)이라고도 하며 입력신호의 상태를 지속적으로 감시하여 진폭 및 주기를 관측이 용이하도록 재조정하는 것을 말한다. 따라서 사용자는 입력신호가 변화할 때마다 진폭이나 주기를 조정하기 위해 볼트퍼디비젼(VOLT/DIV)과 타임베이스(TIME BASE)를 조정할 필요가 없는 아주 편리한 기능이다.

이 오토스케일이 어떻게 이루어지는지 먼저 종래의 방법을 도1을 참조하여 설명한다.

도1은 종래의 오토스케일회로를 기능별로 묶어 블럭으로 도시한 것이다. 도1을 살펴보면, 주기·진폭선택부(10)가 있고, 이 선택부(10) 다음단에는 주기·진폭검사부(20)가 있다.

상기 주기·진폭선택부(10)는 입력신호의 써칭주기(Searching Period) 및 써칭진폭(Searching Amplitude)을 설정하는 부분이고, 주기·진폭검사부(20)는 입력신호(Input Signal)의 주기와 진폭을 검사하는 부분이다.

그리고 주기·진폭검사부(20)의 다음단에는 주기·진폭검사부(20)의 검사결과를 토대로 입력신호가 상기 써칭주기 및 써칭진폭의 범위내에 존재하도록 입력신호의 주기 및 진폭을 조정(調整)하는 주기·진폭조정부(30)가 있다.

오토스케일회로를 기능별로 나눠보면 이상과 같이 크게 주기·진폭선택부(10), 주기·진폭검사부(20), 주기·진폭조정부(30)로 나눌 수 있다.

상기 구성에 의한 오토스케일방법을 도2의 흐름도를 참조하여 설명한다.

일단 주기·진폭선택부(10)에서는 사용자에 의해 결정된 채널(Channel)의 온(on)/오프(off)상태(Input Channel Status)를 검사한다.(40단계)

오실로스코프에는 보통 채널이 2개 있다. 채널1(CH1)과 채널2(CH2)가 그 것이며, 일단 오실로스코프내의 CPU에서는 두 채널의 온/오프상태를 검사한다.

검사결과 온인 채널이 1개일 경우에는 써칭진폭을 2.3~5.7DIV로 결정하고, 나머지 경우 즉, 온인 채널이 2개일 때는 써칭진폭을 1.1~2.8DIV로 설정한다. 또한, 써칭주기는 2~8주기로 설정한다.(50단계)

채널이 온이면 채널을 통해 입력되는 신호가 오실로스코프의 화면상에 디플레이(display)되고, 채널이 오프이면 디스플레이되지 않는다. 두 채널 모두 온일 때는 한 화면에 2개의 파형을 디스플레이해야 하므로 입력신호의 진폭을 축소해야만 두 파형을 겹치지 않고 디스플레이할 수 있다. 그렇기 때문에 한 채널만 온일 때는 두 채널 모두 온일 때보다 진폭을 크게 하여 사용자가 파형관측을 더욱 용이하게 할 필요가 있다.

그러나 주기는 한 채널의 파형만 보일 때나 두 채널 모두의 파형을 보일 때나 변함없다. 따라서 오토스케일시 써칭주기는 채널의 온/오프상태에 관계없이 2~8주기로 설정한다.

다음으로, 주기·진폭검사부(20)에서는 온상태인 채널의 입력신호의 진폭을 검사하여, 입력신호의 진폭이 상기 주기·진폭선택부(10)에서 설정한 2.3~5.7DIV 또는 1.1~2.8DIV 범위내에 존재하도록 진폭을 변화시키기 위한 볼트퍼디비젼값을 산출한다.(60단계) 또한, 온상태인 채널의 입력신호의 주기를 검사하여 입력신호의 주기가 상기 주기·진폭선택부(10)에서 설정한 2~8주기내에 존재하도록 타임베이스(TIME BASE)값을 산출한다.(70단계)

입력신호의 주기 및 진폭을 검사하는 방법은 아날로그 투 디지털 컨버터(ADC)를 이용하여 이루어진다. 디지털 오실로스코프의 경우는 모든 입력신호를 ADC를 이용하여 디지털 데이터로 저장하므로 신호를 자유롭게 가공할 수 있고 사용자에게 여러 가지 신호에 대한 정보를 제공할 수 있는 것이 장점이다. 따라서, 입력신호를 디지털 데이터로 변환하여 CPU에서 데이터를 분석하므로써 입력신호의 주기 및 진폭을 검사하고, 앞서 주기·진폭선택부(10)에서 설정된 써칭주기와 써칭진폭과의 오차(볼트퍼디비젼값, 타임베이스값)를 산출한다.

다음으로, 주기·진폭조정부(30)에서는 주기·진폭검사부(20)에서 산출한 볼트퍼디비젼값과 타임베이스값을 입력신호에 적용한다.(80단계)

상기 볼트퍼디비젼값과 타임베이스값을 적용하는 방법은 디지털 투 아날로그 컨버터(DAC)를 이용한다. 즉, CPU에서는 상기 볼프퍼디비젼값과 타임베이스값을 DAC를 이용하여 아날로그량으로 변환시킨 다음, 감쇠기로 입력시킨다. DAC의 출력이 감쇠기로 입력되면 입력신호의 진폭과 주기가 변화하여, 입력신호는 상기 써칭주기와 써칭진폭의 범위에 들어온다. 이렇게 하므로써 입력신호의 진폭과 주기가 변화되고, 화면상에는 적당한 크기의 파형으로 디스플레이된다.

그러나 이상의 오토스케일방법은 입력신호의 상태를 고려하지 않고 채널의 온/오프상태에 따라서 오토스케일하므로 실제 신호가 입력되고 있는 채널을 사용자가 오프했을 경우에 이 채널을 통해 입력되는 신호는 오토스케일될 수 없다. 따라서, 채널1만 온인 상태에서 채널2의 입력신호도 동시에 관찰하고 싶을 때는 제2프로브(probe)에 제2의 입력신호원을 연결하고, 채널2를 온시켜야 하는 불편함이 있다. 즉, 상기와 같은 디스플레이모드 전환에 따라 사용자가 스위치를 조작해야 하는 불편함이 따른다.

따라서 본 발명의 목적은 디지털 오실로스코프에서 디스플레이모드 전환에 따른 스위치조작의 불편함을 해결하는데 있다.

도1은 종래의 오토스케일회로 블럭도.

도2는 종래의 오토스케일방법에 따른 흐름도.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 오토스케일회로 블럭도.

도4는 본 실시예에 따른 오토스케일방법의 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 주기·진폭선택부 20 : 주기·진폭검사부

30 : 주기·진폭조정부 90 : 입력신호판단부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 디지털 오실로스코프의 오토스케일방법은, 입력신호의 유무를 검사하여 채널의 온오프상태를 판단하는 과정과, 상기 채널의 온오프판단에 따라 써칭진폭 및 써칭주기를 설정하는 과정과, 입력신호의 진폭 및 주기를 검사하여 입력신호가 상기 써칭진폭 및 써칭주기 범위내에 존재하도록 볼트퍼디비젼과 타임베이스를 조정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 도3의 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 실시예에 따른 오토스케일회로의 구성을 블럭으로 도시한 것이다. 도3을 살펴보면, 입력신호판단부(90)가 있고, 이 입력신호판단부(90)의 다음단에는 주기·진폭선택부(10)가 있다.

상기 입력신호판단부(90)는 입력신호의 유무를 판단하기 위한 부분이다. 그리고 주기·진폭선택부(10)는 입력신호의 써칭주기 및 써칭진폭을 설정하는 부분이다.

상기 주기·진폭선택부(10)의 다음단에는 주기·진폭검사부(20)가 있고, 이 주기·진폭검사부(20)의 다음단에는 주기·진폭조정부(30)가 있다.

상기 주기·진폭검사부(20)는 입력신호의 주기와 진폭을 검사하여 입력신호를 써칭주기 및 써칭진폭의 범위내에 존재시키기 위한 볼트퍼디비젼값과 타임베이스값을 산출한다. 그리고 주기·진폭조정부(30)는 상기 주기·진폭검사부(20)에서 산출한 볼트퍼디비젼값과 타임베이스값을 감쇠기에 적용하여 입력신호를 적당히 감쇠 또는 증폭시키는 부분이다.

이상 설명한 바와 같이 주기·진폭선택부(10), 주기·진폭검사부(20), 주기·진폭조정부(30)는 종래와 동일한 기능을 수행한다.

상기 구성을 토대로 본 실시예에 따른 오토스케일방법을 도4의 흐름도를 참조하여 설명한다.

일단 입력신호는 입력신호판단부(90)로 입력된다. 이 입력신호판단부(90)는 신호의 진폭을 검사하여 신호존재의 유무를 판단하는 부분이다. 입력신호의 진폭이 0.2DIV을 초과한 경우에는 입력신호판단부(90)는 채널상에 신호가 존재하는 것으로 판단하고, 신호의 진폭이 0.2DIV 이하인 경우는 신호가 없는 것으로 판단한다.(100단계)

다음으로, 입력신호판단부(90)는 상기 검사결과를 토대로 신호가 존재하면 그 채널은 내부적으로 온으로 설정하고, 신호가 없으면 채널을 오프로 설정한다.(110단계)

종래에는 사용자가 선택한 채널의 온/오프상태에 따라 바로 입력신호의 써칭진폭 및 써칭주기를 설정하였지만, 본 실시예에서는 입력신호의 유무를 판단하는 부분 즉, 입력신호판단부(90)를 추가하여 채널의 온/오프상태를 자동으로 판단하도록 하였다. 그러므로 사용자가 디스플레이모드 전환때 마다 스위치조작을 하지 않아도 자동으로 오토스케일이 가능하다.

다음으로, 상기 입력신호판단부(90)에서 설정한 채널의 온/오프상태에 따라 주기·진폭선택부(10)에서는 써칭진폭 및 써칭주기를 설정한다.(120단계)

이 과정은 종래와 동일하게 두 채널 중 한 채널만이 온일 때는 써칭진폭을 2.3~5.7DIV로 설정하고, 나머지 경우 즉, 두 채널 모두 온이거나 오프일 때는 써칭진폭을 1.1~2.8DIV로 설정한다. 그리고 써칭주기는 채널의 온/오프상태에 관계없이 2~8주기로 설정한다. 이렇게 써칭주기와 써칭진폭을 설정하는 이유는 사용자가 입력신호의 파형을 가장 잘 관측할 수 있는 배율로 디스플레이하기 위한 것이다. 상기와 같이 써칭주기와 써칭진폭을 설정할 경우 오실로스코프의 CRT화면상에는 입력신호의 파형이 1.1~2.8DIV 또는 2.3~5.7DIV의 진폭과 2~8주기를 가지고 디스플레이된다.

다음으로, 주기·진폭검사부(20)는 온상태인 채널의 입력신호를 검사하여 앞서 주기·진폭선택부(10)에서 설정한 써칭진폭과 써칭주기의 범위내로 입력신호를 위치시키기 위한 볼트퍼디비젼값과 타임베이스값을 산출한다.(130단계)

이 과정은 ADC와 CPU에 의해 이루어진다. ADC에 의해서 입력신호는 디지털값으로 변환된다. 그리고 CPU는 ADC가 출력한 디지털값으로부터 입력신호의 진폭과 주기를 계산한다. 이미 써칭진폭과 써칭주기는 설정된 상태이므로 입력신호의 진폭과 주기를 써칭진폭과 써칭주기를 비교하여 오차를 계산한다. 그리고 입력신호의 진폭을 써칭진폭 범위내로 위치시키기 위해 필요한 감쇠기에서의 감쇠량 또는 증폭량을 계산한다. 이 값은 볼트퍼디비젼값이 되고, 이와 유사하게 입력신호의 주기도 써칭주기내로 위치시키기 위해 필요한 타임베이스값을 계산한다.

다음으로, 주기·진폭조정부(30)는 상기 주기·진폭검사부(20)에서 산출한 볼트퍼디비젼값과 타임베이스값을 DAC를 통해 감쇠기에 적용하여 입력신호의 진폭 및 주기를 변화시킨다.(140단계)

디지털값인 볼트퍼디비젼값과 타임베이스값이 DAC로 입력되면 아날로그값으로 변환된다. 그리고 이 아날로그값이 감쇠기에 입력되면 감쇠비에 변화가 생기고 따라서, 입력신호의 진폭과 주기를 써칭진폭과 써칭주기의 범위내로 끌어들이는 방향으로 감쇠와 증폭이 진행된다.

이상과 같은 과정을 통하여 오실로스코프의 화면상에는 관측에 최적인 파형이 디스플레이된다.

이상 본 발명에 따른 디지털 오실로스코프의 오토스케일방법은 입력신호의 유무를 판단하는 과정을 추가하여 채널의 온/오프상태를 자동으로 판단하므로써 사용자가 디스플레이모드 전환시 마다 채널을 온/오프시키지 않아도 된다. 따라서, 채널1만 관측하던중 채널2도 동시에 관측하고 싶을 때는 프로브를 제2의 피측정점에 연결만 하면, 채널2를 사용자가 온시키지 않아도 자동으로 오토스케일되어 채널1과 채널2를 동시에 관측할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 오토스케일방법을 디지털 오실로스코프에 적용하면 사용자가 스위치조작을 할 필요가 없으므로 편리하다.

Claims (1)

1. 입력신호의 유무를 검사하여 채널의 온오프상태를 판단하는 과정과,

   상기 채널의 온오프판단에 따라 써칭진폭 및 써칭주기를 설정하는 과정과,

   입력신호의 진폭 및 주기를 검사하여 입력신호가 상기 써칭진폭 및 써칭주기 범위내에 존재하도록 볼트퍼디비젼과 타임베이스를 조정하는 과정을 포함하는 디지털 오실로스코프의 오토스케일방법.