JPH02265305A - 波形発生装置 - 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、波形発生装置に関するものであり、詳しくは
、波形の立ち上がり時間および立ち下がり時間の制御に
関するものである。

〈従来の技術〉 第８図は、ビデオ信号における色差信号の一例を示す波
形図である。

このような波形は、例えば波形データをＤ／Ａ変換器に
加えることによりデジタル的に発生させることができる
。

ところで、このようにデジタル的に波形を発生させる装
置において、波形の立ち上がり時間あるいは立ち下がり
時間を変化させる方法として、波形データ生成の際にデ
ジタルフィルタにより所望の帯域制限をかけることが行
われている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、このような従来の方法によれば、可変デジタル
フィルタを設計してフィルタリング処理を行う処理部を
組み込まなければならない。

また、Ｄ／Ａ変換器を用いているので扱う波形データは
有限でしかも周期的である。このような波形データに対
してデジタルフィルタとしてＦＩＲ型のフィルタを用い
る場合、帯域の狭いローバスフィルタ特性を得るなめに
は高い次数が必要になり、長い演算処理時間が必要にな
るとともに、波形データ数が比較的少ない場合には充分
な特性を得ることができない、一方、デジタルフィルタ
としてＩＩＲ型のフィルタを用いる場合、次数は低くな
って演算処理時間は短くなるが、波形データの初期値の
影響はいつまでも残ることになる。

本発明は、このような点に着目したものであり、その目
的は、デジタルフィルタを用いることなく比較的短時間
の演算処理で出力波形の立ち上がり時間および立ち下が
り時間の制御が行える波形発生装置を提供することにあ
る。

く課趙を解決するための手段〉 本発明の波形発生装置は、 立ち上がり（立ち下がり）時間データを含まない形態で
原波形データが格納された第１の波形メモリと、 この第１のメモリから読み出される波形データに対して
立ち上がり（立ち下がり）時間データに基づく３次のス
プライン補間処理を施すデータ処理部と、 このデータ処理部で演算された波形データを格納する第
２の波形メモリと、 この第２のメモリから読み出される波形データをアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器、とで構成されたことを
特徴とする。

く作用〉 本発明において、出力波形の立ち上がり時間および立ち
下がり時間は３次スプライン補間処理のパラメータとし
て直接設定される。そして、このようにして得られる波
形出力は原波形データか３次スプライン補間されたもの
であって原波形データとの接続は滑かになり、微分値が
連続になることから不要な高周波の発生はなく、自然な
波形が得られる。

〈実施例〉 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１のメモリ１には、立ち上がり（立ち下がり）時間デ
ータを含まない形態で前述第８図に示すような原波形デ
ータが格納される。この第１のメモリ１に格納されてい
る原波形データはデータ処理部２に読み出される。デー
タ処理部２は、第１のメモリ１から読み出される波形デ
ータに対して立ち上がり（立ち下がり）時間データに基
づく３次のスプライン補間処理を施す、このデータ処理
部２で３次のスプライン補間処理が施された波形データ
は第２のメモリ３に格納される。この第２のメモリ３に
格納された波形データはＤ／Ａ変換器４に読み出されて
アナログ信号に変換される。このＤ／Ａ変換器４で変換
されたアナログ信号はローパスフィルタ５を介して外部
に出力される。

このように構成された装置の動作を説明する。

３次のスプライン補開式とは、点Ｘ　＋　ｌ　Ｘ　２　
＋−・−、ＸｔＬ　（Ｘ、＜Ｘ２　＜−＜ｘｘ　）に対
してｙ。

−＋ｆ（ｘ７　）　（ｉ＝１．２．−、ｎ）が与えられ
ているとき、以下の条件を満たす関数５（ｘ）をいう。

■区間［Ｘｉｒ　Ｘ　Ｌ　ヤ＋　］　（！＝’１，２．
・・・、ｎ−１）で、５（ｘ）は、次の３次式で表され
る。

５（ｘ）＝ｆ（ｘｔ　　）十ｃ　　ｔ　＋　　（ｘ−ｘ
Ｌ　）＋ｃ　　、　　２　（ｘ−ｘ、　　）　　’＋ｃ
ｔ　３　（ｘ−ｘｉ）　’　　　　　　　　　−Ｃ＋）
■Ｓ（×）の１次導関数Ｓ’（Ｘ）および２次導関数Ｓ
°゛（×〕は全区間で連続する。

■Ｓ（ｘ　４　）＝ｆ（ｘ　７　）　（ｉ＝１．２．−
、ｎ＞Ｘｉにおける５（Ｘ）の２次微係数をＨｌとする
と、ＩＸｊ、Ｘｉｒｌで２次導関数Ｓ”　（ｘ）は、（
１”１＋Ｌ　　””＋ｎ−１）　　＋　　ｈ　ｔ　　＝
Ｘｔ　　＋　１　−Ｘｔになる。この２次導関数Ｓ”（
ｘ）を積分し、■から上式から、右方微係数３＋’（Ｘ
ｊ）は、・・・（３） になり、左方微係数ｓ−’（ｘ、）は、・・・（４） になる。

また、（１）式における係数Ｃｊｌ＋Ｃｊ２＋Ｃｊにな
る。

次に、レベルの異なる２つの直流データを接続するスプ
ラインについて説明する。第２図に示すようなレベルの
興なる２つの直流レベルＶ１．Ｙ２を区間［Ｘ＋　＋×
２１で滑かに接続するスプライン関数式Ｓ（×）を求め
る。

まず、演算を簡略化するために、 データ数ｎ＝２ （Ｘ＋　、ｙ＋　）＝［０１Ｏ） （Ｘ２　、Ｖ２　）＝（１，１）　　　　　　　　　・
・・（条件１）とする、また、端条件は、 ｓ　＋’（Ｘ　２　）＝　Ｏ ｓ　−’（ｘ　、　）＝　Ｏ・・・（条件２）である。

これら条件１，２を第（３）　、　（４）式に代入して
整理すると、 ２　Ｍ　＋　十Ｍ　２　＝　６ Ｍ、＋２Ｍ２＝−６ になり、これらから、 Ｍ？　＝６．　Ｍ２　＝−６ が得られる。さらに、これらと第（５）式から、Ｃ，＋
　＋　＝０．　Ｃｔ　ｘ　＝３．　Ｃ１３＝　　２にな
り、第２図の５（ｘ）は、 ５（ｘ）＝−２ｘコ＋３ｘ　２・１Ｇ）になる。

同様に、立ち下がり（Ｖ２　〈ｙ＋　）の場合は、５（
Ｘ）＝２Ｘ　’　−３ｘ　２＋ｔ　　　　　　　　　　
　−（７）になる。

このように５（ｘ）が数式で表現されることから、第３
図に示すようにその１０％−９０％レベルで規定される
立ち上がり時間（ｂ−ａ）も３次式を解くことで求める
ことができる。

すなわち、第３図の時刻ａは５（ｘ）＝０．１を解くこ
とによりａ＝０．１９５８になり、時刻すは５（Ｘ）＝
０．９を解くことによりｂ＝０．８０４２になって、こ
の場合の立ち上がり時間は区間［０，１］に対してｂ−
ａ＝０．６０８４ニなる。この比率は、区間幅およびｙ
軸しベル差が変化しても変化しない、逆に、（ｂ−ａ）
をＴとすると、区間幅は１．６４４Ｔと表せる。

これらから明らかなように、立ち上がり時間Ｔを指定し
た場合、１．６４７の区間幅で３次スプライン補間を行
うことにより、第４図に示すように所望の立ち上がり時
間の波形を得ることができる。

第１図のデータ処理部２の処理内容を説明する。

なお、以下の説明では立ち上がり時間について述べるが
立ち下がり時間についても同様である。

まず、ユーザーは、第８図に示すような所望の直流レベ
ルを持った原波形データを立ち上がり時間を考慮しない
で作成し、メモリ１に格納する。

次に、所望の立ち上がり時間Ｔ（第４図参照）を設定す
る。・これは、帯域制限をすることに相当する。

データ処理部２は原波形データを走査し、立ち上がりを
発見するとその時点の前後０．８２Ｔの区間（区間幅１
．６４Ｔ、第４図参照）において第５図に示すような３
次スプライン補間を行う、ここで、立ち上がり時のスプ
ライン補間式は第（６）式になって、立ち下がり時のス
プライン補間式は第（７）式になる。このようにして生
成される波形データの立ち上がり時間はＴになる。

スプライン補間処理が施された波形データはＤ／Ａ変換
器４に加えられてアナログ信号に変換される。ここで、
ＤＡ変換に伴う階段波変換出力波形現象は、ローパスフ
ィルタ５として適切な特性のものを選定することにより
解消できる。

第６図はこのような一連の処理の流れを示すフローチャ
ートであり、（Ａ＞は全体の処理の流れを示し、（Ｂ）
は（Ａ）における立ち上がり処理部分の流れを示してい
る。

第６図のフローチャートに従って矩形波を出力すること
により所望の立ち上がり時間Ｔを持った波形が得られる
。

第７図は具体的な処理例を示す波形図であり、Ｄ／Ａ変
換器４として１００８Ｈｚサンプリングのものを用いて
ｉｏｘ−９ｏｗの立ち上がり時間Ｔが１００ｎｓｅｃの
波形データを生成する例を示している。（ａ）において
、立ち上がりは考慮しない原波形データを作成する。（
ｂ）において、Ｔ＝１００ｎＳｅｃに対して１．６４７
の幅のスプライン補間区間を変化点を中心にして設定す
る。その後、第（６）式に従ってスプライン補間処理を
実行することにより、（ｃ）に示すような立ち上がり時
間が１００ｎｓｅｃの波形データが得られる。

このような構成によれば、従来のようなデジタルフィル
タを用いた場合の不都合が解消でき、原波形データの数
が少ない場合でも比較的簡単な演算処理で所望の立ち上
がりおよび立ち下がり変化特性を持った波形を得ること
ができる。

なお、第１のメモリと第２のメモリは個別のものを用い
てもよいし、１個の大容量メモリを分割して使うように
してもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、デジタルフィル
タを用いることなく比較的短時間の演算処理で出力波形
の立ち上がり時間および立ち下がり時間の制御が行える
波形発生装置が実現でき、各種の波形発生装置として好
適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
３次スプライン補間の説明図、第３図および第４図は立
ち上がり説明図、第５図は第１図の動作説明図、第６図
は第１図の動作の流れを示すフローチャート、第７図は
具体的な動作例図、第８図は原波形側図である。 １・・・第１メモリ、２・・・データ処理部、３・・・
第２メモリ、４・・・Ｄ／Ａ変換器、５・・・ローパス
フィルタ。 第１図 第５図 第２図 尤Ｊ形 １６４γ 第６図 （ハ） （Ｅ３） 第３図 第４図 第７ 図 （ＤＩ 九′ｉＬ形の立″５上か°り邪 ｒｂ＞　ａ？ｒｌａＭｔ＞ＭｆＬ （Ｃし浦面攬のデータ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 立ち上がり（立ち下がり）時間データを含まない形態で
   原波形データが格納された第１の波形メモリと、 この第１のメモリから読み出される波形データに対して
   立ち上がり（立ち下がり）時間データに基づく３次のス
   プライン補間処理を施すデータ処理部と、 このデータ処理部で演算された波形データを格納する第
   ２の波形メモリと、 この第２のメモリから読み出される波形データをアナロ
   グ信号に変換するＤ／Ａ変換器、 とで構成されたことを特徴とする波形発生装置。