JPH02276971A - 波形表示装置 - 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、離散的にサンプリングされた波形データに基
づいて波形を再生表示する波形表示装置に関するもので
あり、詳しくは、自動設定モードにおけるエイリアシン
グ（ａｔ　１ａｓｉｎａ）の検出に関するものである。

〈従来の技術〉 例えばデジタルオシロスコープで繰返し信号を測定表示
するのにあたって、入力波形に対して垂直軸感度（ν／
ｄｉｖ）、水平時間軸感度（Ｔ／ｄｉｖ）、　トリガレ
ベルなどが適切に設定されていないと、第７図に示すよ
うに観測不可能な画面になることがある。

そこで、第８図に示すように、入力波形が表示画面の波
形表示領域の中央付近に数周期分表示されるように自動
設定することが行われている。

ここで、垂直軸感度は、電圧感度およびオフセットを順
次切り換えることにより最３［８２値に設定できる。

一方、水平時間軸感度も時間感度を順次切り換えること
により最適値に設定できるが、エイリアシングも検出し
ないと第９図に示すように間違った時間軸感度で入力波
形を表示してしまう恐れがある。第９図において、実線
Ａは入力波形を示し、○印はサンプル点を示し、破１１
１Ｂはエイリアシングを起こしている表示波形を示して
いる。このようなエイリアシングは、入力波形を周波数
ｆｔとし、サンプルクロックの周波数をｆｓとしなとき
、２・ｆ　ｉ　＞　ｆ　ｓの場合に発生する。

ところで、従来、このようなエイリアシング発生の有無
は、以下に説明するように、トリガレベルとトリ力点の
データおよびトリガ点の１つ前のデータの関係に基づい
て検出されていた。

例えば、第１０図に示すような周波数が５Ｈｚで振幅が
±２Ｖの正弦波の入力信号の波形データをサンプルレー
ト１０００ｓｐｓ（毎秒１０００回のサンプリング）で
取り込み、第１１図に示すように１０００点の波形デー
タで５周期分表示しているものとする。

なお、トリガレベルはＯｖ、立ち上がりのトリ力点は５
００点目ヒナる。第１２図は第１１図のトリガ点近傍を
示す矩形部分の拡大図である。第１２図において、トリ
ガレベルＯＶを横切った次のデータをｌ・リガ点とする
と、その前のデータＰはトリ力レベルよりも下になる。

これに対し、第１３図に示すような周波数が９９５］Ｉ
Ｚ″′Ｃ″振幅が±２ｖの正弦波の入力信号の波形デー
タをサンプルレート１０００ｓｐｓ（毎秒１０００回の
サンプリング）で取り込んで１０００点の波形データで
５周期分表示した場合にも、第１４図に示すように第１
１図と同様な表示波形になる。この場合には、トリガ点
とその１つ前のデータがトリガレベルを横切っているか
いないかに基づいてエイリアシング発生の有無を検出で
きる。トリガ点とその１つ前のデータがトリガレベルを
横切る確率は、波形の立ち上がりが５回トリガレベルを
横切ることから、５／１０００工１／２００になる。そ
して、１回測定してｎ回とも横切る確率は（１／２００
）　ｎとなり、エイリアシング検出を失敗する確率は小
さくなる。

ところで、トリガ点はトリガレベルによって決まる。そ
して、トリガ点と１つ前のデータＰのレベルは、入力波
形をサンプリングするＡ／Ｄ変換器の出力データから判
断される。

このために、第１５図に示すようにトリガレベルのＯｖ
とＡ／Ｄ変換器のＯｖがずれていると、エイリアシング
を起こしていないにも拘らず起こしていると判断したり
、逆に、エイリアシングを起こしているにも拘らず起こ
していないと判断することかある。

すなわち、従来のようなエイリアシング検出にあたって
は、設定されるトリガレベルとＡ／Ｄ変換器の出力デー
タレベルを一致させなければならない。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかし、このように設定されるトリガレベルとＡ／Ｄ変
換器の出力データレベルを一致させるためには高精度の
回路を構成しなければならず、部品コストが高くなる。

また、回路の調整にもかなりの工数が必要になる。

また、経年変化によってエイリアシング検出を誤る恐れ
もある。

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、設定されるトリガレベルとＡ／Ｄ変換器の出力デ
ータにずれがある場合にも高い確率でエイリアシング発
生の有無が識別できる波形表示装置を提供することにあ
る。

く課題を解決するための手段〉 本発明の波形表示装置は、 Ａ／Ｄ変換器により離散的にサンプリングされた波形デ
ータに基づいて波形を再生表示する波形表示装置におい
て、 トリガ点の波形データの電圧とトリ力点の１つ前の波形
データの電圧が、前記Ａ／Ｄ変換器の出力データレベル
を中心にして前記Ａ／Ｄ変換器の出力データレベルとト
リガレベルとの差よりも大きい値に設定されたレベル範
囲に入るか否かに基づいてエイリアシング発生の有無を
検出するエイリアシング検出手段を設けたことを特徴と
する。

く作用〉 本発明におけるエイリアシング検出は、トリガ点の波形
データの電圧とトリガ点の１つ前の波形データの電圧が
、Ａ／Ｄ変換器の出力データレベルを中心にしてＡ／Ｄ
変換器の出力データレベルとトリガレベルとの差よりも
大きく設定されなしベル範囲に入るか否かに基づいて行
われる。

これにより、Ａ／Ｄ変換器の出力データレベルとトリガ
レベルとがずれていても、エイリアシング検出に失敗す
る確率は小さくなる。

〈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構成説明図である０
図において、入力信号はトリガ回路１およびＡ／Ｄ変換
器２に加えられている。トリガ回路】には演算制御部（
ＣＰＵ）３からトリガレベル、トリガ遅延時間などが設
定される。Ａ／Ｄ変換器２の出力データは、データメモ
リ４に格納される。なお、Ａ／Ｄ変換器２のレンジは演
算制御部３により設定される。データメモリ４に格納さ
れた波形データはＣＲＴなどの表示器を含む表示部５に
読み出されて表示される。キーボード６は演算制御部３
に測定条件、メモリ条件９衷示条件などを設定する。Ｒ
ＡＭ７はシステムメモリとして用いられる。ＲＯＭ８に
は制御プログラムが格納されていて、その一部にはトリ
ガ回路１で設定されるトリガレベルとＡ／Ｄ変換器２の
出力データレベルとの差の最大許容値よりも大きなエイ
リアシング検出範囲データが格納されている。

このような構成において、トリガ回路１はトリガ条件が
成立して表示すべき１フレ一ム分の波形データがデータ
メモリ４に格納された時点でＡ／Ｄ変換器２に制御信号
を出力し、データメモリ４への波形データの書込みを中
止させる。そして、データメモリ４に格納された１フレ
一ム分の波形データを表示部５に表示する。

一方、演算制御部３はデータメモリ４に格納されている
波形データを収り込み、トリガ回路１により設定される
トリガデータおよびＲＯＭ８に格納されているエイリア
シング検出範囲データに基づいてエイリアシング発生の
有無を検出する。

第２図は第１図の装置の全体の動作の流れを示すフロー
チャートである。すなわち、キーボード６に設けられて
いる自動設定キーが押されることにより、ステップ（１
）において電圧感度を最大レンジに設定する。そして、
任意のサンプルレートで１フレームの測定を行っな後（
ステップ（２））、設定レンジおよびオフセットが最適
か否かを判断する（ステップ（３））。これらがｉ適で
ない場合には、最適状態になるようにレンジ、オフセッ
トおよび１・り力レベルを変更する（ステップ（４））
、設定レンジおよびオフセットが最適に設定されたらサ
ンプルレートを最低速度に設定しくステップ（５））、
１フレームの測定を行う（ステップ（６））、続いて、
１フレームに表示される波形が５周期以下か否かを判断
する（ステップ（７））、５周期以下でない場合には５
周期になるまでサンプルレートを１段ずつ速くする（ス
テップ（８））、表示波形が５周期以下になったら、エ
イリアシングの判定を行う（ステップ（９））、そして
、エイリアシングが発生しているか否かを判断する（ス
テップ００））、エイリアシングが発生している場合に
はエイリアシングが発生しなくなるまでサンプルレート
を１段ずつ速くシくステップ（８））、エイリアシング
が発生しなくなった時点で自動設定動作が終了する。

第３図は、第２図のフローチャートのステップ（９）に
おけるエイリアシングの判定動作の流れを示すフローチ
ャートである。ステップ（１）で測定されデータメモリ
４に格納された１フレームの波形データの中から、トリ
ガ点のデータＤｔを読み出す（ステップ（２））ととも
にトリガ点よりも１つ前のデータＤｐを読み出す（ステ
ップ（３））、その後、トリガ回路１により設定される
トリガレベル電圧Ｔ［Ｖ］およびＲＯＭ　Ｓから読み出
されるエイリアシング検出範囲電圧±Ａ　［Ｖ］に基づ
いて、トリガ点のデータＤｔについて、 （Ｔ−Ａ）≦Ｄｔ≦（’Ｔ’　＋　Ａ　）で表される条
件が成立するか否かの判断を行う（ステップ（４））、
ここで、この条件が成立しない場合にはエイリアシング
が発生しているものと判定する（ステップ（５））、一
方、ステップ（４）の条件が成立する場合には、トリガ
点よりも１つ前のデータＤＰについて、 （Ｔ−Ａ）≦ＤＰ≦（Ｔ十Ａ） で表讐れる条件が成立するか否かの判断を行う（ステッ
プ（６））、ここで、この条件が成立しない場合にはエ
イリアシングが発生しているものと判定する（ステップ
（５））、一方、ステップ（６）の条件も成立する場合
には、このような一連の動作を複数０回繰返す（ステッ
プ（７））、ｎ回実行した結果においてもステップ（６
）の条件が成立する場合にはエイリアシングは発生して
いないものと判定する。

第４図は、第３図のフローチャートの動作においてエイ
リアシングが発生していない場合の動作説明図である。

トリガ回路１で設定されるトリガレベル電圧Ｔ　［Ｖ］
は、内部ではＡ／Ｄ変換器２の出力データレベル電圧Ｔ
　［Ｖ］に換算して扱われる。ここで、エイリアシング
検出範囲電圧±Ａは、前述のようにトリガレベル電圧と
Ａ／Ｄ変換器２３の出力データレベル電圧との最大許容
電圧差よりも大きく設定されている。従って、エイリア
シングが発生していない場合には、ＤｆおよびＤＰとも
に必ず（Ｔ−Ａ）〜（Ｔ＋Ａ）の間に入ることになる。

第５図は、第３図のフローチャートの動作においてエイ
リアシングが発生している場合の動作説明図である０図
において、Ａは入力波形を示し、Ｂは表示波形を示して
いる。ここで、入力波形Ａの確率密度分布を一様とする
と、ＤｆおよびＤＰになる。入力波形の確率密度分布に
より、ＤｒおよびＤｐが（Ｔ−Ａ’）〜（Ｔ−）−Ａ＞
の間に入る確率Ｐは上式以外になるが、Ｐ＜１である。

仮に、Ｐ　＝　１１５として、１０回繰返すと、１０回
ともＤｔおよびＤＰが（Ｔ−Ａ）〜（’Ｔ’＋Ａ）の間
に入る確率Ｐは（１１５）　”になり、エイリアシング
検出に失敗する確率は小さくなる。

なお、方形波では、第６図に示すようにトリ力点の電圧
と１つ前の電圧の差か大きい場合がＶ通である。この場
合、従来のエイリアシング検出でも実用上は問題ないた
め、方形波以外のその他の各種の入力波形に対応できる
ようにするには従来のエイリアシング検出と本発明の構
成を併用すればよく、これによりエイリアシング検出に
失敗する確率を改善できる。

また、上記実施例では、入力波形を５周期分表示させる
ものとしたが、適宜増減してもよい。

また、エイリアシングの検出はソフトウェア処理により
行うようにしてもよいし、ゲートアレーなとの電子回路
で行うようにしてもよい。

また、トリ力点をトリガレベルを横切る前の波形データ
としその１つ後の波形データを用いてエイリアシング検
出を行うようにしてもよい。

さらに、エイリアシング検出を行う回数ｎは任意に設定
すればよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、設定されるトリ
ガレベルとＡ／Ｄ変換器の出力データにずれがある場合
にも高い確率でエイリアシング発生の有無が識別でき、
部品費が安くなる、製造時の調整工数が削減できる、経
年変化によるエイリアシング検出ミスが防止できるなど
の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図、第２図お
よび第３図は第１図の動作の流れを示すフローチャート
、第４図はエイリアシングが発生していない場合の動作
説明図、第５図はエイリアシングが発生している場合の
動作説明図、第６図は方形波入力の動作説明図、第７図
は自動設定動作前の表示例図、第８図は自動設定後の表
示例図、第９図はエイリアシングの説明図、第１０図〜
第１２図は入力周波数が５Ｈ２の場合の動作説明図、第
１３図、第１４図は入力周波数が９９５　Ｉｔ　ｚの場
合の動作説明図、第１５図はトリ力レベルとＡ／Ｄ変換
器の出力データにレベル差かある場合の動作説明図であ
る。 １・・・トリガ回路、２・・・Ａ／Ｄ変換器、３・・・
演算制御部（ＣＰＵ）、４・・・データメモリ、５・・
・表示第 図 第 図 第 図 第 図 第 因 第Ｂ　区 第９図 グンプル点。 □　人力５反号５ 一一一　致示三Ｆ形 ｘ　ｔｏ　図 ’ｒｙ　０図 第１２［図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａ／Ｄ変換器により離散的にサンプリングされた波形デ
   ータに基づいて波形を再生表示する波形表示装置におい
   て、 トリガ点の波形データの電圧とトリガ点の１つ前の波形
   データの電圧が、前記Ａ／Ｄ変換器の出力データレベル
   を中心にして前記Ａ／Ｄ変換器の出力データレベルとト
   リガレベルとの差よりも大きい値に設定されたレベル範
   囲に入るか否かに基づいてエイリアシング発生の有無を
   検出するエイリアシング検出手段を設けたことを特徴と
   する波形表示装置。