JPH0530770U

JPH0530770U - デジタルオシロスコープ

Info

Publication number: JPH0530770U
Application number: JP7910891U
Authority: JP
Inventors: 茂竹澤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】内部クロックに因らないサンプリングパルスを
発生する信号発生回路を設けた、デジタルオシロスコー
プの実現。【構成】クロック発生回路１と、外部から信号あるいは
クロック発生回路１からの信号を選択し出力する切換手
段２と、切換手段２からの出力の周波数をカウントし、
その結果を信号として出力する周波数検知回路３２と、
制御型発振回路３１と、制御信号からの信号で制御型発
振回路３１からの信号の周波数を分周する第１の分周回
路３３と、切換手段からの信号と第１の分周回路３３か
らの信号を入力しそれらの位相差を信号として出力する
位相比較器３４と、位相比較器３４からの信号を入力
し、これに対応した周波数の信号を出力する制御型発振
回路３１と、制御型発振回路３１からの信号を分周して
出力する分周回路４からなる信号発生回路を設けたこと
を特徴とするデジタルオシロスコープ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、デジタルオシロスコープに関し、詳しくはサンプリングを行う際のタイミングを定めるサンプリングパルスを任意の周波数で発生する信号発生回路を設けたデジタルオシロスコープに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、デジタルオシロスコープでサンプリングを行うにあたっては、その内部の発振器から出力されるクロックを分周したタイミング、あるいは外部からの信号のタイミングで行っていた。例えば、ある定められた周波数を持つ繰り返し波形の正弦波の１周期をその周期の１／５００のタイミングでサンプリングを行う場合、内蔵している発振器から出力されるクロックを分周したタイミングは必ずしも、入力信号に同期するものではない。また外部からの信号のタイミングでサンプリングを行う場合、すなわちトリガ信号のタイミングでサンプリングを行う場合、トリガ信号は１周期に一回発生するものであるから、この従来の構成では、１周期の１／５００のタイミングでサンプリングを行うことは困難である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このため、この構成のデジタルオシロスコープでは、任意の周波数でサンプリングを行うことが出来ない。本考案は上記の課題を解決しようとしたものであり、任意の周波数でサンプリングを発生するための行うことが可能なデジタルオシロスコープを実現するのに必要な信号発生回路を実現しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

このような課題を解決するため本考案は、サンプリングパルスで被測定対象の信号をサンプリングし、その電気信号を波形として観測するデジタルオシロスコープにおいて、分周率等の設定を行い、動作の制御を行う制御手段と、クロックを発生するクロック発生回路と、外部からのクロックあるいは前記クロック発生回路からのクロックを制御手段からの信号で選択し出力する切換手段と、前記切換手段からの出力の周波数をカウントし、その結果を周波数値信号として出力する周波数検知回路と、入力したクロックを分周して出力し、その分周率は制御手段からの設定で定まる第１の分周回路と、前記切換手段からの信号と第１の分周回路からの信号を入力しそれらの位相差を位相差信号として出力する位相比較器と、前記位相比較器からの位相差信号を入力し、これに対応した周波数の発振パルス信号を出力し、この発振パルス信号は第１の分周回路に出力されている制御型発振回路と、前記制御手段からの設定で分周率が変化し、制御型発振回路からの信号を分周して出力する第２の分周回路を有し、周波数検知回路からの周波数値信号と制御手段からの制御で希望の周期に同期した任意の周波数でサンプリングを行うためのサンプリングパルスを発生する信号発生回路を設けたことを特徴とするデジタルオシロスコープを実現するものである。

【０００５】

【作用】

サンプリングパルスを発生させるために、分周回路を用いたシンセサイザーを内蔵したため、任意の周波数でサンプリングを行うためのサンプリングパルスを発生することができ、任意の周波数でサンプリングを行うためのサンプリングパルスを発生することができる。

【０００６】

【実施例】

以下図面により、本考案の詳細な説明を行う。図１に、本考案のデジタルオシロスコープの構成を示す。図に於いて、１１は観測信号を入力する減衰器である。１２は増幅器で、減衰器１１から信号を入力し、観測信号をの振幅を正規化した信号を出力する。１３はサンプルホールド回路で信号発生回路１９からの信号で、増幅器１２から入力した信号の振幅値をサンプルする。１４はＡ／Ｄ変換器で、サンプルホールド回路１３でサンプルしたアナログ信号の振幅値を入力し、Ａ／Ｄ変換する。このタイミングは信号発生回路１９からの信号で定められる。１５は波形メモリで、Ａ／Ｄ変換器１４から出力されるデジタル値を格納する。１６はデータプロセッサで、波形メモリ１５で格納しているデジタル値のうち表示すべきデータを表示データに変換する。１７は表示器でデータプロセッサ１６からの出力を表示する。トリガ回路１８は、表示すべき観測波形の基準となるタイミングを検出し、制御手段２０に出力する。信号発生回路１９は本考案の主要部に該当するもので、制御手段２０からの設定で任意のサンプリングパルスを発生する。制御手段２０は、減衰器１１の減衰率、増幅器１２の増幅率、メモリ１５のアドレス及びデータの入出力、データプロセッサ１６の制御を行い、トリガ回路１８及び信号発生回路１９の設定を行い、また測定器全体の制御を行う。

【０００７】このような構成のデジタルオシロスコープでは、入力された観測信号は、減衰器１１及び増幅器１２を介して振幅が正規化されて、サンプルホールド回路１３に入力する。このとき信号発生回路１９はタイミング信号Ｓを出力する。この信号Ｓはサンプリングパルスを意味し、サンプルホールド回路１３、Ａ／Ｄ変換器１４、制御手段２０に出力され、このタイミングに従い観測信号は、波形表示のためのデータとしてデジタル値に変換され、メモリ１５に格納される。このとき、制御手段２０は、信号発生回路１９が発生するサンプリングパルスがデジタルオシロスコープ内で発生しているクロックに同期したものであるか、外部クロックに同期したものであるかを選択し、適切な逓倍率または分周率を設定することで任意の周波数でサンプリングする。

【０００８】図２は本考案の主要部である信号発生回路１９の構成を示す図である。図において１はクロック発生回路で、簡単には発振器等で実現し、クロックを発生する。２は切換手段で例えばスイッチ等を示し、外部クロック（Ｅ）あるいはクロック発生回路１からの信号を制御手段２０からの信号で選択し出力する。３はシンセサイザーで、制御型発振回路３１、周波数検知回路３２、分周回路３３（分周率をＤ1とする）、位相比較器３４から構成され、制御手段２０からの信号で、分周回路４（分周率をＤ2とする）から出力するサンプリングパルスのＤ2倍の周期を持つパルス信号を発生する。分周回路４（分周率Ｄ2）で、制御手段２０の設定によりシンセサイザー３からのパルス信号を分周してサンプリングパルスとして出力する。制御手段２０は、周波数の設定を行い動作の制御を行う。この制御手段２０は、具体的にはＣＰＵ等で実現する。周波数検知回路３２は、切換手段２からの信号を入力しこの周波数をカウントして制御手段２０に出力する。分周回路３３は制御手段２０からの設定で分周率が定まり、制御型発振回路３１からのパルス信号をこの分周率（Ｄ1倍）で分周し、位相比較器３４に出力する。位相比較器３４は、分周回路３３からの出力と切換手段２からの信号を入力し、これらの位相差を比較し、信号として出力する。制御型発振回路３１は、制御手段２０からの設定で定められた周波数のパルス信号をシンセサイザー３からの出力として、分周回路４に出力する。また、この制御型発振回路３１では、位相比較器３４からの信号を入力し、前記のパルス信号の出力の位相を制御する。

【０００９】このような構成の信号発生回路の動作を具体的に説明する。このとき、制御型発振回路３１は、ＶＣＯ（voltage controlled oscillator ）で実現し、周波数検知回路３２は、Ｆ／Ｖ変換器で実現するものとする。また、制御型発振回路３１では１００ＭＨｚ〜１０ＭＨｚのクロックを出力する事が可能で、入力信号には約１ＫＨｚの周波数の繰り返し信号が入力されているものとする。このとき、切換手段２は外部クロック（Ｅ）を入力するように選択され、入力信号の１周期で５００点でのサンプリングを行いたいとする。尚、本実施例では制御型発振回路３１と、分周回路３３と、位相比較器３４とでＰＬＬ（phase locked loop）を構成し、動作はＰＬＬ動作に準じたものとする。分周回路３３の分周率Ｄ1を１／５０，０００倍とすると、発振回路３１は入力周波数の５０，０００倍すなわち５０ＭＨｚで発振する。さらに分周回路４の分周率を１００倍とすると、正確に入力周波数（外部クロック（Ｅ）の周波数と等しい）の５００倍のサンプリングクロックが得られる。以上のことを、サンプリングクロック周波数をｆsとし、入力信号（外部クロック（Ｅ））の周波数をｆiとし、式にまとめると以下のように表される。ｆs＝Ｄ1×ｆi／Ｄ2 （但し１０ＭＨｚ＜Ｄ1×ｆi＜１００ＭＨｚ）すなわち分周率Ｄ1，Ｄ2を変化させることで任意のサンプリングクロック周波数をｆsが得られることが理解される。また、ｆiは入力信号（外部クロック（Ｅ））の周波数でもクロック発生回路１からのクロックでも、切換手段２を切り換えるだけで同様の動作になる。

【００１０】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案によればシンセサイザーを内蔵し、その内部の分周回路及び外部の分周回路の設定を行うことで、任意のタイミングでサンプリングを行うためのサンプリングパルスを発生する信号発生回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の主要部の構成図である。

【図２】本考案の構成図である。

【符号の説明】

１クロック発生回路２切換手段３シンセサイザー４，３３分周回路２０制御手段３１制御型発振回路３２周波数検知回路３４位相比較器３５周波数逓倍回路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】サンプリングパルスで被測定対象の信号を
サンプリングし、その電気信号を波形として観測するデ
ジタルオシロスコープにおいて、分周率等の設定を行い、動作の制御を行う制御手段と、クロックを発生するクロック発生回路と、外部からのクロックあるいは前記クロック発生回路から
のクロックを制御手段からの信号で選択し出力する切換
手段と、前記切換手段からの出力の周波数をカウントし、その結
果を周波数値信号として出力する周波数検知回路と、入力したクロックを分周して出力し、その分周率は制御
手段からの設定で定まる第１の分周回路と、前記切換手段からの信号と第１の分周回路からの信号を
入力しそれらの位相差を位相差信号として出力する位相
比較器と、前記位相比較器からの位相差信号を入力し、これに対応
した周波数の発振パルス信号を出力し、この発振パルス
信号は第１の分周回路に出力されている制御型発振回路
と、前記制御手段からの設定で分周率が変化し、制御型発振
回路からの信号を分周して出力する第２の分周回路を有
し、周波数検知回路からの周波数値信号と制御手段から
の制御で希望の周期に同期した任意の周波数でサンプリ
ングを行うためのサンプリングパルスを発生する信号発
生回路を設けたことを特徴とするデジタルオシロスコー
プ。