JPH0623794B2

JPH0623794B2 - 波形表示装置

Info

Publication number: JPH0623794B2
Application number: JP1939389A
Authority: JP
Inventors: クリアッパン・ポール・アラパット; エドワード・イー・アベリル; ジェームズ・ジー・ラーセン
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: GB8900139D0; NL8900191A; GB2214764A; GB2214764B; JPH01224673A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、デジタル・オシロスコープの如き波形表示装
置に関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕

アナログ・オシロスコープでは、電子ビームをスクリー
ンの水平方向に繰り返し掃引させ、スクリーン上の蛍光
体を発光させて所謂「トレース」を表示する。入力信号
の値によって水平掃引期間中に電子ビームの垂直位置が
制御され、スクリーン上のトレースにより入力信号が時
間の関数として波形表示される。１回の掃引で表示され
る波形はすぐに消えてしまうが、入力信号が周期信号で
あり、入力信号の繰り返しサイクル中の同じ点で掃引が
周期的に開始されるならば、電子ビームは掃引の度毎に
同じ経路を辿り、安定した波形が連続的に表示される。
スクリーンの蛍光体の発光が、１回の掃引期間より十分
長く持続すれば、電子ビームの過去数回に亘る掃引によ
って表示された複数のトレースの経時的記録として波形
が表示され、この波形情報は、最も最近の掃引サイクル
だけでなく、もっと長い期間に亘る入力信号の変化を表
している。

オペレータは、掃引の度毎に電子ビームが当たるスクリ
ーン上の蛍光体だけが輝度を増し、掃引の度毎に電子ビ
ームが当たらない蛍光体の輝度は低下するように電子ビ
ームの強度を調整することが出来る。このように輝度を
調整することにより、表示波形上から過渡的ノイズによ
って電子ビームが一時的に垂直方向に変化しても、その
一時的なトレースがすぐに消えるようになっていれば、
そのような過渡的ノイズによる表示波形上への影響を低
減することが出来る。この場合、入力信号が変化しない
限り、表示波形の輝度は明るく一定に保たれる。

デジタル・オシロスコープも入力信号の値を表す波形を
時間の関数として表示し得る。この表示波形は、ＣＲＴ
（陰極線管）のスクリーン上の画素を選択的に発光させ
て表示される。入力信号をサンプリングし、デジタル変
換して波形データ列を得るのが普通である。この波形デ
ータ列の順次連続する各データは、順次連続する波形上
の値を表している。ラスタ走査型オシロスコープでは、
スクリーン上の表示は、水平方向の行と垂直方向の列で
マトリクス状に配列された画素（ピクセル）を選択的に
発光させることにより行われる。この画素配列に於い
て、垂直方向の各列は異なるサンプリング時点を表し、
水平方向の各行は、異なる値を表している。この波形デ
ータ列を処理して所謂「ビット・マップ」が作成され
る。ビット・マップとは、画素を発光させるか否かを表
す記憶データのマトリクス配列のことである。水平ラス
タ走査型オシロスコープに於いて、電子ビームが水平方
向の各行を周期的に走査し、走査期間中に電子ビームが
オン又はオフされる。この結果、波形に含まれるべき画
素が発光され、それ以外の画素は発光されない。従っ
て、任意の時点に表示される波形は、入力信号の最後の
サンプリング期間中に取り込んだ波形データ列に完全に
依存しており、それ以前のサンプリング期間に取り込ま
れた波形データの情報は現在の表示波形に反映されな
い。従って、デジタル・オシロスコープの場合には、ア
ナログ・オシロスコープに比べ表示波形上にノイズの影
響がより顕著に現れる。

従って、本発明の目的は、アナログ入力信号の値を表す
波形を時間の関数としてデジタル的に表示する際に、ノ
イズの影響を殆ど受けない波形表示装置を提供すること
である。

〔課題を解決する為の手段〕

デジタル・オシロスコープは、トリガ・イベントが発生
する度毎に入力信号を複数のサンプリング時点でデジタ
ル変換（デジタイズ）し、波形データ列（ベクトル・リ
スト）を作成する。各波形データ列は、別々のサンプリ
ング期間中の入力信号の時間的変化を表し、各波形デー
タ列の各データ要素は、トリガ・イベントの発生によっ
て決まる特定のサンプリング時点に於ける入力信号の値
を表している。オシロスコープは、この波形データ列に
応じてスクリーン上に波形を表示する。この波形表示
は、スクリーン上に配列された画素を選択的に発光させ
ることにより、入力信号の値を時間の関数として表して
いる。各行の画素は、別々の入力信号の値を表し、各列
の画素は、トリガ・イベントの発生時点に対する別々の
サンプリング時点を表している。従って、スクリーン上
の各画素は、特定の行及び列によって表される入力信号
の値及びサンプリング時点に対応している。本発明の１
実施例によれば、スクリーン上に配列された各画素の輝
度は、波形データ列のその画素に対応する取り込み要素
の数の増加関数になるように調整される。ここで、取り
込み要素の数とは、発光画素が表している入力信号の値
及びサンプリング時点が共に実質的に対応関係にある要
素の数をいう。また、各画素の輝度は、時間の減少関
数、即ち、取り込まれた波形データ列の数又は取り込ま
れた波形データ列の要素の数の減少関数になるように調
整される。

もし、表示スクリーン上の波形を表示する画素の輝度を
他の画素の輝度より低く設定して波形を表示する場合に
は、上述の場合と輝度の関係は逆になる。

〔作用〕

入力信号が周期信号のとき、繰り返しサンプリングされ
る期間中の同じ点で入力信号がデジタル変換されるよう
に、トリガ・イベントが適切に選択される。入力信号波
形を表す画素は、所定の限界輝度まで輝度が増加する。
入力信号に含まれる過渡的ノイズ、又はオシロスコープ
自身で生じる過渡的ノイズは、波形データ列の要素の値
を一時的に変化させ、入力信号の波形に含まれない画素
が一時的に発光されるが、ノイズに起因する発光画素
は、すぐに輝度が減少し、見えなくなってしまう。従っ
て、波形表示はノイズに対して比較的反応が鈍くなり、
波形を表す画素の輝度が可変となることにより、単一の
波形データ列を取り込むサンプリング期間より長い期間
に亘る入力信号の変化を表す情報が波形として表示され
る。

〔実施例〕

第１図は、本発明の１実施例によるラスタ走査型デジタ
ル・オシロスコープのブロック図である。入力信号は、
垂直前置増幅器（１０）に印加され、オフセットの調
整、増幅、又は減衰等の処理がされる。垂直前置増幅器
（１０）の出力はデジタイザ（１２）に供給され、繰り
返し発生する各トリガ・イベントに関連する複数の時点
で入力信号がデジタル変換され、波形データ列（即ち、
ベクトル・リスト）が作成される。各波形データ列は、
異なるサンプリング期間中の入力信号の時間的変化を表
している。各波形データ列の各要素は、トリガ・イベン
トの発生時点に対する特定のサンプリング時点に於ける
入力信号の特定の値に対応している。各波形データ列
は、デジタイザ（１２）から表示バス（１４）を介して
ランダム・アクセス型取り込みメモリ（１６）に転送さ
れ、デジタイザ（１２）からのアドレス指定によりメモ
リ（１６）内に順次記憶される。その後、取り込みメモ
リ（１６）から波形データ列のデータが読み出され、表
示バス（１４）を介して表示システム（１８）に送ら
れ、波形データ列に基づく波形がＣＲＴ（２０）のスク
リーン上に表示される。

μＰ（マイクロ・プロセッサ）（２２）は、メモリ（２
４）に記憶された命令に従って動作し、システム・バス
（２６）を介して制御データを送り、垂直前置増幅器
（１０）、デジタイザ（１２）及び表示システム（１
８）等の動作を制御する。システム・バス（２６）はメ
モリ（２４）とマイクロ・プロセッサ（２２）の間も接
続している。使用者は、押しボタン、制御つまみ等の周
知の入力装置を操作して適当な制御データを使用者・イ
ンタフェース（Ｉ／Ｆ）（２８）を介してμＰ（２２）
に送り、垂直前置増幅器（１０）及びデジタイザ（１
２）の利得、オフセット、サンプリング速度、トリガ・
レベル等のパラメータを選択することが出来る。μＰ
（２２）は、表示バス（１４）とシステム・バス（２
６）間を相互接続しているバス・インタフェース（Ｉ／
Ｆ）（３０）を介して取り込みメモリ（１６）にアクセ
ス出来、波形データ列の読み出し、書込み、書き換え等
をすることが出来る。取り込みメモリ（１６）は、過去
数回に亘りデジタル変換された入力信号を表す複数の波
形データ列を記憶することが出来る。μＰ（２２）は、
使用者が入力した制御データに従って、取り込みメモリ
（１６）内の波形データ列を選択し、表示システム（１
８）に送り、使用者がスクリーン（２０）上の波形表示
を制御出来るようにしている。

テジタイザ（１２）は、取り込みメモリ（１６）に波形
データ列を記憶させる度毎にメッセージをμＰ（２２）
に送る。入力信号の波形を所謂「リアルタイム」で表示
する為に、デジタイザ（１２）は、連続的に入力信号を
デジタル変換し、順次波形データ列を生成させる。μＰ
（２２）は、取り込みメモリ（１６）から各波形データ
列を表示システム（１８）に順次送り、表示システム
（１８）が送られてくるデータに従って、迅速に波形表
示を更新できるようにする。

第１図の好適実施例のオシロスコープは、水平ラスタ走
査型であって、スクリーン（２０）の表示領域は、複数
の行及び列を含む画素配列で構成されており、各画素の
輝度は可変し得る。縦方向の各画素列は、順次トリガ・
イベントに対する時間間隔を表しており、水平方向の各
画素行は、順次入力信号の異なる値を表している。電子
ビームが周期的に各画素行を水平方向に走査し、走査中
に電子ビームの強度が変調されて、入力信号の波形を表
す画素が可変輝度により発光される。その波形上以外の
画素を走査する際に、その画素を発光させないように電
子ビームはオフ状態となる。画素を発光させるか否かの
判断、発光させる画素の輝度に関する判断は、入力波形
データ列に応じて表示システム（１８）が生成及び記憶
したビット・マップに従って行われる。

この実施例では、ビット・マップは、各画素に関して４
ビットの輝度データ値を含んでいる。輝度を示す輝度デ
ータの値により関連する画素が発光される。画素を発光
させないならば、輝度データの値は、００００（２進デ
ータ）である。画素を発光させる場合には、４ビットの
輝度データの値は、０００１から１１１１までの数値の
順で輝度が増加する１５段階の輝度の中の１つの値を示
す。そして、表示システム（１８）は、この輝度データ
値に従って、画素の輝度を設定する。

第２図は、第１図の表示システム（１８）を更に詳細に
示したブロック図である。フレーム・バッファ（３２）
は、ビット・マップを記憶するメモリを含んでいる。表
示制御回路（３４）は、ビット・マップから周期的に輝
度データを読出し、電子ビームの輝度並びに水平及び垂
直方向の偏向も制御する信号を発生する。波形データ列
が取り込みメモリ（１６）から表示バス（１４）を介し
て表示システム（１８）に送られると、その波形データ
列は、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）（３６）
に記憶される。表示バス（１４）のデータ線はＲＡＭ
（３６）のデータ入力端子に直接接続しており、表示バ
ス（１４）のアドレス線は、ＭＵＸ（マルチプレクサ）
（３８）を介してＲＡＭ（３６）のアドレス入力端子に
接続している。

ラスタ動作モードでは、ＲＡＭ（３６）から読み出され
た波形データ列のデータ要素は、ラスタライザ（４０）
に入力される。このラスタライザ（４０）は、第１図の
スクリーン（２０）上の画素配列の各画素に夫々対応し
た輝度データ配列を発生する。ラスタライザ（４０）の
輝度配列出力は、画素プロセッサ（４２）に入力する。
画素プロセッサ（４２）は、輝度データに基づいて種々
の論理動作を実行して選択的に輝度データの値を調整す
る。その後、画素プロセッサ（４２）は、調整済みの輝
度データをフレーム・バッファに転送し、スクリーン
（２０）の画素配列のビット・マップを更新する。第１
図のμＰ（２２）は、システム・バス（２６）を介して
制御レジスタ（４４）に制御データを送り、ＭＵＸ（３
８）、ラスタライザ（４０）及び画素プロセッサ（４
２）の動作を制御する。即ち、制御レジスタ（４４）に
格納された制御データがこれらの装置に入力されるので
ある。ＲＡＭ（３６）及びフレーム・バッファ（３２）
の読出し／書込み動作、並びにラスタライザ（４０）及
び画素プロセッサ（４２）の種々の動作は、制御レジス
タ（４４）からの制御データに従ってステート・マシン
（４６）が発生するクロック信号に同期している。ステ
ート・マシン（４６）は、ＲＡＭ（３６）からのデータ
の読出し及びフレーム・バッファ（３２）の読み出し／
書込みの為の制御信号及びアドレス信号も発生する。

ラスタ動作モードでは、波形データ列がＲＡＭ（３６）
から読み出され、ラスタライザ（４０）に数回に亘り転
送され、１回に転送される波形データ列は、各水平画素
行のデータ要素を含んでいる。この波形データ列に従っ
て、ラスタライザ（４０）は、各行の各画素の輝度の値
を決定する。ラスタライザ（４０）は、計算済みの輝度
値のデータを画素プロセッサ（４２）に送り、この輝度
データは、フレーム・バッファ（３２）に転送され、そ
の輝度データに対応する画素のビット・マップの位置に
記憶される。ステート・マシン（４６）は、フレーム・
バッファ（３２）にもアドレス及び制御信号を送り、フ
レーム・バッファ内のビット・マップの適当な位置に各
輝度データを記憶させる。

上述のように、表示制御回路（３４）は、フレーム・バ
ッファ（３２）から周期的にビット・マップの輝度デー
タを読み出し、この輝度データに従って画素を発光させ
て波形表示を行う。ラスタ動作モードにおいて、波形表
示は、１組のベクトル群によって形成される。各ベクト
ルは、スクリーン上の２点間の１本の直線であって、こ
れら２点は、連続して取り込まれた２つの入力信号のサ
ンプルの値を表す垂直位置及び２つのサンプルのタイミ
ングを表す水平位置によって決まる。スクリーン上の各
ベクトルの軌跡に沿った画素を発光させてこれらのベク
トルがスクリーン上に表示される。更に、発光される各
画素の輝度は、ベクトル軌跡から各画素の中心点までの
水平又は垂直方向の距離の関数に従って変調される。

ラスタライザ（４０）及び明瞭な連続ベクトルによる波
形表示の為の画素輝度の漸次変調に関しては、本願と同
日出願中の米国特許出願第１４９７９２号「画素輝度漸
次変調機能を有するラスタ走査型波形表示（Raster Sca
n Waveform Display with Pixel Intensity Gradatio
n）」に詳細に記載されている。

「シーケンシャル」動作モードでは、第１図のμＰ（２
２）は、波形を示す波形データ列を取り込みメモリ（１
６）からバス（１４）を介してＲＡＭ（３６）に転送す
る。波形データ列の転送が終了すると、μＰ（２２）
は、制御レジスタ（４４）内のビットを変更し、その結
果ステート・マシン（４６）が発生したアドレスがＭＵ
Ｘ（３８）を介してＲＡＭ（３６）に供給される。この
波形データ列ＲＡＭ（３６）のデータ出力端子は、ステ
ート・マシン（４６）の入力端子にも接続している。ス
テート・マシン（４６）は、ＲＡＭ（３６）のアドレス
及び制御信号を発生すると、ＲＡＭ（３６）内の波形デ
ータ列の読み出しを開始する。各波形データ列は、スク
リーン上の縦方向の各画素列に関するデータ要素を含ん
でおり、このデータ要素は、対応する画素列が表す時間
間隔内の相対サンプリング時点に於ける入力信号の値を
表している。

このシーケンシャル動作モードでは、ステート・マシン
（４６）は、波形データ列の各データ要素に応じて画素
アドレスをフレーム・バッファ（３２）に送り、各波形
データ列のデータ要素に応じてアドレスされる１６ビッ
トの画素データにより、スクリーン上の水平方向の４個
の連続する画素の輝度が制御される。これらの画素の中
の特定の１個の画素は、トリガ・イベントの時点からそ
の画素のサンプリング時点までの間隔に対応するスクリ
ーン上の水平位置に存在しており、この時点間隔は、波
形データ列の上記特定の画素のデータ要素に対応した相
対サンプリング時点を含んでいる。また、この特定の画
素は、波形データ列で示される値に最も近い垂直位置に
存在している。本発明によれば、ステート・マシン（４
６）からのアドレスに応じて、画素プロセッサ（４２）
がフレーム・バッファ（３２）から１６ビットの画素デ
ータを読み出し、この画素データの４ビットで表される
値を所定量だけ増加して、新しい画素データ値が与えら
れる。この増加された４ビットの値により、波形データ
列の要素の輝度が決まる。ステート・マシン（４６）
は、どの４ビットを増加させるべきかを示す制御信号を
画素プロセッサ（４２）に入力する。ステート・マシン
（４６）は、画素クロックも発生して画素プロセッサ
（４２）に送り、この結果、画素プロセッサ（４２）
は、フレーム・バッファ（３２）のデータ入力端子に新
しい画素データ値をラッチし、この新しい画素データ値
がフレーム・バッファ（３２）の現在のアドレスに書き
込まれる。

従って、シーケンシャル動作モードでは、各画素列の特
定の１個の画素の輝度は、波形データ列の要素がステー
ト・マシン（４６）に供給される度に増加され、この特
定の画素は、波形データ列の要素で決まる値及び相対サ
ンプリング時点に従って選択される。よって、周期的入
力信号が繰り返しデジタイズ（デジタル化）され、一連
の実質的に同様の波形データ列が得られると、入力信号
を表す波形表示の画素群は、各波形データ列が処理され
るにつれて、最大輝度に至るまで輝度が高くなってい
く。ステート・マシン（４６）は、画素データを記憶し
ているフレーム・バッファ（３２）の総ての記憶位置を
周期的にアドレスし、画素プロセッサ（４２）を制御し
て各アドレスの画素データの値を減少させても良い。従
って、各画素の輝度は、時間に対する減少関数となり、
且つ、各画素を含む画素列の相対サンプリング時点に於
けるその画素の値と実質的に同じ値を表す波形データ列
の要素の数に対する増加関数となる。

或いは、ステート・マシン（４６）は、再生された波形
データ列（或いは、再生された波形データ列の要素）の
数を計数しても良く、この計数値が所定の限界値に達し
た時、ステート・マシン（４６）は、画素データを記憶
しているフレーム・バッファ（３２）の総ての記憶位置
をアドレスし、画素プロセッサ（４２）が各アドレスの
画素データの値を減少するように調整出来る。この場合
には、各画素の輝度は、再生された波形データ列の要素
の数に対する減少関数となり、且つ、各画素を含む画素
列の相対サンプリング時点に於けるその画素の値と実質
的に同じ値を表す波形データ列の要素の数に対する増加
関数となる。

入力信号が周期的であって、この入力信号が繰り返しサ
イクル期間に亘り複数の同じ点でデジタイズされるよう
に、トリガ・イベントが適切に選択された場合、デジタ
イザ（１２）は、規則的な間隔で波形データ列を作成す
る。この入力信号が変更されない時、波形データ列は総
て同じであり、入力信号を表す波形表示の画素の輝度
は、所定の輝度限界まで上昇する。しかし、入力信号の
過波的ノイズまたは、オシロスコープ自身のノイズによ
り、一時的に波形データ列の値が変化した時、元の波形
表示に含まれない画素が一時的に発光される。しかし、
このような画素は、微かに発光されるのみで、すぐに消
えてしまう。従って、この波形表示は、ノイズに対して
比較的反応しにくく、波形を表す画素の可変輝度によ
り、入力信号のデジタイズの１サイクル期間より長い期
間に亘る入力信号の情報を表示することが出来る。

画素プロセッサ（４２）が画素データ値を増加したり減
少したりする方法及びその変化量は、第１図のμＰ（２
２）が制御レジスタ（４４）に適当な制御データを送る
ことにより制御される。例えば、或る応用例では、画素
の輝度を所定限界値（或る最小輝度レベル）まで低下さ
せ、画素が微かに発光し続けるようにしたい場合もあろ
う。このような動作モードの場合には、入力信号の周波
数や値が変化しない限り、周期的な入力信号も表す明る
い波形が表示される。そして、入力信号の周波数や値が
急に変化した時に、新しい波形が表示され、この新しい
波形を形成している画素は、この新しい波形が繰り返し
デジタイズされるにつれて輝度を増加していく。他方、
元の波形は、周期的な輝度の減少により、急速に暗くな
るが、画素の輝度の下限値が設定してあるので、この元
の波形は完全には消えない。従って、オペレータは、こ
れら２つの波形を容易に比較することが出来、入力信号
の急激な変化の特性を測定することが出来る。

画素プロセッサ（４２）は、波形データ列に対応する画
素の輝度を一度に最大輝度まで上昇させ、他方、総ての
画素の輝度を徐々に低下させるように設定しても良い。
このような動作モードでは、各画素の輝度は、依然とし
て、その画素に対応する処理済みの波形データ列の数の
関数であるが、最も新しく処理された波形データ列が、
画素の輝度設定に関して最も大きく寄与する。このよう
な動作モードでは、画素の輝度が徐々に上昇する場合に
比べ、ノイズの影響を大きく受けるが、入力信号の変化
後、急速に波形表示を更新し得る。何故なら、入力信号
の変化後、最初に取り込まれた波形データ列に基づいて
明るい波形が急速に表示されるので、波形表示の更新の
為に何度も入力信号をデジタイズして画素の輝度を上昇
させる必要がないからである。

第３図は、第２図の画素プロセッサ（４２）を更に詳細
に示した１実施例のブロック図である。第３図に於い
て、ＭＵＸ（マルチプレクサ）（１０９）は、２本の４
ビット入力の何れか１つを４個１組のレジスタ群（１１
０）の何れか１つのレジスタに接続し得る。第２図のラ
スタライザ（４０）からの４ビットの輝度データが、Ｍ
ＵＸ（１０９）の１つの入力となり、第２図の制御レジ
スタ（４４）からの４ビットの制御データが、ＭＵＸ
（１０９）の他方の入力となる。上述のように、第２図
のフレーム・バッファ（３２）は、ビット・マップ型の
画素データを１６ビットのワードとして記憶している。
各ワードは、水平方向に連続した４つの画素の輝度を示
しており、画素プロセッサ（４２）は、水平方向に連続
している４つの画素の輝度データを集めた後、これらの
データの論理動作を実行する。ラスタ動作モードでは、
ラスタライザ（４０）からの輝度データ値は、ＭＵＸ
（１０９）を介して一連の画素クロックに応じて、レジ
スタ群（１１０）に順次記憶される。第２図のステート
・マシン（４６）は、この画素クロックを計数及びデコ
ードし、順次４つの制御信号を発生してレジスタ群（１
１０）に送る。

シーケンシャル動作モードでは、レジスタ群（１１０）
に記憶されるデータは、ＭＵＸ（１０９）を介して第２
図の制御レジスタ（４４）から送られる。ＭＵＸ（１０
９）の４ビットの入力は、画素の輝度が増加される量を
示す値である。レジスタ群（１１０）の各レジスタに記
憶されたデータは、水平方向に連続した４つの画素の１
つに関するもので、ステート・マシン（４６）は、レジ
スタ群（１１０）を各々入力イネーブルする前にＭＵＸ
（１０９）を設定してレジスタ群（１１０）の各レジス
タに適当な値が入力するようにする。

レジスタ群（１１０）の各レジスタの内容は、４つのＡ
ＬＵ（算術論理演算装置）群（１１２）のＡ入力端に別
々に供給される。このＡＬＵ群（１１２）の動作は、第
２図の制御レジスタ（４４）からのデータにより制御さ
れる。各ＡＬＵのビットの出力は、ステート・マシン
（４６）からの４個の画素クロック・サイクル毎に駆動
されるラッチ（１１４）に入力される。よって、ラッチ
（１１４）は、４個の画素クロック・サイクル毎に１６
ビットのデータ・ワードを出力端子にラッチし、第２図
のフレーム・バッファ（３２）にこのデータ・ワードが
供給される。このデータ・ワードは、第２図のステート
・マシン（４６）からの適正なアドレスに従って、フレ
ーム・バッファ（３２）内のビット・マップに記憶され
る。

フレーム・バッファ（３２）の特定のアドレスに画素デ
ータを記憶する前に、そのアドレスに現在記憶されてい
る１６ビットのデータ・ワードが読み出され、４個１組
のＲＯＭ群（１１６）の入力として供給される。第２図
の制御レジスタ（４４）からの制御データも、ＲＯＭ
（１１６）の追加のアドレス入力となる。各ＲＯＭは、
対応するＡＬＵ（１１２）のＢ入力に供給される４ビッ
トの輝度データ値を出力するようにプログラムされてい
る。ＡＬＵ群（１１２）は、各々制御データ入力に従っ
てＡ及びＢ入力データを結合し、輝度データ出力として
ラッチ（１１４）に送る。制御レジスタ（４４）からの
アドレス入力データに応じて、ＲＯＭ群（１１６）は、
例えば、フレーム・バッファ（３２）からの輝度データ
値のアドレス入力に等しい出力を発生したり、或いは、
そのアドレス入力より所定の量だけ小さい値の出力を発
生したりする。ＲＯＭ群（１１６）は、フレーム・バッ
ファ（３２）から入力される輝度データ値に関係なく、
自身の出力を００００か、又は他の所定の値に設定し得
る。また、第２図の制御レジスタ（４４）から供給され
る制御データに応じて、各ＡＬＵは選択的に、Ａ入力の
みを通過させたり、Ａ及びＢ入力の最大値を通過させた
り、Ｂ入力のみを通過させたり、Ａ及びＢ入力を飽和し
て加算したり、Ａ及びＢ入力の論理和又は排他的論理和
を出力したり、出力を１１１１或いは００００に設定し
たり、Ａ及びＢ入力に関する他の論理動作及び演算動作
を実行して出力を発生したり出来る。

このシステムがラスタ動作モードで動作している時、Ａ
ＬＵ群（１１２）のＡ入力の輝度データは、ラスタライ
ザ（４０）から供給され、ＡＬＵ群（１１２）は、この
Ａ入力のデータを変更することなくそのままラッチ（１
１４）に通過させる。この場合、スクリーン上の特定の
画素の輝度は、波形を表示する１つ又は２つのベクトル
からの垂直距離又は水平距離の関数である。尚、この波
形を表示するベクトルは、波形データ列に応じてラスタ
ライザ（４０）は発生した輝度データによって決まる。
スクリーン上で複数の波形を重ねて表示する為に、ＲＯ
Ｍ群（１１６）がそれらの入力データに等しい出力デー
タを発生するように設定し、ＡＬＵ群（１１２）がそれ
らのＡ及びＢ入力の排他的論理和を出力したり又はＡ及
びＢ入力を加算したりするように設定しても良い。

他方、このシステムが本発明に係るシーケンシャル動作
モードの時、スクリーン上の各画素の輝度は、選択的
に、時間の減少関数（即ち、処理される波形データ列の
数又は処理される波形データ列の要素の数の減少関数）
でも良い。また、このシーケンシャル動作モードの時、
スクリーン上の各画素の輝度は、選択的に、取り込まれ
た波形データ列のデータ要素の中で、その画素に対応す
るデータ要素の数の増加関数でも良い。波形データ列が
処理される時、制御レジスタ（４４）からのデータによ
り、ＡＬＵ群（１１２）がＡ及びＢ入力を加算するよう
に設定され、且つ、ＲＯＭ群（１１６）が自身の入力を
変更せずにＡＬＵ群（１１２）のＢ入力端に供給するよ
うに設定される。

各ＡＬＵ（１１２）のＡ入力端のデータの値は、第２図
の制御レジスタ（４４）からＭＵＸ（１０９）に供給さ
れるデータによって決まる。このＡＬＵのＡ入力のデー
タの値によって、波形データ列の要素が対応する画素が
波形上にあることが示された時、フレーム・バッファ
（３２）内の画素データ値の増加する量が決まる。フレ
ーム・バッファ（３２）内の各画素データ値を周期的に
減少させるには、ステート・マシン（４６）は、周期的
に制御レジスタ（４４）の内容を設定し、その結果、Ａ
ＬＵ群（１１２）は、Ｂ入力端のデータを変更せず通過
させ、各ＲＯＭ（１１６）は、輝度データのアドレス入
力の線形減少関数か、又は非線形減少関数の出力データ
を選択的に発生する。

シーケンシャル動作モードの時の波形表示は、ラスタ動
作モードの時の波形表示ほどスムーズではなくなるかも
知れないが、シーケンシャル動作モードの時の波形表示
は、比較的ノイズに鈍感となり、画素の輝度を可変にす
ることによって、１つの波形データ列を得る為の１サン
プリング・サイクルより長い期間に亘る入力信号の変化
を表す情報を表示することが出来る。

以上本発明の好適実施例について説明したが、本発明は
ここに説明した実施例のみに限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱する事なく必要に応じて種々の変形
及び変更を実施し得る事は当業者には明らかである。例
えば、実施例では、波形を表示する画素の輝度を他の画
素の輝度より高くする場合について説明したが、波形表
示する画素の輝度を他の画素の輝度より低く設定して波
形表示する場合には、輝度の関係は上述の説明と逆にな
ることに留意されたい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１サンプリング・サイクルの期間に得
られる単一の波形データ列で波形表示を行うのではな
く、複数のサンプリング・サイクルの期間に相当する複
数の波形データ列の総てのデータ要素の中の各画素に対
応する要素の数に応じて各画素の輝度を調整するので、
反復入力信号を表示する際に、ノイズ等による一時的で
不規則な変化は、表示されても殆ど目立たなくすること
が出来る。更に、波形を表す画素の輝度を周期的に所定
量ずつ調整することにより、波形を表す画素の輝度が時
間の関数となり、ノイズ等の影響を更に低減することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例であるデジタル・オシロス
コープのブロック図、第２図は、第１図の装置の表示シ
ステムのブロック図、第３図は、第２図の画素プロセッ
サのブロック図である。（１２）はアナログ・デジタル変換手段（デジタイ
ザ）、（１８）は表示制御手段（表示システム）、（２
０）は表示手段である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジェームズ・ジー・ラーセンアメリカ合衆国オレゴン州ティガードサウスウエスト・フォンナー・ロード 11720

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反復入力信号に応じて繰り返し発生する各
トリガ・イベントを基準にして、上記入力信号の複数の
異なる時点の値を表す波形データ列を順次発生するアナ
ログ・デジタル変換手段と、スクリーン上のマトリクス
画素配列の画素の輝度を上記波形データ列の対応する各
データ要素に基づいて調整し、上記入力信号の波形を表
示する表示手段とを有する波形表示装置において、複数の上記波形データ列にわたる総てのデータ要素の中
の、上記画素配列の各画素に対応するデータ要素の数に
応じて、各画素の輝度を調整する表示制御手段を具える
ことを特徴とする波形表示装置。
【請求項２】上記表示制御手段は、更に、上記入力信号
の波形を表わす各画素の輝度を所定周期毎に所定量ずつ
調整することを特徴とする請求項１記載の波形表示装
置。