JPH0648298B2 - 時間間隔測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アナログ・オシロスコープ等に好適な時間間
隔測定方法に関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕

入力信号のイベント間の時間間隔を測定する為にオシロ
スコープを使用することが多い。イベントとは、普通、
入力信号が特定の値に達する時点のことである。例え
ば、正弦波信号の周期は、ゼロ・クロス点間の時間間隔
を測定することにより求めることが出来る。矩形波信号
の立ち上がり時間は、そのピーク振幅の１０％点から９
０％点までの時間間隔を測定して決定出来る。このよう
な測定をする際に、入力信号を表す波形をオシロスコー
プのスクリーン上に表示して観測する方法が従来から行
われている。オペレータは、オシロスコープのスクリー
ン上に設けられた格子状の目盛に表示波形を重ね合わ
せ、表示波形上の２つのイベント間の水平距離を水平目
盛を単位として測定する。その後、この水平距離に「時
間／目盛」の単位で表されたオシロスコープの掃引率を
乗算し、上記２点間の時間間隔を求める。この従来の時
間間隔測定法は、時間がかかるだけでなく、オペレータ
が水平距離を正確に計測するのが難しいので、かなり不
正確になる。従って、本発明の目的は、入力信号の２点
間の時間間隔を自動的且つ正確に測定する新規な時間間
隔測定方法を提供することである。

〔課題を解決する為の手段及び作用〕

本発明をオシロスコープに応用することにより、繰り返
し入力信号の第１及び第２トリガ・イベント間の時間間
隔を自動的に測定することが出来る。オシロスコープ
は、第１（Ａ）及び第２（Ｂ）の２つの掃引回路を有
し、夫々所定のトリガ・イベントに基づく第１及び第２
掃引傾斜信号を発生する。このオシロスコープは、第１
掃引傾斜信号が第１可変基準レベルに達した時に第１指
示信号を発生する比較器と、第２掃引傾斜信号が第２可
変基準レベルに達した時に第２指示信号を発生する他の
比較器とを有する。オシロスコープは、先ず、両方の掃
引回路を第１のイベントで繰り返しトリガをかけるよう
に設定し、第１可変基準レベルを一定レベルに設定す
る。オシロスコープは、第１及び第２指示信号の相対的
タイミングを監視しながら、第１及び第２指示信号が実
質的に等価な時点で繰り返し発生されるようになる第１
パス・レベルに第２可変基準レベルを設定する。その
後、第２掃引傾斜信号は、第２トリガ・イベントで繰り
返しトリガするように設定され、他方、第１掃引傾斜信
号は、第１トリガ・イベントで繰り返しトリガをし続け
る。その後、オシロスコープは、第１（Ａ）及び第２
（Ｂ）指示信号が実質的に等価な時点で再び発生するよ
うに、第２可変基準レベルを第２パス・レベルに調整す
る。これら第１及び第２パス・レベル間の電位差は、第
１及び第２トリガ・イベント間の時間間隔に比例してい
るので、この電位差から第１及び第２トリガイベント間
の時間間隔を測定することが出来る。

更に、本発明の時間間隔測定方法によれば、第１トリガ
・イベントに応じて発生した第１掃引傾斜信号が第１及
び第２基準レベルに達した時に、夫々第１及び第２指示
信号を発生し、その後、第２イベントに応じて発生した
第２掃引傾斜信号が第３基準レベルに達した時に第３指
示信号を発生する。その後、第１及び第２指示信号から
選択された一方の指示信号と第３指示信号を監視し、こ
れら監視された指示信号が実質的に等価な時点で発生す
るように、第３基準レベルを繰り返し調整する。この調
整された第３基準レベルに基づいて第１及び第２トリガ
・イベント間の時間間隔測定を行う。第１及び第２イベ
ントをどのように選択するか、並びに第１及び第２指示
信号の何れを選択するかに応じて、種々の時間間隔測定
を実行出来る。

〔実施例〕

本発明は、アナログ・オシロスコープを改良することに
より、入力信号の２つのイベント間の時間間隔を自動的
に測定することを可能にする。本発明の理解を容易にす
るため、先ず、従来のアナログ・オシロスコープの構成
及び動作の中で本発明に関連する点について説明する。
本発明に基づく改良されたオシロスコープの動作に関し
ては、後述する。

第２図は、本発明を応用するのに好適なアナログ・オシ
ロスコープ（１０）の構成を表すブロック図である。１
対の前置増幅器（１１）及び（１２）は、夫々入力チャ
ネル信号ＣＨ１及びＣＨ２を受け、これら入力信号に夫
々選択的にオフセットを与え、且つ増幅して得た出力信
号ＣＨ１′及びＣＨ２′を夫々出力する。これら前置増
幅器（１１）及び（１２）の出力信号は、チャンネル・
スイッチ回路であるＭＵＸ（マルチプレクサ）（１６）
に入力される。ＭＵＸ（１６）の唯一の出力信号は、遅
延線（１８）で遅延され、垂直増幅器（２０）で増幅さ
れ、ＣＲＴ（陰極線管）（２２）の電子ビームの垂直偏
向を制御する垂直制御信号となる。

前置増幅器（１１）及び（１２）の出力信号は、Ａ掃引
トリガ回路（２４）及びＢ掃引トリガ回路（２６）の平
衡入力端にも夫々供給される。これらＡ及びＢの掃引ト
リガ回路（２４）及び（２６）は、直線的に立ち上がる
Ａ及びＢ掃引傾斜信号を夫々発生し、水平シーケンス回
路（２７）により制御されるＭＵＸ（２８）に供給す
る。各掃引トリガ回路は、入力信号ＣＨ１′及びＣＨ
２′の中の選択された一方の信号が所定のトリガ・レベ
ルを横切った時に出力掃引傾斜信号の発生を開始する。
ＭＵＸ（２８）は、Ａ掃引傾斜信号及びＢ掃引傾斜信号
の何れか一方を選択して水平増幅器（３０）に供給す
る。水平増幅器（３０）は、受けた掃引傾斜信号に応じ
て、ＣＲＴ（２２）の電子ビームを水平偏向させる水平
制御信号を出力する。水平増幅器（３０）に選択的に掃
引傾斜信号を入力することにより、ＣＲＴ（２２）の電
子ビームを水平方向に一定速度で偏向させることが出来
る。同時に、垂直増幅器（２０）の出力信号は、選択さ
れたチャンネル入力信号ＣＨ１又はＣＨ２に応じて電子
ビームを垂直方向に偏向させる。従って、電子ビームの
各水平掃引毎に、オシロスコープの入力信号の値を時間
の関数としてＣＲＴスクリーン上に波形表示することが
出来る。

掃引トリガ回路（２４）及び（２６）は、掃引ゲート信
号ＳＧＡ及びＳＧＢも発生し、これらの掃引ゲート信号
は、ブランキング・ロジック回路（３２）に入力する。
これら掃引ゲート信号ＳＧＡ及びＳＧＢは、対応するＡ
及びＢの掃引傾斜信号がトリガされた時に発生し、対応
する掃引傾斜信号が電子ビームをスクリーンの左端に偏
向するのに十分な値になった時停止される。ブランキン
グ・ロジック回路（３２）は、掃引期間中にＣＲＴ（２
２）の電子ビームをオン状態にするＺ軸制御信号を発生
する。

Ａ及びＢの掃引トリガ回路（２４）及び（２６）は、反
転掃引ゲート信号＼ＳＧＡ及び＼ＳＧＢ並びに反転遅延
掃引ゲート信号＼ＤＧＡ及び＼ＤＧＢを夫々ホールド・
オフ回路（３６）に供給している。ここで、信号符号の
前の「＼」は、ロー・トゥルー（低状態で真）の信号で
あることを表している。これらの信号に応じて、ホール
ド・オフ回路（３６）は、Ａホールド・オフ信号をＡ掃
引トリガ回路（２４）に供給し、Ｂホールド・オフ信号
をＢ掃引トリガ回路（２６）に供給する。これらホール
ド・オフ信号は、各掃引終了後の所定の時点までＡ及び
Ｂの掃引傾斜信号の再トリガを防止する。ホールド・オ
フ回路（３６）の詳細は、後述する。

マイクロ・コンピュータ（以下ＭＣと略す）（３４）
は、前置増幅器（１１）及び（１２）、ＭＵＸ（１
６）、水平シーケンス回路（２７）、ブランキング・ロ
ジック回路（３２）、並びにホールド・オフ回路（３
６）を制御すると共に、押しボタン及びキーボード等に
よるユーザ入力に従って、掃引トリガ回路（２４）及び
（２６）のトリガ・レベルや他の動作パラメータ等も制
御する。ＭＣ（３４）は、更に、ブランキング・ロジッ
ク回路（３２）及びＭＵＸ（１６）への追加入力信号
と、水平シーケンス回路（２７）を介してＭＵＸ（２
８）に供給される追加入力信号も制御する。これらの追
加入力信号にり、ＭＣ（３４）は、ＣＲＴ（２２）のス
クリーン上のデータ及び図形表示を直接制御することが
出来る。

ＭＣ（３４）は、「オートセット」機能を実行すること
が出来る。この機能により、垂直前置増幅器（１１）及
び（１２）のオフセット及び利得並びにＡ及びＢの掃引
傾斜信号の一方又は両方の掃引率を自動的に設定し、Ｃ
ＲＴスクリーン上に入力信号の２〜５サイクルの波形を
適正振幅で表示させる。Ａ掃引トリガ回路（２４）から
供給されるトリガ・ゲート信号により、ＭＣ（３４）
は、入力信号のピーク値を測定出来る。Ａ掃引トリガ回
路（２４）は、ＭＣ（３４）から供給されるデータによ
って設定されたトリガ・レベルを入力信号が超える（正
方向に横切る）時、又は降下する（負方向に横切る）時
にトリガ・ゲート信号を発生する。ＭＣ（３４）は、入
力信号がトリガ・レベルを超える時Ａ掃引トリガ回路
（２４）がトリガ・ゲート信号を発生するように設定
し、垂直前置増幅器の利得をトリガ・ゲート信号が発生
するまで増加し、このトリガ・ゲート信号を監視しなが
らトリガ・レベルを繰り返し調整し、掃引トリガ回路が
トリガ・ゲート信号を発生する最大のトリガ・レベルを
求めることにより、繰り返し入力信号の最大ピーク・レ
ベルを測定する。更に、ＭＣ（３４）は、入力信号がト
リガ・レベルを降下する時にＡ掃引トリガ回路がトリガ
・ゲート信号を発生するように設定し、トリガ・ゲート
信号が発生するまで垂直前置増幅器の利得を減少させ、
このトリガ・ゲート信号を監視しながら、トリガ・レベ
ルを繰り返し調整し、掃引トリガ回路がトリガ・ゲート
信号を発生する最小のトリガ・レベルを求めることによ
り、入力信号の最小ピーク・レベルを測定する。一旦最
小及び最大ピーク・レベルを測定すると、ＭＣ（３４）
は、ＣＲＴスクリーン上の表示領域の範囲内で、入力信
号が略最大振幅となるように垂直前置増幅器のオフセッ
ト及び利得を調整する。その後、ＭＣ（３４）は、入力
信号の２つのピーク値の間の中央にトリガ・レベルを設
定し、１掃引期間中に発生するトリガ・ゲート信号をカ
ウントする。トリガ・ゲート信号が６つ以上カウントさ
れた場合には、掃引速度を次のより高速なレンジに増加
させ、カウント動作を繰返す。１掃引中にカウントされ
るトリガ・ゲート信号の数が２つ以下であれば、掃引速
度を次のより低速のレンジに減少させ、カウントを繰返
す。

第３図は、第２図のＡ掃引トリガ回路（２４）の構成を
もっと詳細に示したブロック図である。第３図におい
て、従来のトリガ回路（４０）は、第２図の前置増幅器
からの入力信号ＣＨ１′及びＣＨ２′と、第２図のＡホ
ールド・オフ回路（３６）からのＡホールド・オフ信号
と、ＭＣ（３４）からの制御信号を受ける。トリガ回路
（４０）は、トリガ回路（４０）は、垂直チャンネル入
力信号ＣＨ１′及びＣＨ２′の選択された一方の信号が
所定のトリガ・レベルを超える時、及び降下する時の何
れか選択された一方の状態になる時にトリガ・ゲート信
号を出力する。トリガ回路（４０）は、Ａホールド・オ
フ信号に応じてトリガ・ゲート信号を停止する。トリガ
回路（４０）は、制御信号入力により、入力信号ＣＨ
１′及びＣＨ２′の一方の選択、トリガ・レベルの設
定、及びトリガ・ゲート信号の発生の条件（即ち、入力
信号がトリガ・レベルを超えると発生するか、又は降下
すると発生するか）が制御される。

トリガ回路（４０）のトリガ・ゲート出力信号は、掃引
ラッチ（４２）のリセット入力Ｒを制御する。Ａホール
ド・オフ信号は、遅延回路（４４）により遅延され、掃
引ラッチ（４２）のセット入力Ｓを制御する。トリガ・
ゲート信号が発生すると、掃引ラッチ（４２）のＱ出力
が「低」状態になり、ＡＮＤ（アンド）ゲート（４６）
の反転入力を「低」とする。その後、ＡＮＤゲート（４
６）の出力である傾斜イネーブル信号が「高」状態にな
る。この傾斜イネーブル信号により、従来の掃引傾斜信
号発生器（４８）の掃引傾斜信号の発生がトリガされ
る。Ａ掃引傾斜信号のスルー・レートは、ＭＣ（３４）
から掃引傾斜信号発生器（４８）に供給される制御信号
により制御される。

ＭＣ（３４）からレジスタ（５０）に記憶されたデータ
ＤＸＡは、ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器）（５
２）に入力し、ＤＡＣ（５２）は、基準信号ＶＲＥＦ２
Ａを出力する。この基準信号ＶＲＥＦ２Ａは、比較器
（５４）の非反転入力端に供給され、この比較器の反転
入力端には、Ａ掃引傾斜信号が供給される。掃引傾斜信
号の値が基準信号ＶＲＥＦ２Ａのレベルに達すると、比
較器（５４）は、出力信号である反転遅延掃引ゲート信
号＼ＤＧＡを「低」状態に変化させる。Ａ掃引傾斜信号
は、別の比較器（５６）の非反転入力端にも供給され、
この比較器（５６）の反転入力端には、基準信号ＶＲＥ
Ｆ１Ａが供給される。基準信号ＶＲＥＦ１Ａの値は、掃
引傾斜信号がＣＲＴの電子ビームをスクリーン上の右端
まで偏向させるのに十分な値になった時、比較器（５
６）の出力信号が「高」状態（即ち、掃引の終了）とな
るように設定される。ＡＮＤゲート（４６）の掃引イネ
ーブル出力信号及び比較器（５６）の出力信号は、ＸＮ
ＯＲ（排他的ノア）ゲート（５８）に入力する。ＸＮＯ
Ｒゲート（５８）の出力信号は、反転掃引ゲート信号＼
ＳＧＡである。この＼ＳＧＡ信号は、Ａ掃引の開始時点
で「低」状態になり、Ａ掃引の終了時点で「高」状態に
なる。この信号は、インバータ（６０）で反転されてＳ
ＧＡ信号になる。比較器（５６）の出力信号は、ＡＮＤ
ゲート（４６）の他方の反転入力端にも供給され、掃引
の終了後まで傾斜イネーブル信号の再トリガを防止す
る。

第２図Ｂの掃引トリガ回路（２６）は、第３図のＡ掃引
トリガ回路の構成と実質的に同一である。従って、以後
の説明において、第３図のＡ掃引トリガ回路の信号ＤＸ
Ａ、ＶＲＥＦ１Ａ及びＶＲＥＦ２Ａに対応し、同一の機
能を有する信号として、第２図のＢ掃引トリガ回路（２
６）に関する信号を夫々ＤＸＢ、ＶＲＥＦ１Ｂ、及びＶ
ＲＥＦ２Ｂとする。

第４図は、オシロスコープの通常動作中における第３図
のＡ掃引トリガ回路の動作を説明する為のタイミング波
形図である。第４図の動作例の場合、入力信号ＣＨ１′
は、正弦波信号であり、Ａ掃引トリガ回路のトリガ源信
号として選択されている。トリガ・レベルは、この正弦
波信号のゼロ・クロス点に設定されている。第５図は、
第３図のトリガ回路（４０）の動作状態の変化を表す状
態遷移図である。第４図及び第５図に示すように、トリ
ガ回路（４０）には、４つの動作状態がある。入力信号
が−１／２ヒステリシス・レベル（トリガ・レベルより
僅かに低いレベル）を超えると、トリガ回路（４０）
は、トリガ可能状態（７２）になる。入力信号のレベル
が＋１／２ヒステリシス・レベル（トリガ・レベルより
僅かに高いレベル）を超えると、トリガ回路（４０）
は、トリガ済状態（７４）に入る。その後、Ａホールド
・オフ信号が発生すると、トリガ回路（４０）は、ホー
ルド・オフ状態（７６）となり、トリガ・ゲート信号が
停止する。その後、Ａホールド・オフ信号が停止する
と、トリガ回路（４０）は、準備状態（７８）に入り、
入力信号が−１／２ヒステリシス・レベルを超えてトリ
ガ可能状態に再度入るまで、この準備状態に留まる。第
４図では、±１／２ヒステリシス・レベルは、図示する
便宜の為に誇張して示しているが、これらヒステリシス
・レベルの差は、入力信号のピーク振幅値に比較して通
常は遥かに小さい値に過ぎない。

従って、第４図において、入力信号が−１／２ヒステリ
シス・レベルを超えると、トリガ回路がトリガ可能状態
となり、入力信号が＋１／２ヒステリシス・レベルを超
えると、トリガ・ゲート信号が出力する。このトリガ・
ゲート信号は、第３図の掃引ラッチ（４２）をリセット
し、この結果、ＡＮＤゲート（４６）の出力である掃引
傾斜イネーブル信号が「高」となる。この掃引傾斜イネ
ーブル信号に応じて、掃引傾斜信号発生器（４８）がＡ
掃引傾斜信号の発生を開始する。このＡ掃引傾斜信号が
基準レベルＶＲＥＦ２Ａに達すると、＼ＤＧＡ信号が
「低」になる。その後、Ａ掃引傾斜信号が次の基準レベ
ルＶＲＥＦ１Ａに達すると、掃引傾斜イネーブル信号及
びＳＧＡ信号が「低」とな。このＳＧＡ信号に応じて、
第２図のホールド・オフ回路（３６）は、Ａホールド・
オフ信号を「高」に変化させ、このＡホールド・オフ信
号に応じて第３図のトリガ回路（４０）のトリガ・ゲー
ト出力信号が「低」となり、更に、遅延回路（４４）に
よる所定遅延時間後に掃引ラッチ（４２）がセットされ
てＱ出力が「高」となる。第２図のホールド・オフ回路
（３６）は、Ａホールド・オフ信号が「高」になってか
ら所定遅延時間後に再度「低」にする為のタイマーを含
んでいる。＼ＤＧＡ信号は、Ａ掃引傾斜信号が基準レベ
ルＶＲＥＦ２Ａより低下すると、「高」となる。

第２図のホールド・オフ回路（３６）は、反転Ａ掃引ゲ
ート信号＼ＳＧＡ及び反転Ａ遅延ゲート信号＼ＤＧＡの
選択された一方の信号に応じて、Ｂ掃引トリガ回路（２
６）に供給されるＢホールド・オフ信号を制御する。＼
ＳＧＡ信号がホールド・オフを制御する場合、Ｂ掃引ト
リガ回路（２６）の出力するＢ掃引傾斜信号は、Ａ掃引
トリガ回路（２４）の出力するＡ掃引傾斜信号とは無関
係にトリガされる。

＼ＤＧＡ信号がＢホールド・オフ信号を制御する場合、
Ａ掃引傾斜信号が第３図のＤＡＣ（５２）の出力基準レ
ベルＶＲＥＦ２Ａに達した後のみトリガ可能である。こ
の所謂「遅延掃引」動作モードが特に有効なのは、Ａ及
びＢの掃引傾斜信号が共に同じ入力信号に基づいて発生
し、Ｂ掃引傾斜信号がＡ掃引傾斜信号より速く立ち上が
るように設定され、Ｂ掃引波形がＡ掃引波形の一部分を
時間的に拡大して表示する場合である。この遅延掃引モ
ードで動作する際に、ＭＣ（３４）は、＼ＤＧＡ信号に
応じてＢホールド・オフ信号を制御するように第２図の
ホールド・オフ回路（３６）を設定する。そして、ＭＣ
（３４）は、Ａ掃引の波形の拡大表示すべき部分を表す
オペレータ入力を得る。その後、ＭＣ（３４）は、Ｂ掃
引傾斜信号のスルー・レート及びＡ掃引トリガ回路（２
４）のレジスタ（５０）内のデータＤＸＡの値を適当に
設定する。

本発明によれば、オシロスコープの掃引トリガ回路及び
ホールド・オフ回路を用いて、入力信号がレベルを横切
るイベント間の時間間隔を正確に測定する。第６図は、
第２図のホールド・オフ回路（３６）の構成をより詳細
に表すブロック図である。Ａ掃引トリガ回路（２４）の
＼ＳＧＡ出力信号は、ホールド・オフ・タイマー（８
０）の入力信号として供給される。タイマー（８０）
は、＼ＳＧＡ信号が「低」になった時、Ａホールド・オ
フ信号を「高」に変化させ、その後、設定された遅延時
間後に、Ａホールド・オフ信号を「低」に変化させる。
タイマー（８０）の出力信号及びＡ掃引トリガ回路（２
４）の出力信号＼ＤＧＡの一方がＭＵＸ（８４）で選択
され、Ｂホールド・オフ信号としてＢ掃引トリガ回路
（２６）に供給される。インバータ（８６）は、Ｂ掃引
トリガ回路（２６）の出力信号＼ＤＧＢを反転したＤＧ
Ｂ信号をＤ型フリップ・フロップ（８８）のＤ入力端に
供給する。Ａ掃引トリガ回路（２４）の出力信号＼ＤＧ
Ａ及び＼ＳＧＡは、別のＭＵＸ（９０）の反転入力端及
び非反転入力端に夫々入力し、選択されたＤＧＡ信号又
は＼ＳＧＡ信号の何れかがフリップ・フロップ（８８）
のクロック入力端に供給される。第２図のＭＣ（３４）
は、ＭＵＸ（８４）及び（９０）のスイッチング動作を
制御する。タイマー（８０）のＡホールド・オフ出力信
号は、フリップ・フロップ（８８）のクリア入力端に供
給される。フリップ・フロップ（８８）のＱ出力は、ラ
ッチ（８２）のセット入力端Ｓを駆動し、このラッチ
（８２）のＱ出力は、ＭＣ（３４）に供給される。ＭＣ
（３４）は、ラッチ（８２）のリセット入力を制御す
る。

オシロスコープが従来通りの動作をしているときは、Ｍ
Ｃ（３４）は、ＭＵＸ（８４）を切り換えて、Ｂ掃引の
所望のトリガ・モードに応じてＢ掃引トリガ回路（２
６）に供給するＢホールド・オフ信号として、＼ＤＧＡ
信号か又はタイマー（８０）の出力信号を選択する。こ
の従来の動作においては、ＭＣ（３４）は、ラッチ（８
２）のＱ出力の状態を無視する。

オシロスコープが本発明に基づく時間間隔測定モードで
動作する際には、ラッチ（８２）のＱ出力の状態が監視
される。この時間間隔測定モードには、「ＡセイムＢ
（A-same-B）」と、「ＢアフタＡ（B-after-A）」とよ
ばれる２つのモードがある。第７Ａ図〜第７Ｄ図は、入
力信号の開始イベントと停止イベント間の測定可能な時
間間隔を表す図である。第７Ａ図及び第７Ｂ図は、入力
信号のピーク振幅値の１０％レベルから９０％レベル間
の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を測定する際の開
始イベント及び停止イベントを表している。第７Ｃ図
は、矩形波入力信号の周期を測定する際に採用される開
始イベント及び停止イベントを示している。第７Ｄ図
は、矩形波入力信号のパルス幅を測定する際に用いられ
る開始イベント及び停止イベントを示している。第７Ｃ
図及び第７Ｄ図において、開始イベント及び停止イベン
トは、矩形波入力信号の最大ピーク値及び最小ピーク値
間の中央のレベルを入力信号が超えるか、又は降下する
かした時に発生する。

第８図は、第７Ｄ図の矩形波入力信号のパルスを測定す
る際のＡセイムＢ時間間隔測定モードの動作を示すタイ
ミング波形図である。例えば、オシロスコープの入力チ
ャンネル１（ＣＨ１）に入力信号が供給され、第２図の
前置増幅器（１１）の出力信号ＣＨ１′が、第２図の掃
引トリガ回路（２４）及び（２６）のトリガ制御信号と
して選択された場合を示している。先ず最初に、上述の
「オートセット」モードで動作して、ＭＣ（３４）は、
矩形波入力信号の両ピーク値レベルを測定し、スクリー
ン上に２〜５サイクルの波形が適正振幅で表示されるよ
うに垂直前置増幅器のオフセット及び利得並びに掃引速
度を設定する。その後、ＭＣ（３４）は、両ピーク値間
の中央レベルにトリガ・レベルを設定し、入力信号がト
リガ・レベルを超える時点Ｔ０の開始イベントで両掃引
トリガ回路（２４）及び（２６）がトリガするように設
定する。この時点Ｔ０で＼ＳＧＡ信号は「低」に変化す
る。尚、上述のように、トリガ回路が実際にトリガする
のは、入力信号がトリガ・レベルを超えてから僅か後に
＋１／２ヒステリシス・レベルに達した時であるが、こ
のヒステリシス・レベルは、入力信号が前置増幅器で増
幅され、トリガ・レベルにかなり近いレベルになるの
で、第８図では、便宜上ヒステリシス・レベルを示して
いない。

第２図、第３図、第６図、及び第８図を参照して以下説
明する。ＭＣ（３４）は、Ａ掃引トリガ回路（２４）の
レジスタ（５０）に記憶されるデータＤＸＡを調整し、
時点Ｔ０でＡ掃引傾斜信号がイネーブルした後のある時
点Ｔ３でＤＧＡ信号が「高」になるように設定する。こ
のデータＤＸＡの値は、ＶＲＥＦ２ＡのレベルがＡ掃引
傾斜信号の終端の値より低く、且つ近傍の値となるよう
に設定される。ＭＣ（３４）は、Ｂ掃引トリガ回路（２
６）内の対応するレジスタ内に任意のデータＤＸＢを記
憶し、Ｂ掃引トリガ回路（２６）の基準電圧ＶＲＥＦ２
Ｂがある任意の値となるようにする。ＭＣ（３４）は、
第６図のＭＵＸ９０を制御してＤＧＡ信号をフリップ・
フロップ（８８）のクロック入力端に供給する。その
後、ＭＣ（３４）は、Ａ及びＢの掃引トリガ回路（２
４）及び（２６）がトリガされ、Ａ及びＢの掃引傾斜信
号の掃引が終了すると、第６図のラッチ（８２）のＱ出
力を確認する。もし、この掃引の終了後ラッチ（８２）
のＱ出力が「高」状態ならば、ＭＣ（３４）は、時点Ｔ
３の前のある時点Ｔ２でＢ掃引傾斜信号がＶＲＥＦ２Ｂ
のレベルに達しと判断する。その後、ＭＣ（３４）は、
ラッチ（８２）をリセットし、基準電圧ＶＲＥＦ２Ｂを
上昇させる為にＤＸＢの値を変更し、次の掃引の終了後
に再び、ラッチ（８２）のＱ出力の状態を確認する。も
し、このラッチ（８２）のＱ出力が「低」であれば、時
点Ｔ３の後のある時点Ｔ４でＢ掃引傾斜信号がＶＲＥＦ
２Ｂのレベルに達したことになる。ＭＣ（３４）は、Ｂ
掃引トリガ回路のＶＲＥＦ２Ｂのレベルを次第に変化量
が小さくなるように上下に繰り返し調整することによ
り、Ｂ掃引トリガ回路のＶＲＥＦ２Ｂの値を「第１パ
ス」の値に設定するデータＤＸＢの第１の値Ｄ１を測定
する。即ち、ＤＸＢの値がＤ１のときにＶＲＥＦ２Ｂの
値が「第１パス」の値になり、このときＤＧＡ信号が
「高」に変化する時点Ｔ３に出来る限り近い時点でＢ掃
引傾斜信号がＶＲＥＦ２Ｂの値（第１パス値）に達す
る。

その後、ＭＣ（３４）は、入力信号の立ち上がりエッジ
でＡ掃引トリガ回路がＡ掃引を開始するように制御し続
けながら、入力信号の立ち下がりエッジでＢ掃引トリガ
回路（２６）がＢ掃引をトリガ（開始）するように制御
する。その後、ＭＣ（３４）は、Ｂ掃引トリガ回路（２
６）のＶＲＥＦ２Ｂを繰り返し調整してＶＲＥＦ２Ｂが
「第２パス」の値になるときのＤＸＢの第２の値Ｄ２を
測定する。即ち、ＤＸＢの値がＤ２の時にＶＲＥＦ２Ｂ
が「第２パス」の値となり、このとき時点Ｔ３に出来る
限り近い時点でＢ掃引傾斜信号がＶＲＥＦ２Ｂの値（第
２パスの値）に達する。

ＶＲＥＦ２Ｂの繰り返し測定された第１パスのレベルと
第２パスのレベル間の差は、入力信号の立ち上がりエッ
ジと立ち下がりエッジ間の時間差（Ｔ１−Ｔ０）に比例
している。このときの比例定数は、Ｂ掃引傾斜信号のス
ルー・レート（単位は、「垂直目盛／秒」でＳＲと略
す）で表される。このスルー・レートＳＲは、オシロス
コープの水平軸の各レンジ（掃引率）によって決まり、
既知の定数である。Ｂ掃引トリガ回路のＶＲＥＦ２Ｂの
第１パス及び第２パスのレベルは、夫々データＤＸＢの
Ｄ１及びＤ２の値に比例している。このデータＤＸＢの
値の単位時間当たりのＶＲＥＦ２Ｂの電圧増加量（単位
は、「垂直目盛／データ単位」でＶＰＤＸＢと略す）
は、水平軸の各レンジ（掃引率）に対して決まり、これ
も既知の定数である。従って、ＭＣ（３４）は、入力信
号のパルス幅（Ｔ１−Ｔ０）を以下の式（１）に基づい
て計算する。

Ｔ１−Ｔ０＝ (Ｄ１−Ｄ２)(ＶＰＤＸＢ／ＳＲ) （１） 第９図は、矩形波入力信号の２つのパルス間の時間間隔
を測定する時のＢアフタＡ測定モードの動作を説明する
タイミング波形図である。この測定モードでは、入力信
号は、例えば第２図の前置増幅器（１１）で増幅され、
この前置増幅器の出力信号ＣＨ１′が、第２図のＡ及び
Ｂ掃引トリガ回路（２４）及び（２６）のトリガ制御信
号として選択される。ＭＣ（３４）は、先ず、上述のオ
ートセット動作により両掃引トリガ回路（２４）及び
（２６）のトリガ・レベルを入力信号の最大及び最小ピ
ーク値間の中央に自動的に設定する。更に、入力信号が
トリガ・レベルを超えたときトリガ（掃引開始）するよ
うに両掃引トリガ回路（２４）及び（２６）を設定す
る。

その後、ＭＣ（３４）は、第６図のＭＵＸ（９０）を制
御して＼ＳＧＡ信号をフリップ・フロップ（８８）のク
ロック入力端に供給する。ＭＣ（３４）は、Ａ掃引トリ
ガ回路（２４）のレジスタ（５０）の中のデータＤＸＡ
を調整し、Ａ掃引開始後の時点Ｔ１で＼ＤＧＡ信号が
「低」になるようにする。＼ＳＧＡ信号は、Ａ掃引の終
端である時点Ｔ５で「高」に変化する。ＭＣ（３４）
は、最初、Ｂ掃引トリガ回路のレジスタ（５０）に任意
の値を記憶しているので、Ｂ掃引トリガ回路のＶＲＥＦ
２Ｂの最初の値は、任意である。Ａ掃引傾斜信号は、第
９図のように＼ＳＧＡ信号の立ち下がり時点Ｔ０でトリ
ガ（開始）されるが、Ｂ掃引傾斜信号は、時点Ｔ１で＼
ＤＧＡが「低」になった後の時点Ｔ２の開始イベントま
でトリガされない。Ａ掃引の終了後、ＭＣ（３４）は、
第６図のラッチ（８２）のＱ出力を検査する。もしラッ
チ（８２）のＱ出力が「高」であれば、時点Ｔ５の前の
ある時点でＢ掃引傾斜信号がＶＲＥＦ２Ｂのレベルに達
したとＭＣ（３４）は判断する。すると、ＭＣ（３４）
は、ラッチ（８２）をリセットし、Ｂ掃引トリガ回路
（２６）の基準電圧ＶＲＥＦ２Ｂのレベルを上昇させ、
再びラッチ（８２）のＱ出力を検出する。もし、Ｑ出力
が「低」であれば、Ｂ掃引傾斜信号が時点Ｔ５の後でＶ
ＲＥＦ２Ｂのレベルに達したことになる。このように、
ＭＣ（３４）は、Ｂ掃引トリガ回路（２６）のＶＲＥＦ
２Ｂのレベルを順次変化量が小さくなるように調整を繰
り返し、Ｂ掃引傾斜信号が時点Ｔ５に出来る限り近い時
点でＶＲＥＦ２Ｂの値である「第１パス」の値に達する
ように、Ｂ掃引トリガ回路（２６）に供給するデータＤ
ＸＢの第１の値Ｄ３を決定する。

ＭＣ（３４）は、＼ＤＧＡ信号が時点Ｔ２開始イベント
後の時点Ｔ３で「低」になるように、Ａ掃引トリガ回路
のＶＲＥＦ２Ａの値を調整する。従って、Ｂ掃引傾斜信
号は、時点Ｔ４の停止イベントまでトリガされることは
ない。その後、ＭＣ（３４）は、各Ａ掃引が終了する毎
に第６図のラッチ（８２）のＱ出力を監視しながら、Ｂ
掃引トリガ回路（２６）のＶＲＥＦ２Ｂの値を繰り返し
調整し、Ｂ掃引傾斜信号が時点Ｔ５に出来る限り近い時
点でＶＲＥＦ２Ｂの「第２パス」の値に達するように調
整し、このときＢ掃引トリガ回路に入力するデータＤＸ
Ｂの値Ｄ４を測定する。このようにして繰り返し測定さ
れたＶＲＥＦ２Ｂの「第１パス」の値及び「第２パス」
の値を夫々設定するＤＸＢの値Ｄ３及びＤ４の間のデー
タ値の差は、入力信号の連続する２つのパルスの立ち上
がりエッジである開始イベント及び停止イベント間の時
間間隔（Ｔ４−Ｔ２）に比例している。この比例定数
は、ＶＰＤＸＢ／ＳＲとなる。尚、ＶＰＤＸＢは、ＤＸ
Ｂのデータ値単位当たりの電圧変化量（垂直目盛数／デ
ータ単位）、ＳＲは、Ｂ掃引傾斜信号のスルー・レート
（単位は垂直目盛数／秒）である。従って、ＭＣ（３
４）は、入力信号の周期（Ｔ４−Ｔ２）を以下の式
（２）に従って計算し、その結果を表示する。

Ｔ４−Ｔ２＝ （Ｄ３−Ｄ４）(ＶＰＤＸＢ／ＳＲ) (２) 第１Ａ図は、ユーザが第７Ａ図〜第７Ｄ図の中の１つに
示した時間間隔測定を指定した時のＭＣ（３４）が実行
する測定動作を示す流れ図である。先ず、ＭＣ（３４）
は、ステップ（９８）で上述の「オートセット」動作を
実行し、入力信号の２〜５サイクルがＡ及びＢの掃引傾
斜信号により適正振幅で表示されるように、前置増幅器
のオフセット及び利得並びにＡ及びＢ掃引トリガ回路の
掃引率を設定する。その後、ステップ（１００）では、
ＭＣ（３４）は、ＢアフタＡ測定モードにより入力信号
の周期を測定する。ユーザが最初に第７Ｃ図のような周
期測定を選択しているか否かをステップ（１０２）で判
断し、この測定が選択されていたとき（イエスのとき）
には、処理はステップ（１０４）に進み、周期の測定結
果がスクリーン上に表示される。他方、ユーザが第７Ａ
図及び第７Ｂ図のような立ち上がり／立ち下がり時間の
測定を指定していたり、又は第７Ｄ図のようなパルス幅
測定を指定していた場合には、ステップ（１０５）で、
第８図に関連して説明したように、ＡセイムＢ測定モー
ドにより開始イベント及び停止イベント間の時間間隔が
測定される。ステップ（１０６）では、測定された時間
間隔が水平目盛の２つ分を超えているか否かが判断さ
れ、超えている（イエスの）場合には、ステップ（１０
４）に処理が進み、最終測定結果が表示される。しか
し、測定された時間間隔が水平目盛の２つ分以下の場合
には、ステップ（１０８）で、この時間間隔を２〜５目
盛分にするような掃引傾斜信号のスルー・レートを計算
し、この計算結果に応じて掃引率を再設定する。その
後、ステップ（１１０）において、開始イベント及び停
止イベント間の時間間隔がＡセイムＢ測定モードにより
再度測定され、その測定結果がステップ（１０４）で表
示される。

第１Ｂ図は、第１Ａ図の流れ図のステップ（１００）に
おいて、ＭＣ（３４）が実行する動作の詳細を示す流れ
図である。ＭＣ（３４）は、ステップ（１１２）で、Ａ
及びＢの掃引トリガ回路（２４）及び（２６）のトリガ
・レベルを入力信号の最大及び最小ピーク値間の中央に
設定する。次のステップ（１１４）では、入力信号がト
リガ・レベルを超えた時に両方の掃引トリガ回路がトリ
ガ（掃引開始）するように設定する。ステップ（１１
６）では、第６図のＭＵＸ（９０）を制御して＼ＳＧＡ
信号をフリップ・フロップ（８８）のクロック入力端に
供給する。ステップ（１１８）では、Ａ掃引トリガ回路
（２４）のレジスタ（５０）に記憶されるデータＤＸＡ
を調整し、Ａ掃引が開始後に＼ＤＧＡ信号が「低」に変
化するようにする。ステップ（１２０）では、Ｂ掃引ト
リガ回路（２６）のレジスタ（５０）に記憶するＤＸＢ
の値を繰り返し調整し、Ｂ掃引トリガ回路に供給するＤ
ＸＢの第１データ値Ｄ３を求める。即ち、このデータ値
Ｄ３は、＼ＳＧＡ信号が「高」になる時点に出来る限り
近い時点でＢ掃引傾斜信号がＶＲＥＦ２Ｂの「第１パ
ス」の値に達するようにＶＲＥＦ２Ｂのレベルを定める
ＤＸＢの値である。ステップ（１２２）では、Ａ掃引ト
リガ回路（２４）のＶＲＥＦ２Ａを制御するデータＤＸ
Ａの値を再調整し、＼ＤＧＡ信号が「低」となる時点を
後にずらす。その後、ステップ（１２４）では、ラッチ
（８２）のＱ出力を監視しながら、Ｂ掃引トリガ回路
（２６）のＶＲＥＦ２Ｂ（即ち、データＤＸＢ）の調整
を繰り返し、ＤＸＢの第２データ値Ｄ４を求める。この
データ値Ｄ４は、＼ＳＧＡ信号が「高」になる時点に出
来る限り近い時点でＢ掃引傾斜信号がＶＲＥＦ２Ｂの
「第２パス」の値に達するようにＶＲＥＦ２Ｂのレベル
を定めるＤＸＢの値である。その後、ステップ（１２
６）では、上述の式（２）に基づいて入力信号の周期を
計算する。

第１Ｃ図は、第１Ａ図の流れ図のステップ（１０６）の
動作を実行する際の流れ図を示している。この測定で
は、上述のＡセイムＢ測定モードで動作し、例えば第７
Ｄ図に示したような矩形波入力信号のパルス幅を測定す
る。先ず、ステップ（１３０）でＭＣ（３４）は、矩形
波入力信号の最大及び最小ピーク値の間の中央にＡ及び
Ｂの掃引トリガ回路のトリガ・レベルを設定し、入力信
号がトリガ・レベルを超えると両掃引トリガ回路がトリ
ガ（掃引開始）するようにトリガ極性を設定する。ステ
ップ（１３２）では、Ａ掃引トリガ回路（２４）に供給
するデータＤＸＡを調整し、Ａ掃引の開始後のある時点
でＤＧＡ信号が「高」になるように設定する。次のステ
ップ（１３４）では、第６図のＭＵＸ（９０）を制御し
てフリップ・フロップ（８８）のクロック入力端にＤＧ
Ａ信号を供給する。その後、ステップ（１３６）では、
第６図のラッチ（８２）のＱ出力を監視しながら、Ｂ掃
引トリガ回路（２６）に供給するデータＤＸＢを順次調
整量が減少するように繰り返し調整し、ＶＲＥＦ２Ｂの
レベルを制御するＤＸＢの第１データ値Ｄ１を求める。
即ち、この第１データ値Ｄ１は、ＤＧＡ信号が「高」に
なる時点に出来る限り近い時点でＢ掃引傾斜信号がＶＲ
ＥＦ２Ｂの「第１パス」の値に達するように、ＶＲＥＦ
２Ｂの値を定めるＤＸＢの値である。

その後、ステップ（１３８）では、入力信号の立ち上が
りエッジでＡ掃引トリガ回路が掃引を開始するように制
御し続けながら、入力信号の立ち下がりエッジでＢ掃引
が開始するようにＢ掃引トリガ回路のトリガ極性を設定
する。次のステップ（１４０）でＭＣ（３４）は、再
び、Ｂ掃引トリガ回路のＶＲＥＦ２Ｂの値を繰り返し調
整し、ＤＸＢの第２のデータ値Ｄ２を測定する。即ち、
このデータ値Ｄ２は、ＤＧＡ信号が「高」になる時点に
出来る限り近い時点でＢ掃引傾斜信号がＶＲＥＦ２Ｂの
「第２パス」の値に達するように、ＶＲＥＦ２Ｂの値を
定めるＤＸＢの値である。その後、ステップ（１４２）
でＭＣ（３４）は、上述の式（１）に基づいて入力信号
のパルス幅を計算する。

このように、アナログ・オシロスコープを利用した本発
明の時間間隔測定方法によれば、入力信号が選択された
レベルを横切る時のイベント間の時間間隔を正確且つ自
動的に測定することが出来る。

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ことなく必要に応じて種々の変
形及び変更を実施し得ることは当業者には明らかであ
る。

〔発明の効果〕

本発明の時間間隔測定方法によれば、２つの掃引トリガ
回路を有するオシロスコープ等の装置を利用し、第１ト
リガ・イベントに応じた第１（Ａ）掃引傾斜信号と、第
２トリガ・イベントに応じた第２（Ｂ）掃引傾斜信号を
発生させ、第１派引傾斜信号が第１基準レベル（ＶＲＥ
Ｆ２Ａ）に達する時の第１指示信号（＼ＤＧＡ又はＤＧ
Ａ）と第２掃引傾斜信号が第２基準レベル（ＶＲＥＦ２
Ｂ）に達する時の第２指示信号（＼ＤＧＢ又はＤＧＢ）
を監視し、これら両指示信号が実質的に等価な時点で発
生するように第２基準レベルを調整することにより、第
２基準レベルの変化量が測定すべき時間間隔に比例して
いることを利用し、自動的に時間間隔を測定出来る。更
に、第１掃引傾斜信号が第１及び第２基準レベルに達す
る時に第１及び第２指示信号（ＤＧＡ及び＼ＳＧＡ）を
発生し、第２掃引傾斜信号が第３基準レベル（ＶＲＥＦ
２Ｂ）に達する時に第３指示信号（ＤＧＢ）を発生し、
第１及び第２指示信号から選択された一方の信号と第３
指示信号とを監視して、これら指示信号が実質的に等価
な時点で発生するように第３基準レベルを調整する。こ
の調整された第３基準レベルに基づいて時間間隔を測定
する。よって、第１掃引傾斜信号に応じた第１及び第２
指示信号の何れを選択するかにより、種々の時間間隔測
定モードを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、本発明を利用した時間間隔測定方法を示す
一実施例の流れ図、第１Ｂ図は、本発明の時間間隔測定
方法の一実施例を表す流れ図、第１Ｃ図は、本発明の時
間間隔測定方法の他の実施例を表す流れ図、第２図は、
本発明の時間間隔測定方法を応用するのに好適なオシロ
スコープのブロック図、第３図は、第２図の掃引トリガ
回路の構成の一例を表すブロック図、第４図は、第２図
及び第３図の動作の一例を説明する為の波形図、第５図
は、第３図の掃引トリガ回路の動作状態の変化を表す状
態遷移図、第６図は、第２図のホールド・オフ回路の構
成の一例を表すブロック図、第７Ａ図〜第７Ｄ図は、入
力信号に対する種々のトリガ・イベントの設定方法を表
す波形図、第８図は、本発明の時間間隔測定方法のＡセ
イムＢ測定モードに基づく測定方法を説明する為の波形
図、第９図は、本発明の時間間隔測定方法のＢアフタＡ
測定モードに基づく測定方法を説明する為の波形図であ
る。 （２４）は第１（Ａ）掃引トリガ回路、（２６）は第２
（Ｂ）掃引トリガ回路、（３４）はマイクロ・コンピュ
ータ（ＭＣ）、（３６）はホールド・オフ回路、ＶＲＥ
Ｆ２Ａ、ＶＲＥＦ１ＡはＡ掃引の基準レベル、ＶＲＥＦ
２ＢはＢ掃引の基準レベル、ＤＧＡ（又は＼ＤＧＡ）は
指示信号（Ａ掃引）、＼ＳＧＡは指示信号（Ａ掃引）、
ＤＧＢは指示信号（Ｂ掃引）である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繰り返し入力信号に応じた所定の第１トリ
   ガ・イベントの時点で第１掃引傾斜信号の掃引を開始
   し、 上記第１掃引傾斜信号が第１基準レベルに達した時に第
   １指示信号を発生し、 上記繰り返し入力信号に応じた所定の第２トリガ・イベ
   ントの時点で第２掃引傾斜信号の掃引を開始し、 上記第２掃引傾斜信号が第２基準レベルに達した時に第
   ２指示信号を発生し、 上記第１及び第２指示信号を監視し、これら第１及び第
   ２指示信号が実質的に等価な時点で発生するように、上
   記第２基準レベルの値を調整し、 該調整された第２基準レベルの値に基づいて、時間間隔
   を測定することを特徴とする時間間隔測定方法。
2. 【請求項２】繰り返し入力信号に応じた所定の第１トリ
   ガ・イベントの時点で第１掃引傾斜信号の掃引を開始
   し、 上記第１掃引傾斜信号が第１基準レベルに達した時に第
   １指示信号を発生し、 上記第１掃引傾斜信号が第２基準レベルに達した時に第
   ２指示信号を発生し、 上記繰り返し入力信号に応じた所定の第２トリガ・イベ
   ントの時点で第２掃引傾斜信号の掃引を開始し、 上記第２掃引傾斜信号が調整可能な第３基準レベルに達
   した時に第３指示信号を発生し、 上記第１及び第２指示信号から選択された一方の指示信
   号並びに上記第３指示信号を監視し、上記第１及び第２
   指示信号から選択された一方の指示信号が上記第３指示
   信号と実質的に等価な時点で発生するように、上記第３
   基準レベルの値を繰り返し調整し、 該調整された第３基準レベルの値に基づいて、時間間隔
   を測定することを特徴とする時間間隔測定方法。