JPH0675078B2 - オシロスコ−プ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は管面上に文字と観測波形を同時に表示するオ
シロスコープに関するものである。

（従来技術とその問題点） 従来，コンピュータ等の文字信号源から文字信号を受け
て，ある文字をブラウン管等に視覚的に表示する方法は
周知である。尚、ここで使用する文字という用語は，文
字，数字，記号，図形等を総称するものとする。しか
し，従来のこの種の文字表示方法は，ラスタ走査方式又
はベクトル表示方式の２種に分類される。前者は表示す
べき文字を多数の点（ドット）群，即ち座標信号に分割
し，ある座標位置を例えば電子ビームの輝点群によりブ
ラウン管表示装置に表示する方式であり，必要とする信
号量が多くなると共に表示に要する時間が長くなるとい
う欠点がある。一方，後者は表示すべき文字を構成する
多数の線分の両端座標信号を受け，相続く二つの座標信
号のベクトルを順次ベクトル発生器で発生し，例えばブ
ラウン管表示装置の電子ビームによる輝線群で表示する
方式であり，例えば積分器を含むベクトル発生を必要と
するので表示速度が制限されると共に高価になるという
欠点を有する。

以上の２つの方式による文字信号発生装置と例えばオシ
ロスコープのような波形観測装置を組合せてブラウン管
上に波形と共に文字情報を表示する装置を構成した場
合，前者のラスタ走査方式における画面の表示例を第10
図に示す。斜線○印が点燈中の輝点，○印が削燈中の輝
点である。このように走査ポイント数に対する輝点の占
める割合が小さく，文字と波形を交互に切換て表示した
場合，輝点以外の走査ポイントも走査しなければならな
いため，表示効率が低いという欠点があった。また，前
記のいずれの方法においても文字表示をおこなっている
時間中は波形表示を中断しなければならないため，水平
掃引速度によっては管面上に表示される波形が部分的に
欠落するという欠点があった。なお，第10図の場合，表
示効率は次の式で表わすことができる。

従来，以上の欠点を除くために高速で文字を描くという
方法がおこなわれているが，高価な部品を使用しなけれ
ばならず，しかも回路構成も複雑になる傾向にある。

（目的） この発明は以上の欠点を解決するために安価な部品を用
いて波形と文字を同時に管面上に表示しても波形が部分
的に欠落することがないオシロスコープに適した文字表
示回路を提供することである。

（実施例） 本発明は，波形と文字を一定周期で交互に表示するよう
に構成された装置においては，文字表示状態に設定され
た時文字を構成する輝点以外の時間は管面上に何も表示
しない状態となることに着目し，波形と文字表示の切換
を文字を構成する輝点の時だけ波形表示から文字表示に
切換えることにより，波形と文字の表示効率を改善し
た。さらに，以上の切換方法により，波形と文字を同時
に表示した場合，文字表示の速さと波形の掃引速度がほ
ぼ整数倍の関係にある時に生じる波形の欠落も目立なく
なることが特徴である。

以下この発明を第１図に示すブロック図を用いて説明す
る。信号の入力端子１は，垂直軸増幅回路２を介して垂
直軸の波形／文字切換回路３およびトリガ発生回路５に
接続されている。波形／文字切換回路３は垂直軸出力回
路４を介してブラウン管11の垂直偏向板に接続されてい
る。トリガ発生回路５はＺ軸の波形／文字切換回路９を
介してＺ軸出力回路10に接続され，さらにＺ軸出力回路
10の出力はブラウン管11に接続されている。トリガ発生
回路５は掃引信号発生回路６に接続され，その出力は水
平軸の波形／文字切換回路７を介して水平軸出力回路８
に接続され，水平軸出力回路８の出力はブラウン管11の
水平偏向板に接続されている。掃引信号発生回路６から
の掃引終了信号はトリガ発生回路５および文字表示制御
回路12に接続され，文字表示制御回路12は文字信号発生
回路13に接続されている。文字信号発生回路13は垂直軸
の波形／文字切換回路3,水平軸の波形／文字切換回路7,
Z軸の波形／文字切換回路９に接続されている。

文字信号発生回路13は第２図に示す文字をブラウン管上
に描き出す場合，第３図に示す波形を出力する。第３図
に示すＸ軸およびＹ軸信号は，テレビジョンの走査線の
ように順次走査をおこなうための信号であり，それぞれ
Ｙ軸信号が垂直軸の波形／文字切換回路3,X軸信号が水
平軸の波形／文字切換回路７に印加される。また，第３
図に示すＺ軸信号はＸ軸およびＹ軸信号が文字を構成す
る輝点位置にきた時，管面をひからせるための信号であ
る。

垂直軸，水平軸およびＺ軸の波形／文字切換回路3,7,9
は文字表示制御回路12によって通常は波形側，すなわ
ち，垂直軸の波形／文字切換回路３は入力端子１に印加
された信号を垂直軸増幅回路２を経由して，垂直軸出力
回路４につないでおり水平軸の波形／文字切換回路７も
掃引信号発生回路６からの信号を水平軸出力回路８につ
ないでいる。同様にＺ軸の波形／文字切換回路９もトリ
ガ発生回路５からのＺ軸信号をＺ軸出力回路10につない
でいる。この時，文字表示のＸ軸およびＹ軸信号が文字
を構成する輝点位置に来た時，文字表示制御回路12は，
文字信号発生回路13からの信号を受けて，波形／文字切
換回路3,7,9に切換制御信号を出す。これを受けた波形
／文字切換回路3,7,9は，それぞれ文字のＹ信号,X信号,
Z軸信号を垂直軸出力回路4,水平軸出力回路8,Z軸出力回
路10に印加する。さらに，文字表示のＸ軸およびＹ軸信
号が文字を構成する輝点部分を通過終了した時には，文
字表示制御回路12は波形／文字切換回路3,7,9を文字側
から波形側に切換える。

以上述べた動作をおこなうことにより，波形と文字の同
時表示をおこなう。

次に第１図に示した各ブロックの詳細な回路及び動作説
明を述べる。第１図に示すブロックの内，垂直軸増幅回
路2,垂直軸出力回路4,トリガ発生回路5,掃引信号発生回
路6,水平軸出力回路8,Z軸出力回路10,ブラウン管11は従
来からあるオシロスコープに使用されている回路と同等
であり詳細な回路説明を省略する。

第４図に垂直軸の波形／文字切換回路３の詳細回路を，
第５図に水平軸の波形／文字切換回路７の詳細回路を，
第６図にＺ軸の波形／文字切換回路9,第７図に文字表示
制御回路12と文字信号発生回路13を示す。

第４図の垂直軸の波形／文字切換回路３において，ダイ
オード14a,14b,14c,14dのアノードは，垂直軸増幅回路
２の差動出力に接続され，ダイオード14aのカソードは
トランジスタ15のべース，また，ダイオード14bのカソ
ードはトランジスタ16のべースに接続されている。ダイ
オード14c,14dのカソードは共に文字表示制御回路12か
らの波形／文字切換信号に接続されている。ダイオード
30a,30b,30c,30dのアノードは抵抗90,91を介して電源＋
Ｖに接続されダイオード30a,30cのカソードはトランジ
スタ15,16のべースに，ダイオード30d,30bのカソードは
共にインバータ31を介して文字表示制御回路12の波形／
文字切換信号に接続されている。トランジスタ15,16の
エミッタは，それぞれ抵抗17,18を介して電源−Ｖに接
続されると共に，抵抗19を介してエミッタ間が結ばれて
いる。トランジスタ15,16のコレクタは，それぞれトラ
ンジスタ20,21のエミッタに接続されトランジスタ20,21
のべースは互いに接続され，その接続点は抵抗23,22を
介して接地レベルと，電源＋Ｖに接続されている。トラ
ンジスタ20,21のコレクタはそれぞれ抵抗27,26を介して
電源＋Ｖに接続されると共に，抵抗24,25を介してトラ
ンジスタ37のコレクタに接続されている。さらにトラン
ジスタ20,21のコレクタは垂直軸出力増幅回路４の入力
端に接続されると共にそれぞれ抵抗28,29を介してトラ
ンジスタ32,33のコレクタに接続されている。トランジ
スタ32,33のエミッタは互いに抵抗35を介して接続さ
れ，かつ，抵抗34,36を介してトランジスタ38のコレク
タに接続されている。トランジスタ32のべースは接地さ
れ，トランジスタ33のべースは文字信号発生回路13から
の文字の垂直軸信号が印加されている。トランジスタ38
のべースは抵抗39,40を介して接地レベルと電源−Ｖに
接地されている。トランジスタ37のべースは文字表示制
御回路12からの波形／文字切換信号に接続され，トラン
ジスタ37,38のエミッタは抵抗41を介して電源−Ｖに接
続されている。

以上の接続に於いて，文字表示制御回路12からの波形／
文字切換信号が波形側（仮りに“ハイ”の状態とする）
時，ダイオード14c,14dは逆バイアス状態となるため，
垂直軸増幅回路２からの出力はダイオード14a,14bを経
て，トランジスタ15,16のべースに印加される。この
時，ダイオード30a,30c抵抗90,91を経てトランジスタ1
5,16のべースに流れ込む電流は，ダイオード30d,30bを
介してインバータ31に流れ込むため（インバータ31の出
力が“ロー”になるため）流れない。抵抗17,18および1
9はトランジスタ15,16の動作点および利得を決めてい
る。ダイオード14a,14bを経てトランジスタ15,16に印加
された信号はトランジスタ15,16により増幅され，トラ
ンジスタ20,21により構成されるべース接地形増幅回路
を経て垂直軸出力増幅回路４に印加される。なお，抵抗
22,23はトランジスタ20,21の動作点を決めている。この
時，垂直軸出力増幅回路４に印加される電圧はトランジ
スタ37が動作状態なので抵抗26,27と抵抗25,24により決
まる振幅が得られる。また，トランジスタ37とトランジ
スタ38は電流スイッチを構成しており，トランジスタ37
が動作状態の時トランジスタ38は非動作状態なのでトラ
ンジスタ32,33により構成される差動増幅器は動作せず
文字信号発生回路13からの文字信号は垂直軸出力増幅回
路４に印加されない。従がって文字表示制御回路12から
の波形／文字切換信号が“ハイ”の時（波形側の時）垂
直軸増幅回路２の出力は，出力増幅回路４に印加され，
ブラウン管11上に波形が描き出される。

次に，文字表示側の時，波形／文字切換信号が“ロー”
となり，垂直軸増幅回路２の出力はダイオード14c,14d
を介してバイパスされてしまい，トランジスタ15,16の
べースには印加されない。また，トランジスタ15,16の
動作点を安定にするために抵抗90,91,ダイオード30a,30
cを介してトランジスタ15,16のべースが電源＋Ｖに接続
される。従がってトランジスタ15,16,20,21は，ある一
定の動作点で固定される。この時トランジスタ37は非動
作状態であり，トランジスタ38が動作状態となるので，
トランジスタ32,33により構成される差動増幅器が動作
し，文字信号発生回路13からの文字信号出力は，トラン
ジスタ33,32,抵抗29,28を経て垂直軸出力増幅回路４に
印加される。このときの信号レベルは抵抗36,35,34によ
り決定される。従がって，波形／文字切換信号が“ロ
ー”の時はブラウン管11上には文字信号が印加され文字
が描き出される。次に，第５図の水平軸波形／文字切換
回路において，トランジスタ42,43のべースはそれぞれ
掃引信号発生回路６の差動出力に接続され，そのコレク
タはトランジスタ47,48のコレクタと共に水平軸出力増
幅回路８の入力側に接続されている。トランジスタ42,4
3のエミッタは，それぞれ抵抗44,45を介してトランジス
タ53のコレクタに接続され，トランジスタ42,43のエミ
ッタ間は抵抗46を介して互いに接続されている。トラン
ジスタ47のべースは，文字信号発生回路13に接続されて
おり，トランジスタ48のべースは接地されている。トラ
ンジスタ47,48のエミッタはそれぞれ抵抗49,50を介し
て，トランジスタ52のコレクタに接続され，それぞれの
エミッタ間は互いに抵抗51を介して接続されている。ト
ランジスタ53のべースは文字表示制御回路12の波形／文
字切換信号に接続され，トランジスタ52のべースは，抵
抗54,55を介して電源＋Ｖと接地レベルに接続されてい
る。また，トランジスタ52,53のエミッタは互いに接続
され，共に抵抗56を介して電源−Ｖに接続されている。

以上の接続に於いて，文字表示制御回路12からの波形／
文字切換信号が波形側（仮に“ハイ”とする）の時，ト
ランジスタ52,53により構成される電流スイッチはトラ
ンジスタ53側が動作状態になるので抵抗44,45を介して
トランジスタ42,43のエミッタ電流が流れ，掃引信号発
生回路６の出力はトランジスタ42,43を介して水平軸出
力増幅回路８に接続される。また，トランジスタ47,48
はトランジスタ52が非動作状態のため動作しない。

次に，文字表示制御回路12の波形／文字切換信号が文字
側のとき（仮に“ロー”とする）トランジスタ52が動作
状態になるので，文字信号発生回路13からの文字信号
は，トランジスタ47,48を介して，水平軸出力増幅回路
８に接続される。この時，トランジスタ53は非動作状態
のため，トランジスタ42,43は動作しない。従がって，
掃引信号発生回路６の出力は水平軸出力増幅回路８には
接続されない。

以上述べたように，文字表示制御回路12からの制御信号
により，水平軸について波形と文字の切換えが行なわれ
る。

次に，第６図を用いてＺ軸の波形と文字の切換えについ
て説明をおこなう。第６図において、論理素子58の一方
の入力は，トリガ発生回路５に接続され，他方の入力は
文字表示制御回路12の波形／文字切換信号に接続されて
いる。論理素子58の出力は，スイッチ素子62の制御端子
に接続される。このスイッチ素子62は，前記論理素子58
の出力がローのとき閉じ，ハイのとき開く。このスイッ
チ素子62の一端は可変抵抗器61を介して接地レベルと電
源−Ｖに接続されている。また，文字表示制御回路12か
らの波形／文字切換信号はインバータ57を介して論理素
子59の一方の入力に接続され，論理素子59の他方の入力
は，文字信号発生回路13からの文字のＺ軸信号に接続さ
れている。論理素子59の出力はスイッチ素子63の制御信
号に接続される。このスイッチ素子63は前記論理素子59
の出力がローのとき閉じ，ハイのとき開く。スイッチ素
子63の信号端子は可変抵抗器60を介して接地レベルと電
源−Ｖに接続されている。さらにスイッチ素子62とスイ
ッチ素子63の他の信号端子は共にＺ軸出力回路10に接続
されている。

以上の接続に於いて，文字表示制御回路12からの波形／
文字切換信号が文字側の時（仮りに“ハイ”とする）論
理素子58（本実施例の場合はナンドゲート）は，トリガ
発生回路５の出力に応じて出力を“ロー”にし，スイッ
チ素子62を閉じ動作状態に設定する。この時，可変抵抗
器61により決まる電圧値がＺ軸出力回路10に伝達され
る。また，このとき一方の論理素子59（本実施例の場合
はナンドゲート）の出力はインバータ57の出力があるた
め“ロー”とならない。このため，スイッチ素子63は開
の状態すなわち非動作状態であり，可変抵抗器60により
決まる値はＺ軸出力増幅回路10には伝達されない。

次に，波形／文字切換信号が文字側の時（仮に“ロー”
とする），前述の動作とは逆に論理素子59が動作状態に
なり，可変抵抗器60により決まる電圧値がＺ軸出力回路
10に印加される。ここで可変抵抗器60,61により決まる
電圧値は，ブラウン管上でそれぞれ文字と波形の輝度に
対応したものである。以上述べたように波形／文字切換
信号により,Z軸が文字と波形状態を交互に切換え可能で
ある。

第７図は，文字表示制御回路12と文字信号発生回路13の
詳細回路を示したものである。クロック発生回路81の出
力は,2進カウンタ80に接続されると共に論理素子76,シ
フトレジスタ75に接続されている。

また,2進カウンタ80の出力は文字パターン用メモリ79,
文字の水平軸のD/A変換器82と文字の垂直軸のD/A変換器
83に接続されると共に，カウンタの出力の内の一本の出
力は，リトリガラブルワンショットマルチ93,および抵
抗67を介して増幅器92,コンデンサ64,抵抗65,66から構
成される積分器に接続されている。文字パターン用メモ
リ79の出力はデータセレクタ78に接続され，データセレ
クタ78の出力は論理素子76のひとつの入力端子に接続さ
れている。論理素子76ののこりの２つの入力端子にはそ
れぞれワンショットマルチ72の出力とシフトレジスタ75
の出力が接続され，論理素子76の出力はシフトレジスタ
75のリセット端子に接続されている。シフトレジスタ75
の出力のうち，Q_A,Q_Dはそれぞれ論理素子74に接続さ
れ，論理素子74の出力は波形／文字切換信号としてX,Y,
Zの波形文字切換回路3,9,7に接続されている。また，
Q_B,Q_Cは論理素子73に接続され，論理素子73の出力は，
文字のＺ軸信号として,Z軸の波形／文字切換回路９に接
続されると共にワンショットマルチ72のトリガ端子に接
続されている。D/A変換器82の出力は文字のＸ軸信号と
してＸ軸の波形／文字切換回路７に接続されており,D/A
変換器83の出力は文字のＹ軸信号として,Y軸の波形／文
字切換回路３に接続されている。前述の増幅器92の出力
は，抵抗68を介して，トランジスタ70のべースに接続さ
れ，トランジスタ70のコレクタはコンデンサ71とワンシ
ョットマルチ72に接続されている。また，掃引信号発生
回路６の出力も抵抗69を介して，トランジスタ70に接続
されている。

以上の接続に於いて，クロック発生回路81の出力に応じ
て２進カウンタ80は，カウントを行ない，その出力がD/
A変換器82,83により文字のＸ軸信号,Y軸信号として出力
される。同時にカウンタ80の出力は，文字パターン用メ
モリ79から文字パターンを選択し，データセレクタ78へ
と出力する。データセレクタ78では，メモリ79から送ら
れたデータを並列直列変換をし，論理素子76に出力す
る。論理素子76は，クロック発生回路81とシフトレジス
タ75,ワンショット72の出力が一致するタイミングでシ
フトレジスタ75をリセットする。このときはデータセレ
クタ78の出力が“ハイ”（輝点に対応する）の時であ
る。リセットされたシフトレジスタ75は，Q_A,Q_B,Q_C,Q_D,
Q_Eの順にデータをシフトさせる。論理素子74はQ_AからQ_D
までデータがシフトする間，波形／文字切換信号を文字
状態にする。また，論理素子73は，Q_B,Q_C間文字のＺ軸
信号を出力する。この時文字のＺ軸信号は，ワンショッ
トマルチ72をアクセスし，ワンショットマルチ72はコン
デンサ71とトランジスタ70を流れる電流により決まる時
間論理素子76を制御し，シフトレジスタ75のリセットを
禁止する。従がってデータセレクタ78より連続して輝点
パターンが送られてきても，ある一定の禁止時間を設け
ることが可能である。また，データセレクタ78が輝点
（“ハイ”）を出力している時,2進カウンタ80を制御
し，輝点が出力されると同時にカウントを停止させる。
一方，シフトレジスタ75はデータがQ_Eまで送られた時，
データセレクタ78の出力を禁止する。この結果,2進カウ
ンタ80は再びカウントを行なう。以上述べたことによ
り,2進カウンタ80は，輝点以外のところでは高速カウン
トを行ない，輝点部ではシフトレジスタ75がシフトを終
了するまでカウントを停止する。また，輝点が連続する
時はワンショットマルチ72で決まる時間動作を停止す
る。ワンショットマルチ72は，トランジスタ70により決
まる電流によりワンショット時間を決めるが，この時間
はコンデンサ64,増幅器92,抵抗65,66より構成される積
分器の積分電圧により決定される。前述の積分器は２進
カウンタ80のひとつの出力をワンショットした結果によ
り積分を行なうのでカウントが高速で行なわれている時
は積分電圧が低く，カウントが低速の時は積分電圧は高
くなる。したがって，カウントが高速の時はトランジス
タ70を流れる電流は小さくなり，ワンショット時間は長
くなる。また，カウントが低速の時はトランジスタ70を
流れる電流は大きくなり，ワンショット時間は短かくな
る。以上の動作により文字を構成する輝点が多い場合で
も一定の画面表示速度を確保することができる。

第８図は，ブラウン管上に表示される波形と文字の表示
例を示したもので,84は表示波形,90は表示文字である。
また，第９図はその時のＸ軸信号,Y軸信号,Z軸信号のブ
ラウン管駆動信号を示した。

第９図に於いて被測定入力信号波形84はＹ軸では文字の
Ｙ軸信号85と交互に切換えられている。同様にＸ軸につ
いても掃引信号86は文字のＸ軸信号87と切換られ,Z軸信
号は掃引輝度信号89と文字の輝度信号88と交互に切換え
られる。

（効果） この発明による表示可能なオシロスコープでは波形から
文字への切換えは文字を構成する輝点以外では生じない
ため，波形が大きく欠落することはない。しかも文字を
構成する輝度は比較的ランダムとみることができ表示さ
れている波形上の常に同じ部分が欠落することはないの
で安定した波形観測が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブロック図，第２図はブラウン管上に
描き出された文字の例を示す図，第３図は本発明の実施
例における文字信号発生回路の出力波形図，第４図は本
発明の実施例における垂直軸の波形／文字切換回路の回
路図，第５図は本発明の実施例における水平軸の波形／
文字切換回路の回路図，第６図は本発明の実施例におけ
るＺ軸波形文字切換回路の回路図，第７図は本発明の実
施例における文字表示制御，文字信号発生回路の回路
図，第８図はブラウン管上に描き出された文字，波形の
例を示す図，第９図は本発明におけるＹ軸,X軸,Z軸信号
波形図，第10図はラスタ走査方式におけるブラウン管画
面の表示例を示す図。 1:入力端子,2:垂直軸増幅回路,3:垂直軸の波形／文字切
換回路,4:垂直軸出力回路,5:トリガ制御回路,6:掃引信
号発生回路,7:水平軸の波形文字切換回路,8:水平軸出力
回路,9:Z軸の波形／文字切換回路,10:Z軸出力回路,11:
ブラウン管,12:文字表示制御回路,13:文字信号発生回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オシロスコープにおいて、表示画面上の文
   字を構成する輝点ドットの座標を記憶する手段と、該記
   憶手段から前記ドットを順次読出す読出手段と、該読出
   手段からの文字の読み出しが文字を構成する輝点ドット
   位置にきたときのみ表示画面を波形から文字に切り換え
   るように制御する制御手段と、前記輝点ドットの発生頻
   度を検出する手段と、該検出手段の出力に応じて輝点ド
   ットの発生頻度が高い時前記記憶手段の読出し速度を下
   げ、低い時同速度を上げるように前記読出手段を制御す
   る読出速度制御手段とを有することを特徴とするオシロ
   スコープ