JPH07107540B2 - 高精度オシロスコ−プ - Google Patents

高精度オシロスコ−プ

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JPH07107540B2
JPH07107540B2 JP61255526A JP25552686A JPH07107540B2 JP H07107540 B2 JPH07107540 B2 JP H07107540B2 JP 61255526 A JP61255526 A JP 61255526A JP 25552686 A JP25552686 A JP 25552686A JP H07107540 B2 JPH07107540 B2 JP H07107540B2
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JP
Japan
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temperature
oscilloscope
calibration
high precision
accuracy
Prior art date
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JP61255526A
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Inventor
クリフオード・エドウイン・ベーカー
Original Assignee
テクトロニクス・インコ−ポレイテツド
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明はオシロスコープ、特に高精度のオシロスコープ
に関する。
[従来技術及びその問題点] 測定精度を上げることは、あらゆる種類の測定機器にと
つて、言わば、永遠の課題である。特に、オシロスコー
プの如き高帯域且つ定量アナログ測定装置では、精度の
問題は極めて重要である。オシロスコープに使用される
DC(直流)結合の高帯域増幅器、減衰器、傾斜波(掃
引)発生器等の種々のアナログ回路は、特に、周囲温度
変化、電源電圧変化、経年変化等に基づく利得変動或い
はドリフトにより大きな影響を受けやすい。
このため、従来、測定精度向上のため種々の努力がなさ
れてきた。例えば、安定性の極めて高いDC電源装置を使
用したり、或いは、温度センサと可変静電容量ダイオー
ドとを用いて高帯域増幅器の高域周波数特性を補償し、
広範囲にわたる周囲温度変化に対して増幅率及び周波数
特性を一定にすることも提案されている。尚、後者の従
来例は、本出願人に譲渡されている実公昭54−18116号
公報に開示されている。更に又、高精度の基準信号を使
用し、オシロスコープの垂直(増幅)軸及び水平(時
間)軸を校正する振幅(電圧)校正及びタイムベース校
正も知られている。周知のごとく、垂直軸校正は可変利
得増幅器の利得を制御して行われ、水平軸校正は、掃引
速度を制御するか或いは掃引信号を増幅する可変利得水
平増幅器の利得を制御して行われる。
広い温度範囲(例えば0℃〜50℃程度)で、約3%の精
度を長時間保証できることは知られている。更に、校正
前にウオームアツプ時間を充分とれば、校正直後に1%
の高精度を得ることも可能である。このような高精度を
どれだけ長時間保証できるかは、主に、装置の校正時点
からの温度変化によつて決まる。
良好に設計されたオシロスコープでは、温度変化が約5
℃以内であれば、マイクロプロセツサを用いて自動校正
を行うことにより、1%程度の高い測定精度を得ること
は可能である。オシロスコープの如き測定装置では連続
測定は普通であり、その間に写真撮影も行われる。した
がつて、使用時間が長時間(例えば数時間)にわたる場
合には、測定精度を高めることは極めて重要である。し
かし、数時間にわたり、1%の高精度を維持できるオシ
ロスコープは、従来、提案されていない。更に、規格通
りの高精度が維持されているかどうかを指示する手段を
有するオシロスコープも提案されていないし、更に、再
校正の指示手段を有するオシロスコープも提案されてい
ない。
[目的] 本発明の目的は、極めて高い精度を長時間にわたり維持
できるオシロスコープを提供することである。
本発明の他の目的は、高精度が維持されているかどうか
を表示スクリーン上に直接指示する指示手段或いは機能
を有するオシロスコープを提供することである。
[要約] 本発明によれば、装置内部に設けたマイクロプロセツサ
により装置の自己校正を行い、校正の際、オシロスコー
プの重要部分の温度(基準温度)を測定して記憶する。
マイクロプロセツサは、校正後、一定の時間間隔で温度
測定を行い、基準温度からの温度変化が所定の範囲(例
えば5℃)内にあるかどうかを監視する。オシロスコー
プの表示スクリーンには、測定された温度と基準温度の
差が上記所定範囲内にあるかどうかが表示される。マイ
クロプロセツサは、温度変化が所定範囲を超えれば、自
動的に再校正を開始する。
[実施例] 第1図は、本発明に係る高精度オシロスコープの好適な
一実施例を示すブロツク図である。被測定或いは被観測
入力信号は、同軸ケーブルを介して直接に、或いは公知
のプローブ(図示せず)を介して入力端10に供給され、
次いで、垂直入力回路12に加えられる。垂直入力回路12
は、複数のステツプ減衰器及び複数の増幅段(その一部
は可変利得増幅器)を有する。垂直入力回路12の出力
は、垂直出力回路16を介し、陰極線管(CRT)18に設け
た1対の垂直偏向手段に加えられる。アナログ(例えば
CCD(電荷結合素子))或いはデジタル信号記憶手段14
(破線で示す)を、垂直入力回路12及び出力回路16の間
に設けてもよい。
トリガ回路20は、入力信号の一部を垂直入力回路12から
受け、この入力信号を、トリガレベル制御ポテンシヨメ
ータ22からの制御可能な基準レベルと比較し、トリガパ
ルスを出力する。掃引発生器24は、トリガパルスを受
け、制御可能な直線ランプ信号(直線傾斜波信号)を発
生する。直線ランプ信号は、水平増幅器26で増幅され、
CRT18の1対の水平偏向板を駆動するのに使用される。
上述の第1図の構成部分は公知のオシロスコープに共通
であるが、本発明は、更に、校正回路30及び高精度の基
準信号発生器32を備えている。校正の際には、スイツチ
11により、入力端10からの信号を、基準信号発生器32か
らの高精度基準電圧に切換える。校正回路30により垂直
入力回路12の可変利得段の利得を調整し、且つ、垂直出
力増幅器16からの出力電圧をモニタすることにより、所
望の出力電圧を垂直出力増幅器26から得ることができ
る。必要であれば、例えば、タイミング・コンデンサを
充電する電流源を制御して、校正回路30により掃引発生
器24を校正してもよい。正確なタイムベースの校正は、
例えば、本出願人に係る特公昭58−28543号(米国特許
第4、097、798号に対応)公報に開示されている。
温度検知手段(温度センサ)34は、オシロスコープの内
部で最も温度の影響を受けやすい箇所に置かれ、その部
分の温度を逐次測定する。温度検知手段34は、例えば、
定電流源により駆動される白金抵抗器等の公知のもので
あり、温度に比例した電圧をこの白金抵抗器の両端に発
生する。尚、温度検知手段34としては、サーミスタでも
よいし、温度に比例した電圧を半導体接合部の両端に発
生するものでもよい。オシロスコープを校正する時点の
温度を示す信号は、好ましくはマイクロプロセツサ(図
示せず)を有する校正回路30に供給される。この校正回
路30は、温度検知手段34により検知された瞬間的温度を
常時監視し、検知温度が基準温度(記憶されている)に
対して所定範囲内にあるかどうかを判断する。尚、基準
温度を基準とした所定温度範囲は実験により求められ、
例えば5℃である。
指示装置(インジケータ)36は、検知温度が上記所定範
囲内にあるか否か(即ち、オシロスコープの高精度が維
持されているかどうか)を示す装置であり、例えば、CR
Tの表示スクリーンに近接した前面パネルに設けたLED
(発光ダイオード)でもよい。しかし、検知温度が上記
所定範囲内にあるか否かを、CRTの表示スクリーンに、
直接、符号或いは文字で表示するようにすれば好都合で
あり、この一例を、第2図に示す。第2図では、波形40
a〜40cに関連させて、表示スクリーンに4角の枠内にEA
なる文字(参照番号38で示す)を表示し、検知温度が上
記所定範囲内にあることを指示させている。このよう
に、オシロスコープの高精度が現在保障されているか否
かをCRTの表示スクリーンに表示させるようにすれば、
操作者にとつても、更には、表示波形を写真撮影する場
合にも極めて好都合である。
第3図は、本発明に係る主要部分の機能を説明するため
のブロツク図である。第3図において、温度検知手段3
4′は、オシロスコープ内部の温度を検知し、検知温度
を示すアナログ(或いはデジタル)電圧を記憶手段50及
び比較器52に加える。記憶手段50は、オシロスコープの
高精度保証の範囲を示す上限及び下限値を記憶している
ROM(リードオンリーメモリ)である。記憶手段50は、
校正命令(CAL命令)を受けると、温度検知手段34′か
らの出力に応答し、所定の記憶位置に記憶されている上
限及び下限値を比較器52に供給する。比較器52は、この
上限及び下限値を、温度検知手段34′からの検知温度信
号と比較する。この比較動作は、比較器52に加えられる
比較命令(COMP命令)に応じて周期的に行われ、比較結
果(比較器の出力)は指示手段36′で表示或いは指示さ
れる。尚、比較命令は、例えば、第1図に示した校正回
路30内のマイクロプロセツサから出力される。オシロス
コープ内の温度変化の割合は、周囲温度が異れば異るの
で、上述のように、校正時点の検知温度を記憶し、その
後周期的に測定された温度と比較することにより、オシ
ロスコープの高精度を保障することができる。例えば、
オシロスコープの精度は、高温或いは低温で校正した場
合よりも、常温で校正した場合のほうが広い範囲にわた
り保証されよう。
第4図は上述の説明をフローチヤートにまとめたもので
あり、各ステツプについては既に説明しであるので、第
4図の説明は省略する。
[変型・変更] 本発明を、複数の入力信号を記憶手段に記憶するデジタ
ル・ストレージ・オシロスコープに応用する場合には、
オシロスコープの測定精度を示す4角の枠内の文字EAを
記憶し、各波形毎にCRTスクリーンに表示するようにす
ればよい。
[効果] 本発明の高精度オシロスコープは、温度依存性のある垂
直軸又は水平軸の現在の温度を測定し、以前の校正時点
の温度から所定許容範囲を超える温度変化があった時に
自動的に校正することにより、常に高精度状態(1%以
上)を維持することが可能である。更に、高精度状態で
あるか否かを指示するので、オペレータは測定結果の精
度を確実に把握することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る1実施例を示すブロツク図、第2
図は本発明に係る陰極線管のスクリーン上の表示例を示
す図、第3図は本発明の主要部分を説明するためのブロ
ツク図、第4図は本発明の動作を説明するためのフロー
チヤート図である。 図中、30は校正回路(校正手段)、32は基準信号発生
器、34は温度検知手段、36は指示手段、50は記憶手段、
52は比較手段である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オシロスコープの温度依存性のある垂直軸
    又は水平軸を校正する校正手段と、上記オシロスコープ
    の内部の温度を検知する温度検知手段と、 上記校正手段の校正時点における温度を記憶する記憶手
    段と、 該記憶手段の内容と上記温度検出手段からの現在の温度
    とを比較し、温度変化量が所定許容範囲以内か否かを検
    出する比較手段と、 該比較手段の比較結果に応じて上記オシロスコープが高
    精度状態であるか否かを指示する指示手段とを具え、 上記温度変化量が上記所定許容範囲以外の場合には上記
    校正手段により自動的に校正することを特徴とする高精
    度オシロスコープ。
JP61255526A 1986-10-27 1986-10-27 高精度オシロスコ−プ Expired - Lifetime JPH07107540B2 (ja)

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JPS6118816A (ja) * 1984-07-06 1986-01-27 Yamatake Honeywell Co Ltd 温度ドリフト補償測定器

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