JPH09236621A

JPH09236621A - サンプリング方法および装置

Info

Publication number: JPH09236621A
Application number: JP9001023A
Authority: JP
Inventors: Robert A Witte; ロバート・エイ・ウィット; Matthew S Holcomb; マッシュー・エス・ホールコンボ
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 1997-09-09
Also published as: US5740064A; DE19641283A1

Abstract

(57)【要約】【課題】波形測定器において、Ａ／Ｄ変換器のサンプ
リング・レートを下げることなくメモリに記憶させるサ
ンプル数を減らす。【解決手段】Ａ／Ｄ変換器１４６からの出力をディジ
タル・ピーク検出器１４２とデシメータ１４０へ入力す
る。デシメータはＮ番目のサンプルのみを拾い、その他
のサンプルを捨て、マルチプレクサ１６０へ送る。ディ
ジタル・ピーク検出器はＮ個のサンプルから最大のもの
と最小のものを検出し、マルチプレクサと演算論理回路
１５６へ送る。演算論理回路は最大サンプル値と最小サ
ンプル値の差を計算し、比較器１５８は各値をグリッチ
検出しきい値セレクタ１５４で決められたしきい値と比
較する。最大／最小値がしきい値を超える場合はその最
大／最小値サンプルが、そうでない場合はデシメータ１
４０の出力したサンプル値がマルチプレクサにより選択
され、メモリ１４８に記憶される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波形測定計器に関する
ものであり、とりわけ、入力信号の波形を収集して、図
形表示するための、波形測定計器（例えば、デジタル・
オシロスコープまたは同様の装置）に利用されるサンプ
リング技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】波形測定計器は一般に、３つの構成要
素、すなわち、Ａ／Ｄ変換器、メモリ、及びビデオ・デ
ィスプレイから構成される。こうした計器は、入力信号
のサンプリングを行い、収集したサンプルをメモリに記
憶し、さらに、記憶されたサンプルをビデオ・ディスプ
レイに表示することによって入力信号波形の収集及び表
示を行う。サンプリング・レートが速いほうが入力信号
波形を正確に表現しやすいので、計器のＡ／Ｄ変換器
は、理想的には常にその最大サンプリング・レートでサ
ンプリングを行うのが望ましい。しかし、数ギガ・サン
プル／秒の範囲内でサンプリングを行う現在のＡ／Ｄ変
換器の場合、低タイム・ベース・セッティングで波形の
サンプリングを行うには、数ギガバイトのメモリが必要
になる可能性がある。これによって２つの問題が生じ
る。第一に、数ギガバイトのデータを記憶することが可
能なメモリはコストが高くつく。第二に、ビデオ・プロ
セッサは数メガバイト／秒の速度でしか動作しない。従
って、数ギガバイトの情報から構成される波形を表示す
ると、Ａ／Ｄ変換器によって連続サンプル集合を収集す
る間にかなりの遅延を生じる可能性がある。

【０００３】上述の問題に対して多くの解決策が試みら
れてきた。第一の解決策は、Ａ／Ｄ変換器のサンプリン
グ・レートを低下させることである。しかし、こうした
解決策によれば、２つの付加的問題、すなわち、短いパ
ルス及びグリッチのような、波形における継続時間の短
い部分の欠落と、エイリアシングを引き起こす。エイリ
アシングは、入力信号がその最高周波数の２倍より低い
周波数でサンプリングされると、その入力信号の波形の
原形を得ることができないということを述べた、ナイキ
ストの原理に違背することによって生じる現象である。

【０００４】第二の解決策は、Ａ／Ｄ変換器１００によ
って、その最高レートでサンプリングを行い、さらに、
メモリ１０４に記憶されるサンプル数を系統的に減少さ
せることができるようにすることである。このタスクを
実現する方法の１つは、デシメータ１０２を用いること
である（図１）。しかし、デシメータ１０２の利用は、
Ｎ番目毎のサンプルをメモリ１０４に記憶し、残りのサ
ンプルを無視するという点で、Ａ／Ｄ変換器のサンプル
・レートを低下させるのと同じようなものである。

【０００５】メモリ１１２に記憶するサンプル数を系統
的に減少させる先行技術の中で最も有効な解決策の１つ
は、デジタル・ピーク検出器１１０の利用である。Ｎ個
のサンプルがＡ／Ｄ変換器１０８によって収集される毎
に、デジタル・ピーク検出器１１０は最大サンプル値及
び最小サンプル値を記憶する（図２）。従って、あるサ
ンプル期間において、継続時間の短い事象、つまりグリ
ッチが生じる場合、その事象は捕捉される（最高Ａ／Ｄ
サンプル・レートがそのサンプリングに十分な速さであ
れば）。デジタル・ピーク検出器１１０は、Ａ／Ｄ変
換器１０８の最高サンプリング・レートを維持しなが
ら、必須のデータを系統的に保持する。しかし、デジ
タル・ピーク検出器１１０の利用において不都合な点
は、最悪の場合のノイズ性能が誇張して現われることで
ある。

【０００６】「ノイズ」はオシロスコープ内部及び外部
の信号から構成される。この信号は、感度の高いＡ／Ｄ
変換器１００、１０８によって検出され、入力信号の波
形に重ね合わされてビデオ・ディスプレイ１０６、１１
４に表示される。例えば、図８には、入力信号の原形波
形が示され、図９には、ノイズを含む入力信号の波形が
示されている。デジタル・ピーク検出器１１０は、ノイ
ズによって生じたものか否かに関係なく信号波形のピー
クを探すので、「ピーク検出」モードは通常、波形測定
計器のオプション機能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】既存のサンプリング技
術には以上の不都合な点があるので、本発明の主たる目
的は、ノイズの誇張による波形の劣化を生じさせずに、
いつでもピーク検出収集モードの利用が可能な、波形測
定計器のためのサンプリング技術を提供することにあ
る。

【０００８】本発明のもう１つの目的は、サンプル・メ
モリを有効に利用するサンプリング技術を提供すること
にある。

【０００９】本発明のもう１つの目的は、新規のサンプ
リング技術の実施に利用可能な回路を提供することにあ
る。

【００１０】本発明のさらにもう１つの目的は、Holcom
bの米国特許第5,115,189号に開示されているようなアン
チ・エイリアシング技術の利用を可能にするサンプリン
グ技術を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上の目的の実現に際し
て、波形測定計器のための新規のサンプリング技術（そ
の実施のための方法及び回路を含む）が提供される。

【００１２】該技術には、デシメータによって一連のデ
ジタル信号サンプルに処理を施し、デシメーション処理
のサンプル時間間隔一連における各時間間隔からデシメ
ーション処理したサンプル値を抽出するステップが含ま
れる。前記ステップと同時に、デジタル・ピーク検出器
によって前記一連のデジタル信号サンプルに処理を施
し、各デシメーション処理のサンプル時間間隔と同じ時
間間隔から最大値及び最小値（ピーク検出サンプル値）
が検出される。デシメーション処理の各サンプル時間間
隔ごとに、最大サンプル値と最小サンプル値との差が計
算される。その差がグリッチ検出しきい値を超える場合
には、デシメーション処理の各サンプル時間間隔ごとの
最大サンプル値と最小サンプル値がビデオ・サンプル・
メモリに転送される。超えなければ、該時間間隔におい
てデシメーション処理により抽出したサンプル値がビデ
オ・サンプル・メモリに転送される。

【００１３】上記サンプリング技術によって、ノイズの
誇張に煩わされることなく、デジタル・ピーク検出器の
規則的な（あるいは、連続したと言ってもよい）利用が
可能になる。

【００１４】また、この技術によれば、より効率のよい
メモリの利用が可能になる。単一デシメーション処理し
たサンプル値の２倍の量の記憶スペースを必要とするピ
ーク検出サンプル値は、記憶される頻度が少なくなる。

【００１５】本発明の以上の及びその他の重要な利点及
び目的については、付属の解説、図面、及び、請求項に
おいてさらに詳細に説明されるか、あるいは、明らかに
なるであろう。

【００１６】

【実施例】波形測定計器に関する新規サンプリング技術
については下記において概略説明がなされ、図３に図解
されている。この技術には、デシメータ１４０（図５）
によって一連のデジタル信号サンプルに処理を施して、
デシメーション処理のサンプル時間間隔一連におけるそ
の各時間間隔からデシメーション処理したサンプル値を
抽出するステップ（１１６）が含まれている。このデシ
メーション処理のサンプル時間間隔の一連は、サンプル
の集合を含む。また、上記ステップと同時にデジタル・
ピーク検出器１４２によって一連のデジタル信号サンプ
ルに処理を施して、デシメーション処理の各サンプル時
間間隔と同じ時間間隔から最大サンプル値及び最小サン
プル値（ピーク検出サンプル値）を抽出する（１１
８）。デシメーション処理の各サンプル時間間隔毎に、
最大サンプル値と最小サンプル値との差が計算される
（１２０）。この差がグリッチ検出しきい値を超えると
（１２２、１２４）、該時間間隔における最大サンプル
値及び最小サンプル値が、その後の図形表示に備えてビ
デオ・サンプル・メモリ１４４に転送され（１２６）、
超えなければ、該時間間隔においてデシメーション処理
により抽出したサンプル値がビデオ・サンプル・メモリ
１４４に転送される（１２８）。

【００１７】これでこのサンプリング技術に関する概略
説明を終えるが、次に、該方法についてさらに詳述する
ことにする。

【００１８】その前に、波形測定計器にいくつかのチャ
ネルを含むことができるという点に留意することが重要
である。以下の説明は、単一チャネルに関連して行われ
るが、本開示の技術は、複数チャネル計器にも容易に適
用することが可能である。こうした場合、該技術は、計
器の各チャネルに対して同様に適用される。

【００１９】図４には、図３のサンプリング技術の第１
の望ましい実施例が示されている。該技術は、波形測定
計器のアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１４６が、
アナログ入力信号のサンプリングを行い、一連のデジタ
ル信号サンプル（今後は「サンプル」）を生成すること
から始まる（１３２）。図５を参照すると、図４のフロ
ーチャートに示された技術を組み込んだ波形測定計器の
回路２００が示されている。Ａ／Ｄ変換器１４６は、収
集するサンプルが入力信号の波形を正確かつ完全に表す
ように、できればその最高のサンプリング・レートで動
作するのが望ましい。

【００２０】サンプルは、収集されると、デシメータ１
４０及びデジタル・ピーク検出器１４２によって同時に
処理される。デシメータ１４０は、Ｎ番目毎のサンプル
（ここで、Ｎはデシメーション処理したサンプル時間間
隔内におけるサンプル数を表す）を抽出し、他の全ての
サンプルを廃棄する。デシメーション処理したサンプル
時間間隔は通常、波形測定計器の「タイム・ベース」制
御（こうした制御は、オシロスコープにおいて標準的で
ある）を利用して設定されるが、計器のファームウェア
において明示的に設定することが可能である。

【００２１】デジタル・ピーク検出器１４２は、各デシ
メーション処理したサンプル時間間隔（上述のＮ個のサ
ンプルと同じ時間間隔）から最小サンプル値及び最大サ
ンプル値（「最小／最大サンプル・データ」または「最
小／最大サンプル対」）を抽出する。

【００２２】図形表示する場合、グリッチ検出しきい値
回路１５０によって、所定のデシメーション処理したサ
ンプル時間間隔に関する最小／最大データとデシメーシ
ョン処理したサンプル・データのいずれかがビデオ・サ
ンプル・メモリ１４４に転送される。ビデオ・サンプル
・メモリ１４４の内容は、ビデオ・ディスプレイ１５２
に表示される（１３８）。

【００２３】グリッチ検出しきい値回路１５０は次のよ
うに機能する。デジタル・ピーク検出器１４２の出力か
ら最小／最大サンプル・データを受信し、これによっ
て、各デシメーション処理したサンプル時間間隔の最小
サンプル値と最大サンプル値との差を計算することが可
能になる（１２０）。計算が終わると、最小／最大差が
指定されたグリッチ検出しきい値（ＧＤＴＶ）と比較さ
れる（１２２）。所与のデシメーション処理したサンプ
ル時間間隔の最小／最大差がＧＤＴＶを超えると（１２
４）、該時間間隔に関する最小／最大サンプル・データ
がサンプル収集メモリ１４８に記憶される（１３４）。
所与のデシメーション処理したサンプル時間間隔の最小
／最大差がＧＤＴＶ未満の場合（１２４）、該時間間隔
に関するデシメーション処理したサンプル・データがサ
ンプル収集メモリ１４８に記憶される（１３６）。サン
プル集合から成る全てのデシメーション処理したサンプ
ル時間間隔のサンプルに対する処理がグリッチ検出しき
い値回路１５０によって成された後は、サンプル収集メ
モリ１４８は、デシメーション処理したサンプル・デー
タと最小／最大サンプル・データの組み合わせを含んで
いる。収集メモリ１４８の内容を表示するため、その内
容がビデオ・サンプル・メモリ１４４に転送され、さら
に、ビデオ・ディスプレイ１５２に表示される（１３
８）。

【００２４】ＧＤＴＶは、ノイズ・ピークの反射である
最小／最大サンプル・データを除去するのに十分なだけ
の大きさになるように選択するのが望ましい。従って、
波形における著しい偏差を表し、かつ所定のＧＤＴＶを
超える、最小／最大データだけしか表示されない。この
結果を得るため、グリッチ検出しきい値回路１５０はＧ
ＤＴＶセレクタ１５４に応答させることが可能である。
このセレクタ１５４は、計器の外部に配置される手動に
よる調整が可能なノブ、スライド等から構成することが
可能である。代替案として、ＧＤＴＶセレクタは、波形
測定計器のファームウェアによって実施することも可能
である。ファームウェアによる実施の場合、ＧＤＴＶセ
レクタは、一定の値または調整可能な値を備えることが
可能である。調整可能な場合、ファームウェア内の適応
フィルタが、波形の特性をモニタし、波形の変化に応答
してＧＤＴＶを自動的に調整（または、設定）すること
が可能である。

【００２５】グリッチ検出しきい値回路１５０は、さま
ざまに形成することが可能であり、その１つが図５に示
されている。この回路１５０は、演算論理回路１５６、
比較器１５８、及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）１６０を
含んでいる。数理論理回路１５６は、デジタル・ピーク
検出器１４２の出力から最小及び最大サンプル値を受信
する。該回路は、各デシメーション処理したサンプル時
間間隔毎に、該時間間隔の最大サンプル値と最小サンプ
ル値との差を計算する（１２０）。その計算結果は、一
連の最小／最大差として出力される。最小／最大差は、
比較器１５８によって受信され、ＧＤＴＶとの比較が行
われる。前述のようにＧＤＴＶは、外部または内部セレ
クタ１５４によって与えることが可能である。比較器１
５４は、デシメーション処理したサンプル時間間隔の最
小／最大差がＧＤＴＶを超えるか否かを表した信号を出
力する。この信号は、マルチプレクサ１６０の選択入力
（ＳＥＬ）として受信される。選択入力が、最小／最大
差がＧＤＴＶを超えることを示している場合、最小及び
最大サンプル値を送るマルチプレクサ・データ・ライン
が、収集メモリ１４８に接続される。選択入力が、最小
／最大差がＧＤＴＶ以下であることを示している場合、
デシメーション処理したサンプル値を送るマルチプレク
サ・データ・ラインが、収集メモリ１４８に接続され
る。デシメータ、デジタル・ピーク検出器、及びグリッ
チ検出しきい値回路の動作は、適合するクロック信号に
よって同期がとられる（その実施は、当該技術の熟練者
にとって周知であるため、図示しない）。

【００２６】該技術の第１の望ましい実施例は、収集メ
モリ１４８の内容が、ビデオ・ディスプレイ１５２にお
ける表示のために、ビデオ・サンプル・メモリ１４４に
転送されると終了する。

【００２７】第１の実施例の場合、まず、データがグリ
ッチ検出しきい値回路１５０によって処理され（１２
０、１２２、１２４）、次に、メモリ１４８に記憶され
る（１３４、１３６）。これは、「ディサイド・ゼン・
ストア（decide-then-store）」・アプローチと呼ばれ
る。サンプリング技術の第２の実施例の場合（図６およ
び図７）、まず、データがメモリ１６６、１６８に記憶
され（１６２、１６４）、その後、グリッチ検出しきい
値回路１５０によって処理される（１２０、１２２、１
２４）（「ストア・ゼン・ディサイド」・アプロー
チ）。第２の実施例２０２の場合、図５のグリッチ検出
しきい値回路１５０に後続する単一サンプル収集メモリ
１４８の代わりに、グリッチ検出しきい値回路１５０の
前端に設けられた１対の収集メモリ１６６、１６８が用
いられている。「ストア・ゼン・ディサイド」・アプロ
ーチを利用する理由、つまりは、デシメーション処理し
たサンプル値収集メモリ１６８とピーク検出サンプル値
収集メモリ１６６の両方を必要とする理由は、極めて速
いクロック速度で動作するＡ／Ｄ変換器１４６への適応
である。超高速Ａ／Ｄ変換器１４６を用いる場合、グリ
ッチ検出しきい値回路１５０に可能な処理に比べてはる
かに速く信号サンプルの収集及び記憶を実施することが
可能になる。グリッチ検出しきい値回路１５０において
生じる追加データ処理が信号の収集中に実施される場
合、それは高速で効率のよいサンプル収集の妨げにな
る。デシメーション処理したサンプル・データ及び最小
／最大サンプル・データのメモリ１６８、１６６への記
憶を最初に行うことによって、グリッチ検出しきい値回
路１５０によるデータ処理をサンプル収集間に実施する
ことが可能になり、この結果、波形測定計器の効率全体
が増すことになる。所望の場合、デシメーション処理し
たサンプル値及びピーク検出サンプル値メモリ１６８、
１６６は、単なる単一メモリの分割部分とすることも可
能である。

【００２８】「ストア・ゼン・ディサイド」・アプロー
チは、「ディサイド・ゼン・ストア」・アプローチの２
倍のサンプル収集メモリを必要とするという点に留意さ
れたい。メモリはコストが高くつくので、高速Ａ／Ｄ変
換器１４６を組み込まない計器であれば、追加メモリの
利用を排除でき、データを収集しながら、グリッチ検出
しきい値回路１５０によってデータ処理を行い、単一サ
ンプル収集メモリ１４８に縮小サイズのサンプル・デー
タ集合を記憶することが可能になる。収集メモリ１４８
の内容は、連続したサンプル集合の収集の間にビデオ・
サンプル・メモリ１４４に転送することができる。

【００２９】上述のサンプリング技術の意義について
は、図８〜図１３を参照することによって理解すること
が可能になる。図８には、グリッチ１７２を有する５ボ
ルト直流入力信号の波形１７０が描かれている。図９に
は、「ノイズ」成分１７４を含む同じ入力信号が描かれ
ている。図９の入力信号１７４のサンプリングを行うＡ
／Ｄ変換器１４６は、図１０に示すデジタル信号サンプ
ル１７６を発生することができる。

【００３０】メモリは高価であり、あまり多すぎるサン
プルを表示するとシステム遅延を生じる可能性があるの
で、図１０のサンプル１７６は間引かなければならな
い。図１におけるような、あるいは、図５及び図７に組
み込まれているような単純なデシメータを利用すること
により、図１１に示すサンプル１７８が得られる。これ
らのサンプル１７８をビデオ１５２に表示すべき場合に
は、表示される波形１７８には、入力信号のグリッチ１
７２は現われない。

【００３１】Ａ／Ｄ変換器のサンプル１７６が図２にお
けるような、あるいは、図５及び図７に組み込まれてい
るようなデジタル・ピーク検出器によって処理される場
合、図１２に示すサンプル１８０が得られる。このサン
プル・データ集合１８０は、入力信号のグリッチ１７２
を捕捉しているという点に留意されたい。しかしそれ
は、入力信号１７４の多量のノイズ成分も反映すること
にもなる。

【００３２】本開示のサンプリング技術及び図５または
図７の回路を用いて、図９の入力信号１７４に関して収
集されたサンプル１８２のプロット図は図１３のように
表示される。プロットされたサンプル１８２は、入力信
号のグリッチ１７２を検出するだけではなく、入力信号
１７４のノイズ成分の大部分を除去する。図９〜図１３
に描かれた全ての波形のうち図１３の波形は、入力信号
の「真の」波形１７０（図８）を最も正確に描いたもの
である。

【００３３】〔実施態様〕なお、本発明の実施態様の例
を以下に示す。

【００３４】〔実施態様１〕（ａ）デシメータ（140）を用いて一連のデジタル信号
サンプルに処理を施し、一連のデシメーション処理した
サンプル時間間隔における各デシメーション処理したサ
ンプル時間間隔毎のデシメーション処理したサンプル値
を抽出するステップ（116）と、（ｂ）デジタル・ピー
ク検出器（142）を用いて一連のデジタル信号サンプル
に処理を施し、一連のデシメーション処理したサンプル
時間間隔における各デシメーション処理したサンプル時
間間隔毎の最大サンプル値と最小サンプル値を抽出する
ステップ（118）と、（ｃ）各デシメーション処理した
サンプル時間間隔毎に、グリッチ検出しきい値に応答し
て（122,124）、デシメーション処理したサンプル時間
間隔から抽出された最大及び最小サンプル値を（12
6）、またはデシメーション処理したサンプル値を（12
8）ビデオ・サンプル・メモリ（144）に転送するステッ
プとを含むことを特徴とする、波形測定計器のためのサ
ンプリング方法。

【００３５】〔実施態様２〕グリッチ検出しきい値に応
答して（122,124）、サンプル値をビデオ・サンプル・
メモリ（144）に転送するステップ（126,128）が、（ａ）各デシメーション処理したサンプル時間間隔毎
に、その抽出された最大サンプル値と最小サンプル値の
間の差を計算するステップ（120）と、（ｂ）各デシメーション処理したサンプル時間間隔毎
に、（ｂ−１）その抽出された最大サンプル値と最小サ
ンプル値の間の差がグリッチ検出しきい値を超えた場合
（124）、その最大及び最小サンプル値をビデオ・サン
プル・メモリ（144）に転送するステップ（126）と、
（ｂ−２）その抽出された最大サンプル値と最小サンプ
ル値の間の差がグリッチ検出しきい値以下の場合（12
4）、そのデシメーション処理したサンプル値をビデオ
・サンプル・メモリ（144）に転送するステップ（128）
とを含むことを特徴とする、実施態様１に記載のサンプ
リング方法。

【００３６】〔実施態様３〕手動でグリッチ検出しきい
値を選択するステップをさらに含むことを特徴とする、
実施態様１に記載のサンプリング方法。

【００３７】〔実施態様４〕一連のデジタル信号サンプ
ルの少なくとも１つの特性をモニタすることによってグ
リッチ検出しきい値を調整するステップをさらに含むこ
とを特徴とする、実施態様１に記載のサンプリング方
法。

【００３８】〔実施態様５〕（ａ）実施態様２のステップを実施する前に、デシメー
ション処理したサンプル値をデシメーション処理したサ
ンプル値収集メモリ（166）に記憶するステップと、
（ｂ）実施態様２のステップを実施する前に、最大及び
最小サンプル値をピーク検出サンプル値収集メモリ（16
4）に記憶するステップとをさらに含むことを特徴とす
る、実施態様２に記載のサンプリング方法。

【００３９】〔実施態様６〕ビデオ・サンプル・メモリ
（144）に値を転送する前に、デシメーション処理した
サンプル時間間隔から抽出された最大及び最小サンプル
値を（134）、またはデシメーション処理したサンプル
値を（136）収集メモリ（148）に記憶するステップをさ
らに含むことを特徴とする、実施態様２に記載のサンプ
リング方法。

【００４０】〔実施態様７〕（ａ）一連のデジタル信号サンプルの各デシメーション
処理したサンプル時間間隔毎に、最小／最大サンプル・
データを生成するデジタル・ピーク検出器（142）と、（ｂ）一連のデジタル信号サンプルの各デシメーション
処理したサンプル時間間隔毎にデシメーション処理した
サンプル・データを生成するデシメータ（140）と、（ｃ）（ｃ−１）最小／最大サンプル・データ入力と、
（ｃ−２）デシメーション処理したサンプル・データ入
力と、（ｃ−３）所与のデシメーション処理したサンプ
ル時間間隔の最小／最大サンプル・データとデシメーシ
ョン処理したサンプル・データのどちらをビデオ・サン
プル・メモリ（144）に転送するかを選択するための手
段（156,158,160）とを含むグリッチ検出しきい値回路
（150）とを含むことを特徴とする、波形測定計器にお
けるサンプリング回路。

【００４１】〔実施態様８〕グリッチ検出しきい値回路
（150）が、グリッチ検出しきい値セレクタ（154）に応
答することを特徴とする、実施態様７に記載のサンプリ
ング回路。

【００４２】〔実施態様９〕グリッチ検出しきい値回路
（150）が、（ａ）最小／最大サンプル・データ入力を
備え、一連のデジタル信号サンプルの各デシメーション
処理したサンプル時間間隔毎に最小／最大差を発生する
演算論理回路（156）と、（ｂ）グリッチ検出しきい値
に応答し、最小／最大差入力と、及びその最小／最大差
入力がグリッチ検出しきい値を超えるか否かを示す出力
とを有する比較器（158）と、（ｃ）最小／最大サンプ
ル・データ入力と、デシメーション処理したサンプル・
データ入力と、比較器の出力に接続された選択入力と、
グリッチ検出しきい値に応答して、最小／最大サンプル
・データまたはデシメーション処理したサンプル・デー
タをビデオ・サンプル・メモリ（144）に転送する出力
ラインとを備えたマルチプレクサ（160）とを含むこと
を特徴とする、実施態様７に記載のサンプリング回路。

【００４３】〔実施態様１０〕（ａ）アナログ信号入力及びデジタル信号サンプル出力
から成るＡ／Ｄ変換器（146）と、（ｂ）ビデオ・サン
プル・メモリ（144）と、（ｃ）Ａ／Ｄ変換器のデジタ
ル信号サンプル出力から導き出される入力と、最大サン
プル値出力と、最小サンプル値出力とを有するデジタル
・ピーク検出器（142）と、（ｄ）Ａ／Ｄ変換器のデジ
タル信号サンプル出力から導き出される入力と、デシメ
ーション処理したサンプル値出力とを有するデシメータ
（140）と、（ｅ）グリッチ検出しきい値に応答し、デ
ジタル・ピーク検出器の出力かデシメータの出力かのい
ずれかから導き出されたデータをビデオ・サンプル・メ
モリ（144）に選択的に転送するグリッチ検出しきい値
回路（150）と、（ｆ）ビデオ・サンプル・メモリ（14
4）に接続されたビデオ・ディスプレイ（152）とを含む
ことを特徴とする波形測定計器。

【００４４】

【発明の効果】本発明に関して既述のように、オシロス
コープのピーク検出モードを用いて、オシロスコープの
ピーク検出モードを用いることに関する主たる問題は、
信号の波形における偏差を表すいかなるサンプルをもセ
ーブすることによって信号ノイズが誇張されるという点
にある。上述のサンプリング技術を用いる場合、信号の
波形における著しい偏差を表したサンプルだけがメモリ
にセーブされるので、結果として入力信号をより正確に
表した波形が表示されることになる。

【００４５】また本発明によれば、Ａ／Ｄ変換器のサン
プリング・レートを下げることなくメモリに記憶させる
サンプル数を減らすことができるので、サンプル・メモ
リを有効に利用することができる。

【００４６】本書で用いられる「デシメータ」という用
語は、Ｎ個のサンプルからなるデシメーション処理した
サンプル時間間隔から単一サンプル値を抽出する任意の
装置を包含するものである。Holcombの米国特許第5,11
5,189号に開示された「デシメータ」は、本書に開示の
サンプリング技術に関連して用いる場合、とりわけ有効
である。 Holcombは、現在では低周波ディザ（low freq
uency dither）と呼ばれる概念を開示している。低周波
ディザ・「デシメータ」は、デシメーション処理したサ
ンプル時間間隔からＮ個のサンプル中の１つを（Ｎ番目
毎のサンプルではなく）ランダムに抽出する。こうする
ことにより、エイリアシングの阻止に役立つことにな
る。

【００４７】本発明の例証となる、現在のところ望まし
い実施例について詳述してきたが、言うまでもなく、本
発明の概念は別様にさまざまに実施し、用いることが可
能であり、特許請求の範囲は先行技術によって制限され
る場合を除いてこうした変更を含むものと解釈されるこ
とを意図している。

【図面の簡単な説明】

【図１】入力信号からデシメーション処理したサンプル
値を抽出するために用いられる回路のブロック図であ
る。

【図２】入力信号からピーク検出サンプル値を抽出する
ために用いられる回路のブロック図である。

【図３】本発明に開示する新規のサンプリング技術に含
まれるさまざまなステップを示す流れ図である。

【図４】本発明に開示するサンプリング技術の第１の望
ましい実施例に含まれるさまざまステップを示す流れ図
である。

【図５】図４のサンプリング技術を実施する回路のブロ
ック図である。

【図６】本発明に開示するサンプリング技術の第２の望
ましい実施例に含まれるさまざまステップを示す流れ図
である。

【図７】図６のサンプリング技術を実施する回路のブロ
ック図である。

【図８】グリッチを有する入力信号の波形を示す図であ
る。

【図９】ノイズを含む図８の波形を示す図である。

【図１０】図９の波形を一連のデジタル信号サンプルと
して示す図である。

【図１１】図９の波形が図１の回路によって処理された
場合に生じるデジタル信号サンプルを示す図である。

【図１２】図９の波形が図２の回路によって処理された
場合に生じるデジタル信号サンプルを示す図である。

【図１３】図９の波形が図５または図７の回路によって
処理された場合に生じるデジタル信号サンプルを示す図
である。

【符号の説明】

１４０：デシメータ１４２：デジタル・ピーク検出器１４４：ビデオ・サンプル・メモリ１４６：Ａ／Ｄ変換器１４８：サンプル収集メモリ１５０：グリッチ検出しきい値回路１５２：ビデオ・ディスプレイ１５４：ＧＤＴＶセレクタ１５６：数理論理回路１５８：比較器１６０：マルチプレクサ１６６：ピーク検出サンプル値収集メモリ１６８：デシメーション処理サンプル値収集メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）デシメータを用いて一連のデジタル
信号サンプルに処理を施し、一連のデシメーション処理
したサンプル時間間隔における各デシメーション処理し
たサンプル時間間隔毎のデシメーション処理したサンプ
ル値を抽出するステップと、（ｂ）デジタル・ピーク検出器を用いて一連のデジタル
信号サンプルに処理を施し、一連のデシメーション処理
したサンプル時間間隔における各デシメーション処理し
たサンプル時間間隔毎の最大サンプル値と最小サンプル
値を抽出するステップと、（ｃ）各デシメーション処理したサンプル時間間隔毎
に、グリッチ検出しきい値に応答して、デシメーション
処理したサンプル時間間隔から抽出された最大及び最小
サンプル値を、またはデシメーション処理したサンプル
値をビデオ・サンプル・メモリに転送するステップとを
含むことを特徴とする、波形測定計器のためのサンプリ
ング方法。
【請求項２】（ａ）一連のデジタル信号サンプルの各デ
シメーション処理したサンプル時間間隔毎に、最小／最
大サンプル・データを生成するデジタル・ピーク検出器
と、（ｂ）一連のデジタル信号サンプルの各デシメーション
処理したサンプル時間間隔毎にデシメーション処理した
サンプル・データを生成するデシメータと、（ｃ）（ｃ−１）最小／最大サンプル・データ入力と、
（ｃ−２）デシメーション処理したサンプル・データ入
力と、（ｃ−３）所与のデシメーション処理したサンプ
ル時間間隔の最小／最大サンプル・データとデシメーシ
ョン処理したサンプル・データのどちらをビデオ・サン
プル・メモリに転送するかを選択するための手段とを含
むグリッチ検出しきい値回路とを含むことを特徴とす
る、波形測定計器におけるサンプリング回路。