JPS61155965A - 波形表示装置の較正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オシロスコープの如きフエースプレートに内
部目盛を有する波形表示装置の偏向を自動的に較正する
装置に関する。

〔従来技術とその間ｄ点〕

通常、オシロスコープは高精度測定機器として用いられ
るので、正確な較正を行なうことが重要である。較正の
１つの項目は、試験される波形の振幅又は電圧（Ｙ偏向
）及び時間（Ｘ偏向）が正確に表示されるための陰極線
管（ＣＲＴ）の電子ビームの偏向精度に関係するもので
ある。従来、このためにオシロスコープの偏向波形入力
として較正された基準信号を用いて、予定の偏向が得ら
れるようにオシロスコープ回路の偏向率（感度）、即ち
増幅率を調整するのが常であった。例えば、オシロスコ
ープの仕様では通常ＣＲＴフェースプレート上の目盛の
１デイビジヨン（ＤＩＶ　）電子ビームを偏向するには
５９ｍｖの入力信号変化が必要である。オシロスコープ
を定期的に較正すると、その期間（ダウンタイム）、オ
シロスコープが使えなくなるのみならず、適正な調整を
行なえる技址をもった保守要員が必要になる。

ＣＲＴ電子ビームの位置が予め定められるように電子ビ
ームの位置決めを自動的に制御することは可能である。

例えば、カラーテレビジョンに用いられるビームインデ
ックス形ＣＲＴは、電子ビームを分離した３原色の螢光
体に正しく整合させるために、電子ビームの位置を正確
につきとめることができる。米国特許第４．２４７，８
６９号、同第２，７７８，９７１号、同第２，７９０，
１０７号及び英国特許第８２２，０１７号は、インデッ
クス素子、即ち、電子ビームの実際の位置を示す帰還信
号を発生するストリップまたはバンドを有するＣＲＴな
開示している。電子ビームがインデックス素子を横切る
と、インデックス素子は光または電子を放射し、この放
射はＣＲＴ内で検出されて電子ビームの位置が判明する
。しかしながら、このようなＣＲＴの製造には高度かつ
複雑なスクリーニング技術を要するという欠点がある。

したがって、本発明の目的は、ダウンタイムがなく熟練
した保好要員による調整も必要ないオシロスコープの偏
向較正が行なえる装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ＣＲＴに特別なインデックス手段
を設けることなくオシロスコープの偏向が較正できる装
置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明波形表示装置の較正装置は図面に示す如く内部目
盛（至）を有する陰極線管１１αのスクリーンの一方向
に電子ビーム（至）を移動させ、この内部目盛（至）に
よる発光出力変化を検出し、この検出出力により偏向回
路（ＩＩを較正するよう圧したものである。

〔作用〕

本発明の好適実施例によれば、可視内部目盛を有するＣ
ＲＴを有するオシロスコープの較正は、電子ビームの目
盛横断を検出することにより行なわれる。この電子ビー
ムの目盛横断に応じて、電子ビーム偏向信号と目盛に対
応する基準偏向値とが比較され、両者が一致するまで自
動的に偏向が制御される。したがって、現在のオシロス
コープの目盛を自動較正に用いることができる。好適実
施例では、電子ビームが目盛を横切るのを検出するため
にＣＲＴフェースグレートの端部近傍に充電変換手段が
配置される。電子ビームの目盛横断時に目盛によって散
乱される光に応じて充電変換手段は出力を発生する。こ
の出力は、比較処理を通してオシロスコープの偏向増幅
器の利得藺整に用いられる。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明するための図である。ＣＲ
Ｔ（ｌαは電子＠囮、垂直偏向板■、水平偏向板ｔｉ＠
’ｖ有する。偏向増幅器−で発生し、偏向板の各組に印
加される信号により、電子ビームのは典型的す場合、Ｃ
ｒｔＴの７エースプレートの上を掃引され、ＣＲＴ目盛
、即ち目盛スケール（至）を横切る走査ｌｌｌ１Ｉｃ！
滲が発生する。

目盛スケール（至）は好適にはフェースプレートのの内
面（即ち、電子銃α２＠の面）上に設けられる。

目盛スケールは、フェースプレートの上にガラスフリッ
トを線状に印刷し、これを融解して白い半透明の目盛を
作ることにより構成される。その後、螢光スクリーンを
構成する螢光体層がフェースプレートの内面に目盛の上
から形成される。このような型の目盛スケールはウイル
パンクス等による米国特許第３，２０７，９３６号に開
示され、更に第２図に示されている。第２図において、
ガラスフリット線（至）は螢光体■で覆われている。目
盛をこのように７エースプレートの内面に形成すること
により、螢光スクリーン上に電子ビーム■で誉込まれた
情報と、これを測定するために用いる目盛との間の視差
を実質的に排除できる。目盛は、好適にはフェーズプレ
ートノの端部に設けたランプ（図示せず）により照明さ
れる。ランプはオンオフさせることができ、あるいは発
光強度を変えることができる。

本発明では、電子ビームの偏向を較正するために目盛を
用いる。フェースプレートのの端部近傍に、好適には第
２図に示す如くフェースプレート部材のを接触包囲する
透明ガラスまたはプラスチック製の光案内部材（至）に
設けたノツチ内に充電変換手段田、例えば光電セルまた
はフォトトランジスタを配置する。電子ビームが螢光ス
クリーンの螢光体に衝突するときに発する光の一部（至
）は光電変換手段国により電気信号に変換されて較正ロ
ジック回路−に送られる。特に、電子ビーム（至）がフ
ェースプレート上を掃引され、フリット疎＠ヲ横切ると
き、フリット目盛線（至）の周囲の螢光体から発する光
はフェースプレート内を横方向に散乱して充電変換手段
１３３　Ｋ　２ｍ！する。その結果、第３図に示す如く
電子ビーム（４）がフェースプレート上を偏向されるに
つれて、複数のパルス１４（ｌを含む光強度出力が光１
を変換手段に入力される。各パルスは電子ビームがフリ
ット線啜を横切る度に出力される。

この光強度の変化は、電気信号の変化に変換され、較正
ロジック回路間に送られる。較正ロジック回路間は、偏
向増幅器（１８の利得を調整し、これによって偏向電子
ビームは与えられた入力信号Ｕυに対して入力信号の大
きさを正確に描く。例えば、目盛線間の偏向がｓｏｍＶ
の電位差に対応するとすれば、図示の例では水平偏向増
幅器の利得は、入力信号αυが５０ｍｖ変化したとき電
子ビームが目盛線間隔に対する距離だけ移動するように
調整される。

偏向増幅器（１秒の利得を変化させるには多（の異なる
装置を用い得る。例えば、較正ロジック回路（至）は、
電子ビームが予定の速度で偏向されるとき光電変換手段
ｃ３４のパルス出力の周波数を予定の基準値と比較する
手段を有してもよい。この場合、もしそのパルス周波数
が高すぎたり低すぎたりすればそれに応じて偏向増幅器
の利得が調整される。　　２第４図に本発明による偏向
制御回路のブロック図を示す。傾斜波発生器（４３の出
力は偏向増幅器時にその一方の入力ａυとして供給され
る。偏向増幅器住沙には第２の入力も供給される。増幅
器（１８１はＣｆＬＴ（１（Ｉの水平偏向板を駆動する
。フェースグレートノの端部に上述の如く配置した光電
変換手段（３３の出力は、信号増幅器（４６）Ｋ入力さ
れ、信号増幅器に）の出力は電圧比較器（財）に入力さ
れる。電圧比較器０８は、その入力が予め定めたレベル
を超えたとき出力を発生し、この出力は、傾斜波発生器
Ｏシの出力を受けるアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
■を始動させるために用いられる。電圧比較器−の出力
は、また、“電圧比較器−への入力が予め定めたレベル
を超えたとき、マイクロプロセッサ（μＰ　）　５２１
が−ｔ’　−タバスー上のＡＤＣωの出力を処理するよ
うにμＰ５２を駆動する。

電圧比較器−は、ノイズ除去のために用いられるもので
あり、単に信号増幅器−の出力が予め定めたレベルを超
えたときＡＤＣ（５３及びμＰｔ５２１を始動させる働
きをする。予定のレベルを超える電圧比較器（僧への入
力レベルは、傾斜波発生器（４２の傾斜波出力によって
偏向される電子ビームが目盛Ｍ’ｌ横切ったとき発生す
べきである。したがって、データバス（ロ）上のデジタ
ル出力は、水平定食線が目盛線と交差した時点の傾斜波
発生器（４３の出力電圧をデジタル形式に変換したもの
である。

μＰ（５２は計算処理を行ない、その出力信号をデジタ
ルアナログ変換器（ＤＡＣ）　ｆｉに供給する。ＤＡＣ
□□□はサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路（ト）に対し
てオフセット値を出力し、且つＳ　／　Ｈ回路−に対し
て利得値を出力する。オフセット値は信号線（４４を介
して差動偏向増幅器Ｕの第２の入力となる。Ｓ／Ｈ回路
句からの利得値は１、増幅器Ｑ８１の利得を制御するた
めに信号線−を介してＡＧＣ入力として増幅器Ｕ秒に供
給される。

し、記憶手段は、特定の目盛線の組、例えば第１図に示
す如き垂直目盛線に対して偏向を行なうような適当な入
力電圧である”基準レコード−を記憶する。即ち、第５
図の基準レコードの各ステップ（階段）は異なる垂直目
盛線に対する記憶デジタル値に対応し、電子ビームがそ
の特定の目盛線を横切るときの入力信号（ＩＩＩの期待
される正確な犬ぎさを表わしている。第５図に破線−で
表わされる１新レコード”は、電子ビームが各目盛線を
横切ったときにＡＤＣ（５（Ｉｔでデジタル化された傾
斜波発生器１りの実際の出力値に対応する。第５図の例
では、２つのレコードにかなりの差違があるだけでなく
、中央で一方か他方に対してオフセットされている。１
０本の垂直目盛線と２本の境界線があるとすれば、６番
目のステップは零個向、即ちスクリーンの中央に相当し
、基準レコード及び新レコードは共にこの点でＯｔ圧縦
巌を指示すべきである。”オフセット”とは、新レコー
ドがその中央ステップな０ボルトに合わせるためにシフ
トすべき量を表わす。

再度、第４図を参照するに、μＰ６２１は記１意された
Ｏポルトとスクリーン中央での傾斜波発生器（４２１の
実際の出力のデジタル化された値とのオフセット、即ち
差を求める。μＰ５２１はこの差を決定した後、その値
をＳ／Ｈ回路（至）に記憶させる。このオフセット値は
増幅器ａ＆に接続される信号線（財）上に出力され入力
傾斜波から減算される。

第６図は、新しコード霞が補正され６番目のステップが
基準レコードと一致した補正済新ンコード（６１９であ
る。そこで、各ステップの基準レコードは利得補正値を
算出するために新しコード霞で除算される。装置が線形
であれば、基準レコードの新レコードに対する比率は、
６番目を除いて各ステップで一定になる筈である。この
様子は第７図に示されている。

μＰ５２（＠４図）は、更に６番目のステップを除いて
第７図の平均値を算出し、その逆数をＳ／Ｈ回路−に入
力する。８７Ｈ回路−の出力は増幅器（Ｉ８１の自動利
得制御入力として信号１！胆４上に出力される。これに
より、増幅器ｕ８１の利得は、傾斜波電圧がμＰ５３０
基準レコ一ド記憶手段に記憶された目盛線の予定値に対
応する各目Ｊ＆線へ電子ビームを偏向させるように制御
される。即ち、中央の目盛線の両側の目盛線が５０ｍＶ
の変化に対応し、両側に続く順次の目盛線は更にｓｏｍ
ｖｆ″つの変化に対応するとすれば、増幅器Ｕ＆の利得
は、傾斜波発生器（６）からの傾斜波が５０ｍｖ変化す
る毎に電子ビームを目盛線の間隔に対応する距離分移動
させるよう制御される。

フェースプレートが外部照明を受ける場合等、較正中は
スクリーンを覆い、及び／またはＣＲＴの２軸を変調す
る（即ち、電子ビームの強度を例えば２０ＫＨｚで変調
する）ことが有効である。信号増幅器（４Ｇに付加され
た同調回路は２０ＫＨｚ信号を検出し、これにより外部
からの照明によってシステム動作が干渉されない。また
、ＣＲＴｆ）螢光体には光電変換手段（３３が検出し易
い波長の光を発するものを用いる方がよい。

以上の本発明における特定動作説明では汰部分、垂直目
盛線を横切る電子ビームの水平偏向、及びこの水平偏向
をＦＡ整するための偏向増幅器の利得補正について述べ
たが、垂直偏向についても同様の補正が行なえることは
容易に理解されよう。また、偏向増幅器の入力信号は説
明の都合上、傾斜波信号としたが、必ずしも傾斜波信号
である必要はない。

次に、μＰ５２の動作について、第８乃至第１０図を参
照して説明する。好適にはインテル社製タイプ８１８６
から成るμＰは、較正機能のみならず多くの他の機能の
ためにオシロスコープに用いられる。

第８図を参照するに、判断ブロック四は、μＰが電圧比
較器（４＆からインタラブド信号を受けたかどうかを判
断する。インタラブド信号を受けると、μＰはブロック
（ＩＩＪで、ＡＤＣ（５Ｇの現在の出力を記憶手段に記
憶させる。この記憶値は第５図の新レコードの１ステツ
プ、即ち、目盛線を電子ビームが横切ったときの入力傾
斜波の電圧値に対応する。ブロック（１４１では、今、
検出した電圧値が最後の目盛線に対応するものかどうか
が判断され、最後でなければブロック（７０に制御が戻
る。最後の目盛線に対応する電圧値が記憶されたら、ブ
ロック四で新レコードと基準レコードの両方の中央ステ
ップの値の差か検出される。差が検出されると、ブロッ
ク（７８でオフセット値がＳ／Ｈ回路（ト）に入力され
る。

また、ブロック四では各ステップで基準レコードが新レ
コードで除算され、その平均値の逆数かブロック川で増
＠器Ｕυの利得制倫ファクタとして出力される。

第９図は、ブロックσ２の電圧値記憶サブルーチンを詳
細に示したものである。ブロックｉ８４でＡＤＣ艶が読
出され、ブロック曽でそのデジタル変換値がメモリ記憶
位置Ｎに書込まれる。次に、ブロック−でＮがＮ＋１に
インクリメントされ、メインプログラムのブロックｆｆ
４）Ｋ戻る。

第１θ図は第８図のメインプログラムのブロックσｅの
レコード比較サブルーチンを詳細に示したものである。

ブロック困では記憶位置Ｏ１即ち新レコードの６番目の
ステップ（第５図）の電圧値が読出され、ブロック…で
上述のオフセット値が記憶位置０の値になる。ブロック
（（２）では、すべての新レコードステップからオフセ
ット値が減算され、第６図の新レコード−が算出される
。また、オフセット値はＳ／Ｈ回路鏝に送出される。ブ
ロック（至）では、基準レコードが各ステップで紺レコ
ード■によって除算され、第７図の如き出力を得た後、
ブロック田でこれらの平均値が算出される。ブロック（
９８１では、μＰで平均値の逆数が算出され、これが上
述の利得になる。この利得値は、１）ＡＣ［ｆ！：介し
てＳ／Ｈ回路団に送られる。その後、制御かメインプロ
グラムに戻る。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明によると内部目盛付きＣＲＴを有
する波形表示装置の電圧及び／または時間軸を、パワー
アップ時又はその他任意時に自動的に直接目盛を基準に
して較正するので、常時較正された測定が可能となる。

また、較正に人が介在しないので較正に個人差が生じる
ことがなく、較正の為の装置のダウンタイムも実質的に
存しない。また、本発明では特別のＣＲＴを必要とせず
、ガラスフリット又は食刻等による内部目盛ヲ有する従
来のＣＲＴを用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明する説明図、第２図は本
発明に用いられるＣＲＴのフェースプレートの断面図、
第３図は充電変換手段国の出力波形図、第４図は本発明
による装置のブロック図、第５図は基準レコード及び補
正前の新Ｖコードを示す線図、第６図は基準レコード及
びオフセット補正後の新レコードを示す線図、第７図は
除算結果を示す線図、第８図乃至第１０図は第４図の回
路動作を説明するための流れ図である。 図中、（１υは偏向入力信号、ｕ８は偏向増幅器、国は
光電変換手段、開は較正ロジック回路を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部目盛を有する陰極線管のスクリーンの一方向に電子
   ビームを移動させ、上記内部目盛による発光出力変化を
   検出し、該検出出力により偏向回路を較正するようにし
   た波形表示装置の較正装置。