JP3041577B2

JP3041577B2 - デジタル・オシロスコープ

Info

Publication number: JP3041577B2
Application number: JP7299182A
Authority: JP
Inventors: ベントン・ホルツワース
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1995-10-23
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2015-10-23
Also published as: US5517105A; JPH08226938A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定機器用の表
示、特に、メイン・トレースの１対の部分を「ズーム・
ウインドウ」内に表示する際に、このメイン・トレース
の部分を含む、即ち、識別する１対の「ズーム・ボック
ス」も表示するデジタル・オシロスコープに関する。

【０００２】

【従来の技術】デサウテルスのアメリカ合衆国特許第４
９７５６３６号「メイン表示から高分解能ウインドウを
選択及び表示する方法及び装置」では、異なるスケール
（目盛り）のウインドウ内にメイン（主）トレースの一
部を示すオシロスコープの表示に関して記載している。
（なお、トレースとは、オシロスコープの場合、入力信
号に応じて表示された波形である。）この特許公報の
「発明の背景」の欄には、デジタル・オシロスコープの
操作者にとって、メイン・トレースの一部を、高分解能
の第２トレースを用いて、より厳密に試験できることが
いかに有用であるかが説明されている。この特徴を実現
するために、このアメリカ合衆国特許公報は、メイン・
トレースと、このメイン・トレースよりも高分解能でこ
のメイン・トレースの一部分をより詳細に示す第２トレ
ースとの両方を同時に操作者が選択できるようにするた
めに、単一のタイムベース（時間軸）ハードウェアと連
携してソフトウェア・プログラムがどのように動作する
かを説明している。このアメリカ合衆国特許公報の第３
欄に記載されているように、典型的なメイン表示に必要
なよりも比較的高い水平（時間軸）分解能でデータを取
り込む。しかし、この特別な水平分解能を用いて、高分
解能の第２トレースを発生する。操作者は、メイン・ト
レース上に、詳細に試験すべき領域の開始端部及び終了
端部を表す１対の垂直カーソルを位置決めして、この領
域を識別する。次に、メイン・トレースのこの部分は、
高分解能の第２トレースにて、より詳細に示される。

【０００３】マンドト等によるアメリカ合衆国特許第５
０３９９３７号「デジタル・オシロスコープに圧縮及び
拡大表示を行う方法及び装置」は、取り込んだ波形の一
部の詳細な表示と、この取り込んだ波形のより大きな表
示及び詳細な表示部分の関係を示す他の表示とを、デジ
タル・オシロスコープの操作者に示す他の方法を記載し
ている。この方法においては、全体的な表示は比較的小
さく、「スクロール・バー波形」と呼ばれている。この
スクロール・バー波形は、波形データを高密度に圧縮し
簡略化したもの（バージョン）と、これに関連した１対
の括弧（ブラケット）とを含んでいる。これら括弧の位
置は、一般に高分解能であり一層大きく且つ一層詳細で
あるメイン表示内に示された波形部分（量）が、全体の
スクロール・バー波形データ内のどこに対応するかを示
す。

【０００４】マデラ等によるアメリカ合衆国特許第５１
２９７２２号「測定試験機器用の拡大ウインドウ・シス
テム」は、拡大ビューポート及びカーソルを含む波形を
拡大するシステムを記載している。拡大ビューポートの
中心点の位置は、水平カーソルが波形と交差する位置に
より制御し、その水平及び垂直の寸法（ディメンジョ
ン）は、正面パネルの２個の摘みにより制御する。拡大
スイッチを操作すると、表示面は、拡大ビューポートの
内容で一杯となる。

【０００５】横河電機株式会社が１９９２年７月２４日
に出願し、１９９４年２月１８日に公開になった特開平
６−４３１８８号公報（特願平４−１９８６２０号）
は、ボックス（箱）形式の領域により識別されたメイン
・トレースの一部を拡大表示するシステムを記載してい
る。この特許出願では、統計的な波形解析技法を、波形
全体、又はボックス領域内の全体波形の一部のみに適用
している。

【０００６】本願出願人のテクトロニクス・インコーポ
レイテッドが現在製造している従来のオシロスコープで
は、取り込んだ波形データをトレース・データに変換す
る必要がある際に、この波形データに対する補間又はデ
シメーション（間引き）をソフトウェア・ルーチンが行
っている。取り込んだ波形データは、規則的な時間間隔
における入力信号の電圧レベルを表す。連続した取り込
み時点に対応するアドレスにこのデータを蓄積するの
で、連続したアドレス番号と連続したデータ取り込み時
点との間には線形な関係がある（この場合、物理的なア
ドレスが循環メモリのアドレスである点や、速度を考慮
するためにデータを多くのメモリにデマルチプレックス
する点は無視する）。取り込んだ波形データにおけるサ
ンプル間の連続した時間間隔は、操作者がデータを試験
したいと思う細部に対して、長すぎるか又は短すぎる場
合もある。例えば、データ情報（レコード）は、５００
００ポイント（点）の長さである一方、表示スクリーン
は、わずか５００ポイントしか表示できない。よって、
１つの表示において全体を観察するためには、１：１０
０のデシメーション（間引き）が必要である。これとは
反対に、ユーザ（操作者）が波形の一部をより詳細に観
察することを希望するが、かかる表示を行うのに必要と
する数の有効データ値よりも少ない数の有効データ値し
か関心領域内に取り込まれていない場合、補間（例え
ば、線形補間又はsin(x)／Ｘ補間）を実行して、表示に
対して付加的なポイントを追加する。この機能を実行す
るソフトウェア、即ち、Ｉ／Ｄ（補間：Interpolation
／デシメーション：Decimation ）は、周知であり、こ
こ数年来、オシロスコープ製品の機能の一部となってい
る。

【０００７】今日の市場におけるテクトロニクス・イン
コーポレイテッド製１１０００シリーズのデジタル・オ
シロスコープを含む２種類以上のオシロスコープにおい
ては、取り込み波形の３つ以上、即ち、メイン・トレー
ス及び２つのズーム・トレースの相互関係のある表示を
操作者が観察できる。（なお、ズーム・トレースは、ズ
ームされたトレースである。）これら２つのズーム・ト
レースにより、メイン・トレースのハイライトされた
（即ち、輝度の高い）一部を拡大表示する。各ズーム・
トレースは、それ専用のウインドウ内に表示されたメイ
ン・トレースの拡大された領域である。異なる水平及び
垂直設定となるように、各ウインドウを独立に制御して
もよい。独立した設定には、共通のメモリ上の各トレー
スに対して、独立したグラチクル（目盛り）又は独立し
たスケール指示が必要となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】２つの拡大したウイン
ドウが独立していることは、ある環境において都合がよ
いが、他の環境では非常に都合が悪い。例えば、２つの
パルスの詳細を比較する際、これら２つのパルスを重ね
て、一致する部分と異なる部分とを観察できるのが最も
都合がよい。しかし、比較過程において、水平（時間）
及び垂直（振幅）の拡大係数を変更して、波形をより詳
細に観察することが必要な場合がしばしばある。独立し
た拡大ウインドウでは、この観察を行うために、２つの
表示の設定調整と、異なるズーム表示間の制御機能の切
り替えとを反復することになる。よって、従来の２重
（デュアル）ズーム・オシロスコープは、いくつかの操
作において、不便であり、複雑で混乱してしまう。

【０００９】よって、水平及び垂直の拡大係数、目盛り
及びリードアウト（設定値や測定値などの数字文字表
示）が互いに関連して協動してデュアル・ズーム表示が
行えるオシロスコープが望まれている。また、拡大ウイ
ンドウとメイン・トレースとの関係を確認できると共
に、ズームした表示（ズーム表示）の垂直拡大係数と、
メイン表示に対するその関係を視覚化できることも望ま
しい。

【００１０】したがって、本発明の目的は、上述の望ま
れている点を改善したデジタル・オシロスコープの提供
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のデジタル・オシ
ロスコープは、電気的入力信号をサンプリングしデジタ
ル化して、時間的に連続した一連のデジタル波形値から
成る波形情報を発生する手段（１０）と、これら各デジ
タル波形値に対するメモリ・アドレスがサンプリング値
の相対的時点を示すようにして波形情報を蓄積する手段
（２０）と、補間及びデシメーション（８１）の少なく
とも一方を用いて波形情報のデジタル波形値を処理し
て、メイン・トレース情報（９１に蓄積）、第１ズーム
・トレース情報（９２に蓄積）及び第２ズーム・トレー
ス情報（９３に蓄積）を発生する手段（３０）と、これ
らメイン・トレース情報、第１ズーム・トレース情報及
び第２ズーム・トレース情報からメイン・トレース表示
（６５）、第１ズーム・トレース表示（６１）及び第２
ズーム・トレース表示（６２）を夫々行う手段（４０）
を具えている。さらに、第１ズーム・ボックス（６３）
を発生する（９４）際に、この第１ズーム・ボックスの
水平時間寸法は、第１ズーム・トレース表示（６１）内
に示されたメイン・トレース表示（６５）の一部を包囲
し、第１ズーム・トレース表示の水平時間設定及びメイ
ン・トレース表示の水平時間設定の関係で決まり（８
５）、第１ズーム・ボックスの垂直振幅寸法は、第１ズ
ーム・トレース表示の垂直振幅設定及びメイン・トレー
ス表示の垂直振幅設定の関係で決まる（８７）。また、
第２ズーム・ボックス（６４）を発生する（９５）際
に、この第２ズーム・ボックスの水平時間寸法は、第２
ズーム・トレース表示（６２）内に示されたメイン・ト
レース（６５）の一部を包囲し、第２ズーム・トレース
表示の水平時間設定及びメイン・トレース表示の水平時
間設定の関係で決まり（８５）、第２ズーム・ボックス
の垂直振幅寸法は、第２ズーム・トレース表示の垂直振
幅設定及びメイン・トレース表示の垂直振幅設定の関係
で決まる（８７）。

【００１２】すなわち、本発明による改善されたデジタ
ル・オシロスコープでは、補間及び／又はデシメーショ
ン（間引き）を用いて、波形レコード（情報）のデジタ
ル波形値を処理して、メイン（主）波形レコードと、第
１及び第２ズーム波形（ズームされた波形）レコードを
発生すると共に、これらレコードを用いて、メイン・ト
レース表示と、第１及び第２ズーム・トレース表示とを
行う。第１ズーム・トレース表示内に示されたメイン・
トレース表示の一部を含む第１ズーム・ボックス（ズー
ム領域を示す箱）と、第２ズーム・トレース表示内に示
されたメイン・トレース表示の一部を含む第２ズーム・
ボックスを用いることにより、上述の改良を行う。これ
ら２つのズーム・ボックスに対する制御が互いに「ギャ
ング（連動）」している場合、これら２つのズーム・ボ
ックスの水平時間寸法（デメンション）は、第１ズーム
・トレース表示の水平時間設定及びメイン・トレース表
示の水平時間設定の関係で決まり、垂直振幅寸法（デメ
ンション）は、第１ズーム・トレース表示の垂直振幅設
定及びメイン・トレース表示の垂直振幅設定の関係によ
り決まる。第１及び第２ズーム表示と２つのズーム・ボ
ックス間の水平時間の間隔は、操作者が制御可能であ
り、この水平時間間隔は、測定の便宜のためにリードア
ウト（文字数字による表示）が行われる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の対象となるデジ
タル・オシロスコープの簡略化したブロック図である。
典型的な最新のデジタル・オシロスコープは、サンプリ
ング及びデジタル化回路１０、波形蓄積部２０、波形プ
ロセッサ３０、表示器４０、操作者の入力に応答するユ
ーザ・インタフェース制御器５０の部分を少なくとも具
えている。サンプリング及びデジタル化回路１０は、ユ
ーザ・インタフェース制御器５０に制御される増幅器及
び減衰器（図示せず）を含んでもよい。このサンプリン
グ及びデジタル化回路１０への入力は、被試験入力信号
である。サンプリング及びデジタル化回路１０の出力
は、波形レコード（波形情報）であり、時間的に連続
し、入力信号の時間に対する振幅の変動を示す一連のデ
ジタル波形値から構成されている。メモリの記憶場所を
この波形レコードの位置に関連させるアドレス指定法に
応じて、これらデジタル波形値が波形蓄積部２０に蓄積
される。

【００１４】波形プロセッサ３０は、ユーザ・インタフ
ェース制御器５０から受けたパラメータに応じて、デシ
メーション及び補間の両方を実行できる。よって、波形
蓄積部２０に蓄積された１つの波形レコードを表示器４
０に示すことができ、この際の水平（時間）及び垂直
（振幅）の種々の設定は、操作者が選択する。取り込み
波形を同じスクリーン上で２回以上表示する際に、同じ
波形レコードを使用できる。すなわち、メイン・トレー
スの表示に沿って、１つ又は複数の「ズーム」表示（ズ
ームされた表示）を示すことができる。

【００１５】図２は、本発明のデジタル・オシロスコー
プによる２つのズーム・ボックス及び関連した表示を含
む表示スクリーン４０を示す図である。本発明による２
つのズーム・ボックス６３、６４は、この表示スクリー
ン４０の下側の目盛り（又は表示領域）６８内に示され
ている。第１ズーム・ボックス６３を「ＺｏｏｍＢｏ
ｘ（ズーム・ボックス）」と名付け、第２ズーム・ボッ
クス６４を「ＤｕａｌＺｏｏｍＢｏｘ（デュアルズー
ム・ボックス）」と名付ける。表示スクリーン４０の上
側の目盛り（又は表示領域）６７内に示した２つのズー
ム・トレース６１及び６２は、表示スクリーン４０の下
側の目盛り６８内のメイン・トレース６５内において、
より完全に示されている同じ取り込み波形の２つの異な
る部分の拡大、即ち、「ズーム」されたものである。下
側のメイン・トレース６５の表示のズーム・ボックス６
３及びデュアルズーム・ボックス６４内に示された２つ
の同様な立ち上がり縁（エッジ）は、ズーム・トレース
６１及びデュアルズーム・トレース６２の上側の表示に
おいて、ほぼ重なるように示されている。

【００１６】本発明の好適な実施例によれば、デュアル
ズーム・ボックス６４に対する水平（時間／目盛り）及
び垂直（ボルト／目盛り）の制御は、第１ズーム・ボッ
クス６３の制御に連動している。これにより、デュアル
ズーム・ボックス６４の操作がこのボックスの利用に対
して簡単且つ容易となったが、操作者が利用できる自由
度が犠牲になった。それにもかかわらず、平均的な操作
者にとっては、非常に望ましい見返りが得られている。
以下の表から判る如く、ある一般的な仕事（機能）を実
行するのに必要な操作者の動作の総数は、本発明を用い
ることにより大幅に減少している。この表において参照
している従来のオシロスコープは、本願出願人のテクト
ロニクス・インコーポレイテッド製１１０００シリーズ
・デジタル・オシロスコープである。

【表１】

【表２】

【００１７】好適な実施例において、デュアルズーム・
ボックス６４は、ズーム・ボックス６３と同じ大きさに
制限されると共に、同じ垂直位置に制限される。デュア
ルズーム・ボックス６４は、この実施例において、ズー
ム・ボックス６３の右側のみに現れ、このズーム・ボッ
クス６３の左側になったり、重なったりしないようにさ
れている。

【００１８】図３は、本発明をソフトウェアで実現する
際の概念的なブロック図である。図１の波形蓄積部２０
を図３でも示すが、この波形蓄積部２０に蓄積された波
形データに関連した１組の波形パラメータ用の蓄積部８
０も関連して示す。操作者のズーム入力は、水平ズーム
命令部（コマンダ）８４及び垂直ズーム命令部８６に供
給する。メイン・トレースの取り込みを制御する操作者
の入力は、波形パラメータ蓄積部８０の内容にも影響
し、波形蓄積部２０内の各取り込み波形は、その特性を
表す１組の波形パラメータと関連している。これら特性
において、本発明との関連で関心のある特性は、波形の
レコード長（記録の長さ）、レコードにおけるサンプル
数、波形を取り込む際の単位目盛り当たりの時間設定で
ある。

【００１９】水平ズーム命令部８４は、ズーム拡大係数
に対しての波形の指標値、メイン・トレース６５の（水
平）位置、ズーム・トレース６１の（水平）位置、デュ
アルズームのオフセット時間を保持している。この水平
ズーム命令部８４は、３つの異なる場合について、これ
ら値を水平補間／デシメーション・ルーチン８１ａ、８
１ｂ、８１ｃに供給する。なお、ルーチン８１ａがメイ
ン・トレース６５用であり、ルーチン８１ｂがズーム・
トレース６１用であり、ルーチン８１ｃがデュアルズー
ム・トレース６２用である。かかる水平補間／デシメー
ション・ルーチンが１つのみの場合、このルーチンは３
つの異なる時間でデータに作用して、即ち、メイン・ト
レース６５、ズーム・トレース６１及びデュアルズーム
・トレース６２の各々に作用するので、このルーチンが
３回にわたって示される。

【００２０】水平ズーム命令部８４の上側に示した３つ
の「Ｘ」は、メイン・トレース６５、ズーム・トレース
６１及びデュアルズーム・トレース６２に夫々関連して
用いる独立した３組の水平情報が、水平補間／デシメー
ション・ルーチン８１ａ、８１ｂ、８１ｃに供給される
ことを示す。これに対して、垂直ズーム命令部８６の上
側の「Ｘ」の幅が２倍である点に留意されたい。これ
は、ズーム・トレース６１及びデュアルズーム・トレー
ス６２における垂直制御が互いに「連動（ギャング）」
していることを意味する。

【００２１】水平補間／デシメーション・ルーチン８１
ａ、８１ｂ、８１ｃは、波形パラメータ蓄積部８０から
のパラメータの内のレコード長と共に、ズーム拡大係
数、メイン・トレース位置、ズーム・トレース位置及び
デュアルズーム・オフセット時間を用いて、波形蓄積部
２０に蓄積された波形データの開始点と、メイン・トレ
ース６５、ズーム・トレース６１及びデュアルズーム・
トレース６２を出力形式で夫々蓄積するバッファ９１、
９２、９３内の開始点を選択する。これらの点を入力及
び出力用の開始点として用いて、水平補間／デシメーシ
ョン・ルーチン８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、ズーム拡大
係数に応じて波形データ・サンプルを拡大又は圧縮し
て、ズーム・トレース６１及びデュアルズーム・トレー
ス６２を発生する。「Fit-To-Screen （スクリーンに適
切な設定）」機能が付勢（動作可能に）されていれば、
１．０又は１．０未満のある値の公称ズーム拡大係数に
より、メイン・トレース６５を計算する。これら動作の
出力をメイン・トレース・バッファ９１、ズーム・トレ
ース・バッファ９２及びデュアルズーム・トレース・バ
ッファ９３に蓄積する。

【００２２】水平ボックス計算機８５は、ズーム・ボッ
クス６３の水平位置、ズーム・ボックス６３及びデュア
ルズーム・ボックス６４の水平位置間のオフセット、及
び両方のボックスの（同じ）幅を計算すると共に、この
情報をズーム・ボックス発生器９４及びデュアルズーム
・ボックス発生器９５に供給する。これらズームした表
示間の操作者が選択したオフセット時間が、システムに
課せられた最小値及び最大値により制限された後に、こ
のオフセット時間をオフセット・リードアウト（表示
器）６６に送り、文字数字で表示する。好適な実施例に
おいて、ズーム・ボックス６３及び６４は重なることが
できないので、最小可能オフセットは、ズーム・ボック
ス６３又は６４の一方の幅である。最大可能オフセット
は、蓄積されたメイン波形２０の期間と、現在のズーム
設定におけるズーム・トレース６１又は６２の期間との
和である。操作者が選択した値が、オフセットを含んだ
最大値及び最小値の外側になった場合、その値を「要求
された」値として保持する。また、操作者が選択した他
の値の変更により、可能な最小値及び最大値が変わった
場合、この要求された値を制限された処理の入力として
用いる。

【００２３】デュアルズーム・トレース６２の水平位置
を、ズーム・トレース６１の位置と、メイン・トレース
の期間にわたるデュアルズーム・オフセット時間が表す
メイン・トレース波形全体の一部の時間との和として計
算する。

【００２４】例えば、目盛り６８の中心位置がメイン・
トレース６５の波形レコード内となり、その波形レコー
ド内のポイント数（データ数）の５０％が目盛りの中心
の左側となるように、このメイン・トレース６５を中心
に配置する。また、ズーム・トレース６１用の目盛り６
７の中心がズーム・トレース６１の波形レコードの左側
から２５％のポイントに存在するように、ズーム・トレ
ース６１を位置決めしたと仮定する。さらに、ズーム・
トレースはメイン・トレースの１０倍の拡大であり、デ
ュアルズーム・オフセットが７５０マイクロ秒（μｓ）
であると仮定する。最後に、メイン・トレース６５が５
００ポイントで構成され、長さが１０目盛り（ディビジ
ョン：ｄｉｖ）であり、各目盛りが５００マイクロ秒／
目盛りと仮定する。これらの条件において、ズーム位置
は、次のように計算する。なお、「＊」は乗算記号
（×）を意味する。［デュアルズーム位置］＝［ズーム位置］＋［オフセット時間／メイン・トレー
スの期間］＝０．２５＋（７５０μｓ／（５００μｓ／div）＊１
０div）＝０．２５＋０．１５＝０．４０

【００２５】これら計算において、メイン・トレースの
位置はこの式に入っていないことに留意されたい。ま
た、１０倍の拡大係数は、ボックス幅、ここでは５００
マイクロ秒に等しい最小可能デュアルズーム・オフセッ
ト時間を決定する際に役割を果たす点に留意されたい。
ズーム・ボックス６３及びデュアルズーム・ボックス６
４は重なることができないので、それらの中心がこれら
両方のボックスの幅の２分の１だけずれて、これらの幅
の両方が等しいため、最小可能オフセットは、１つのズ
ーム・ボックスの幅と等しい。

【００２６】次に垂直方向に関して説明すると、垂直ズ
ーム命令部８６は、選択された垂直ズーム係数に関する
操作者情報、目盛りスケール、位置決めに関する情報を
受ける。なお、この位置決めに関する情報は、高さが一
杯（フル）の単一の目盛り表示から、ズームに必要な半
分の高さのデュアル目盛り表示に切り換える結果の位置
決めの情報である。（ズーム・モードにおいて、総ての
トレースは、半分の高さの目盛りを考慮して操作者が要
求するズーム係数の他に、公称０．５の拡大係数にて計
算する。）

【００２７】垂直ズーム命令部８６は、ズーム係数並び
に位置及び目盛りスケール値を垂直拡大／圧縮ルーチン
８８ａ、８８ｂ、８８ｃに供給する。かかる垂直拡大／
圧縮ルーチンは１つだけの場合、これは異なる３つの時
点でデータに作用する、即ち、メイン・トレース６５、
ズーム・トレース６１及びデュアルズーム・トレース６
２の各々に対して作用するので、３つとして図示する。
３つのトレース・バッファ９１、９２、９３の内容が水
平補間／デシメーション・ルーチン８１ａ、８１ｂ、８
１ｃで処理され、その処理結果がこれらバッファに戻さ
れた後に、垂直拡大／縮小ルーチン８８ａ、８８ｂ、８
８ｃは、これらバッファ内のトレース・データを処理す
る。

【００２８】ズーム・トレース６１及びデュアルズーム
・トレース６２は、以下の例では、図示のように位置決
めされる。この例では、メイン・トレースが−１．０に
位置決めされ、ズーム・トレース及びデュアルズーム・
トレースが１．７５に位置決めされ、垂直ズーム係数が
１．０（２．０＊０．５、ズームなし）であり、スクリ
ーン上の単位ディビジョン全体におけるピクセル・ポイ
ント（１つの波形データが表す点）の数が５０である。［ズーム・ボックス位置］＝［目盛り中心］−（（［メイン・トレース位置］＋
［ズーム位置］）＊［ズーム拡大係数］＊５０pt/div）＝０−（（−１．０div＋１．７５div）＊１．０＊５０
pts/div）＝３７．５pts すなわち、半分の高さのディビジョン（目盛り）に対し
て約１．５である。なお、ｐｔ及びｐｔｓは、ピクセル
・ポイントを意味する。

【００２９】水平ズーム・ボックス計算機８５及び垂直
ズーム・ボックス計算機８７の各々は、新たなズーム・
ボックス６３及びデュアルズーム・ボックス６４を描く
のに必要な計算の一部を実行し、それらの計算結果をズ
ーム・ボックス発生器９４及びデュアルズーム・ボック
ス発生器９５に供給する。各ボックスの幅及び高さは、
ズーム・トレース表示領域６７における拡大及びメイン
・トレース表示６８に対する拡大の比の逆数に計算され
る。本発明の好適な実施例では、ズーム・ボックス発生
器９４及びデュアルズーム・ボックス発生器９５は、互
いに連動して同じ垂直制御となるので、垂直ズーム・ボ
ックス計算機８７は、同じ高さの情報をズーム・ボック
ス発生器９４及びデュアルズーム・ボックス発生器９５
に供給する。

【００３０】ズーム・ボックスの高さの計算の以下の例
において、ズーム・トレース用の垂直拡大係数は５倍で
あり、デュアル目盛り用の全体の垂直拡大係数は、０．
５倍である。［ズーム・ボックスの高さ］＝（［メイン拡大係数］／［ズーム拡大係数］）＊［目
盛りの高さ］＝（０．５／（０．５＊５．０））＊２００pts ＝４０pts （これは、１ディビジョンに対して４０／２５、即ち、
１．６ディビジョン）

【００３１】ズーム・ボックス６３の幅の計算の以下の
例のおいて、ズーム・トレース用の水平拡大係数は５倍
であり、メイン・トレース水平拡大係数を０．１倍に仮
定する（５０００ポイントの取り込みを５００ポイント
の表示に適するように（Fit-To-Screen で）処理した結
果として）。［ズーム・ボックス幅］＝（［メイン拡大係数］／［ズーム拡大係数］）＊［目
盛り幅］＝（０．１／５．０）＊５００pts ＝１０pts （これは、１ディビジョンに対して１０／５０、即ち、
０．２ディビジョン）

【００３２】ズーム・ボックス６３、６４の垂直位置
は、ズームの垂直位置及び目盛りの定数に依存する。ズ
ーム・ボックス６３の位置をスクリーン・ライン値に直
接計算するが、スクリーン・ライン０は表示の最上端で
あり、スクリーン・ライン４７９は底部である。（な
お、このスクリーン・ラインは、ラスタ走査表示の際の
ラインに対応する。）ズーム・トレース６１及びデュア
ルズーム・トレース６２の表示領域６７の垂直位置が上
に移動すると、ズーム・ボックス６３、６４は、それ自
体が下側の表示領域６８内で下方に移動する。以下の例
において、ズーム・トレース位置は、上側表示領域６７
内の１．７５ディビジョンであり、下側目盛り（表示領
域）６８のライン数は２００であり、この下側目盛りの
ディビジョン数は８であり、この下側目盛りの中央線の
ライン番号は３３４である。［ズーム・ボックスの垂直位置］＝［ズーム・トレースの位置］＊（［下側目盛りのライ
ン数］／［ディビジョン数］）＋［下側目盛りの中央線
の番号］＝１．７５＊（２００／８）＋３３４＝１．７５＊２５＋３３４＝４４＋３３４＝３７８

【００３３】計算したズーム・ボックス６３及びデュア
ルズーム・ボックス６４の位置は、ズーム・ボックスの
中心を基準にしている。これは、その中心位置に対して
幅及び高さを扱う簡単な方法で導ける。

【００３４】ズーム・ボックス６３の水平位置は、以下
の例に示すように計算できる。ここで、メイン・トレー
ス６５が６０％（０．６０）の位置であると仮定し、ズ
ーム・トレース６１が４８％（０．４８）の位置である
と仮定し、取り込んだ波形レコードは１０００ポイント
である。この例において、表示の最適化（Fit-To-Scree
n ）機能が作用しないと仮定するので、同時にスクリー
ン上に１０ディビジョンしか見えないとしても、波形レ
コードの１０００ポイントがメイン・トレースの長さの
２０ディビジョンに対応する。以下の例を理解するのに
必要な別の条件は、スクリーン上の２４ポイントの帯が
目盛りの左側にあるので、５００ポイント目盛りの左右
の中心はポイント２７４であり、そうでない場合のポイ
ント２５０ではない。メイン・ズーム・ボックス６３の
位置は、次のように計算する。［ズーム・ボックス位置］＝（［ズーム・トレース位置］−［メイン・トレース位
置］）＊［メイン・トレースのディビジョンの長さ］＊
［ディビジョン当たりの水平ポイント］＋［目盛りの水
平中心のポイント］＝（０．４８−０．６０）＊２０div＊（５０pts/div）
＋（２４＋５００／２）pts ＝（−０．１２＊１０００）pts＋２７４pts ＝−１２０pts＋２７４pts ＝１５４pts （１２０ポイント又は１．４ディビジョンだけ中心から
左）

【００３５】デュアルズーム・ボックス６４の位置の計
算を以下の例に示す。ここで、ズーム・ボックス６３及
びデュアルズーム・ボックス６４間のオフセットは、
３．８ミリ秒（ｍｓ）である。［デュアルズーム・ボックス位置］＝［メイン・ズーム・ボックス位置］＋（［オフセット
時間］／［ディビジョン当たりのメイン・トレース時
間］）＊５０pts/div ＝１５４pts＋（３．８ms／（５００μsec/div））＊５
０pts/div ＝１５４pts＋（７．６div＊５０pts/div）＝１５４pts＋３８０pts ＝５３４pts （又は目盛りの右側の先の０．２ディビジョン）

【００３６】この例は、好適実施例において、ズーム・
ボックスが目盛りの端の先にまで延びることを示してい
る。かかるボックスは、依然、波形レコード内なので、
いずれの方向においてもメイン・トレース内の見える部
分の先にまで延びる。この例において、デュアルズーム
・ボックス６４の中心がスクリーンの右側から外れて
も、そのデュアルズーム・ボックスの左側と、その頂部
及び底部の一部とは、依然、表示内において見ることが
できる。

【００３７】水平ズーム・ボックス計算機８５及び垂直
ズーム・ボックス計算機８７からの計算結果をズーム・
ボックス発生器９４及びデュアルズーム・ボックス発生
器９５に供給する。異なる水平場所情報を蓄積すること
を除いて、ズーム・ボックス発生器９４及びデュアルズ
ーム・ボックス発生器９５は、同じデータに対して同じ
ルーチン動作を実際に行う。

【００３８】本発明の好適な実施例について図示し説明
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変更及
び変形が可能なことが、当業者には明らかであろう。よ
って、特許請求の範囲の請求項は、これら変更及び変形
の総てを包括し、本発明の要旨となる。

【００３９】

【発明の効果】上述の如く本発明のデジタル・オシロス
コープによれば、水平及び垂直の拡大係数、目盛り及び
リードアウトが互いに連動するデュアル・ズーム表示が
行える。また、拡大ウインドウとメイン・トレースとの
関係を観察できると共に、ズームした表示（ズーム表
示）の垂直拡大係数と、メイン表示に対するその関係を
視覚化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象となるデジタル・オシロスコープ
の簡略化したブロック図である。

【図２】本発明のデジタル・オシロスコープによるデュ
アル・ズーム・ボックス及び関連した表示を含む表示ス
クリーン４０を示す図である。

【図３】本発明をソフトウェアで実現する際の概念的な
ブロック図である。

【符号の説明】

１０サンプリング及びデジタル化回路２０波形蓄積部３０波形プロセッサ４０表示器５０ユーザ・インタフェース制御器６１ズーム・トレース６２デュアルズーム・トレース６３ズーム・ボックス６４デュアルズーム・ボックス６５メイン・トレース６６オフセット・リードアウト６７目盛り（上側表示）６８目盛り（下側表示）８０波形パラメータ蓄積部８１水平補間／デシメーション・ルーチン８４水平ズーム命令部８５水平ボックス計算機８６垂直ズーム命令部８７垂直ボックス計算機８８垂直拡大／圧縮ルーチン９１メイン・トレース・バッファ９２ズーム・トレース・バッファ９３デュアルズーム・トレース・バッファ９４ズーム・ボックス発生器９５デュアルズーム・ボックス発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭51−85771（ＪＰ，Ａ) 特開平６−43188（ＪＰ，Ａ) 特開平５−133980（ＪＰ，Ａ) 実開平５−75672（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 13/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的入力信号をサンプリングしデジタ
ル化して、時間的に連続した一連のデジタル波形値から
成る波形情報を発生する手段と、上記各デジタル波形値に対するメモリ・アドレスがサン
プリング値の相対的時点を示すようにして上記波形情報
を蓄積する手段と、補間及びデシメーションの少なくとも一方を用いて上記
波形情報の上記デジタル波形値を処理して、メイン・ト
レース情報、第１ズーム・トレース情報及び第２ズーム
・トレース情報を発生する手段と、上記メイン・トレース情報、上記第１ズーム・トレース
情報及び上記第２ズーム・トレース情報からメイン・ト
レース表示、第１ズーム・トレース表示及び第２ズーム
・トレース表示を夫々行う手段とを具えたデジタル・オ
シロスコープであって、上記第１ズーム・トレース表示内に示された上記メイン
・トレース表示の一部を包囲し、上記第１ズーム・トレ
ース表示の水平時間設定及び上記メイン・トレース表示
の水平時間設定の関係で水平時間寸法が決まり、上記第
１ズーム・トレース表示の垂直振幅設定及び上記メイン
・トレース表示の垂直振幅設定の関係で垂直振幅寸法が
決まる第１ズーム・ボックスを発生する手段と、上記第２ズーム・トレース表示内に示された上記メイン
・トレースの一部を包囲し、上記第２ズーム・トレース
表示の水平時間設定及び上記メイン・トレース表示の水
平時間設定の関係で水平時間寸法が決まり、上記第２ズ
ーム・トレース表示の垂直振幅設定及び上記メイン・ト
レース表示の垂直振幅設定の関係で垂直振幅寸法が決ま
る第２ズーム・ボックスを発生する手段とを具え、上記第１及び第２ズーム・トレース表示の上記水平時間
設定及び上記垂直振幅設定は、互いに連動し、共通の制
御器により制御されることを特徴とするデジタル・オシ
ロスコープ。
【請求項２】上記第１及び第２ズーム・トレース表示
は、目盛り及びそれらの設定値の読みを共用することを
特徴とする請求項１のデジタル・オシロスコープ。
【請求項３】上記メイン・トレースに沿って、上記第
１ズーム・ボックスに関連した基準点及び上記第２ズー
ム・ボックスに関連した基準点の間の水平時間差を制御
して表示する手段を更に具えたことを特徴とする請求項
１のデジタル・オシロスコープ。
【請求項４】上記メイン・トレースに沿って、上記第
１ズーム・ボックスに関連した基準点及び上記第２ズー
ム・ボックスに関連した基準点の間の水平時間差を制御
して表示する手段を更に具えたことを特徴とする請求項
２のデジタル・オシロスコープ。