FR 2535062 A1 19840427 FR 8316812 A 19831021 "Oscilloscope à mémoire numérique comportant un registre à déca- lage analogique". La présente invention concerne de manière générale un oscilloscope à mémoire numérique, et plus particulièrement un mode unique d'acquisition et d'affichage d'un signal analo- que d'entrée en utilisant une paire de registres à décalages analogiques en parallèle. L'oscilloscope à mémoire numérique constitue l'un des types d'appareils d'analyse de forme d'onde utilisés pour la numérisation d'un signal analogique d'entrée et la mise en mémoire des données numériques en vue d'un affichage ultérieur de la forme d'onde du signal analogique ou d'un traitement par- un ordinateur numérique ou un micro-ordinateur Ces oscillo - opes à mémoire numérique ont de plus en plus de succès du fait des caractéristiques uniques telles que le post et le pré-dé- clenchement, le temps de mémorisation infini et de nombreux traitements de signaux que l'on ne peut obtenir avec des oscillo Ecopes usuels à temps réel, ceci s'ajoutant aux techniques numéri- ques avancées telles l'augmentation de la cadence d'échantillon- nage (numérisation) et la capacité de mémoire à un prix réduit. En outre, les technologies des circuits imprimés et des LSI ont introduit des unités de mémoire analogiques à vitesse élevée, telles que les dispositifs à transfert de charge, à un prix extrêmement raisonnable. C'est donc un objet de la présente invention de four- nir un oscilloscope à mémoire numérique perfectionné qui comporte un registre à décalage analogique. C'est encore un autre objet de la présente invention de fournir un oscilloscope à mémoire numérique qui puisse tra- vailler selon un grand nombre de modes différents en fonction du réglage de la base de temps. Encore un autre objet de l'invention est de fournir un procédé et un appareil d'affichage perfectionnés destinés à un oscilloscope à mémoire numérique. C'est encore un autre objet de la présente invention de fournir un oscilloscope à mémoire numérique comprenant un seul mode curseur. L'oscilloscope à mémoire numérique selon l'inven- tion est du type comprenant des organes de registre à décalage analogiques, un convertisseur analogique-numérique, des organes de mémoire numériques de formesd'onde, un convertisseur numérique- analogique et un organe d'affichage Selon l'invention, on uti- lise comme' organes de registre à décalage analogique une paire d'éléments à transfert de charge en parallèle utilisés en mode à défilement (roll), à numérisation en temps réel, à numérisation en temps réel étendu et à numérisation en temps équivalent en fonc- tion des réglages de base de temps. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'or- gane d'affichage comporte en outre un générateur de curseur pour engendrer au moins un mode de -déplacement accéléré de cur- seur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les organes d'affichage comprennent un générateur de curseur pour engendrer au moins un curseur pour chaque canal de forme d'onde, les curseurs des deux canaux pouvant être alignés ou commandés de manière indépendante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite en se référant aux dessins ci-annexés, sur lesquels: la fig 1 est un schéma synoptique simplifié d'un oscilloscope à mémoire numérique conforme à la présente invention; la fig 2 est un schéma synoptique détaillé de la partie registre à décalage analogique; les fig 3 à 6 sont des schémas synoptiques simpli- fiés et des formes d'onde explicatives destinés à expliquer les quatre modes de fonctionnement de base selon la présente invention; les fig 7 et 8 sont des schémas de circuit de parties importantes associées aux circuits de registre à décalage analogique; la fig 9 est un schéma synoptique du circuit-d'affi- chage qui peut être utilisé selon la présente invention; la fig 10 est un ordinogramme de l'opération en curseur ? 535 062 -3- la fig 11 est un schéma synoptique d'un circuit de commande du curseur; la fig 12 est un graphique qui représente l'empla- cement du curseur en fonction du temps; la fig 13 A et la fig 13 B sont des affichages de forme d'onde montrant les curseurs, et la fig 14 est un affichage à tube cathodique expli- catif de la commande de la position du déclencheur à utiliser dans l'oscilloscope à mémoire numérique. La fig 1 est un schéma synoptique d'un oscilloscope à mémoire numérique à deux canaux conforme à la présente inven- tion Des signaux d'entrée sont appliqués, par l'intermédiaire de bornes d'entrée respectives 1 Qa et 1 Ob à un circuit de pré-am- plification 12 qui comporte des atténuateurs programmables 14 a et 14 b et des amplificateurs d'entrée 16 a et 16 b Ce circuit de pré- amplification 12 atténue les signaux d'entrée conformément au réglage du circuit de commande 52 qui est décrit plus bas, et il convertit ces signaux en des signaux de sortie différentiels. Les signaux de sortie différentiels provenant du cir- cuit de pré-amplification 12 sont appliqués à un circuit de re- gistresà décalage analogiques 18 qui comprend des circuits d'atta- que 20 a et 20 b ct éléments à transfert de charge, des éléments à transfert de charge 22 b et 22 b, des amplificateurs de sortie à éléments à transfert de charge 24 a et 24 b, un commutateur 25, un convertisseur analogique-numérique 26 et un générateur d'é- chantillonnage 28 Les circuits d'attaque *séléments à trans- fert de charge 20 a et 20 b amplifient le signal d'entrée en vue de piloter respectivement les éléments à transfert de charge 22 a et 22 b qui peuvent comprendre une paire de chaines parallè- les d'éléments à transfert de charge avecpar exemple, 445 éta- ges Les éléments à transfert de charge 22 a et 22 b reçoivent une information de synchronisation provenant d'un circuit de synchronisation 48 qui sera décrit plus bas en vue de saisir des échantillons du signal d'entrée respectif sous la commande du générateur d'échantillonnage 28 dont la fréquence peut varier -4- par exemple entre 200 k Hz et 20 M Hz Les sorties provenant des éléments à transfert de charge 22 a et 22 b sont amplifiés par des amplificateurs de sortie à éléments à transfert de charge 24 a et 24 b, et appliquées par l'intermédiaire du commutateur 25 au convertisseur analogique-numérique 26 pour numériser ces échantillons d'une manière qui sera décrite plus bas. Le circuit de mémoire 30 comprend une mémoire de formesd'onde 32 pour mémoriser les données de forme d'onde saisies provenant du convertisseur analogique-numérique 26 du circuit à éléments à transfert de charge 18 La mémoire de for- me d'onde 32 est commandée par un circuit de commande et de synchronisation 34 Un circuit d'affichage 36 comprend un con- vertisseur numérique-analogique 37, un amplificateur vertical 38, un amplificateur horizontal 39 et un circuit de commande d'affichage 40 Un convertisseur numérique-analogique 37 reçoit des signaux d'affichage analogiques qui commandent les amplifi- cateurs vertical 38 et horizontal 39 Le circuit de commande d'affichage 40 commande les modes d'affichage des données de forme d'onde mémorisées sur un dispositif d'affichage 42 qui comprend des moyens d'affichage visuels tels que par exemple, un tube à rayons cathodique Le circuit de commande de l'affichage fournit également un signal de commande d'intensité au dis- positif d'affichage 42 pour l'affichage du curseur ou d'autres opérations. Un circuit de déclenchement 44 comprend un générateur de déclenchement 45 et une commande déclenchement 46 Le circuit de déclenchement 44 est un circuit destiné à engendrer des signaux de porte de déclenchement qui fournissent un point de référence de déclenchement à une base de temps qui sera décrite plus loin Le générateur de déclenchement 45 reçoit des signaux de déclenchement internes provenant des amplificateurs d'entrée 16 a et 16 b et des signaux de déclenchement externe provenant d'une borne de déclenchement extérieur 47 ou un signal de dé- clenchement de ligne provenant d'une borne de ligne Le circuit de commande de déclenchement sélectionne le niveau de déclenchement, -5- la pente de déclenchement et les modes de couplage des déclenche- ments (courant continu, courantalternatif, réjection des basses fréquences, réjection des hautes fréquences, etc). Le circuit de base de temps 48 fournit la synchroni- sation de base pour l'oscilloscope à mémoire numérique et comprend un générateur d'horloge 39 et un dispositif de commande du mode de base de temps 50 Le circuit de base de temps 48 re- çoit des informations de réglage et de commande provenant d'un microprocesseur 54 et transmet à son tour en retour au micropro- cesseur 54 des données de déclenchement et de synchronisation destinées à être utilisées pour le réglage du microprocesseur et la commande du circuit de mémoire 30 et du circuit d'affichage 36 Le microprocesseur réalise, entre autre chose, des calculs tels que la valeur moyenne du signal et des mesures Le circuit d'alimentation 56 comprend différentes alimentations 57 pour les différents blocs de circuit êlectri- ques ainsi qu'un circuit de commande du relais d'atténuateur 58 pour la commande des atténuateur programmables 14 a et 14 b. Selon un mode préféré de réalisation, le circuit de base de temps comporte quatre modes de fonctionnement de base "roll" ou à défilement qui permet de suivre en continu l'évo- lution d'un phénomène lent, numérisation en temps réel, numéri- sation en temps réel étendu et numérisation en temps équivalent. Ces modes d'opération sont déterminés de manière automatique par le réglage d'un commutateur de "temps par division" disposé dans le panneau frontal 52 Le mode de fonctionnement "roll" est choisi dans la gamme de 20 S à 100 m S du commutateur de temps par division, le mode de numérisation en temps réel dans la gamme de 50 m S à 500 ES, le mode de numérisation en temps réel étendu dans la gamme de 200 ES à 2 g S et le mode d'opération en temps équivalent dans la gamme de 1 u S à 50 n S Dans les trois premiers modes de fonctionnement, on saisit une forme d'onde entière pendant un cycle d'acquisition Mais dans le mode d'opération à numérisation à temps équivalent, une forme d'onde -6- composite est constituée à partir de un ou plusieurs échantil- lons pris pendant plusieurs balayages d'une manière semblable à celle qui est utilisée dans les oscilloscopes usuels à échan- tillonnage en temps équivalent Ceci signifie que la forme d'on- de saisie est en temps réel dans les 3 premiers modes de fonction- nement mais n'est pas en temps réel dans le dernier mode de fonctionnement Chaque mode de fonctionnement sera décrit en détail ci-dessous. Comme représente à la fig 2, le circuit d'éléments à transfert de charge 22 est constitué d'une paire de registres à décalage analogiques parallèles, chacun d'entre eux pouvant contenir 455 cellules Le canal A échantillonne le côté négatif du signal d'entrée différentiel provenant de l'amplificateur d'a- taque 20 è 5 éléments à transfert de charge alors que le canal B échantillonne le côté positif du signal d'entrée lorsqu'ils re- çoivent des signaux d'horloge d'échantillonnage A et B sur leurs portes d'injection de charge respectives Pour chaque impulsion d'horloge d'échantillonnage provenant au canal A ( ou B), on saisit un échantillon du signal et on le mémorise dans la pre- mière cellule du registre à décalage analogique Lors des im- pulsions d'horloge suivantes, cet échantillon est décalé de cellule en cellule jusqu'à la 455 ème impulsion d'horloge pour laquelle cet échantillon est envoyé à l'amplificateur de sortie et par suite au convertisseur analogique-numérique 26 Par l'in- termédiaire de l'amplificateur commutable 24 Le circuit à élé- ments à transfert de charge 22 peut fonctionner selon deux modes différents: échantillonnage différentiel simultané et échantil- lonnage différentiel alterné. La fig 3 représente une forme simplifiée du mode de fonctionnement "roll" Dans ce mode, les deux canaux A et B des éléments à transfert de charge 22 reçoivent des signaux d'horloge au même rythme et avec la même phase afin d'échantillonner simul- tanément les côtés positif et négatif du signal de sortie de l'amplificateur différentiel 20 Ceci aide à fournir un signal de sortie plus important au convertisseur analogique-numérique 26 7 2535062 tout en supprimant le signal en mode commun tel que le bruit, la dérive, et les pertes des éléments à transfert de charge Le circuit à éléments à transfert de charge 22 échantillonne de manière continue le signal d'entrée à un rythme constant, par exemple à une fréquence de 400 k Hz Seuls les échantillons choi- sis à partir du convertisseur analogiquenumérique sont ensuite mémorisés dans un bloc de mémoire donné, par exemple 1024 ( 1 K) mots de la mémoire de formesd'onde 32 dans le circuit de mémoire à une fréquence déterminée par un compteur d'échantillonnage qui est réglé par le microprocesseur 54 de telle manière qu'un nombre donné d'échantillons (par exemple 100) par division, soit affiché sur l'affichage à tube cathodique du dispositif 42 Par exemple, pour le réglage correspondant à 0,1 S par division du commutateur de temps par division, les échantillons sont mémori- sés dans la mémoire de form% d'onde 32 à un rythme de 1 k Hz. Ainsi, tous les 400 èmes échantillons que les éléments à trans- fert de charge 22 saisissent sont mémorisés dans la mémoire de forme d'onde 32 parce que les éléments à transfert de charge 22 échantillonnent à 400 k Hz dans cet exemple particulier. Lorsque le 1023 ème emplacement mémoire de la mémoire de forme d'onde 32 est rempli, le circuit de mémoire retourne cycliquement à l'emplacement zéro, de telle manière que l'on traite la mémoire de formesd'onde 32 comme un registre infini- ment long Le circuit d'affichage 36 balaie la mémoire de formes d'onde 32 de manière continue avec changement du point de départ dans la mémoire de formesd'onde 32 pour chaque nouveau cycle d'affichage L'affichage sur le tube cathodique est mis à jour de manière continue avec les 1024 échantillons acquis le plus récemment (voir fig 3 (B)). Le mode de fonctionnement en numérisation en temps réel est représenté à la fig 4 Dans ce mode, les éléments à transfert de charge 22 échantillonnent également de manière continue le signal d'entrée à un rythme constant (par exemple 400 k Hz) et mémorisent des échantillons sélectionnés du signal dans un bloc de un K de la mémoire de formesd'onde 32, également -8- à une cadence déterminée par le compteur d'échantillonnage Mais, lorsque le générateur de déclenchement 45 reconnaît le déclenche- ment, la mémorisation des échantillons de forme d'onde continue jusqu'à ce que l'on atteigne un comptage présélectionné de post- déclenchement, comptage qui est réglé au moyen de la commande 52 du panneau avant, et à cet instant l'acquisition de signaux est stoppée Dans le compte de post-déclenchement, on inclut la compensation pour le temps de 455 échantillonnages par les élé- ments à transfert de charge 22 La position de post-déclenchement choisie détermine quelle est la partie du signal qui est mémo- risée dans un premier bloc de 1 K de la mémoire de forme d'onde 32 par rapport à l'apparition du déclenchement Dès que la for- me d'onde a été mémorisée dans la mémoire de forme d'onde 32, la base de temps est remise à zéro et on saisit une autre forme d'onde de la même manière Mais, cette forme d'onde est mémori- sée dans un second bloc de 1 K de la mémoire de forme d'onde 32 en utilisant le commutateur 51 La première forme d'onde est affichée sur le tube cathodique 42 au moyen du commutateur 52 pendant que l'on saisit la seconde forme d'onde Ce proceses est répété de manière continue en commutant les commutateurs 51 et 52 dans un sens et dans l'autre entre les deux blocs de 1 K de la mémoire de formoed'onde 32, de telle manière que l'on affiche toujours la partie du signal qui a été acquise le plus récemment. Le mode à numérisation en temps réel étendu est repré- senté à la fig 5 On saisit tout d'abord une partie sélectionnée du signal dans les éléments à transfert de charge 22 A et 22 B et on l'écrit ensuite dans la mémoire de formesd'onde 32 Dans ce mode à numérisation en temps réel étendu, les canaux à élément- à transfert de charge 22 A et 22 B échantillonnent de manière con- tinue le signal d'entrée à une cadence qui est déterminée par le réglage du commutateur "temps/division" Lorsque le généra- teur de déclenchement 45 reconnaît l'apparition d'un déclenche- ment, les éléments à transfert de charge 22 A et 22 B continuent à échantillonner le signal pendant un nombre prédéterminé de comptages de post-déclenchement au bout duquel l'opération d'échantillonnage est arrêtée Les échantillons bloqués dans les éléments à transfert de charge 22 A et 22 B sont ensuite écrits dans un premier bloc de 1 K de la mémoire de formo E d'onde 32 à une cadence de 400 k Hz Dès que la forme d'onde est mémorisée dans la mémoire de forme d'onde 32, la base de temps est remise à zéro et l'on saisit une nouvelle forme d'on- de Comme pour le mode à numérisation en temps réel décrit plus haut, on écrit la deuxième forme d'onde dans un deuxième bloc de 1 K de la mémoire de forme d'onde 32 et le circuit d'affichage 42 affiche la forme d'onde acquise le plus récem- ment. Dans le mode à numérisation en temps réel étendu, les éléments à transfert de charge 22 A et 22 B échantillonnent le signal à une cadence qui est plus rapide que celle à la- quelle on saisit les données inscrites dans la mémoire de formesd'onde 32 Ce mode d'acquisition des signaux est appelé entrée rapide, sortie lente (fast-in, slow-out) Les deux ca- naux à élément à transfert de charge 22 A et 22 B échantillonnent le signal d'une manière légèrement différente de celle utilisée dans le mode de fonctionnement à numérisation en temps réel. C'est-à-dire que les canaux à élément à transfert de charge 22 A et 22 B prélèvent un échantillon du signal de manière simul- tanée, par exemple sur le front montant de l'impulsion d'horloge comme dans les autres modes, mais dans le mode à numérisation en temps réel étendu, ils prélèvent des échantillons alternés du signal, l'élément à transfert de charge 22 A prélevant un échantillon sur le front de montée de l'impulsion d'horloge, alors que l'élément à transfert de charge 22 B prélève un échan- tillon sur le frond de descente de l'impulsion d'horloge Cette technique est utilisée pour augmenter de manière efficace la capacité d'échantillonnage du signal en temps réel tout en maintenant les avantages mentionnés ci-dessus du montage en parallèle des éléments à transfert de charge La partie de la forme d'onde qui peut être acquise dans ce mode dépend de la 2535062 longueur combinée des deux éléments à transfert de charge 22 A et 22 B ( 910 échantillons) La résolution dans le temps pour le mode de fonctionnement à numérisation en temps réel étendu peut être réduite à, par exemple, 80 échantillons par division plutôt que 100 échantillons dans d'autres modes. Dans le mode de fonctionnement à numérisation en temps équivalent qui est représenté à la fig 6, on élabore une forme d'onde composite dans un bloc de 1 K de la mémoire de formesd'onde 32 à partir d'une pluralité de cycles d'acquisi- tion de forme d'onde parce que les éléments à transfert de charge 22 sont incapables de saisir suffisamment d'échantillons dans un cycle d'acquisition de forme d'onde En d'autres termes, la fréquence du signal d'entrée augmente d'une manière trop for- te pour les éléments à transfert de charge 22 qui ne peuvent saisir le nombre requis d'échantillons pour reconstruire la forme d'onde d'un tel signal en un seul cycle d'acquisition de forme d'onde On saisit plusieurs échantillons pendant une plu- ralité de cycles d'acquisition successifs jusqu'à ce que l'on élabore une représentation composite exacte de la forme d'onde dans la mémoire de formesd'onde 32 Pour déterminer o mémo- riser les échantillons dans la Béox eb ffix Ed'odw entre l'apparition du déclenchement et l'échantillon immédiate- ment suivant à l'aide du microprocesseur 54 de manière à mémo- riser les échantillons de chaque cycle d'acquisition à des em- placements de mémoire corrects de la mémoire de forme d'onde 32 Du fait de la nature asynchrone du signal d'entrée (appa- rition du déclenchement) et des signaux d'horloge, une telle correction de base de temps est nécessaire pour obtenir une re- présentation correcte de la forme d'onde du signal Mais, du fait que la cadence de l'horloge d'échantillonnage est prédé- terminée, il suffit de calculer seulement un premier échantillon de chaque cycle d'acquisition De manière alternative, on peut utiliser une technique de décalage de la position de la base il 2535062 de temps de l'unité d'affichage comme décrit dans le brevet français N 02 464 479 Il faut noter que le mode à numérisation en temps équivalent ne peut être utilisé que pour des signaux d'entrée répétitifs La fig 6 B représente des échantillons acquis alors que la fig 6 C représente une forme d'onde combinée reproduite sur l'unité d'affichage 42 La fig 7 représente le schéma du circuit d'un exemple d'amplificateur 20 d'attaque d'éléments à transfert de charge Les transistors Q 1 et Q 2 constituent un étage d'amplification différentiel d'entrée avec des résistances de couplage d'émetteurs R 1 et R 2 et un transistor Q 3 constituant une source de courant Des transistors Q 4 et Q 5 d'une part et Q 6 et Q 7 d'autre part, constituent deux étages de décalage de niveau qui forment un amplificateur cascode différentiel en combinaison avec les transistors Q 1 et Q 2 Le gain en tension de cet amplificateur est approximativement déterminé par les résistances R 1 à R 6 La résistance R 5 est va- riable pour réaliser un réglage de gain particulier Les tran- sistors Q 8 et Q 9 constituent un étage de correction d'erreur qui compense les variations de gain de l'amplificateur qui sont dues à la compression et à la distorsion thermique du signal. Le transistor Q 8 amplifie et inverse une partie de la moitié positive (+) et l'ajoute à la moitié négative (-) du signal au noeud de sommation sur l'émetteur du transistor Q 7 Lorsque le signal positif (+) augmente en amplitude, on ajoute plus de si- gnaux de correction d'erreur au signal négatif (-), ce qui crée un gain linéaire Le transistor Q 9 fonctionne de la même manière. La résistance R 7 est choisie à une valeur appropriée en relation avec les résistances R 1 et R 2 pour obtenir le minimum de distor- sion L'amplificateur *atomel A 1 est utilisé pour maintenir une tension de sortie constante sur les collecteurs des tran- sistors Q 6 et Q 7. La fig 8 est le schéma du circuit de l'amplificateur de sortie 24 des éléments à transfert de charge et du circuit de commutation 25 de la fig 1 Les amplificateurs 24 a et 24 b sont identiques l'un à l'autre pour l'essentiel et seul l'amplificateur 12 2535062 24 a est représenté en détail Il comprend une paire d'étages amplificateurs à émetteur -suiveur Q 10 et Q 1 i destinés à tra- vailler en étagéE-tampons pour les éléments à transfert de char- ge 22 A et 22 B, et un amplificateur différentiel Q 12 et Q 13 à gain commandable comprenant un transistor Q 14 constituant une source de courant On utilise un potentiomètre Rg pour faire un réglage précis du gain des deux éléments à transfert de char- ge 22 A et 22 B Le gain en tension de l'amplificateur différentiel Q 12-Q 13 est essentiellement déterminé par des résistances R 10 et Ril, Mais, on utilise un circuit de commande de gain qui comprend une paire de transistors à effet de champ Q 15 et Q 16 ' des amplificateurs opérationnels A 10 et A 1 il et des résistances R 12 à R 21 pour compenser les gains des éléments à transfert de charge 22 A et 22 B La technique de commande de gain est semblable à celle décrite dans le brevet américain N 03 710 270 Une paire de transistors à effet de champ Q 15 et Q 16,qui sont accordés et couplés dans une capsule unique, agit comme des résistances variables alors que les résistances R 16 à R 21 y compris le tran- sistor à effet de champ Q 16 forment un circuit en pont Un ampli- ficateur opérationnel A 10 compare la tension zéro de l'amplifi- cateur différentiel Q 12-Q 13 sur la borne commune des résistances R 14 et R 15 avec la tension de la borne commune aux résistances R 16 et R 17, la tension de sortie de l'amplificateur A 10 étant envoyé aux résistances R 16 à R 19 et également aux résistances en série R 20 et R 21 L'amplificateur A 11 compare les tensions de pont sur les bornes communes des résistances R 17 et R 18 d'une part et R 20 et R 21 d'autre part, la sortie de cet amplificateur étant fournie aux deux portes des transistors Q 15,Q 16 La ten- sion de porte des transistors Q 15 et Q 16 varie de telle manière que le circuit en pont reste équilibré, ce qui fournit une résistance sourcedrain constante pour les deux transistors Q 15 et Q 16 pour une condition donnée du pont indépendamment des différentes températures Une telle résistance peut varier lorsque R 19 varie. 13 - Le circuit de commutation 25 comprend deux paires de transistors à base conrnune Q 17 à Q 20 reliés au collecteur des transistors Q 12 et Q 13 On inclut évidemment des paires de transistor similaires dans le circuit 24 b du canal 2 On utilise des résistances de division R 22 à R 25, un amplifica- teur opérationnel A 12 et des diodes D 1 et D 2 pour maintenir la tension d'émetteur des transistors Q 17 à Q 20 ett par suite, la tension de collecteur des transistors Q 12 et Q 13 tà une tension donnée plus faible que la tension de collecteur du transistor Q 14 monté en source de courant Les transistors Q 21 à Q 24 cons- tituent un circuit miroir pour les deux canaux Deux paires addiionnelles de transistors,Q 5 et Q 26 d'une part et Q 27 et Q 28 d'autre part, et une porte logique NON-OU G constituent un circuit de commande de conmutateur Une tension de référence est appliquée aux bases ès transstoe Q 26 à Q 28 Lots du fonrc- tionnement, lorsque l'une des deui bornes 60 et 62 ou les deux est au niveau logique haut, la porte logique NON-OU G fournit une sortie au niveau bas, ce qui entraine le blocage du transis- tor Q 25 et la conduction du transistor Q 26, ce qui active les transistors Q 17 et Q 18 dans le canal 1 La sortie de l'élément à transfert de charge 22 a du canal 1 est alors choisie et couplée à un convertisseur analogique-numérique 26 en vue de sa numêri- sation, Un circuit miroir comprenant les transistors Q 21 à Q 24 est utilisé pour utiliser au maximum les deux sorties push- pull (différentielles) provenant du collecteur du transistor Q 18 ' Par ai-leurs, lorsque la borne 62 est au niveau bas, les tran- sistors Q 27 et Q 26 sont bloqués et les transistors Q 28 et Q 25 sont conducteurs, ce qui entraine le choix de la sortie des éléments à transfert de charge du canal 2 La sortie des élé- ments à transfert de charge du canal 1 est effectivement annu- lée et court-circuitée à la masse par l'intermédiaire des transistors Q 19 et Q 20 ' La fig 9 représente un schéma synoptique détaillé du circuit d'affichage 36 de la fig 1 Ce circuit commande le mode d'affichage: Y-T (tension en fonction du temps), X-Y, -14 - lecture et curseur La commande du cycle d'affichage, l'ef- facement et la lecture de données numériques provenant de la mémoire de formesd'onde 32 sont d'autres fonctions de ce cir- cuit d'affichage 36. Des circuits 64 de verrouillage de données de com- mande de mode reçoivent des données de réglage provenant du mi- croprocesseur 54 par l'intermédiaire de son bus de données et distribuent ces données à différents blocs de circuit compris dans le circuit 36 et à d'autres circuits apparentés Une horloge d'affichage reçoit des informations de synchronisation de la base de temps 48 qui est utilisée pour synchroniser le circuit d'affichage avec les intervalles de temps de lecture en X et de lecture en Y de la mémoire Cette horloge produit également des impulsions d'horloge de balayage horizontal qui sont utilisées pour engendrer de manière numérique un signal de rampe horizon- tal Un compteur de longueur d'affichage 66 compte les impulsions d'horloge de balayage horizontal et fournit une rampe horizontale numérique qui est constituée par une série de nombres numériques qui augmentent de manière séquentielle à partir de zéro jusqu'à un certain nombre, par exemple 1024 Un circuit logique de com- mande d'affichage 67 décode les sorties du compteur 66 de lon- gueur d'affichage afin de commencer et de terminer le cycle d'af- fichage Un circuit de verrouillage temporaire en X 68 et un circuit de verrouillage temporaire en Y 69 reçoivent respective- ment des données en X et en Y provenant de la mémoire de forme d'onde 32 par l'intermédiaire d'un bus de données de formé d'onde à verrouillage Les données Y sont ensuite appliquées à un conver- tisseur numérique analogique vertical et à un circuit logique d'effacement 71 Les données en X sont appliquées à un circuit 72 de multiplication et de verrouillage des données en X qui sélectionne soit les données X provenant de la mémoire de for- * me d'onde 32, soit des données de rampe numériques provenant du compteur 66 de longueur d'affichage et qui applique ces données à un convertisseur numérique-analogique horizontal 73. 2535062 Le circuit logique d'effacement 71 commande l'effacement du faisceau d'électrons dutiabe cathodique Il fournit également un effacement automatique du faisceau à la fin de chaque cycle d'affichage et un effacement entre des points de données dans le mode de lecture Un filtre de vecteur 74 est utilisé de ma- nière sélective pour l'affichage d'une forme d'onde continue en joignant les points voisins dans un mode d'affichage à vec- teur Ce filtre est shunté dans un mode d'affichage par points. Un multiplexeur de bus analogique d'affichage 75 applique les données de commande de mode des circuits de verrouillage 64 de données de commande de mode et des signaux verticaux et ho- rizontaux au microprocesseur 54. On va décrire maintenant le fonctionnement du circuit d'affichage 36 en se référant à la fig 9 Dans le mode Y-T, les données pour les axes des Y provenant de la mémoire de formes d'onde 32 du circuit de mémoire 30 sont fournies au convertisseur numérique-analogique vertical 70 par l'intermédiaire du circuit de verrouillage 69 des données en Y Le compteur 66 de longueur d'affichage engendre des données pour l'axe des X qui repr 6 sentent un signal de rampe numérique qui est appliqué par l'intermédiaire du circuit de verrouillage et de multiplexage 72 des données en X au convertisseur numérique-analogique 73 Les sorties analo- giques converties en Y et en X provenant des convertisseurs 70 et 73 sont affichées suivant un point à des coordonnées corres- pondantes sur le système d'affichage 42 soit sous le mode vec- teur soit sous le mode point après l'amplification nécessaire. Le compteur 66 de longueur d'affichage et le circuit 72 de mul- tiplexage et de verrouillage des données en X reçoivent des impulsions d'horloge à la même cadence que le générateur d'a- dresses d'affichage qui se trouve dans le circuit de mémoire , de manière à afficher une série de points avec un espacement horizontal égal en reproduisant éventuellement la forme d'onde du signal d'entrée sur l'écran du tube cathodique. Le mode X-Y est semblable au mode Y-T qui vient d'être mentionné à l'exception que les données de forme d'onde de l'axe 16 - des X provenant de la mémoire de forme d'onde 32 sont substi- tuées aux données de rampe de l'axe des X C'est-à-dire que les données de l'axe des X lues à partir de la mémoire de for- mesd'onde 32 pendant un intervalle de temps de lectureen X sont verrouillées dans le circuit de verrouillage 68 de données temporaires en X et, de manière similaire,que les données d'axe des Y lues à partir de la mémoire de formes d'onde 32 pendant un intervalle de temps de lecture de Y sont verrouillées dans le circuit 69 de verrouillage de données temporaires en Y. Les données X et Y verrouillées sont appliquées simultanément aux%-convertisseurs respectifs 70 et 73 Les données X et Y sont respectivement les données de forme d'onde du canal 1 et du canal 2 Le cycle d'affichage continue jusqu'à ce que le com- pteur 66 de longeur d'affichage ait atteint son comptage maxi- mum en affichant de ce fait le tracé d'une forme d'onde (canal 1) contre une autre forme d'onde (canal 2). Le mode lecture est une variante du mode en X-Y Des données de lecture telles que des caractères et des nombres représentant des ordres de positionnement de forme d'onde mémo- risés, des réglages de déclenchement, des mesures de différences de temps (différence de temps entre les points de curseur sur la forme d'onde affichée), sont mémorisées dans la mémoire de forme d'onde en tant que séries de coordonnées X-Y (points de matrice). Ces données sont ensuite lues vers le circuit d'affichage 36 et verrouillées dans les circuits de verrouillage de données 68 et 69 Elles sont affichées sur l'écran du tube cathodique pendant un cycle d'affichage comme dans le mode X-Y De telles données sont généralement affichées sur les côtés supérieur et inférieur de l'écran du tube cathodique. Le dernier mode (mode curseur) est destiné à indiquer un ou deux points curseurs soit sur l'ue soit sur les deux des formes d'onde affichées en vue de mesures précises de temps (différence de temps) et ce mode est également une variante du mode X-Y Le micro-processeur 54 détermine la position hori- zontale du curseur sur l'affichage Ce ou ces points curseurs 17 2535062 peuvent être affichés au moyen de quelques techniques diffdren- tes Selon un mode de réalisation de l'invention, le microproces- seur 54 écrit une Arme d'onde dans la mémoire de formes d'onde 32, forme d'onde qui est composée seulement de points de données disposés à la position du curseur Les données de forme d'onde mémorisées sont affichées soit en mode X-Y soit en mode Y-T de la manière décrite plus haut Mais, lorsque l'on commence le mode curseur, les données mémorisées dans le microprocesseur 54 sont affichées de manière répétitive selon un mode à partage de temps en affichant les points curseurs avec un niveau renforcé (plus lumineux que les autres points) De manière alternative, les données de position du curseur sont Mémorisées dans la mé- moire vive (RAM) du microprocesseur 54 afin d'être comparé un comparateur numérique avec les contenus du compteur 66 de lon- gueur d'affichage ou du circuwt de verrouillage de données be. Lorsque les deux données numériques coincident, la sortie de comparaison est appliquée à la grille de commande du tube catho- dique pour moduler l'intensité de son faisceau. Grace à la description précédente, on peut maintenant distinguer les quatre modes de base de fonctionnement du circuit d'affichage. On va maintenant décrire ci-dessous avec plus de détails, le mode curseur. Dans le mode d'affichage de forme d'onde en Y-T, pa-r exemple, chaque forme d'onde comprend un nombre donné de points d'échantillonnage Si la densité d'échantillonnage est de 100 divisions d'échantillonnage, 1000 points d'échantillonnage cons- tituent une forme d'onde complète Du fait que les points de cur- seur varient en fonction de la forme d'onde affichée ou des types de mesure, il n'est pas facile de localiser de manière numérique un ou plusieurs curseurs aux emplacements de mémoire précis que l'on désire dans un minimum de temps La technique décrite dans le brevet américain N 03 843 873 peut être appliquée à cet effet. Mais, l'utilisation d'une commande rotative occupe une grande place sur le panneau de commande qui est déjà surchargé Grâce 18 - à l'affichage curseur conforme à la présente invention, on utilise seulement deux petits boutons poussoirs pour commander un organe numérique tel qu'un compteur réversible. La fig 10 représente un ordinogramme montrant com- ment on commande le compteur. On utilise des boutons de commande de montée et de descente du curseur Su et Sd pour compter ou décompter le compte présent dans le compteur Tout d'abord, on vérifie si le bouton Su (ou Sd) est activé Si Su (ou Sd) est enfoncé, on avance le compteur d'un étage à partir du comptage actuel Ensuite, des moyens de synchronisation mesurent la durée de temps pour déter- miner si oui ou non Su (ou Sd) est activé de manière continue depuis plus 'nu certain temps assez long Tr Si la durée d'activation t est supérieure à T 1, on applique une série d'impulsions d'hor- loge à une première cadence au compteur en faisan avancer le compteur à cette première cadence Si la durée t est supérieure à T 2 (T 2 étant plus grand (lue T 1), la cadence d'horloge est en- core augmentée à une seconde cadence, ce qui fait avancer le compteur à une cadence plus rapide De manière similaire, le temps d'activation précité est comparé avec des valeurs constan- tes prédéterminées pour encore augmenter la cadence d'horloge, ce qui accélère le mouvement du curseur jusqu'à ce que Su (ou Sd) soit relaché ou désactivé lorsque le curseur s'approche de l'em- placement désiré de la forme d'onde. La fig 11 représente un schéma synoptique d'un mode de réalisation du générateur de curseur Un compteur réversible 76 est un compteur à dix étages ( 10 bits) qui peut compter ou décompter en fonction de la commande qui est fournie par le dispositif de commande de curseur 77 qui comprend des boutons de montée et de descente du compteur Su et Sd Un élément détec- teur 78 est utilisé pour savoir si soit Su, soit Sd, est activé. Un circuit de temporisation 80 mesre la durée d'activation "t" du boutonpoussoir Su ou Sd sous la commande d'un générateur d'horloge 81 Le circuit de commande 80 commande le circuit 82 de commande de la cadence d'horloge qui fournit des impulsions 19 - de sortie à des cadences différentes en fonction du temps d'ac- tivation précité du bouton Su ou Sd De ce fait, le compteur 76 compte ou décompte de la manière accélérée préprogrammée et le compte final est mémorisé dans un emplacement de mémoire prédéterminé dans la mémoire vive (RAM) du microprocesseur 54 de la fig 1 Par exemple, on assigne quatre emplacements de mé- moire dans la mémoire vive pour les données de curseur (deux curseurs pour chaque forme d'onde). Il y a lieu de noter que le compteur 76 peut être remplacé par un registre à accumulation et le circuit de commande de la cadence d'horloge 82 par un registre incident. Le contenu de ce dernier registre est commandé par le micropro- cesseur 54 en fonction du temps d'activation précité et ajouté ou soustrait du registre en fonction de l'activation de Su ou Sd. La fig 12 représente sous forme de graphique indiquant la position en fonction dutemps, comment le curseur est déplacé à partir de l'emplacement actuel (coordonnée A) au nouvel empla- cement désiré D Lorsque soit Su, soit Sd est activé à l'instant to, le curseur avance d'un étage et commence à se déplacer de manière accélérée pendant un temps T 1 (t 1 t O = T 1) jusqu'au moment t 2 o le bouton Su ou Sd est désactivé L'emplacement du curseur à l'instant T 2 est désigné par B et il est près de la destination D On active de nouveau le bouton de curseur pendant une période plus courte (t 2 t 3) pour faire avancer encore le curseur à un emplacement C qui est très près de D On active alors de manière répétitive le bouton Su ou Sd pour faire monter ou descendre vers l'emplacement D à un instant t n Si l'emplacement B est suffisamment près de D, on peut faire progresser le cur- seur vers le bas ou vers l'avant vers la position D en omettant l'opération intermédiaire (t 2 t 3) Si l'emplacement C est passé de l'autre côté de la destination D, on utilise évidemment un processus d'approche pas à pas opposé. La fig 13 montre des exemples d'affichage des cur- seurs sur des formes d'onde La fig 13 A est un exemple dans le- quel les deux formes d'onde du canl 1 et du canal 2 comprennent deux curseurs à des emplacements correspondants Ce mode d'affichage - avec curseur est appelé l'affichage de curseur"alignés" qui est particulièrement utile lorsque les deux formes d'onde présen- tent une relation temporelle entre elles Ce mode curseur est réalisé en lisant les mêmes données de curseur à partir des deux formes d'onde ou en mémorisant les mêmes données de curseur pour les deux emplacements de mémoire En outrq l'affichage à curseurs alignés est égalemnt efficace pour observer la forme d'onde du canal 1 toute seule et observer ensuite la forme d'onde du canal 2 tout en maintenant les points de curseurs fixés La fig 13 B est un exemple d'un mode de curseur indépendant dans lequel deux curseurs sont affichés pour chaque forme d'onde. Evidemment des données de curseur respectives sont mémorisées dans la mémoire. La fig 14 représente des formes d'onde affichées pour expliquer la commande de déclenchement de l'oscilloscope à mémoire numérique conforme à la présente invention L'utilisa- tion de registres à décalage ou d'éléments à transfert de charge permet à l'opérateur de sélectionner soit un mode à pré-déclen- chement, soit un mode à post 8 éclenchement ou un mélange de ces. deux déclenchements Le pré-déclenchement concerne un mode de déclenchement dans lequel la forme d'onde du signal présente avant l'apparition du déclenchement est affichée Par ailleurs, le post-déclenchement concerne un mode de déclenchement dans le- quel on affiche la forme d'onde du signal existant après l'appa- rition du déclenchement, ce qui est le mode disponible dans les oscilloscopes usuels En commandant la quantité de modes de pré-déclenchement ou de post-déclenchement, on peut posi- tionner l'apparition du déclenchement à n'importe quel emplace- ment du tube cathodique Mais, il est difficile et compliqué de sélectionner la position de la forme d'onde qui doit être affichée sur l'écran du tube cathodique Ce problème peut être résolu en utilisant intentionnellement les caractéristiques de chaque forme d'onde comprenant un nombre donné de points de données par division horizontale, par exemple, 100 échantillons par division indépendamment des réglages du commutateur "temps 21 - par divisionl' L'apparition du déclenchement doit être affichée à la ligne de trame la plus à gauche lorsque la position de déclenchement est réglée à la ligne d'échelle zéro, mais cet- te position se décale vers la droite d'une division lorsque la position du commutateur de déclenchement est augmentée Par exemple, la position de déclenchement sera affichée au centre du tube cathodique à la position 5 TRIG 5) comme représenté par la ligne pleine sur la fig 14 Au contraire, l'apparition du déclenchement se déplacera vers la gauche d'une division hori- zontale en faisant diminuer la position de déclenchement même au-delà de la ligne de trame la plus à gauche dans le mode à post-déclenchement Comme indiqué ci-dessus, le pré-déclenche- ment ou le post-déclenchement sont sélectionnés en commandant le temps d'acquisition du signal par rapport à la reconnaissance du déclenchement On sélectionne le pré-déclenchement si luac- quisition du signal et l'écriture dans la mémoire de forma d'onde 32 sont stoppées lors de la reconnaissance de l'apparition du dé- clenchement Par ailleurs, le mode à post-déclenchement sera obtenu si l'on mémorise seulement les données de forme d'onde lors de la reconnaissance de l'apparition du déclenchement Par exemple, si l'écriture des données de forme d'onde acquises n'est pas stoppée jusqu'à ce que 100 échantillons de données de forme d'onde soient mémorisées dans la mémoire de forme d'onde 32 après l'apparition du déclenchement dans le mode à pré-dé- clenchement, l'apparition du déclenchement sera affichée à la deuxième ligne de trame à partir de la gauche Ainsi, la position de déclenchement est mise en oeuvre pour additionner ou soustraire le réglage numérique d'un nombre constant (par exemple 100) à chaque fois que la commande de position de déclenchement est activée, ce qui entraîne le décalage du point de déclenchement le long de l'ensemble de l'écran du tube cathodique en actionnant seulement dix fois le bouton. Comme cela a été décrit plus haut, l'oscilloscope à mémoire numérique conforme à la présente invention utilise 22 - une paire de registres à décalage analogiques parallèles par canal, un convertisseur analogiquenumérique, une mémoire de forme d'onde numérique, un circuit d'affichage, et une unité d'affichage Ils sont exploités selon quatre modes différents défilement (roll), numérisation en temps réel, numérisation en temps réel étendu et numérisation en temps équivalent en fonc- tion des réglages de la base de temps Les données de forme d'onde sont mémorisées dans la mémoire de forme d'onde numéri- que à une cadence telle que la forme d'onde affichée comprend un certain nombre prédéterminé d'échantillons de données par division pour chacun des réglages du commutateur "temps par division;' ce qui facilite la commande de position du curseur et du déclenchement La présente invention comprend également une commande unique de elacement accéléré du curseur et une commande de position du déclenchement Les données de curseur peuvent être indépendantes pour chaque canal ou alignées pour les deux canaux Le mouvement du curseur est accéléré en fonction du temps d'activation mais il est incrémenté d'un seul niveau pour le temps deréglage minimal du curseur en direction de l'emplacement désiré, ce qui permet un réglage très précis. Dans la commande de position du déclenchement, la position de déclenchement est déplacée à chaque division horizontale et un tel réglage est affiché de manière numérique sur l'écran du tube cathodique pour la commodité de l'opérateur. La description ci-dessus d'exemples de réalisation de l'invention n'a été fournie qu'à titre illustratif et nulle- ment limitatif et il est entendu que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. 23 - REVENDICATIONS ) Oscilloscope à mémoire numérique comportant un registre à décalage analogique, un convertisser analogique- numérique, une mémoire numérique de forme dl'on&b, un convertis- seur numérique-analogique et un organe d'affichage, caracté- risé par l'utilisation d'une paire d'éléments à transfert de charge ( 22 a,22 b,22 A,22 B) en parallèle en tant que registres à décalages analogique, fonctionnant en mode à défilement (roll), à numérisation en temps réel, à numérisation en temps réel étendu et à numérisation en temps équivalent en fonction des réglages de la base de temps. 2 ) Oscilloscope à mémoire numérique selon la reven- dication 1, caractérisé el ce que l'organe d'affichage comprend un générateur de curseur destiné à engendrer au moins un mode de déplacement accéléré du curseur. ) Oscilloscope à mémoire numérique selon la reven- dication 1, caractérisé ence que l'organe d'affichage comprend en outre un générateur de curseur destiné à engendrer au moins un curseur pour chaque canal de forme d'-onde, lesdits curseurs pour chaque canal étant alignés ou pouvant être commandés de manière indépendante.