(57)【要約】【課題】スケール調整に要する時間を短縮することができるサンプリングオシロスコープを提供する。【解決手段】サンプリングオシロスコープ１は、被測定物Ｗから入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面７ａ上に表示するものであり、アイ波形が表示画面７ａ上の中心に位置するように、被測定物Ｗの測定開始時のサンプリングデータを用いてアイ波形の振幅と位相を自動的に調整する機能を備える。【選択図】図１
2020064006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物（Ｗ）から入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面（７ａ）上に表示するサンプリングオシロスコープにおいて、
前記アイ波形が前記表示画面上の中心に位置するように、前記被測定物の測定開始時のサンプリングデータを用いて前記アイ波形の振幅と位相を自動的に調整する機能を備えたことを特徴とするサンプリングオシロスコープ。
【請求項２】
被測定物（Ｗ）から入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面（７ａ）上に表示する波形の自動調整方法において、
前記アイ波形が前記表示画面上の中心に位置するように、前記被測定物の測定開始時のサンプリングデータを用いて前記アイ波形の振幅と位相を自動的に調整するステップを含むことを特徴とする波形の自動調整方法。
【請求項３】
被測定物（Ｗ）から入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面（７ａ）上に表示するサンプリングオシロスコープにおいて、
前記被測定物から入力される被測定信号をサンプリングして波形データを生成する波形データ生成部（３）と、
前記波形データ生成部にて生成された波形データを記憶する記憶部（４）と、
前記記憶部に記憶された前記被測定物の測定開始時の波形データのピークサーチおよび平均計算により前記波形データの最大値、最小値、平均値を演算するとともに、クロッシング座標を測定する測定演算部（５）と、
前記測定演算部にて演算した波形データの平均値を前記表示画面の縦軸の中央値とし、前記測定演算部にて演算した波形データの最大値と最小値の差分を前記アイ波形の振幅として前記表示画面の縦軸のスケーリング調整を行うとともに、前記測定演算部にて演算したクロッシング座標に基づいて前記アイ波形が前記表示画面上の中心に位置するように前記表示画面の横軸のスケーリング調整を行う表示制御部（６）とを備えたことを特徴とするサンプリングオシロスコープ。
【請求項４】
被測定物（Ｗ）から入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面（７ａ）上に表示する波形の自動調整方法において、
前記被測定物から入力される被測定信号をサンプリングして波形データを生成するステップと、
前記サンプリングにて生成された波形データを記憶するステップと、
前記記憶された前記被測定物の測定開始時の波形データのピークサーチおよび平均計算により前記波形データの最大値、最小値、平均値を演算するとともに、クロッシング座標を測定するステップと、
前記演算した波形データの平均値を前記表示画面の縦軸の中央値とし、前記演算した波形データの最大値と最小値の差分を前記アイ波形の振幅として前記表示画面の縦軸のスケーリング調整を行うとともに、前記演算したクロッシング座標に基づいて前記アイ波形が前記表示画面上の中心に位置するように前記表示画面の横軸のスケーリング調整を行うステップとを含むことを特徴とする波形の自動調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物からの信号をサンプリングしてアイ波形や測定結果を表示するサンプリングオシロスコープ及び波形の自動調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、波形測定装置としてのオシロスコープは、研究開発（Ｒ＆Ｄ）から製造工程と広く用いられている。そして、オシロスコープには、例えば下記特許文献１に開示されるように、オートスケール機能が一般的に搭載されている。
【０００３】
オートスケール機能は、ボタン１つでアイ波形が見やすくなるように、波形の振幅や位相を適切なスケール表示に自動的に調整する機能であり、オシロスコープの機能の一つとして従来から高頻度で用いられている。
【０００４】
ところで、ユーザは、例えば生産ラインにおいて、被測定物（ＤＵＴ）の性能を確認するため、オシロスコープを用いてアイ波形を表示し、ジッタやマスクマージンなどを測定し、測定した値を評価することがある。
【０００５】
この場合、従来のオシロスコープでは、まずオートスケール機能を実施し、波形の振幅や位相を適切なスケール表示に自動的に調整してアイ波形が適切に見える状態にする。その後、被測定物のジッタやマスクマージンなどの所望の測定を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−１９６６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のオシロスコープでは、上述したオートスケール機能を実施するため、被測定物の測定を行う前に、別途被測定物からの信号のサンプリングが必要であり、実際の測定には使われない余分なサンプリングデータが発生する。しかも、オートスケール機能は、被測定信号のパターン長の検出、周波数や分周比の検出などの機能も含んでいるため、実際の測定を行うまでに余分な時間がかかるという問題があった。そして、特に、生産ラインでは、スケール調整に要する時間をできるだけ短縮し、生産効率の低下を防ぐことが望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、スケール調整に要する時間を短縮することができるサンプリングオシロスコープ及び波形の自動調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載されたサンプリングオシロスコープは、被測定物Ｗから入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面７ａ上に表示するサンプリングオシロスコープにおいて、
前記アイ波形が前記表示画面上の中心に位置するように、前記被測定物の測定開始時のサンプリングデータを用いて前記アイ波形の振幅と位相を自動的に調整する機能を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載された波形の自動調整方法は、被測定物Ｗから入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面７ａ上に表示する波形の自動調整方法において、
前記アイ波形が前記表示画面上の中心に位置するように、前記被測定物の測定開始時のサンプリングデータを用いて前記アイ波形の振幅と位相を自動的に調整するステップを含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載されたサンプリングオシロスコープは、被測定物Ｗから入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面７ａ上に表示するサンプリングオシロスコープにおいて、
前記被測定物から入力される被測定信号をサンプリングして波形データを生成する波形データ生成部３と、
前記波形データ生成部にて生成された波形データを記憶する記憶部４と、
前記記憶部に記憶された前記被測定物の測定開始時の波形データのピークサーチおよび平均計算により前記波形データの最大値、最小値、平均値を演算するとともに、クロッシング座標を測定する測定演算部５と、
前記測定演算部にて演算した波形データの平均値を前記表示画面の縦軸の中央値とし、前記測定演算部にて演算した波形データの最大値と最小値の差分を前記アイ波形の振幅として前記表示画面の縦軸のスケーリング調整を行うとともに、前記測定演算部にて演算したクロッシング座標に基づいて前記アイ波形が前記表示画面上の中心に位置するように前記表示画面の横軸のスケーリング調整を行う表示制御部６とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載された波形の自動調整方法は、被測定物Ｗから入力される信号をサンプリングしてアイ波形を表示画面７ａ上に表示する波形の自動調整方法において、
前記被測定物から入力される被測定信号をサンプリングして波形データを生成するステップと、
前記サンプリングにて生成された波形データを記憶するステップと、
前記記憶された前記被測定物の測定開始時の波形データのピークサーチおよび平均計算により前記波形データの最大値、最小値、平均値を演算するとともに、クロッシング座標を測定するステップと、
前記演算した波形データの平均値を前記表示画面の縦軸の中央値とし、前記演算した波形データの最大値と最小値の差分を前記アイ波形の振幅として前記表示画面の縦軸のスケーリング調整を行うとともに、前記演算したクロッシング座標に基づいて前記アイ波形が前記表示画面上の中心に位置するように前記表示画面の横軸のスケーリング調整を行うステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被測定物の測定開始時に取得したサンプリングデータをそのままオートスケールにも用いることができ、無駄なくサンプリングデータを使うことができる。その結果、ユーザは振幅や位相の調整を意識することなく被測定物の測定が行え、従来のオートスケール機能と比較して、オートスケール用のサンプリングデータの収集時間もなくなるので、スケール調整に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るサンプリングオシロスコープのブロック構成図である。
【図２】（ａ）表示画面の縦軸（Ｙ軸）のスケーリング調整後のアイ波形の一例を示す図、（ｂ），（ｃ）表示画面の横軸（Ｘ軸）方向の位相を調整するためのクロッシング座標の測定に関する説明図、（ｄ）表示画面の縦軸（Ｙ軸）および横軸（Ｘ軸）のスケーリング調整後のアイ波形の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る波形の自動調整方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
［本発明の概要について］
本発明は、例えば光モジュール、トランスミッタ、レシーバなどの被測定物（ＤＵＴ）の性能を確認するため、測定対象となる被測定物から入力される被測定信号をサンプリングして得られる波形データに基づいてアイ波形や測定結果を表示するサンプリングオシロスコープ及び波形の自動調整方法に関するものである。
【００１７】
そして、本発明に係るサンプリングオシロスコープは、被測定物の測定開始時に取得したサンプリングデータをそのままオートスケールに用い、アイ波形が表示画面上の中心に位置するようにアイ波形の振幅や位相を自動的に調整する機能を有する。
【００１８】
［サンプリングオシロスコープの構成について］
図１に示すように、本実施の形態のサンプリングオシロスコープは、上記の機能を実現するため、操作部２、波形データ生成部３、記憶部４、測定演算部５、表示制御部６、表示部７を備えて概略構成される。
【００１９】
操作部２は、例えば表示部７の表示画面７ａ上のソフトキー、カーソル、マーカーや装置本体に設けられるキー、スイッチ、ボタンなどを含み、測定対象の被測定物Ｗから入力される被測定信号のサンプリングの開始／停止の指示、被測定物Ｗの測定項目の選択設定、被測定物Ｗの波形データや測定結果の表示に関わる各種情報の設定などを行う際に操作される。
【００２０】
波形データ生成部３は、サンプラやＡ／Ｄ変換器を含み、所定周波数のストローブ信号をサンプリングタイミングとしてスイッチング動作するサンプラにより、被測定物Ｗから入力される被測定信号（アナログ信号）をサンプリングし、このサンプリングした被測定信号をＡ／Ｄ変換器にてＡ／Ｄ変換して波形データを生成する。
【００２１】
記憶部４は、波形データ生成部３にて生成される１つのアイ波形（１波形）に含まれるサンプル数の波形データを一時的に格納して記憶する。この記憶した波形データは、測定演算部５による１波形のサンプリングごとにクリアされる。
【００２２】
測定演算部５は、アイ波形の縦軸（Ｙ軸）方向のスケーリング調整を行うために必要な波形データの最大値、最小値、平均値を演算する。この波形データの最大値、最小値、平均値は、記憶部４に記憶された波形データのピークサーチおよび平均計算によって求めることができる。
【００２３】
また、測定演算部５は、波形データの横軸（Ｘ軸）方向の位相を調整するためのクロッシング座標（表示画面７ａ上のアイ波形の交差する座標）を測定する。
【００２４】
さらに、測定演算部５は、操作部２にて設定された設定情報に基づいて記憶部４に記憶された波形データの測定（例えばジッタやマスクマージンなどの測定）を行う。
【００２５】
表示制御部６は、被測定物Ｗからの被測定信号のサンプリングデータに基づくアイ波形や測定結果を表示するように表示部７を制御する。
【００２６】
表示部７は、例えば装置本体に設けられる液晶表示器などの表示器で構成され、表示制御部６の制御により、被測定物Ｗの測定結果（現在値、平均値、合計値など）やアイ波形を表示画面７ａに表示する。
【００２７】
［波形の自動調整方法について］
次に、上記構成のサンプリングオシロスコープ１による波形の自動調整方法について図２および図３を参照しながら説明する。
【００２８】
まず、操作部２の操作により、被測定物Ｗの所望の測定（例えばジッタやマスクマージンなどの測定）を開始する（ＳＴ１）。波形データ生成部３は、測定が開始されると、被測定物Ｗから入力される被測定信号をサンプリングして波形データを生成する（ＳＴ２）。この波形データ生成部３にて生成された波形データは、記憶部４に一時的に記憶される。
【００２９】
そして、測定演算部５は、記憶部４に記憶された波形データに対して所望の測定を行い、表示部７の表示画面７ａに測定結果とアイ波形を表示するとともに、アイ波形の自動調整を行う（ＳＴ３）。
【００３０】
アイ波形の自動調整では、測定演算部５により、記憶部４に記憶された波形データのピークサーチおよび平均計算を行い、波形データの最大値、最小値、平均値を演算するとともに、クロッシング座標を測定する（ＳＴ４）。
【００３１】
そして、表示制御部６は、測定演算部５にて演算した波形データの最大値、最小値、平均値に基づいて表示部７の表示画面７ａの縦軸（Ｙ軸）のスケーリング調整を行う（ＳＴ５）。
【００３２】
この縦軸（Ｙ軸）のスケーリング調整では、測定演算部５にて演算した被測定信号の平均値が縦軸（Ｙ軸）スケールのオフセットとなり、表示部７の表示画面７ａの縦軸の中央値に設定される。また、測定演算部５にて演算した最大値と最小値の差分が観測信号の振幅となる。
【００３３】
例えば図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、表示画面７ａのフルスケールを１０マス全部の振幅とし、１０マス中５マスを用いて波形を描画する場合、観測信号の振幅はフルスケール／２となる。
【００３４】
したがって、フルスケール＝１０マス×１マス当たりの振幅値となるので、観測信号の振幅は（１０×１マス当たりの振幅値）／２となる。これにより、１マス当たりの振幅値は、観測信号の振幅／５に設定される。
【００３５】
次に、表示制御部６は、測定演算部５にて測定したクロッシング座標に基づいて表示部７の表示画面７ａの横軸（Ｘ軸）のスケーリング調整を行う（ＳＴ６）。
【００３６】
この横軸（Ｘ軸）のスケーリング調整では、表示画面７ａの左端にサンプリングデータＤ１が存在するか否かを確認する（図２（ａ）〜（ｃ）参照）。そして、図２（ｂ）に示すように、表示画面７ａの左端にサンプリングデータＤ１が存在しない場合は、表示画面７ａの左端から表示画面７ａの中央までの範囲（図２（ｂ）の点線で示す範囲Ｈ１）のヒストグラムの平均値によりクロッシング座標を測定する。これに対し、図２（ｃ）に示すように、表示画面７ａの左端にサンプリングデータＤ１が存在する場合は、表示画面７ａの中央（図２（ｃ）の点線で示す２５〜７５％の範囲Ｈ２）のヒストグラムの平均値によりクロッシング座標を測定する。
【００３７】
そして、アイ波形のクロッシング座標が表示部７の表示画面７ａの特定エリア（２ＵＩの場合は、横軸（Ｘ軸）方向で２５％、７５％にクロッシングが来るのが適正）に来るので、測定したクロッシング座標が上記２５％または７５％の座標に来るように横軸（Ｘ軸）のオフセットを設定する（例えば図２（ｄ）の状態）。但し、アイ波形を表示する場合は、表示画面７ａのＸ座標を２ＵＩ固定としてもよい。
【００３８】
なお、表示画面７ａの縦軸（Ｙ軸）の微調整に関しては、アイ波形の場合、クロッシング＋０．５ＵＩがアイの開口中心と考えられるので、例えばアイの開口中心において、画像からヒストグラムを用いて統計的に波形データの最大値、最小値を算出し、算出した最大値と最小値の差分を観測信号の振幅とする。そして、前述したように、表示部７の表示画面７ａのフルスケールを１０マス全部の振幅とし、１０マス中５マスを用いて波形を描画する場合には、１マス当たりの振幅値を観測信号の振幅／５に設定して縦軸（Ｙ軸）を微調整する。
【００３９】
このように、本実施の形態によれば、被測定物の性能を確認するための測定を開始すると、この測定開始時のサンプリングデータから被測定信号の測定結果やアイ波形を表示するとともに、アイ波形が表示画面上の中心に位置して見やすくするように、自動的にアイ波形の振幅や位相を調整する。これにより、被測定物の測定開始時に取得したサンプリングデータをそのままオートスケールにも用いることができ、無駄なくサンプリングデータを使うことができる。そして、ユーザは振幅や位相の調整を意識することなく被測定物の測定を行うことができる。しかも、従来のオートスケール機能と比較して、オートスケール用のサンプリングデータの収集時間がなくなるので、スケール調整に要する時間が短縮される。そして、上述した効果は、被測定信号が長周期信号ほど大きい。
【００４０】
以上、本発明に係るサンプリングオシロスコープ及び波形の自動調整方法の最良の形態について説明したが、この形態による記述および図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例および運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１  サンプリングオシロスコープ
２  操作部
３  波形データ生成部
４  記憶部
５  測定演算部
６  表示制御部
７  表示部
７ａ  表示画面
Ｗ  被測定物
【図１】
2020064006.tif 000003
【図２】
2020064006.tif 000004
【図３】
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