(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク試験機能を有する測定機器であって、
波形の複数サンプルを取り込む取り込み手段と、
マスクを定義するマスク・ピクセル・データを発生する制御手段と、
上記波形の複数サンプルと、マスクであることを示すデータ値を有する上記マスク・ピクセル・データとを蓄積するラスタ・メモリと、
該ラスタ・メモリの記憶場所からデータを読み出して、このデータを上記波形の複数サンプルと組み合わせ、この組み合わせ結果を上記ラスタ・メモリの記憶場所に書き込むラスタ化回路と、
上記ラスタ・メモリに結合され、上記マスク及び上記波形を表示する表示手段と、
上記制御手段に結合され、表示における上記波形の位置及びスケールを調整する複数の入力装置とを具え、
該複数の入力装置の１つにより上記表示における上記位置及び上記スケールの一方を変化させるときに、上記制御手段の制御により上記ラスタ化回路が上記ラスタ・メモリ内の上記波形及び上記マスクの表示の位置関係を維持することを特徴とする測定機器。
【請求項２】
上記マスクに関連したデータを受ける入力ポートを更に具え、
上記制御手段が上記入力ポートに結合されて上記マスクに関連したデータから上記マスクを発生することを特徴とする請求項１の測定機器。
【請求項３】
マスク試験機能を有する測定機器にて、マスク表示及び波形表示のスケール及び位置の一方を制御する方法であって、
波形の複数サンプルを取り込むステップと、
マスクを定義するマスク・ピクセル・データを発生するステップと、
上記波形の複数サンプルと、マスクであることを示すデータ値を有する上記マスク・ピクセル・データとをラスタ・メモリに蓄積するステップと、
ラスタ化回路が上記ラスタ・メモリの記憶場所からデータを読み出して、このデータを上記波形の複数サンプルと組み合わせ、この組み合わせ結果を上記ラスタ・メモリの記憶場所に書き込むステップと、
上記マスク及び上記波形を表示するステップと、
上記制御手段に結合され、表示における上記波形の位置及びスケールを調整する複数の入力装置の設定を読み取るステップと、
上記表示における上記位置及び上記スケールの一方が変化するように上記複数の入力装置の１つを調整する際に、上記ラスタ化回路が上記ラスタ・メモリ内の上記波形及び上記マスクの表示の位置関係を維持するステップと
を具えたことを特徴とする測定機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、測定機器及びその制御方法に関し、特に、テレコム（テレコミュニケーション）マスク機能を用いる測定機器及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレコミュニケーション業界においては、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union-Telecommunication Sector）やＡＮＳＩ（American National Standards Institute）などの通信標準化団体が定めたパラメータに特定信号が適合するか否かの判断を行う試験は一般的である。係る適合試験を行う主要な方法では、オシロスコープにより取り込んだ波形のパルス形状を「マスク」波形と比較する。このマスクは、最小及び最大振幅値、所定のビット・レート、信号エッジの所定の最小傾き（即ち、最小帯域幅）を有する経路（２個のマスクの間の経路）を定義する。被試験信号が経路の境界内に入る場合、この信号は試験を合格する。この種の試験は、テレコム・マスク試験として知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
オシロスコープにおける最近の新機能は、「マスクへの自動設定（AUTOSET TO MASK）」である。（以下、この機能をマスク自動設定機能と呼ぶ。）このマスク自動設定機能は、期待した信号に適合するようにオシロスコープの水平、垂直及びトリガの設定を自動的に設定して、オシロスコープの表示上でマスクを重ねることである。自動設定マスク機能の操作手順では、水平及び垂直のスケール（倍率）を規定値に設定し、波形を取り込み、入力Ａ／Ｄ変換器の設定を調整して波形のスケール（倍率／大きさ）及び位置を調整し、マスクを表示する。
【０００４】
マスク自動設定機能により、取り込み波形をセットアップ（調整）して、マスクを表示した後に、テレコム・マスク（以下、単に、マスクと呼ぶこともある）試験ソフトウェアにより、被試験波形がマスク領域に侵入（即ち、波形とマスクの衝突、又はマスク・ヒット）していないかをチェックする。波形とマスクとが衝突している場合、この波形は、適切なテレコミュニケーション規格に適応していない。
【０００５】
多くのテレコム用途においては、衝突が生じている領域の近傍で表示を「ズーム・イン（拡大）」して、ユーザが近接試験（拡大表示して、波形とマスクとの関係を調べる試験）を実施できることが望ましい。しかし、従来のテレコム・マスク試験技術では、後述の理由により、近接試験ができなかった。
【０００６】
よって、マスク及び被試験波形の相対的位置関係を互いに固定して、水平及び垂直方向に再位置決めし、これらを「ズーム（即ち、拡大）」して近接試験ができる解決方法が求められている。
【０００７】
従って、本発明の目的は、マスク及び被試験波形の相対的位置関係を固定したまま水平及び垂直方向に再位置決めし、これらを拡大して近接試験を行う測定機器及びその制御方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マスク試験機能を有する測定機器であって；波形の複数サンプルを取り込む取り込み手段（１１０）と；マスクを定義するマスク・ピクセル・データを発生する制御手段（１３０）と；波形の複数サンプルと、マスクであることを示すデータ値を有するマスク・ピクセル・データとを蓄積するラスタ・メモリ（１５０）と；このラスタ・メモリの記憶場所からデータを読み出して、このデータを波形の複数サンプルと組み合わせ、この組み合わせ結果をラスタ・メモリの記憶場所に書き込むラスタ化回路（１４０）と；ラスタ・メモリ（１５０）に結合され、マスク及び波形を表示する表示手段（１８０、１９０）と；制御手段に結合され、表示における波形の位置及びスケール（倍率／大きさ）を調整する複数の入力装置（１３１、１３２、１３３、１３４）とを具え；これら複数の入力装置の１つにより表示における位置及びスケールの一方を変化させるときに、制御手段の制御によりラスタ化回路がラスタ・メモリ内の波形及びマスクの表示の位置的関係を維持することを特徴としている。
また、本発明は、マスク試験機能を有する測定機器にて、マスク表示及び波形表示のスケール及び位置の一方を制御する方法であって；波形の複数サンプルを取り込むステップと；マスクを定義するマスク・ピクセル・データを発生するステップと；波形の複数サンプルと、マスクであることを示すデータ値を有するマスク・ピクセル・データとをラスタ・メモリ（１５０）に蓄積するステップと；ラスタ化回路がこのラスタ・メモリの記憶場所からデータを読み出して、このデータを波形の複数サンプルと組み合わせ、この組み合わせ結果をラスタ・メモリの記憶場所に書き込むステップと；マスク及び波形を表示するステップと；制御手段に結合され、表示における波形の位置及びスケールを調整する複数の入力装置（１３１、１３２、１３３、１３４）の設定を読み取るステップと；表示における位置及びスケールの一方が変化するように複数の入力装置の１つを調整する際に、ラスタ化回路がラスタ・メモリ内の波形及びマスクの表示の位置的関係を維持するステップとを具えている。
【０００９】
本発明の実施例によれば、テレコム・マスク試験ズーム機能は、ラスタ・メモリにマスク・ピクセルを描く。この場合、マスクは、波形として扱われる。ラスタ化回路（ラスタライザ）により、ピクセルをラスタ・メモリに展開する際に、マスク・ピクセルと波形ピクセルとの比較を行い、これら波形ピクセルとマスク・ピクセルとの間の衝突（即ち、マスク・バイオレーション）を略実時間で検出する。マスクが波形として処理されるので、制御器（制御手段）の制御の下に、ラスタライザがマスクのスケール（倍率／大きさ）を調整できると共に、その位置を再度変更できる。また、制御器の制御の下に、ラスタライザがマスク及び波形の両方をラスタ・メモリにピクセル形式で蓄積するので、マスクを波形の相対位置関係をロック（固定）できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の測定機器を実施するのに適するデジタル・オシロスコープ１００の簡略化したブロック図である。かかるオシロスコープは、例えば、本願出願人のテクトロニクス・インコーポレイテッド製ＴＤＳ−３０００型デジタル・フォスファ・オシロスコープ（ＤＰＯ）でもよい。
【００１１】
入力信号を取り込み回路（取り込み手段）１１０に供給する。この取り込み回路１１０は、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器１１１を具えている。取り込み回路１１０は、供給された入力信号を高速に略連続的にサンプリングし、サンプル（サンプリングした入力信号の各値）を取り込みメモリ１２０に蓄積する。
【００１２】
動作において、デジタル・オシロスコープ１００は、プローブ（図示せず）が接触した被試験回路のあるノードに存在する電圧を周期的にサンプリングして、入力信号（即ち、波形）の動きに関する情報を取り込む。オシロスコープ・プローブ及びオシロスコープ１００の入力段は、入力信号を正確に再現するように、又は、この入力信号を所定の倍率で減衰又は増幅して、Ａ／Ｄ変換器１１１に供給するように設計されている。Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号は、一連の多ビット・デジタル・ワードであり、取り込みメモリ１２０に蓄積される。連続的に取り込んだ複数サンプルを取り込みメモリ１２０内の関連した連続アドレスの記憶場所に蓄積する。なお、これらサンプルは、時間軸（タイム・スケール）に関連している。比較手段であるラスタ化回路（ラスタライザ）１４０が、これらアドレスにおけるデータを結局はタイム・スケールに戻し、ラスタ・メモリ１５０に蓄積する。輝度又は色マッピング回路（マッパー：輝度又は色を割り当てる回路）１８０の如き表示ハードウェアにより、ラスタ・メモリ１５０の内容を読み出し、データをラスタ走査表示器１９０に供給する。上述のタイム・スケールは、オシロスコープのラスタ走査表示器１９０のＸ軸に沿った水平距離として示される。これらマッパー１８０及び表示器１９０が表示手段を構成する。
【００１３】
従来技術と同様に、ラスタは、水平行と垂直列とで構成されている。各行は、垂直軸（Ｙ軸）に沿った位置番号で識別され、各列は、水平軸（Ｘ軸）に沿った位置番号で識別される。典型的には、デジタル・オシロスコープにおいて、取り込みメモリの記憶場所のデータ内容から得た電圧振幅値が、輝度の高いピクセルの垂直位置（行番号）を決定し、取り込みメモリのアドレスから得た時間値が水平位置（列番号）を決定する。取り込みメモリの内容及びアドレスを処理して、２次元ラスタ・メモリの内容を発生することは、「ラスタ化」として知られている。よって、ラスタ化を行う回路がラスタライザ（ラスタ化回路）である。
【００１４】
ラスタライザ１４０は、取り込みメモリ１２０の内容を読み出し、ラスタ・メモリ１５０の関連した記憶場所の内容を読み出し、これら２種類の内容を組み合わせて（即ち、複合化して）、その結果の値をラスタ・メモリ１５０に蓄積する。このように、ラスタライザの出力をラスタ・メモリに蓄積することを、本明細書では「展開」と呼ぶ。ほぼ同時に、多機能ラスタ減衰ユニット１７０は、ラスタ・メモリ１５０の内容を読み出し、これらデータを所定レートで減衰させて、減衰させた値をラスタ・メモリ１５０に蓄積して、後で表示する。この減衰機能により、デジタル・オシロスコープの表示がアナログ・オシロスコープと同様に時間経過に伴って表示が減衰するようになる。なお、同じ波形の繰り返しならば、常に同じ波形が書き込まれるため、実質的に減衰が生じないように見える。上述の総ての機能は、制御器（制御手段）１３０の制御下で動作する。この制御器１３０は、例えば、パワーＰＣＧ３マイクロプロセッサや、専用ＡＳＩＣでもよく、また、これらの代わりに、制御器１３０を多数のプロセッサで実現してもよい。４個の入力装置が制御器１３０に結合している。これら入力装置は、垂直位置制御入力装置１３１、水平位置制御入力装置１３２、垂直利得（振幅）制御入力装置１３３、及び水平タイムベース制御入力装置１３４である。なお、垂直位置制御入力装置１３１及び水平位置制御入力装置１３２が波形の位置を調整し、垂直利得制御入力装置１３３及び水平タイムベース制御入力装置１３４が波形のスケール（倍率／大きさ）を調整する。
【００１５】
ラスタ・メモリ１５０の詳細を図２にラスタ・メモリ２５０として示す。ラスタ・メモリ２５０は、３個のプレーン・メモリ、即ち、グレー・スケール（ＧＳ）プレーン２５２、ベクトル・プレーン２５４及びＵＩ（ユーザ・インタフェース）プレーン２５６を具えている。この構成をメモリ「プレーン」として考えることは容易であるが、これらは、高速ＳＲＡＭ表示メモリが実際に隣接したブロックであることが当業者には理解できよう。
【００１６】
波形データは、ラスタライザ１４０により、グレー・スケール・プレーン２５２に書き込まれる。また、制御器１３０が発生したマスク・データも、後述のように、グレー・スケール・プレーン２５２に書き込まれる。（なお、後述のように、本発明を達成するために、実施例では、マスク・データをベクトル・プレーン２５４に書き込む。）このグレー・スケール・プレーン２５２は、５１２×４０２のマトリクスに配置された２０５８２４個のメモリ記憶場所の配列であり、各メモリ記憶場所は、９ビットの長さがある。これら９ビットが輝度及び色を定義すると共に、そのピクセルがマスク・ピクセルであるか波形ピクセルであるかも定義する。
【００１７】
ベクトル・プレーン２５４を用いて、演算処理（例えば、チャネル１及びチャネル２からの信号の和）結果の波形を表示するか、又は、以前に蓄積した基準波形を表示する。ベクトル・プレーン２５４は、５１２×４０２のマトリクスに配置された２０５８２４個のメモリ記憶場所の配列であり、各メモリ記憶場所は２ビットの長さである。なお、この２ビットは、所定ピクセルに対して、３レベルの輝度と、オフ状態とを定義する点に留意されたい。
【００１８】
ユーザ・インタフェース・プレーン２５６を用いて、テキスト文字に関連したピクセル・データを蓄積するが、このプレーン２５６は、６４０×４８０のスクリーン領域全体をカバーする。よって、ユーザ・インタフェース・プレーン２５６は、６４０×４８０マトリクスに配置された３０７２００個のメモリ記憶場所の配列であり、各メモリ記憶場所は、４ビットの長さである。この４ビットにより、所定ピクセルの色及び輝度を定義する。
【００１９】
表示読出しハードウェア・ユニット２８０により、３個のプレーン２５２、２５４及び２５６から出力信号を読み出して組み合わせ、典型的には、６０Ｈｚレートで表示を行う。このユニット２８０の出力信号が輝度又は色マッパー１８０に供給される。
【００２０】
図３は、オシロスコープの表示スクリーンの表示を示す図であり、この表示には、典型的なテレコム・マスクの２個の部分３１０及び３２０が含まれている。図１の制御器１３０は、表示メモリ（ラスタ・メモリ１５０）内にテレコム・マスクを描画する。このテレコム・マスクは、蓄積された一連のＸ−Ｙポイントにより定義される一連のポリゴン（例えば、台形）として描画される。このテレコム・マスクは、その最終的な目的に応じて、２個のメモリ・プレーン２５２、２５４のいずれに書き込んでもよい。その目的が単にテレコム・マスクを観察する場合や、スクリーンでテレコム・マスクを移動させる場合、このテレコム・マスクをベクトル・プレーン２５４に描画する。しかし、その目的が、マスク自動設定機能において、波形データと比較するためならば、テレコム・マスクをグレー・スケール・プレーン２５２にマスクを描画する。これは、波形データ及びテレコム・マスク・データをラスタ・メモリ２５０のグレー・スケール・プレーン２５２に描画すれば、波形データ及びテレコム・マスク・データの間の衝突を検出するために（即ち、波形及びマスクの衝突の判断のために）、ラスタライザ１４０が波形データ及びテレコム・データを比較する際に、グレー・スケール・プレーン２５２のみにアクセスすればよいためである。なお、ラスタライザ１４０は、波形をラスタ・メモリ１５０に展開する際に、この波形とラスタ・メモリ１５０に蓄積されたマスクとを比較して、マスク及び波形が衝突していないか否かを判断し、衝突した場合に衝突信号を発生する機能も備えている。
【００２１】
図３において、オシロスコープの表示スクリーン３００は、碁盤目状の目盛りを有する波形表示領域と、この波形表示領域の右側及び下側の文字（絵文字及び数字を含む）表示領域とから構成されている。波形表示領域に表示されたテレコム・マスクは、上側部分３１０及び下側部分３２０を有する。上側領域３１０及び下側領域３２０の各々は、複数ポリゴン（例えば、台形）から構成された複数の個別セグメントから構成されている。文字表示領域には、ユーザ・インタフェース・プレーン２５６の記憶内容に基づいて、オシロスコープの設定情報等（メニュー）が表示されているが、本発明の要旨ではないと共に、一般的なデジタル・オシロスコープの設定情報の表示なので、詳細な説明を省略し、その一部についてのみ後述する。
【００２２】
マスク自動設定機能は、表示スクリーン上にテレコム・マスク３１０及び３２０を配置し（即ち、ラスタ・メモリ１５０に書込み）、波形３３０を取り込み、公称値に調整すると仮定する。上述のマスク自動設定機能の一部は、マスク領域内での任意のピクセル・データの制御を行うと共に、多機能ラスタ減衰ユニット１７０による減衰を阻止する（よって、マスクを連続的に再描画する必要がない）。表示スクリーン３００の下部に表示したメニューにおいて、「Autofit Off」（自動フィットの無効）が選択されている点に留意されたい。自動フィット機能が完全にオン（有効）にされた場合、波形が最終的にマスクと衝突しなくなるまで、マスクに対して、一連の新たな記憶場所に波形が繰り返し描かれる。
【００２３】
新たなデータをラスタ・メモリ１５０のグレー・スケール・プレーン２５２に書き込む前に、このグレー・スケール・プレーン２５２の関連した記憶場所から既存のデータが読出される点に留意されたい。この既存データを新たなデータと組み合わせて、グレー・スケール機能の内で、増分されたピクセル・データ（即ち、輝度が高くなるピクセル・データ）を実現する。グレー・スケール機能の内で減分されたピクセル・データ（即ち、輝度の低くなるデータ）は、多機能ラスタ減衰ユニット１７０で実現する。この組み合わせたデータをラスタ・メモリ１５０のグレー・スケール・プレーン２５２に書き戻す。
【００２４】
図１に示す測定機器において、ラスタライザ１４０がラスタ・メモリの既存のデータと波形データとを組み合わせる各時点で、波形ピクセルとマスク・ピクセルとの衝突を検出する。よって、既存のピクセル・データが、このピクセルはテレコム・マスクの一部であることを示すと、波形ピクセルとマスク・ピクセルとを比較して、これらの衝突（即ち、マスク・バイオレーション）を検出する。この点に関して更に説明すれば、オフセット・エラーのために、波形３３０は、ポイント（部分）３３５及び３３７にてテレコム・マスク３１０に衝突している。これらポイント３３５及び３３７は、衝突ポイントとなる。
【００２５】
総てのポイントにおいて、オシロスコープの操作者は、マスク衝突が生じた領域を試験するように選択できる。このようにするためには、図３の下側のメニューに示すように、操作者は、波形ロック（Wfm Lock）オプションを選択する。波形ロック機能の選択により、垂直位置制御入力装置１３１及び水平位置制御入力装置１３２の制御の設定の変更に対して、また、垂直利得（垂直振幅）制御入力装置１３３及び水平タイムベース制御入力装置１３４の制御の設定の変更に対して、制御器１３０は、波形及びマスクの両方が互いに追跡する（即ち、相対関係を維持する）ようにできる。
【００２６】
水平及び垂直位置制御を行うことにより、操作者は、マスク及び波形の互いの相対位置を維持しながら、スクリーン表示上でマスク及び波形の両方をあちらこちらに移動できる。垂直利得及び水平タイムベースの設定を行うことにより、操作者は、拡大された波形の位置とテレコム・マスクの位置との相対配置を維持しながら、表示の一部を拡大できる（即ち、ズーム・インをオンにできる）。このように波形及びマスクの相対位置関係が維持できるのは、上述のように、制御器１３０の制御の下にラスタライザ１４０が、波形及びマスクを同じ形式、即ち、ピクセル形式でラスタ・メモリ１５０に蓄積するためである。なお、このラスタライザ１４０により波形及びマスクをラスタ・メモリ１５０に蓄積する際に、スケール及び位置を入力装置１３１〜１３４に応じて変更できる。
【００２７】
この点に関し、マスク部分４１０及び４２０と、波形４３０との拡大画像は、図４の表示スクリーン４００に示すようになる。制御器１３０は、垂直位置制御入力装置１３１、水平位置制御入力装置１３２、垂直利得（振幅）制御入力装置１３３及び水平タイムベース制御入力装置１３４の設定を読み取って、図３に示す画像を図４に示すように変換する。次に、制御器１３０は、入力装置１３１〜１３４の設定に応じて、ラスタ・メモリ１５０の適切な記憶場所を計算し、これら記憶場所に波形及びマスクのピクセルをラスタライザ１４０により書き込む。動作において、制御器１３０により制御レジスタに書き込まれた制御値に応答して、ラスタライザ１４０は、スケール（倍率／大きさ）、輝度及び位置の変更を実施する回路（図示せず）を含んでいる。この方法では、生のデータに影響することなく、スケール及び位置の変更を迅速に行える。このスケール動作の結果を図４に示す。この図４において、位置４３５は、図３のマスク衝突ポイント（領域）３３５を表す。
【００２８】
制御器１３０は、マイクロプロセッサ、専用ＡＳＩＣ、又は他の形式の制御器でもよく、かかる変更は本発明の要旨の範囲内であることに留意されたい。
【００２９】
上述では、波形及びテレコム・マスクの間の位置関係を維持したまま、これら波形及びマスクを非常な高速で再位置決め及び拡大する方法及び装置について説明した。
【００３０】
波形を扱うのと同じ方法で、マスクをラスタ・メモリ・ピクセルとして扱うことにより、テレコム・マスクの所望の大きさにできることが理解できよう。
【００３１】
本発明をデジタル・オシロスコープに関連させて説明したが、本発明は、ロジック・アナライザ、コミュニケーション・ネットワーク・アナライザなどの他の測定機器にも適用できることが理解できよう。
【００３２】
Ｘ−Ｙポイントでマスクを発生して蓄積することを上述したが、独自のマスクを作成するために、測定機器のデータ・ポートを介してパーソナル・コンピュータから独自のデータをダウンロードできることも当業者には明らかであろう。
【００３３】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、マスク及び被試験波形の両方を同じ形式でメモリに蓄積するので、これらマスク及び被試験波形の相対的位置関係を固定したまま水平及び垂直方向に再位置決めし、これらを拡大して近接試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と共に使用するのに適するオシロスコープの簡略化されたブロック図である。
【図２】図１のオシロスコープに用いるメモリの複数プレーンを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例に応じたテレコム・マスク及び波形のスクリーン表示を示す図である。
【図４】図３のテレコム・マスクの一部の拡大図である。
【符号の説明】
１００  デジタル・オシロスコープ
１１０  取り込み回路（取り込み手段）
１１１  Ａ／Ｄ変換器
１２０  取り込みメモリ
１３０  制御器（制御手段）
１４０  ラスタライザ（ラスタ化回路；比較手段）
１５０  ラスタ・メモリ
１７０  多機能ラスタ減衰ユニット
１８０  輝度又は色マッパー（マッピング回路：表示手段）
１９０  ラスタ走査表示器（表示手段）
２５０  ラスタ・メモリ
２５２  グレー・スケール・プレーン
２５４  ベクトル・プレーン
２５６  ユーザ・インタフェース・プレーン
２８０  表示読出しハードウェア
３００、４００  表示スクリーン
３１０、３２０  マスク
３３０  波形
３３５、３３７、４３５  ポイント（衝突）
４１０、４２０  拡大したマスク部分
４３０  拡大した波形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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