(57)【要約】【課題】  本発明は、波形表示品質の劣化を改善し、入力信号のサンプリング頻度が比較的低い領域の波形をより滑らかに表示し、デジタルオシロスコープの表示画面における表示波形の認識性を改善した波形表示装置を提供する。【解決手段】  波形表示画面上の同一時間画素に対応するアナログ入力信号のサンプリングデータ列中の複数サンプリングデータに基づき、ピクセル階調データを生成するとともに、波形表示画面上の同一画素位置における平滑階調データを生成する。平滑階調データとピクセル階調データとを比較演算して大きい方を波形表示データとし、ピクセル階調データと、所定係数を乗算した平滑階調データとを比較して大きい方を波形表示データとし、或いは、第１係数を乗算したピクセル階調データと、第２係数を乗算した平滑階調データとを加算して波形表示データとして出力する。【選択図】      図１
2006170661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ入力信号を所定のサンプリング周期でサンプリングデータ列を生成するＡＤ変換手段と、
波形表示画面上の同一時間画素に対応する前記サンプリングデータ列における複数のサンプリングデータに基づいて、ピクセル階調データを生成するピクセル階調データ作成手段と、
前記同一時間画素に対応する前記サンプリングデータ列における複数のサンプリングデータに基づいて、平滑階調データを生成する平滑階調データ作成手段と、
前記波形表示画面上の同一画素位置に対応する前記平滑階調データ及び前記ピクセル階調データを演算して波形表示データを生成する演算手段と、
前記波形表示画面に前記波形表示データを階調表示する表示手段と、
を含む波形表示装置。
【請求項２】
前記ピクセル階調データ作成手段は、前記波形表示画面上の同一時間画素に対応する複数のサンプリングデータを加算することにより前記ピクセル階調データを生成することを特徴とする請求項１に記載の波形表示装置。
【請求項３】
前記平滑階調データ作成手段は、
前記サンプリングデータ列について、前記波形表示画面上の同一時間画素に対応する複数のサンプリングデータを複数区間に区分し、前記区間毎に、前記各サンプリングデータが示す電圧値における最大値及び最小値を検出するピーク検出手段と、
前記最大値と前記最小値とに基づいて作成された複数の線分を同一画素位置毎に計数する計数手段、とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の波形表示装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記ピクセル階調データと前記平滑階調データとを比較して、該データの値が大きい方を波形表示データとして出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の波形表示装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記ピクセル階調データと、所定係数を乗算した前記平滑階調データとを比較して、該データの値が大きい方を波形表示データとして出力することを特徴とする請求項４に記載の波形表示装置。
【請求項６】
前記演算手段は、第１係数を乗算した前記ピクセル階調データと、第２係数を乗算した前記平滑階調データとを加算して波形表示データとして出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の波形表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ入力信号をデジタル処理して該信号の波形を表示する装置に関し、特に、アナログ入力信号を一定区間サンプリングした後、横軸を時間、縦軸を入力電圧として波形表示するものであり、一連のサンプリングデータ列のデータ数が波形表示画面の水平解像度よりも多い場合の波形表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタルオシロスコープでは、表示波形の時間レンジを長くした場合、デシメーションによる測定点の間引き表示や、同一時間画素に対応するアクイジションデータの最大値と最小値の間を単一輝度で補間する表示が行われてきた。これらの表示では、波形に関する多くの情報（グリッチや頻度）が失われてしまうという問題があった。
【０００３】
最近のデジタルオシロスコープでは、アナログオシロスコープにおける波形表示の特性に近い波形表示ができるように、様々な改良がなされている。その代表例として、大量のサンプリングデータを波形表示データに変換する際に、サンプリングデータを表示画素毎にカウントし、それぞれのカウント値を輝度に変換して階調表示する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
この方法は、アナログ入力信号の変化（スルーレート）に比較し、サンプリングレートが十分高ければ、入力信号の頻度情報を十分に表現できる。しかし、入力信号の変化に比較し、サンプリングレートが低い場合は、波形表示自体が粗くなり、波形品質が低下するという課題が発生する。
【０００５】
最高サンプリングレートが１Ｇサンプリング／秒、取得用メモリのメモリ長が１ＭＷのオシロスコープで、１ｍ秒（１００μ秒／div×１０div）の時間レンジを観測するときには、実効サンプリングレートが１Ｇサンプリング／秒であるのに対し、時間レンジを１００ｍ秒（１０ｍ秒／div×１０div）に変更して観測した場合には、メモリ長の制限により、実効サンプリングレートは、１０Ｍサンプリング／秒に低下してしまう。
【０００６】
入力信号がスルーレートの高いパルス波形を観測しているような場合、ハイレベル「Ｈ」やローレベル「Ｌ」をサンプリングする可能性は非常に高いのに対し、本来頻度の低い遷移領域（中間レベル）をサンプリングする可能性は、一層低下する。
【０００７】
図８は、アナログ入力信号の例を示し、特に、高いスルーレートの矩形波を有する入力信号の場合を示している。図８では、横軸は時間、縦軸は入力信号の電圧値を示している。同図で示されるように、矩形波の場合にあっては、所定周期のサンプリングによって、入力信号の「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルが多くサンプリングされているのに対し、その中間レベルは殆どサンプリングされない様子が示されている。
【０００８】
これらのサンプリングリングデータを、上述したサンプリングデータのカウント値に応じた輝度で階調表示する方法で表示した例が、図９（ａ）に示されている。同図でも、図８と同様に横軸が時間を、縦軸が入力信号の電圧値を示している。
【０００９】
実際のオシロスコ−プにおける水平解像度は、数百ピクセル有るが、図９（ａ）では、図８に示された入力信号が時間軸方向で合成・縮小された横方向の３画素（ピクセル）分のみが代表して示されている。図中の黒丸は、カウント数の多い表示画素を示し、オシロスコープの画面では、通常、高輝度で表示される。黒丸の色が薄くなるに従い、カウント数の少ない表示画素を表し、オシロスコープの表示画面では、輝度が減少するように表示される。入力信号が矩形波であるため、入力信号の振幅の最下部及び最上部に高輝度の画素が集中して表示され、その中間レベルには、数個の低輝度画素が散在することになる。
【００１０】
図９（ａ）で分かるように、表示波形の最下部及び最上部にある高輝度の画素は、波形の統計的情報（頻度）を上手く表現しているのに対し、その中間レベルの画素は、入力信号が遷移領域を通過する際、偶然にサンプリングされたデータに対応しており、図のように散在した画素によったのでは、波形情報を十分に表現できない。そればかりか、表示波形の遷移領域では、ある特定のレベルが強調され、或いは、斑模様が表示される場合がある。
【００１１】
上述した問題は、表示波形自体が汚く見えるだけでなく、データ発生頻度が低い領域では、間違った波形情報を観測者に与える可能性が生ずる。これらを回避するために、一般には、デジタルオシロスコープの高サンプリングレート化やメモリ長のロング化による改善努力が行われている（例えば、特許文献２を参照）。しかし、高サンプリング化やロングメモリ化は、高価な半導体素子を多数使用する必要があり、オシロスコープの大型化や高価格化に陥る。
【００１２】
【特許文献１】特開平４−４８２６９号公報
【特許文献２】特開２０００−８１４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、上述した問題点に鑑みて、本発明は、サンプリングレートが低下した場合に生ずる波形表示品質の劣化を改善するともに、入力信号波形のサンプリング頻度が比較的低い領域の波形をより滑らかに表示するようにし、デジタルオシロスコープの表示画面における表示波形の認識性を改善することができる波形表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の課題を解決するために、本発明による波形表示装置においては、アナログ入力信号を所定のサンプリング周期でサンプリングデータ列を生成するＡＤ変換手段と、波形表示画面上の同一時間画素に対応する前記サンプリングデータ列における複数のサンプリングデータに基づいて、ピクセル階調データを生成するピクセル階調データ作成手段と、前記同一時間画素に対応する前記サンプリングデータ列における複数のサンプリングデータに基づいて、平滑階調データを生成する平滑階調データ作成手段と、前記波形表示画面上の同一画素位置に対応する前記平滑階調データ及び前記ピクセル階調データを演算して波形表示データを生成する演算手段と、前記波形表示画面に前記波形表示データを階調表示する表示手段とを備えた。
【００１５】
そして、前記ピクセル階調データ作成手段は、前記波形表示画面上の同一時間画素に対応する複数のサンプリングデータを加算することにより前記ピクセル階調データを生成することとした。
【００１６】
さらに、前記平滑階調データ作成手段には、前記サンプリングデータ列について、前記波形表示画面上の同一時間画素に対応する複数のサンプリングデータを複数区間に区分し、前記区間毎に、前記各サンプリングデータが示す電圧値における最大値及び最小値を検出するピーク検出手段と、前記最大値と前記最小値とに基づいて作成された複数の線分を同一画素位置毎に計数する計数手段とを備えた。
【００１７】
前記演算手段は、前記ピクセル階調データと前記平滑階調データとを比較して、該データの値が大きい方を波形表示データとして出力することとし、前記ピクセル階調データと、所定係数を乗算した前記平滑階調データとを比較して、該データの値が大きい方を波形表示データとして出力することとし、或いは、第１係数を乗算した前記ピクセル階調データと、第２係数を乗算した前記平滑階調データとを加算して波形表示データとして出力することとした。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、アナログ入力信号をサンプリングし、波形表示画面上の同一時間画素に対応するサンプリングデータ列における複数のサンプリングデータに基づいて、ピクセル階調データを生成するとともに、同一時間画素に対応する平滑階調データを生成し、波形表示画面上の同一画素位置に対応する平滑階調データとピクセル階調データとに基づいて演算処理し、波形表示データを生成するようにしたので、ピクセル階調データの表示画素の抜けや粗い部分が、平滑階調データで埋められると同時に、波形頻度の高い画素に対しては、画素頻度データが保存されるため、サンプリングレートが低下した場合に生ずる波形表示品質の劣化を改善することができ、さらに、波形のサンプリング頻度が比較的低い領域の波形をより滑らかに表示することでき、波形の認識性を改善することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明による波形表示装置に関する実施形態について説明するが、その前に、本実施形態に関わる波形表示の基礎となった従来の波形表示の仕方について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００２０】
図６では、従来のデジタルオシロスコープの構成を示しており、アナログ入力信号をＡＤ変換でデジタル化してから、波形表示を出力するまでの一般的なデジタルオシロスコープの全体概略図である。
【００２１】
先ず、アナログ入力信号は、ＡＤ変換手段１に入力される。ＡＤ変換手段１は、アナログ入力信号をサンプリングし、一連のサンプリングデータ列を生成する。このサンプリングデータ列は、データ取得制御手段２により、取得データ記憶手段に格納される。
【００２２】
次いで、波形処理手段４は、取得データ記憶手段３からサンプリングリングデータを順次読み出し、時間対入力電圧の波形表示データを作成し、表示データ記憶手段５に格納する。そして、この格納された波形表示データは、表示制御手段６により、表示データ記憶手段５から読み出される。表示制御手段６は、波形表示データを輝度値に変換して、表示手段７に出力する。表示手段７に備えられた表示画面に、アナログ入力信号に対応する波形が表示される。
【００２３】
図７は、図６に示されたデジタルオシロスコープにおける波形処理手段４の具体的構成例を示しており、波形処理手段４は、取得データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４１、ピーク検出・デシメーション手段４２、２次元マップ作成手段４３、表示データ作成手段４４、そして、表示データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４５を備えており、これらは、制御手段４０による指示に従ってデータを処理している。次に、波形処理手段４の動作について説明する。
【００２４】
先ず、取得データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４１では、取得データ記憶手段３からサンプリングデータを順次読み出す。読み出されたサンプリングデータは、ピーク検出・デシメーション手段４２に出力される。
【００２５】
ここで、デジタルオシロスコープの波形表示形式には、サンプリングデータ点を補間して表示するベクタモードと、サンプリングデータ点のみを表示するドットモードとを通常有している。ベクタモードでは、一般的に表示画面の水平解像度に対応する取得データの最大値および最小値（ピーク値）を検出するために、ピーク検出手段を通る。また、ドットモードでは、ロングメモリの場合にサンプリングデータを間引いて表示するためのデシメーション手段を通る場合もあり、ベクタモードとドットモードのどちらかが選択される。
【００２６】
次いで、波形２次元マップ作成手段４３では、サンプリングデータ、又は、サンプリングデータのピーク検出結果を、時間対入力電圧の２次元データに変換し、２次元マップが作成される。その後、表示データ作成手段４４により、ベクタモードの場合には、２次元データの最大値・最小値間の表示画素を補間し、ドットモードの場合には、２次元データを各表示画素単位で累積加算し、波形表示データを作成する。最後に、表示データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４５によって、作成された波形表示データは、表示データ記憶手段５に格納される。
【００２７】
以上に説明した従来のデジタルオシロスコープでは、上述した問題点を有しているので、この問題点を回避する方策として、本発明によるデジタルオシロスコープの実施形態では、取得データ記憶手段から読み出された取得データから生成された２次元マップに基づいてピクセル階調データを作成し、さらに、取得データからピーク検出を行って検出値に基づいて平滑階調データを作成することとし、これらのピクセル階調データと平滑階調データと演算処理することにより、表示データを作成するようにした。
【００２８】
本実施形態のデジタルオシロスコープによれば、サンプリングレートが低下した場合に生ずる波形表示品質の劣化を改善することができ、また、波形のサンプリング頻度が比較的低い領域の波形をより滑らかに表示することできるようになり、波形の認識性を改善することができる。
【００２９】
次に、本実施形態のデジタルオシロスコープについて、図１乃至図５を参照しながら説明する。本実施形態のデジタルオシロスコープは、図６に示されたデジタルオシロスコープの全体概略構成と同様であるが、波形処理手段４の構成において、図７に示された従来のものと異なっており、本実施形態に使用される波形処理手段４の構成例が、図１に示されている。
【００３０】
図１に示された波形処理手段４では、図７に示された波形処理手段と同様の取得データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４１と表示データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４５が備えられている。そして、表示データを作成するために、２次元マップ作成手段４３、ピクセル階調作成手段４６、ピーク検出手段４７、平滑階調作成手段４８及び演算手段４９が備えられ、これらは、制御手段４０の指示に従って処理を実行する。
【００３１】
取得データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４１は、従来の場合と同様に、取得データ記憶手段３からサンプリングデータを順次読み出す。次に、読み出されたサンプリングデータは、２次元マップ作成手段４３及びピーク検出手段４７に入力される。
【００３２】
読み出されたサンプリングデータは、２次元マップ作成手段４３と、これに続くピクセル階調作成手段４７に入力されて、従来例と同様の方法で、ピクセル階調データが作成される。ピクセル階調作成手段４７では、例えば、電圧軸方向にそれぞれ４ビットの配列（ピクセル階調バッファ）を持つことが可能であり、この配列上で、各電圧値に対応した取得データの回数をカウントし、最大１６階調を持つピクセル階調データを得ることができる。勿論、ピクセル階調バッファの代わりに、表示データ記憶手段５を活用して、計数することが可能である。また、デシメーションしたサンプリングデータを計数しても良い。
【００３３】
一方、制御手段４０では、一連のサンプリングデータ列の中で、表示手段７の波形表示画面における水平解像度に対応するサンプリングデータを、ｎ個の区間、例えば、１６区間に分割する。ここで、オシロスコープのメモリ長を１Ｍワード、時間軸（横方向）の水平解像度を５００ピクセルとすると、同一時間画素に対応するサンプリングデータ数は２ｋワードとなり、分割された１区間のサンプリングデータ数は３２ワードとなる。ここで、１６区間に分割するのは一例であり、表示階調数や処理の複雑さ等を考慮し、様々な分割数を選択することが可能である。
【００３４】
そこで、ピーク検出手段４７は、分割された取得データの区間毎に、最大値及び最小値を求め、平滑階調作成手段４８に、その最大値及び最小値を出力する。平滑階調作成手段４８は、電圧軸方向にそれぞれ４ビットの配列（平滑階調バッファ）を持つことが可能であり、この配列上で、各区間における最大値と最小値との間を補間して線分を作成する。作成された線分を１６本分、計数し、最大１６階調を持つ平滑階調データを作成する。なお、サンプリングデータをｎ個の区間に分割した場合には、最大でｎ階調の平滑階調データが得られる。
【００３５】
ここで、例えば、取得データにおける各区間の線分に、そのまま「１」を割り当て、これを計数するようにしても良い。この計数の仕方が最も簡単であるが、各区間内のデータの密集度、或いは、平均密度を考慮して加算することも可能である。平均密度を求める場合には、区間内のデータ数を線分の長さで除算するようにしても良い。
【００３６】
また、平滑階調作成手段４８では、必ずしも平滑階調バッファが必要ということではなく、ロジック回路等を活用し、各区間の最大値及び最小値から、直接、平滑階調データを得ることも可能である。
【００３７】
ここで、ピクセル階調データと平滑階調データを作成する具体例について、図２及び図３を参照して説明する。図２には、この具体例に使用される入力信号から生成されたサンプリングデータ列の例が示される。図２では、図中の取得データを４分割し、１０ワード毎に区分した場合が例示されている。図中において、横方向が時間を、縦方向が電圧値を示し、４分割された区間は、Ｄ１乃至Ｄ４で示されている。
【００３８】
図３（ａ）には、図２に示される区間Ｄ１乃至Ｄ４分の取得データに基づいて、２次元マップ作成手段４３とピクセル階調作成手段４６とによって、従来方法で作成されたピクセル階調データの表示例が示されている。図３（ａ）では、１表示画素列分のデータが示され、縦方向が、表示画面上の縦軸の表示位置を表し、丸印の１個が、１表示画素のデータに対応している。
【００３９】
図３（ａ）のピクセル階調データの表示例において、表示位置ｐ１乃至ｐ１８に取得データが存在していることが示されるが、丸印が無く、空白になっている表示画素位置ｐ１３については、取得データが存在していないことを示している。そして、丸印の中に記された数字は、区間Ｄ１乃至Ｄ４における同一表示画素位置に係るデータ数を示している。この表示例のように、図２の取得データに基づくピクセル階調が得られるが、波形の変化に対し、サンプリングレートが十分でない場合には、表示波形が粗く表現されてしまうことが分かる。
【００４０】
図３（ｂ）では、ピーク検出手段４７によって、区間Ｄ１乃至Ｄ４の夫々における最大値及び最小値が検出される。図３（ｂ）において、区間毎の最大値を示す取得データの表示位置を、縦縞模様の丸印で示し、その最小値について横縞模様の丸印で示した。例えば、区間Ｄ１においては、表示位置ｐ５で最大値となり、表示位置ｐ１２で最小値となることを示し、区間Ｄ２であれば、最大値は、表示位置ｐ３で、最小値は、表示位置ｐ１６で示される。
【００４１】
ピーク検出手段４７において、区間毎の最大値及び最小値が検出されると、平滑階調作成手段４８において、各区間に関して検出された最大値と最小値とに基づき、その間を補間することによって、４区間独立した線分が作成される。この場合、４区間であるので、最大で４階調となる。この作成された線分の様子が、図３（ｂ）における白抜きの丸印で表されている。
【００４２】
次いで、平滑階調作成手段４８は、図３（ｂ）に示された区間毎に作成された線分について、画素単位に相当する表示画素位置毎に計数し、１表示画素列に対する平滑階調データを生成する。その１表示画素列の平滑階調データが、図３（ｃ）に示されている。図２の取得データ例による平滑階調データは、区間毎の線分数を計数されて作成されるので、表示画素位置ｐ１からｐ１８に渡って作成される。
【００４３】
例えば、表示画素位置ｐ１については、区間Ｄ４の線分１本、つまり、１画素分が計数され、「１」のデータ値となる。表示画素位置ｐ３については、区間Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の３線分が計数されて、データ値が「３」とされる。また、表示画素位置ｐ５であれば、各区間に線分が存在するので、データ値が「４」とされる。各区間の線分を画素単位に計数して、４階調を有する平滑階調データが得られる。
【００４４】
以上において、同一の１表示画素列に対するピクセル階調データと平滑階調データが作成されると、これらは、演算手段４９に送出され、表示データが作成される。ここで、表示データを演算する演算手段４９の具体例が、図４に示される。
【００４５】
図４では、演算手段４９が破線で示されている。その演算手段４９には、ピクセル階調作成手段４６から、ピクセル階調データが入力され、同じタイミングで、平滑階調作成手段４８から、平滑階調データが入力される。そして、演算手段４９による演算結果は、表示データとして表示データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４５に出力される。
【００４６】
図４に示された演算手段４９は、乗算器５１、比較器５２、そして、セレクタ５３で構成されている。乗算器５１の乗算係数は、制御手段４０によって指示される。入力された平滑階調データは、乗算器５１に入力されると、指示された係数が乗算されて、セレクタ５３の一端子に入力される。一方、ピクセル階調データは、そのままセレクタ５３の他端子に入力される。
【００４７】
比較器５２は、入力されたピクセル階調データと、係数倍された平滑階調データとを比較し、セレクタ５３に対してピクセル階調データと係数倍された平滑階調データのどちらを選択するかの信号を出力する。セレクタ５３は、比較器５２からの選択信号に従って、どちらかのデータを、表示データとして出力する。
【００４８】
図４に示された演算手段４９の具体例では、平滑階調データとピクセル階調データを比較し、数値の大きい方を選択して、表示データ記憶手段５に格納するようにし、該演算手段は、比較演算を使用した例である。メモリ長や表示画面の解像度等により、平滑階調データ及びピクセル階調データの数値自体が変化するため、比較演算に先立ち、平滑階調データとピクセル階調データの数値を規格化することが望ましい。本具体例の場合では、経験的に、平滑階調データに、係数として１／２を乗算して規格化した後に、比較している。
【００４９】
この様に、平滑階調データに１／２を乗算することで、最良な結果が得られている。この係数が乗算された平滑階調データとピクセル階調データを比較し、大きい方を表示データとして、表示データ記憶手段５に格納する。ここで、比較演算の前に、ピクセル階調データが表示データ記憶手段５に格納されている場合には、表示データ記憶手段５の一部のデータを平滑階調データに修正する動作になる。また、上記の規格化方法の他の実施例としては、オシロスコープの前面パネルの操作手段から応答して、観測者が好む波形表示に制御することが可能である。
【００５０】
演算手段４９によって、平滑階調データに１／２の係数が乗算された場合における表示データの作成例が、図３（ｄ）に示されている。図３（ｄ）の表示データは、図３（ａ）に示されたピクセル階調データと、図３（ｃ）に示された平滑階調データとに基づいて作成されている。
【００５１】
例えば、表示画素位置ｐ１について、ピクセル階調データは、「２」であり、平滑階調データは、「１」であるので、平滑階調データの値は、１／２が乗算されて「１／２」となる。そこで、比較器５２は、各データを比較して、大きい方を選択する指示を出すので、セレクタ５３に対して、ピクセル階調データの「２」を表示データとする。
【００５２】
また、表示画素位置ｐ５、ｐ１１の場合には、ピクセル階調データは、「１」であり、平滑階調データは、「４」であるので、平滑階調データの値は、１／２が乗算されて「２」となる。そこで、比較器５２は、各データを比較して、大きい方の平滑階調データの乗算値「２」を選択する指示を出すので、セレクタ５３に対して、ピクセル階調データの「２」を表示データとする。
【００５３】
一方、表示画素位置ｐ１３のように、ピクセル階調データが存在しない場合には、ピクセル階調データを「０」とし、平滑階調データに対しては、係数１／２が乗算され、「２」の値を演算する。そこで、比較器５２は、大きい方の値を示す「２」の値を表示データとして選択指示する。
【００５４】
図４に示された演算手段４９は、以上のような演算処理に従って、表示画素位置ｐ１からｐ１８までの表示データを作成するので、図３（ａ）に示されるような、従来の手法によって作成された表示データに比べて、本実施形態による図３（ｄ）に示される表示データの方が、アナログ入力信号を滑らかに表現している。なお、図９（ｂ）に示された表示データは、図８に示される取得データに基づいて、本実施形態による演算処理に従って作成した表示データ例である。
【００５５】
本実施形態による演算手段を採用することにより、図３（ａ）や図９（ａ）で示されたピクセル階調データの表示画素の抜けや粗い部分が、図３（ｄ）や図９（ｂ）に示されるように、平滑階調データで埋められると同時に、波形頻度の高い画素に対しては、画素頻度データが保存されることになり、波形表示が改善されたことが分かる。
【００５６】
以上に説明した図４に示された演算手段４９では、ピクセル階調データと平滑階調データとを比較演算することによって波形表示の改善を図ったが、次に、この演算手段４９の他の具体例として、平滑階調データとピクセル階調データを加算演算し、その結果を表示データとすることによって波形表示の改善を図る場合について、図５を参照しながら説明する。
【００５７】
図５に示された演算手段４９では、図４の場合と同様に、ピクセル階調作成手段４６から、ピクセル階調データが入力され、同じタイミングで、平滑階調作成手段４８から、平滑階調データが入力される。そして、演算手段４９による演算結果は、表示データとして表示データ記憶手段Ｉ／Ｆ部４５に出力される。
【００５８】
図５に示された演算手段４９は、乗算器５４及び５５、そして、加算器５６で構成されている。乗算器５４及び５５の乗算係数は、制御手段４０によって指示される。入力されたピクセル階調データは、乗算器５４に入力されると、指示された係数が乗算されて、加算器５６に一端子に入力され、一方、平滑階調データは、乗算器５５に入力され、指示された係数が乗算されて、加算器５６の他端子に入力される。
【００５９】
本実施形態による加算演算によって表示データを作成する際に、加算するに先立ち、平滑階調データとピクセル階調データの値を適度に規格化することで、より望ましい波形表示を選択することができるようにしている。上述した具体例による実施形態の場合と同様に、図５に示された演算手段の場合には、制御手段より規格化を制御するようにしたが、これに代わって、オシロスコープの前面パネルの操作手段からの応答により、制御することも、可能である。
【００６０】
図５に示された演算手段４９における各乗算器の乗算係数を適宜の値に制御することにより、図３（ｄ）に示された表示データと同様に、ピクセル階調データに対して平滑階調データで埋められると同時に、波形頻度の高い画素に対しては、画素頻度データが保存されることになり、波形表示が改善される。
【００６１】
なお、本実施形態における演算手段として、ピクセル階調データと平滑階調データとを比較演算する場合と、ピクセル階調データと平滑階調データとを加算演算する場合について説明してきたが、本実施形態では、データの演算処理によって、ピクセル階調データに対して平滑階調データで埋めると同時に、波形頻度の高い画素に対して、画素頻度データが保存されれば、波形改善がなされるので、そのような演算処理は、上述の具体例に限られることなく、様々な演算手段に変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明によるデジタルオシロスコープの実施形態に係るブロック構成を説明する図である。
【図２】本実施形態のデジタルオシロスコープに取り込まれる入力信号の具体例を説明する図である。
【図３】図２に示された入力信号が本実施形態のデジタルオシロスコープ内で波形処理される様子を説明する図である。
【図４】本実施形態のデジタルオシロスコープの波形処理に使用される演算手段の具体例１を説明する図である。
【図５】本実施形態のデジタルオシロスコープの波形処理に使用される演算手段の具体例２を説明する図である。
【図６】アナログ信号を波形表示する従来のデジタルオシロスコープのブロック構成を説明する図である。
【図７】図６に示されたデジタルオシロスコープにおける波形処理手段の構成を説明する図である。
【図８】デジタルオシロスコープに取り込まれた入力信号の例を説明する図である。
【図９】図８に示された入力信号のサンプリングデータを表示した例を説明する図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    ＡＤ変換手段
２    データ取得制御手段
３    取得データ記憶手段
４    波形処理手段
５    表示データ記憶手段
６    表示制御手段
７    表示手段
４０    制御手段
４１    取得データ記憶Ｉ／Ｆ部
４２    ピーク検出・デシメーション手段
４３    ２次元マップ作成手段
４４    表示データ作成手段
４５    表示データ記憶Ｉ／Ｆ部
４６    ピクセル階調作成手段
４７    ピーク検出手段
４８    平滑階調作成手段
４９    演算手段
５１、５４、５５    乗算器
５２    比較器
５３    セレクタ
【図１】
2006170661.tif 000003
【図２】
2006170661.tif 000004
【図３】
2006170661.tif 000005
【図４】
2006170661.tif 000006
【図５】
2006170661.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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