(57)【要約】【課題】  本発明は、信号波形の取りこぼしが無く、波形表示の更新を高速化でき、全くデッドタイムを発生させないリアルタイム表示を実現した波形表示装置を提供する。【解決手段】  波形表示装置は、ビットマップ・メモリＡ、Ｂを有する。メモリ制御部61は、ＡＤ変換器２から取り込まれたデジタル波形データを、フレーム期間毎に、メモリＡ又はメモリＢに交互に書き込む。メモリＡ又はＢに波形データの書込み動作が行なわれないフレーム期間で、書き込まれた波形データが読み出され、読み出されたデータは、そのまま画像データとされ、表示器５に波形表示される。各フレーム期間でのメモリＡ又はＢへの書込みは、メモリ制御部61に入力されるトリガ信号毎に開始され、メモリＡとＢのメモリ長分の波形データが書き込まれる。フレーム期間毎に、メモリＡ又はＢからラスタ状にデータを順次読み出すと、１画像分の画像データが生成される。【選択図】      図１
2006133114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号をデジタル化して波形データを生成する波形データ生成手段と、
生成された前記波形データに基づいて信号波形を画像表示する表示器と、
フレーム期間毎に前記波形データを夫々記憶できるビットマップ形式の第１及び第２記憶手段と、
前記第１及び第２記憶手段の各々に対して、前記フレーム期間毎に前記波形データの書込み動作と、書き込まれた該フレーム期間の該波形データの読出し動作とを交互に繰り返して行い、前記第１記憶手段又は前記第２記憶手段に、前記フレーム期間毎の前記波形データを前記画像表示に係るビットマップの横軸及び縦軸に対応付けて書き込むとともに、前記第１記憶手段と第２記憶手段とから該フレーム期間の前記波形データを交互に順次読み出し、該読み出した前記波形データを前記表示器に出力して、前記信号波形を画像表示させる制御手段と、
を備えた波形表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記フレーム期間毎に、前記波形データを前記第１記憶手段と前記第２記憶手段とに交互に書き込むとき、当該フレーム期間中に発生したトリガ信号に応じて、前記画像表示の１画像に対応する前記波形データを前記第１記憶手段又は前記第２記憶手段に書き込む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】
前記制御手段は、前記フレーム期間中に複数発生したトリガ信号毎に、前記画像表示の１画像に対応する前記波形データを前記第１及び第２記憶手段に重ね書きすることを特徴とする請求項２に記載の波形表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記画像表示の１画像に対応する前記波形データを前記第１及び第２記憶手段に重ね書きするとき、前記第１及び第２記憶手段に書き込まれた前記画像における当該ドットに対応する波形データ値を読み出し、該波形データに対して重ね書きされる波形データ値を加算して当該ドットに対応する波形データとして書き込むことを特徴とする請求項３に記載の波形表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記画像表示の１画像に対応する前記波形データを前記第１及び第２記憶手段に重ね書きするとき、前記第１及び第２記憶手段に書き込まれた前記画像における当該ドットに対応する前記波形データ値を読み出し、当該波形データ値から所定値を減算して当該ドットに対応する波形データとして書き込むことを特徴とする請求項３に記載の波形表示装置。
【請求項６】
前記波形データ生成手段は、第１及び第２入力信号を夫々デジタル化して第１及び第２データを生成し、
前記制御手段は、前記第１データを前記横軸の座標値とし、前記第２データを前記縦軸の座標値として、前記画像表示に係る画像のドットに対応付けた前記波形データを前記第１及び第２記憶手段に書き込む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７】
前記制御手段は、前記フレーム期間毎における前記第１及び第２記憶手段への前記波形データの書込み可能期間を前記信号波形の表示状態に応じて制限することを特徴とする請求項６に記載の波形表示装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記書込み可能期間の長さを前記フレーム毎に変更できることを特徴とする請求項７に記載の波形表示装置。
【請求項９】
前記波形データ生成手段は、第３入力信号をデジタル化して第３データを生成し、
前記制御手段は、前記波形データ毎に、前記第３データによる加算値を変化させて輝度変調を行うことを特徴とする請求項６乃至８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、入力信号の信号波形を表示する波形表示装置に関し、特に、入力信号における波形の取りこぼしを無くし、入力信号の信号波形をリアルタイムに表示できる波形表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アナログの入力信号の信号波形を計測する場合、デジタルストレージオシロスコープ（ＤＳＯ）が使用されている。このＤＳＯの構成が、図１２に示されている。
【０００３】
図１２では、ＤＳＯの概要が、ブロック構成で示されており、ＤＳＯは、入力増幅器１、アナログ−デジタル（ＡＤ）変換器２、アクイジションメモリ３、表示制御部４、液晶ディスプレイなどによる表示器５、メモリ制御部６、そして、中央処理部（ＣＰＵ）７を有している。
【０００４】
計測しようとするアナログの入力信号は、入力増幅器１に入力され、ここで、増幅されてＡＤ変換器２に入力される。図１２には図示されていないが、装置内に備えられたクロック発振器からのクロック信号に従って、ＡＤ変換器２は、入力信号をデジタル化する。タイムベース制御を行うメモリ制御部６は、トリガ信号を基点として、装置に備えられた操作パネル（図示なし）に設定した掃引レートや遅延時間に応じて、ＡＤ変換器２の出力をアクイジションメモリ３に記憶させるためのメモリアドレスを指定する。
【０００５】
これにより、ＡＤ変換器２の出力データが、アクイジションメモリ３に順次記憶される。出力データの記憶の様子が、図１３に示されている。図１３では、アクイジションメモリの記憶領域を模式的に表しており、横方向の矢印で示されるアドレスに従って、ＡＤ変換器２の出力データＤ１、Ｄ２、・・・が、順次記憶される。この出力データは、例えば、８ビットで構成され、表示器５の表示画面における縦軸（Ｙ軸）に対応するデータを示している。ここでのアドレスは、メモリ制御部６によって指定される。
【０００６】
アクイジションメモリ３に記憶された出力データは、ＣＰＵ７の制御の下で、表示制御部４内に備えられた表示メモリに転送される。ここで、アクイジションメモリ３に記憶された出力データが、この表示メモリで、表示器５に表示できるフォーマットに変換され、表示メモリ５に記憶された内容が、表示器５の表示画面に波形表示される。
【０００７】
ところで、上述した従来のＤＳＯでは、アナログ入力信号をデジタル波形データに変換し、図１３に示されるようにアクイジションメモリ３に順次記憶し、この記憶された波形データに基づいて入力信号を表す波形を表示器５に表示している。ここで、入力信号のデジタル波形データは、トリガ信号を基点にしてアクイジションメモリ３に記憶される。この記憶動作では、書込み開始信号に応じてメモリの書込み動作が開始され、次のトリガ信号に応じて書込みが停止する。その直後、アクイジションメモリ３からの読み出し動作が開始され、波形データが順次読み出されて波形表示される。所定期間の読み出し動作の後、再度書込み開始信号に応じて書込み動作が開始する。以上の動作が繰り返され、入力信号が反復信号ならば、トリガ信号を基点に安定した波形を表示することが出来る。
【０００８】
しかしながら、上述のように、アクイジションメモリ３の書込み動作及び読み出し動作は、交互に実行されるので、読み出し動作の期間中には、入力信号のデジタル化と書込み動作を行うことができない。従って、読み出し期間中の入力信号の状態を捕らえることができなくなり、捕捉確率が極めて低くなるだけでなく、表示波形の更新が遅くなるという問題が生じる。この為、従来複数のメモリを使用して１つのメモリが読み出し動作中に他のメモリに書込み動作を実行させて情報の捕捉漏れを無くすようにしていたが、構成及び制御が複雑になるという欠点があった。
【０００９】
そこで、このような問題を改善した波形表示装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この波形表示装置では、ＡＤ変換器により、入力信号に応じて繰り返し発生するトリガ信号を基準にして、所定期間の入力信号の複数点の値を表す実時間波形データを順次発生させ、該ＡＤ変換器からの波形データを受けて、トリガ信号毎に入力信号の１周期分ずつの波形データが繰り返し連続的に、アクイジションメモリに相当するビットマップ・メモリに重ね書きしている。該ビット・マップ・メモリに波形データが書き込まれている期間中も、該ビット・マップ・メモリからの波形データに応じて、入力信号を表す波形を表示するようにしている。
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２４３８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１で提案された波形表示装置においては、ビットマップ・メモリは、メモリ制御部からの書込み開始信号に応じて書込み動作を開始し、トリガ信号の発生毎にアドレスがリセットされ、波形データが重ね書きされる。このように、ビットマップ・メモリの記憶内容が消去されず、重ね書きを繰り返している期間中においては、クロック信号に応じて常に入力信号を捕捉し、入力信号の捕捉漏れは生じない。
【００１２】
ユーザにより設定された所定期間、書込み動作を繰り返した後、最初のトリガ信号により書込み動作を停止し、ビットマップ・メモリに蓄積された波形データを表示メモリに転送するための転送期間が設けられる。さらに、その後、ビットマップ・メモリの内容を総て消去するための消去期間も設けられる。その直後、書込み開始信号に応じて再度書込み動作が開始され、以下同様の動作が繰り返される。
【００１３】
特許文献１の波形表示装置では、ビットマップ・メモリに書込み動作中でも、同時に表示器に入力信号の蓄積波形を表示することができ、書込み開始から波形データの転送動作までの期間を十分長く設定することにより、極めて発生頻度の低い異常波形を捕捉できる可能性を高めることができる。
【００１４】
しかしながら、特許文献１の波形表示装置では、ビットマップ・メモリから表示メモリに転送する必要があり、そのための構成及び制御が複雑になるという問題がある。さらに、ビットマップ・メモリへの波形データの書込み動作が繰り返されるとき、波形データを表示メモリに転送する転送期間と、ビットマップ・メモリの内容を総て消去する消去期間とを設けなければならない。これらの転送期間と消去期間の存在により、波形表示上のデッドタイムが発生し、このデッドタイムの発生は、リアルタイム表示に障害となっている。
【００１５】
そこで、本発明は、信号波形の取りこぼしを無くし、波形表示の更新を高速化でき、しかも、全くデッドタイムを発生させること無くリアルタイム表示を実現し、さらには、外部信号による輝度情報の表示をも実現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】
【００１６】
上述した課題を解決するために、本発明の波形表示装置では、入力信号をデジタル化して波形データを生成する波形データ生成手段と、生成された前記波形データに基づいて信号波形を画像表示する表示器と、フレーム期間毎に前記波形データを夫々記憶できるビットマップ形式の第１及び第２記憶手段と、前記第１及び第２記憶手段の各々に対して、前記フレーム期間毎に前記波形データの書込み動作と、書き込まれた該フレーム期間の該波形データの読出し動作とを交互に繰り返して行い、前記第１記憶手段又は前記第２記憶手段に、前記フレーム期間毎の前記波形データを前記画像表示に係るビットマップの横軸及び縦軸に対応付けて書き込むとともに、前記第１記憶手段と第２記憶手段とから該フレーム期間の前記波形データを交互に順次読み出し、該読み出した前記波形データを前記表示器に出力して、前記信号波形を画像表示させる制御手段とを備えた。
【００１７】
そして、前記制御手段は、前記フレーム期間毎に、前記波形データを前記第１記憶手段と前記第２記憶手段とに交互に書き込むとき、当該フレーム期間中に発生したトリガ信号に応じて、前記画像表示の１画像に対応する前記波形データを前記第１記憶手段又は前記第２記憶手段に書き込むこととした。
【００１８】
前記制御手段は、前記フレーム期間中に複数発生したトリガ信号毎に、前記画像表示の１画像に対応する前記波形データを前記第１及び第２記憶手段に重ね書きするものとし、さらに、前記画像表示の１画像に対応する前記波形データを前記第１及び第２記憶手段に重ね書きするとき、前記第１及び第２記憶手段に書き込まれた前記画像における当該ドットに対応する波形データ値を読み出し、該波形データに対して重ね書きされる波形データ値を加算して当該ドットに対応する波形データとして書き込むようにした。
【００１９】
また、前記制御手段は、前記画像表示の１画像に対応する前記波形データを前記第１及び第２記憶手段に重ね書きするとき、前記第１及び第２記憶手段に書き込まれた前記画像における当該ドットに対応する前記波形データ値を読み出し、当該波形データ値から所定値を減算して当該ドットに対応する波形データとして書き込むようにした。
【００２０】
また、前記波形表示装置において、前記波形データ生成手段は、第１及び第２入力信号を夫々デジタル化して第１及び第２データを生成し、前記制御手段は、前記第１データを前記横軸の座標値とし、前記第２データを前記縦軸の座標値として、前記画像表示に係る画像のドットに対応付けた前記波形データを前記第１及び第２記憶手段に書き込むこととした。
【００２１】
そして、前記制御手段は、前記フレーム期間毎における前記第１及び第２記憶手段への前記波形データの書込み可能期間を前記信号波形の表示状態に応じて制限することができ、さらに、前記書込み可能期間の長さを前記フレーム毎に変更できるようにした。
【００２２】
また、前記波形データ生成手段は、第３入力信号をデジタル化して第３データを生成するようにして、前記制御手段は、前記波形データ毎に、前記第３データによる加算値を変化させて輝度変調を行えることとした。
【発明の効果】
【００２３】
以上の様に、本発明による波形表示装置の構成としたことにより、デジタル化された波形データが、連続して第１記憶手段と第２記憶手段とに交互にビットマップ形式で直接書き込まれ、この書き込まれた波形データをそのままの状態で波形表示されるので、アクイジションメモリを使用することなく、さらに、制御手段内に表示用のメモリも不要となって、波形データの書込み動作及び読出し動作に係る制御や、波形表示のための制御を簡単化できる。
【００２４】
そして、波形データが、波形表示画像の形式で直接メモリ上に書き込まれ、波形表示のためのソフトウエアによる制御処理を待つことなく、波形データが書き込まれた後直ちに次のトリガ信号を待受けることができるので、高速に波形表示の更新を行うことができ、デジタルオシロスコープでありながら、アナログオシロスコープにおける表示状態に近づけることができる。しかも、波形データの書込み動作と読出し動作を第１記憶手段と第２記憶手段とで交互に、かつ、切れ目なく実行できることから、全くデッドタイムを発生させることなく、リアルタイム表示を実現できる。
【００２５】
また、本発明の波形表示装置では、第１及び第２入力信号を夫々デジタル化した第１及び第２データを生成し、該第１データを表示画像の横軸の座標値とし、該第２データをその縦軸の座標値として、画像表示に係る画像のドットに対応付けて波形データを第１及び第２記憶手段に書き込まれるようにしたので、書込み基点となるトリガ信号を不要とし、直接に波形表示画像をメモリに書き込む形式となり、波形データの書込み動作及び読出し動作に係る制御、波形表示のための制御を簡単化できる。しかも、メモリ長による波形表示の途切れが発生せず、階調表示を実現できる。
【００２６】
さらに、第１及び第２入力信号による第１及び第２データとともに、第３入力信号をデジタル化した第３データを生成し、第１及び第２データに基づく波形データ毎に、該第３データによる値を加算することにより、波形データに対して外部入力信号による輝度変調を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の波形表示装置に関する実施形態について、図を参照しながら説明する。図１乃至図７には、本発明の波形表示装置の第１実施形態が示され、図８乃至図１１には、本発明の波形表示装置の第２実施形態が示されている。
【００２８】
先ず、図１には、第１実施形態による波形表示装置の概略的構成がブロックで示されている。本実施形態の波形表示装置は、入力増幅器１、ＡＤ変換器２、メモリＡ３１、メモリＢ３２、表示制御部４１、表示器５、そして、メモリ制御部６１を備えている。図１に示された本実施形態の波形表示装置は、図１２に示された従来の波形表示装置の構成と比較して、入力増幅器１に入力されたアナログ入力信号をＡＤ変換器２でデジタル化された波形データを表示制御して表示する基本的な動作の点では同様であるが、本実施形態の波形表示装置では、アクイジションメモリを備えてなく、この代わりに、ビットマップ形式の第１記憶手段と第２記憶手段として、ビットマップ・メモリであって、同じ書込み容量を有するメモリＡ３１とメモリＢ３２とが備えられていることが従来の波形表示装置と異なっている。
【００２９】
そして、メモリＡ３１とメモリＢ３２とがビットマップ形式とされていることにより、メモリ制御部６１が、デジタル化された入力信号の波形データを、表示器５の表示画面における画像の横軸及び縦軸に対応させて、直接書き込むようにし、メモリ制御部６１は、波形データの書き込み直後に、書き込まれた波形データをメモリＡ又はＢから読み出して、表示制御部４１に出力し、表示器５に波形表示する。この様な波形データの書込み方式を採用しているので、表示器５に波形表示するための特別な制御処理を必要とせず、メモリＡ又はＢから読み出された波形データを順次に表示すればよいので、表示制御部４１内に表示メモリを備える必要がなくなり、その制御も簡単化できる。
【００３０】
図２に、本実施形態の波形表示装置に備えられたメモリＡ３１及びメモリＢ３２への書込み動作及びそれらからの読出し動作に関する基本的制御の様子がタイムチャートで示されている。図２のａ）は、フレーム期間について、同ｂ）は、メモリＡの読出し又は書込み期間について、そして、同ｃ）は、メモリＢの読出し又は書込み期間について示している。ここで、フレーム期間は、Ｆ１、Ｆ２、・・・の記号で表し、読出し期間については、Ｒの記号が付され、そして、書込み期間については、Ｗの記号が付されている。なお、以降に説明されるタイムチャート図においても同様である。
【００３１】
図２のａ）に示されるように、表示器５の表示画面に表示される１画像に対応して、一定長さのフレームに区分されたフレーム期間Ｆ１、Ｆ２、・・・に従って、メモリＡ又はメモリＢの波形データ書込み又は読出し動作が行なわれる。図２では、フレーム期間Ｆ１乃至Ｆ３が代表的に表されており、各期間は、同じ長さであり、例えば、時間ｔ１から時間ｔ２までが１フレームになっている。
【００３２】
時間ｔ１から時間ｔ２までのフレーム期間Ｆ１において、メモリ制御部６１は、取り込んだ波形データをメモリＡに書き込み、メモリＢに対しては、該メモリＢに記憶されていた波形データをラスタ状に順次読み出し、表示制御装置４１に出力する。次いで、時間ｔ２になったとき、時間ｔ３までのフレーム期間Ｆ２において、メモリ制御部６１は、メモリＡに対しては、読出し動作を行い、フレームＦ１で書き込まれた波形データをラスタ状に順次読み出して、表示制御部４１に出力する。このとき、メモリＢに対しては、書込み動作を行い、取り込んだ波形データを書き込むようにする。時間ｔ３以降においても、この様な書込み動作と読込み動作がメモリＡとメモリＢとに交互に繰り返される。
【００３３】
この様に、メモリ制御部６１によって、ＡＤ変換器２から取り込まれた波形データは、フレーム期間毎に、メモリＡ又はメモリＢに対して交互に書き込まれ、波形データの取りこぼしをなくし、メモリＡ又はメモリＢに波形データの書込み動作が行なわれないフレーム期間においては、書き込まれた波形データが読み出される読出し動作が行なわれるようにした。そのため、波形データの取り込みにおいて、連続して表示処理を行なうことができ、従来の波形表示装置で発生していたようなデッドタイムが無くなる。
【００３４】
ここで、各フレーム期間における波形データのメモリＡ又はメモリＢに対する書込み動作の様子を、図３に示した。図３には、１フレーム期間分の波形データが書き込まれる様子が示され、マトリックス状の升目は、ビットマップ・メモリであるメモリＡ又はメモリＢのメモリ構造を模式的に表現している。同図の横方向は、メモリのビットマップの横軸に対応し、メモリアドレスを示し、縦方向は、表示画面の画像のＹ軸に対応していることを示している。従って、このマトリックス状の升目は、画像の画素（ドット）に対応している。
【００３５】
１フレーム毎に、表示器５の表示画面に表示される１画像が生成され、この１画像は、当該フレーム中に発生する複数のトリガ信号に応じて、その都度波形データがビットマップ・メモリに上書きされて生成される。図３では、この上書きされていく様子が、トリガ信号の発生順に、メモリ書込み状態Ｍ１、Ｍ２、・・・として、表現されている。
【００３６】
例えば、メモリ書込み状態Ｍ１では、フレーム期間内で、最初のトリガ信号に応じて、波形データが書き込まれた状態が示され、メモリ書込み状態Ｍ２では、２番目のトリガ信号に応じて、波形データが上書きされた状態が示されている。ここで、各状態における升目の空白は、波形データが「０」を意味し、数値１は、波形データが「１」であることを示している。メモリ書込み状態Ｍ１において「１」であり、メモリ書込み状態Ｍ２では、同じ箇所が「２」になっている場合には、波形データが上書きされており、表示画面上では、数値が増えた分だけ、当該ドットにおける輝度が強く表示される。
【００３７】
図３に示されるように、フレーム毎に、波形データが直接メモリＡ又はメモリＢに書き込まれ、そして、フレーム期間内に順次発生した複数のトリガ信号毎に波形データを上書きして記憶するようにしたので、最後のトリガ信号に応じて書き込まれたデータをフレーム期間内に生成される画像に関する画像データとすることができ、次のフレーム期間において、そのままデータをラスタ状に順次読み出すだけで、特別な表示処理を施すことなく、読出しデータを表示器に直接出力することができ、表示制御を簡単化できる。
【００３８】
次に、メモリ制御部６１によるメモリＡとメモリＢに対する波形データの書込み動作及び読出し動作の詳細について、図４のタイムチャート図を参照して説明する。図４のａ）は、フレーム期間を示し、図４のｂ）は、メモリ制御部６１に入力されるトリガ信号の発生状況を示している。同ｃ）は、メモリＡに対する書込み期間中の書込みゲート信号を示し、同ｄ）は、メモリＡの読出し又は書込み期間を表している。また、同ｅ）は、メモリＢの読出し又は書込み期間を表し、同ｆ）は、メモリＢに対する書込み期間中の書込みゲート信号を示している。そして、同ｇ）は、トリガ信号の待ち受け可能状態、即ち、メモリＡ及びメモリＢに波形データを書き込むことが可能な状態を示すトリガイネーブル信号を表している。
【００３９】
ここで、図４において、ａ）のフレーム期間、ｄ）のメモリＡのＲ／Ｗ期間及びｅ）のメモリＢのＲ／Ｗ期間は、図２におけるａ）のフレーム期間、ｂ）のメモリＡのＲ／Ｗ期間及びｃ）のメモリＢのＲ／Ｗ期間と同様である。
【００４０】
各フレーム期間において、メモリ制御部６１がメモリＡ又はメモリＢにＡＤ変換器２から取り込んだ波形データを書き込むタイミングは、メモリ制御部６１へのトリガ信号の入力によって決まり、トリガ信号が入力された時点から書込みを開始し、メモリＡ及びメモリＢのメモリ長分の波形データが書き込まれる。そして、この書込み開始からメモリ長分の書込み動作が終了するまでは、当該書込み開始のトリガ信号の後に入力されるトリガ信号では、書込み動作を禁止するようにする。
【００４１】
例えば、フレーム期間Ｆ１では、メモリＡのＲ／Ｗ期間は、書込み動作Ｗが行なわれることになっており、トリガ信号が、時間ｔ１に入力された場合、メモリ制御部６１において、メモリＡのゲート信号が出力され、ＡＤ変換器２から波形データを取り込み、メモリＡに波形データの書込みを開始する。そして、この書込み動作は、メモリ長分の波形データの書込み完了まで行なわれ、時間ｔ２で終了する。この書込み動作は、図３における波形データ書込み状態Ｍ１に相当する。ここで、時間ｔ２以前に、次のトリガ信号が入力されても、メモリ長分の書込み動作中であるので、このトリガ信号によっては、書込み動作を開始しない。そこで、時間ｔ２において、トリガイネーブル信号をトリガ信号の待ち受け可能状態に設定する。
【００４２】
次いで、時間ｔ３において、トリガ信号が入力されると、トリガイネーブル信号は、トリガ信号の待ち受け禁止状態に設定されるとともに、波形データの書込み動作が開始される。そして、時間ｔ４において、メモリ長分の波形データの書込みが完了して、書込み動作を終了し、トリガイネーブル信号をトリガ信号の待ち受け可能状態に設定する。この状態が、図３の波形データ書込み状態Ｍ２に相当している。
【００４３】
フレーム期間Ｆ１における時間ｔ４以降の波形データの書込み動作は、上述の手順が繰り返され、フレーム期間Ｆ１に係る画像データが生成される。メモリＡに関しては、時間ｔ６で、フレーム期間Ｆ１に続くフレーム期間Ｆ２に移行し、このフレーム期間Ｆ２では、読出し動作Ｒが行われる。そこで、このフレーム期間Ｆ１で生成された画像データは、メモリ制御部６１によって、ラスタ状に順次読み出されて、表示制御部４１に送出され、表示器５の画面に表示される。
【００４４】
一方、メモリＢに関して、フレーム期間Ｆ１では、読出し動作Ｒが行なわれているが、時間ｔ６でフレーム期間Ｆ２に移行すると、書込み動作Ｗが行なわれる。メモリＢに対する書込み動作は、メモリＡに対する書込み動作と同様の手順で行なわれる。トリガイネーブル信号が、トリガ信号の待ち受け可能状態にあるとき、例えば、トリガ信号が時間ｔ７に入力されると、メモリ制御部６１は、メモリＢのゲート信号を出力して、メモリＢに対して書込み動作を開始する。この書込み動作は、メモリ長分の波形データの書込み完了まで行なわれ、時間ｔ８で終了する。この書込み動作は、図３における波形データ書込み状態Ｍ１に相当する。
【００４５】
フレーム期間Ｆ２における時間ｔ８以降の波形データの書込み動作は、上述の手順が繰り返され、フレーム期間Ｆ２に係る画像データが生成される。メモリＢに関しては、時間ｔ１３で、フレーム期間Ｆ２に続くフレーム期間Ｆ３に移行し、このフレーム期間Ｆ３では、読出し動作Ｒが行われる。そこで、このフレーム期間Ｆ２で生成された画像データは、メモリ制御部６１によって、ラスタ状に順次読み出されて、表示制御部４１に送出され、表示器５の画面に表示される。
【００４６】
以上のようにして、メモリＡとメモリＢに対して、書込み動作Ｗと読出し動作Ｒとが順に交互に繰り返されることによって、波形データの取りこぼしがなく、デッドタイムを発生させることがなくなる。次に、上述した書込み動作Ｗに関する詳細な制御について、図５のタイムチャート図を参照して説明する。
【００４７】
図５のａ）は、ＡＤ変換器２に供給されるクロック信号を示し、同ｂ）は、図４のｇ）に示されたトリガイネーブル信号の一部を示し、同ｃ）は、図４のｂ）に示されたトリガ信号の一部を示し、そして、同ｄ）は、図４のｃ）又はｆ）のゲート信号を示している。さらに、同ｅ）は、メモリ制御部６１内に備えられているアドレスカウンタから出力されるアドレス信号を示している。
【００４８】
トリガイネーブル信号が、トリガ信号の待ち受け可能状態にあるとき、トリガ信号が、時間ｔ１に入力されると、トリガイネーブル信号は、トリガ信号の待ち受け禁止状態に転じ、書込みゲート信号が出力され、アドレスカウンタが起動される。そこで、アドレスカウンタは、時間ｔ２におけるクロック信号からカウントを開始し、書込みゲート信号が出力されている間、カウントし続ける。
【００４９】
この書込みゲート信号の出力期間は、メモリ長に設定されており、アドレスカウンタは、クロック信号をカウントする毎に、順次アドレス値ａ１、ａ２、ａ３、・・・を出力する。このアドレス信号のアドレス値は、図３に示されるように、メモリのアドレスに対応している。メモリ制御部６１による波形データのメモリＡ又はメモリＢへの書込み動作において、ＡＤ変換器２から出力される波形データが、出力されるアドレス信号に従って、クロック信号に同期し、メモリの各ドットに対応して書き込まれていく。
【００５０】
次に、ＡＤ変換器２から取り込まれた波形データが、上述のように出力されたアドレス信号に従って、メモリＡ及びメモリＢに書き込まれるときの詳細動作について、図６を参照して説明する。図６のおいては、代表的に一部を示したものであり、図６のａ）は、図５のａ）のクロック信号と同様の書込みクロック信号を示し、クロック信号の各々が、表示画像の１ドット、即ち、図３に示されたビットマップ・メモリの１目に対応していることを表している。同ｂ）は、図５のｅ）に示された書込みゲート信号が出力されているときのアドレス信号を示し、同ｃ）は、アドレス信号のアドレス値に対応した位置のメモリから読み出された読出しデータを示し、そして、同ｄ）は、アドレス信号のアドレス値に対応した位置のメモリに書き込まれる書込みデータを示している。
【００５１】
トリガ信号が入力され、書込みゲート信号が出力されると、時間ｔ１において、アドレスカウンタが書込みクロック信号のカウントを開始する。アドレスカウンタがアドレス信号ａ１を出力すると、メモリ制御部６１は、クロック信号の前半周期において、出力されたアドレス信号に対応したメモリに記憶されているデータ値ｄ１を読み出す。そして、時間ｔ２からの当該クロック信号の後半周期において、この読み出したデータ値ｄ１に、ＡＤ変換器２から取り込んだ１個の波形データのデータ値ｄｘを加算して、データ値ｄ１＋ｘの波形データを書き込むことにより、データの上書きを行う。
【００５２】
アドレス信号に従ったメモリＡ及びメモリＢへの波形データの書込み動作では、クロック信号毎に、記憶されているデータの読出しと、取り込んだ波形データのデータ値を加算したデータの書込みとが繰り返される。これは、ゲート信号が出力されている期間中続行される。例えば、読み出されたデータ値ｄ１が０であり、取り込んだ波形データのデータ値が１であるときには、書き込まれるデータ値は、１となる。或いは、読み出されたデータ値ｄ１が１であり、取り込んだ波形データのデータ値が１であるときには、書き込まれるデータ値は、２となる。また、取り込んだ波形データのデータ値が０であるときには、書き込まれるデータ値は、読み出されたデータ値そのままとなる。このデータ値が、加算される程、このデータに係る表示ドットの輝度が強くなる。
【００５３】
次に、メモリ制御部６１によるメモリＡ及びメモリＢからの波形データの読出しの詳細動作について、図７を参照して説明する。図７のおいては、代表的に一部を示したものであり、図７のａ）は、図５のａ）のクロック信号と同様の読出しクロック信号を示し、クロック信号の各々が、表示画像の１ドット、即ち、図３に示されたビットマップ・メモリの１目に対応している。同ｂ）は、図５のｄ）及びｅ）に示された読出し動作Ｒの期間に出力されるアドレス信号を示し、同ｃ）は、アドレス信号のアドレス値に対応した位置のメモリから読み出された読出しデータを示し、そして、同ｄ）は、アドレス信号のアドレス値に対応した位置のメモリに書き込まれる書込みデータを示している。同ｅ）は、メモリＡ及びメモリＢからアドレス信号に従って読み出され、表示制御部４に出力される読出し出力データを示している。
【００５４】
図５のｄ）及びｅ）に示されるように、書込み動作のフレーム期間から読出し動作のフレーム期間に移行したとき、時間ｔ１において、順次読出し用のラスタアドレスカウンタが読出しクロック信号のカウントを開始する。ラスタアドレスカウンタがアドレス信号ｂ１を出力すると、メモリ制御部６１は、読出しクロック信号の前半周期において、出力されたアドレス信号に対応したメモリに記憶されているデータ値ｄ１を読み出す。そして、当該クロック信号の後半周期において、読み出した当該データ値ｄ１が、読出し出力データとして、表示制御部４１に出力される。次の時間ｔ３における読出しクロック信号においても、同様に、ラスタアドレスカウンタがアドレス信号ｂ２を出力すると、データ値ｄ２が読み出され、出力される。
【００５５】
一方、表示器５における表示画像において、波形の残光処理を施したいときには、図７のｄ）に示されるように、同ｃ）で読み出したデータ値から所定データ値ｄｘを減算して、データ値ｄ１−ｘの波形データを書き込むことによって、データの上書きを行うようにする。波形の残光処理を施さない場合には、図７のｄ）に示される書込みデータによる書込み動作を行わないようにするか、或いは、減算する所定データ値ｄｘを０としておくこともできる。
【００５６】
以上に説明したように、本実施形態による波形表示装置によれば、デジタル化された波形データが、連続してビットマップ形式のメモリＡとメモリＢとに交互に直接書き込まれ、この書き込まれた波形データをラスタ状に順次に読み出すことにより、読み出されたデータがそのまま、表示データとして表示処理されるので、アクイジションメモリを使用する必要がなくなり、さらに、制御手段内に表示用のメモリも不要となって、波形データの書込み動作及び読出し動作に係る制御や、波形表示のための制御を簡単化できる。
【００５７】
そして、波形データが、波形表示画像の形式で直接メモリ上に書き込まれ、波形表示のためのソフトウエアによる制御処理を待つことなく、波形データが書き込まれた後直ちに次のトリガ信号を待ち受けることができるので、高速に波形表示の更新を行うことができ、アナログオシロスコープにおける表示状態に近づけることができる。また、波形データの書込み動作と読出し動作をメモリＡとメモリＢとで交互に、かつ、切れ目なく実行できることから、全くデッドタイムを発生させることなく、リアルタイム表示を実現できる。
【００５８】
次に、図８乃至図１１を参照しながら、本発明の波形表示装置の第２実施形態について説明する。図８には、第２実施形態による波形表示装置の概略的構成がブロックで示されている。本実施形態の波形表示装置は、図１に示された第１実施形態の波形表示装置とは異なり、入力信号Ｓ（ｘ）と入力信号Ｓ（ｙ）を入力とする入力増幅器１１及び１２と、これらの入力信号をデジタル化するＡＤ変換器２１及び２２と備えている。メモリＡ３１、メモリＢ３２、表示制御部４２、表示器５、そして、メモリ制御部６２を備えている点では、第２実施形態は、第１実施形態の場合と同様である。
【００５９】
第２実施形態の波形表示装置では、メモリＡ３１とメモリＢ３２とがビットマップ・メモリが採用されていることは、第１実施形態の場合と同様であるが、メモリ制御部６２が、デジタル化された入力信号Ｓ（ｘ）及びＳ（ｙ）によるデータを、表示器５の表示画面における画像の横軸（Ｘ軸）及び縦軸（Ｙ軸）の座標に対応させて、ビットマップ・メモリに書き込むようにしている。メモリ制御部６２は、フレーム期間毎に、入力信号Ｓ（ｘ）及びＳ（ｙ）に係るデータの書き込み直後に、書き込まれた波形データをメモリＡ又はＢから読み出して、表示制御部４１に出力し、表示器５に波形表示する。
【００６０】
本実施形態の波形表示装置に備えられたメモリＡ３１及びメモリＢ３２への書込み動作及びそれらからの読出し動作に関する基本的制御は、第１実施形態の場合と同様に、図２に示されたタイムチャートで実行される。図２のａ）に示されるように、表示器５の表示画面に表示される１画像に対応して、一定長さのフレームに区分されたフレーム期間Ｆ１、Ｆ２、・・・に従って、メモリＡ又はメモリＢの波形データ書込み又は読出し動作が行なわれる。
【００６１】
次に、メモリ制御部６２によるメモリＡとメモリＢに対する入力信号データの書込み動作及び読出し動作の詳細について、図９のタイムチャート図を参照して説明する。図９のａ）は、図２のａ）と同様に、フレーム期間を示し、図９のｂ）は、メモリへの書込みイネーブル信号を示している。同ｃ）は、メモリＡに対する書込み期間中の書込みゲート信号を示し、同ｄ）は、メモリＡのＲ／Ｗ期間を表している。また、同ｅ）は、メモリＢのＲ／Ｗ期間を表し、同ｆ）は、メモリＢに対する書込み期間中の書込みゲート信号を示している。
【００６２】
ここで、図９において、ａ）のフレーム期間、ｄ）のメモリＡのＲ／Ｗ期間及びｅ）のメモリＢのＲ／Ｗ期間は、図２におけるａ）のフレーム期間、ｂ）のメモリＡのＲ／Ｗ期間及びｃ）のメモリＢのＲ／Ｗ期間と同様である。
【００６３】
各フレーム期間において、メモリ制御部６２がメモリＡ又はメモリＢにＡＤ変換器２から取り込んだ入力信号に係るデジタルデータを書き込むタイミングは、第１実施形態の場合と異なり、書込みイネーブル信号を常にハイレベル「Ｈ」に出力させ、随時書き込める状態にしておく。メモリ制御部６２は、メモリＡ又はメモリＢの読出し動作のフレーム期間から書込み動作のフレーム期間に移行したとき、メモリＡ又はメモリＢへのデジタルデータの書込みを開始し、１フレーム期間中で、表示器５における表示画面の１画像分のデータを書き込む。第１実施形態の場合のように、書込み開始がトリガ信号によらないために、書込みイネーブル信号を常にハイレベル「Ｈ」に出力させることとなる。
【００６４】
例えば、フレーム期間Ｆ１では、メモリＡのＲ／Ｗ期間は、書込み動作Ｗが行なわれることになっており、メモリ制御部６２は、時間ｔ１において、書込み動作Ｗを開始し、メモリＡに対して、取り込んだ入力信号Ｓ（ｘ）のデジタルデータに基づいて、表示画面の画像におけるＸ軸座標に対応付け、そして、取り込んだ入力信号Ｓ（ｙ）のデジタルデータに基づいて該画像のＹ軸座標に対応付けて、ビットマップ・メモリ上で特定される記憶箇所に、例えば、データ値１のデータを書き込む。この書込み動作は、フレーム期間が切り替わるまで行なわれて、時間ｔ２で終了し、１画像分の画像データがメモリＡに記憶される。
【００６５】
次いで、時間ｔ２において、フレーム期間Ｆ１からフレーム期間Ｆ２に切り替えられて移行されると、メモリＡに関しては、Ｒ／Ｗ期間が書込み動作期間からデータ読出し期間に移行し、このフレーム期間Ｆ２では、メモリＡに対して読出し動作Ｒが行われる。そこで、このフレーム期間Ｆ１で生成された画像データは、メモリ制御部６１によって、メモリＡからラスタ状に順次読み出されて、表示制御部４１に送出され、表示器５の画面に表示される。
【００６６】
一方、メモリＢに関して、フレーム期間Ｆ１では、読出し動作Ｒが行なわれているが、時間ｔ２でフレーム期間Ｆ２に移行すると、書込み動作Ｗが行なわれる。メモリＢに対する書込み動作は、メモリＡに対する書込み動作と同様の手順で行なわれる。メモリＢに対して、取り込んだ入力信号Ｓ（ｘ）のデジタルデータに基づいて、表示画面の画像におけるＸ軸座標に対応付け、そして、取り込んだ入力信号Ｓ（ｙ）のデジタルデータに基づいて該画像のＹ軸座標に対応付けて、ビットマップ・メモリ上で特定される記憶箇所に、例えば、データ値１のデータを書き込む。この書込み動作は、時間ｔ３で、フレーム期間Ｆ２がフレーム期間Ｆ３に切り替わるまで行なわれ、１画像分の画像データがメモリＢに記憶される。
【００６７】
フレーム期間Ｆ２に係る画像データが生成されると、メモリＢに関しては、時間ｔ３で、フレーム期間Ｆ２に続くフレーム期間Ｆ３に移行し、このフレーム期間Ｆ３では、読出し動作Ｒが行われる。そこで、このフレーム期間Ｆ２で生成された画像データは、メモリ制御部６１によって、ラスタ状に順次読み出されて、表示制御部４１に送出され、表示器５の画面に表示される。
【００６８】
以上のように、第２実施形態による波形表示装置では、第１入力信号として入力信号Ｓ（ｘ）を入力し、第２入力信号として入力信号Ｓ（ｙ）を入力し、夫々の入力信号をデジタル化して、２つのデジタルデータを生成し、一方のデジタルデータを表示画像の横軸の座標値とし、他方のデジタルデータをその縦軸の座標値として、画像表示に係る画像のドットに対応付けて画像データをメモリＡ又はメモリＢに交互に書き込まれるようにし、片方のメモリに関して書込み動作が行なわれているときには、他方のメモリに対して、読出し動作が行なわれるため、書込み動作の書込み基点となるトリガ信号が不要となる。また、直接に波形表示画像をメモリに書き込む形式となるので、波形表示用データの書込み動作及び読出し動作に係る制御、波形表示のための制御を簡単化できる。しかも、メモリ長による波形表示の途切れが発生せず、階調表示を実現できる。  
【００６９】
以上に説明した第１実施形態の波形表示装置では、書込みイネーブル信号が、常に書込み可能状態を保持していた。しかし、常に書込み可能な状態が保持されていると、表示画面に表示される波形が、画面に部分的に偏って、或いは、密集してしまうことがある。この様な波形の表示状態になると、その波形部分が面状に、輝度が強くなって、結果として、表示される波形が不鮮明となり、或いは、波形が潰れたものとなる。
【００７０】
そこで、この様な波形の表示状態を避けるための方策として、データ数を減らすこととし、書込みイネーブル信号を常に書込み可能状態とするのではなく、書込みイネーブル信号の書込み可能状態を部分的に制限するようにした。この書込み可能状態を部分的に制限した場合の書込み動作又は読出し動作のタイムチャートが、図１０に示される。
【００７１】
図１０では、図９のタイムチャートと同様に、図１０のａ）は、フレーム期間を示し、同ｂ）は、メモリへの書込みイネーブル信号を示している。同ｃ）は、メモリＡに対する書込み期間中の書込み期間を示し、同ｄ）は、メモリＡのＲ／Ｗ期間を表している。また、同ｅ）は、メモリＢのＲ／Ｗ期間を表し、同ｆ）は、メモリＢに対する書込み期間中の書込み期間を示している。
【００７２】
図１０のタイムチャートにおいて、図９のタイムチャートと異なるところは、ｂ）の書込みイネーブル信号が、例えば、フレーム期間Ｆ１では、時間ｔ１から時間ｔ２まで、フレーム期間Ｆ２では、時間ｔ３から時間ｔ４までというように、部分的に書込み可能状態の期間が制限されていることである。図１０のｂ）に示されるように、書込み期間が制限されることによって、当該フレーム期間がメモリＡ又はメモリＢに対する書込み期間Ｗであっても、メモリＡ又はメモリＢに書き込まれるデータ数も制限され、フレーム期間の全期間に渡って取り込まれたデジタルデータより減少する。
【００７３】
そのため、表示画面に表示される波形が、画面に部分的に偏って、或いは、密集してしまう場合でも、この様な波形の表示状態を制限すると、その波形部分が面状に、輝度が弱められて、結果として、表示される波形が潰れることなく、鮮明となる。なお、図１０では、書込みイネーブル信号の書込み可能期間の長さは、各フレーム期間で同一としたが、この書込み可能期間の長さは、ユーザによって、任意の大きさに変更されてもよく、また、フレーム期間毎にその長さを変更するようにしてもよい。
【００７４】
次に、第２実施形態の波形表示装置に係る変形例による構成が、図１１にブロック図で示されている。この変形例による波形表示装置の構成は、図８に示された波形表示装置を基本構成としているが、入力信号として、入力信号Ｓ（ｘ）と入力信号Ｓ（ｙ）のほかに、入力信号Ｓ（ｚ）が入力されるようになっている。この入力信号Ｓ（ｚ）の入力によって、入力信号Ｓ（ｘ）と入力信号（ｙ）とに基づいて生成される画像データに対して、外部輝度変調を可能にしている。
【００７５】
第２実施形態の変形例による波形表示装置は、図１１に示されるように、入力信号Ｓ（ｘ）、入力信号Ｓ（ｙ）及び入力信号Ｓ（ｚ）を入力とする入力増幅器１１乃至１３と、これらの入力信号をデジタル化するＡＤ変換器２１乃至２３と備えている。メモリＡ３１、メモリＢ３２、表示制御部４３、表示器５、そして、メモリ制御部６３を備えている点では、第２実施形態の場合と同様である。
【００７６】
第２実施形態の変形例による波形表示装置では、入力信号Ｓ（ｘ）と入力信号Ｓ（ｙ）とに基づいて、フレーム期間毎に、メモリＡとメモリＢとに対する書込み動作と読込み動作を交互に実行することにより、表示器５の表示画面に表示する画像データを生成することができ、その処理手順は、図９及び図１０のタイムチャートの場合と同様である。
【００７７】
メモリ制御部６３は、メモリＡ又はメモリＢに対する書込み可能期間において、入力信号Ｓ（ｘ）と入力信号Ｓ（ｙ）とのデジタルデータに基づいて、１ドットに対応するデータを生成するとき、そのデータ値に対して、入力信号Ｓ（ｚ）のデジタルデータのデータ値で重み付けをする。この処理により、フレーム期間に生成される画像データが、入力信号Ｓ（ｚ）によって輝度変調され、波形表示装置における外部輝度変調が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の波形表示装置に係る第１実施形態の構成を説明するブロック図である。
【図２】本実施形態の波形表示装置において採用される波形データに関するメモリへの書込みと読出しの基本動作を説明するタイムチャート図である。
【図３】１フレーム期間内において、波形データがビットマップ・メモリに書き込まれる様子を説明するメモリの模式図である。
【図４】フレーム期間毎における波形データに関するメモリへの書込みと読出しの詳細動作を説明するタイムチャート図である。
【図５】波形データのメモリへの書込み時におけるアドレスカウンタの動作を説明するタイムチャート図である。
【図６】波形データのメモリへの書込み動作を説明するタイムチャート図である。
【図７】波形データのメモリからの読出し動作を説明するタイムチャート図である。
【図８】本発明の波形表示装置に係る第２実施形態の構成を説明するブロック図である。
【図９】全フレーム期間で書込み可能とした場合における波形データに関するメモリへの書込みと読出しの詳細動作を説明するタイムチャート図である。
【図１０】各フレーム期間における書込み期間を制限した場合におけるデータに関するメモリへの書込みと読出しの詳細動作を説明するタイムチャート図である。
【図１１】本発明の波形表示装置に係る第２実施形態の変形例による構成を説明するブロック図である。
【図１２】従来技術による波形表示装置に係る構成を説明するブロック図である。
【図１３】アクイジションメモリへの波形データの書込み動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００７９】
１、１１〜１３    入力増幅器
２、２１〜２３    ＡＤ（アナログ−デジタル）変換器
３    アクイジションメモリ
３１    メモリＡ
３２    メモリＢ
４、４１〜４３    表示制御部
５    表示器
６、６１〜６３    メモリ制御部
７    ＣＰＵ（中央処理部）
【図１】
2006133114.tif 000003
【図２】
2006133114.tif 000004
【図３】
2006133114.tif 000005
【図４】
2006133114.tif 000006
【図５】
2006133114.tif 000007
【図６】
2006133114.tif 000008
【図７】
2006133114.tif 000009
【図８】
2006133114.tif 000010
【図９】
2006133114.tif 000011
【図１０】
2006133114.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2006133114.tif 000014
【図１３】
2006133114.tif 000015