(57)【要約】【課題】本発明は、コヒーレントサンプリング方式によるオシロスコープで、単純繰返し周期波形又はランダムパターン波形の高周波入力信号に対するレプリカ信号をトリガリングできる波形表示トリガシステムを提供する。【解決手段】パルス発生器１からの高周波入力信号Ｓｉがサンプリング回路２で低周波数のレプリカ信号Ｒに変換され、レプリカ信号がディスプレイ装置６に表示される。トリガシステム１０では、レプリカ信号の振幅の中間値が検出され、該中間値が０Ｖになるようにレプリカ信号をレベルシフトし、２乗検波後に、包絡線検波を行い、高域成分を除去した信号を生成し、該波形に基づいてトリガ信号が作成される。制御回路７は、該トリガ信号によりレプリカ信号の表示トリガリング制御を行う。【選択図】　　　図１
2004020274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波入力信号を周波数調整されたサンプリング信号に基づいてサンプリングし、低周波数のサンプリング出力を生成するサンプリング手段と、
前記サンプリング出力からトリガ信号を生成するトリガ生成手段と、
前記トリガ信号に基づいて前記サンプリング出力の波形表示を制御する制御手段とを有する波形表示トリガシステム。
【請求項２】
前記サンプリング信号は、前記入力信号の高周波数が所定の整数で除算され、更にオフセット周波数が加算されて調整された周波数を有することを特徴とする請求項１に記載の波形表示トリガシステム。
【請求項３】
前記トリガ生成手段は、前記サンプリング出力を２乗検波する手段と、該２乗検波された信号から高域成分を除去する手段とを有し、該信号に基づいて前記トリガ信号を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の波形表示トリガシステム。
【請求項４】
前記トリガ生成手段は、前記２乗検波された信号に対して包絡線検波する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の波形表示トリガシステム。
【請求項５】
前記トリガ生成手段は、前記サンプリング出力の信号に対して、検出した該信号の振幅中間値だけレベルシフトした信号を前記２乗検波することを特徴とする請求項３又は４に記載の波形表示トリガシステム。
【請求項６】
前記トリガ生成手段は、前記サンプリング手段で生成されるサンプリング出力をホールドして、前記トリガ信号生成のための前記サンプリング出力とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の波形表示トリガシステム。
【請求項７】
前記高域成分除去手段は、高域除去濾波器であることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載の波形表示トリガシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ高周波入力信号を高時間分解能で観測するためのサンプリング手法を用いた波形表示トリガシステムに関し、特に、アナログ高周波入力信号が単に繰返し周期を有する波形の場合だけでなく、入力のデータ速度が既知であるランダムパターン波形信号の場合にも観測できる波形表示トリガシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のエレクトロニクス技術の進展は著しく、信号の処理スピードもより高速なものとなっている。そこでは、高速現象を観測する必要性も増している。この高速現象を観測する一つの手段として、サンプリングオシロスコープが用いられている。
【０００３】
このサンプリングオシロスコープは、高周波の入力信号を一度相似な低周波の信号に変換して、入力信号の波形としてブラウン管面に表示する観測装置である。このサンプリングオシロスコープは、繰返し現象、例えば、繰返し周期が一定の高周波数の信号を観測するためには、好適な観測装置であり、ブラウン管面上の立上り時間と掃引時間が速く、しかも、観測信号を低速で読み出せるといった特徴を有している。
【０００４】
このサンプリングオシロスコープにおいて、高周波数のアナログ入力信号を低周波数の信号に変換するための手法の一つとして、このアナログ入力信号を所定のサンプリングパルスでサンプリングする等価時間サンプリング手法が挙げられる。
【０００５】
この等価時間サンプリング手法は、サンプリング周期より細かな時間分解能で波形データ収録を可能とするシステムである。等価時間サンプリング手法には、シーケンシャルサンプリング、コヒーレントサンプリング、ランダムサンプリング等の方式があることが知られている。
【０００６】
シーケンシャルサンプリング方式とランダムサンプリング方式は、トリガ発生を契機にしてサンプリングパルスを発生する手法であり、シーケンシャルサンプリング方式の場合は、自走クロックを持たないため、トリガポイント、或いは、それ以前の時間位置波形をサンプリングしようとすると、遅延線を必要とすることによる帯域制限が存在するという欠点があった。
【０００７】
一方、ランダムサンプリング方式は、自走クロックによるプリトリガ機能を持ち、シーケンシャルサンプリング方式の持つ遅延線による帯域眼界があるという要素を持っていないという利点はあるが、しかし、トリガ信号とクロックの時間差を測定する機能が必要なことと、高時間分解能測定を行おうとすると時間窓が狭くなり、有効なデータを得る確率が時間分解能に比例して低下することによって、データ収録時間が増加するという欠点があった。
【０００８】
上述の２方式とは異なり、コヒーレントサンプリング方式が、トリガ信号を必要としないシーケンシャルサンプリング方式として一般に知られている。コヒーレントサンプリング方式は、信号周波数Ｆｓ（＝１／Ｔｓ）に対し適宜コントロールされたクロック周波数Ｆｃ（＝１／Ｔｃ）で入力信号をサンプリングする方式であり、下記式１の関係が成立する。
Ｆｃ／Ｆｓ＝Ｔｓ／Ｔｃ＝Ｎ／Ｍ　　　　　　　　　　　　　　式１
ただし、Ｍは、信号１周期におけるデータ取得数、Ｎは、データを取得するのに要する信号周期数であり、ＭとＮは、互いに素の関係にある整数である。
【０００９】
この種のコヒーレントサンプリング方式を用いたオシロスコープのブロック構成例を図９に示した。同図においては、オシロスコープへのアナログ入力信号源として、パルス発生器１が接続されており、このパルス発生器１が出力する信号波形をオシロスコープで観測するものとし、このとき、入力信号の時間軸を引き伸ばした形式でオシロスコープのディスプレイ装置に表示するものとする。
【００１０】
図９に示したオシロスコープは、サンプリング回路２と、サンプリングパルス発生器３と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）４と、波形メモリ５と、ディスプレイ装置６と、そして制御回路７とから構成されている。ここで、サンプリング回路２とサンプリングパルス発生器３とで、オシロスコープのコヒーレントサンプリング装置を形成している。
【００１１】
パルス発生器１から入力された高周波入力信号の波形をディスプレイ装置６に表示するときには、先ず、入力信号は、サンプリング回路２に入力され、サンプリングパルス発生器３から出力されるサンプリングパルスのタイミングでサンプリングされる。次いで、サンプリング回路２で低周波に変換されたサンプリング出力は、Ａ／Ｄ変換器４でアナログ−ディジタル変換され、そのサンプリングデータが波形メモリ５に記憶される。そこで、制御回路７は、表示すべきサンプリングデータを波形メモリ５から読み出し、ディスプレイ装置６に波形の表示をさせる。
【００１２】
図９に示したコヒーレントサンプリング装置におけるコヒーレントサンプリングの取出し原理を説明するため、図１０に、高周波入力信号波形と、サンプリングパルスとの関係を模式的に示した。図１０において、実線が、パルス発生器１から入力される高周波入力信号Ｓｉを示し、矢印が、サンプリングパルス発生器３からサンプリング回路２に供給されるサンプリングパルスＰＳｎを示している。図中では、ｎ＝１〜７の場合を表している。
【００１３】
そして、図中の黒点は、入力信号ＳｉをサンプリングパルスＳＰｎのタイミングにおいてサンプリングした入力信号Ｓｉの波形上の位置を示しており、この位置に係る波形データがサンプリング出力波形（この信号を、以降、レプリカ信号という。）となる。この離散的なサンプリング出力がディジタル化されて波形メモリ５に記憶される。図中に示した破線は、レプリカ信号Ｒに相当しており、高周波入力信号Ｓｉが、このサンプリングによって、該高周波数より低い周波数の信号に変換されている。
【００１４】
ここで、離散的なサンプリング出力の並べ替えを行わないで、図１０に示されるようなサンプリングパルスＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、…の順でパルス発生器１からの入力信号Ｓｉの波形のレプリカを再現するためには、パルス発生器１からの入力信号Ｓｉにおける周波数の整数分の１に、わずかなオフセット周波数を加えた値をサンプリングパルス発生器３のクロック周波数とし、各サンプリングパルスＳＰｎのタイミングを少しずつずらしてやる。
【００１５】
例えば、１０ＧＨｚ（周期１００ｐｓｅｃ）の入力信号Ｓｉから、１０００点のデータをサンプリング周波数約１０ＭＨｚ（周期約１００ｎｓｅｃ）で得るためには、１００ｐｓｅｃ／１０００＝０．１ｐｓｅｃのずれを発生する周期１００．０００１ｎｓｅｃ、すなわち９．９９９９９ＭＨｚをサンプリングパルス発生器１のサンプリングパルス周波数とすればよい。このように構成することによって、１０ＧＨｚの入力信号Ｓｉから周期１０ｋＨｚのレプリカ信号Ｒを取り出すことができる。
【００１６】
この様な具体例よる信号の波形を図１１に示した。図中では、ディスプレイ装置６に表示された波形で表しており、横軸は、時間ｔを、そして、縦軸は、信号波形の電圧Ｖを示している。
【００１７】
図１１（ａ）は、入力信号Ｓｉの波形を示し、入力信号Ｓｉが、最大値ＶＨと最小値ＶＬを有する単純繰返し信号周波数１ＧＨｚ（周期１ｎｓｅｃ）の信号波形であることを表している。この入力信号Ｓｉに対して、サンプリング周波数９９．９００１ＭＨｚ（周期１０．０１ｎｓｅｃ）でサンプリングして得られた１０ｋＨｚのレプリカ信号Ｒの様子が、図１１（ｂ）に示される。サンプリングデータをそのままディスプレイ装置６に表示した場合には、図１１（ｂ）に示すように、レプリカ信号は、離散的な点列で表示され、最大値ＶＨと最小値ＶＬを有する単純繰返し信号周波数１０ｋＨｚの波形となる。
【００１８】
この様に、単純繰返し信号周波数を有する入力信号Ｓｉを、オフセット周波数が加えられたサンプリング周波数でコヒーレントサンプリングにより、図１１（ａ）の入力信号Ｓｉに対して、図１１（ｂ）に示されるように、そのレプリカ信号Ｒの波形が、時間軸上で引き伸ばした波形になっていることが分かる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
これまで説明してきたコヒーレントサンプリング方式によると、入力信号Ｓｉのトリガ信号を必要としないことから、入力信号Ｓｉがミリ波領域である場合のように、高繰返し信号を高時間分解能で測定できる利点と、波形収集効率が良いという利点を有している。しかしながら、コヒーレントサンプリング方式においては、式１のように、周波数比を設定する際の誤差や、クロックのジッタ、ドリフトによってレプリカ波形の位置が定まらないという欠点を有している。
【００２０】
このため、レプリカ信号の低周波成分のみでトリガリングを行うことで、あたかもトリガ以前の波形を観測できる、いわゆるプリトリガ機能を持たせることが知られている（Ｔｈｅ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｚｅｒ；　Ａ　Ｎｅｗ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｆｏｒ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ａｎｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ，　Ｄ．Ｊ．Ｂａｌｌｏ　ａｎｄ　Ｊ．Ａ．Ｗｅｎｄｌｅｒ，Ｏｃｔｏｂｅｒ　１９９２，　Ｈｅｗｌｅｔｔｅ　Ｐａｃｋａｒｄ　Ｊｏｕｒｎａｌを参照）。
【００２１】
一方、コヒーレントサンプリング方式によるオシロスコープでの観測対象としては、単純繰返し入力信号ばかりでなく、高速データ通信等のランダムパターンのアイパターン測定が考えられる。観測すべき信号を発生するデータ発生器が遠方にあって、同期クロックを貰うことができないような場合には、既知のデータ速度に対応して、式１に示すようなサンプリングクロック周波数を設定し、コヒーレントサンプリングを行うことが必要になる。
【００２２】
しかしながら、レプリカ信号にトリガリングを行えるのは、入力信号が単純な繰返し波形の場合のみで、擬似ランダムパターン等のランダムパターンを有する波形の場合には、レプリカ信号の低周波成分でトリガリングができないという不具合があった。
【００２３】
そこで、図１２に、ランダムパターンに対してコヒーレントサンプリング方式を適用した例を示した。繰返し入力信号Ｓｉは、データ速度１ＧＨｚ（周期１ｎｓｅｃ）の擬似ランダムパターンを有し、サンプリング周波数を９９．９００１ＭＨｚ（周期１０．０１ｎｓｅｃ）とした場合におけるレプリカ信号Ｒの例である。図１２（ａ）には、最大値ＶＨと最小値ＨＬの間を繰返し、データ速度が１ＧＨｚであるランダムパターンを有する入力信号Ｓｉを、図１２（ｂ）には、ランダムパターンのレプリカ信号波形である。なお、図１２の表示の仕方は、図１１の例と同様である。
【００２４】
図１２（ｂ）に示されているように、入力信号Ｓｉが擬似ランダムパターンの波形を有する場合には、そのレプリカ信号Ｒは、単に時系列に並べただけではトリガリング可能な波形になっていないことが分かり、しかも、画面に表示したとき、アイパターン状の波形が流れるように移動し、表示波形が安定しない。
【００２５】
そこで、このレプリカ信号波形をデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）やＣＰＵ等で数値解析して、サンプリングクロックの周波数、タイミングを調整することによって、レプリカ信号波形を精度良く表示する方式も提案されている（米国特許第５，１６２，７２３号明細書を参照）。
【００２６】
しかし、この方式による構成では、ＤＳＰや、ＣＰＵのソフトウェアを用いることが必要であり、そのための装置が大掛かりになるという問題点があった。
【００２７】
入力信号のトリガ信号を必要としないコヒーレントサンプリング方式においては、入力繰返し信号の周波数と、サンプリング周波数を一定の関係の関係に保つことによって、レプリカ波形を表示することができるが、トリガ信号がないために波形測定器として見た場合、オシロスコープの管面のどこに波形を表示するか確定しないという問題があった。
【００２８】
また、繰返し周期を有する入力信号の周波数が既知であっても、サンプリング周波数を決定するシンセサイザの周波数設定桁数は有限であり、計算誤差を生じるために、レプリカ信号波形を重ね書きするたびに、重ね書き開始点がずれてくるという問題があった。
【００２９】
単純な繰返し周期の信号の場合は、レプリカ信号波形に対してトリガリングを行うことで、一般のデジタルオシロスコープのように、プリトリガリングをして波形を重ね書きすることが出きるが、ランダムパターン波形の場合にはレプリカ信号に対してトリガリングを行うことが不可能であるという問題があった。
【００３０】
そこで、本発明は、簡単な構成により、単純な繰返し周期の高周波入力信号は勿論のこと、データ速度が既知なランダムパターン波形の高周波入力信号に関しても、レプリカ信号に対してトリガリングを行うことが可能な波形表示トリガシステムを提供することを目的とするものである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、オシロスコープ等の波形表示トリガシステムにおいて、高周波入力信号を周波数調整されたサンプリング信号に基づいてサンプリングし、低周波数のサンプリング出力を生成するサンプリング手段と、前記サンプリング出力からトリガ信号を生成するトリガ生成手段と、前記トリガ信号に基づいて前記サンプリング出力の波形表示を制御する制御手段とを備え、前記サンプリング信号は、前記入力信号周波数が所定の整数で除算され、更にオフセット周波数が加算されて調整された前記周波数を有しているものとした。
【００３２】
そして、前記トリガ生成手段は、前記サンプリング出力を２乗検波する手段と、該２乗検波された信号から高域成分を除去する手段とを備え、該信号に基づいて前記トリガ信号を生成するようにし、さらに、前記トリガ生成手段は、前記２乗検波された信号に対して包絡線検波する手段を備えた。
【００３３】
また、前記トリガ生成手段は、前記サンプリング出力の信号に対して、検出した該波形の振幅中間値だけレベルシフトした信号を前記２乗検波することとし、或いは、前記トリガ生成手段は、前記サンプリング手段で生成されたサンプリング出力をホールドしてトリガ信号作成のための前記サンプリング出力とするようにした。
【００３４】
さらに、前記高域成分除去手段は、低域濾波器、或いは、帯域通過濾波器であるとし、前記入力信号が、既知の繰返し周波数、或いは、データ速度が既知であるランダムパターン波形を有しているものとした。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の波形表示トリガシステムの実施形態について、図を参照しながら説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明による波形表示トリガシステムの第１の実施形態を適用したオシロスコープのブロック構成を示したものである。図１に示したオシロスコープの構成は、図１１に示した従来技術によるオシロスコープのブロック構成を基本としており、両者に共通する要素部分には、同じ符号を付してある。ここで、両者間で異なる部分は、第１の実施形態を示す図１のオシロスコープでは、トリガシステムが付加され、このトリガ信号によって制御されることである。
【００３６】
本実施形態で付加されるトリガシステムが、周波数が既知で単純な繰返し周期の波形の高周波入力信号に対しては勿論のこと、データ速度が既知のランダムパターン波形の高周波入力信号を観測する場合にも、生成されたレプリカ信号に対してトリガリングを行えるようにした。
【００３７】
図１において、サンプリング回路２、サンプリングパルス発生器３、ＡＤ変換器４、波形メモリ５、ディスプレイ装置６、そして制御回路７によってオシロスコープが構成され、パルス発生器１からの高周波信号を入力として、該入力信号の波形をディスプレイ装置６で観測することも、図１１に示したオシロスコープと同様である。
【００３８】
図１において、破線で示された本実施形態の特徴であるトリガシステム１０は、中間値検出回路１１、レベルシフト回路１２、２乗検波回路、包絡線検波回路１４、低域濾波器（ＬＰＦ）１５、そしてトリガ回路１６から構成されている。
【００３９】
ここで、パルス発生器１は、単純な繰返し周期の高周波入力信号Ｓｉを発生するものの他、ランダムパターン波形の高周波入力信号Ｓｉを発生するパルス発生器でも良い。サンプリング回路２は、サンプリングパルス発生器３からのサンプリング信号ＳＰで動作する。サンプリング信号ＳＰのサンプリング周波数は、従来のコヒーレントサンプリング装置と同様に設定される。
【００４０】
サンプリング回路２における高周波入力信号Ｓｉのサンプリング出力、即ち、高周波入力信号Ｓｉの周波数より低い周波数に変換されたレプリカ信号Ｒは、Ａ／Ｄ変換器４でディジタル化された後、波形メモリ５に格納される。同時に、サンプリング回路２のサンプリング出力は、中間値検出回路１１に入力されて、サンプリング出力波形の中間値ＶＣが検出される。
【００４１】
レベルシフト回路１２には、サンプリング回路２からのレプリカ信号Ｒが供給されているので、中間値検出回路１１で検出された中間値ＶＣに基づいて、サンプリング回路２からのレプリカ信号の中間レベルＶＣが０Ｖになるように、レプリカ信号の波形をＶＣだけレベルシフトする。
【００４２】
ここで、図２は、以上の動作を説明するための図であり、横軸は、時間ｔを、そして、縦軸は、信号電圧Ｖをそれぞれ示している。図２（ａ）は、パルス発生器１から入力された最大値ＶＨと最小値ＶＬをランダムに繰り返す入力信号Ｓｉがランダムパターン波形を有する場合であって、サンプリング回路２から出力され、最大値ＶＨと最小値ＶＬをランダムに繰り返すレプリカ信号Ｒを示している。レプリカ信号Ｒとして、既知のデータ速度１ＧＨｚのランダムパターンをサンプリング周波数９．９９９００１ＭＨｚでサンプリングしたときのレプリカ波形の例を示した。
【００４３】
なお、中間値ＶＣは、最大値ＶＨと最小値ＶＬとから、ＶＣ＝（ＶＨ＋ＶＬ）／２で求められる。図２（ａ）において、レベルＶＣを太線で示した。
【００４４】
図２（ｂ）は、中間値ＶＣが０Ｖになるように、レプリカ信号Ｒを−ＶＣだけレベルシフトした信号ＲＳの波形を示している。なお、同図中に示した黒点は、サンプリング回路２において、入力信号ＳｉがサンプリングパルスＰＳのタイミングでサンプリングされたときのサンプルポイントを示し、図１２（ｂ）のレプリカ信号波形と同趣旨のものであり、レプリカ信号の離散的状態を参考のために表記した。
【００４５】
次に、レベルシフトされたレプリカ信号ＲＳが２乗検波回路１３に送られ、図２（ｂ）に示す波形が２乗検波される。その結果、０Ｖと負の電圧（ＶＬ−ＶＣ）で振れている波形は、０Ｖを中心に正電圧方向に折り返されることになる。
【００４６】
そこで、図３（ａ）は、２乗検波回路１３の出力波形を示したものである。同図で見られるように、ランダムに変動していたレプリカ信号ＲＳの波形の中に周期的な波形が表れていることが分かる。
【００４７】
この周期的な波形について、包絡線検波回路１４で包路線検波し、さらに、低域濾波器（ＬＰＦ）１５で高周波成分を除去すると、結果として、図３（ｂ）に示すようなジッタを含まないトリガリング可能な波形が得られる。
【００４８】
次いで、トリガ回路１６は、低域濾波器１５の出力波形に基づいて、所定値と比較することにより、各周期に対応するトリガ信号を生成し、レプリカ信号Ｒの波形表示を開示するためのタイミングとして、このトリガ信号を制御回路７に供給する。このトリガ信号によって、高周波入力信号Ｓｉがランダムパターン波形である場合においても、生成されたレプリカ信号Ｒの波形に対してトリガリングを行うことが可能となり、安定して重ね書きされた波形をディスプレイ装置６に表示することができる。
【００４９】
以上の説明では、高周波入力信号Ｓｉがランダムパターン波形の場合であったが、次に、高周波入力信号Ｓｉが単純な繰返し周期の波形の場合であっても、本実施形態の波形表示トリガシステムを有効に適用できることを説明する。
【００５０】
図４（ａ）は、繰返し周波数１ＧＨｚのパルス信号である入力信号Ｓｉをサンプリング周波数９．９９９００１ＭＨｚでサンプリングしたときのレプリカ信号Ｒの波形を示している。
【００５１】
レプリカ信号Ｒの波形が、元の入力信号Ｓｉの波形を時間軸上で引き伸ばした波形になっているので、トリガ信号を抽出することがより簡単になっている。上で説明したように、同様に、最大値ＶＨと最小値ＶＬとから中間値ＶＣを検出し、図４（ｂ）に示されるように、中間値ＶＣが０Ｖになるようにレベルシフトして、レプリカ信号ＲＳを生成する。
【００５２】
そこで、生成されたレプリカ信号ＲＳについて、図５（ｃ）に示されるように、２乗検波した後に包絡線検波すると、トリガリング可能な波形を抽出することができる。
【００５３】
以上説明してきたように、本実施形態の波形表示トリガシステムによれば、高周波入力信号が、単純な繰返し周期の波形のみならず、ランダムパターン波形である場合に対しても、レプリカ信号の波形に基づいて生成されたトリガ信号によってトリガリングを行うことが可能となり、コヒーレントサンプリングでありながら、波形表示位置を厳密に定めることができる。
【００５４】
また、本実施形態の波形表示トリガシステムによれば、従来のコヒーレントサンプリングで問題になった、サンプリングクリック設定周波数の誤差による波形重ね書き位置のずれが生じることもなく、波形を安定に重ね書きすることができる。
【００５５】
従って、コヒーレントサンプリングの特徴である外部からのトリガ信号が不要であるという利点と、従来はトリガリングされたシステムでのみ可能であった波形表示位置の固定が可能であるという点から、例えば、数十ギガｂｐｓに及ぶような高速なランダムパターンのアイパターンを測定するサンプリング装置のトリガシステムとして最適である。
〔第２の実施形態〕
上述した第１の実施形態による波形表示トリガシステムの構成例においては、包絡線検波回路１４を使用したが、回路構成を簡単化するために、第２の実施形態の波形表示トリガシステムでは、この包絡線検波回路を配置せずに、２乗検波回路１３の直後に低域濾波器１５を配置している。
【００５６】
第２の実施形態による構成例を図６に示した。第２の実施形態による波形表示トリガシステムの構成は、包絡線検波回路１４を除いた他は、図１に示した第１の実施形態による波形表示トリガシステムの構成と同様であり、高周波入力信号Ｓｉからサンプリングによってレプリカ信号を生成して、トリガリング可能な信号波形を抽出する過程も同様である。
【００５７】
図７は、第２の実施形態による波形表示トリガシステムおける動作を説明するものであり、トリガ回路１６に入力される波形を示している。この波形を見ると、高周波入力信号Ｓｉがランダムパターン波形を有する場合でも、２乗検波回路１３の出力から低域濾波器１５で高周波成分を取り除いてやることにより、十分にトリガリング可能な信号が得られることが分かる。
【００５８】
なお、本実施形態の波形表示トリガシステムでは、低域濾波器１５を使用したが、低域濾波器の代わりに、高周波成分を取り除ける帯域通過濾波器（ＢＰＦ）を使用しても、同様の効果を得ることができる。
〔第３の実施形態〕
第１の実施形態を示す図１のシステム構成において、サンプリング回路２の出力、即ち、レプリカ信号波形は、一般に、広帯域のサンプリングシステムにおいては、インパルス列状の形状であるために、パルスとパルスとの間において、サンプリング後の波形に、一度グランドレベルに戻ってしまう部分が存在するということになる。そのため、レプリカ信号の波形において、その波形の中間値を求めるには、都合が悪い場合がある。つまり、レプリカ信号の波形は、最大値ＶＨを有するものの、繰返し周期内においては最小値ＶＬが存在しているにも関わらず、最小値が０Ｖとされてしまい、正確な中間値ＶＣを求めることができない。
【００５９】
そこで、最小値が０Ｖとなる部分を含むレプリカ信号が生成されるような場合には、０Ｖを含まないサンプリングデータ群とし、サンプリングデータのみを時系列順に繋いだ波形に変換する必要がある。
【００６０】
図８は、第３の実施形態による波形表示トリガシステムのブロック構成を示している。第３の実施形態のシステムブロック構成は、図１に示された第１の実施形態による波形表示トリガシステムのブロック構成と基本的に同様である。同じ部分には同じ符号が付されている。第３の実施形態の表示波形トリガシステムが第１の実施形態と異なるところは、トリガシステム１０に入力されるレプリカ信号の電圧値がホールドされていることである。
【００６１】
サンプリング回路２のサンプリング出力波形をトラックホールド回路１７でホールドした後に、中間値検出回路１１で中間値ＶＣを検出するようにした。検出した中間値ＶＣが０Ｖになるように、レプリカ信号Ｒがレベルシフト回路１２でレベルシフトされる。以降の動作は、第１の実施形態の場合と同様であるので、ここでは省略する。
【００６２】
この様なシステム構成とすることによって、レプリカ信号の波形がインパルス列状の形状となっている場合にも、安定してトリガリングを行うことが可能となる。
【００６３】
本実施形態の場合でも、低域濾波器１５を使用したが、この低域濾波器の代わりに、帯域通過濾波器（ＢＰＦ）を使用した場合でも、同様の効果を得ることができる。また、第２の実施形態による波形表示トリガシステムの場合と同様に、第３の実施形態の場合にも、包絡線検波回路を省略して、２乗検波回路の直後に低域濾波器を配置しても、安定したトリガリングを行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による波形表示トリガシステムでは、外部からのトリガ信号を必要としないコヒーレントサンプリング方式によるオシロスコープにおいて、高周波入力信号をサンプリングして得た低周波数のレプリカ信号の波形からトリガ信号を生成しているので、該トリガ信号に基づいて、ディスプレイ装置の波形表示画面上の描画位置を厳密に定めることが可能となる。
【００６５】
さらに、特に、高周波入力信号がランダムパターン波形の場合においては、より顕著であり、外部からのトリガ信号を必要とせずに超高速のランダムパターンのアイパターンを測定するような場合に最適なサンプリング装置の波形表示トリガシステムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による波形表示トリガシステムを有するオシロスコープのブロック構成を示す図である。
【図２】ランダムパターンのレプリカ波形例と、中間値にレベルシフト処理した後の波形例とを説明する図である。
【図３】図２に示した波形について２乗検波処理した波形例を説明する図である。
【図４】繰返しパターンのレプリカ波形例と、中間値にレベルシフト処理した後の波形例とを説明する図である。
【図５】図４に示した波形について２乗検波した後に包絡線検波した波形例を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による波形表示トリガシステムを有するオシロスコープのブロック構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による波形表示トリガシステムのトリガ信号を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態による波形表示トリガシステムを有するオシロスコープのブロック構成を示す図である。
【図９】従来例によるコヒーレントサンプリング装置を用いたオシロスコープのブロック構成を表す図である。
【図１０】単純繰返しパターン信号からのレプリカ波形の取出し原理を説明する図である。
【図１１】単純繰返しパターン信号に対するレプリカ波形の具体例を説明する図である。
【図１２】ランダムパターン信号に対するレプリカ波形の具体例を説明する図である。
【符号の説明】
１…パルス発生器
２…サンプリング回路
３…サンプリングパルス発生器
４…ＡＤ変換器
５…波形メモリ
６…ディスプレイ装置
７…制御回路
１０…トリガシステム部
１１…中間値検出回路
１２…レベルシフト回路
１３…２乗検波回路
１４…包絡線検波回路
１５…低域濾波回路
１６…トリガ回路
１７…トラックホールド回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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