特表 2025-532361 信号処理装置および方法、デジタルオシロスコープ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-09-29

(54)【発明の名称】信号処理装置および方法、デジタルオシロスコープ

(51)【国際特許分類】

   G01R 13/28 20060101AFI20250919BHJP

【ＦＩ】

G01R13/28 C

G01R13/28 H

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2025519655

(86)(22)【出願日】2024-01-08

(85)【翻訳文提出日】2025-04-03

(86)【国際出願番号】 CN2024071113

(87)【国際公開番号】W WO2024183446

(87)【国際公開日】2024-09-12

(31)【優先権主張番号】202310196210.1

(32)【優先日】2023-03-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522405886

【氏名又は名称】普源精電科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100130111

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 斉

(72)【発明者】

【氏名】蒋 文裕

(72)【発明者】

【氏名】王 悦

(57)【要約】

信号処理装置および方法、デジタルオシロスコープ、信号処理装置は、トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するように構成されており、信号処理装置は、トリガ信号の低周波成分信号を抽出するように構成されるトリガ比較ユニット（１００）と、トリガ比較ユニット（１００）に電気的に接続されており、低周波成分信号とトリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、プリセットに従って、トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力するように構成されるコントローラ（２００）と、コントローラ（２００）に電気的に接続されており、上記のターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するように構成されるトリガ表示ユニット（５００）と、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するように構成される信号処理装置であって、
前記トリガ信号の低周波成分信号を抽出するように構成されるトリガ比較ユニット（１００）と、
前記トリガ比較ユニット（１００）に電気的に接続されており、前記低周波成分信号と前記トリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、前記トリガ比較信号を前記トリガレベルと比較することを含むプリセットに従って、前記トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力するように構成されるコントローラ（２００）と、
前記コントローラ（２００）に電気的に接続されており、前記一方のターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するように構成されるトリガ表示ユニット（５００）と、
を含む、信号処理装置。

【請求項2】

前記トリガ比較信号は、前記トリガ信号から前記低周波成分信号をフィルタリングして得られる信号である、請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項3】

前記コントローラ（２００）に電気的に接続されており、前記トリガ比較ユニット（１００）の遅延を、前記低周波成分信号を前記トリガ信号と時間次元で整列させるように補償するように構成される遅延ユニット（３００）をさらに含む、請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項4】

前記コントローラ（２００）は、前記トリガ比較信号のピーク信号を取得するようにさらに構成される、請求項２に記載の信号処理装置。

【請求項5】

前記プリセットの規則は、
前記トリガ比較信号の振幅に対応する値が前記トリガレベルの振幅に対応する値以上である場合、前記ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するターゲット信号には前記ピーク信号およびトリガ波形が含まれることと、
前記トリガ比較信号の振幅に対応する値が前記トリガレベルの振幅に対応する値よりも小さい場合、前記トリガ表示ユニット（５００）は、前記ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するターゲット信号には前記ピーク信号および少なくとも１つのトリガ波形を含む初期波形が含まれるように構成されることと、
を含む、請求項４に記載の信号処理装置。

【請求項6】

出力端子が前記トリガ比較ユニット（１００）の入力端子および前記遅延ユニット（３００）の入力端子に接続され、前記トリガ信号をアナログ量からデジタル量に変換するように構成されるアナログ・デジタル変換器（４００）を含む、請求項４または５に記載の信号処理装置。

【請求項7】

前記トリガ比較信号のピーク信号は、前記トリガ比較信号の最大値と前記トリガ比較信号の最小値の少なくとも一方を含む、請求項４に記載の信号処理装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の信号処理装置を含むデジタルオシロスコープ。

【請求項9】

トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するための信号処理方法であって、
前記トリガ信号の低周波成分信号を抽出することと、
前記低周波成分信号と前記トリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成することと、
前記トリガ比較信号を前記トリガレベルと比較することを含むプリセットに従って、前記トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力することと、
前記一方のターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示することと、
を含む、信号処理方法。

【請求項10】

前記トリガ比較信号は、前記トリガ信号から前記低周波成分信号をフィルタリングして得られる信号である、請求項９に記載の信号処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２３年０３月０３日に中国特許庁に出願された中国特許出願第２０２３１０１９６２１０.１号の優先権を主張するものであり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、信号処理装置および方法、デジタルオシロスコープなどの電子回路技術の分野に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子機器の複雑化が進むにつれて、波形データなどの測定統計データを記録、分析、可視化するための多様なツールが求められている。オシロスコープは、広く用いられる電子計測器として、電気信号を波形画像に変換することで、様々な電気信号の変動過程を解析しやすくする。トリガ機能は、オシロスコープのコア機能であり、従来のデジタルオシロスコープのほとんどは、デジタルトリガが採用されており、トリガ信号の処理やトリガ方式の拡張は、デジタル回路部で実行可能である。捕捉・出力された波形をより安定した信頼性の高いものにするために、デジタルオシロスコープは、トリガのもとで、信号の特性に応じた特定のカップリングモードを設定することによって、ノイズのフィルタリングや誤トリガの防止を図ることができる。

【0003】

捕捉された信号に電源リップル内の５０Ｈｚ電力周波数干渉などの低周波干渉が含まれており、デジタルオシロスコープトリガが不安定になる場合、通常、デジタルオシロスコープのトリガ機能の低周波抑制モードが用いられる。デジタルオシロスコープにおいて、トリガ機能が低周波抑制モードや交流トリガカップリングモードを採用している場合、デジタル回路でサンプリングされた波形がデジタルローパスフィルタを通過することにより、低周波成分が抑制され、高周波成分が保持されるため、トリガ信号がフィルタを通過した後、低周波信号が抑制され、また、トリガレベルの設定は実際のトリガ信号との対応関係が欠けているため、オシロスコープのインターフェイスに表示されるサンプリング波形は、ユーザーが設定したパルス電圧との間にずれが生じるため、ユーザーがトリガレベルを調整する際、実際のトリガ信号のピーク情報などの低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報を直感的に観察することができず、その結果、ユーザーによるトリガレベルの調整は参照なしで盲目的調整になり、トリガレベルの設定精度が低下する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、信号処理装置および方法、デジタルオシロスコープを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一局面は、トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するように構成されており、トリガ信号の低周波成分信号を抽出するように構成されるトリガ比較ユニットと、トリガ比較ユニットに電気的に接続されており、低周波成分信号とトリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、トリガ比較信号をトリガレベルと比較することを含むプリセットに従って、トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力するように構成されるコントローラと、コントローラに電気的に接続されており、上記のターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するように構成されるトリガ表示ユニットと、を含む、信号処理装置を提供する。

【0006】

本開示の別の局面は、以上の実施形態のいずれか１つに記載の信号処理装置を含むデジタルオシロスコープを提供する。

【0007】

本開示の別のもう１つの局面は、トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するための信号処理方法であって、トリガ信号の低周波成分信号を抽出することと、低周波成分信号と上記のトリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成することと、トリガ比較信号をトリガレベルと比較することを含むプリセットに従って、トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力することと、このターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示することと、
を含む、信号処理方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示一実施形態による信号処理装置の原理模式図である。

【図2】本開示一実施形態による別の信号処理装置の原理模式図である。

【図3】本開示一実施形態による別の信号処理装置の原理模式図である。

【図4】本開示一実施形態による別の信号処理装置の原理模式図である。

【図5】本開示一実施形態によるターゲット信号の模式グラフ図である。

【図6】本開示一実施形態による別の信号処理装置の原理模式図である。

【図7】本開示一実施形態による波形表示ユニットの原理模式図である。

【図8】本開示一実施形態による信号処理方法の模式フロー図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、関連する添付図面を参照して本開示を説明する。本開示の実施形態は、添付図面に示されている。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で実施され得る。

【0010】

特に定義しない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本開示に該当する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本開示の説明において本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的でのみ使用され、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される用語「および／または」には、関連する列挙された項目の1つ以上の任意のおよび全ての組み合わせを含む。

【0011】

本明細書で使用される場合、単数の形態での「一」、「１つ」および「上記／該」は、文脈が明確に別段の指示がない限り、複数形も含み得る。また、本明細書において「からなる」および／または「含む」という用語が使用される場合、当該特徴、整数、ステップ、操作、要素および／またはグループの存在を特定することができるが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素および／またはグループの存在または追加を排除するものではないことも理解されるべきである。また、本明細書で使用される場合、「および／または」という用語には、列挙された関連項目のあらゆる組み合わせを含む。

【0012】

本実施形態で提供される図面は、本開示の基本概念を模式的に示しているに過ぎず、本開示に関連する構成要素のみを示しており、実際の実装時の構成要素の数、形状、大きさに合わせて描かれているわけではなく、実際の実装際に複数の構成要素の態様、数、割合は任意に変更され、構成要素のレイアウト態様もより複雑になる可能性がある。

【0013】

本明細書では、「第１」、「第２」などの用語を用いて様々な構成要素を説明することがあるが、これらの構成要素はこれらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素を別の要素から区別するためにのみ使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と称することができ、同様に、第２の要素を第１の要素と称することができる。

【0014】

本開示において、特に指定および限定がない限り、「連結」、「接続」などの用語は、例えば、直接的な接続または中間媒体を介した間接的な接続、または２つの要素の内部の連通、または２つの要素間の相互作用関係として、広く理解されるものとする。当業者であれば、状況に応じて、本開示における上記用語の意味を理解できるであろう。

【0015】

図１を参照すると、従来のアナログオシロスコープは、オシロスコープ管などのナログ回路を使用し、オシロスコープ管の電子銃からスクリーンに電子を発射して、集束によって電子ビームを形成し、内面に蛍光物質を塗布したスクリーンに当てることで、電子ビームが当たったスポットから光を発し、波形曲線を描く。デジタルストレージオシロスコープ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅｓ、ＤＳＯ）は、デジタルオシロスコープと呼ばれ、アナログ・デジタル変換器によりテスト信号をデジタル情報に変換して保存し、保存されたデジタル情報により波形信号を再構成し、オシロスコープのスクリーンに表示する。特別な設定を行わない場合、オシロスコープは一定の周波数で、信号をキャプチャして波形を生成し、ただし、サンプリング周波数と信号の変動周波数は完全に一致しているわけではないため、オシロスコープが信号をキャプチャして生成される波形にいつも違いが生じ、安定した波形表示を得るために、通常、１つの「トリガイベント」（例えば１つのレベル、すなわちトリガレベル）の設定を行うことによって、オシロスコープのスキャン周波数と信号の変動周波数を同期させ、すなわち、オシロスコープが信号フローに、キャプチャされた信号がトリガレベル以上であるようなターゲットイベントを検出した場合、オシロスコープのトリガモジュール内の比較器がハイレベルを出力し、この時点からオシロスコープがスキャンを開始し、波形を表示することが可能になる。捕捉・出力された波形をより安定した信頼性の高いものにするために、デジタルオシロスコープは、トリガのもとで、信号の特性に応じた特定のカップリングモードを設定することによって、ノイズのフィルタリングや誤トリガの防止を図ることができる。

【0016】

捕捉された信号に電源リップル内の５０Ｈｚ電力周波数干渉などの低周波干渉が含まれており、デジタルオシロスコープトリガが不安定になる場合、通常、デジタルオシロスコープのトリガ機能の低周波抑制モードが用いられる。しかし、デジタルオシロスコープを使用すると、トリガ機能が低周波抑制モードまたは交流トリガカップリングモードを採用している場合、デジタル回路でサンプリングされた波形がデジタルローパスフィルタを通過することにより、低周波成分が抑制され、高周波成分が保持されるため、トリガ信号がフィルタを通過した後、低周波信号が抑制され、また、トリガレベルの設定は実際のトリガ信号との対応関係が欠けているため、オシロスコープのインターフェイスに表示されるサンプリング波形は、ユーザーが設定したパルス電圧との間にずれが生じるため、ユーザーがトリガレベルを調整する際、実際のトリガ信号のピーク情報などの低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報を直感的に観察することができない。

【0017】

これに基づき、本開示は、少なくともデジタルオシロスコープにおいてトリガ機能が低周波抑制モードまたは交流トリガカップリングモードを採用している場合、トリガレベルとトリガ信号とのずれを補正し、トリガレベルの設定と実際のトリガ信号との対応関係を確立し、インタラクションインターフェイスにおける表示を可能にし、ユーザーが低周波信号の抑制後に実際のトリガ信号の関連情報を直感的に観察することができ、ユーザーによるトリガレベルの調整を容易にし、トリガレベルの設定精度を向上させることができる信号処理装置および方法、デジタルオシロスコープを提供する。

【0018】

図２を参照すると、いくつかの実施形態によれば、トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するように構成される信号処理装置であって、トリガ信号の低周波成分信号を抽出するように構成されるトリガ比較ユニット１００と、トリガ比較ユニット１００に電気的に接続されており、上記の低周波成分信号と上記のトリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、トリガ比較信号をトリガレベルと比較することを含むプリセットに従って、トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力するように構成されるコントローラ２００と、コントローラに電気的に接続されており、上記のターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するように構成されるトリガ表示ユニット５００とを含む、信号処理装置を提供した。

【0019】

引き続き図２を参照すると、上記の実施形態の信号処理装置では、トリガ信号の低周波成分信号、例えば直流信号を含む低周波成分信号を抽出することにより、低周波成分信号とトリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、つまり、低周波信号が抑制された実際のトリガ信号を取得し、トリガ比較信号に基づいて得られる、低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報を含むターゲット信号を出力するため、デジタルオシロスコープにおいてトリガ機能が低周波抑制モードまたは交流トリガカップリングモードを採用している場合、トリガレベルの設定と実際のトリガ信号との対応関係を確立し、トリガレベルとトリガ信号とのずれを補正しターゲット信号をインタラクションインターフェイスに表示させることによって、ユーザーが低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報を直感的に観察することができ、実際のトリガ信号の関連情報に基づくユーザーによるトリガレベルの調整を容易にし、トリガレベルの設定精度を向上させることが可能になる。

【0020】

引き続き図２を参照すると、いくつかの実施形態において、トリガ比較信号はトリガ信号から低周波成分信号をフィルタリングして得られる信号であるため、トリガ比較信号が高周波交流信号に変換される。

【0021】

いくつかの実施形態において、トリガ比較ユニット１００は、トリガ信号の低周波成分信号を抽出するために、算術統計平均を使用して瞬時直流成分の大きさを取得することが可能であるデジタルフィルタからなり、デジタルフィルタは、有限インパルス応答フィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ、ＦＩＲ）または無限インパルス応答フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ、ＩＩＲ）などを含み、例えば、デジタルフィルタは、非再帰形フィルタとも呼ばれるＦＩＲフィルタを、デジタル信号処理システムの最も基本的な構成要素として使用することにより、厳密に線形位相周波数特性を持ちながら任意の振幅周波数特性を確保し、同時にその単位サンプル応答が有限長であるため、ＦＩＲフィルタは安定したシステムであり、通信、画像処理、パターン認識などの分野で幅広く適用されている。

【0022】

図３を参照すると、いくつかの実施形態において、信号処理装置は、コントローラ２００に電気的に接続されており、トリガ比較ユニット１００の遅延を、低周波成分信号をトリガ信号とともに時間次元で移動するように補償するように構成される遅延ユニット３００をさらに含み、例えば、低周波成分信号とトリガ信号の時間次元を水平方向に設定する場合に、低周波成分信号とトリガ信号が時間次元で移動することは、低周波成分信号とトリガ信号が水平方向に移動することとみなし、その後の信号処理やユーザーの観察が容易になるように、低周波成分信号をトリガ信号と時間次元で整列させる。

【0023】

図４および図５を参照すると、いくつかの実施形態において、コントローラ２００は、トリガ比較信号のピーク信号を取得するようにさらに構成されており、ターゲット信号は、トリガ比較信号のピーク信号を取得することによって、低周波信号が抑制された実際のトリガ信号のピーク信号を含むため、デジタルオシロスコープにおいてトリガ機能が低周波抑制モードまたは交流トリガカップリングモードを採用している場合、トリガレベルの設定と実際のトリガ信号との対応関係を確立し、トリガレベルとトリガ信号とのずれを補正し、トリガ比較信号のピーク信号をインタラクションインターフェイスに表示させることによって、ユーザーが低周波信号が抑制された実際のトリガ信号のピーク信号を直感的に観察することができ、実際のトリガ信号の関連情報に基づくユーザーによるトリガレベルの調整を容易にし、トリガレベルの設定精度を向上させることが可能になり、そして、トリガ比較信号のピーク信号を取得することによって、完全なトリガ比較信号を処理せず、トリガ比較信号の振幅範囲を特定することができ、実施方法がより簡単になり、コントローラ２００の信号処理データ量を削減することができ、信号処理装置の信号処理効率が向上する。

【0024】

いくつかの実施形態において、プリセット規則は、トリガ比較信号の振幅に対応する値がトリガレベルの振幅に対応する値よりも小さい場合、デジタルオシロスコープはトリガ機能を停止し、トリガ表示ユニットはターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するターゲット信号にピーク信号および初期波形が含まれることと、初期波形は、少なくとも１つのトリガ波形を含み、例えば、ターゲットインタラクションインターフェイスに順次に表示される位相の異なる複数のトリガ波形を含むことと、ユーザーはターゲットインタラクションインターフェイスに表示するターゲット信号に基づいてトリガレベルを調整し、トリガレベルの設定精度を向上させることと、トリガ比較信号の振幅に対応する値がトリガレベルの振幅に対応する値以上である場合、デジタルオシロスコープは、トリガ機能を実現し、すなわち、初期波形から１つのトリガ波形をキャプチャして、トリガ表示ユニットは、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するターゲット信号にピーク信号およびトリガ波形が含まれ、ユーザーは、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するトリガ波形、およびトリガ比較信号の関連情報、すなわち低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報を直感的に観察することができることとを含み、いくつかの実施形態において、トリガ信号は初期波形に基づいて生成されてもよい。本実施形態において、信号の振幅に対応する値は信号振幅の絶対値である。

【0025】

引き続き図４および図５を参照すると、いくつかの実施形態において、トリガ比較信号のピーク信号は、トリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘおよび／または最小値Ｖｍｉｎを含む場合、トリガ比較信号の振幅範囲は、トリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘからトリガ比較信号の最小値Ｖｍｉｎまでであり、これにより、トリガレベルとトリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘおよび／または最小値Ｖｍｉｎの対応関係が確立され、ターゲット信号は画像の形態でユーザーのインターフェイスに表示され、ユーザーのインターフェイスには、図５に示されるトリガ比較信号が表示されず、ユーザーがピーク信号を直感的に観測できるようにトリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘおよび／またはトリガ比較信号の最小値Ｖｍｉｎのみが表示され、また、トリガレベルの設定の基準になるために、トリガレベルはトリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘとトリガ比較信号の最小値Ｖｍｉｎの間に設定され、これにより、オシロスコープのトリガ機能の実現が容易になり、いくつかの実施形態において、トリガレベルの設定範囲は、０.５Ｖｍａｘ～０.８Ｖｍａｘ、または０.５Ｖｍｉｎ～０.８Ｖｍｉｎを含み、例えば、トリガレベルを０.５Ｖｍａｘ、０.６Ｖｍａｘ、０.７Ｖｍａｘ、０.８Ｖｍａｘ、０.５Ｖｍｉｎ、０.６Ｖｍｉｎ、０.７Ｖｍｉｎまたは０.８Ｖｍｉｎなどに設定することによって、オシロスコープのトリガ機能を確実に実現することができる。

【0026】

図６を参照すると、いくつかの実施形態において、信号処理装置は、出力端子がトリガ比較ユニット１００の入力端子および遅延ユニット３００の入力端子に接続され、トリガ信号をアナログ量からデジタル量に変換するように構成されるアナログ・デジタル変換器４００をさらに含む。

【0027】

図７を参照すると、いくつかの実施形態において、コントローラ２００はトリガ比較信号を生成するように構成され、トリガ表示ユニット５００はターゲット信号を出力および表示するように構成される。トリガ表示ユニット５００は、波形処理ユニット５０１、波形描画ユニット５０２、トリガ補間ユニット５０３、トリガ描画ユニット５０４および波形表示ユニット５０５を含み、波形処理ユニット５０１は入力端子がアナログ・デジタル変換器４００およびコントローラ２００に接続され、コントローラ２００から出力されるトリガ位置ならびにトリガレベルパルス、およびアナログ・デジタル変換器４００を介して出力されるトリガ信号を受信し、描画すべき波形信号を出力し、波形描画ユニット５０２は、入力端子が波形処理ユニット５０１の出力端子に接続され、出力端子が波形表示ユニット５０５に接続され、描画すべき波形信号を受信し、表示すべき波形信号を出力し、トリガ補間ユニット５０３は、入力端子がコントローラ２００の出力端子に接続され、出力端子がトリガ描画ユニット５０４の入力端子に接続されており、コントローラ２００から出力されるトリガ比較信号に対して高精度なトリガを行い、描画すべきトリガ波形信号を出力するように構成されるため、より高い等価サンプリングレートを実現し、高精度なトリガとは、サンプリング点数が表示インターフェイスの画素数よりも少ない場合に、元のデータを補間する必要があることを指し、トリガ位置がどの補間点にあるかをより正確に特定するため、補間されたデータに対して閾値比較およびトリガ位置処理を実施する必要があることを指し、例えば、元のサンプリングレートが１０ＧＳａ／ｓで、サンプリング点の間隔が１００ｐｓの場合、補間倍率が１００倍であれば、等価サンプリングレートが１００倍向上し、トリガ分解能も１００倍向上し、これにより、１ｐｓの分解能でトリガ処理を行うことになり、トリガ描画ユニット５０４は、出力端子が波形表示ユニット５０５に接続されており、描画すべきトリガ波形信号を受信し、表示すべきトリガ波形信号を出力するように構成され、波形表示ユニット５０５は、ユーザーが低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報をより直感的に観測するように、ターゲットインタラクションインターフェイスにターゲット信号を表示するように構成されるため、ユーザーによるトリガレベルの調整を容易にし、トリガレベルの設定精度を向上させることが可能になる。いくつかの実施形態において、波形表示ユニット５０５の表示モジュールには、表示処理のためにフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）または中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ／Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＣＰＵ）を用いることができる。例えば、ＦＰＧＡを使用した処理では、表示速度が速く、ＣＰＵ処理を使用した処理では、表示の形態がより柔軟である。いくつかの実施形態において、波形表示ユニット５０５において、フローティング画面または分割画面で表示を行うことができる。例えば、分割画面表示の場合、分割画面は、表示すべき波形信号を上半画面で表示し、表示すべきトリガ波形信号を下半画面で表示すると理解されてもよく、または、上下半画面の表示が入れ替わってもよく、また、例えば、フローティング画面表示の場合、フローティング画面表示は、表示すべきトリガ波形信号の表示ウィンドウが表示すべき波形信号の表示ウィンドウ上に浮くと理解されてもよい。上記の２つの表示態様の切り替えは、構成ウィンドウの切り替えで行うほか、信号処理装置のメニューにおける構成の選択、またはユーザーのインターフェイスのショートカットアイコンの切り替えによって実現でき、それによって、ユーザーのインタラクションな体験を向上させることができる。

【0028】

いくつかの実施形態によれば、本開示の別の局面は、以上の実施形態のいずれか１つに記載の信号処理装置を含むデジタルオシロスコープを提供する。

【0029】

上記の実施形態のデジタルオシロスコープでは、トリガ信号の低周波成分信号、例えば直流信号を含む低周波成分信号を抽出することにより、低周波成分信号とトリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、つまり、低周波信号が抑制された実際のトリガ信号を取得し、また、トリガ比較信号に基づいて得られる、低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報を含むターゲット信号を出力するために、デジタルオシロスコープにおいてトリガ機能が低周波抑制モードまたは交流トリガカップリングモードを採用している場合、トリガレベルの設定と実際のトリガ信号との対応関係を確立し、トリガレベルとトリガ信号とのずれを補正しトリガ比較信号を含むターゲット信号をインタラクションインターフェイスに表示させることによって、ユーザーが低周波信号が抑制された実際のトリガ信号を直感的に観察することができ、実際のトリガ信号の関連情報に基づくユーザーによるトリガレベルの調整を容易にし、トリガレベルの設定精度を向上させることが可能になる。

【0030】

図８を参照すると、いくつかの実施形態によれば、トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するための信号処理方法であって、

【0031】

ステップＳ１０：トリガ信号の低周波成分信号を抽出するステップ、

【0032】

ステップＳ２０：低周波成分信号とトリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、および、トリガ比較信号をトリガレベルと比較することを含むプリセットに従って、トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力するステップ、

【0033】

Ｓ３０：上記の一方のターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するステップ、
を含む信号処理方法を提供した。

【0034】

引き続き図８を参照すると、上記の実施形態の信号処理方法のステップＳ１０およびステップＳ２０において、低周波成分信号とトリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、つまり、低周波信号が抑制された実際のトリガ信号を取得し、および、トリガ比較信号に基づいて得られる、低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報を含むターゲット信号を出力するため、デジタルオシロスコープにおいてトリガ機能が低周波抑制モードまたは交流トリガカップリングモードを採用している場合、トリガレベルの設定と実際のトリガ信号との対応関係を確立し、トリガレベルとトリガ信号とのずれを補正しトリガ比較信号を含むターゲット信号をインタラクションインターフェイスに表示させることによって、ユーザーが低周波信号が抑制された実際のトリガ信号を直感的に観察することができ、実際のトリガ信号の関連情報に基づくユーザーによるトリガレベルの調整を容易にし、トリガレベルの設定精度を向上させることが可能になる。

【0035】

図８のフローチャートにおける複数のステップは、矢印で示すように順番に示されているが、これらのステップは必ずしも矢印で示す順番で実行されるわけではない。本明細書で明示的に記載されていない限り、これらのステップの実行は厳密の順序で制限されておらず、これらのステップは他の順序で実行されてもよい。さらに、図８のステップの少なくとも一部は、複数のサブステップまたは複数のステージを含んでいてもよいが、これらのサブステップまたはステージは、必ずしも同一の時点で実行されるのではなく、異なる時点で実行されてもよく、これらのサブステップまたはステージの実行は、必ずしも順次ではなく、他のステップ、他のステップのサブステップまたはステージの少なくとも一部と順番にまたは交互に実行されてもよい。

【0036】

トリガ比較信号は、トリガ信号から低周波成分信号をフィルタリングして得られる信号であるため、トリガ比較信号が高周波交流信号に変換される。

【0037】

いくつかの実施形態において、トリガ比較信号は、トリガ信号から低周波成分信号をフィルタリングして得られる信号であるため、トリガ比較信号が高周波交流信号に変換される。

【0038】

引き続き図２および図８を参照すると、いくつかの実施形態において、トリガ比較ユニット１００は、トリガ信号の低周波成分信号を抽出するために、算術統計平均を使用して瞬時直流成分の大きさを取得することが可能であるデジタルフィルタからなり、デジタルフィルタはＦＩＲまたはＩＩＲなどを含み、例えば、デジタルフィルタは、非再帰形フィルタとも呼ばれるＦＩＲフィルタを、デジタル信号処理システムの最も基本的な構成要素として使用することにより、厳密に線形位相周波数特性を持ちながら任意の振幅周波数特性を確保し、同時にその単位サンプル応答が有限長であるため、ＦＩＲフィルタは安定したシステムであり、通信、画像処理、パターン認識などの分野で幅広く適用されている。

【0039】

図３および図８を参照すると、いくつかの実施形態において、信号処理装置は、コントローラ２００に電気的に接続される遅延ユニット３００をさらに含み、上記の信号処理方法は、トリガ比較ユニット１００の遅延を、低周波成分信号をトリガ信号とともに時間次元で移動するように補償することをさらに含む、例えば、低周波成分信号とトリガ信号の時間次元を水平方向に設定する場合に、低周波成分信号とトリガ信号が時間次元で移動することは、低周波成分信号とトリガ信号が水平方向に移動することとみなし、その後の信号処理やユーザーの観察が容易になるように、低周波成分信号をトリガ信号と時間次元で整列させる。

【0040】

図４、図５および図８を参照すると、いくつかの実施形態において、上記の信号処理方法は、トリガ比較信号のピーク信号を取得することをさらに含み、ターゲット信号は、トリガ比較信号のピーク信号を取得することによって、低周波信号が抑制された実際のトリガ信号のピーク信号を含むため、デジタルオシロスコープにおいてトリガ機能が低周波抑制モードまたは交流トリガカップリングモードを採用している場合、トリガレベルの設定と実際のトリガ信号との対応関係を確立し、トリガレベルとトリガ信号とのずれを補正し、トリガ比較信号のピーク信号をインタラクションインターフェイスに表示させることによって、ユーザーが低周波信号が抑制された実際のトリガ信号のピーク信号を直感的に観察することができ、実際のトリガ信号の関連情報に基づくユーザーによるトリガレベルの調整を容易にし、トリガレベルの設定精度を向上させることが可能になり、そして、トリガ比較信号のピーク信号を取得することによって、完全なトリガ比較信号を処理せず、トリガ比較信号の振幅範囲を特定することができ、実施方法がより簡単になり、コントローラ２００の信号処理データ量を削減することができ、信号処理装置の信号処理効率が向上する。

【0041】

いくつかの実施形態において、プリセット規則は、トリガ比較信号の振幅に対応する値がトリガレベルの振幅に対応する値よりも小さい場合、デジタルオシロスコープはトリガ機能を停止し、トリガ表示ユニットはターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するターゲット信号にピーク信号および初期波形が含まれることと、初期波形は、少なくとも１つのトリガ波形を含み、例えば、ターゲットインタラクションインターフェイスに順次に表示される位相の異なる複数のトリガ波形を含むことと、ユーザーはターゲットインタラクションインターフェイスに表示するターゲット信号に基づいてトリガレベルを調整し、トリガレベルの設定精度を向上させることと、トリガ比較信号の振幅に対応する値がトリガレベルの振幅に対応する値以上である場合、デジタルオシロスコープは、トリガ機能を実現し、すなわち、初期波形から１つのトリガ波形をキャプチャして、トリガ表示ユニットは、ターゲットインタラクションインターフェイスに表示するターゲット信号にピーク信号およびトリガ波形が含まれ、ユーザーは、ターゲットインタラクションインターフェイスに表示するトリガ波形、およびトリガ比較信号の関連情報、すなわち低周波信号が抑制された実際のトリガ信号の関連情報を直感的に観察することができることとを含み、いくつかの実施形態において、トリガ信号は初期波形に基づいて生成されてもよい。本実施形態において、信号の振幅に対応する値は信号振幅の絶対値である。

【0042】

引き続き図４、図５および図８を参照すると、いくつかの実施形態において、トリガ比較信号のピーク信号は、トリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘおよび／またはトリガ比較信号の最小値Ｖｍｉｎを含む場合、トリガ比較信号の振幅範囲は、トリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘからトリガ比較信号の最小値Ｖｍｉｎまでであり、これにより、トリガレベルとトリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘおよび／または最小値Ｖｍｉｎの対応関係が確立され、ターゲット信号は画像の形態でユーザーのインターフェイスに表示され、ユーザーのインターフェイスには、図５に示されるトリガ比較信号が表示されず、ユーザーがピーク信号を直感的に観測できるようにトリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘおよび／またはトリガ比較信号の最小値Ｖｍｉｎのみが表示され、また、トリガレベルの設定の基準になるために、トリガレベルはトリガ比較信号の最大値Ｖｍａｘとトリガ比較信号の最小値Ｖｍｉｎの間に設定され、これにより、オシロスコープのトリガ機能の実現が容易になり、いくつかの実施形態において、トリガレベルの設定範囲は、０.５Ｖｍａｘ～０.８Ｖｍａｘ、または０.５Ｖｍｉｎ～０.８Ｖｍｉｎを含み、例えば、トリガレベルを、０.５Ｖｍａｘ、０.６Ｖｍａｘ、０.７Ｖｍａｘ、０.８Ｖｍａｘ、０.５Ｖｍｉｎ、０.６Ｖｍｉｎ、０.７Ｖｍｉｎまたは０.８Ｖｍｉｎなどに設定することによって、オシロスコープのトリガ機能を確実に実現することができる。

【0043】

図６および図８を参照すると、いくつかの実施形態において、信号処理装置は、出力端子がトリガ比較ユニット１００の入力端子および遅延ユニット３００の入力端子に接続されているアナログ・デジタル変換器４００をさらに含み、上記の信号処理方法は、トリガ信号をアナログ量からデジタル量に変換することをさらに含む。

【産業上の利用可能性】

【0044】

以上の実施方式によれば、本出願は、ソフトウェアと必要な汎用ハードウェアの助けを借りて実現することもできるし、ハードウェアによって実現することもできることが、当該技術分野に属する当業者には明らかである。本出願の技術的解決手段は、この知見に基づいて、本質的に、コンピュータのフロッピーディスク、リードオンリーメモリ（Ｒｅａｄ‐Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）、フラッシュメモリ（ＦLＡＳＨ）、ハードディスクまたは光ディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶され、１つのコンピュータ装置（パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワーク装置などであってもよい）に本出願の複数の実施形態で説明する方法を実行させるための複数の命令を含むソフトウェア製品の形態で具現化され得る。

【0045】

当業者であれば、上記実施形態の方法におけるプロセスの全部または一部は、コンピュータプログラムによって関連するハードウェアを指示することで実行可能であり、当該コンピュータプログラムは、不揮発性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶することができ、実行時には、上述したような複数の方法の実施形態のプロセスを含み得ることを理解し得る。ここで、本開示において提供される複数の実施形態で使用されるメモリ、ストレージ、データベース、または他の媒体へのあらゆる言及は、不揮発性メモリおよび／または揮発性メモリを含み得る。

【0046】

上記の実施形態は、説明の目的のみで提供されるものである。

【0047】

本明細書における複数の実施形態は、進行的に説明するものであり、各実施形態は、他の実施形態との相違点に着目したものであり、それぞれの同一または同様の部分については、互いに参照するものとする。

【0048】

前述した実施形態の複数の技術的特徴は、任意に組み合わせることができ、それらの可能な組み合わせは、説明を簡単にするために、すべて記載されているわけではないが、矛盾しない限り、本明細書に記録された本明細書の範囲内にあると考えられるべきである。

【符号の説明】

【0049】

１００：トリガ比較ユニット
２００：コントローラ
３００：遅延ユニット
４００：アナログ・デジタル変換器
５００：トリガ表示ユニット
５０１：波形処理ユニット
５０２：波形描画ユニット
５０３：トリガ補間ユニット
５０４：トリガ描画ユニット
５０５：波形表示ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2025-04-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するように構成される信号処理装置であって、
前記トリガ信号の低周波成分信号を抽出するように構成されるトリガ比較ユニット（１００）と、
前記トリガ比較ユニット（１００）に電気的に接続されており、前記低周波成分信号と前記トリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成し、前記トリガ比較信号を前記トリガレベルと比較することを含むプリセットに従って、前記トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力するように構成されるコントローラ（２００）と、
前記コントローラ（２００）に電気的に接続されており、前記一方のターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するように構成されるトリガ表示ユニット（５００）と、
を含む、信号処理装置。

【請求項2】

前記トリガ比較信号は、前記トリガ信号から前記低周波成分信号をフィルタリングして得られる信号である、請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項3】

前記コントローラ（２００）に電気的に接続されており、前記トリガ比較ユニット（１００）の遅延を、前記低周波成分信号を前記トリガ信号と時間次元で整列させるように補償するように構成される遅延ユニット（３００）をさらに含む、請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項4】

前記コントローラ（２００）は、前記トリガ比較信号のピーク信号を取得するようにさらに構成される、請求項２に記載の信号処理装置。

【請求項5】

前記プリセットの規則は、
前記トリガ比較信号の振幅に対応する値が前記トリガレベルの振幅に対応する値以上である場合、前記ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するターゲット信号には前記ピーク信号およびトリガ波形が含まれることと、
前記トリガ比較信号の振幅に対応する値が前記トリガレベルの振幅に対応する値よりも小さい場合、前記ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示するターゲット信号には前記ピーク信号および少なくとも１つのトリガ波形を含む初期波形が含まれることと、
を含む、請求項４に記載の信号処理装置。

【請求項6】

出力端子が前記トリガ比較ユニット（１００）の入力端子および前記遅延ユニット（３００）の入力端子に接続され、前記トリガ信号をアナログ量からデジタル量に変換するように構成されるアナログ・デジタル変換器（４００）を含む、請求項３に記載の信号処理装置。

【請求項7】

前記トリガ比較信号のピーク信号は、前記トリガ比較信号の最大値と前記トリガ比較信号の最小値の少なくとも一方を含む、請求項４に記載の信号処理装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の信号処理装置を含むデジタルオシロスコープ。

【請求項9】

トリガ信号およびトリガレベルに基づいて、２種類のターゲット信号のうちの一方を出力するための信号処理方法であって、
前記トリガ信号の低周波成分信号を抽出することと、
前記低周波成分信号と前記トリガ信号の関係に基づいてトリガ比較信号を生成することと、
前記トリガ比較信号を前記トリガレベルと比較することを含むプリセットに従って、前記トリガ比較信号に基づいて得られる一方のターゲット信号を出力することと、
前記一方のターゲット信号を受信し、ターゲットインタラクションインターフェイス上に表示することと、
を含む、信号処理方法。

【請求項10】

前記トリガ比較信号は、前記トリガ信号から前記低周波成分信号をフィルタリングして得られる信号である、請求項９に記載の信号処理方法。

【国際調査報告】