ベクトルスコープ

ベクトルスコープは、オーディオとビデオの両方のアプリケーションで使用される特殊なタイプのオシロスコープです。^[1]オシロスコープや波形モニターは通常、信号対時間のプロットを表示しますが、ベクトルスコープは2 つの信号のXY プロットを表示し、これら 2 つの信号の関係の詳細を明らかにすることができます。ベクトルスコープは、XY モードで動作するオシロスコープと操作が非常に似ていますが、ビデオ アプリケーションで使用されるベクトルスコープには特殊な目盛りがあり、標準的なテレビ信号またはビデオ信号を入力として受け入れます ( 2 つのコンポーネントを内部で 復調および逆多重化して分析します)。

ビデオ用途では、ベクトルスコープは、フォーマット（ NTSC、PAL、SECAM、または任意の数のデジタルテレビ規格）に関係なく、テレビ信号の測定とテストの目的で波形モニターを補完する。 波形モニターを使用すると、放送技術者はビデオ信号の全体的な特性を測定できるが、ベクトルスコープは、特定の周波数のサブキャリアとしてビデオ信号にエンコードされているクロミナンスを視覚化するために使用される。^[2]ベクトルスコープは、ビデオ信号内のクロミナンスサブキャリア（NTSCの場合は3.58 MHz、PALの場合は4.43 MHz）に排他的にロックして、その表示を駆動する。 デジタル用途では、ベクトルスコープは代わりに Cb チャネルと Cr チャネル（これらは、クロマ情報を含むデジタル形式の 2 つのチャネル）を互いに対してプロットする。

ベクトルスコープは、クロミナンス信号を視覚化するために、重ね合わせた円形の参照表示、つまり目盛りを使用します。これは、色をビデオ信号にエンコードするために使用されるQAM方式を参照する最適な方法です。入力されたクロミナンス信号がベクトルスコープ上に描画する実際の視覚パターンは、トレースと呼ばれます。クロミナンスは、サブキャリア信号の振幅またはゲインとしてエンコードされる色の彩度と、サブキャリアの位相としてエンコードされる色相の 2 つの方法を使用して測定されます。ベクトルスコープの目盛りは、彩度を円の中心からの距離として大まかに表し、色相を標準位置での円の周りの角度として表します。目盛りには、標準カラーバーのビデオテスト信号のさまざまなコンポーネントに対応するいくつかの要素も追加されています。これには、メイン バーの色を表す円の周りのボックスや、クロミナンス信号の U および V コンポーネント (および NTSC ベクトルスコープでは I および Q コンポーネント) に対応する垂直線が含まれます。 NTSC ベクトルスコープにはカラーバー用のボックスが 1 セットありますが、PAL ベクトルスコープにはボックスが 2 セットあります。これは、PAL の RY 色度成分が交互の線で位相が反転するためです。目盛りのもう 1 つの要素は、ディスプレイ上の 270° (つまり -U 位置) にある細かいグリッドで、微分ゲインと位相の測定に使用されます。

多くの場合、2 セットのバー ターゲットが提供されます。1 つは 75% 振幅のカラー バー用、もう 1 つは 100% 振幅のカラー バー用です。100% バーは、複合エンコーディングで許可される最大振幅 (複合信号) を表します。100% バーは放送には適しておらず、放送セーフではありません。75% バーは振幅が小さく、放送セーフです。

一部のベクトルスコープ モデルには、バー ターゲットのセットが 1 つしかありません。カラーバーストベクトルが目盛りの「75%」または「100%」マークまで伸びる ようにゲインを調整することで、ベクトルスコープを 75% または 100% のバーに設定できます。

ベクトルスコープの表示に使用される基準信号は、ビデオの各ラインの前に送信されるカラーバーストです。NTSC の場合、カラーバーストは 180° の位相を持つように定義されており、これは目盛りの -U の位置に対応します。実際のカラーバースト信号は、ベクトルスコープ上で目盛りの中心から左を指す直線として表示されます。PAL の場合、カラーバーストの位相は 135° と 225° の間で交互に変化し、その結果、2 つのベクトルがそれぞれ目盛りの 10 時半と 7 時半の位置を指します。デジタル (およびコンポーネント アナログ) ベクトルスコープでは、カラーバーストは存在しないため、カラーバースト信号とクロマ サブキャリア間の位相関係は問題になりません。 SECAM 用のベクトルスコープは、SECAM 受信機に見られるものと同様の復調器を使用して、U および V カラー信号を取得します。これは、これらの信号が 1 つずつ送信されるためです (Thomson 8300 Vecamscope)。

ブラウン管(CRT)を使用する古いベクトルスコープでは、目盛りはスクリーンの前面に重ねられたシルクスクリーンのオーバーレイであることが多い。注目すべき例外の 1 つは、Tektronix WFM601 シリーズの機器で、これはCCIR 601テレビ信号の測定に使用される波形モニターとベクトルスコープを組み合わせたものである。これらの機器の波形モード目盛りはシルクスクリーンで実装されているのに対し、ベクトルスコープ目盛り (このシリーズは複合ビデオをサポートしていなかったため、バー ターゲットのみで構成されている) は、電子ビームによって CRT 上に描画される。現代の機器では、目盛りはコンピューター グラフィックスで描画され、目盛りとトレースは両方とも外部VGAモニターまたは内部の VGA 互換LCDディスプレイに表示される。

最新の波形モニターのほとんどにはベクトルスコープ機能が組み込まれており、2 つのモードを並べて表示できるものも多くあります。この組み合わせのデバイスは一般に波形モニターと呼ばれ、スタンドアロンのベクトルスコープは急速に時代遅れになりつつあります。^{[引用が必要]}

オーディオ アプリケーションでは、ベクトルスコープを使用してステレオオーディオ信号のチャンネル間の差を測定します。1 つのステレオ チャンネルはディスプレイの水平偏向を駆動し、もう 1 つは垂直偏向を駆動します。左右の信号が同一のモノラル信号の場合、勾配+1 の直線になります。ステレオ分離はこの直線からの偏差として表示され、リサージュ図形が作成されます。勾配 -1 の直線が表示された場合、左右のチャンネルの位相が 180° ずれていることを示します。

ウィキメディア・コモンズには、ベクトルスコープに関連するメディアがあります。

• 「MultiScope Lite」。Rumble House Media Group (RHMG)。ソフトウェア ベクトルスコープ。
• 「4kScope」。Drastic Technologies Ltd. の 無料トレーニング モードを備えたソフトウェア ベクトル スコープ。