JP2003337142A

JP2003337142A - 波形解析装置

Info

Publication number: JP2003337142A
Application number: JP2002142791A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Saito; 智美齋藤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-11-28
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: JP3787840B2

Abstract

(57)【要約】【課題】記憶部に格納された複数の波形データの波形
解析を直ちにかつ容易に行える波形解析装置を実現する
ことを目的にする。【解決手段】本発明は、トリガ信号を基準として被測
定波形を測定し、波形データとして記憶部に順次格納
し、この記憶部に格納した複数の波形データから所望の
波形データを表示部に波形表示させる波形解析装置にお
いて、表示部の波形表示に解析位置を指定する指定部
と、この指定部の解析位置で、記憶部における表示及び
非表示の波形データの波形解析を行う解析手段とを設け
たことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トリガ信号を基準
に測定した被測定波形の波形解析を行う波形解析装置に
関するものであり、詳しくは、記憶部に格納された複数
の波形データの波形解析を直ちにかつ容易に行える波形
解析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】波形解析装置は、例えば、デジタルオシ
ロスコープで、被測定波形をデジタル信号の波形データ
に変換して、記憶部であるメモリに格納し、さらにメモ
リに格納した波形データの解析を行うと共に、この解析
結果および波形データを表示処理部を介して表示部に表
示するように構成されたものであり、各種分野の研究開
発、品質管理、保守作業において広く使用されている。

【０００３】また、波形解析装置は、トリガ信号を用い
て所望の条件を満たす波形データのみをメモリに格納す
ることができる。そしてメモリは、トリガ信号ごとに測
定した波形データを複数格納することができ、ヒストリ
メモリとも呼ばれる。

【０００４】図８は、従来の波形解析装置の例を示した
構成図である。図８において、測定部１０は、入力回路
１１、ＡＤ変換回路１２、トリガ検出回路１３、メモリ
制御回路１４を有し、被測定波形が入力され、この被測
定波形をデジタル信号に変換して波形データとして出力
すると共に、所望の波形を格納するための制御信号を出
力する。一般的に入力回路１１は複数チャネルあり、入
力回路１１ごとにＡＤ変換回路１２も設けられるが、１
チャネル分のみ図示している。

【０００５】入力回路１１は、被測定波形が入力され、
この入力波形を所望の振幅レベルに変換し、出力する。
ＡＤ変換回路１２は、入力回路１１から出力された信号
をデジタル信号に変換して波形データとして出力する。
トリガ検出回路１３は、入力回路１１から出力された信
号によってトリガ信号を出力する。メモリ制御回路１４
は、トリガ検出回路１３からのトリガ信号によって、制
御信号を出力する。

【０００６】記憶部であるヒストリメモリ２０は、メモ
リ制御回路１４からの指示により、ＡＤ変換回路１２か
らの波形データを格納する。指定部３０は、ボタンやロ
ータリーノブ等であり、表示させる波形データやチャネ
ルの選択、選択した波形データの解析位置、解析項目を
出力する。

【０００７】表示処理部４０は、解析手段４１を有し、
指定部３０からの出力に基づいてヒストリメモリ２０か
ら波形データを読み出し、波形解析を行う。また、表示
処理部４０は、波形データや解析結果を所望の形式の表
示データに変換して出力する。解析手段４１は、表示処
理部４０が読み出した波形データの波形解析を行う。表
示部５０は、表示処理部４０から出力された表示データ
を表示画面に表示する。

【０００８】このような装置の動作を説明する。入力回
路１１が、被測定波形を所望の振幅レベルとなるように
減衰、増幅を行い、ＡＤ変換回路１２およびトリガ検出
回路１３に出力する。そして、ＡＤ変換回路１２が、入
力回路１１から出力された信号をデジタル信号に変化
し、波形データとしてヒストリメモリ２０に出力する。

【０００９】一方、トリガ検出回路１３は、入力回路１
１からの信号レベルが所望のトリガ条件となるのを検出
すると、トリガ信号を出力する。所望のトリガ条件と
は、例えば、信号レベルが負から正になる場合や、複数
チャネルからの信号が特定の信号レベルを超える場合等
である。

【００１０】そして、メモリ制御回路１４が、トリガ検
出回路１３からのトリガ信号を基準として、ヒストリメ
モリ２０にＡＤ変換回路１２からの波形データを、トリ
ガ信号ごとに格納させる。この時、基準となるトリガ信
号前後の所望時間分の波形データをヒストリメモリ２０
に格納できるように、ＡＤ変換回路１２が波形データを
出力する。また、メモリ制御回路１４が、ヒストリメモ
リ２０に複数格納した波形データを識別するためのイン
デックス、例えば格納した順番を表す番号を、波形デー
タごとに付加する。

【００１１】また、指定部３０のボタンやロータリーノ
ブを介して、ヒストリメモリ２０から読み出す波形デー
タの選択、波形解析を行う位置、波形解析を行う対象チ
ャネル、波形解析の項目等が表示処理部４０に入力され
る

【００１２】そして、表示処理部４０が、指定部３０か
らの指示に従いヒストリメモリ２０に格納された波形デ
ータを読み出し、表示部５０の表示画面に波形表示させ
る。図９は、このような装置における表示部５０に設け
られた表示画面の表示例である。図９において、横軸は
時間軸であり、縦軸は信号レベルである。波形１００
は、ヒストリメモリ２０から選択されて読み出された波
形データである。

【００１３】また、解析手段４１が、読み出した波形デ
ータの波形解析を行う。これらの解析結果も、表示処理
部４０が、表示部５０の表示画面に表示させる。再び、
図９において、トリガ点Ｔｒｇは、波形１００において
トリガ信号が出力された位置を示している。カーソルＣ
ｕｒ１、Ｃｕｒ２は、波形解析を行う解析位置を示して
いる。横軸情報Ｔ０は、カーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２の
トリガ点Ｔｒｇそれぞれからの位置”Ｘ１”、”Ｘ
２”、カーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２間の時間幅”Δ
Ｘ”、時間幅の逆数”１／ΔＸ”が表示されている。解
析結果Ｒ０は、カーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２それぞれに
おける波形１００の信号レベル”Ｙ１”、”Ｙ２”、こ
れらの信号レベル差”ΔＹ”が表示されている。

【００１４】さらに、表示処理部４０が波形データや解
析結果を図示しない印刷手段に印刷させたり、図示しな
い外部メディアに記憶させる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような装置でトリ
ガ信号ごとに取得した波形データの解析は、繰り返し同
じ様な動作を行う機器の性能評価やトレンドの測定に用
いられ、測定条件、例えばサンプリング時間や信号レベ
ルの増幅等も同一条件で測定される。以下に例を挙げ
る。

【００１６】例（１）自動車のエンジン部分のシリンダ
の上下運動を電気信号に変換し、シリンダの上死点をト
リガ条件として、シリンダ内の圧力、温度等の変化を電
気信号に変換して測定する。そして、トリガ点Ｔｒｇを
基準とした解析位置で、シリンダの移動距離、圧力、温
度等の解析を行う。

【００１７】例（２）電子回路において、信号レベルが
ロウベルからハイレベルに変わる波形の測定で、あるレ
ベルを超えた場合をトリガ条件とし、そのトリガ点Ｔｒ
ｇから所望の解析位置におけるオーバーシュート、アン
ダーシュートの振幅の解析を行う。

【００１８】例（１）、例（２）に挙げたような機器の
測定は、単発の測定ではなく膨大な回数を測定して、解
析し、統計的に処理する必要がある。そのため波形測定
装置は、長時間にわたり波形データを格納可能なように
ヒストリメモリ２０が大容量化され、数百から数千の波
形を格納できる。

【００１９】しかし、ヒストリメモリ２０の大容量化に
よって、ヒストリメモリ２０の全波形データを順次読み
出して表示画面に波形表示させ、それぞれに対してカー
ソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２を同一の解析位置に設定して解
析し、目視で解析結果を確認して記録するのは手間と時
間がかかり、非常に効率が悪い。また、ヒストリメモリ
２０の波形データを図示しない処理装置に外部メディア
や通信装置等を介して転送して、波形解析を行う方法も
あるが、大容量の波形データを転送するのは時間がかか
り効率が悪い。

【００２０】そこで、本発明の目的は、記憶部に格納さ
れた複数の波形データの波形解析を直ちにかつ容易に行
える波形解析装置を実現することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
トリガ信号を基準として被測定波形を測定し、波形デー
タとして記憶部に順次格納し、この記憶部に格納した複
数の波形データから所望の波形データを表示部に波形表
示させる波形解析装置において、前記表示部の波形表示
に解析位置を指定する指定部と、この指定部の解析位置
で、前記記憶部における表示及び非表示の波形データの
波形解析を行う解析手段とを設けたことを特徴とするも
のである。

【００２２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、解析手段は、解析位置をトリガ信号からの
位置により特定し、波形データの波形解析を行うことを
特徴とするものである。

【００２３】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、解析手段は、２つの解析位置で指
定される範囲で波形解析を行うことを特徴とするもので
ある。

【００２４】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、解析手段は、解析位置で指定される範囲で
波形データにより周波数成分を求める波形解析を行うこ
とを特徴とするものである。

【００２５】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の発明において、解析手段は、波形データ
の波形解析を行った解析結果の統計処理を行うことを特
徴とするものである。

【００２６】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、解析手段は、解析位置で波形データの信号
レベルを求める波形解析を行い、この解析結果における
最大値、最小値、平均値、分散、統計処理を行った波形
データの解析数の少なくとも一つを求める統計処理を行
うことを特徴とするものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成
図である。ここで、図８と同一のものは同一符号を付
し、説明を省略する。図１において、表示処理部４０の
代わりに表示処理部６０が設けられる。

【００２８】表示処理部６０は、解析手段６１を有し、
指定部３０からの出力に基づいて、ヒストリメモリ２０
から全波形データを読み出し、読み出した全波形データ
ごとに波形解析を行い、さらに解析結果の統計処理を行
う。また表示処理部６０は、指定部３０よって選択され
た波形データと、全波形データの解析結果、統計処理結
果を表示部５０の表示画面に表示させる。解析手段６１
は、表示処理部６０の読み出した全波形データの波形解
析、統計処理を行う。

【００２９】このような装置の動作を説明する。図２〜
図５は、図１に示す装置の表示部５０の表示画面の表示
例である。ここで、図９と同一のものは同一符号を付
し、説明を省略する。図２〜図４において、横軸は時間
であり、縦軸は信号レベルである。

【００３０】まず、表示処理部６０が、指定部３０によ
って選択された波形データのみをヒストリメモリ２０か
ら読み出し、図２に示すように読み出した波形データを
波形１０１として表示部５０の表示画面に表示させる。

【００３１】そして、指定部３０を介して、図２に示す
ボタン２００が選択されると、表示処理部６０が、図３
に示すように解析位置であるカーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ
２を表示させる。さらに、指定部３０を介してカーソル
Ｃｕｒ１、Ｃｕｒ２が所望の解析位置に移動され、解析
位置が指定される。

【００３２】また、指定部３０を介して、図３に示すボ
タン２０１が選択されると、表示処理部６０が、ヒスト
リメモリ２０から１チャネル分の全波形データを読み出
す。そして、解析手段６１が、読み出した全波形データ
に対して、指定された解析位置、すなわちカーソルＣｕ
ｒ１、Ｃｕｒ２で波形解析を行い、さらに解析結果の統
計処理を行う。統計処理の例としては、最大値、最小
値、平均値、分散、統計処理を行った波形データの解析
数を求める。

【００３３】そして、表示処理部６０が、図４に示すよ
うに、トリガ点ＴｒｇからカーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２
までの位置”Ｘ１”、”Ｘ２”、およびカーソルＣｕｒ
１、Ｃｕｒ２間の時間幅”ΔＸ”、時間幅の逆数”１／
ΔＸ”からなる時間情報Ｔ１を表示させる。

【００３４】さらに、カーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２にお
ける波形１０１の信号レベル”Ｙ１（Ｃ１）”、”Ｙ２
（Ｃ１）”からなる解析結果Ｒ１を表示させる。

【００３５】また、最大値”Ｍａｘ”、最小値”Ｍｉ
ｎ”、平均値”Ａｖｇ”、分散”Ｓｄｖ”、統計処理を
行った波形データの解析数”Ｃｎｔ”からなる統計処理
結果Ｒ２を表示させる。

【００３６】さらに、指定部３０を介して、図４に示す
ボタン２０２が選択されると、表示処理部６０が、図５
に示すように全波形データの解析結果を一覧で表示させ
る。図５において、各行ごとに左から波形データのイン
デックス、カーソルＣｕｒ１における信号レベル”Ｙ１
（Ｃ１）”、カーソルＣｕｒ２における信号レベル”Ｙ
２（Ｃ１）”、これらの信号レベル差”ΔＹ（Ｃ１）”
が表示され、最大値、最小値となる解析結果の近傍に
は、最大値を表す上矢印のマーカＭｒｋ１、最小値を表
す下矢印のマーカＭｒｋ２が表示される。

【００３７】そして、表示処理部６０が、解析結果、統
計処理結果を図示しない印刷手段に印刷させたり、図示
しない外部メディアに記憶させる。

【００３８】ここで、表示処理部６０が、ヒストリメモ
リ２０の１チャネル分の全波形データを読み出し、読み
出した全波形データに対して、同一の解析位置で波形解
析、および解析結果の統計処理を行い、表示部５０の表
示画面に表示させる動作以外は図８に示す装置と同様な
ので、説明を省略する。

【００３９】このように、ヒストリメモリ２０に格納さ
れた複数の波形データに対して、同一の解析位置で波形
解析および解析結果の統計処理を行うので、ヒストリメ
モリ２０の波形データを順番に波形表示させて解析位置
を指定して解析させ、解析結果の確認をし、さらに個々
に求めた解析結果を集計して統計処理をする必要がな
い。これにより、ヒストリメモリ２０に格納された複数
の波形データの波形解析や統計処理を直ちにかつ容易に
行うことができる。従って、波形解析や、統計処理を短
時間で行うことができ、工数がかからない。

【００４０】また、ヒストリメモリ２０に格納された１
チャンル分の複数の波形データに対して、同一の解析位
置で波形解析を行うので、トリガ信号ごとに、トリガ信
号を基準として同一の測定条件で測定された被測定波形
の波形解析および解析結果の統計処理を直ちにかつ容易
に行うことができる。

【００４１】なお、本発明はこれに限定されるものでは
なく、以下のようなものでもよい。ヒストリメモリ２０
に格納されている１チャネル分の全波形データを読み出
し、波形解析を行う構成を示したが、所望数の波形デー
タのみ読み出し、波形解析を行うようにしてもよい。

【００４２】また、トリガ検出回路１３は、入力回路１
１からの信号でトリガ条件を検出し、トリガ信号を出力
する構成としたが、図示しない外部装置から信号を入力
し、この図示しない外部装置から入力された信号でトリ
ガ条件を検出する構成としてもよい。

【００４３】また、１チャネル分の全波形データのみを
読み出し、波形解析、統計処理を行う例を示したが、複
数チャネル、例えば４チャネル分の波形データを読み出
し、各チャネルごとの信号レベルや、各チャネル間の信
号レベル差等の波形解析、および解析結果の統計処理を
行い、表示画面に表示させてもよい。すなわち、図６、
図７に示すように表示部５０の表示画面に表示させる。

【００４４】ここで、図２〜図５と同一のものは同一符
号を付し、説明を省略する。図６において、波形１０２
〜１０５のそれぞれは、チャネル１〜チャネル４の波形
データが表示されている。また、カーソルＣｕｒ１にお
ける波形１０２、１０３の信号レベル”Ｙ１（Ｃ
１）”、”Ｙ１（Ｃ２）”である解析結果Ｒ３が表示さ
れている。また、最大値”Ｍａｘ”、最小値”Ｍｉ
ｎ”、平均値”Ａｖｇ”、分散”Ｓｄｖ”、統計処理を
行った波形データの解析数”Ｃｎｔ”からなる統計処理
結果Ｒ４が表示されている。

【００４５】波形１０４、１０５も波形解析されている
が、表示画面の表示スペースの関係により、所望の優先
順位で表示させているため、波形１０４、１０５の解析
結果は表示されていない。そして、図７において、各チ
ャネルの全波形データの解析結果の一覧が表示され、各
行ごとに左から波形データのインデックス、カーソルＣ
ｕｒ１における１チャネルから４チャネルそれぞれの信
号レベル”Ｙ１（Ｃ１）”、”Ｙ１（Ｃ２）”、”Ｙ１
（Ｃ３）”、”Ｙ１（Ｃ４）”が表示されている。

【００４６】また、ヒストリメモリ２０の全波形データ
を読み出し、波形解析および解析結果の統計処理を行う
例を示したが、波形解析のみを行ってもよい。

【００４７】また、カーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２は、時
間軸に対して垂直としたが、時間軸に対して水平とし、
トリガ点から所望の電圧レベルとなるまでの時間を求
め、求めた解析結果を統計処理してもよい。

【００４８】また、表示部５０の表示画面に表示されて
いるチャネルの波形データのみを波形解析する構成を示
したが、表示されていないチャネルの波形データをカー
ソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２で指定された解析位置で波形解
析を行ってもよい。

【００４９】さらに、解析手段６１は、カーソルＣｕｒ
１、Ｃｕｒ２で挟まれた区間で、波形データの周波数解
析、例えば高速フーリエ変換を行い、この周波数成分の
トレンドの統計処理をしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果があ
る。請求項１〜６によれば、記憶部に格納された複数の
波形データに対して、同一の解析位置で波形解析を行う
ので、記憶部の波形データを順番に波形表示させて解析
位置を指定して解析させる必要がない。これにより、記
憶部に格納された複数の波形データの波形解析を直ちに
かつ容易に行うことができる。従って、波形解析を短時
間で行うことができ、工数がかからない。

【００５１】また、記憶部に格納された複数のデジタル
データに対して、同一の解析位置で波形解析を行うの
で、トリガ信号を基準として同一の測定条件で測定され
た複数の被測定波形の波形解析を直ちにかつ容易に行う
ことができる。

【００５２】また、請求項５、６によれば、波形解析の
解析結果の統計処理を行うので、記憶部の波形データを
順番に波形表示させて解析位置を指定して解析させ、解
析結果の確認をし、さらに個々に求めた解析結果を集計
して統計処理をする必要がない。これにより、記憶部に
格納された複数の波形データの統計処理を直ちにかつ容
易に行うことができる。従って、統計処理を短時間で行
うことができ、工数がかからない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。

【図２】図１に示す装置の表示部５０の表示画面の第１
の表示例である。

【図３】図１に示す装置の表示部５０の表示画面の第２
の表示例である。

【図４】図１に示す装置の表示部５０の表示画面の第３
の表示例である。

【図５】図１に示す装置の表示部５０の表示画面の第４
の表示例である。

【図６】図１に示す装置の表示部５０の表示画面の第５
の表示例である。

【図７】図１に示す装置の表示部５０の表示画面の第６
の表示例である。

【図８】従来の波形解析装置の構成図である。

【図９】図８に示す装置の表示部５０の表示画面の表示
例である。

【符号の説明】

２０ヒストリメモリ（記憶部）３０指定部５０表示部６０表示処理部６１解析手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トリガ信号を基準として被測定波形を測
定し、波形データとして記憶部に順次格納し、この記憶
部に格納した複数の波形データから所望の波形データを
表示部に波形表示させる波形解析装置において、前記表示部の波形表示に解析位置を指定する指定部と、この指定部の解析位置で、前記記憶部における表示及び
非表示の波形データの波形解析を行う解析手段とを設け
たことを特徴とする波形解析装置。
【請求項２】解析手段は、解析位置をトリガ信号から
の位置により特定し、波形データの波形解析を行うこと
を特徴とする請求項１記載の波形解析装置。
【請求項３】解析手段は、２つの解析位置で指定され
る範囲で波形解析を行うことを特徴とする請求項１また
は２記載の波形解析装置。
【請求項４】解析手段は、解析位置で指定される範囲
で波形データにより周波数成分を求める波形解析を行う
ことを特徴とする請求項３記載の波形解析装置。
【請求項５】解析手段は、波形データの波形解析を行
った解析結果の統計処理を行うことを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載の波形解析装置。
【請求項６】解析手段は、解析位置で波形データの信
号レベルを求める波形解析を行い、この解析結果におけ
る最大値、最小値、平均値、分散、統計処理を行った波
形データの解析数の少なくとも一つを求める統計処理を
行うことを特徴とする請求項５記載の波形解析装置。