JP2016109598A - トリガ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】もっぱらソフトウェア的な手法によってトリガレベルに対する信号の立ち上がりもしくは立ち下がりのいずれか一方でのクロス点（トリガ点）を正確に検出する。【解決手段】被測定信号Ｗが所定のトリガレベルＴＬと交差した時点のうち、信号の立ち上がり時もしくは信号の立ち下がり時のいずれか一方を第１クロス点Ａ、他方を第２クロス点Ｂとして、一方の第１クロス点Ａを検出するにあたって、両クロス点Ａ，Ｂを検出するとともに、トリガレベルＴＬに対して所定幅のトリガマスクＴＭを設定、解除する制御手段を有し、第２クロス点Ｂの検出時に、トリガレベルＴＬに対してトリガマスクＴＭを設定し、被測定信号Ｗが第２クロス点Ｂ通過後でトリガマスクＴＭの範囲から外れた時点でトリガマスクＴＭを解除し、第１クロス点Ａの検出時に、トリガマスクＴＭが解除であればトリガ検出信号を出力し、非解除であればトリガ検出信号を出力しない。【選択図】図２

Description

本発明は、トリガ検出方法に関し、さらに詳しく言えば、トリガレベルに対する信号の立ち上がりもしくは立ち下がりのいずれか一方でのクロス点を検出する、特には商用電源を監視・測定する電力計等に好適なトリガ検出方法に関するものである。

トリガ検出は、通常、被測定信号が所定のレベル（トリガレベル）を超えた時点および／または下回った時点を検出し、その検出時点（クロス点）の前後の波形データをストレージして、例えば波形解析等を行うために用いられる。

トリガの検出条件は、ユーザーにより任意に設定されるが、その一例として、図５を参照して、電力計にて商用電源の電圧もしくは電流波形を測定する際にトリガをかける場合について説明する。

この例において、図５（ａ）に示すように、被測定信号Ｗは正弦波で、トリガレベルを０Ｖラインとして、被測定信号Ｗの立ち上がり時のゼロクロス点（アップクロス点）Ａのみをトリガポイントとして検出するようにしている。したがって、被測定信号Ｗが正常であれば、信号の立ち上がり時のアップクロス点Ａの１周期ごとにトリガ検出信号が出される。

しかしながら、被測定信号Ｗにノイズが含まれており、図５（ｂ）に示すように、例えば信号の立ち下がり時で被測定信号Ｗがゼロクロス点（ダウンクロス点）Ｂを通過した直後で、被測定信号Ｗがノイズによって立ち上がりに転じてトリガレベルを超えると、その時点（ダウンクロス点Ｂ付近）でトリガがかけられ、誤トリガが発生する。

なお、特許文献１には、入力信号とトリガレベル信号とを比較器に入力してトリガ信号を得るにあたって、ヒステリシス特性を有しない第１比較器と、ヒステリシス特性を有する第２比較器とを備え、第１比較器の出力と第２比較器の出力との論理和信号のタイミングでトリガ・イネーブル信号を保持することにより、ノイズによる誤動作を防止し、トリガ信号の時間的遅延を防止するようにしているが、これにはかなり複雑な回路構成を必要とし、この点で好ましくない。

特開平８−５４４１８号公報

したがって、本発明の課題は、複雑なハードウェアによらず、もっぱらソフトウェア的な手法によってトリガレベルに対する信号の立ち上がりもしくは立ち下がりのいずれか一方でのクロス点（トリガ点）を正確に検出することにある。

上記課題を解決するため、本発明のトリガ検出方法は、交流の被測定信号が所定のトリガレベルと交差した時点のうち、信号の立ち上がり時もしくは信号の立ち下がり時のいずれか一方を第１クロス点、その他方を第２クロス点として、上記一方の第１クロス点を検出するにあたって、
上記第１クロス点と上記第２クロス点とを検出するとともに、上記トリガレベルに対して所定幅のトリガマスクを設定、解除する制御手段を有し、
上記制御手段は、上記第１クロス点の検出後で上記第２クロス点の検出時までの間に、上記トリガレベルに対して上記トリガマスクを設定し、上記被測定信号が上記第２クロス点通過後で上記トリガマスクの範囲から外れた時点で上記トリガマスクを解除し、
上記第１クロス点の検出時に、上記トリガマスクが解除されていればトリガ検出信号を出力し、上記トリガマスクが解除されていなければトリガ検出信号を出力しないことを特徴としている。

別の態様として、上記第１クロス点が上記信号の立ち上がり時のアップクロス点である場合、上記制御手段は、上記トリガレベルに対して上記トリガマスクの下限値のみを設定し、上記被測定信号が上記第２クロス点通過後で上記下限値を下回った時点で上記トリガマスクを解除するようにしてもよい。

また、上記第１クロス点が上記信号の立ち下がり時のダウンクロス点である場合には、上記制御手段は、上記トリガレベルに対して上記トリガマスクの上限値のみを設定し、上記被測定信号が上記第２クロス点通過後で上記上限値を上回った時点で上記トリガマスクを解除するようにしてもよい。

本発明によれば、被測定信号が所定のトリガレベルと交差した時点のうち、信号の立ち上がり時もしくは信号の立ち下がり時のいずれか一方を第１クロス点、その他方を第２クロス点として、一方の第１クロス点のみでトリガを検出しようとする際、第１クロス点の検出後で第２クロス点の検出時までの間、好ましくは第２クロス点の検出時に、トリガレベルに対してトリガマスクを設定し、被測定信号が第２クロス点通過後でトリガマスクの範囲から外れた時点でトリガマスクを解除し、第１クロス点の検出時に、トリガマスクが解除されていればトリガ検出信号を出力し、トリガマスクが解除されていなければトリガ検出信号を出力しない、これにより、複雑なハードウェアによることなく、もっぱらソフトウェア的な手法によってトリガレベルに対する信号の立ち上がりもしくは立ち下がりのいずれか一方でのクロス点（トリガ点）を正確に検出することができる。

本発明のトリガ検出方法を実施するための装置を示す概略的な模式図。 （ａ）本発明のトリガ検出方法で、被測定信号に対してトリガマスクがかけられた状態を示す模式図、（ｂ）被測定信号のダウンクロス点付近を示す拡大図。 本発明のトリガ検出方法を説明するための（ａ）アップクロス時のフローチャート、（ｂ）ダウンクロス時のフローチャート。 本発明のトリガ検出方法で、被測定信号のアップクロス点付近を示す拡大図。 （ａ）被測定信号のアップゼロクロス点でトリガ検出を行う例を示す波形図、（ｂ）ダウンゼロクロス点付近で誤トリガが発生する原因を示す拡大波形図。

次に、図１ないし図４を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。

図１に示すように、本発明のトリガ検出方法を実施するための装置として、入力されるアナログの被測定信号Ｗをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１と、Ａ／Ｄ変換された被測定信号Ｗを所定に処理する制御手段１２と、制御手段１２にて指定された範囲の被測定信号Ｗを保存するメモリ１３と、制御手段１２に所定の指示を与える操作部１４と、測定結果等を表示する表示器１５とを基本的な構成として備えている。

この実施形態において、被測定信号Ｗは商用電源の電圧もしくは電流信号であり、本発明のトリガ検出方法は、電力計等に好ましく採用されるが、被測定信号Ｗは、時間的にレベルが上昇・下降のように交互に変化する正弦波以外の例えば三角波や鋸波、その他の脈流であってもよい。

制御手段１２には、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）やマイクロコンピュータ等が用いられてよく、通常の演算・判定機能のほかに、被測定信号Ｗに対してトリガレベルを設定して、そのクロス点を検出する機能、トリガレベルに対してトリガマスクを適宜設定し、解除する機能等を備えている。

次に、図２（ａ）（ｂ）を参照して、本発明のトリガ検出方法について説明する。この実施形態において、図２（ａ）に示すように、被測定信号Ｗは、商用電源の電圧もしくは電流信号の正弦波である。トリガレベルＴＬは操作部１４より設定され、この実施形態でトリガレベルＴＬは０Ｖラインである。

したがって、トリガレベルＴＬに対する被測定信号Ｗの交点はゼロクロス点で、これには、信号立ち上がり時のゼロクロス点Ａと、信号立ち下がり時のゼロクロス点Ｂとが含まれるが、ここでは、信号立ち上がり時のゼロクロス点Ａのみをトリガ検出ポイントとし、信号立ち下がり時のゼロクロス点Ｂではトリガ検出を行わない。このような設定は、操作部１４により設定される。

なお、信号立ち上がり時のゼロクロスポイントＡを「アップクロス点Ａ」、信号立ち下がり時のゼロクロスポイントＢを「ダウンクロス点Ｂ」と言うことがある。

図２（ｂ）の拡大波形図および図３（ｂ）のフローチャートを参照して、アップクロス点Ａのみを正規のトリガ検出ポイントとし、ダウンクロス点Ｂでは誤トリガが発生しないようにするため、制御手段１２は、被測定信号Ｗがダウンクロス点Ｂに到達すると、トリガレベルＴＬに対してトリガマスクＴＭを設定する。

このトリガマスクＴＭにより、トリガレベルＴＬに対して±αの上限値ＵＬと下限値ＬＬとが設けられる。この上限値ＵＬと下限値ＬＬは、被測定信号Ｗに含まれるノイズの大きさに応じて、操作部１４より例えば±５Ｖ等のように適宜設定される。

トリガマスクＴＭは、被測定信号Ｗがダウンクロス点Ｂを通過後、トリガマスクＴＭの範囲外とならない限り解除されず、トリガマスクＴＭがかけられた状態のときには、トリガ検出は行われない。

すなわち、図２（ｂ）に示すように、被測定信号Ｗがダウンクロス点Ｂを通過後、トリガマスクＴＭ内でノイズによって立ち上がりに転じてトリガレベルＴＬを超えてたとしても、制御手段１２は、そのアップクロス点Ａ’を正規のアップクロス点Ａとは認めずに無視する。

被測定信号Ｗがダウンクロス点Ｂを通過後、トリガマスクＴＭの範囲外（Ｗ＞ＵＬもしくはＷ＜ＬＬ）になると、制御手段１２は、トリガマスクＴＭを解除する。その後は、図３（ａ）のフローチャートを参照して、制御手段１２は、被測定信号Ｗがアップクロス点Ａに到達すると、トリガマスクＴＭが解除されているかどうかを判定し、トリガマスクＴＭが解除されていれば、アップクロス点Ａでトリガ検出を行う。

これに対して、トリガマスクＴＭが解除されていない場合には、図２（ｂ）に示すアップクロス点Ａ’と同様な状態にあると判定し、トリガ検出は行わない。

このようにして、操作部１４より、信号立ち上がり時のゼロクロス点（アップクロス点）Ａのみをトリガ検出ポイントとし、信号立ち下がり時のゼロクロス点（ダウンクロス点）Ｂではトリガ検出を行わないように設定された場合において、被測定信号Ｗに含まれているノイズによるダウンクロス点Ｂ付近での誤トリガの発生を防止することができる。

なお、上記実施形態とは逆に、操作部１４より、信号立ち下がり時のゼロクロス点（ダウンクロス点）Ｂのみをトリガ検出ポイントとし、信号立ち上がり時のゼロクロス点（アップクロス点）Ａではトリガ検出を行わないように設定された場合について説明する。

この場合には、図４に示すように、被測定信号Ｗがアップクロス点Ａに到達した時点で、トリガマスクＴＭが設定され、被測定信号Ｗがアップクロス点Ａを通過後、トリガマスクＴＭ内でノイズによって立ち下がりに転じてトリガレベルＴＬを横切ったとしても、制御手段１２は、そのダウンクロス点Ｂ’を正規のダウンクロス点Ｂとは認めずに無視する。

そして、その後に被測定信号ＷがトリガマスクＴＭの範囲外（Ｗ＞ＵＬもしくはＷ＜ＬＬ）になると、制御手段１２は、トリガマスクＴＭを解除する。

図２の実施形態および図４の実施形態では、いずれもトリガマスクＴＭとしてトリガレベルＴＬに対して上限値ＵＬと下限値ＬＬとを設定しているが、図２のアップクロス点Ａのみをトリガ検出ポイントとする実施形態の場合には、下限値ＬＬのみを設定し、図４のダウンクロス点Ｂのみをトリガ検出ポイントとする実施形態の場合には、上限値ＵＬのみを設定するようにしてもよく、このような態様も本発明に含まれる。

また、被測定信号Ｗは、商用電源の電圧、電流以外の信号であってよいことは勿論であり、トリガレベルＴＬも０Ｖ以外の任意の電圧に設定されてよい。また、上記実施形態では、被測定信号Ｗがダウンクロス点Ｂに到達した時点でトリガレベルＴＬに対してトリガマスクＴＭを設定するようにしているが、トリガマスクＴＭは、アップクロス点Ａの検出後でダウンクロス点Ｂの検出時までの間で設定されればよい。

いずれにしても、本発明によれば、複雑な回路構成の比較器等のハード資源を用いることなく、もっぱらフソトウエア的手法によって誤トリガの発生を防止することができる。

１１ Ａ／Ｄ変換器
１２ 制御手段
１３ メモリ
１４ 操作部
１５ 表示部
Ａ アップクロス点
Ｂ ダウンクロス点
ＴＬ トリガレベル
ＴＭ トリガマスク
ＵＬ 上限値
ＬＬ 下限値
Ｗ 被測定信号

Claims (3)

1. 被測定信号が所定のトリガレベルと交差した時点のうち、信号の立ち上がり時もしくは信号の立ち下がり時のいずれか一方を第１クロス点、その他方を第２クロス点として、上記一方の第１クロス点を検出するにあたって、
   上記第１クロス点と上記第２クロス点とを検出するとともに、上記トリガレベルに対して所定幅のトリガマスクを設定、解除する制御手段を有し、
   上記制御手段は、上記第１クロス点の検出後で上記第２クロス点の検出時までの間に、上記トリガレベルに対して上記トリガマスクを設定し、上記被測定信号が上記第２クロス点通過後で上記トリガマスクの範囲から外れた時点で上記トリガマスクを解除し、
   上記第１クロス点の検出時に、上記トリガマスクが解除されていればトリガ検出信号を出力し、上記トリガマスクが解除されていなければトリガ検出信号を出力しないことを特徴とするトリガ検出方法。
2. 上記第１クロス点が上記信号の立ち上がり時のアップクロス点である場合、上記制御手段は、上記トリガレベルに対して上記トリガマスクの下限値のみを設定し、上記被測定信号が上記下限値を下回った時点で上記トリガマスクを解除することを特徴とする請求項１に記載のトリガ検出方法。
3. 上記第１クロス点が上記信号の立ち下がり時のダウンクロス点である場合、上記制御手段は、上記トリガレベルに対して上記トリガマスクの上限値のみを設定し、上記被測定信号が上記上限値を上回った時点で上記トリガマスクを解除することを特徴とする請求項１に記載のトリガ検出方法。

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