JP3604028B2

JP3604028B2 - データ分布測定装置

Info

Publication number: JP3604028B2
Application number: JP34278698A
Authority: JP
Inventors: 孝一中條
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: JP2000171485A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ディジタルオシロスコープに用いるデータ分布測定装置に関し、特に、正確にデータ分析が行なえるデータ分布測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルオシロスコープは、波形をサンプリングし、このサンプリングしたデータをメモリに格納し、このメモリからデータを読み出して、波形表示を行なっている。このディジタルオシロスコープは、反復波形信号を多周期にわたってサンプリングすることにより、１周期を正確に表示できるデータを累積し、サンプリング周波数より高い周波数の反復信号波形を表示することができる。
【０００３】
しかし、入力信号波形の繰返しが同一でなければ、その信号はジッタを有することになる。
【０００４】
そこで、ジツタの原因を判定し、ジツタを補償するため、データ分布測定装置により解析を行なっている。このような装置は、特公平６−３５９９６号公報に記載されている。この装置は、反復入力信号を受け、この入力信号から得たトリガ信号に対して異なる時刻でサンプリングする。そして、ディジタル変換した信号と所定有効範囲とを比較し、有効範囲内にあるとき、サンプリング時刻に対応するアドレスで、メモリの内容を単位量だけ増加させる。このメモリの内容をヒストグラムで表示し、ジッタの原因の分析を行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置では、所定有効範囲内にサンプリング点が存在するかどうかで、データ分布を測定しているため、急激な立ち上がりや立ち下がり波形の場合、範囲内にデータが存在しない場合があり、正確なデータ分析に影響を与えてしまうという問題点があった。
【０００６】
また、所定有効範囲が広いと、緩やかな立ち上がりや立ち下がり波形の場合、データ分布がなまってしまい、正確なデータ分析に影響を与えてしまうという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、所定有効範囲内にサンプリング点が存在するかどうかに関係なく、正確にデータ分析が行なえるデータ分布測定装置を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
反復波形データの特定イベントの時間的分布状態を確認できるデータ分布測定装置において、
前記反復波形データを補間し、補間データを生成する補間手段と、
この補間手段の補間データと所定基準レベルとを比較する比較手段と、
この比較手段で一致したときに、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する分布メモリと
を有し、
前記比較手段は、
前記補間手段の補間データと所定基準レベルとを比較し、立ち上がり方向に過ぎる点を検出する立ち上がり検出手段と、
前記補間手段の補間データと所定基準レベルとを比較し、立ち下がり方向に過ぎる点を検出する立ち下がり検出手段と
からなり、
前記分布メモリは、
前記立ち上がり検出手段が検出したとき、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する立ち上がり分布メモリと、
前記立ち下がり検出手段が検出したとき、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する立ち下がり分布メモリと
からなることを特徴とするものである。
【０００９】
このような本発明では、補間手段は、反復波形データを補間し、補間データを生成する。この補間データと所定基準レベルとを、比較手段が比較する。この比較結果が一致したときに、分布メモリは、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を説明する。
図１は本発明の一実施例を示した構成図である。
図において、入力増幅器１は、反復する入力信号１００を入力し、増幅する。トリガ検出回路２は、入力増幅器１の出力からトリガ時点を検出し、トリガ信号１０１を出力する。クロック発生器３は、クロック１０２を発生する。クロック制御回路４は、トリガ検出回路３のトリガ信号１０１により、クロック発生器４の出力を制御する。Ａ／Ｄ変換器５は、入力増幅器１の出力をディジタル信号１０３に変換する。波形メモリ６は、クロック制御回路５の出力により、Ａ／Ｄ変換器５からのディジタル信号（反復波形データ）１０３を記憶する。ここまでの構成は、ディジタルオシロスコープが通常有している構成である。
【００１１】
補間器７は、波形メモリ６の反復波形データ（離散データ）１０４を直線補間またはサイン補間し、補間データ２００を生成する。
【００１２】
比較手段８は、補間器７の補間データ２００と所定基準レベルとを比較する。比較手段８は、立ち上がり検出回路８ａと立ち下がり検出回路８ｂとからなる。立ち上がり検出回路８ａは、補間器７の補間データ２００と所定基準レベルとを比較し、立ち上がり方向に過ぎる点を検出する。立ち下がり検出器８ｂは、補間器７の補間データ２００と所定基準レベルとを比較し、立ち下がり方向に過ぎる点を検出する。
【００１３】
分布メモリ９は、比較手段８で一致したときに、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する。分布メモリ９は、立ち上がり分布メモリ９ａと立ち下がり分布メモリ９ｂとからなる。立ち上がり分布メモリ９ａは、立ち上がり検出器８ａが検出したとき、時刻に対応するアドレスに単位量増加して記憶する。立ち下がり分布メモリ９ｂは、立ち下がり検出器８ｂが検出したとき、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する。
【００１４】
表示器１０は、分布メモリ９の内容（分布データ２１０，２２０）を表示すると共に、波形メモリ６の反復波形データを波形表示できる。
【００１５】
このような装置の動作を以下で説明する。
図２は図１に示す装置の動作を説明する図である。図２の分布データ２１０，２２０において、白抜きのブロックはすでに積算された部分を示し、斜線表示のブロックは、補間データ２００の波形によって単位量加算された部分を示す。
【００１６】
反復する入力信号１００が、入力増幅器１に入力され、増幅される。そして、トリガ検出回路２は、入力増幅器１の出力を入力し、トリガ検出を行ない、トリガ信号１０１を出力する。このトリガ信号１０１により、クロック制御回路４は、クロック発生器３のクロック１０２をＡ／Ｄ変換器５と波形メモリ６とに出力する。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器５は、入力増幅器１の出力を、ディジタル信号１０３に変換し、クロック制御回路４からのクロックのタイミングで保持する。そして、波形メモリ６は、Ａ／Ｄ変換器５からのディジタル信号１０３を、クロック制御回路４からのクロックで、アドレスを変更しながら、記憶する。
【００１８】
そして、補間器７は、波形メモリ６から反復波形データ１０４を取り出し、直線補間した補間データ２００を生成する。
【００１９】
時刻ｔ１のとき、立ち上がり検出回路８ａは、補間データ２００と基準レベル２０１とを比較し、立ち上がり方向に過ぎる点でないので、何も行なわない。つまり、時刻ｔ１に対応したアドレスの分布データ２１０は、”０”のままである。
【００２０】
立ち下がり検出回路８ｂは、補間データ２００と基準レベル２０１とを比較し、立ち下がり方向に過ぎる点なので、検出通知を立ち下がり分布メモリ９ｂに通知する。この検出通知により、立ち下がり分布メモリ９ｂは、時刻ｔ１に対応するアドレスに単位量加算して記憶する。つまり、時刻ｔ１に対応したアドレスの分布データ２２０を、”１”から”２”にする。
【００２１】
実際には、立ち下がり検出回路８ｂの検出通知は、制御手段（図示せず）に入力され、時刻ｔ１に対応したアドレスの立ち下がり分布メモリ９ｂの内容”１”を読み出し、１単位量加算して、”２”を、立ち下がり分布メモリ９ｂに記憶させる。この制御手段は、波形メモリ６の波形データを補間器７へ読み出すための制御も行なっている。
【００２２】
時刻ｔ２のとき、立ち上がり検出回路８ａは、補間データ２００と基準レベル２０１とを比較し、立ち上がり方向に過ぎる点なので、検出通知を立ち上がり分布メモリ９ａに通知する。この検出通知により、立ち上がり分布メモリ９ａは、時刻ｔ２に対応したアドレスに単位量加算して記憶する。つまり、時刻ｔ２に対応したアドレスの分布データ２１０を、”１”から”２”にする。
【００２３】
立ち下がり検出回路８ｂは、補間データ２００と基準レベル２０１とを比較し、立ち下がり方向に過ぎる点でないので、何も行なわない。つまり、時刻ｔ２に対応したアドレスの分布データ２２０は、”０”のままである。
【００２４】
時刻ｔ３のとき、立ち上がり検出回路８ａは、補間データ２００と基準レベル２０１とを比較し、立ち上がり方向に過ぎる点でないので、何も行なわない。つまり、時刻ｔ３に対応したアドレスの分布データ２１０は、”０”のままである。
【００２５】
立ち下がり検出回路８ｂは、補間データ２００と基準レベル２０１とを比較し、立ち下がり方向に過ぎる点なので、検出通知を立ち下がり分布メモリ９ｂに通知する。この検出通知により、立ち下がり分布メモリ９ｂは、時刻ｔ３に対応したアドレスに単位量加算して記憶する。つまり、時刻ｔ３に対応したアドレスの分布データ２２０を、”２”から”３”にする。
【００２６】
このような動作を、多周期分行なう。そして、表示器１０は、立ち上がり分布メモリ９ａ、立ち下がり分布メモリ９ｂから分布データを読み出して、例えば、図２に示すようなヒストグラム表示を行なう。このヒストグラムにより、ジッタの分析が行なわれる。
【００２７】
このように、補間器７で、反復波形データ１０４から補間データ２００を生成し、比較手段８で、補間データ２００と所定基準レベル２０１と比較を行なうので、基準レベル２０１を横切るものは、必ず検出できる。つまり、取り込んだ１波形中の立ち上がりと立ち下がりとを確実に捕捉できる。すなわち、正確な分布を作成することができ、正確に分析することができる。
【００２８】
また、立ち上がり検出回路８ａ、立ち下がり検出回路８ｂ、立ち上がり分布メモリ９ａ、立ち下がり分布メモリ９ｂにより、立ち上がりと立ち下がりの分布を分けて測定することができる。これにより、原波形の表示等がなくても、立ち上がりの分布か、立ち下がりの分布かを認識することができる。
【００２９】
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。表示器１０により、分布メモリ９の内容をヒストグラムで表示する構成を示したが、分布メモリ９の内容を数学的に解析し、平均時刻、標準偏差等を求める構成でもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
補間手段で、波形データから補間データを生成し、比較手段で、補間データと所定基準レベルと比較を行なうので、基準レベルを横切るものは、必ず検出できる。つまり、取り込んだ１波形中の立ち上がりと立ち下がりとを確実に捕捉できる。すなわち、正確な分布を作成することができ、正確に分析することができる。
【００３１】
立ち上がり検出手段、立ち下がり検出手段、立ち上がり分布メモリ、立ち下がり分布メモリにより、立ち上がりと立ち下がりの分布を分けて測定することができる。これにより、原波形の表示等がなくても、立ち上がりの分布か、立ち下がりの分布かを認識することができる。
【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に示す装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
７補間器
８比較手段
８ａ立ち上がり検出回路
８ｂ立ち下がり検出回路
９分布メモリ
９ａ立ち上がり分布メモリ
９ｂ立ち下がり分布メモリ

Claims

反復波形データの特定イベントの時間的分布状態を確認できるデータ分布測定装置において、
前記反復波形データを補間し、補間データを生成する補間手段と、
この補間手段の補間データと所定基準レベルとを比較する比較手段と、
この比較手段で一致したときに、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する分布メモリと
を有し、
前記比較手段は、
前記補間手段の補間データと所定基準レベルとを比較し、立ち上がり方向に過ぎる点を検出する立ち上がり検出手段と、
前記補間手段の補間データと所定基準レベルとを比較し、立ち下がり方向に過ぎる点を検出する立ち下がり検出手段と
からなり、
前記分布メモリは、
前記立ち上がり検出手段が検出したとき、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する立ち上がり分布メモリと、
前記立ち下がり検出手段が検出したとき、時刻に対応するアドレスに単位量加算して記憶する立ち下がり分布メモリと
からなることを特徴とするデータ分布測定装置。
補間手段は、直線補間またはサイン補間することを特徴とする請求項１記載のデータ分析測定装置。
ディジタルオシロスコープに用いたことを特徴とする請求項１または２記載のデータ分布測定装置。