JP4077278B2 - 波形記録装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号をサンプリングすることによって生成した波形データを記録すると共に記録した波形データに基づいて所定のトリガ条件を満たすトリガポイントを基点とする信号波形を表示部に表示する波形記録装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の波形記録装置として、図7に示す波形記録装置31が従来から知られている。この波形記録装置31は、入力信号S1(例えば交流電圧)をサンプリングすることによって生成した波形データDwを記録可能に構成されている。また、波形記録装置31は、記録した波形データDwを検索することによって所定のトリガ条件を満たすトリガポイントTpを検出し、図8に示すように、検出したトリガポイントTpを始点(基点)とする所定時間分の信号波形Wpを波形データDwに基づいて生成して表示部3に表示可能に構成されている。
【0003】
具体的には、波形記録装置31は、図7に示すように、A/D変換部2、表示部3、操作部34、制御部35、VRAM6、ROM37および波形データメモリ8を備えて構成されている。A/D変換部2は、入力信号S1をサンプリングすることによって波形データDwを生成し、表示部3は、信号波形Wpなどを表示する。操作部34は、ファンクションキーや数字キーなどが配列されて構成され、これらのキーの操作に応じた操作信号Soを制御部35に出力する。
【0004】
制御部35は、操作部34によって出力された操作信号Soに従って各種処理を実行する。また、制御部35は、A/D変換部2によって出力された波形データDwを波形データメモリ8に記録すると共に、操作部34の操作によって波形表示処理が指示されたときには、波形データメモリ8に記録した波形データDwを検索することにより、操作部34を操作して設定されたトリガ条件を満たすトリガポイントTpを検出する。さらに、制御部35は、波形データメモリ8に記録されている波形データDwに基づき、検出したトリガポイントTpを始点とする所定時間(例えば10ms)分の信号波形Wpを表示するための表示用データDpをVRAM6内に生成する。また、制御部35は、VRAM6に対して表示用データDpを表示部3に出力させることによって信号波形Wpを表示部3に表示させる。VRAM6は、表示用データDpを記憶し、ROM37は、波形記録装置31の動作プログラムを記憶する。また、波形データメモリ8は、波形データDwを記録する。
【0005】
この波形記録装置31によって入力信号S1についての波形データDwを記録する際には、まず、入力信号S1を波形記録装置31に入力する。これに応じて、A/D変換部2が波形データDwを生成して出力し、制御部35が出力された波形データDwを波形データメモリ8に記録する。一方、所定のトリガ条件を満たすトリガポイントTpを始点とする所定時間(この例では10ms)分の信号波形Wpを表示部3に表示させる際には、まず、操作部34を操作して、例えば、波形データDwの値(電圧)がマイナス電圧から0Vに達した時点をトリガポイントTpとするトリガ条件を設定する。次いで、制御部35に対して信号波形表示処理を実行させる。この信号波形表示処理では、制御部35は、波形データメモリ8に記録されている波形データDwを検索して、設定されたトリガ条件を満たすトリガポイントTpを検出する。次に、制御部35は、検出したトリガポイントTpから10ms分の波形データDwを波形データメモリ8から読み込む。次いで、制御部35は、読み込んだ波形データDwに基づいて信号波形Wpを表示するための表示用データDpをVRAM6内に生成すると共に、VRAM6に対して表示用データDpを表示部3に出力させる。これにより、図8に示すように、信号波形Wpが表示部3に表示される。
【0006】
続いて、次のトリガポイントTpを始点とする信号波形Wpを表示させる際には、操作部34を操作して上記した信号波形表示処理を制御部35に実行させる。この際に、制御部35は、次のトリガポイントTpを始点とする信号波形Wpを表示するための表示用データDpをVRAM6内に生成すると共に、VRAM6に対してこの表示用データDpを表示部3に出力させる。これにより、先に表示されている信号波形Wpに代わって(先に表示されている信号波形Wpが表示部3から消去されて)次の信号波形Wpが表示部3に表示される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の波形記録装置31には、以下の問題点がある。すなわち、従来の波形記録装置31では、次に検出したトリガポイントTpを始点とする信号波形Wpを表示部3に表示する際に、先に表示した信号波形Wpを表示部3から消去している。したがって、次に検出したトリガポイントTpを始点とする信号波形Wpのみが表示部3に表示されることとなるため、新たに表示された信号波形Wpと先に表示されていた信号波形Wpとを比較することができない結果、例えば、交流電圧の測定の際に、位相ずれや電圧値変化などを発見するのが困難であるという問題点が存在する。
【0008】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、先に検出したトリガポイントを基点とする信号波形と次に検出したトリガポイントを基点とする信号波形とを確実かつ容易に比較可能に表示し得る波形記録装置を提供することを主目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項1記載の波形記録装置は、入力信号をサンプリングして波形データを生成する波形データ生成部と、当該生成された波形データを記録する波形データ記録部と、当該波形データ記録部に記録されている前記波形データを検索して所定のトリガ条件を満たすトリガポイントを検出すると共に当該検出したトリガポイントを基点とする所定時間分の前記入力信号についての信号波形を当該波形データに基づいて表示部に表示させる制御部とを備えた波形記録装置であって、前記制御部は、先に検出した前記トリガポイントを基点とする前記信号波形を前記表示部に表示させた状態において、次に検出した前記トリガポイントを基点とする前記信号波形を当該両信号波形のトリガポイント同士が一致するように当該表示部に表示させると共に、当該両信号波形の表示色をグラデーション状に変化させる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る波形記録装置の好適な実施の形態について説明する。
【0011】
最初に、波形記録装置1の構成について、図面を参照して説明する。なお、従来の波形記録装置31と同一の構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0012】
波形記録装置1は、入力信号S1(一例として、図5に示す正弦波状の交流電圧)をサンプリングすることによって生成した波形データDwを記録可能に構成されている。また、波形記録装置1は、記録した波形データDwを検索して所定のトリガ条件を満たすトリガポイントTp1〜Tp5(図5参照。以下、区別しないときは単に「トリガポイントTp」ともいう)を検出して、図3に示すように、検出した各トリガポイントTp1〜Tp5をそれぞれ始点(基点)とする所定時間分の入力信号S1についての信号波形Wp1〜Wp5(以下、区別しないときは単に「信号波形Wp」ともいう)を波形データDwに基づいて生成して表示部3に表示可能に構成されている。具体的には、波形記録装置1は、図7に示すように、A/D変換部2、表示部3、操作部4、制御部5、VRAM6、ROM7および波形データメモリ8を備えて構成されている。
【0013】
A/D変換部2は、本発明における波形データ生成部に相当し、入力信号S1を所定の周期でサンプリングすることによって波形データDwを生成する。この場合、波形データDwには、サンプリング開始時点からサンプリングされた時点までの経過時間と、電圧値を特定する値が含まれている。表示部3は、画像をカラー表示可能な例えば液晶パネルを備えて構成され、図3に示すように、制御部5の制御下で表示画面11を液晶パネルに表示する。この場合、表示画面11には、同図に示すように、信号波形Wp1〜Wp5、およびサンプリング開始時点から各トリガポイントTp1〜Tp5までの経過時間t1〜t5を表す数値画像Pt1〜Pt5(以下、区別しないときは単に「数値画像Pt」ともいう)などが表示される。また、表示画面11の左側には電圧スケールWsvが表示され、表示画面11の下側には時間スケールWstが表示される。ここで、各信号波形Wp1〜Wp5は、各々の始点(つまり、各トリガポイントTp1〜Tp5)が電圧スケールWsvにおける0Vレベルの位置に一致するように表示画面11上に表示される。操作部4は、トリガ条件を設定するための条件設定キー、後述する信号波形表示処理を制御部5に実行させるための実行キー、信号波形表示処理を繰り返し実行させるための「NEXT」キー、各種機能が割り当てられた複数のファンクションキー、および数字キーなどの各種キーが配列されて構成され、これらのキー操作に応じた操作信号Soを出力する。
【0014】
制御部5は、波形記録装置1を統括的に制御すると共に、操作部4によって出力された操作信号Soに従って各種処理を実行する。また、制御部5は、A/D変換部2によって出力された波形データDwを波形データメモリ8に記録させる。さらに、制御部5は、波形データメモリ8に記録されている波形データDwを検索して、操作部4を操作して設定されたトリガ条件を満たすトリガポイントTpを検出する。また、制御部5は、検出したトリガポイントTpから所定時間(例えば10ms)分の波形データDwを波形データメモリ8から読み込んで、トリガポイントTpを始点とする10ms分の入力信号S1についての信号波形Wpおよび上記した数値画像PtをVRAM6の仮想平面上に仮想的に描画することにより、信号波形Wpおよび数値画像Ptについての表示用データDpをVRAM6内に生成する。この場合、制御部5は、信号波形Wpをカラーで表示させるためのカラーデータを表示用データDpに含ませる。さらに、制御部5は、VRAM6に対して表示用データDpを表示部3に出力させることによって信号波形Wpを表示画面11上に表示させる。VRAM6は、制御部5によって生成された表示用データDpを記憶する。ROM7は、波形記録装置1の動作プログラムなどを記憶する。波形データメモリ8は、本発明における波形データ記録部に相当し、一例として、ストレージメモリおよびハードディスク装置(いずれも図示せず)を備えて構成され、波形データDwを記録する。
【0015】
次に、波形記録装置1の全体的な動作について図面を参照して説明する。なお、従来の波形記録装置31と同一の動作については重複した説明を省略する。
【0016】
最初に、入力した入力信号S1についての波形データDwを記録して、その記録した波形データDwに基づき、設定されたトリガ条件を満たすトリガポイントTp1〜Tp5を始点とする所定時間(例えば10ms)分の信号波形Wp1〜Wp5を表示部3に表示させる波形表示方法について説明する。
【0017】
まず、入力信号S1を波形記録装置1に入力する。この際に、波形記録装置1のA/D変換部2が、入力信号S1を所定のサンプリング周期でサンプリングすることによって波形データDwを生成して出力する。次に、制御部5が、A/D変換部2によって出力された波形データDwを波形データメモリ8に順次記録する。次いで、操作部4の条件設定キーを用いてトリガ条件を設定する。この場合、一例として、図5に示すように、入力信号S1の電圧(波形データDwに含まれる電圧)がマイナス電圧から0Vに達した時点(入力信号S1が0Vレベルをマイナス電圧からプラス電圧に横切った時点)をトリガポイントTpとするトリガ条件を設定する。
【0018】
次いで、操作部4の実行キーを操作する。これに応じて、制御部5が、信号波形表示処理を実行する。この信号波形表示処理では、まず、制御部5は、波形データメモリ8に記録されている波形データDwを例えばサンプリングされた順に検索して、図5に示すように、波形データDwに含まれている電圧(入力信号S1の電圧)がマイナス電圧から0Vに達した最初の時点をトリガポイントTp1として検出する。続いて、制御部5は、検出したトリガポイントTp1から例えば10ms分の波形データDwを波形データメモリ8から読み込む。次に、制御部5は、読み込んだ波形データDwに基づき、トリガポイントTp1を始点とする10ms分の信号波形Wp1および数値画像Pt1をVRAM6の仮想平面上に仮想的に描画することによって信号波形Wp1および数値画像Pt1を表示するための表示用データDp1をVRAM6内に生成する。この際に、制御部5は、表示画面11の左側に表示される電圧スケールWsvの0Vレベルの位置にその始点が一致するように信号波形Wp1を仮想平面上に描画する。また、制御部5は、表示用データDp1を生成する際に、信号波形Wp1を例えば黒色(黒の色相)で表示させるためのカラーデータを表示用データDp1に含ませる。次いで、制御部5は、VRAM6に対して、表示用データDp1を表示部3に出力させる。これにより、図1に示すように、黒色の信号波形Wp1および数値画像Pt1が表示部3の表示画面11上に表示される。この場合、信号波形Wp1は、その始点(トリガポイントTp1)が電圧スケールWsvの0Vレベルの位置に一致するように表示される。
【0019】
続いて、操作部4に配設されている「NEXT」キーを操作する。これに応じて、制御部5が、上記した信号波形表示処理を実行して、トリガポイントTp2を始点とする信号波形Wp2および数値画像Pt2を上記した信号波形Wp1および数値画像Pt1が描画されている仮想平面上に仮想的に描画することによって表示用データDp2をVRAM6内に生成する。この際に、制御部5は、信号波形Wp2を例えば赤色(赤の色相)で表示させるためのカラーデータを表示用データDp2に含ませる。また、制御部5は、表示画面11の左側に表示される電圧スケールWsvの0Vレベルの位置にその始点が一致するように信号波形Wp2を仮想平面上に描画する。したがって、各々の始点が一致した状態で両信号波形Wp1,Wp2が仮想平面上に描画される。続いて、制御部5は、VRAM6に対して表示用データDp2を表示部3に出力させる。これにより、図2に示すように、黒色の信号波形Wp1、赤色の信号波形Wp2および数値画像Pt1,Pt2が表示画面11上に表示される。この場合、その始点(トリガポイントTp1,TP2)を電圧スケールWsv上の0Vの位置に一致させた状態で両信号波形Wp1,Wp2が表示画面11上に同時に表示される。また、両信号波形Wp1,Wp2の表示色が互いに異ならせて表示される。したがって、両信号波形Wp1,Wp2の波形を区別することができるため、各波形上の相違点が確実かつ容易に認識される。さらに、数値画像Pt1,Pt2を表示することにより、サンプリング開始時点から両信号波形Wp1,Wp2の始点(トリガポイントTp1,Tp2)までの経過時間t1,t2を報知することができる結果、トリガポイントTp1,TP2間の周期、つまり入力信号S1の周期を確実かつ容易に確認することができる。
【0020】
以後、制御部5は、操作部4の「NEXT」キーが操作される毎に上記した信号波形表示処理を実行する。この際に、制御部5は、各信号波形Wpを互いに異なる表示色で表示させるためのカラーデータを各表示用データDpに含ませる。ここで、例えば合計4回の「NEXT」キーが操作されたときには、図3に示すように、トリガポイントTp1〜Tp5をそれぞれ始点とする互いに異なる表示色の信号波形Wp1〜Wp5および数値画像Pt1〜Pt5が表示画面11上に表示される。この場合、各信号波形Wp1〜Wp5は、各々の始点が電圧スケールWsvの0Vレベルの位置にそれぞれ一致するように表示される。また、各信号波形Wp1〜Wp5の表示色(色相)が互いに異なるため、各信号波形Wp1〜Wp5がその表示色によって確実かつ容易に区別される。したがって、各信号波形Wp1〜Wp5の波形上の相違点が確実かつ容易に認識される。この場合、各信号波形Wp1〜Wp5の表示色を例えば、青色から赤色へと徐々に(グラデーション状に)変化させてその表示色で各信号波形Wp1〜Wpを表示した順序を特定可能に表示させることもできるし、表示した順序を特定可能な表示順序番号を各信号波形Wp1〜Wpと共に表示させることもできる。
【0021】
次に、他の実施の形態に係る波形表示方法について説明する。この波形表示方法では、図6に示すようなディジタル信号である入力信号S2を入力して波形データDwを記録し、その記録した波形データDwに基づいて、トリガポイントTp11,Tp12(同図参照)を始点とする所定時間(例えば10ms)分の信号波形Wp11,Wp12を表示部3に表示させる。ここで、入力信号S2は、同図に示すように、スタートビットに相当する短い幅のパルス(例えば約0.6ms)と、これに続く例えば4つのパルスとからなるパターンを繰り返して構成されている。
【0022】
この場合、まず、入力信号S2を波形記録装置1に入力する。次に、A/D変換部2が入力信号S2をサンプリングして波形データDwを出力し、制御部5が波形データDwを波形データメモリ8に記録する。次いで、操作部4を操作することにより、例えば「パルス幅が0.7ms以下の信号における立ち上がりエッジ」をトリガ条件として設定する。続いて、操作部4の実行キーを操作することによって制御部5に対して信号波形表示処理を実行させる。この信号波形表示処理では、制御部5は、波形データメモリ8に記録されている波形データDwをサンプリングされた順に検索してパルス幅が0.7ms以下の最初のパルス(つまり、スタートビットに相当する短い幅のパルス)の立ち上がりエッジをトリガポイントTp11として検出する。以下、制御部5は、上記した信号波形表示処理と同様にして、黒色の信号波形Wp11および数値画像Pt11を表示するための表示用データDp11をVRAM6内に生成し、VRAM6に対して表示用データDp11を表示部3に出力させる。これにより、図4に実線で示すように、その始点が電圧スケールWsv上の0Vの位置に一致するようにして、黒色の信号波形Wp11が表示部3の表示画面11上に表示される。次いで、「NEXT」キーを操作することにより、同図に破線で示すように、次のトリガポイントTp12を始点とする赤色の信号波形Wp12、黒色の信号波形Wp11および数値画像Pt11,Pt12が表示画面11上に表示される。この場合、表示色が互いに異なる両信号波形Wp11,Wp12が電圧スケールWsv上の0Vの位置を始点として表示画面11上に同時に表示されるため、両信号波形Wp11,Wp12におけるスタートビットの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジからの各パルスの遅延時間やパルス幅の相違点が確実かつ容易に認識される。
【0023】
このように、この波形記録装置1によれば、制御部5が先に検出した例えばトリガポイントTp1を始点とする信号波形Wp1を表示部3の表示画面11上に表示させた状態で次に検出した例えばトリガポイントTp2を始点とする信号波形Wp2を両トリガポイントTp1,Tp2が互いに一致するように表示画面11上に同時に表示させることにより、両信号波形Wp1,Wp2を確実かつ容易に比較することができる。また、より多くの信号波形Wp1〜Wp5を重ね合わせて表示する場合であっても、各信号波形Wp1〜Wp5同士を確実かつ容易に比較することができる結果、信号波形の変位を確実かつ容易に観測することができる。さらに、波形データDwを一旦記録して、その後に信号波形の変位を観測することができるため、無人の波形観測システムにおいて不具合箇所などを特定する際に極めて有効な機能を実現することができる。また、例えばパルス状繰り返し波形の信号波形Wp11,Wp12を表示する場合であっても、両信号波形Wp11,Wp12を確実かつ容易に比較することができる結果、信号波形の僅かな変化を視認することができる。さらに、先に表示させた信号波形Wp1(またはWp1〜Wp4)と次に重ねて表示する信号波形Wp2(またはWp5)とを互いに異なる表示色で表示させることにより、両信号波形Wp1,Wp2を表示色によって明確に区別できるため、両信号波形Wp1,Wp2をさらに確実かつ容易に比較することができる。また、各信号波形の表示色をグラデーション状に変化させることにより、その表示色で各信号波形を表示した順序を特定することができる。
【0024】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、波形データDwの電圧(入力信号S1の電圧)がマイナス電圧から0Vに達した時点や、そのパルス幅が0.7ms以下のパルスの立ち上がりエッジをトリガポイントTpとしてトリガ条件を設定する例について説明したが、トリガ条件はこれらに限定されない。例えば、任意の電圧と、その電圧に達する向き(マイナス電圧およびプラス電圧のいずれか一方からいずれか他方への向き、または0Vから5Vへの向きなど)とを指定することもできるし、パルス幅も任意に指定することができる。さらに、以上のトリガ条件を組み合わせたトリガ条件を設定することもできる。また、本発明の実施の形態では、トリガポイントTpを一致させつつ2つまたは5つの信号波形Wpを表示する例について説明したが、同時に表示する信号波形Wpの数はこれに限定されず、任意の数を表示させることができる。さらに、表示部3に多数の信号波形Wpを表示することによって各信号波形Wp同士の互いの区別が困難となる場合には、表示している複数の信号波形Wpの一部(例えば、最も早くから表示している信号波形Wp等)についての表示を止める(表示を消去する)構成を採用することもできる。
【0025】
また、本発明の実施の形態では、トリガポイントTpを始点とする信号波形Wpを表示する例について説明したが、トリガポイントTpを中心点とする信号波形WpやトリガポイントTpを終点とする信号波形Wpを表示することもできる。この場合、トリガポイントTpを中心点とする複数の信号波形Wpを表示画面11に表示する際には、電圧スケールWsvを表示画面11上の中央部に表示する構成を採用することができる。また、トリガポイントTpを終点とする複数の信号波形Wpを表示画面11に表示させる際には、電圧スケールWsvを表示画面11上の右側に表示する構成を採用することもできる。さらに、信号波形Wpの表示色は黒色および赤色に限定されず、任意の色(色相)を採用することができる。また、それぞれの線種(例えば実線や破線)、線幅、色相、明度、彩度および濃淡などの表示形態のいずれか1つ以上を互いに異ならせて各信号波形Wpを表示することもでき、この際にも各信号波形Wpをこれらの表示形態によって明確に区別できるため、各信号波形Wpを確実かつ容易に比較することができる。さらに、多数の信号波形Wpを表示させる際には、最新に表示する信号波形Wp以外の信号波形を同じ表示形態で表示し、最新に表示する信号波形Wpのみを他の信号波形Wpと異なる表示形態で表示することもできる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載の波形記録装置によれば、制御部が先に検出したトリガポイントを基点とする信号波形を表示部に表示させた状態において、次に検出したトリガポイントを基点とする信号波形を両信号波形のトリガポイント同士が一致するように表示部に表示させることにより、両信号波形を確実かつ容易に比較することができる。したがって、より多くの信号波形を重ね合わせて表示する場合であっても、各信号波形同士を確実かつ容易に比較することができる結果、信号波形の変位を確実かつ容易に観測することができる。
【0027】
また、制御部が先に検出したトリガポイントを基点とする信号波形と次に検出したトリガポイントを基点とする信号波形の表示色をグラデーション状に変化させることにより、その表示色で各信号波形を表示した順序を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 波形記録装置1の表示部3に信号波形Wp1を表示させた表示画面図である。
【図2】 表示部3に信号波形Wp1,Wp2を表示させた表示画面図である。
【図3】 表示部3に信号波形Wp1〜Wp5を表示させた表示画面図である。
【図4】 表示部3に信号波形Wp11,Wp12を表示させた表示画面図である。
【図5】 記録対象としての入力信号S1の信号波形を示す信号波形図である。
【図6】 記録対象としての入力信号S2の信号波形を示す信号波形図である。
【図7】 本発明の実施の形態に係る波形記録装置1および従来の波形記録装置31を示すブロック図である。
【図8】 従来の波形記録装置31における表示部3に信号波形Wpを表示させた表示画面図である。
【符号の説明】
1 波形記録装置
2 A/D変換部
3 表示部
5 制御部
8 波形データメモリ
Dw 波形データ
Tp1〜Tp5,Tp11,Tp12 トリガポイント
Wp1〜Wp5,Wp11,Wp12 信号波形
Claims (1)
- 入力信号をサンプリングして波形データを生成する波形データ生成部と、当該生成された波形データを記録する波形データ記録部と、当該波形データ記録部に記録されている前記波形データを検索して所定のトリガ条件を満たすトリガポイントを検出すると共に当該検出したトリガポイントを基点とする所定時間分の前記入力信号についての信号波形を当該波形データに基づいて表示部に表示させる制御部とを備えた波形記録装置であって、
前記制御部は、先に検出した前記トリガポイントを基点とする前記信号波形を前記表示部に表示させた状態において、次に検出した前記トリガポイントを基点とする前記信号波形を当該両信号波形のトリガポイント同士が一致するように当該表示部に表示させると共に、当該両信号波形の表示色をグラデーション状に変化させる波形記録装置。
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