JP4407507B2 - 波形表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示部に波形やカーソルを表示する表示処理部を有する波形表示装置に関するものであり、詳しくは、波形の振幅値とロジックレベルとの関係を容易に確認することができる波形表示装置に関するものである。

波形測定装置は、被測定波形を測定し、この測定した結果を波形データとしてメモリに記憶する。そしてメモリに記憶した波形データに加工を施して表示画面に波形表示するものであり、例えば、ディジタルオシロスコープやアナライジングレコーダ等がある。

波形表示装置は、波形測定装置に用いられ、例えば、表示部の表示画面に波形データの全体波形または一部を表示し、この波形に重ねてカーソルを表示することも可能である。そして、カーソルで指定された位置における波形の物理量を表示画面に表示する。

図６は、従来の波形表示装置における表示例を示した図である（例えば、特許文献１参照）。図６において、横軸は時間であり、縦軸は被測定波形の振幅値である。カーソルＣｕｒ１は、測定点Ｘ１となる時間軸上の位置に設定される。カーソルＣｕｒ２は、測定点Ｘ２となる時間軸上の位置に設定される。そして、測定点Ｘ１，Ｘ２それぞれに対応する波形１００の振幅値、具体的には波形１００とカーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２が交差する位置Ｙ１，Ｙ２の振幅値、すなわち物理量（例えば、電圧値）が表示される。

特開平１１−１４２４４０号公報

このように、カーソルＣｕｒ１，Ｃｕｒ２にて、所望の測定点Ｘ１，Ｘ２を指定することにより、容易に波形１００の振幅値である物理量を読み取るこができる。

しかしながら、表示される波形が、例えば、ロジック信号の波形の場合、ロジックレベルを知るためには、表示された物理量を基に計算により２値化しなければならない。例えば、図６に示すように波形１００に異常な部分（ノイズ、リンギング、グリッジ等）が発生した場合は、カーソルＣｕｒ１をあわせて物理量を読み取って、ユーザが別途計算して求めなければならず、物理量とロジックレベルの関係を把握することが困難であるという問題があった。また、複数の波形がある場合、波形ごとに２値化するレベルも異なり、物理量とロジックレベルの関係を把握することが、さらに困難であるという問題があった。

そこで本発明の目的は、波形の振幅値とロジックレベルとの関係を容易に確認することができる波形表示装置を実現することにある。

請求項１記載の発明は、
表示部に２値化せずにロジック信号の波形や時間軸上の位置を指定するカーソルを表示する表示処理部を有する波形表示装置において、
しきい値を設定するしきい値設定手段と、
前記カーソルが指定する位置における前記波形の振幅値を求める振幅値演算手段と、
この振幅値演算手段が求めた振幅値と前記しきい値設定手段が設定したしきい値とを比較し、前記振幅値を２値化する比較手段と、
前記振幅値演算手段が求めた振幅値と前記比較手段が２値化した値とを前記表示部に表示する結果表示手段と
を設け、
前記表示処理部は、ハイレベルの許容範囲を示すハイレベル側の一対のカーソルと、前記しきい値および前記ハイレベルの許容範囲を含まないロウレベルの許容範囲を示すロウレベル側の一対のカーソルとを表示することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
比較手段は、前記カーソルが指定する位置における前記波形の振幅値と前記しきい値設定手段が設定したしきい値との差を求めることを特徴とするものである。
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、
表示処理部は複数の波形を表示し、
しきい値設定手段は、前記波形ごとにしきい値を設定することを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、
波形測定装置に用いられることを特徴とするものである。

本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１〜４によれば、振幅値演算手段が、カーソルで指定される位置における波形の振幅値を求め、比較手段が、しきい値設定手段によって設定されたしきい値と波形の振幅値とを比較して２値化を行なってロジックレベルを求めるので、ユーザが、振幅値からロジックレベルを求める必要がない。これにより、波形の振幅値とロジックレベルとの関係を容易に確認することができる。

請求項２によれば、比較手段が、波形の振幅値と、しきい値設定手段が設定したしきい値とのそれぞれの差を求めるので、しきい値に対する許容値を瞬時に判断できる。これにより、ロジックレベルに対する振幅値の実際の許容値の状態を容易に確認することができる。

請求項３によれば、しきい値設定手段が、複数表示される波形ごとにしきい値を設定し、比較手段が、設定されたしきい値それぞれでロジックレベルを求める。これにより、波形ごとにロジックレベルの基準が異なっていても、ユーザが、波形ごとの基準を考慮しながらロジックレベルを求める必要がない。従って、波形の振幅値とロジックレベルとの関係を容易に確認することができる。

請求項４によれば、波形測定装置に用いられるので、波形の振幅値とロジックレベルとの関係を容易に確認することができ、被測定波形の波形解析を容易に行なうことができる。

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。図１において、メモリ１０は、被測定波形を測定した波形データが格納される。なお、メモリ１０は、記憶手段である。しきい値設定手段２０は、波形の振幅値方向のしきい値を設定する。

データ処理部３０は、振幅値演算手段３１、比較手段３２を有し、メモリ１０から波形データを読み出し、しきい値設定手段２０からしきい値が入力される。振幅値演算手段３１は、カーソルが指定する位置における波形の振幅値を求める。比較手段３２は、振幅値演算手段３１が求めた振幅値としきい値設定手段２０が設定したしきい値とを比較し、振幅値を２値化してロジックレベルにする。

表示処理部４０は、結果表示手段４１を有し、データ処理部３０と相互に接続され、波形、カーソル、振幅値演算手段３１が求めた振幅値、比較手段３２が２値化した値等を表示部５０の表示画面に表示する。結果表示手段４１は、振幅値演算手段３１が求めた振幅値と比較手段３２が２値化した値とを表示部５０の表示画面に表示する。

このような装置の動作を説明する。ここで、図２は、図１に示す装置における表示部５０の表示画面の表示例を示した図である。図６と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。

データ処理部３０が、メモリ１０から所望の時間での波形データを読み出し、読み出した波形データに電圧軸設定等の重み付けをして物理量を算出し、表示処理部４０に出力する。そして、表示処理部４０が、データ処理部３０からの処理結果に基づいて、表示部５０の表示画面に波形１００を表示する。

また、ユーザが、図示しないカーソル位置設定手段を操作して、カーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２の測定点Ｘ１、Ｘ２を設定し、この設定に従って表示処理部４０が表示部５０の表示画面にカーソルＣｕｒ１，Ｃｕｒ２を表示する。

さらに、ユーザが、しきい値設定手段２０を操作して、しきい値Ｖｔｈを設定する。なお、データ処理部３０が、表示処理部４０を介して表示部５０の表示画面にしきい値Ｖｔｈを示すカーソルを表示させるとよい。

そして、振幅値演算手段３１が、カーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２が指定する位置の測定点Ｘ１、Ｘ２における波形１００の振幅値Ｙ１、Ｙ２、すなわち物理量（図２中では、電圧値のＹ１＝１．６［Ｖ］、Ｙ２＝３．０［Ｖ］）を垂直軸感度等に応じてスケーリングして求める。さらに、比較手段３２が、振幅値演算手段３１によって求められた振幅値Ｙ１、Ｙ２と、しきい値設定手段２０が設定したしきい値Ｖｔｈとを比較し、ロジックレベルを求める。図２中では、（Ｙ１＜Ｖｔｈ）、（Ｙ２＞Ｖｔｈ）なので、振幅値Ｙ１，Ｙ２それぞれのロジックレベルが、”Ｌ”、”Ｈ”と表示される。なお、”Ｌ”は、ロウレベルを表し、”Ｈ”は、ハイレベルを表している。

そして、表示処理部４０の結果表示手段４１が、振幅値演算手段３１によって求められた電圧値、比較手段３２によって求められたたロジックレベルを表示部５０の表示画面に波形１００と共に表示する。

このように、振幅値演算手段３１が、カーソルＣｕｒ１，Ｃｕｒ２で指定される位置における波形１００の振幅値Ｙ１，Ｙ２を求め、比較手段３２が、しきい値設定手段２０によって設定されたしきい値Ｖｔｈと波形１００の振幅値Ｙ１、Ｙ２とを比較してロジックレベルを求めるので、ユーザが、振幅値Ｙ１，Ｙ２からロジックレベルを求める必要がない。これにより、波形１００の振幅値Ｙ１，Ｙ２とロジックレベルとの関係を容易に確認することができる。

特に、ノイズ、リンギング、グリッジ等が発生し、ロジックレベルの判断が難しい場合でも、比較手段３２が、しきい値Ｖｔｈと波形１００の振幅値Ｙ１、Ｙ２とを比較してロジックレベルを求めるので、波形１００の振幅値Ｙ１，Ｙ２とロジックレベルとの関係を容易に確認することができる

次に、図３は、図１に示す装置における表示部５０の表示画面のその他の表示例を示した図である。複数の波形（図３では、２個の場合を図示している）を表示した例を示している。ここで、図２と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図３において、表示画面が２分割され、上段に１番目のチャネルで測定された波形１００が表示され、下段に２番目のチャネルで測定された波形１０１が表示されている。なお、カーソルＣｕｒ１のみを表示する例を示している。

さらに、ユーザが、しきい値設定手段２０を操作して、波形１００、１０１ごとに、しきい値Ｖｔｈ（ＣＨ１）、Ｖｔｈ（ＣＨ２）を設定する。

そして、振幅値演算手段３１が、カーソルＣｕｒ１が指定する位置の測定点Ｘ１における波形１００、１０１の振幅値Ｙ１（ＣＨ１）、Ｙ１（ＣＨ２）の電圧値（図３中、Ｙ１（ＣＨ１）＝Ｙ１（ＣＨ２）＝１．８［Ｖ］）を求める。さらに、比較手段３２が、振幅値Ｙ１（ＣＨ１）としきい値Ｖｔｈ（ＣＨ１）とを比較し、振幅値Ｙ１（ＣＨ２）としきい値Ｖｔｈ（ＣＨ２）とを比較し、それぞれのロジックレベルを求める。図３中では、振幅値Ｙ１（ＣＨ１）、Ｙ１（ＣＨ２）ともに同じ値だが、しきい値Ｖｔｈ（ＣＨ１）、Ｖｔｈ（ＣＨ２）が異なるので、それぞれのロジックレベルが、”Ｈ”、”Ｌ”と表示される。

このように、しきい値設定手段２０が、波形１００、１０１ごとにしきい値Ｖｔｈ（ＣＨ１），Ｖｔｈ（Ｃｈ２）を設定し、比較手段３２が、設定されたしきい値Ｖｔｈ（ＣＨ１），Ｖｔｈ（Ｃｈ２）それぞれでロジックレベルを求める。これにより、波形１００、１０１ごとにロジックレベルの基準が異なっていても、ユーザが、波形１００、１０１ごとの基準を考慮しながらロジックレベルを求める必要がない。従って、波形１００、１０１の振幅値Ｙ１（ＣＨ１）、Ｙ１（ＣＨ２）とロジックレベルとの関係を容易に確認することができる。

次に、図４は、図１に示す装置における表示部５０の表示画面のその他の表示例を示した図である。ここで、図２と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図４において、波形１０２は、例えば、ＣＰＵバス等で伝送されるロジック信号等を測定した波形データの表示例であり、ロジック信号の立ち上がりの部分を拡大表示したものである。

カーソルＣｕｒ３〜Ｃｕｒ６は、表示処理部４０によって水平軸と平行に表示され、Ｃｕｒ３、Ｃｕｒ４は、例えば、被測定波形のロジック信号で動作する電子部品や電子回路が、ハイレベルと判断する許容範囲を示しており、カーソルＣｕｒ５、６は、ロウレベルと判断する許容範囲を示している。

すなわち、従来、動作電圧が大きい場合は、単純に２値化した値で、電子部品や回路が動作していたが、近年、動作電圧の低電圧化に伴なって、動作電圧の上限値と下限値の中間値で、２値化されるだけでなく、電子部品や回路がハイレベルまたはロウレベルと判断する許容範囲が定められることが多い。電子部品や回路の動作電圧範囲が、例えば、０〜３．３［Ｖ］であったとして、カーソルＣｕｒ３〜Ｃｕｒ６のそれぞれは、３．３［ｖ］、２．７［Ｖ］、０．８［Ｖ］、０．０「Ｖ」に設定される。つまり、カーソルＣｕｒ４は、ロジック信号のロジックレベルがロウと判断される最小値であり、カーソルＣｕｒ５は、ロジック信号のロジックレベルがハイと判断される最大値である。

このように、振幅値演算手段３１が、カーソルＣｕｒ１で指定される位置における波形１０２の振幅値Ｙ１を求め、比較手段３２が、しきい値設定手段２０によって設定されたしきい値Ｖｔｈと波形１０２の振幅値Ｙ１とを比較してロジックレベルを求めるので、ユーザが、振幅値Ｙ１からロジックレベルを求める必要がない。これにより、波形１００の振幅値Ｙ１とロジックレベルとの関係を容易に確認することができる。さらに、振幅値Ｙ１から、カーソルＣｕｒ４に対する許容値（図４では、０．３［Ｖ］）を瞬時に判断できるので、振幅値Ｙ１がハイレベルであっても、実際の許容値の状態を容易に確認することができる。

次に、図５は、図１に示す装置における表示部５０の表示画面のその他の表示例を示した図である。ここで、図２と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図５において、比較手段３２が、カーソルＣｕｒ１、Ｃｕｒ２によって指定される位置Ｘ１，Ｘ２における波形１００の振幅値Ｙ１，Ｙ２と、しきい値設定手段２０が設定したしきい値Ｖｔｈとのそれぞれの差ΔＹ１、ΔＹ２を求める。そして、結果表示手段４１が、比較手段３２が求めた差ΔＹ１，ΔＹ２を表示部５０の表示画面に表示する。例えば、図５中では、（ΔＹ１＝Ｙ１−Ｖｔｈ＝−０．５［Ｖ］）、（ΔＹ２＝Ｙ２−Ｖｔｈ＝１．３５［Ｖ］）と表示される。

このように比較手段３２が、波形１００の振幅値Ｙ１，Ｙ２と、しきい値設定手段２０が設定したしきい値Ｖｔｈとのそれぞれの差ΔＹ１、ΔＹ２を求めるので、しきい値Ｖｔｈに対する許容値を瞬時に判断できる。これにより、振幅値Ｙ１、Ｙ２それぞれのロジックレベルに対する実際の許容値の状態を容易に確認することができる。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
図１に示す装置において、縦軸の物理量を電圧とする構成を示したが、波形データを所望の物理量（例えば、圧力、温度等）に変換して表示してもよい。

また、しきい値Ｖｔｈを動作電圧の中心に設定する例を示したが、例えば、図４において、カーソルＣｕｒ４をしきい値Ｖｔｈにしてもよい。

そして、図１に示す波形表示装置を波形測定装置に用いてもよい。例えば、ＡＤ変換部が、被測定波形をデジタルデータの波形データに変換して、メモリ１０に格納するとよい。このように、波形測定装置に用いられるので、波形の振幅値とロジックレベルとの関係を容易に確認することができ、被測定波形の波形解析を容易に行なうことができる。

本発明の第１の実施例を示した構成図である。 図１に示す装置における表示部５０の表示画面の一例を示した図である。 図１に示す装置における表示部５０の表示画面のその他の例を示した図である。 図１に示す装置における表示部５０の表示画面のその他の例を示した図である。 図１に示す装置における表示部５０の表示画面のその他の例を示した図である。 従来の表示処理装置における表示例を示した図である。

符号の説明

２０ しきい値設定手段
３１ 振幅値演算手段
３２ 比較手段
４０ 表示処理部
４１ 結果表示手段
５０ 表示部

Claims (4)

1. 表示部に２値化せずにロジック信号の波形や時間軸上の位置を指定するカーソルを表示する表示処理部を有する波形表示装置において、
   しきい値を設定するしきい値設定手段と、
   前記カーソルが指定する位置における前記波形の振幅値を求める振幅値演算手段と、
   この振幅値演算手段が求めた振幅値と前記しきい値設定手段が設定したしきい値とを比較し、前記振幅値を２値化する比較手段と、
   前記振幅値演算手段が求めた振幅値と前記比較手段が２値化した値とを前記表示部に表示する結果表示手段と
   を設け、
   前記表示処理部は、ハイレベルの許容範囲を示すハイレベル側の一対のカーソルと、前記しきい値および前記ハイレベルの許容範囲を含まないロウレベルの許容範囲を示すロウレベル側の一対のカーソルとを表示することを特徴とする波形表示装置。
2. 比較手段は、前記カーソルが指定する位置における前記波形の振幅値と前記しきい値設定手段が設定したしきい値との差を求めることを特徴とする請求項１記載の波形表示装置。
3. 表示処理部は複数の波形を表示し、
   しきい値設定手段は、前記波形ごとにしきい値を設定することを特徴とする請求項１または２記載の波形表示装置。
4. 波形測定装置に用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の波形表示装置。