JP4432099B2 - 波形表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波形表示装置に関するものであり、特にノイズ成分を減衰させて表示する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、一般的なデジタルオシロスコープの構成を示す機能ブロック線図である。アナログ入力信号Ｅｉは、入力アンプ１で増幅（減衰を含む）され、電圧、振幅が調整され、Ａ／Ｄ変換器２に導かれ、所定のサンプルレートで電圧レベルがディジタル値に変換される。
【０００３】
ディジタルデータは、トリガ回路３よりのトリガ条件成立信号を受け、１次データ処理回路４により、時間軸設定にあったサンプルレートで１次メモリ５に書き込まれる。１次メモリ５に書き込まれたデータは、２次データ処理回路６でアベレージング処理などを施されてアクイジションメモリ７に書き込まれる。
【０００４】
アクイジションメモリ７に書き込まれたデータは、２次データ処理回路６により波形データに変換されたあと、波形取り込み回路８に転送される。９は表示制御回路であり、取り込まれた波形データを表示メモリ１０に一時記憶させ、このデータを液晶などの表示装置１１に表示させる。
【０００５】
１２は、システム全体を管理するＣＰＵ手段、１３はオペレータとのインターフェイスを形成する操作部である。これらＣＰＵ手段１２、操作部１３及び前記波形取り込み回路８、表示制御回路９は、制御バス１４を介して通信する。
【０００６】
このような構成をとるデジタルオシロスコープにおいて、本発明のテーマである入力信号Ｅｉに重畳するノイズ成分の減衰について説明する。図３（Ａ）は、周期Ｔの連続波形の入力信号ＥｉにランダムノイズＮ１及び突発ノイズＮ２が重畳した場合の波形を示す。
【０００７】
正常の動作では、１番目の波形の立ち上がり点ＴＲ１がトリガ点となるが、トリガがかかりにくく不安定の場合には、２番目の波形の立ち上がり点ＴＲ２がトリガ点となる場合もある。
【０００８】
従来、波形のノイズを取り除く一般的な手段としては、図４で説明したアベレージングモードがある。アベレージングモードは、２次データ処理回路６により、複数の波形データを繰り返し取り込み、トリガ点を基準とした時間的な距離が同一になるようなサンプル点を平均化する。
この手段は、トリガが安定にかかる波形や、周期的な波形のノイズを取り除く場合に有効である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一方、観測波形がトリガのかかりにくい波形、若しくは突発的なノイズを含んでいる場合に、アベレージングモードを用いると、実際の観測波形とは異なった波形が表示される。
【００１０】
例えば、図３（Ａ）の波形Ｅｉを観測する場合を考える。多くの場合、図中の１番目の波形の立ち上がり点ＴＲ１をトリガとして波形が取り込まれるが、トリガ点が不安定なときには、まれに２番目の波形の立ち上がり点ＴＲ２をトリガとして波形が取り込まれ場合もある。
【００１１】
これらを平均化したアベレージングモード波形を図３（Ｂ）に示す。表示器１１の中央のＴＲがトリガ点である。２番目の波形の立ち上がり点ＴＲ２をトリガとして波形が取り込まれた場合は、正常なトリガ点ＴＲより前に、即ち図３（Ｂ）におけるＰで示す波形が表示される。
更に突発ノイズＮ２の影響（平均化されるのでレベルは低い）が、Ｑで示す波形として表示される。
【００１２】
本発明は、安定なトリガが得られない場合や、突発的なノイズが発生する波形において、ランダムノイズ及び突発ノイズを除去して波形観測が可能な波形表示装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、
指定されたトリガ回数分の過去の波形データをアクイジションメモリに保持するヒストリメモリ手段と、
前記ヒストリメモリ手段に保持された波形データの中からトリガ点からの距離でノイズが重畳する可能性のある同一時間の波形データを取り出す抽出手段と、
抽出された波形データ内の中央値データを選出して表示する波形表示手段と、を具備した点にある。
【００１４】
請求項２記載発明の特徴は、請求項１記載の波形表示装置において、
前記波形表示手段は、前記抽出された波形データ数が偶数個の場合、最初の波形データ又は最後の波形データを破棄し、中央値データを選出して表示する点にある。
【００１５】
請求項３記載発明の特徴は、請求項１記載の波形表示装置において、
前記波形表示手段は、前記抽出された波形データの内、ユーザーが指定する任意の１個の波形データを選出して表示する点にある。
【００１６】
請求項４記載発明の特徴は、請求項１乃至３の何れかに記載の波形表示装置において、
前記指定されたトリガ回数（Ｎ）は、この回数中に発生する可能性のあるノイズデータ数（Ｓ）に対して十分大（Ｎ>>Ｓ）に選定した点にある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施態様を、図面を用いて説明する。図１（Ａ）は本発明を適用したヒストリメモリ群のイメージ図、（Ｂ）はヒストリメモリ群の中央値データの表示画面図である。
【００１９】
図１（Ａ）において、Ｍはヒストリメモリ群であり、アクイジションメモリ７内に形成したヒストリメモリ手段に保持された、指定トリガ回数分（Ｎ枚）の過去の波形データ（アベレージング処理済み）より、同一時間（ｔ）の波形データを抽出したものである。
【００２０】
図１（Ｂ）は、抽出されたＮ個の複数波形データの内、中央値データを選出して表示した表示器１１の画面図である。Ｎが奇数の場合には、中央値データとして（Ｎ−１）／２枚目が選出される。
実線は表示される正常な入力信号Ｅｉの波形、点線は不安定トリガによる信号Ｐ及び突発ノイズによる信号Ｑであり、確率的に中央値データとして選出されるおそれのないデータである。
【００２１】
中央値データを選出して表示する場合、波形データ数Ｎが偶数個の場合、最初の波形データ又は最後の波形データを破棄し、（Ｎ−１）／２枚目を選出すればよい。
本発明における選出データの位置は、本質的には中央値データ以外の任意データでよく、ユーザーが指定する任意の１個の波形データを選出して表示するようにインターフェイスを設計することもできる。
【００２２】
本発明の要点は、抽出データ群より中央値データ又はユーザーが指定する任意の１個の波形データを選出したとき、確率的にノイズを含むデータではない、という前提がある。
従って、前記指定されたトリガ回数（Ｎ）は、この回数中に発生する可能性のあるノイズデータ数（Ｓ）に対して十分大（Ｎ>>Ｓ）に選定される必要がある。
【００２３】
図２は、ヒストリメモリ群Ｍにおける時間ｔのデータ値を示すテーブルである。データ値は正常データの値を“１”としており、３番目のデータ及び（Ｎ−１）番目のデータが突発ノイズの重畳で１.５を示している。
【００２４】
時間ｔの設定は、オペレータが操作部のインターフェイスを介してシステムに与えることができ、図１（Ｂ）の画面に示すように、トリガ点からの距離でノイズが重畳する可能性のある時間を選定する。
【００２５】
以上説明した本発明の機能は、ソフトウェア処理で実現され、ヒストリメモリ群、データテーブル等はアクイジションメモリ７内に構築可能であり、ハードウェア的な構成の付加を必要としない。
【００２６】
なお、上記実施例ではデジタルオシロスコープについて説明したが、ノイズ成分を減衰させて表示する各種の波形測定装置にも適用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、安定なトリガが得られない場合や、突発的なノイズが発生する波形において、ランダムノイズ及び突発ノイズを除去して波形観測が可能な波形表示装置を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明を適用したヒストリメモリのイメージ図、（Ｂ）はヒストリメモリの中央値データの表示画面図である。
【図２】本発明を適用したヒストリメモリ内のデータ値を示すマップ図である。
【図３】（Ａ）は連続波形の入力信号にランダムノイズ及び突発ノイズが重畳した場合の波形図、（Ｂ）はアベレージングモードを適用した場合の観測波形図である。
【図４】一般的なデジタルオシロスコープの構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力アンプ
２ Ａ／Ｄ変換器
３ トリガ回路
４ １次データ処理回路
５ １次メモリ
６ ２次データ処理回路
７ アクイジションメモリ
８ 波形取り込み回路
９ 表示制御回路
１０ 表示メモリ
１１ 表示器
１２ ＣＰＵ手段
１３ 操作部
１４ 制御バス
Ｍ ヒストリメモリ群
Ｐ 不安定トリガによる信号、
Ｑ 突発ノイズによる信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、波形表示装置に関するものであり、特にノイズ成分を減衰させて表示する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、一般的なデジタルオシロスコープの構成を示す機能ブロック線図である。アナログ入力信号Ｅｉは、入力アンプ１で増幅（減衰を含む）され、電圧、振幅が調整され、Ａ／Ｄ変換器２に導かれ、所定のサンプルレートで電圧レベルがディジタル値に変換される。
【０００３】
ディジタルデータは、トリガ回路３よりのトリガ条件成立信号を受け、１次データ処理回路４により、時間軸設定にあったサンプルレートで１次メモリ５に書き込まれる。１次メモリ５に書き込まれたデータは、２次データ処理回路６でアベレージング処理などを施されてアクイジションメモリ７に書き込まれる。
【０００４】
アクイジションメモリ７に書き込まれたデータは、２次データ処理回路６により波形データに変換されたあと、波形取り込み回路８に転送される。９は表示制御回路であり、取り込まれた波形データを表示メモリ１０に一時記憶させ、このデータを液晶などの表示装置１１に表示させる。
【０００５】
１２は、システム全体を管理するＣＰＵ手段、１３はオペレータとのインターフェイスを形成する操作部である。これらＣＰＵ手段１２、操作部１３及び前記波形取り込み回路８、表示制御回路９は、制御バス１４を介して通信する。
【０００６】
このような構成をとるデジタルオシロスコープにおいて、本発明のテーマである入力信号Ｅｉに重畳するノイズ成分の減衰について説明する。図３（Ａ）は、周期Ｔの連続波形の入力信号ＥｉにランダムノイズＮ１及び突発ノイズＮ２が重畳した場合の波形を示す。
【０００７】
正常の動作では、１番目の波形の立ち上がり点ＴＲ１がトリガ点となるが、トリガがかかりにくく不安定の場合には、２番目の波形の立ち上がり点ＴＲ２がトリガ点となる場合もある。
【０００８】
従来、波形のノイズを取り除く一般的な手段としては、図４で説明したアベレージングモードがある。アベレージングモードは、２次データ処理回路６により、複数の波形データを繰り返し取り込み、トリガ点を基準とした時間的な距離が同一になるようなサンプル点を平均化する。
この手段は、トリガが安定にかかる波形や、周期的な波形のノイズを取り除く場合に有効である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一方、観測波形がトリガのかかりにくい波形、若しくは突発的なノイズを含んでいる場合に、アベレージングモードを用いると、実際の観測波形とは異なった波形が表示される。
【００１０】
例えば、図３（Ａ）の波形Ｅｉを観測する場合を考える。多くの場合、図中の１番目の波形の立ち上がり点ＴＲ１をトリガとして波形が取り込まれるが、トリガ点が不安定なときには、まれに２番目の波形の立ち上がり点ＴＲ２をトリガとして波形が取り込まれ場合もある。
【００１１】
これらを平均化したアベレージングモード波形を図３（Ｂ）に示す。表示器１１の中央のＴＲがトリガ点である。２番目の波形の立ち上がり点ＴＲ２をトリガとして波形が取り込まれた場合は、正常なトリガ点ＴＲより前に、即ち図３（Ｂ）におけるＰで示す波形が表示される。
更に突発ノイズＮ２の影響（平均化されるのでレベルは低い）が、Ｑで示す波形として表示される。
【００１２】
本発明は、安定なトリガが得られない場合や、突発的なノイズが発生する波形において、ランダムノイズ及び突発ノイズを除去して波形観測が可能な波形表示装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、
指定されたトリガ回数分の過去の波形データをアクイジションメモリに保持するヒストリメモリ手段と、
前記ヒストリメモリ手段に保持された波形データの中からトリガ点からの距離でノイズが重畳する可能性のある同一時間の波形データを取り出す抽出手段と、
抽出された波形データ内の中央値データを選出して表示する波形表示手段と、を具備した点にある。
【００１４】
請求項２記載発明の特徴は、請求項１記載の波形表示装置において、
前記波形表示手段は、前記抽出された波形データ数が偶数個の場合、最初の波形データ又は最後の波形データを破棄し、中央値データを選出して表示する点にある。
【００１５】
請求項３記載発明の特徴は、請求項１記載の波形表示装置において、
前記波形表示手段は、前記抽出された波形データの内、ユーザーが指定する任意の１個の波形データを選出して表示する点にある。
【００１６】
請求項４記載発明の特徴は、請求項１乃至３の何れかに記載の波形表示装置において、
前記指定されたトリガ回数（Ｎ）は、この回数中に発生する可能性のあるノイズデータ数（Ｓ）に対して十分大（Ｎ>>Ｓ）に選定した点にある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施態様を、図面を用いて説明する。図１（Ａ）は本発明を適用したヒストリメモリ群のイメージ図、（Ｂ）はヒストリメモリ群の中央値データの表示画面図である。
【００１９】
図１（Ａ）において、Ｍはヒストリメモリ群であり、アクイジションメモリ７内に形成したヒストリメモリ手段に保持された、指定トリガ回数分（Ｎ枚）の過去の波形データ（アベレージング処理済み）より、同一時間（ｔ）の波形データを抽出したものである。
【００２０】
図１（Ｂ）は、抽出されたＮ個の複数波形データの内、中央値データを選出して表示した表示器１１の画面図である。Ｎが奇数の場合には、中央値データとして（Ｎ−１）／２枚目が選出される。
実線は表示される正常な入力信号Ｅｉの波形、点線は不安定トリガによる信号Ｐ及び突発ノイズによる信号Ｑであり、確率的に中央値データとして選出されるおそれのないデータである。
【００２１】
中央値データを選出して表示する場合、波形データ数Ｎが偶数個の場合、最初の波形データ又は最後の波形データを破棄し、（Ｎ−１）／２枚目を選出すればよい。
本発明における選出データの位置は、本質的には中央値データ以外の任意データでよく、ユーザーが指定する任意の１個の波形データを選出して表示するようにインターフェイスを設計することもできる。
【００２２】
本発明の要点は、抽出データ群より中央値データ又はユーザーが指定する任意の１個の波形データを選出したとき、確率的にノイズを含むデータではない、という前提がある。
従って、前記指定されたトリガ回数（Ｎ）は、この回数中に発生する可能性のあるノイズデータ数（Ｓ）に対して十分大（Ｎ>>Ｓ）に選定される必要がある。
【００２３】
図２は、ヒストリメモリ群Ｍにおける時間ｔのデータ値を示すテーブルである。データ値は正常データの値を“１”としており、３番目のデータ及び（Ｎ−１）番目のデータが突発ノイズの重畳で１.５を示している。
【００２４】
時間ｔの設定は、オペレータが操作部のインターフェイスを介してシステムに与えることができ、図１（Ｂ）の画面に示すように、トリガ点からの距離でノイズが重畳する可能性のある時間を選定する。
【００２５】
以上説明した本発明の機能は、ソフトウェア処理で実現され、ヒストリメモリ群、データテーブル等はアクイジションメモリ７内に構築可能であり、ハードウェア的な構成の付加を必要としない。
【００２６】
なお、上記実施例ではデジタルオシロスコープについて説明したが、ノイズ成分を減衰させて表示する各種の波形測定装置にも適用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、安定なトリガが得られない場合や、突発的なノイズが発生する波形において、ランダムノイズ及び突発ノイズを除去して波形観測が可能な波形表示装置を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明を適用したヒストリメモリのイメージ図、（Ｂ）はヒストリメモリの中央値データの表示画面図である。
【図２】本発明を適用したヒストリメモリ内のデータ値を示すマップ図である。
【図３】（Ａ）は連続波形の入力信号にランダムノイズ及び突発ノイズが重畳した場合の波形図、（Ｂ）はアベレージングモードを適用した場合の観測波形図である。
【図４】一般的なデジタルオシロスコープの構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力アンプ
２ Ａ／Ｄ変換器
３ トリガ回路
４ １次データ処理回路
５ １次メモリ
６ ２次データ処理回路
７ アクイジションメモリ
８ 波形取り込み回路
９ 表示制御回路
１０ 表示メモリ
１１ 表示器
１２ ＣＰＵ手段
１３ 操作部
１４ 制御バス
Ｍ ヒストリメモリ群
Ｐ 不安定トリガによる信号、
Ｑ 突発ノイズによる信号
Claims (4)
- 指定されたトリガ回数分の過去の波形データをアクイジションメモリに保持するヒストリメモリ手段と、
前記ヒストリメモリ手段に保持された波形データの中からトリガ点からの距離でノイズが重畳する可能性のある同一時間の波形データを取り出す抽出手段と、
抽出された波形データ内の中央値データを選出して表示する波形表示手段と、を具備する波形表示装置。 - 前記波形表示手段は、前記抽出された波形データ数が偶数個の場合、最初の波形データ又は最後の波形データを破棄し、中央値データを選出して表示する、ことを特徴とする請求項１記載の波形表示装置。
- 前記波形表示手段は、抽出された波形データの内、ユーザーが指定する任意の１個の波形データを選出して表示する、ことを特徴とする請求項１記載の波形表示装置。
- 前記指定されたトリガ回数（Ｎ）は、この回数中に発生する可能性のあるノイズデータ数（Ｓ）に対して十分大（Ｎ>>Ｓ）に選定されてなる、請求項１乃至３の何れかに記載の波形表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001296447A JP4432099B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 波形表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001296447A JP4432099B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 波形表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003098193A JP2003098193A (ja) | 2003-04-03 |
| JP4432099B2 true JP4432099B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=19117690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001296447A Expired - Fee Related JP4432099B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 波形表示装置 |
Country Status (1)
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| JP4629542B2 (ja) | 2005-09-27 | 2011-02-09 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 突発ノイズ削除装置 |
| JP5440044B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2014-03-12 | 横河電機株式会社 | 波形表示装置 |
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2001
- 2001-09-27 JP JP2001296447A patent/JP4432099B2/ja not_active Expired - Fee Related
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