JP4556123B2 - 波形解析装置 - Google Patents

Description

本発明は、データ記憶部に格納される波形データから表示部に表示させる画像データを作成し、表示器に表示する波形解析装置に関するものであり、詳しくは、格納される順番が連続している波形データの表示方法を設定できる波形解析装置に関するものである。

波形解析装置は、例えばデジタルオシロスコープであり、被測定波形をデジタル信号の波形データに変換して、波形データ記憶部であるメモリに格納し、さらにメモリに格納した波形データに基づいて画像データを作成して表示部の表示画面に表示したり、表示している画像データを所定の形式のファイルに変換してファイル保存部に保存するように構成されたものであり、各種分野の研究開発、品質管理、保守作業において広く使用されている。

また、波形測定装置は、トリガ信号を用いて所望の条件を満たす波形データのみをメモリに格納することができる。そしてメモリは、トリガ信号ごとに測定し、取得した波形データを複数格納することができ、ヒストリメモリとも呼ばれる。

特開２０００−２９２４４９号公報 特開２００３−１８５６８１号公報

図４は、従来の波形解析装置の例を示した構成図である。図４において、測定部１０は被測定波形が入力され、この被測定波形をデジタル信号に変換して波形データとして出力すると共に、所望の波形を格納するための制御信号を出力する。一般的に測定部１０には複数の入力チャネルがあり、入力チャネルごとにＡ／Ｄ変換回路も設けられるが、説明のため、１チャネル分のみ図示している。

被測定波形は測定部１０に入力され、この入力波形を所望の振幅レベルに変換し、Ａ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換して波形データとして出力する。トリガ検出回路１２はトリガ信号を出力し、メモリ制御回路１３は、トリガ検出回路１２からのトリガ信号によって、制御信号を出力する。

データ記憶部２０はヒストリメモリであり、メモリ制御回路１３からの指示により、波形データを順次格納する。操作部３０は、タッチパネル、ボタン、ジョグダイヤル等を備えており、表示させる波形データやチャネルの選択、ファイルに保存する場合の形式等を設定する。

処理部４０は、操作部３０からの出力に基づいてデータ記憶部２０から波形データを読み出し、画像データの作成や画像データを所望の形式のファイルに変換する。表示部５０は、処理部４０が作成した画像データを表示画面に表示する。

トリガ検出回路１２は、測定部１０に入力された被測定波形の信号レベルが所望のトリガ条件となるのを検出すると、トリガ信号を出力する。所望のトリガ条件とは、例えば、信号レベルが負から正になる場合や、複数チャネルからの信号が特定の信号レベルを超える場合等である。

そして、メモリ制御回路１３が、トリガ検出回路１２からのトリガ信号を基準として、Ａ／Ｄ変換回路１１からの波形データをデータ記憶部２０にトリガ信号ごとに格納させる。この時、基準となるトリガ信号前後の所望時間分の波形データをデータ記憶部２０に格納できるように波形データを出力してもよい。また、メモリ制御回路１３が、データ記憶部２０に複数格納した波形データを識別するためのインデックス、例えば格納した順番を表す番号（図４中、最も新しい波形データを０番とし、古くなるほど小さな番号にしている）を、波形データごとに付加する。

次に、データ記憶部２０に格納される波形データの表示部５０への表示する動作を説明する。まず、操作部３０のタッチパネル、ボタン、ジョグダイヤル等を介して、データ記憶部２０から読み出す波形データが１つ指定される。

そして、処理部４０が、指定された波形データをデータ記憶部２０から読み出し、画像データに変換する処理をして、表示部５０の表示画面に表示させる。図５は、表示部５０に設けられた表示画面の一般的な表示例である。図５において、波形表示領域１００は、操作部３０で指定された波形データの波形を表示する領域である。波形表示領域１００の外側の表示画面には、波形データの測定条件（測定レンジ、測定チャネル、トリガ条件等）や、装置本体の情報が表示される（図示省略）。装置本体の情報は、例えば、現在の時刻、表示している波形データの番号、データ記憶部２０に格納されている波形データの番号等である。

これらの情報は、所望の波形を表示させるためにジョグダイヤルを操作する際や、設定条件を入力する際の確認のために、参照可能なように表示画面の一部に表示される。

このような波形解析装置では、繰り返し同じような動作を行う機器の性能評価やトレンドの測定のために、測定条件、例えばサンプリング時間や信号レベルの増幅等を同一条件として、トリガ信号ごとに波形データを取得し、解析を行う。

例えば、電子回路において、信号レベルがロウベルからハイレベルに変わる波形の測定で、あるレベルを超えた場合をトリガ条件とし、そのトリガ点から所望の解析位置におけるオーバーシュート、アンダーシュートの振幅の解析を行う場合などである。

このような測定の場合、単発の測定ではなく膨大な回数を測定して解析し、統計的に処理する必要がある。そのため波形解析装置は、長時間にわたり波形データを格納可能なようにデータ記憶部２０が大容量化され、数百から数千の波形を格納する。

しかし、前述のように、データ記憶部２０に格納されている波形データを表示する場合、操作部３０により、所望の波形データが格納されているデータ記憶部２０のインデックスを１個指定し、表示部５０の表示画面に表示させるが、波形データを順番に観察するためには、操作部３０によるインデックスの指定をその都度行う必要がある。例えば、操作部３０がジョグダイヤルの場合、手動でジョグダイヤルを回転させ、波形を順次表示させる必要がある。

これにより、データ記憶部２０に格納された波形データを連続的に再生させることはできるが、手間がかかるとともに、手動であるため、最高更新レートで再生させた場合、再生速度が一定とはならず、再生される波形データも一定のレートではなくなってしまう。また、再生された波形データも、更新レートが一定ではないため、正確な解析を行うための条件を満たしているとはいえない。

さらに、データ記憶部２０に格納された波形データを高速で閲覧したい場合、すなわち画面表示の最高更新レートを上回る速度で波形データを表示させるように指定した場合には、格納されている波形データすべてが表示されず、間引かれて表示されてしまう。

本発明は、データ記憶部に格納された複数の波形データの波形再生を容易に行える波形解析装置を提供することを目的とする。

このような課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、トリガ信号を基準として測定された波形データを順次格納するデータ記憶部と、このデータ記憶部に格納された波形データを読み出して所望の波形データを表示部に表示させる処理部と、この処理部の動作を設定する操作部とを具備する波形解析装置において、前記操作部は、前記データ記憶部に格納された波形データを再生表示する更新レートを前記処理部に設定する再生速度選択手段と、前記データ記憶部に格納されたデータを再生表示する方法を前記処理部に設定する再生方法選択手段と、を備え、前記再生速度選択手段により再生表示される波形データの表示速度を、前記更新レートのうち最高更新レートのＮ倍の速度に設定したとき、前記処理部は、前記データ記憶部に格納されている波形データのうちＮ枚の波形データを重ねて前記表示部に表示させる。

請求項２に記載の発明は、請求項１または２に記載の波形解析装置において、前記再生方法選択手段は、前記データ記憶部に格納されたデータに対して、最も新しいデータまたは最も古いデータを前記表示部に表示させる機能と、前記データ記憶部に格納されたデータを時系列に再生して前記表示部に表示させる機能と、前記データ記憶部に格納されたデータを時系列に逆順に再生して前記表示部に表示させる機能と、再生して前記表示部に表示されるデータを、任意のデータで停止させる機能と、を備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の波形解析装置において、前記再生速度選択手段は、前記データ記憶部に格納されるデータの更新レートを前記処理部を介して前記表示部に表示させると共に、前記更新レートを上げることにより前記データ記憶部に格納されたデータの再生速度を上げる機能と、前記更新レートを下げることにより前記データ記憶部に格納されたデータの再生速度を下げる機能と、を備える。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の波形解析装置におい
て、前記表示部は、前記再生速度選択手段及び前記再生方法選択手段の選択メニュー部を備える。

この発明のよれば、波形データの表示方法および表示速度を設定する機能を追加してメニュー化し、ユーザが設定可能としたので、単純な操作で波形データを表示することができる。また、更新レートを選択可能としたので、データ記憶部２０に格納されたデータを一定の更新レートで連続して表示させることができる。

さらに、最高更新レートのＮ倍の速度で表示させるように設定した場合には、Ｎ枚の波形データを重ね合わせた表示とするので、高速でデータを表示させても、データを間引くことなく、表示することができる。

また、この発明による再生速度と再生方法を選択する機能を追加したことにより、一定の更新レートで連続して表示、再生中に、所望の波形が表示されたら再生を停止させるようにすることができる。

図１はこの発明による波形解析装置の構成図であり、図４と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図１で、操作部３００の設定部３１０には、新たに再生速度選択手段３１０Ａと再生方法選択手段３１０Ｂを備えている。

再生速度選択手段３１０Ａは、データ記憶部２０に格納された波形データの表示速度すなわち更新レートを設定する機能、例えば、[×1(60Hz)]をベースにして[×1/60]、[×1/30]、[×1/10]、[×1/3]、[×3]、[×10]を切り換える機能を備えており、ユーザは所望の再生速度を選択し、設定する。

再生方法選択手段３１０Ｂは、データ記憶部２０に格納された波形データの再生方法を設定する機能、すなわち、波形データ再生の開始点や、波形データの時系列再生順（古いデータ方向または新しいデータ方向）を設定する機能を備えており、ユーザにより所望の再生開始点および再生順を設定する。

再生速度選択手段３１０Ａおよび再生方法選択手段３１０Ｂは、ともに表示部５０の表示画面にメニューの項目として表示される。例えば、図２は表示部５０の表示画面の例であり、表示画面の右側にはトップメニューが表示されている。このトップメニューの波形データ再生ボタン２Ａを操作することにより、図３に示すように再生速度選択手段３１０Ａと再生方法選択手段３１０Ｂのメニューが展開され表示される。

図３で、再生速度選択手段３１０Ａは再生速度選択メニュー３Ａが表示され、速度表示部Ａ１に例として「×１／１０」と表示され、更新レートが１０倍に設定されていることを表示している。再生速度選択メニュー３Ａの「ＵＰ」「ＤＯＷＮ」ボタンは更新レートを切り換えるボタンであり、ユーザが所望の更新レートを選択し、切り換えるものである。

再生方法選択手段３１０Ｂは、再生方法選択メニュー３Ｂが表示され、データ記憶部２０に格納されている波形データの再生開始位置を設定する「＜」「＞」ボタンと、波形データ再生の方向、すなわち、新しいデータに向かって再生させるか古いデータに向かって再生させるかを選択する「＜ＰＬＡＹ」「＞ＰＬＡＹ」ボタンおよび再生を停止させる「ＳＴＯＰ」ボタンを設けている。ユーザはこれらのボタンを操作することにより、波形データの表示方法が設定される。

図３で、カウンタ部３Ｃはデータ記憶部２０に格納された波形データの中で現在表示されている波形の番号を表示している。図３では「０」が表示されており、最新の波形データが表示されていることを示している。

図３を参照しながら、図１の動作をさらに詳細に説明する。図３のカウンタ部３Ｃに表示されるカウント値は、図１のデータ記憶部２０において順次格納された波形データの番号であり、例えば、被測定波形に対してトリガを１０００回かけ、波形データを１０００回取り込む場合、データ記憶部２０の格納位置０〜−９９９にそれぞれ波形データが格納されるので、この格納位置の番号を波形データの番号として表示する。

図１で、このカウント値は、ユーザがジョグダイヤル３２または図３の再生方法選択メニュー３Ｂの「＜」「＞」ボタンを操作することにより変更、設定され、処理部４００で処理されて表示部５０の表示画面に表示する。図３では「＜」「＞」ボタンによりカウント値を変更させているが、さらに、最も古いデータあるいは最も新しいデータにジャンプする操作ボタンを加えてもよい。

また、図３の再生速度選択メニュー３Ａの「ＵＰ」「ＤＯＷＮ」ボタンを操作することにより、更新レートを変更、設定する。例えば、更新レートがあらかじめ[×1(60Hz)]、[×1/60]、[×1/30]、[×1/10]、[×1/3]、[×3]、[×10]の中から選択するように用意されており、再生速度選択メニュー３Ａの「ＵＰ」「ＤＯＷＮ」ボタンを操作して、所望の更新レートを設定すると、図１の処理部４００は、この更新レートを図３に示すように表示部５０の表示画面の速度表示部Ａ１に表示する処理を行う。

図１の処理部４００は、例えば画面表示の最高更新レートをMaxRate(Hz)としてＮ×MaxRate(Hz)の速度を表示速度として指定した場合、同時にＮ枚の波形を重ね合わせた画面をMaxRateで表示する処理を行い、表示部５０の表示画面に表示する処理を行う。これにより高速でデータを閲覧してもデータの損失をすることがなく表示することができる。

具体例としては、MaxRateの10倍(600Hz)の更新レートを指定した場合、約1.67秒で1000枚の画像を一通り閲覧できる。ここで、60Hzのタイミングで10枚分の重ね合わせた画像を表示することで実現するのでデータの損失も発生しない。

また、従前より、波形解析装置には、データ記憶部２０に格納された波形データの中で異常波形など、所望の波形を自動検出するヒストリサーチ機能がある。これは、あらかじめ所望する波形の条件を入力しておき、サーチすることにより、すべての波形データを表示させることなく、所望の波形データを検出する機能である。

この機能と組み合わせ、再生速度選択手段３１０で波形データ再生の更新レートを設定するとともに、再生方法選択手段３１０Ｂにより波形データ再生方向を設定してヒストリサーチ機能を駆動する。これにより、処理部４００は一定の更新レートで連続表示再生しながら、波形の特徴を確認し、一致した波形が表示された時点で再生を停止する。

本発明による波形解析装置の構成図である。 本発明による表示部５０の表示画面の例である。 この発明によるメニュー展開した表示部５０の表示画面の例である。 従来の波形解析装置の構成図である。 表示部５０に設けられた表示画面の一般的な表示例である。

符号の説明

１０ 測定部
１１ Ａ／Ｄ変換器
１２ トリガ検出回路
１３ メモリ制御回路
２０ データ記憶部
３０ 操作部
３１ 設定部
３２ ジョグダイヤル
４０ 処理部
５０ 表示部
３００ 操作部
３１０ 設定部
３１０Ａ 再生速度選択手段
３１０Ｂ 再生方法選択手段
４００ 処理部

Claims (4)

1. トリガ信号を基準として測定された波形データを順次格納するデータ記憶部と、このデータ記憶部に格納された波形データを読み出して所望の波形データを表示部に表示させる処理部と、この処理部の動作を設定する操作部とを具備する波形解析装置において、
   前記操作部は、前記データ記憶部に格納された波形データを再生表示する更新レートを前記処理部に設定する再生速度選択手段と、前記データ記憶部に格納されたデータを再生表示する方法を前記処理部に設定する再生方法選択手段と、
   を備え、
   前記再生速度選択手段により再生表示される波形データの表示速度を、前記更新レートのうち最高更新レートのＮ倍の速度に設定したとき、前記処理部は、前記データ記憶部に格納されている波形データのうちＮ枚の波形データを重ねて前記表示部に表示させることを特徴とする波形解析装置。
2. 前記再生方法選択手段は、前記データ記憶部に格納されたデータに対して、最も新しいデータまたは最も古いデータを前記表示部に表示させる機能と、
   前記データ記憶部に格納されたデータを時系列に再生して前記表示部に表示させる機能と、
   前記データ記憶部に格納されたデータを時系列に逆順に再生して前記表示部に表示させる機能と、
   再生して前記表示部に表示されるデータを、任意のデータで停止させる機能と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の波形解析装置。
3. 前記再生速度選択手段は、前記データ記憶部に格納されるデータの更新レートを前記処理部を介して前記表示部に表示させると共に、
   前記更新レートを上げることにより前記データ記憶部に格納されたデータの再生速度を上げる機能と、
   前記更新レートを下げることにより前記データ記憶部に格納されたデータの再生速度を下げる機能と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の波形解析装置。
4. 前記表示部は、前記再生速度選択手段及び前記再生方法選択手段の選択メニュー部を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の波形解析装置。