JP4786091B2 - 試験測定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、試験測定方法に関し、特に、オシロスコープなどで取り込んだ長時間のデータ記録を処理する試験測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、オシロスコープが長時間の取込み（典型的には、８Ｍビットから６４Ｍビット）を記録できることが知られている。しかし、残念なことに、長時間記録は、望ましい機能であるが、問題の種でもある。これまで、かかる長時間記録から、取込み信号内のあるポイント（信号のサンプル）に存在するかもしれいない現象を検索する簡単な方法がなかった。例えば、１秒当たり５００ポイントの割合で表示された３２Ｍビットの記録を視覚的に検索するには、１７時間かかる。そこで、オシロスコープのユーザが、かかる長時間にわたって忍耐を維持できるかという疑問も生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最新のオシロスコープのいくつかは、その筐体内にプリンタを具えており、オシロスコープのトレース（波形）及びデータをロール紙にプリントしている。上述の問題の解決方法として、長時間記録にわたる波形を単にプリントして、紙にプリントされたトレースを検査することが考えられる。しかし、計算によると、８Ｍビットの記録をプリントするには、数マイル（数キロ・メートル）に及ぶプリント紙が必要となる。
【０００４】
したがって、本発明は、長期間にわたって記録された波形を簡単に観測するために、蓄積した波形を、入力波形と比較して試験測定を行う試験測定方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試験測定機器が取込んだ長時間記録データを処理する方法であって；各々が長時間記録データに沿った調整可能な相対位置に配置されると共に長時間記録データの一部を含ゲートであって、その内の１つが基準ゲートとなる複数の同じ幅のゲートを定めるステップと；複数の基準メモリの各々が複数のゲートの各々に対応しており、基準ゲートに対応する基準メモリの内容と別の基準メモリの内容とを演算して比較するための数式を入力するステップと；各ゲートに含まれる長時間記録データの部分を各基準メモリに蓄積する蓄積ステップと；基準ゲートに対応する基準メモリに蓄積された長時間記録データの部分と、基準ゲートに対応する基準メモリと別の基準メモリに蓄積された長時間記録データの部分との間で数式を実行して、違反があるかを検出する検出ステップと；複数のゲートの位置を自動的に移動させることにより長時間記録データを走査し、ゲートの位置の各移動において、長時間記録データの総てが処理されるまで蓄積ステップ及び検出ステップを繰り返しステップとを具えている。
【０００６】
本発明の好適実施例によれば、ゲート比較器制御パネルにより、ユーザは、４つの異なるゲート領域を定義することができ、これらゲート領域は、生の波形（取り込んだままの波形）、計算で求めた波形、又は基準波形の内の任意の波形上に設定できる。各ゲートのメニューで各ゲートの位置を制御し、ゲート（ゲート制御）すべき信号のソース（信号源）を選択する。総てのゲートは、同じ幅でなければならない。高度なレベルでのアプリケーションでは、波形のゲートされた領域（ゲート領域として範囲指定された波形の部分）を基準メモリにコピーする。例えば、ゲート１を基準１とし、ゲート２を基準２とし、以下同様とする。ユーザが設定可能な許容値を用いて、複数のゲート波形（ゲートされた波形）の間の差が、違反となるポイントに達したか否かを判断する。マスタ（主）ゲート位置制御によって、総てのゲートを同じ量だけ移動できるので、これらゲート波形間の間隔を一定に維持できる。マスタ・ゲート幅制御により、総てのゲートの幅も制御できる。このように、所定パラメータは、アクティブ・ゲートの数、ゲートの位置、ゲートの幅及び許容値により決めることができる。ラン（実行）、ポーズ（一時停止）及びストップ（停止）メニュー項目を用いて、ゲートを付加する波形に対してゲートをどのように自動的に走査（移動）させるかを制御し、これらの間の間隔を一定に維持する。複数ゲートの信号の間の比較は、ポイント対ポイントに基づいて、即ち、ポイント（信号サンプル）毎に行う。
【０００７】
【発明の実施の形態】
添付図を参照して、本発明の好適実施例を以下に説明する。かかる実施例において、ゲート比較器は、最新オシロスコープにおいて、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）などのオペレーティング・システム上で動作するＪＡＶＡ（登録商標）アプリケーション・ソフトウェアにより実現している。すなわち、マイクロプロセッサとソフトウェアとにより、本発明の構成要件である比較手段や、入力手段、処理手段、警報発生手段を構成している。なお、これら手段の各々については、当業者には容易に実施できるので、各手段の具体的構成の説明は省略する。
【０００８】
図２は、本発明を実施する試験測定機器であるオシロスコープの表示スクリーン１００を示す図であり、このスクリーン１００上では、波形表示領域１１０内に基準波形が表示され、制御領域１１５内にゲート比較器制御パネルが表示されている。制御領域１１５には、４つの選択可能なゲート制御部である基準ゲート（ＲｅｆＧａｔｅ）、ゲート２（Ｇａｔｅ２）、ゲート３（Ｇａｔｅ３）及びゲート４（Ｇａｔｅ４）が存在する。これらゲート制御部は、パラメータを入力する入力手段となる。ゲート１は、基準ゲートとみなせる。図２の制御パネル（ソフトウェアで実現した制御パネル）を用いて、基準ゲート（望むならば、他のゲートであるゲート２、ゲート３、ゲート４）の動作パラメータを設定する。よって、所定パラメータは、アクティブ・ゲートの数、ゲートの位置、ゲートの幅及び許容値により決定できる。図２の波形表示は、２つのゲートがアクティブ（活性化状態）で、ゲート１及びゲート２が基準波形Ｒ１及びＲ２を夫々発生していることを示している。他の表示については、本発明に関連したものは後述するが、その他については、省略する。なお、オシロスコープの表示スクリーンに表示を行うこと自体は従来技術であるので、その表示方法の説明を省略する。
【０００９】
この制御スクリーンは、実行（走っている人間のアイコンで示す）１４０、停止（黒い矩形）１４５、一時停止（２個の矩形）１５０及びリセット１５５を「ソフト・キー」で実現し、標準のテープ・デッキ制御のように動作する「ロール・モード」を制御する。ロール・モード走査の速度選択を行うために、制御部１６０によりステップ・サイズ（移動のステップ量）を選択する。
【００１０】
本明細書において、「ロール・モード」とは、蓄積された波形に対してゲートが移動することを意味する。各ゲートの大きさは、表示スクリーンの幅に合うようになっているので、取り込んだデータを表示するロール・モードと同じ方法で、波形がスクリーン上を水平に移動する。すなわち、２つの波形上にゲートを配置した後、比較を行いながら、両方のゲートは、両方の波形上を同期して進む。この方法によって、比較のための時間が、従来の１７時間から分単位の時間に短縮できる。この場合、基準波形は、ゲートを基に基準メモリに蓄積された波形であり、データ取込み手段が取り込んだ第１チャネルの信号と時間方向に実時間で順次比較していく。
【００１１】
図３は、ゲート比較器に関する効果を示す表示スクリーンの図である。図３では、２つの基準波形Ｒ１（波形表示領域の上の波形）及びＲ２（波形表示領域の下の波形）と、ゲート比較器領域の表示Ｍ１（矩形パルス状の表示）とを示している。ゲート比較器の機能がオン（動作状態）になると、総ての他のアクティブ・ゲート（即ち、オンになった他のゲート）内の信号値をゲート１内の信号の値からポイント毎に減算して差を求める。ゲートが信号に沿って時間的に移動する走査処理により、総てのゲートが一緒に信号に沿って移動し、これらゲート間の間隔を一定に維持する。
【００１２】
比較手段（マイクロプロセッサ及びソフトウェア）により求めた差が、ユーザの設定可能な比較器許容値（許容誤差）よりも大きいと、違反が生じたことになる。警報発生手段が、ユーザにこの違反を知らせる。この警報発生手段もマイクロプロセッサ及びソフトウェアで実現できる。ゲートが自動的に走査（移動）している期間中に違反が生じると、走査状態が一時停止になり、違反を起こしたポイントがゲートの中心になるように、ゲートの位置が調整される。他の指示を用いて、違反が生じたことを示してもよい。
【００１３】
測定値及び波形の数学処理に関連して、基準メモリ（後述する）に蓄積されたゲート領域の各値は、これに適用される測定値であってもよい。さらに、ゲート領域の各値は、波形の数式によって求めたものでもよい。この数式による機能は、図３のスクリーン表示の下側に示す。すなわち、この式は、
演算１=((Ref1-Ref2)>0.2)+((Ref1-Ref2)<-0.2)
であり、基準１と基準２の差が０．２よりも大きい場合と、この差が−０．２よりも小さい場合との論理和を表す。この条件が、ゲートとなり、このゲートの範囲外になると違反となる。
【００１４】
図４は、４つのゲートを１つ以上の波形上でも定義できることを示す図である。この場合、２つのゲートの領域が各波形上に定義されている。この例において、定義されたゲート領域であるゲート１、ゲート２、ゲート３及びゲート４は、この特定ユーザが関心のあるだろう信号の異常を囲んでいる。各ゲートされた領域内のデータをオシロスコープ内の基準メモリにコピーする。ユーザは、各ゲートが存在する波形信号源を選択することもできる。再び図２を参照する。ユーザは、スライド制御器１３０や、ノブなどの他の手段によってカーソルを制御して、選択された波形上のゲートの水平位置を調整できる点に留意されたい。ユーザは、ゲート幅制御器により、ゲートの幅も制御できる。
【００１５】
図５及び図６は、本発明により、ゲート領域が基準メモリにコピーされた後における図４のゲート領域を示す図である。データのゲート領域のみが基準メモリに蓄積されている点に留意されたい。この方法において、関心のあるデータのみが測定値又は数学演算に含まれるので、測定及び波形数学処理の効率が改善される。
【００１６】
長時間のデータ記録を扱うユーザにとって、本発明が汎用的に使用できることに留意することは重要である。しかし、ディスク・ドライブを試験するエンジニアが必要性とすることを、本発明は直接的に満足させられる。例えば、ディスク・ドライブ試験エンジニアが、典型的には、既知の良好なＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）読出しチャネル信号を基準４用のメモリ・スロット（メモリ装置）に蓄積するとする。基準１は、基準ゲート用に使用するので、この目的のために、基準１を用いることは避けるべきである。基準４メモリ内の既知の良好なＰＲＭＬ信号にゲートを適用する（即ち、基準４メモリの信号を比較の際の基準として用いる）ことを望むならば、ゲート４の出力（ゲートで囲まれたデータ）が基準４メモリに通常は進んで、重ね書きされるので、前もって蓄積した基準データである良好なＰＲＭＬ信号がなくなってしまうので、ゲート４をオフにして、ゲート４で囲まれた新たなデータが基準として蓄積されないようにすべきである。つぎに、ゲート１の信号源（ソース）として基準４メモリに設定する（すなわち、基準４メモリの蓄積データを比較の基準とする）。また、ゲート２の信号源を、読出したチャネル信号（比較対象の信号）であるチャネル１（ＣＨ１）に設定する。
【００１７】
トリガ機能を適切に設定し、基準４メモリに予め蓄積されているパターンと同じパターンをディスク・ドライブから読み出すと仮定する。基準４メモリに蓄積された基準データであるゲート１と、チャネル１のデータ（第１チャネルの信号）であるゲート２とが、比較用に適切に整列（位置決め）されるまで、ユーザは、これらゲートの位置を決めることができる、即ち、２つのゲート位置の相対位置を決定できる点に留意されたい。これら２つの波形を自動的に比較するために、ゲート比較器をオンにし、実行（ラン）ボタンを押す。よって、ゲート２が第１チャネルの信号を時間的に移動することにより、チャネル１の信号からゲート１の基準に対して違反となる部分を見つけることができる。よって、蓄積された基準波形を信号の部分と繰り返し比較し、基準波形を信号に沿って時間的に移動させることにより違反の１つを検出でき、この違反の１つが検出されると警報を発生することができる。ユーザは、データを走査して、総てのゲートのマスタ位置制御を同調させることにより、波形を視覚的に比較できる。さらに、ユーザは、ゲート１及びゲート２におけるゲートされたデータに対する測定を定義できる。
【００１８】
全体としてみた場合、このゲート比較器は、ゲート制御及び機能の構造が独特である。従来のオシロスコープには、本明細書で記載するゲート比較器と呼ばれる単一の概念がなかった。かかる従来のオシロスコープは、数学処理により求めた波形を定義することにより、いくらかゲート的な機能を実現している。すなわち、ユーザが、ズーム（拡大／縮小）した波形を作成できる。各ズーム波形を波形数学スロット用メモリに蓄積すると、そのスロットのメモリを数学演算に使用することができない。その結果、４つのズーム波形が定義されると、これら波形を波形数学演算に用いることができない。この従来技術とは異なり、本発明は、数学機能を用いる能力を確保しながら、波形スロット・メモリと結びつけることなく、ゲート機能を使用できる。
【００１９】
従来のオシロスコープにおいて、スクロール用に複数のゲートを互いにロックし、呼出されたゲート間の水平オフセットを依然維持するために、ユーザは、他のメニューを操作しなければならない。本発明は、単一のゲート比較器制御パネル上の必要な総ての制御をグループ化することにより、上述の問題を克服している。
【００２０】
従来のいくつかのオシロスコープは、自動スクロールとして知られている機能を有する。自動スクロール機能により、ユーザは、データ記録の全体の長さをスクリーン上で自動的にスクロールして、単に視覚による比較を行える。ユーザは、スクロールの速度を調整することもできる。上述の如く、１秒当たり５００ポイントの割合で表示するように、この自動スクロールを設定すると、３２Ｍビットの記録の視覚検索では、１７時間かかる。従来の長時間記録オシロスコープにおいては、本明細書で述べた如く、基準のズーム領域を「生の」波形と比較する自動手段がなかった点に留意することが重要である。すなわち、本発明の許容値（許容誤差）及び比較の特徴は、従来の長時間記憶オシロスコープには存在しなかった。
【００２１】
他のゲート比較器制御スクリーン（入力手段）の表示を図７に示す。この制御スクロールの特徴は、次の通りである。各ゲート、即ち、ゲート１、ゲート２、ゲート３及びゲート４の各々に制御メニューが用意されている。各ゲート・メニューにより、ユーザは、そのゲートの波形信号源と、その波形のゲートの位置とを選択できる。さらに、各ゲートには、オン／オフ制御がある。また、この制御スクリーンは、実行（ラン）、一時停止、及び停止機能のソフト・キーも有する。これらソフト・キーは、標準テープ・デッキ制御器のように動作する「ロール・モード」を制御する。ロール・モード走査の速度選択も行え、この制御をステップ・サイズの選択により行う。
【００２２】
ソフトウェア・トリガ・メニューがゲート比較器の一部を形成してもよい。この方法において、例えば、端で停止するように、ロール・モード・スクロールを設定してもよい。ラント・トリガ（２つのトリガ・レベルの内の一方を横切った後、他方のトリガ・レベルを横切ることなく、再び一方のトリガ・レベルを横切った時にトリガを発生）などの他の形式のソフトウェア・トリガ・モードは、ゲート比較器メニュー・システムに含ませることができる。
【００２３】
図７の制御スクロールの上側に配置された制御に留意されたい。総てのゲートの設定に影響するマスタ制御がある。すなわち、マスタ・ゲート位置制御を調整することにより、総てのゲートが同じ量だけ移動する一方、これらゲートの間の間隔が一定に維持される。同様に、マスタ幅制御は、総てのゲートの幅を制御し、マスタ許容値（許容誤差）制御により、共通の許容値を総てのゲートに与える。
【００２４】
図１は、本発明を実施するのに有用な最新デジタル・オシロスコープ６００の簡略化したブロック図である。このオシロスコープ６００は、被試験回路からの信号を受ける入力端子（第１チャネル）６０１を有する。フロント・エンド（入力部）には、トリガ回路６０５を有し、このトリガ回路６０５は、入力信号に応じてトリガ信号を発生し、取込みシステム（データ取込み手段）６１０に供給する。取り込みシステム６１０は、入力信号をデジタル化し、デジタル信号サンプルを連続的に取り込み、トリガ信号に応じて、これらデジタル信号サンプルを取込みメモリ６１５に蓄積する。取込みメモリ６１５は、信号サンプルをラスタライザ（ラスタ化回路）６２０に供給する。このラスタライザ（信号処理手段）６２０は、信号サンプルを処理し（即ち、時系列のサンプルを、ラスタ表示が行える形式に変換する）、ラスタ・メモリ６２２に蓄積して、ラスタ表示を行えるようにする。よりアナログ的な表示を行うために、ラスタ・コンバイナ（ラスタ表示に必要な信号を組み合わせる回路）６２５及びラスタ・メモリ６３０、６３５の構成を設けて、表示信号の自然な減衰（新たなサンプルと重ならない限り、表示輝度が順次減衰する）を可能にする。この構成による出力信号をオシロスコープの表示スクリーン（表示手段）６４０上に表示する。オシロスコープは、２個の制御器、即ち、処理制御器６５０及びシステム制御器６６０の制御によって動作する。システム制御器６６０は、基準メモリ６７０である基準１、基準２、基準３及び基準４とインタフェースされている。これら制御器が、上述の比較手段及び警報発生手段として機能する。
【００２５】
動作において、ゲート内のデータは、ゲートがオンならば、各取込みの更新毎にオシロスコープの対応する基準メモリに移動する。例えば、ゲート１のデータが基準メモリ１に蓄積され、ゲート４のデータが基準４メモリに蓄積される。これは、上述の長時間記録オシロスコープの場合のように、利用可能な数学波形スロット・メモリを無駄にしない。さらに、各基準メモリは、完全な１組の測定値をオン（使用可能）にできる。これら測定値を数学演算に用いることができる。
【００２６】
基準メモリ・スロットは、表示すべきデータを蓄積するのに容易な記憶場所以上の機能がある。ゲートの大きさをウィンドウにあわせるために、一方のゲートを、基準メモリの波形成分のスクリーン幅に自動的にズームする。ゲート自体が適度な長時間記録に設定されていると、基準波形内の異常を容易に識別することができないであろう。かかる場合、基準波形上にズーム・ボックスを設定し、効果的にズームを行なう。また、基準メモリ・スロットは、波形測定用のデータ又は波形数学アプリケーションのデータを分ける。さらに、望むならば、基準メモリの内容をデータ・ファイルにしてもよい。
【００２７】
長時間記録の総てのオシロスコープで使用できる望ましい手段について上述した。この手段は、長時間記録データの分析を容易にし、且つ、容易に処理できる。
【００２８】
本発明のゲート比較器は、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などのオペレーティング・システム上で動作するＪＡＶＡ（登録商標）アプリケーション・ソフトウェアにて実現するのが望ましいと説明したが、本発明は、かかるソフトウェアに制限されるものではなく、上述の比較機能を実現するハードウェア回路も含むものである。
【００２９】
本発明は、デジタル・データに制限されるものではなく、アナログ・データと共に用いても同様な効果を得られることが当業者には理解できよう。
【００３０】
本明細書で用いた用語「ゲート」は、波形の一部に重ね合わせる視覚時間スロットのように、用語「ウィンドウ」と同義語である。
【００３１】
本発明は、オシロスコープ以外にも、ロジック・アナライザやスペクトラム・アナライザなどの他の試験測定機器にも有用なことが理解できよう。
【００３２】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、ゲートとして所定パラメータを決定し、このゲート内の基準波形を入力信号と比較する際、ゲートを時間的に移動させることにより基準波形を信号に沿って時間的に移動させながら比較を行う。この比較結果により違反を検出する。よって、長期間にわたって記録された波形から違反を見つけることが簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いるのに適するオシロスコープの簡略化したブロック図である。
【図２】本発明を説明するために、２つの基準波形及びゲート比較制御パネルを表示する表示スクリーンの図である。
【図３】本発明を説明するために、２つのアクティブ・ゲート及び１つのゲート比較器の動作を示す表示スクリーンの図である。
【図４】本発明を説明するために、１つ以上の波形上に４つのゲートを定義できることを示す図である。
【図５】本発明を説明するために、４つのゲートを基準メモリにコピーした後に、図４のゲートされた領域を示す図である。
【図６】本発明を説明するために、４つのゲートを基準メモリにコピーした後に、図４のゲートされた領域を示す図である。
【図７】本発明を説明するために、ゲート比較器の制御スクリーンを示す図である。
【符号の説明】
１００ オシロスコープの表示スクリーン
６００ オシロスコープ
６０１ 入力端子
６０５ トリガ回路
６１０ 取込みシステム
６１５ 取込みメモリ
６２０ ラスタライザ
６２２ メモリ
６２５ ラスタ・コンバイナ
６３０ ラスタ・メモリ
６４０ 表示スクリーン
６５０ 処理制御器
６６０ システム制御器

Claims (2)

1. 試験測定機器が取込んだ長時間記録データを処理する方法であって、
   各々が上記長時間記録データに沿った調整可能な相対位置に配置されると共に上記長時間記録データの一部を含むゲートであって、その内の１つが基準ゲートとなる複数の同じ幅のゲートを定めるステップと、
   複数の基準メモリの各々が上記複数のゲートの各々に対応しており、上記基準ゲートに対応する上記基準メモリの内容と別の上記基準メモリの内容とを演算して比較するための数式を入力するステップと、
   上記各ゲートに含まれる上記長時間記録データの部分を上記各基準メモリに蓄積する蓄積ステップと、
   上記基準ゲートに対応する上記基準メモリに蓄積された上記長時間記録データの部分と、上記基準ゲートに対応する上記基準メモリと別の上記基準メモリに蓄積された上記長時間記録データの部分との間で上記数式を実行して、違反があるかを検出する検出ステップと、
   上記複数のゲートの位置を自動的に移動させることにより上記長時間記録データを走査し、上記ゲートの位置の各移動において、上記長時間記録データの総てが処理されるまで上記蓄積ステップ及び上記検出ステップを繰り返すステップと
   を具えた試験測定方法。
2. 上記検出ステップにより上記違反が検出されたとき、上記走査を一時停止するステップと、
   上記基準メモリに蓄積された上記長時間記録データの部分を表示するステップと
   を更に具えたことを特徴とする請求項１の試験測定方法。

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