JP5332560B2

JP5332560B2 - 波形測定装置

Info

Publication number: JP5332560B2
Application number: JP2008308105A
Authority: JP
Inventors: 昌典岡田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2028-12-03
Also published as: JP2010133753A

Description

本発明は、波形測定装置に関し、詳しくは、サンプリングされた波形データをバースト転送により波形メモリに格納するように構成された波形測定装置における、低サンプル周期時のデータ表示レートの向上に関するものである。

近年の波形測定装置では、波形メモリの大容量化の要求から、波形メモリとしてクロック信号の立上がり時と立下がり時の両方を使用して同期を取るように構成されたＤＤＲ(Double Data Rate)メモリや、ＤＤＲメモリをさらに高速化したＤＤＲ２(Double Data Rate 2)メモリが使用されることが多い。これらのメモリは、大容量で高速にアクセスする必要があるため、一般的にはバーストアクセスを行ってリード・ライトされている。

図３は、このようなＤＤＲメモリやＤＤＲ２メモリを用いた従来の波形測定装置の一例を示すブロック図である。図３において、アナログ入力信号Ａｉｎはアンプ１を介してＡ／Ｄ変換器２に入力され、デジタル化される。Ａ／Ｄ変換器２でデジタル信号に変換された波形データは、サンプリング発生器３から出力されるサンプリングクロックのタイミングにより、メモリコントローラ４を介してＦＩＦＯメモリ５へバッファリングされる。ＦＩＦＯメモリ５は、あらかじめ設定されているバースト長分の波形データがバッファリングされてから、波形メモリ６への転送を行う。

図４は図３の動作を説明するタイミングチャートである。（Ａ）はサンプリングクロック発生器３からメモリコントローラ４に入力されるサンプリングクロック、（Ｂ）はたとえばメモリコントローラ４からＦＩＦＯメモリ５に入力される書き込みパルス、（Ｃ）はＡ／Ｄ変換器２から変換出力される波形データ、（Ｄ）は波形メモリ６に書き込まれる波形データを示している。

Ａ／Ｄ変換器２でアナログ入力信号Ａｉｎがデジタル信号に変換されて出力される（Ｃ）に示す波形データＤ０〜Ｄ７は、（Ａ）に示すサンプリングクロックにしたがって、逐次ＦＩＦＯメモリ５に格納される。ＦＩＦＯメモリ５は、ＦＩＦＯメモリ５に設定バースト長分の波形データＤ０〜Ｄ７が格納された時点で（Ｂ）に示す書き込みパルスが入力されることにより、（Ｄ）に示すこれら波形データＤ０〜Ｄ７の波形メモリ６へのバースト転送書込みを行う。

特許文献１には、波形データをバースト転送する構成が記載されている。

特開２００２−１４０１２９号公報

しかし、従来の構成によれば、前述のようにＦＩＦＯメモリ５に設定バースト長分の波形データが格納されまで波形メモリ６への書き込みを行わないので、外部サンプル時に行われる可能性がある極端に低い周期のサンプリングの場合には、リアルタイムに波形を読み出して表示できないという問題があった。たとえばバーストライト長が８ワードでサンプリング周期が１Ｓ／ｓの場合、８秒以上データ表示が更新されないため、測定作業者はＡ／Ｄ変換器２で変換されたアナログ入力信号Ａｉｎの波形を即時に知ることができず、波形が表示されるまで待機することになる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低サンプル周期時や外部サンプリングなどの不定期なサンプリングを行う場合において波形を即時に確認できる波形測定装置を実現することにある。

このような問題を解決するため、請求項１記載の発明は、
サンプリングされた波形データをバースト転送によりＦＩＦＯメモリから波形メモリに転送格納するように構成された波形測定装置において、
前記ＦＩＦＯメモリに波形データを取り込むサンプリングクロックの周期を監視する時間監視手段を設け、
この時間監視手段は、前記サンプリングクロックが出力されてからあらかじめ設定された時間内に次のサンプリングクロックが出力されないとき、前記ＦＩＦＯメモリから前記波形メモリに前記波形データを強制的に書き込むための強制書き込みパルスを出力することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の波形測定装置において、
前記時間監視手段は、カウンタであることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載の波形測定装置において、
前記時間監視手段は、タイマーであることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の波形測定装置において、
前記波形測定装置は、不定期なサンプリングを行うことを特徴とする。

これらの波形測定装置によれば、低サンプル周期時や外部サンプリングなどの不定期なサンプリングを行う場合において波形を即時に確認できる。

以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図３と共通する部分には同一の符号を付けている。図１において、カウンタ７は、サンプリングクロックの周期を監視する時間監視手段としてもちいられるものであり、サンプリングクロック発生器３から出力されるサンプリングクロックを起点として一定期間次のサンプリングクロックが検出されなかった場合、１ワード（１データ）単位で強制的に書き込みを行うための強制書き込みパルスをＦＩＦＯメモリ５に出力する。ＦＩＦＯメモリ５は、この強制書き込みパルスにしたがって、その時点でＦＩＦＯメモリ５に格納バッファリングされている波形データを波形メモリ６へ転送格納する。

これにより、図示しない表示処理部は、波形メモリ６に格納されている波形データに基づき、アナログ入力信号Ａｉｎの波形を図示しない表示部に表示させる。

図１の動作を、図２のタイミングチャートを用いて説明する。図２において、（Ａ）はサンプリングクロック発生器３からメモリコントローラ４に入力されるサンプリングクロック、（Ｂ）はカウンタ７からＦＩＦＯメモリ５に入力される書き込みパルス、（Ｃ）はＡ／Ｄ変換器２から変換出力される波形データ、（Ｄ）は波形メモリ６に書き込まれる波形データを示している。

Ａ／Ｄ変換器２でアナログ入力信号Ａｉｎがデジタル信号に変換されて出力される（Ｃ）に示す波形データＤ０〜Ｄ７は、（Ａ）に示すサンプリングクロックにしたがって、逐次ＦＩＦＯメモリ５に格納される。

低速サンプル時、カウンタ７は、サンプリングクロック発生器３から出力されるサンプリングクロックを起点としてカウント動作を開始し、一定期間（たとえば８１．９２μｓ）次のサンプリングクロックが検出されなかった場合には、（Ｂ）に示す１ワード強制書き込みパルスをＦＩＦＯメモリ５に出力する。

ＦＩＦＯメモリ５は、カウンタ７から入力される強制書き込みパルスにしたがって、その時点でＦＩＦＯメモリ５に格納バッファリングされている波形データを波形メモリ６へ転送格納する。このとき、ＦＩＦＯメモリ５には不定なデータも含まれるが、強制的に書き込む。また、１バースト長分の波形データがＦＩＦＯメモリ５にサンプリング格納されるまでは波形メモリ６への書き込みアドレスを進めることはなく、強制書き込みパルスが入力されるごとに波形データを上書きする。

そして、図示しない表示処理部は、波形メモリ６に上書き格納されている波形データに基づき、アナログ入力信号Ａｉｎの波形を図示しない表示部に表示させる。これにより、表示部はＡ／Ｄ変換器２から変換出力される最新の波形データを表示することになり、波形表示レートは改善される。

これに対し、たとえば８１．９２μｓ以内に次のサンプリングクロックを検出する高サンプル時には、カウンタ７はこの強制書き込みパルスを出力しない。高サンプル時には、ＦＩＦＯメモリ５は従来と同様のバースト転送を行うことになり、転送効率を下げることなく波形メモリ６に波形データを転送格納できる。

このように、本発明によれば、バースト転送を用いて波形メモリに波形データの格納を行うのにあたり、低サンプリング時には自動的にサンプリングごとに波形データがメモリ転送されるので、従来のバースト長分の波形データがサンプリングされてから波形メモリへ格納する場合に比べてデータ表示レートが向上し、測定作業者はＡ／Ｄ変換器２で変換されたアナログ入力信号Ａｉｎの波形を即時に知ることができ、波形が表示されるまでの待機時間がほぼゼロになることから効率よく波形測定が行える。

なお、上記実施例では、カウンタ７が、サンプリングクロック発生器３から出力されるサンプリングクロックを起点として、一定期間次のサンプリングクロックが検出されなかった場合に、１ワード（１データ）単位で強制的に書き込みを行うための強制書き込みパルスをＦＩＦＯメモリ５に出力する例を説明したが、カウンタに限るものではなく、サンプリングクロックで再スタートがかかるように構成されていて一定時間のカウントダウンを行いゼロになったら強制書き込みパルスを出力するタイマーなどの時間監視手段であってもよい。

また、上記実施例では一定周期の低速サンプリングについて説明したが、外部サンプリングを行うような不定期なサンプリングを行うときにも有効である。

以上説明したように、本発明によれば、低サンプル周期時や外部サンプリングなどの不定期なサンプリングを行う場合において波形を即時に確認でき、効率よく波形測定を行える波形測定装置が実現できる。

本発明の一実施例を示すブロック図である。図１の動作を説明するタイミングチャートである。従来の波形測定装置の一例を示すブロック図である。図３の動作を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１アンプ
２Ａ／Ｄ変換器
３サンプリングクロック発生器
４メモリコントローラ
５ＦＩＦＯメモリ
６波形メモリ
７カウンタ（時間監視手段）

Claims

サンプリングされた波形データをバースト転送によりＦＩＦＯメモリから波形メモリに転送格納するように構成された波形測定装置において、
前記ＦＩＦＯメモリに波形データを取り込むサンプリングクロックの周期を監視する時間監視手段を設け、
この時間監視手段は、前記サンプリングクロックが出力されてからあらかじめ設定された時間内に次のサンプリングクロックが出力されないとき、前記ＦＩＦＯメモリから前記波形メモリに前記波形データを強制的に書き込むための強制書き込みパルスを出力することを特徴とする波形測定装置。
前記時間監視手段は、カウンタであることを特徴とする請求項１記載の波形測定装置。
前記時間監視手段は、タイマーであることを特徴とする請求項１記載の波形測定装置。
前記波形測定装置は、不定期なサンプリングを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の波形測定装置。