JPH0535258A - デ−タ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データ丸め処理に基づく波形の不自然さを除
去する。 【構成】 データ丸め回路２０と表示装置１３との間に
レジスタ１７を接続する。このレジスタ１７はデータ丸
め回路２０の出力を順次に書き込んで、順次に出力せず
に、更新指令が与えられるまで前の値を保持して出力す
る。更新指令は更新された値を基準にして波形データが
表示分解能に対応する値又はこれよりも小さい値以上に
変化した時に発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アナログ信号をＡ／Ｄ
変換すること等によって得られた所定の数値分解能を有
する数値データを、これよりも悪い表示分解能を有する
ディジタルオシロスコープ等の表示装置に表示するため
に丸め操作するためのデータ変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】計測されたアナログ信号をＡ／Ｄ（アナ
ログ・ディジタル）変換して数値データ（波形データ）
を得、この数値データを波形データメモリに格納し、こ
のメモリから波形データを順次に読み出してラスタ方式
のブラウン管表示装置、液晶表示装置等の表示装置に表
示することは既に行われている。ところで、Ａ／Ｄ変換
器から得られる数値データの数値分解能と表示装置の表
示分解能とが一致するとは限らない。例えばＡ／Ｄ変換
器が１ワード当り１６ビットのデータを発生するにも拘
らず、表示装置が８ビットのデータの表示能力しか持た
ない場合がある。このような場合には、数値（波形）デ
ータ発生装置と表示装置との間にデータ丸め回路（デー
タ変換回路）を配置しなければならない。

【０００３】データ丸め回路には、大別してビット切り
捨て方式と四捨五入方式との２種類がある。ビット切り
捨て方式は図６に原理的に示すようにｎビットの波形デ
ータを保持するレジスタ１から上位ｍビットを抜き取っ
てレジスタ２に移し、ここからｍビットの表示データを
出力するように構成されている。

【０００４】四捨五入方式は、図７に示すようにｎビッ
トの波形データを保持するレジスタ３と、ｎビットの桁
上げデータ発生回路４と、これ等の出力を加算するｎビ
ットの加算回路５と、加算回路５の上位ｍビットの出力
を保持するレジスタ６とから成る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のデータ
丸め回路で表示装置の分解能に適合する表示データを作
ると、不必要な波形変化が生じ、これがノイズのように
見えて波形が見にくくなったり、波形観測者に誤解を与
えることがあった。この問題点をビット切り捨て方式の
データ丸め回路を例にとって次に説明する。今、表示装
置の分解能が数値データ（波形データ）発生回路の分解
能の１／４である場合において、図４のＡ1 の欄に示す
ように１２８、１２７、１２９、……１２４を示す数値
データ（波形データ）が所定のサンプリング周期で順次
に発生し、これを表示装置の分解能に適合させるために
丸め回路で１／４にすれば、図４のＢ欄に示す値が得ら
れる。なお、Ｂ欄の値はＡ1 欄の値を１／４にし、余り
を切り捨てた値に対応する。従来方式では、図４のＢ欄
の値を表示データとし、これに対応した表示を得た。も
し、波形データＡ1 と同一の分解能を有する表示装置で
波形データＡ1 を表示したと仮定すれば、図５の（Ａ）
に示す高分解能波形が得られる。一方、図４の（Ｂ）の
欄に示す丸め回路の出力（表示データ）をこのまま表示
すれば、図５の（Ｂ）に示す波形が得られる。表示装置
の分解能は波形データ発生装置の分解能の１／４である
から、図４のＡ1 の値が４変化した時にＢの値が１変化
すれば正確な対応関係になる。しかし、図４のＡ1 の値
が１番目の１２８から２番目の１２７に１しか変化して
いないにも拘らず、Ｂの値は３２から３１に変化してい
る。これは明らかに変化し過ぎである。この様な変化が
表示波形のところどころに現れると、波形の凹凸が多く
なり、円滑性に欠けた波形となる。また、観測者に誤解
を与える。上述のような問題は四捨五入方式の丸め回路
を使用する場合にも同様に生じる。

【０００６】そこで本発明の目的は、不自然さの少ない
波形表示を可能にするための丸めデータ変換装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、所定の数値分解能を有する数値データを所
定の時間間隔を有して順次に発生する数値データ発生装
置と、前記数値分解能よりも悪い表示分解能を有して前
記数値データに対応した表示をなす表示装置との間に接
続されて前記数値データを前記表示装置に適合する表示
データに変換するデータ変換装置であって、前記数値デ
ータ発生装置から発生した前記数値データを前記表示装
置に適合するように丸め処理するデータ丸め回路と、前
記データ丸め回路と前記表示装置との間に接続されたレ
ジスタと、前記レジスタに最初に書き込まれたデータ又
は更新されたデータに対応する前記数値データの値を基
準にして前記数値データが前記表示装置の前記表示分解
能又はこれよりも小さい値に対応する前記数値データの
値以上に変化したか否かを判定し、変化した時に前記レ
ジスタを更新するレジスタ制御回路とを備えていること
を特徴とするデータ変換装置に係わるものである。

【０００８】なお、請求項２に示すように、データ変換
装置を、第１〜第４のレジスタと、演算回路と、比較回
路と、丸め回路とで構成することが望ましい。

【０００９】

【作用】データ丸め回路と表示装置との間のレジスタは
波形データが所定値以上変化した時にのみ更新される。
従って、ノイズのように見える変化を除去した波形表示
が可能になる。

【００１０】

【実施例】次に、図１〜図６を参照して本発明の１実施
例に係わる波形表示装置を説明する。波形表示装置を原
理的に示す図１において、数値データ発生装置としてＡ
／Ｄ変換器１０及び波形データメモリ１１が設けられて
いる。Ａ／Ｄ変換器１０には計測アナログ信号が入力
し、これが所定のサンプリング周期でｎビットディジタ
ル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１０の出力は波形デ
ータメモリ１１に書き込まれる。波形データメモリ１１
は所定の数値分解能（第１の分解能）を有して数値デー
タ（波形データ）Ａ1 を所定時間間隔で順次に出力す
る。波形データメモリ１１は丸めデータ変換回路１２を
介して表示装置１３に接続されている。

【００１１】表示装置１３は、ラスタスキャン方式のデ
ラウン管表示装置、液晶表示装置等から成り、所定の表
示分解能（第２の分解能）を有する。この例では表示分
解能（第２の分解能）は数値分解能（第１の分解能）の
１／４である。

【００１２】データ変換回路１２は波形データメモリ１
１の出力データＡ1 を表示装置１３に適合する表示デー
タＣに変換する回路であり、第１、第２、第３及び第４
のレジスタ１４、１５、１６、１７と、演算回路１８
と、比較回路１９と、データ丸め回路２０とから成る。
第１のレジスタ（入力レジスタ）１４は波形データメモ
リ１１に接続され、メモリ１１から出力される波形デー
タＡ1 を一定時間保持して出力する。

【００１３】第２のレジスタ１５は第１のレジスタ１４
に接続されている。この第２のレジスタ１５は第１のレ
ジスタ１４の出力を順次に読み込むものではなく、比較
回路１９の出力で更新が要求された時にのみ第１のレジ
スタ１４の出力を読み込むものであり、表示装置１３に
実際に表示するデータに対応した値を保持している。

【００１４】演算回路１８は、第１及び第２のレジスタ
１４、１５に接続され、第１のレジスタ１４の出力デー
タＡ1 と第２のレジスタ１５の出力データＡ2 との差Ａ
1 −Ａ2 の絶対値を示すデータＤを出力する。

【００１５】比較回路１９は演算回路１８と第３のレジ
スタ（基準値レジスタ）１６とに接続されており、演算
回路１８から得られる誤差データＤと第３のレジスタ１
６からえられる基準値データＥとを比較し、ＤがＥより
大きいか否かを判定し、この結果を第２及び第４のレジ
スタ１５、１７の更新指令端子に与える。

【００１６】第３のレジスタ１６が保持している基準値
データＥは表示装置１３の表示分解能に対応する波形デ
ータＡ1 の値又はこれよりも小さい値に設定されてい
る。この実施例では表示分解能が数値分解能の１／４で
あるので、基準値データＥは１０進数に換算して４に設
定される。

【００１７】データ丸め回路２０は第１のレジスタ１４
に接続され、図６の切り捨て方式に構成されている。即
ち、波形データＡ1 を１／４にし、余りを切り捨てるよ
うに構成されている。

【００１８】第４のレジスタ（出力レジスタ）１７はデ
ータ丸め回路２０と表示装置１３との間に接続されてい
る。しかし、このレジスタ１７はデータ丸め回路２０の
出力データＢをそのまま出力するのではなく、比較回路
１９の出力Ｆの制御に基づいて保持内容を更新し、これ
を表示データＣとして出力するものである。

【００１９】図２は時間の経過と共に徐々に減少する波
形データＡ1 に基づく表示を原理的に示す。もし、表示
装置１３が波形データＡ1 と同一の分解能を有している
と仮定すれば、図２の（Ａ）に示すような波形表示を得
ることができる。また、データ丸め回路２０の出力をそ
のまま表示したとすれば図２の（Ｂ）に示す波形が得ら
れる。一方、比較回路１９の出力で出力レジスタ１７の
更新を制御して表示データＣを形成し、これを表示装置
１３で表示したとすれば、図２の（Ｃ）の波形が得られ
る。図２の（Ｃ）の本発明に従う波形は図２の（Ｂ）の
従来の波形よりも円滑で見やすい波形である。

【００２０】図３は方形波を示すデータに基づく表示を
示す。波形データＡ1をこれと同一の分解能を有する表
示装置で表示したとすれば、図３の（Ａ）の波形が得ら
れる。また、データ丸め回路２０の出力データＢをその
まま表示装置１３に送り、これに対応する表示を得れば
図３の（Ｂ）に示す波形になる。一方、比較回路１９の
出力で出力レジスタ１７の更新を制御して表示データＣ
を作り、これに対応する表示を得れば、図３の（Ｃ）に
示す波形が得られる。出力レジスタ１７は平滑作用を有
するようにデータを更新するので、表示波形がノイズの
少ない円滑な波形になり、図３の（Ｂ）の従来の波形よ
りは見易い。

【００２１】図４及び図５は新しいデータ変換方法を数
値を使用して原理的に説明するためのものである。波形
データメモリ１１に格納されているデータを波形表示の
順番に従って順次に読み出すと、図４のＡ1 に示すよう
に波形データ（数値データ）が得られ、これが第１のレ
ジスタ１４に送られる。第１のレジスタ１４はメモリ１
１の出力データＡ1 と同一のデータを１２８、１２７…
…１２４のように順次に送出する。データ丸め回路２０
においては波形データＡ1 が１／４にされ且つ余りが切
り捨てられる。この結果、データ丸め回路２０の出力は
図４のＢに示すように３２、３１……３１と変化する。
第１のレジスタ１４の波形データＡ1 をこのデータの数
値分解能と同一の表示分解能を有する表示装置に加えた
とすれば図５の（Ａ）の波形が表示される。また、デー
タ丸め回路２０の出力Ｂをこのまま表示したとすれば図
５の（Ｂ）に示す波形が得られる。図５の（Ｂ）の波形
は、既に説明したように波形データＡ1 の変化よりも大
きな変化を含んでいる。そこで、図１の回路では、デー
タ丸め回路２０の出力Ｂをこのまま表示装置に送らず
に、第４のレジスタ１７で処理して送る。第４のレジス
タ１７の内容は最初のデータ又は更新後のデータを基準
にして波形データＡ1 が第３のレジスタ１６で与える基
準値データＥ以上変化した時に更新される。従って、波
形データＡ1 のｔ1 における１番目の値１２８は丸め回
路２０で３２に丸められ、これが第４のレジスタ１７に
格納されるが、ｔ2 における２番目の値１２７は丸め回
路２０で３１に丸められても第４のレジスタ１７に格納
されない。このため、第４のレジスタ１７の内容はｔ2
においてもｔ1 と同一の３２に保たれる。ｔ1 の波形デ
ータの値１２８は第２のレジスタ１５に格納され、この
出力Ａ2 は１２８となる。第２のレジスタ１５の内容は
波形データＡ1 の変化に追従して書き換えられず、波形
データＡ1 の１番目の値１２８を基準にして所定値（基
準値データＥ）以上変化した時にのみ書き換えられる。
ｔ2 で波形データＡ1 の２番目の値１２７が第１のレジ
スタ１４から出力されると、演算回路１８は、この値１
２７と第２のレジスタ１５の出力Ａ2 の値１２８との差
（１２７−１２８）の絶対値を示すデータＤ即ち１を出
力する。比較回路１９は演算回路１８の出力データＤと
第３のレジスタ１６の基準値データＥとを比較する。ｔ
2 区間ではＤ＝１、Ｅ＝４であるので、比較出力Ｆは論
理の０である。比較出力Ｆが論理の０の時には第２のレ
ジスタ１５及び第４のレジスタ１７の更新は行われず、
Ａ2 は１２８、Ｃは３２に保たれる。ｔ3 〜ｔ8 区間に
おいても同様な動作が繰返される。このｔ3 〜ｔ8 区間
では演算回路１８の出力が４よりも小さいので、第２の
レジスタ１５の出力Ａ2 は１２８に保たれ、第４のレジ
スタ１７の出力は３２に保たれる。ｔ9 においては、波
形データＡ1 が１２４になり、ｔ1 時点の値１２８より
も４小さくなる。この結果、演算回路１８の出力Ｄが４
になり、比較回路１９の出力Ｆが論理の１になり、第４
のレジスタ１７の内容Ｃが３２から３１に更新され、同
時に第２のレジスタ１５の内容Ａ2 が１２８から１２４
に更新される。ｔ10からは第２のレジスタ１５の新しい
値１２４と波形データＡ1 との差が演算回路１８で求め
られる。ｔ10、ｔ11、ｔ12における演算回路１８の出力
Ｄは４よりも小さいので、比較回路１９の出力は０であ
り、第２及び第４のレジスタ１５、１７の更新は行われ
ない。表示装置１３は第４のレジスタ１７から送出され
る表示データＣに対応した図５の（Ｃ）の波形を表示す
る。

【００２２】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） データ丸め回路２０を図７の四捨五入方式の回
路にすることができる 。 （２） レジスタ１７の制御回路は、第２及び第３
のレジスタ１５、１６と演算回路１８と比較回路１９と
で構成されているが、これをマイクロコンピュータ等を
使用して構成することができる。 （３） 演算回路１８にレジスタ１５の出力の代わりに
レジスタ１７の出力を入力させ、これ等の差を求め、波
形データの変化を知るようにすることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、丸
め処理によって表示波形が不自然になることを防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる波形表示装置を示すブ
ロック図である。

【図２】分解能の高い波形と、従来の丸め回路の出力に
基づく波形と、図１の回路に基づく波形を示す図であ
る。

【図３】方形波パルスの表示を図２と同様な比較で示す
波形図である。

【図４】図１の回路の時間経過と各部の値との関係を原
理的に示す図である。

【図５】図４の波形データに基づく波形を図２と同様な
比較で示す図である。

【図６】切り捨て方式の丸め回路を示すブロック図であ
る。

【図７】四捨五入方式の丸め回路を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１３ 表示装置 １７ レジスタ １９ 比較回路 ２０ データ丸め回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の数値分解能を有する数値データを
   所定の時間間隔を有して順次に発生する数値データ発生
   装置と、前記数値分解能よりも悪い表示分解能を有して
   前記数値データに対応した表示をなす表示装置との間に
   接続されて前記数値データを前記表示装置に適合する表
   示データに変換するデータ変換装置であって、 前記数値データ発生装置から発生した前記数値データを
   前記表示装置に適合するように丸め処理するデータ丸め
   回路と、 前記データ丸め回路と前記表示装置との間に接続された
   レジスタと、 前記レジスタに最初に書き込まれたデータ又は更新され
   たデータに対応する前記数値データの値を基準にして前
   記数値データが前記表示装置の前記表示分解能又はこれ
   よりも小さい値に対応する前記数値データの値以上に変
   化したか否かを判定し、変化した時に前記レジスタを更
   新するレジスタ制御回路とを備えていることを特徴とす
   るデータ変換装置。
2. 【請求項２】 所定の数値分解能を有する数値データを
   所定の時間間隔を有して順次に発生する数値データ発生
   装置と、前記数値分解能よりも悪い表示分解能を有して
   前記数値データに対応した表示をなす表示装置との間に
   接続されて前記数値データを前記表示装置に適合する表
   示データに変換するデータ変換装置であって、 前記数値データ発生装置から発生する数値データを順次
   に保持して出力する第１のレジスタと、 前記第１のレジスタの出力を前記表示装置の表示分解能
   に適合するように丸めるためのデータ丸め回路と、 前記第１のレジスタの最初の出力を格納し、その後更新
   指令が与えられた時のみに前記第１のレジスタの出力を
   格納する第２のレジスタと、 前記第１のレジスタの出力と前記第２のレジスタの出力
   との差の絶対値を求める演算回路と、 前記表示分解能に対応する数値データの値以下の基準値
   データを保持している第３のレジスタと、 前記データ丸め回路の出力を処理して前記表示装置に与
   えるために前記データ丸め回路と前記表示装置との間に
   接続され、前記データ丸め回路から出力される最初のデ
   ータを格納し、その後、更新指令が与えられた時に前記
   データ丸め回路の出力を格納する第４のレジスタと、 前記演算回路から得られる演算出力データと前記第３の
   レジスタから得られた前記基準値データとを比較し、前
   記演算出力データが前記基準値以上の時に前記第２及び
   第４のレジスタに更新指令を与える比較回路とを備えて
   いることを特徴とするデータ変換装置。