JPH06309473A - 波形データの収集方法と同波形データの判定方法 - Google Patents

波形データの収集方法と同波形データの判定方法

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JPH06309473A
JPH06309473A JP12335993A JP12335993A JPH06309473A JP H06309473 A JPH06309473 A JP H06309473A JP 12335993 A JP12335993 A JP 12335993A JP 12335993 A JP12335993 A JP 12335993A JP H06309473 A JPH06309473 A JP H06309473A
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JP
Japan
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waveform
data
waveform data
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JP12335993A
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English (en)
Inventor
Koichi Masuda
耕一 増田
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Hioki EE Corp
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Hioki EE Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力波形をヒストグラム的に表示するととも
に、その波形判定をリアルタイムで行なう。 【構成】 A/D変換回路6と、同A/D変換回路にて
変換された波形データが交替的に入力されるRAM1,
2、同RAM1,2に入力されるデータ数をカウントす
る計数部4と、RAM1,2と同一の記憶領域を有し、
その各アドレスに判定基準としての基準データが書き込
まれる比較用メモリ3とを含み、所定のデータ収集期間
ごとに波形データをそのA/D変換値をアドレスとして
RAM1,2に交替的に入力するとともに、計数部4に
て各アドレスについてそのアドレスに該当する波形デー
タ数をカウントアップし、入力波形の波形データをRA
M1,2の各アドレスにおいて計数される頻度数として
収集し、一方、比較用メモリ3の各アドレスに判定基準
波形についての波形データが同じく頻度数として記憶さ
せ、RAM1,2と比較用メモリ3の同一アドレスにつ
いて、それらの頻度数を比較することにより、入力波形
の判定を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、入力波形の観測、分
析などが容易に行なえ、しかもCPUなどに負担をかけ
ることなく高速に波形判定が行なえるようにした波形デ
ータの収集方法と同波形データの判定方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】例えば、商用電源などの電源の異常を監
視するにあたって、リアルタイムでその異常を検出した
いという要望がある。この場合には、入力波形を所定周
波数のサンプリングクロックにてサンプリングし、得ら
れた波形データをそのサンプリングごとに基準値と比較
して、その大小比較により異常の有無を判定するように
している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この検出精度はサンプ
リングクロックに依存する。すなわち、高速の突発的な
現象を検出するにはサンプリングスピードを高めること
になるが、このようにすると、当然のことながら比較す
るデータ数が増えることになるため、CPU(中央演算
処理ユニット)の負担が増大し、リアルタイムでの比較
が困難になる。
【0004】また、入力波形をモニタに表示して波形観
測や分析を行なうにしても、特に振幅変動や周波数変動
が微小の場合には、往々にしてその現象を見落としてし
まう、という問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は上記従来の事
情に鑑みなされたもので、波形データの収集法における
構成上の特徴は、アナログ入力波形を所定のサンプリン
グ周波数にてティジタルの波形データに変換するA/D
変換回路と、同A/D変換回路にて変換された波形デー
タの入力用メモリと、同波形データ入力用メモリに入力
されるデータ数をカウントする計数部と、上記波形デー
タの上記波形データ入力用メモリへの書込みアドレスな
どを制御するCPUなどからなる制御手段とを含み、同
制御手段は上記波形データをそのA/D変換値をアドレ
スとして上記波形データ入力用メモリに入力するととも
に、上記計数部は各アドレスについてそのアドレスに該
当する波形データ数をカウントアップし、上記入力波形
の波形データを上記波形データ入力用メモリの各アドレ
スにおいて計数される頻度数として収集するようにした
ことにある。
【0006】また、この発明の波形データの判定方法に
おいては、アナログ入力波形を所定のサンプリング周波
数にてティジタルの波形データに変換するA/D変換回
路と、同A/D変換回路にて変換された波形データの入
力用メモリと、同波形データ入力用メモリに入力される
データ数をカウントする計数部と、上記波形データ入力
用メモリと同一の記憶領域を有し、その各アドレスに判
定基準としての基準データが書き込まれる比較用メモリ
と、上記各メモリの書込み、読出しなどを制御するCP
Uなどからなる制御手段とを含み、同制御手段は上記波
形データをそのA/D変換値をアドレスとして上記波形
データ入力用メモリに入力するとともに、上記計数部は
各アドレスについてそのアドレスに該当する波形データ
数をカウントアップし、上記入力波形の波形データを上
記波形データ入力用メモリの各アドレスにおいて計数さ
れる頻度数として収集し、一方、上記比較用メモリの各
アドレスには判定基準波形についての波形データが同じ
く頻度数として記憶されており、上記波形データ入力用
メモリと上記比較用メモリの同一アドレスについて、そ
れらの頻度数を比較することにより、入力波形の判定を
行なうようにしたことを特徴としている。
【0007】この場合、上記波形データ入力用メモリを
2つ用意し、所定の時間間隔で繰り返されるデータ収集
期間ごとに同データ収集期間で得られた波形データを2
つの波形データ入力用メモリに交互に入力し、入力が終
了した時点でその波形データ入力用メモリの波形データ
を比較用メモリの基準データと比較するようにすること
が好ましい。
【0008】
【作用】まず、この波形データ収集法によれば、波形デ
ータはそのA/D変換値をアドレスとして波形データ入
力用メモリに記憶される。例えば、A/D変換回路の分
解能が8ビットであるとすると、波形データ入力用メモ
リには図3の(A)に示されているように、0〜255
のメモリ領域が用意され、波形データはそのA/D変換
値に対応するアドレスのメモリ領域に入力される。
【0009】例えば、A/D変換値が123であれば、
その波形データはアドレス123のメモリ領域に入力さ
れることになる。そして、この入力があると計数部で同
メモリ領域のデータを+1カウントアップする。したが
って、同メモリ領域にはその頻度数が記憶されることに
なる。
【0010】ここで、図2に示されている正弦波形の最
大値側の一部を例にして説明すると、一定のサンプリン
グクロックにて波形データをサンプリングする場合、波
形の傾斜がきつい部分ではA/D変換値の間隔(差)が
大きくなり、傾斜の緩やかな例えば最大値付近ではその
A/D変換値の間隔が狭くなる。
【0011】したがって、アドレス255(および最小
値側のアドレス0)付近のメモリ領域に入力(カウン
ト)されるデータ数が他のアドレスのものより多くなる
ため、それを模式的に示すと、図4(B)のようなヒス
トグラムになる。
【0012】同図において、横軸はメモリのアドレス、
縦軸は波形データのカウント数(頻度数)であり、この
ヒストグラムにおいて、その横軸方向の幅Wが入力波形
の振幅に対応することになる。例えば、図4(B)のヒ
ストグラムが同図(A)の実線で示されている入力サイ
ン波形のもので、同波形の振幅が図示鎖線のように大き
く変化したとすると、それに伴ってヒストグラムの幅も
Waのように広くなる。
【0013】このようにして入力波形の変化などが観測
されるが、波形判定を行なうには比較用メモリが用意さ
れ、同メモリに図3(B)に示されているように、波形
データ入力用メモリと同じく0〜255のメモリ領域が
設定される。
【0014】そして、そのメモリ領域の各々に、そのア
ドレスに該当する基準波形についての波形データ数(頻
度数)が予めセットされ、波形データ入力用メモリと比
較用メモリの同一アドレス同士が1:1で比較される。
例えば、各アドレスでのデータ数が一致していればG
O、それ以外はNGと判定される。
【0015】なお、この比較判定にあたっては、波形デ
ータ入力用メモリを2つ用意して、波形データを交互に
入力し、入力し終えた方のメモリから較していくように
することにより、リアルタイムでの波形判定を行なうこ
とができる。
【0016】
【実施例】図1には、この発明の実施例に用いられる監
視装置のブロック線図が示されている。これによると、
波形データ入力用メモリとして2つのデュアルポートラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)1,2と、判定基準デ
ータが記憶される比較用メモリ3と、RAM1,2の各
アドレスに入力されるデータ数をカウントアップする計
数部4と、データ比較部としての機能を有するCPU5
とを備えている。
【0017】例えば、50Hzの商用電源を監視するも
のとして説明すると、その入力波形はA/D変換回路6
において所定のサンプリング周波数にてディジタルの波
形データに変換され、セレクタ7にてRAM1,2のい
ずれかに入力される。
【0018】この実施例においては、50Hzの正弦波
を比較基準の基準波としており、その一周期、すなわち
20msecをデータ収集期間Tとしている(図4
(A)参照)。したがって、A/D変換回路6にてサン
プリングされた波形データは、セレクタ7を介して20
msecごとにその入力先であるRAM1,2のいずれ
かに振り分けられる。なお、A/D変換回路6のサンプ
リング周波数は任意に設定され、例えば1データ収集期
間Tに512ポイントの波形データが得られるように設
定される。
【0019】ここで、A/D変換回路6の分解能を8ビ
ットとすると、RAM1,2および比較用メモリ3には
アドレス数を0〜255とする同一のメモリ領域がそれ
ぞれ設定される(図3参照)。
【0020】最初のデータ収集期間Tに得られた波形デ
ータはセレクタ7により振り分けられて例えばRAM1
に入力されるが、その際のアドレスは波形データのA/
D変換値とされる。すなわち、A/D変換値が100で
あるならば、その波形データはRAM1におけるアドレ
ス100のメモリ領域に入力される。
【0021】これに伴って、計数部4が動作しそのアド
レス100の計数値を+1とする。このようにして、デ
ータ収集期間Tに得られる波形データは、それぞれその
A/D変換値をアドレスとしてRAM1に入力され、計
数部4にて各アドレスのデータ頻度数がカウントアップ
される。
【0022】次のデータ収集期間Tに得られる波形デー
タはRAM2側に入力される。このようにして、データ
収集期間Tごとに波形データがRAM1とRAM2に交
替的に入力されるのであるが、一方の例えばRAM1に
対するデータ入力が終了すると、CPU5において同R
AM1と比較用メモリ3との比較が行なわれ、リアルタ
イムでの判定が行なわれる。
【0023】この場合、比較用メモリ3の各アドレスの
メモリ領域には、予め上記基準波から得られる波形デー
タが上記入力波形と同じくそのA/D変換値自体をアド
レスとしてその頻度数が格納されている。
【0024】CPU5はRAM1および比較用メモリ3
の同一アドレス同士を1:1で比較し、両者の頻度数が
一致しているかを判定し、例えばすべてのアドレスにつ
いてその頻度数が一致している場合はGOとし、その他
の場合にはNGと判定する。
【0025】図4の(A)(B)には入力波形の振幅が
実線状態から鎖線状態に変化した場合には、ヒストグラ
ムの横軸方向の幅がW→Waに広がる状態が例示されて
いるが、このように振幅のみを監視するならば、比較用
メモリ3からその上限値と下限値(いずれも頻度数の大
きなアドレス)のみを読出してRAM1の内容と比較す
るようにしても良く、また、比較用メモリ3の基準デー
タにある程度の幅を持たせるようにしても良い。
【0026】このようにして、波形データ入力用メモリ
と比較用メモリの各アドレスを1:1で対応することに
より波形判定が行なわれるのであるが、図5(A)の図
示鎖線のように入力波形の周波数が変化した場合には、
同図(B)に鎖線で示されているように、ヒストグラム
のどちらかのピークが上下する。
【0027】図6には三角波の例が示されている。同図
(A)実線のように正常である場合には、その一周期中
に得られる波形データは各アドレスについて同数である
ため、同図(B)のようにヒストグラムは全体的に見る
と矩形状となる。そして、同図(A)鎖線のように振幅
が変化すると、それに伴ってヒストグラムの幅がW→W
aへと変化する。また、同じ三角波について図7(A)
の鎖線のように周波数が変化すると、そのヒストグラム
も同図(B)鎖線図示のように変形する。
【0028】図8(A)のような矩形波の場合には、最
大値および最小値のアドレスにデータが集中するため、
同図(B)のようなヒストグラムが得られる。そして、
その振幅の変化に対しては、上記各例と同様にヒストグ
ラムの幅がW→Waへと変化する。また、図9(A)の
鎖線図示ような周波数変化に対しては、同図(B)に示
されているようにヒストグラムのピーク値が一方が低下
し、その分他方が上昇するように変化する。
【0029】いずれの波形にしても、振幅および/また
は周波数の変化が波形データ入力用メモリにおける各ア
ドレスのデータ頻度数の変化として現れるため、これを
利用して波形観測や分析などを行なうことができる。ま
た、波形判定するにしても比較基準データとの各アドレ
スごとの対比で良いため、CPUに過度の負担がかかる
こともない。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、波形データをそのA/D変換値をアドレスとして波
形データ入力用メモリの各アドレスに入力し、その頻度
数をもって収集するようにしたことにより、入力波形の
変化を例えばヒストグラムによって観測、分析すること
ができる。
【0031】また、基準データと比較するにしても比較
するデータ数はA/D変換の分解能分(8ビットならば
256個)でよく、したがってCPUに過度の負担をか
けることもなく、リアルタイムでの判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に用いられる監視装置のブロ
ック線図。
【図2】入力波形のサンプリング状態を説明するための
説明図。
【図3】メモリのアドレスに対応するメモリ領域を示し
た模式図。
【図4】正弦波の振幅変化とそれに対応するヒストグラ
ムの変化を示した説明図。
【図5】正弦波の周波数変化とそれに対応するヒストグ
ラムの変化を示した説明図。
【図6】三角波の振幅変化とそれに対応するヒストグラ
ムの変化を示した説明図。
【図7】三角波の周波数変化とそれに対応するヒストグ
ラムの変化を示した説明図。
【図8】矩形波の振幅変化とそれに対応するヒストグラ
ムの変化を示した説明図。
【図9】矩形波の周波数変化とそれに対応するヒストグ
ラムの変化を示した説明図。
【符号の説明】
1,2 RAM 3 比較用メモリ 4 計数部 5 CPU 6 A/D変換回路 7 セレクタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ入力波形を所定のサンプリング
    周波数にてティジタルの波形データに変換するA/D変
    換回路と、同A/D変換回路にて変換された波形データ
    の入力用メモリと、同波形データ入力用メモリに入力さ
    れるデータ数をカウントする計数部と、上記波形データ
    の上記波形データ入力用メモリへの書込みアドレスなど
    を制御するCPUなどからなる制御手段とを含み、同制
    御手段は上記波形データをそのA/D変換値をアドレス
    として上記波形データ入力用メモリに入力するととも
    に、上記計数部は各アドレスについてそのアドレスに該
    当する波形データ数をカウントアップし、上記入力波形
    の波形データを上記波形データ入力用メモリの各アドレ
    スにおいて計数される頻度数として収集するようにした
    ことを特徴とする波形データの収集方法。
  2. 【請求項2】 アナログ入力波形を所定のサンプリング
    周波数にてティジタルの波形データに変換するA/D変
    換回路と、同A/D変換回路にて変換された波形データ
    の入力用メモリと、同波形データ入力用メモリに入力さ
    れるデータ数をカウントする計数部と、上記波形データ
    入力用メモリと同一の記憶領域を有し、その各アドレス
    に判定基準としての基準データが書き込まれる比較用メ
    モリと、上記各メモリの書込み、読出しなどを制御する
    CPUなどからなる制御手段とを含み、同制御手段は上
    記波形データをそのA/D変換値をアドレスとして上記
    波形データ入力用メモリに入力するとともに、上記計数
    部は各アドレスについてそのアドレスに該当する波形デ
    ータ数をカウントアップし、上記入力波形の波形データ
    を上記波形データ入力用メモリの各アドレスにおいて計
    数される頻度数として収集し、一方、上記比較用メモリ
    の各アドレスには判定基準波形についての波形データが
    同じく頻度数として記憶されており、上記波形データ入
    力用メモリと上記比較用メモリの同一アドレスについ
    て、それらの頻度数を比較することにより、入力波形の
    判定を行なうようにしたことを特徴とする波形データの
    判定方法。
  3. 【請求項3】 上記波形データ入力用メモリが2つ用意
    され、所定の時間間隔で繰り返されるデータ収集期間ご
    とに同データ収集期間で得られた波形データが上記2つ
    の波形データ入力用メモリに交互に入力されて上記比較
    用メモリの基準データと比較されるようにしたことを特
    徴とする請求項2に記載の波形データの判定方法。
JP12335993A 1993-04-27 1993-04-27 波形データの収集方法と同波形データの判定方法 Pending JPH06309473A (ja)

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Cited By (2)

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