JPH0658958A - ３次元波形表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】長時間に及ぶ波形の変化の推移の観測に有効な
３次元の波形表示が行える３次元波形表示装置を実現す
ることにある。 【構成】複数の測定波形データ列を各波形データ列毎に
Ｚ軸方向にずらしながら３次元表示する３次元波形表示
装置において、Ｚ軸方向に沿って表示される波形データ
を任意の時間間隔で間引くデータ選択回路を設けたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は３次元波形表示装置に関
するものであり、詳しくは、長時間に及ぶ測定波形の変
化の推移表示に適した３次元波形表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のディジタル計測データの
処理波形を表示する波形表示装置の概念図である。図に
おいて、ディジタル計測データは信号処理回路（ＤＳ
Ｐ）１に入力されて処理された後、スケーリングプロセ
ッサ２に加えられてスケーリング処理が施される。スケ
ーリングプロセッサ２でのスケーリング処理結果は画像
メモリ３に取り込まれた後、ＣＲＴ４に表示される。な
お、これら各部はマイクロプロセッサ５により制御され
る。

【０００３】このような波形表示装置において、数回の
計測データ毎に測定波形の変化がある場合、図１０のよ
うにＸ，Ｙ方向の２次元波形をＺ方向にずらしてそれら
の推移状態を２次元画面上に３次元表示することが有効
である。これは、１波形データ毎にＣＲＴ４の表示画面
のＺ軸方向にずらして書き加えるという手法であり、Ｃ
ＲＴ４の表示画面には常に一定数の波形データを表示す
るように構成されていて、新しい波形データが１個入力
されることにより古い波形データが１個クリアされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＣＲＴ表示
画面の表示波形数には限界があることから、１画面内に
長時間にわたって等時間間隔で連続する多数の波形デー
タを表示し続けることは不可能である。特に、過渡応答
変化のように初期の波形変化が激しくて時間経過ととも
に定常状態に落ちつく場合、等時間間隔で連続する多数
の波形データを表示させると、図１１に示すように定常
状態の波形データが表示されるまでに表示画面から初期
波形データがクリアされてしまって１画面中に有効な３
次元表示が得られないという問題がある。

【０００５】本発明はこのような問題点を解決するもの
であり、その目的は、長時間に及ぶ波形の変化の推移の
観測に有効な３次元の波形表示が行える３次元波形表示
装置を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題点を解決するために、複数の測定波形データ列を各波
形データ列毎にＺ軸方向にずらしながら３次元表示する
３次元波形表示装置において、Ｚ軸方向に沿って表示さ
れる波形データを任意の時間間隔で間引くデータ選択回
路を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】Ｚ軸方向に沿って表示される波形データは、デ
ータ選択回路により任意の時間間隔で間引かれる。これ
により、表示画面には長時間に及ぶ多数の波形データが
Ｚ軸方向に沿って圧縮された形態で３次元表示されるこ
とになり、長時間に及ぶ波形データの推移状況を的確に
把握できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例の回路図であり、図９と共
通する部分には同一符号を付けている。図１と図９の異
なる部分は、Ｚ軸方向に沿って表示される波形データを
任意の時間間隔で間引くデータ選択回路を含む３次元表
示回路６を設けている点である。この３次元表示回路６
は信号処理部１，スケーリングプロセッサ２，画像メモ
リ３およびマイクロプロセッサ５に接続されている。

【０００９】図２は図１のデータ選択回路を含む３次元
表示回路６の内部構成図である。３次元表示回路６は、
データ選択回路７，オフセットアドレス発生回路８およ
びイネーブル付きのバッファ９とで構成されている。デ
ータ選択回路７は、スケーリングプロセッサ２から得ら
れる波形データ数をカウントすることにより連続的な計
測データを時間的に間引いて選択し選択されたデータの
みを画像メモリ３に書き込むことを許可する信号enable
をバッファ９に出力する。このデータ選択回路７には、
データの間引き間隔を選択指定するための信号slctがマ
イクロプロセッサから加えられ、１波形分のスケーリン
グデータを生成するためのカウント用パルスcountおよ
びエンドパルスendがスケーリングプロセッサ２から加
えられている。そして、データ選択回路７からは、信号
nxtenableおよびcountdisableがスケーリングプロセッ
サ２に加えられ、３次元表示のためのメモリ書き込み用
のオフセットアドレスを更新するためのクロックofstcn
tがオフセットアドレス発生回路８を構成するレジスタ
１２のクロック端子に加えられている。

【００１０】オフセットアドレス発生回路８は、スケー
リングされた波形データを３次元表示させるために必要
なメモリ書き込み用のオフセットアドレスを発生し、バ
ッファ９を介して画像メモリ３に加える。このオフセッ
トアドレス発生回路８は、画像メモリ３の書き込み位置
をずらす基準となる単位オフセットアドレスデータΔof
stX,ΔofstYを発生するオフセットアドレス発生器１０
と、一方の入力端子にオフセットアドレス発生器１０か
らオフセットアドレスΔofstX,ΔofstYが加えられるア
ダー１１と、このアダー１１の出力が加えられるととも
にその出力がアダー１１の他方の入力端子に加えられる
レジスタ１２と、一方の入力端子にスケーリングプロセ
ッサ２から波形データDATAが加えられて他方の入力端子
にレジスタ１２の出力が加えられその出力がバッファ９
に加えられるアダー１３とで構成されている。

【００１１】バッファ９の出力WRDATはスケーリングプ
ロセッサ２からの書き込み信号mwrに応じて画像メモリ3
に書き込まれる。ところで、波形データを任意の時間間
隔で間引いて画像メモリに書き込み表示させるのにあた
っては、 等時間間隔で一定数の波形データ毎に選択的に表示さ
せる 対数的に選択することにより初期の選択間隔は短くし
て時間の経過に従って選択間隔を対数的に長くする方法 テーブル化された所望の関数データに従って選択間隔
を決定する方法 など各種の方法が考えられるが、以下の説明ではと
の例について説明する。

【００１２】図３はとを実現するデータ選択回路７
の内部構成の具体例図である。図において、データ数カ
ウンタ１４は測定開始後にスケーリングプロセッサ２で
生成される波形データの数をクロックcountに基づいて
カウントし、カウントデータをコンパレータ１５のＡ端
子に入力する。１６は比較すべきカウントデータの基準
データがテーブル化されたカウントテーブル、１７は波
形データの間引き間隔データがテーブル化されたインタ
ーバルテーブルである。カウントテーブル１６の出力デ
ータは割算回路１８のＡ端子およびマルチプレクサ１９
のＡ端子に入力され、インターバルテーブル１７の出力
データは割算回路１８のＢ端子に入力されている。割算
回路１８はＡ／Ｂの割算を行い、その商データを四捨五
入回路２０に入力する。四捨五入回路２０の出力データ
はマルチプレクサ１９のＢ端子およびコンパレータ２１
のＡ端子に加えられている。コンパレータ１５はＡ＝Ｂ
のときに信号equalを第１の微分回路２２およびレジス
タ２３に出力する。これら第１の微分回路２２，レジス
タ２３のクロック端子にはクロックclockが加えられて
いる。コンパレータ２１はＡ＝Ｂのときに信号countdis
ableをスケーリングプロセッサに出力する。第１の微分
回路２２の出力はｎ進カウンタ２４のクロック端子に入
力されるとともに信号ofstcntとして出力される。レジ
スタ２３のリセット端子にはスケーリングプロセッサか
らスケーリングデータ１波形書き込み終了パルスが入力
されている。ｎ進カウンタ２４のカウントデータはカウ
ンタテーブル１６にアドレスadr1として加えられ、キャ
リー出力coは第２の微分回路２５に加えられている。第
２の微分回路２５のクロック端子にはクロックclockが
加えられ、その出力はカウンタ２６に加えられている。
カウンタ２６のカウントデータはインターバルテーブル
１７にアドレスadr2として加えられている。２７はタイ
ミング発生回路であり、クロック端子にはクロックcoun
tが加えられ、信号nxtenableを出力する。

【００１３】図３のデータ選択回路７の動作を説明す
る。データ数カウンタ１４は、計測開始後スケーリング
プロセッサで１波形分のデータが生成される毎にスケー
リングプロセッサから出力されるカウント信号countに
よりカウント数がインクリメントされる。すなわち、デ
ータ数カウンタ１４は、計測開始時点からその時点まで
の波形データ数をカウントする。

【００１４】コンパレータ１５は、データ数カウンタ１
４のカウントデータとカウンタテーブル１６の値あるい
はテーブル値から演算により得られるデータ値とを比較
し、比較データが一致した場合のみレジスタ２３を介し
て画像メモリ３へのスケーリングデータの書き込みをイ
ネーブルする。また、３次元表示を行うために、画像メ
モリ３への書き込み位置をずらせるためのオフセットア
ドレス発生回路８のレジスタ１２に第１の微分回路２２
を介して更新用パルスofstcntを入力する。

【００１５】カウンタテーブル１６の初期アドレスは、
マイクロプロセッサの選択信号slctにより指定されるデ
ータ選択の種類（対数，その他）に応じて設定される。
カウンタテーブル１６およびインターバルテーブル１７
の具体例を図４に示す。一連の計測データの中から表示
データとして１個目，２個目，…，１０個目，２０個
目，…，１００個目，２００個目，…のように対数サン
プリング間隔で選択してＺ軸（時間軸）の表示間隔も対
数間隔にして３次元表示すると、図５に示すように波形
データ相互間の間隔が広くなったり狭くなったりして、
読み取りにくくなる。これに対して、図６に示すように
Ｚ軸の表示間隔を等しくして表示するためには、１個
目，２個目，…，８個目，１０個目，１３個目，１６個
目，…，１００個目，１２６個目，１５８個目，…のよ
うに一連の計測データの中から表示データとしてサンプ
リングする間隔を調節する必要がある。特に、３次元表
示させた場合の視認性の向上や画像メモリに書き込む際
に書き込み位置をずらすためのオフセット量を一定にす
るのが簡単なことから、図６のようなサンプリング間隔
にすることが好ましい。このとき、サンプリングする時
間間隔は対数間隔の性質により対数的に変化するが、Ｚ
軸方向に等間隔で対数データを表示するために、計測開
始後何番目の波形データを抽出すべきかのサンプリング
波形データ番号は図６および図７に示すようにデータ番
号の小数点位置がずれるのみで、ある規則的な値の繰り
返しとなる。

【００１６】従って、図４の例に示すようにカウンタテ
ーブル１６に100000,125893,158489,199526,…,794328
のように予め限られた複数種類を格納しておき、これを
インターバルテーブル１７に格納されているデータ（10
0000,10000,1000,100,10)とともに割算回路１８に入力
して割算した結果をサンプリング波形データ番号のデー
タとして用いることにより、全てのサンプリング波形デ
ータ番号のデータを網羅することなく、時間的には対数
的なサンプリング時間間隔で間引かれた長時間にわたる
データを１画面に表示できる。ただし、割算の結果に対
しては、例えばインターバルテーブルの値が100000の時
には1.00000,1.25893,1.58489,1.99526,…,7.94328のよ
うになるため、割算回路１８の出力を四捨五入回路２０
に入力して商データの小数点以下を四捨五入することに
よって選択すべきデータ番号が得られる。また、数が小
さいとき、１，１，２，２，３，４，５，６，８，１
０，…のようにデータの重なりが生じてしまうが、本実
施例では同じデータを表示させるものとする。

【００１７】以上の説明は対数間隔でサンプリングする
例であるが、ある参照値毎のサンプリングに関しては単
にテーブルの値を直接参照すればよく、マルチプレクサ
１９で選択できる。図４で対数が選択された場合、計測
開始時のテーブル参照アドレスはカウンタテーブル１
６，インターバルテーブル１７ともに００Ｈになってい
る。この状態で割算回路１８はＡ／Ｂを計算し、その結
果について小数点第１位以下について四捨五入回路２０
で四捨五入すると１になる。これが、コンパレータ１５
でデータ数カウンタ１４のカウントデータを比較する値
になる。

【００１８】従って、画像メモリ３への書き込みが許可
される最初のデータは１個目の波形データになり、１個
目のデータカウントパルスcountによりコンパレータ１
５の入力Ａ，Ｂが一致してその出力は１になる。その結
果、レジスタ２３の出力である画像メモリ書き込みイネ
ーブル信号enableはイネーブル状態になる。また、コン
パレータ１５の出力は同時に微分回路２２に加えられ、
微分回路２２の出力パルスはオフセットアドレス更新用
パルスofstcntとして用いられるとともにカウンタテー
ブル１６のアドレスをインクリメントするｎ進カウンタ
２４の入力クロックとして用いられる。この結果、次の
カウンタテーブル１６の参照値はアドレス０１Ｈに格納
されている125893になるがインターバルテーブル１７の
値は100000のままであり、割算回路１８の結果に対する
四捨五入回路２０の出力は１になるので次に表示すべき
波形データは１個目のままになる。

【００１９】一方、ｎ進カウンタ２４のキャリー出力は
微分回路２５を介してカウンタ２６をインクリメントす
る。すなわち、図４の例の場合、カウンタテーブル１６
のアドレスインクリメントの結果が０９Ｈ（＝１０）を
越えることによりｎ進カウンタ２４から微分回路２５に
キャリーcoが出力されてカウンタ２６が１カウントイン
クリメントされ、インターバルテーブル１７の参照アド
レスが０１Ｈにインクリメントされることによりインタ
ーバルテーブル１７の出力値は10000になり、カウンタ
テーブル１６の参照値アドレスは再び０１Ｈから始ま
る。従って、次に比較する波形データの番号は125893/1
0000を四捨五入することにより１３になって、１３番目
の波形データが生成されると画像メモリ３への書き込み
が許可される。

【００２０】図３のレジスタ２３は、スケーリングプロ
セッサ２から画像メモリ３への１波形分の書き込みが終
了するとリセットされ、再び書き込みがディセーブルの
状態になる。タイミング発生回路２７は、スケーリング
データが生成される毎にクロック端子に加えられるクロ
ックcountにより起動され、レジスタ２３からenableが
出力されない場合に特定の時間経過後にスケーリングデ
ータの生成を許可するイネーブル信号nxtenableをスケ
ーリングプロセッサ２に出力する。コンパレータ２１
は、四捨五入回路２０の出力結果が前回と同じ場合にこ
れを検出してスケーリングデータの更新を禁止し、画像
メモリ３に再度波形データを書き込むための信号countd
isableをスケーリングプロセッサ２に出力する。

【００２１】なお、図２におけるオフセットアドレス発
生回路８のレジスタ１２の出力は、データ選択回路７で
のデータ選択結果によって画像メモリ３への波形データ
の書き込みが許可される毎に出力される更新パルスofst
cntにより更新される。このレジスタ１２から出力され
るオフセットアドレスデータに実際のスケーリングデー
タの値を加算した結果が画像メモリ３の書き込みアドレ
スとなる。波形データDATAの書き込みにあたってはデー
タ選択回路７からのenable出力によりバッファ９でバッ
ファリングされ、スケーリングプロセッサ２からの書き
込み信号mwrに応じて行われる。

【００２２】波形データの選択表示方法としては、図７
のように常に一定数毎に表示を許可する等時間間隔サン
プリングも考えられる。この場合は、データ数カウンタ
１４に加えてｘ進カウンタ（ｘ＝５，１０など）を用意
し、このｘ進カウンタが桁あふれを起こす毎にこれを検
出してenable信号とし、選択信号slctで対数間隔か等時
間間隔かを選択できるマルチプレクサを付加することに
より実現できる。

【００２３】また、上記実施例では、３次元表示画面が
対数サンプリングの場合でも波形データ毎にＺ軸方向に
等間隔で表示できるようにカウンタテーブル値を決定し
ているが、波形データの表示を等間隔にしなくてもよい
場合には、波形データのサンプリング数は１，２，３，
…，１０，２０，３０，…のように決めておき、逆にオ
フセットアドレス発生器が発生すべきオフセットアドレ
ス値をカウンタテーブル１６のような形で参照できるよ
うにすることでＺ軸を対数スケールそのものとする図５
の形式の表示も可能になる。

【００２４】図３のコンパレータ２１は四捨五入回路２
０の結果が前回と同じ場合に再び同じ波形データを表示
させるために設けたものであるが、特に同じ波形データ
を表示させたくない場合にはコンパレータ２１の出力を
強制的にテーブル参照アドレスのインクリメントおよび
ofstcntパルスの発生に用いる回路を付加し、次のカウ
ント数比較に入らせてもよい。この場合、３次元表示で
はあるラインが抜けて表示されることになる。

【００２５】また、カウンタテーブル１６のデータを1.
00000,1.25893,1.58489,…のように小数で与える場合に
は割算回路１８を掛け算回路に変え、インターバルテー
ブルの値を1,10,100,1000,…に変えて、掛け算結果の四
捨五入をとっても同じ結果が得られる。この場合のよう
に、割算回路１８の代わりに各種の演算が可能な演算回
路を用いることにより、汎用性が高くなる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示画面には長時間に及ぶ多数の波形データがＺ軸方向
に沿って圧縮された形態で３次元表示されることにな
り、長時間に及ぶ波形データの推移状況を的確に把握で
きる３次元波形表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】図１の３次元表示回路の内部構成図である。

【図３】図２のデータ選択回路の内部構成図である。

【図４】図３のカウンタテーブルおよびインターバルテ
ーブルの説明図である。

【図５】本発明の表示動作の説明図である。

【図６】本発明の表示動作の説明図である。

【図７】テーブルデータと表示番号の関係の一例の説明
図である。

【図８】本発明の表示動作の説明図である。

【図９】従来のディジタル計測データの処理波形を表示
する波形表示装置の概念図である。

【図１０】従来の３次元の波形表示例図である。

【図１１】従来の３次元の波形表示例図である。

【符号の説明】

１ 信号処理回路（ＤＳＰ） ２ スケーリングプロセッサ ３ 画像メモリ ４ ＣＲＴ ５ マイクロプロセッサ ６ ３次元表示回路 ７ データ選択回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の測定波形データ列を各波形データ列
   毎にＺ軸方向にずらしながら３次元表示する３次元波形
   表示装置において、 Ｚ軸方向に沿って表示される波形データを任意の時間間
   隔で間引くデータ選択回路を設けたことを特徴とする３
   次元波形表示装置。