JP2003084012A - 波形表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成された表示波形データの中から、観測者
が所望する単一の波形データを容易に検索し、表示でき
る波形表示装置を提供する。 【解決手段】 入力アナログ信号を量子化した時系列デ
ータに変換し、時系列データを捕獲メモリ２の各セグメ
ントに記憶する。捕獲メモリに記憶された時系列データ
を、波形プロセッサによりビットマップ形式に変換して
画像データを作成し、画像メモリ４の各セグメントに複
数記憶する。画像メモリの画像データを、表示プロセッ
サ５により表示データを作成すると、表示装置６に表示
する。観測者は、単一の入力手段８を操作することによ
り、分割された画像データを選択し、選択した画像デー
タから単一の波形データを選択して表示することができ
る。これにより多数の表示波形の中から、所望とする単
一の波形データを高速に検索し、表示することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルオシロス
コープ等の波形表示装置に関し、特に、多数の波形デー
タの中から所望の波形データを選択して表示する波形表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタルオシロスコープは、高い
波形取り込み速度を有すると共に、多数の波形表示デー
タを合成して、観測者が入力アナログ信号の特徴を容易
に把握できるように工夫されている。例えば、アナログ
オシロスコープの残光特性に類似した表示を行うパーシ
スタンス表示方法がある。この方法では、時間順に最新
の信号波形を最も高い輝度で、古い信号波形ほど低い輝
度で表示する。これにより、入力されたアナログ信号の
時間的変換が容易に理解できるようになる。

【０００３】他の例として、統計的処理を施した頻度表
示方法がある。この頻度表示方法は、多数の波形表示デ
ータを表示画素単位で蓄積し、画素単位の頻度情報に応
じて、輝度又は色を割り当てて表示する。これにより、
入力されたアナログ信号のより統計的な理解が得やすく
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなオシロスコ
ープにおいて、例えば、回路の不具合を解析するため
に、異常波形といったまれな波形を観測したいとき、次
のような問題点が発生する。観測者は、あらかじめ異常
波形がどのようなものかが特定できないのが普通であ
り、最初は、単純なトリガ条件で捕捉しながら異常波形
の出現を待ち続ける。波形の観測中に異常の波形を検出
すると、観測者は直ちにＳＴＯＰキーを押し下げし、表
示画面を静止させる。

【０００５】しかしながら、まれな異常波形の大部分
は、既に通常波形の中に埋もれてしまっている。このた
め、その後の解析が困難となる。したがって、観測者
は、再度、特殊なトリガ条件を設定しなおし、徐々に異
常波形の詳細に迫っていくことになる。このような手法
は、時間も手間もかかり、効率的な観測方法とは言い難
い。

【０００６】従来のデジタルオシロスコープの中には、
過去の波形データを１波形ずつ表示できる装置もある。
しかしながら、このような装置では、多数の波形表示デ
ータの中から所望の波形データを検索するのに多くの時
間及び操作が必要となる。例えば、過去１，０００回の
波形データから、所望の波形データを検索する場合、観
測者が毎秒１波形データずつ順番に表示させながら検索
すると、検索時間は最悪で１６分以上もかかることにな
る。

【０００７】以上のような問題を解決するためには、多
数の表示波形の中から単一の波形を、効率的に検索でき
る新たな手段が必要となる。本発明は、観測者が所望と
する単一の波形データを高速かつ容易に検索し、表示で
きる波形表示装置及び波形表示方法を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の波形表示装置に
おいては、入力アナログ信号をアナログ・デジタル（Ａ
Ｄ）変換器により量子化した時系列データに変換し、時
系列データをいったん、捕獲メモリに波形データとして
記憶する。捕獲メモリに記憶された所定数の波形データ
を波形プロセッサによりビットマップ形式に変換して画
像データを作成し、画像メモリに蓄積する。表示プロセ
ッサにより、蓄積された複数の画像データから表示デー
タを作成し、表示装置に表示する。

【０００９】前記表示装置において、前記波形プロセッ
サは、前記入力手段の操作に応じて、前記複数の画像デ
ータから選択された一部の画像データを識別し、この画
像データを構成する時系列データを、複数の画像データ
に再分配し、前記表示プロセッサは、前記再分配された
複数の画像データを合成して表示データに変換する。

【００１０】前記波形表示装置を使用するとき、観測者
は、表示装置上に所望の波形が出現するのを待つ。所望
の波形を含む表示データを見つけたときは、ＳＴＯＰキ
ーを押下して波形データの更新を止める。そして、前記
入力手段を操作することにより、画像メモリに蓄積され
た複数の画像データを順次スクロール表示させ、所望の
波形を含む画像データを選択する。すると、選択された
画像データを構成する波形データが複数の画像データに
再分配されるので、観測者は、入力手段の操作により波
形データをスクロール表示させて、最終的に所望の単一
波形を表示させることができる。

【００１１】このように、多数の波形データを所定の数
に分割して作成した複数の画像データの中から、所望の
波形データを含む画像データを、単一の入力手段により
選択し、更に選択した画像データから所望の単一の波形
データを得ることができる。したがって、従来のように
全部の波形データを順次スクロールする必要はなく、所
定の数の画像データをスクロールするだけで、多数の入
力波形の中から短時間で所望の波形を選択し表示させる
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図を用
いて説明する。図１は、波形表示装置の回路構成を示す
ブロック図である。ただし、波形表示装置のうち、本発
明に直接関係しない部分は省略してある。図２は、図１
の回路により処理される波形を示す図である。

【００１３】アナログ入力信号は、ＡＤ変換器１によ
り、量子化された時系列データに変換される。ＡＤ変換
器１からの時系列データは、捕獲制御回路１２を介し
て、トリガ条件の成立により（図示せず）、いったん、
波形データとして捕獲メモリ２に記憶される。捕獲メモ
リ２は、複数の波形データ群Ｗ１〜Ｗｎ、Ｗｎ＋１〜Ｗ
ｍ……（図２）を記憶するように、複数のセグメントに
分割されている。ＡＤ変換器１の分解能が８ビット、一
つの波形データのメモリ長を１ｋワードとし、この捕獲
メモリ２に１６Ｍビットメモリを使用した場合、２ｋ個
分の波形データを記憶することができる。

【００１４】波形プロセッサ３は、捕獲メモリ２から順
次波形データを読み出し、ラスタ化し、ビットマップ形
式で画像データＰ０、Ｐ１…Ｐ１５を作成し、画像メモ
リ４に蓄積する。画像メモリ４は、複数の画像データＰ
０、Ｐ１…Ｐ１５を記憶するように複数のセグメントに
分割されている。なお、画像データＰ０は、複数の波形
データＷ１〜Ｗｎを合成して、Ｐ１は、Ｗｎ＋１〜Ｗｍ
を合成して作成されているが、単一の波形データのみで
作成される場合もある。

【００１５】表示プロセッサ５は、画像メモリ４から複
数の画像データＰ０、Ｐ１…Ｐ１５を読み出し、重み付
けし、表示データＤを作成する。表示データＤは表示装
置６で表示される。表示プロセッサ５は、重み付け回路
９と色データ変換回路１０を有している。波形プロセッ
サ３及び表示プロセッサ５としては、ハードウェアで
も、ソフトウエア（マイクロプロセッサによる処理）で
も実現可能である。表示装置６には、一般的なカラーＴ
ＦＴ−ＬＣＤが用いられる。

【００１６】入力手段８は、表面パネル上に配置された
輝度調整つまみと兼用することができる。この入力手段
８には、プッシュスイッチ付きロータリーエンコーダが
用いられる。観測者の入力手段８の操作により入力され
た制御情報は、マイクロプロセッサ等により構成される
制御手段７に伝達され、波形プロセッサ３、表示プロセ
ッサ５を制御する。

【００１７】次に、図１に示した回路の構成要素につい
て説明する。最初に、波形プロセッサ３の動作を説明す
る。波形プロセッサ３は、捕獲メモリ２に新たな波形デ
ータＷ１〜Ｗｎが書き込まれると、この波形データＷ１
〜Ｗｎを順次読み出し、ラスタ化処理により、表示イメ
ージとなるビットマップ形式に変換する。所定の時間の
間に、これらの波形データＷ１〜Ｗｎを蓄積し、一つの
画像データＰ０を作成する。所定の時間が経過すると、
この画像データＰ０を画像メモリ４の分割された領域
（以下、セグメントという）に書きこみ、次の波形デー
タＷｎ＋１〜Ｗｍから次の画像データＰ１の蓄積を開始
する。

【００１８】一つの画像データＰ０に複数の波形データ
Ｗ１〜Ｗｎを蓄積する場合、厳密には、各波形データの
画素を累積カウントすることが望ましいが、データ処理
量又はコスト等を考慮し、画像データの画素を所定の何
ビットかで表現することが可能である。また、最小の１
ビットにまで簡素化（画素のＯＲ書き）して表現するこ
とも可能である。一般のデジタルオシロスコープのパー
シスタンス表示（あるいは、頻度表示）において、観測
者は、パネル前面に設けられたつまみ（図示せず）の操
作により、パーシスタンス時間等を設定する。

【００１９】表示プロセッサ５において１６個分の画像
データを読み出して１つの表示データを合成する場合、
波形プロセッサ３は、パーシスタンス時間を１６で分割
した時間ごとに、画像データＰ０〜Ｐ１５を作成する。
例えば、パーシスタンス時間に８秒が設定されたなら
ば、一つの画像データＰには、５００ｍ秒分の波形デー
タを蓄積することになる。パーシスタンス時間の８秒が
過ぎたならば、最初に書き込まれた画像データＰの領域
に最新の画像データＰが上書きされることになる。

【００２０】次に、表示プロセッサ５の動作を説明す
る。表示プロセッサ５は、画像メモリ４から、各セグメ
ントに記憶された画像データＰ０〜Ｐ１５をそれぞれ読
み出す。次に、重み付け回路９により画素単位で合成デ
ータを作成し、色データ変換回路１０を経て、表示デー
タＤを作成する。

【００２１】観測者は、入力手段８のつまみを回転する
ことにより、重み付け係数を増減させ、表示装置６にお
ける波形表示全体の輝度を制御することができる。図３
を用いて、重み付け係数について説明する。図３は、パ
ーシスタンス表示で使用されるような、時間順の重み付
け係数の例を示す。この例では、時間順に最新の画像デ
ータＰ１５に最も大きな重み付け係数が付与され、最も
古い画像データＰ０に最も小さな重み付け係数が付与さ
れている。各重み付け係数に応じた輝度とすることによ
り、最新の波形が明るく、古い波形が暗く表示されるこ
ととなり、古い波形が徐々に暗くなっていくパーシスタ
ンス表示が実現できる。

【００２２】次に、画像データＤの特定のセグメントを
強調して表示する手段を説明する。観測者が入力手段８
のつまみを１回プッシュすることにより、画像データの
特定のセグメントを強調して表示するモード（以後、
「インスペクションモード」（inspection mode）と記
述する）に切り替える。

【００２３】図４は、インスペクションモードにおい
て、画像データＰ２が強調表示された場合の重み付け係
数の例を示す。ここでは、画像データＰ２に所定の重み
付け係数が付与され、それ以外の画像データＰ０、Ｐ
１、Ｐ３〜Ｐ１５の重み付け係数はゼロとされる。これ
により、画像データＰ２のみが表示され、その他の画像
データは表示されない。

【００２４】この状態で、入力手段８のつまみを回すこ
とにより、重み付け係数が付与される画像データが変更
される。これにより、画像メモリ４のセグメントに記憶
された画像データを順次切り替え、表示される画像デー
タをＰ０〜Ｐ１５の範囲でスクロールさせることができ
る。このとき、図５で示されるようなインジケータが画
面の一部に表示される。このインジケータにより、観測
者は、現在表示中の画像データＰ０〜Ｐ１５のセグメン
トの位置を視覚的に確認することができる。

【００２５】上記の図４では、単一の画像データＰ２の
みを表示する例を示したが、その前後の画像データＰ１
及びＰ３に重み付け係数を加える等の変形が可能であ
る。このようにすると、観測者が画像データをスクロー
ルさせたときに、所望の波形データを含むセグメントに
近づくにつれ、所望の波形の輝度が次第に上昇し、この
セグメントから遠ざかるにつれその輝度が次第に減少す
ることになる。このため、視覚的に、検索が容易となる
効果が期待できる。

【００２６】図６を用いて、合成された画像データから
所望の波形データを検索する手順を説明する。観測者が
入力手段８のつまみを１回プッシュすることにより、イ
ンスペクションモードに入り、図６の処理が開始され
る。

【００２７】最初に、インスペクションモードの設定が
行われる（ステップＳ１）。ここでは、図７に示す画像
メモリ４のセグメント番号と捕獲メモリ２のセグメント
番号の対応関係が波形プロセッサ３に保持される。捕獲
メモリ２及び画像メモリ４は、それぞれの分割領域にセ
グメント番号をつけ、その順番で波形データ及び画像デ
ータが格納されている。波形プロセッサ３は、画像メモ
リ４の各セグメントに対応した捕獲メモリ２の最初のセ
グメント番号を保持する。

【００２８】観測者は、入力手段８のつまみを回転させ
ることにより、画像データＰ０〜Ｐ１５がスクロール表
示される（ステップＳ２）。これにより、観測者は、不
要な画像データを視覚的に排除して、所望の波形データ
を含んだ画像データを表示することができる。

【００２９】次に、所望の波形データを含んだ画像デー
タを表示した状態で、入力手段８のつまみを再度プッシ
ュすることで、画像データのセグメントが選択される
（ステップＳ３）。波形プロセッサ３は、図７に示した
内容に従い、選択されたセグメントに対応して大元の波
形データ（選択されたセグメントを構成する波形デー
タ）Ｗを捕獲メモリ２から読出し、再ラスタ化して画像
メモリ４の各セグメントに分割して記憶（再分配）する
（ステップＳ４）。この画像メモリ４に記憶された画像
データＰは、表示プロセッサ５により、表示装置６に表
示される。

【００３０】画像メモリ４の領域が１６個のセグメント
に分割されている場合、最初に１セグメント当たりの画
像データが６４個の波形データで構成されていたなら
ば、再分配により、６４個の波形データＷが１６個のセ
グメントに分割して記憶される。したがって、再分配後
の１セグメントの波形データの数は、６４個の１／１６
の４個に減少することになる。

【００３１】ステップＳ５で、画像メモリ４の１セグメ
ントに記憶された波形データが単一データであるか、合
成データであるかが判定される。上記の例であれば、１
セグメントに４個の波形データの合成が記憶されている
ので、ステップＳ２に戻る。観測者は、再び、ステップ
Ｓ２で画像データをスクロールし、ステップＳ３でセグ
メントの選択をする。

【００３２】ステップＳ４で、選択されたセグメントに
対応して大元の波形データＷを捕獲メモリ２から読出
し、再ラスタ化した画像データＰを画像メモリ４の各セ
グメントに分割して記憶する。上記の例であれば、４セ
グメントのそれぞれに単一の画像データＰが記憶される
ことになる。この場合は、次にはステップＳ５からステ
ップＳ６へ進むこととなる。

【００３３】観測者が入力手段８のつまみを回転するこ
とにより、画像データＰをスクロールし（ステップＳ
６）、所望の単一の波形データを選択する（ステップＳ
７）。観測者は表示装置６に表示された波形（単一の波
形）を見て解析を行う。解析が終了して、観測者が入力
手段８のつまみをプッシュすると、インスペクションモ
ードが解除される（ステップＳ８）。このように、イン
スペクションモードから通常の波形表示状態に復帰する
場合も入力手段８を制御することにより簡単に復帰でき
る。

【００３４】図６の処理について波形を用いて説明す
る。図８の（ａ）から（ｅ）に示される入力アナログ信
号等を取り込んだ状態で、表示波形を静止させた場合、
表示画面には、通常、図９の（ａ）又は（ｂ）のような
波形が表示される。ここで、（ａ）は、頻度表示をした
場合の波形で、出現する頻度が高い画素は高い輝度で、
頻度が低い画素は低い輝度で表される。または、輝度の
高低の代わりに、異なる色で表されることもある。
（ｂ）は、パーシスタンス表示をした場合の波形で、時
間的に新しく出現した波形は高輝度で、古い波形は低輝
度で表示される。

【００３５】所望の波形が図８（ｃ）の２つのパルスが
連続した波形である場合、上記ステップＳ２〜４の手順
で画像データを順番に表示することで、不要な画像デー
タを排除して、図９（ｃ）のような所望の波形を含んだ
表示がされる。更に、ステップＳ６、７の手順により、
最終的に、図８（ｃ）で示される所望の単一の波形に到
達することができる。

【００３６】以上説明したように、本実施形態において
は、観測者は、単一の入力手段８の操作のみで、所望の
波形データが属するセグメントを順次選択することで、
所望の波形データを検索することができる。これによ
り、従来のように１波形データごとにスクロールするよ
りも、十分短い時間で、所望の単一の波形データを検索
することができる。

【００３７】以上、本発明の実施形態について説明をし
てきた。本発明は、上記実施形態に限定されるものでは
なく、例えば、以下のように変形が可能である。上記実
施例では、入力手段８のつまみの回転に合わせて画像デ
ータを高速にスクロールできるように、画像メモリ４を
複数のセグメントに分割して、あらかじめ、それぞれに
画像データを記憶している構成とした。これに対し、画
像メモリ４を分割せずに、入力手段８の操作に合わせ
て、波形プロセッサ３の動作により、画像データを順次
作成し直し、その結果として、画像データのスクロール
を実現することが可能である。

【００３８】以上の実施形態では、入力手段８として、
既存の輝度調整つまみを利用している。これに対し、装
置の表面パネルに配置したその他の既存のつまみを利用
してもよい。また、選択用のつまみを新たに設けてもよ
い。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、観測者が単一の入力手
段のみを操作することにより、多数の表示波形の中か
ら、所望とする単一の波形データを高速に検索し、表示
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した波形表示装置の回路構成を示
すブロック図である。

【図２】図１における波形を示す図である。

【図３】重み付け係数を説明する図である。

【図４】図１の波形表示回路における重み付け係数の付
与例を示す図である。

【図５】図１の波形表示回路におけるインスペクション
モード時に表示されるインジケータを示す図である。

【図６】図１の波形表示回路における波形データの検索
フローを示す図である。

【図７】図１の波形表示回路における画像メモリと捕獲
メモリとの対応関係を示す図である。

【図８】図１の波形表示回路における波形データの例で
ある。

【図９】図１の波形表示回路における波形表示の例であ
る。

【符号の説明】

１…ＡＤ変換器 ２…捕獲メモリ ３…波形プロセッサ ４…画像メモリ ５…表示プロセッサ ６…表示装置 ７…制御手段 ８…入力手段 ９…重み付け回路 １０…色データ変換回路 １１…インジケータ １２…捕獲制御回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力アナログ信号を量子化した時系列デ
   ータに変換するアナログ・デジタル変換器と、 時系列データを波形データとして記憶する捕獲メモリ
   と、 この捕獲メモリに記憶された波形データを順次ビットマ
   ップ形式に変換して画像データを作成する波形プロセッ
   サと、 前記画像データを複数記憶する画像メモリと、 この画像メモリの複数の画像データを合成して表示デー
   タを作成する表示プロセッサと、 表示データを表示する表示装置と、 を有する波形表示装置において、 入力手段を具備し、 前記波形プロセッサは、前記入力手段の操作に応じて、
   前記複数の画像データから選択された一部の画像データ
   を識別し、この画像データを構成する波形データを、複
   数の画像データに再分配し、 前記表示プロセッサは、前記再分配された複数の画像デ
   ータを合成して表示データに変換すること、 を特徴とする波形表示装置。
2. 【請求項２】 前記画像メモリは、複数のセグメントに
   分割され、前記表示プロセッサは、前記入力手段の操作
   に応じて、前記複数のセグメントごとの表示データを順
   次表示する請求項１に記載の波形表示装置。
3. 【請求項３】 入力アナログ信号を量子化して時系列デ
   ータに変換し、 時系列データを波形データとして捕獲メモリに記憶し、 捕獲メモリに記憶された波形データを順次ビットマップ
   形式に変換して画像データを作成し、 複数の画像データを画像メモリに記憶し、 この画像メモリの複数の画像データを合成して表示デー
   タを作成し、 この表示データを表示装置で表示する波形表示方法にお
   いて、 入力手段の操作に応じて、前記複数の画像データから選
   択された一部の画像データを識別し、この画像データを
   構成する波形データを、複数の画像データに再分配し、 前記再分配された複数の画像データを合成して表示デー
   タに変換すること、 を特徴とする波形表示方法。
4. 【請求項４】 前記画像メモリは、複数のセグメントに
   分割され、前記入力手段の操作に応じて、前記複数のセ
   グメントごとの表示データを順次表示する請求項３に記
   載の波形表示方法。