JP3731441B2 - デジタルオシロスコープ - Google Patents
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Description
【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に関し、詳しくは、測定波形データに対する波形パラメータの自動測定機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルオシロスコープは、アナログ測定波形をデジタル信号に変換して波形データとしてメモリに取り込むとともに、波形データを表示処理部を介して表示部に表示するように構成されたものであり、各種分野の研究開発や品質管理や保守作業における波形測定表示手段として広く使用されている。
【０００３】
図６は、従来のデジタルオシロスコープの一例を示すブロック図である。
入力端子１に入力されるアナログ測定波形は、AD変換器１でデジタル信号に変換され、波形データとしてＲＡＭ３に取り込まれる。ＲＡＭ３に取り込まれた波形データは、ＣＰＵ４の制御の下に、波形データファイルとしてＨＤ、ＦＤ、ＡＴＡフラッシュなどのストレージ用メディア５に格納されたり、表示制御部６や波形パラメータ測定部７に入力される。
【０００４】
表示制御部６は、波形データを、図示しない設定手段により設定される表示条件に従って表示部８に表示する。
【０００５】
波形パラメータ測定部７は、電圧軸系統と時間軸系統の２系統について、以下のような波形パラメータの自動測定を行う。電圧軸系統については、Ｐ−Ｐ（最大−最小）値、最大電圧値、最小電圧値、実効値、平均電圧、標準偏差、アンダーシュート量、オーバーシュート量などを測定する。時間軸系統については、立ち上がり時間、立ち下がり時間、周波数、周期、測定範囲での平均周波数、測定範囲での平均周期などを測定する。
【０００６】
ここで、波形パラメータ測定部７は、電圧軸パラメータはＲＡＭ３に取り込んだ波形データ全体を対象とし、時間軸パラメータはＲＡＭ３に取り込んだ波形データのうち選択した１周期分のみを対象としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のデジタルオシロスコープにおけるＲＡＭ３の大容量化（ロングメモリ化）に伴い、一度に大量のデータをＲＡＭ３に取り込んでから各種の波形解析を行うことが多くなってきた。
【０００８】
例えばスイッチング電源の評価にあたっては、スイッチングサイクル毎にデバイスの電流・電圧・電力などを測定することが重要であり、とりわけ、電源投入時や電源負荷変動時における各パラメータの過渡的な現象を確認することは非常に重要であるが、従来のデジタルオシロスコープのように単純に波形パラメータの解析ができるだけではユーザーの要求に答えられないのが現状である。
【０００９】
この他、例えばインバータ回路におけるＰＷＭ（パルス幅変調）信号の解析にあたっても、周波数が一定でデューティ比が変化する場合、デューティ比が一定で周波数が変化する場合、サイクル毎に周波数もデューティ比も変化する場合など、種々の測定パターンが考えられるが、現状のデジタルオシロスコープでは十分な対応はできていない。
【００１０】
すなわち、デジタルオシロスコープのロングメモリ化されたＲＡＭ３に格納されている何周期もの波形データを解析するのにあたっては、電圧軸系のパラメータについては波形データ全体について横断的に求められるものの、時間軸系パラメータは波形のある１周期の部分のパラメータしか求めることができず、複数の周期におけるパラメータ値の変化を捉えるためにはオペレータが各周期についてそれぞれ範囲を設定しなければならない。また、どの周期位置に自動測定範囲を当てるかにより求めるパラメータの値が違ってくるという問題もある。
【００１１】
さらに、これら複数周期の時間軸系パラメータについて統計処理を行うのにあたっては、波形データの各周期位置に合わせて自動測定範囲を設定した上でその都度各パラメータ値を記録するという手順を所定周期分繰り返した後、手計算で統計値を算出しなければならず、相当の作業工数が必要になる。
【００１２】
本発明はこれらの問題点に着目したものであり、その目的は、ロングメモリに格納されている複数周期の波形パラメータについての統計処理が自動的に実行処理できるデジタルオシロスコープを実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する請求項１の発明は、
【請求項５】
アナログ測定波形をデジタル信号に変換して波形データとしてメモリに取り込むように構成されたデジタルオシロスコープにおいて、
メモリに取り込まれた波形データを複数の周期に分割する周期分割部と、
分割された周期毎に波形パラメータを測定する波形パラメータ測定部と、
測定した波形パラメータに基づいて統計演算処理を行う波形パラメータ統計演算部と、
統計演算処理結果を表示する表示部、
とで構成されたことを特徴とするデジタルオシロスコープ。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載のデジタルオシロスコープにおいて、分割周期が測定波形の周期と等しいことを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１記載のデジタルオシロスコープにおいて、分割周期が測定波形の周期と異なることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１記載のデジタルオシロスコープにおいて、統計演算処理にあたり、周期数分の波形パラメータを用いることを特徴とする。
【００１７】
これらにより、メモリに格納されている複数周期の波形パラメータについての統計処理が、周期毎の波形パラメータの測定データに基づいて、自動的に実行処理できるデジタルオシロスコープを実現できる。
【００１８】
そして、分割周期を測定波形の周期と等しくしたり異ならせることができるので、測定用途に応じて適切な分割周期を設定できる。例えば連続ストロボ発光回路の各発光周期ごとの波形パラメータを統計処理する場合には分割周期を測定波形の周期と等しくして同期させればよく、周期が一定している基準周期と測定波形の周期との関係をも測定したい場合には測定周期に対して非同期の基準周期で分割すればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態の一例を示すブロック図であり、図５と共通する部分には同一符号を付けている。周期分割部９は、ＲＡＭ３に取り込まれた波形データを、時間軸方向に沿って、図２に示すように波形データと等しい周期で複数の周期に分割したり、図３に示すように波形データの周期と異なる所定の基準周期波形で複数の周期に分割する。
なお、このような図２と図３の周期分割の使い分けは、測定解析目的に応じて適宜選択する。
【００２０】
波形パラメータ測定部１０は、ＲＡＭ３に取り込まれた波形データの波形パラメータを、周期分割部９の分割出力に基づいて分割された周期毎に測定する。
【００２１】
波形パラメータ統計演算部１１は、波形パラメータ測定部９で測定した波形パラメータに基づいて各種の統計演算処理を行い、これらの統計演算処理結果を表示部８に表示する。
【００２２】
図４は図２の測定処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ１において、ＲＡＭ３に取り込まれた波形データのヒストグラムを作成するとともに、波形データのMax,Min,High,Lowを算出する。
続いて、ステップＳ２において、ステップＳ１で算出した波形データのヒストグラムおよび波形データのMax,Min,High,Lowに基づいて、ＲＡＭ３に取り込まれている波形データについて、各周期の開始点・終了点を検出するとともに、周期の数を検出する。なお、これらステップＳ１およびステップＳ２の処理を、ステップＳ３に示すように、全波形分について繰り返し実行する。
【００２３】
全波形に対する周期検出が終わったら、ステップＳ４において、各周期を自動測定範囲としてその範囲内の波形パラメータを算出する。続いて、ステップＳ５において、各周期の各波形パラメータの値に基づく最大値・最小値・平均値・標準偏差値等の統計演算処理を実行する。なお、これらステップＳ４およびステップＳ５の処理も、ステップＳ６に示すように、全波形分について繰り返し実行する。
【００２４】
全波形分についての統計演算処理が完了したら、ステップＳ７に示すように、各波形パラメータの最大値・最小値・平均値・標準偏差値等の統計演算処理結果を表示する。
【００２５】
図５は図３の測定処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ１において、基準周期波形のヒストグラムを作成するとともに、基準周期波形のMax,Min,High,Lowを算出する。
続いて、ステップＳ２において、ステップＳ１で算出した基準周期波形のヒストグラムおよび基準周期波形のMax,Min,High,Lowに基づいて、ＲＡＭ３に取り込まれている波形データについて、各周期の開始点・終了点を検出するとともに、周期の数を検出する。
【００２６】
基準周期波形に対する周期検出が終わったら、ステップＳ３において、各周期を自動測定範囲としてその範囲内の波形パラメータを算出する。続いて、ステップＳ４において、各周期の各波形パラメータの値に基づく最大値・最小値・平均値・標準偏差値等の統計演算処理を実行する。なお、これらステップＳ３およびステップＳ４の処理を、ステップＳ５に示すように、全波形分について繰り返し実行する。
【００２７】
全波形分についての統計演算処理が完了したら、ステップＳ６に示すように、各波形パラメータの最大値・最小値・平均値・標準偏差値等の統計演算処理結果を表示する。
【００２８】
このように、本発明では、はじめにＲＡＭ３に取り込まれている波形データの周期数とそれぞれの周期の開始・終了点を求め、その後にそれぞれの周期内を自動測定範囲とする波形パラメータの自動算出を周期数分繰り返し、各パラメータの最大値、最小値、平均値、標準偏差を算出して表示するまでの一連の処理をデジタルオシロスコープの内部で自動的に実行するので、従来のように自動測定範囲を手動で選択することによりその都度各パラメータ値を記録して所定周期分それを繰り返した後に手計算で統計値を算出する構成に比べて、測定処理作業時間を大幅に短縮でき、かつ測定結果の正確性は格段に向上する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロングメモリに格納されている複数周期の波形パラメータについての統計処理が自動的に実行処理できるデジタルオシロスコープを実現でき、スイッチング電源の電源投入時や電源負荷変動時におけるスイッチングサイクル毎のデバイスの電流・電圧・電力などの過渡的な現象の確認や、インバータ回路におけるＰＷＭ（パルス幅変調）信号の解析測定などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の装置における波形データの周期分割の一例の説明図である。
【図３】図１の装置における波形データの周期分割の他の例の説明図である。
【図４】図２の測定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】図３の測定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】従来のデジタルオシロスコープの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力端子
２ ＡＤ変換器
３ ＲＡＭ
４ ＣＰＵ
５ ストレージ用メディア
６ 表示制御部
７ 条件判定部
８ 表示部
９ 周期分割部
１０ 波形パラメータ測定部
１１ 波形パラメータ統計演算部
【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に関し、詳しくは、測定波形データに対する波形パラメータの自動測定機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルオシロスコープは、アナログ測定波形をデジタル信号に変換して波形データとしてメモリに取り込むとともに、波形データを表示処理部を介して表示部に表示するように構成されたものであり、各種分野の研究開発や品質管理や保守作業における波形測定表示手段として広く使用されている。
【０００３】
図６は、従来のデジタルオシロスコープの一例を示すブロック図である。
入力端子１に入力されるアナログ測定波形は、AD変換器１でデジタル信号に変換され、波形データとしてＲＡＭ３に取り込まれる。ＲＡＭ３に取り込まれた波形データは、ＣＰＵ４の制御の下に、波形データファイルとしてＨＤ、ＦＤ、ＡＴＡフラッシュなどのストレージ用メディア５に格納されたり、表示制御部６や波形パラメータ測定部７に入力される。
【０００４】
表示制御部６は、波形データを、図示しない設定手段により設定される表示条件に従って表示部８に表示する。
【０００５】
波形パラメータ測定部７は、電圧軸系統と時間軸系統の２系統について、以下のような波形パラメータの自動測定を行う。電圧軸系統については、Ｐ−Ｐ（最大−最小）値、最大電圧値、最小電圧値、実効値、平均電圧、標準偏差、アンダーシュート量、オーバーシュート量などを測定する。時間軸系統については、立ち上がり時間、立ち下がり時間、周波数、周期、測定範囲での平均周波数、測定範囲での平均周期などを測定する。
【０００６】
ここで、波形パラメータ測定部７は、電圧軸パラメータはＲＡＭ３に取り込んだ波形データ全体を対象とし、時間軸パラメータはＲＡＭ３に取り込んだ波形データのうち選択した１周期分のみを対象としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のデジタルオシロスコープにおけるＲＡＭ３の大容量化（ロングメモリ化）に伴い、一度に大量のデータをＲＡＭ３に取り込んでから各種の波形解析を行うことが多くなってきた。
【０００８】
例えばスイッチング電源の評価にあたっては、スイッチングサイクル毎にデバイスの電流・電圧・電力などを測定することが重要であり、とりわけ、電源投入時や電源負荷変動時における各パラメータの過渡的な現象を確認することは非常に重要であるが、従来のデジタルオシロスコープのように単純に波形パラメータの解析ができるだけではユーザーの要求に答えられないのが現状である。
【０００９】
この他、例えばインバータ回路におけるＰＷＭ（パルス幅変調）信号の解析にあたっても、周波数が一定でデューティ比が変化する場合、デューティ比が一定で周波数が変化する場合、サイクル毎に周波数もデューティ比も変化する場合など、種々の測定パターンが考えられるが、現状のデジタルオシロスコープでは十分な対応はできていない。
【００１０】
すなわち、デジタルオシロスコープのロングメモリ化されたＲＡＭ３に格納されている何周期もの波形データを解析するのにあたっては、電圧軸系のパラメータについては波形データ全体について横断的に求められるものの、時間軸系パラメータは波形のある１周期の部分のパラメータしか求めることができず、複数の周期におけるパラメータ値の変化を捉えるためにはオペレータが各周期についてそれぞれ範囲を設定しなければならない。また、どの周期位置に自動測定範囲を当てるかにより求めるパラメータの値が違ってくるという問題もある。
【００１１】
さらに、これら複数周期の時間軸系パラメータについて統計処理を行うのにあたっては、波形データの各周期位置に合わせて自動測定範囲を設定した上でその都度各パラメータ値を記録するという手順を所定周期分繰り返した後、手計算で統計値を算出しなければならず、相当の作業工数が必要になる。
【００１２】
本発明はこれらの問題点に着目したものであり、その目的は、ロングメモリに格納されている複数周期の波形パラメータについての統計処理が自動的に実行処理できるデジタルオシロスコープを実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する請求項１の発明は、
【請求項５】
アナログ測定波形をデジタル信号に変換して波形データとしてメモリに取り込むように構成されたデジタルオシロスコープにおいて、
メモリに取り込まれた波形データを複数の周期に分割する周期分割部と、
分割された周期毎に波形パラメータを測定する波形パラメータ測定部と、
測定した波形パラメータに基づいて統計演算処理を行う波形パラメータ統計演算部と、
統計演算処理結果を表示する表示部、
とで構成されたことを特徴とするデジタルオシロスコープ。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載のデジタルオシロスコープにおいて、分割周期が測定波形の周期と等しいことを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１記載のデジタルオシロスコープにおいて、分割周期が測定波形の周期と異なることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１記載のデジタルオシロスコープにおいて、統計演算処理にあたり、周期数分の波形パラメータを用いることを特徴とする。
【００１７】
これらにより、メモリに格納されている複数周期の波形パラメータについての統計処理が、周期毎の波形パラメータの測定データに基づいて、自動的に実行処理できるデジタルオシロスコープを実現できる。
【００１８】
そして、分割周期を測定波形の周期と等しくしたり異ならせることができるので、測定用途に応じて適切な分割周期を設定できる。例えば連続ストロボ発光回路の各発光周期ごとの波形パラメータを統計処理する場合には分割周期を測定波形の周期と等しくして同期させればよく、周期が一定している基準周期と測定波形の周期との関係をも測定したい場合には測定周期に対して非同期の基準周期で分割すればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態の一例を示すブロック図であり、図５と共通する部分には同一符号を付けている。周期分割部９は、ＲＡＭ３に取り込まれた波形データを、時間軸方向に沿って、図２に示すように波形データと等しい周期で複数の周期に分割したり、図３に示すように波形データの周期と異なる所定の基準周期波形で複数の周期に分割する。
なお、このような図２と図３の周期分割の使い分けは、測定解析目的に応じて適宜選択する。
【００２０】
波形パラメータ測定部１０は、ＲＡＭ３に取り込まれた波形データの波形パラメータを、周期分割部９の分割出力に基づいて分割された周期毎に測定する。
【００２１】
波形パラメータ統計演算部１１は、波形パラメータ測定部９で測定した波形パラメータに基づいて各種の統計演算処理を行い、これらの統計演算処理結果を表示部８に表示する。
【００２２】
図４は図２の測定処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ１において、ＲＡＭ３に取り込まれた波形データのヒストグラムを作成するとともに、波形データのMax,Min,High,Lowを算出する。
続いて、ステップＳ２において、ステップＳ１で算出した波形データのヒストグラムおよび波形データのMax,Min,High,Lowに基づいて、ＲＡＭ３に取り込まれている波形データについて、各周期の開始点・終了点を検出するとともに、周期の数を検出する。なお、これらステップＳ１およびステップＳ２の処理を、ステップＳ３に示すように、全波形分について繰り返し実行する。
【００２３】
全波形に対する周期検出が終わったら、ステップＳ４において、各周期を自動測定範囲としてその範囲内の波形パラメータを算出する。続いて、ステップＳ５において、各周期の各波形パラメータの値に基づく最大値・最小値・平均値・標準偏差値等の統計演算処理を実行する。なお、これらステップＳ４およびステップＳ５の処理も、ステップＳ６に示すように、全波形分について繰り返し実行する。
【００２４】
全波形分についての統計演算処理が完了したら、ステップＳ７に示すように、各波形パラメータの最大値・最小値・平均値・標準偏差値等の統計演算処理結果を表示する。
【００２５】
図５は図３の測定処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ１において、基準周期波形のヒストグラムを作成するとともに、基準周期波形のMax,Min,High,Lowを算出する。
続いて、ステップＳ２において、ステップＳ１で算出した基準周期波形のヒストグラムおよび基準周期波形のMax,Min,High,Lowに基づいて、ＲＡＭ３に取り込まれている波形データについて、各周期の開始点・終了点を検出するとともに、周期の数を検出する。
【００２６】
基準周期波形に対する周期検出が終わったら、ステップＳ３において、各周期を自動測定範囲としてその範囲内の波形パラメータを算出する。続いて、ステップＳ４において、各周期の各波形パラメータの値に基づく最大値・最小値・平均値・標準偏差値等の統計演算処理を実行する。なお、これらステップＳ３およびステップＳ４の処理を、ステップＳ５に示すように、全波形分について繰り返し実行する。
【００２７】
全波形分についての統計演算処理が完了したら、ステップＳ６に示すように、各波形パラメータの最大値・最小値・平均値・標準偏差値等の統計演算処理結果を表示する。
【００２８】
このように、本発明では、はじめにＲＡＭ３に取り込まれている波形データの周期数とそれぞれの周期の開始・終了点を求め、その後にそれぞれの周期内を自動測定範囲とする波形パラメータの自動算出を周期数分繰り返し、各パラメータの最大値、最小値、平均値、標準偏差を算出して表示するまでの一連の処理をデジタルオシロスコープの内部で自動的に実行するので、従来のように自動測定範囲を手動で選択することによりその都度各パラメータ値を記録して所定周期分それを繰り返した後に手計算で統計値を算出する構成に比べて、測定処理作業時間を大幅に短縮でき、かつ測定結果の正確性は格段に向上する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロングメモリに格納されている複数周期の波形パラメータについての統計処理が自動的に実行処理できるデジタルオシロスコープを実現でき、スイッチング電源の電源投入時や電源負荷変動時におけるスイッチングサイクル毎のデバイスの電流・電圧・電力などの過渡的な現象の確認や、インバータ回路におけるＰＷＭ（パルス幅変調）信号の解析測定などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の装置における波形データの周期分割の一例の説明図である。
【図３】図１の装置における波形データの周期分割の他の例の説明図である。
【図４】図２の測定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】図３の測定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】従来のデジタルオシロスコープの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力端子
２ ＡＤ変換器
３ ＲＡＭ
４ ＣＰＵ
５ ストレージ用メディア
６ 表示制御部
７ 条件判定部
８ 表示部
９ 周期分割部
１０ 波形パラメータ測定部
１１ 波形パラメータ統計演算部
Claims (4)
- アナログ測定波形をデジタル信号に変換して波形データとしてメモリに取り込むように構成されたデジタルオシロスコープにおいて、
メモリに取り込まれた波形データを複数の周期に分割する周期分割部と、
分割された周期毎に波形パラメータを測定する波形パラメータ測定部と、
測定した波形パラメータに基づいて統計演算処理を行う波形パラメータ統計演算部と、
統計演算処理結果を表示する表示部、
とで構成されたことを特徴とするデジタルオシロスコープ。 - 分割周期が測定波形の周期と等しいことを特徴とする請求項１記載のデジタルオシロスコープ。
- 分割周期が測定波形の周期と異なることを特徴とする請求項１記載のデジタルオシロスコープ。
- 統計演算処理にあたり、周期数分の波形パラメータを用いることを特徴とする請求項１記載のデジタルオシロスコープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000137048A JP3731441B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | デジタルオシロスコープ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000137048A JP3731441B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | デジタルオシロスコープ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001318110A JP2001318110A (ja) | 2001-11-16 |
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Family
ID=18644891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000137048A Expired - Lifetime JP3731441B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | デジタルオシロスコープ |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN109815260B (zh) * | 2018-12-06 | 2021-03-09 | 广州致远电子有限公司 | 波形显示装置、波形参数统计方法、终端设备及存储介质 |
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2000
- 2000-05-10 JP JP2000137048A patent/JP3731441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2001318110A (ja) | 2001-11-16 |
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