JP3787840B2 - 波形解析装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリガ信号を基準に測定した被測定波形の波形解析を行う波形解析装置に関するものであり、詳しくは、記憶部に格納された複数の波形データの波形解析を直ちにかつ容易に行える波形解析装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
波形解析装置は、例えば、デジタルオシロスコープで、被測定波形をデジタル信号の波形データに変換して、記憶部であるメモリに格納し、さらにメモリに格納した波形データの解析を行うと共に、この解析結果および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、品質管理、保守作業において広く使用されている。
【0003】
また、波形解析装置は、トリガ信号を用いて所望の条件を満たす波形データのみをメモリに格納することができる。そしてメモリは、トリガ信号ごとに測定した波形データを複数格納することができ、ヒストリメモリとも呼ばれる。
【0004】
図8は、従来の波形解析装置の例を示した構成図である。図8において、測定部10は、入力回路11、AD変換回路12、トリガ検出回路13、メモリ制御回路14を有し、被測定波形が入力され、この被測定波形をデジタル信号に変換して波形データとして出力すると共に、所望の波形を格納するための制御信号を出力する。一般的に入力回路11は複数チャネルあり、入力回路11ごとにAD変換回路12も設けられるが、1チャネル分のみ図示している。
【0005】
入力回路11は、被測定波形が入力され、この入力波形を所望の振幅レベルに変換し、出力する。AD変換回路12は、入力回路11から出力された信号をデジタル信号に変換して波形データとして出力する。トリガ検出回路13は、入力回路11から出力された信号によってトリガ信号を出力する。メモリ制御回路14は、トリガ検出回路13からのトリガ信号によって、制御信号を出力する。
【0006】
記憶部であるヒストリメモリ20は、メモリ制御回路14からの指示により、AD変換回路12からの波形データを格納する。指定部30は、ボタンやロータリーノブ等であり、表示させる波形データやチャネルの選択、選択した波形データの解析位置、解析項目を出力する。
【0007】
表示処理部40は、解析手段41を有し、指定部30からの出力に基づいてヒストリメモリ20から波形データを読み出し、波形解析を行う。また、表示処理部40は、波形データや解析結果を所望の形式の表示データに変換して出力する。解析手段41は、表示処理部40が読み出した波形データの波形解析を行う。表示部50は、表示処理部40から出力された表示データを表示画面に表示する。
【0008】
このような装置の動作を説明する。入力回路11が、被測定波形を所望の振幅レベルとなるように減衰、増幅を行い、AD変換回路12およびトリガ検出回路13に出力する。そして、AD変換回路12が、入力回路11から出力された信号をデジタル信号に変化し、波形データとしてヒストリメモリ20に出力する。
【0009】
一方、トリガ検出回路13は、入力回路11からの信号レベルが所望のトリガ条件となるのを検出すると、トリガ信号を出力する。所望のトリガ条件とは、例えば、信号レベルが負から正になる場合や、複数チャネルからの信号が特定の信号レベルを超える場合等である。
【0010】
そして、メモリ制御回路14が、トリガ検出回路13からのトリガ信号を基準として、ヒストリメモリ20にAD変換回路12からの波形データを、トリガ信号ごとに格納させる。この時、基準となるトリガ信号前後の所望時間分の波形データをヒストリメモリ20に格納できるように、AD変換回路12が波形データを出力する。また、メモリ制御回路14が、ヒストリメモリ20に複数格納した波形データを識別するためのインデックス、例えば格納した順番を表す番号を、波形データごとに付加する。
【0011】
また、指定部30のボタンやロータリーノブを介して、ヒストリメモリ20から読み出す波形データの選択、波形解析を行う位置、波形解析を行う対象チャネル、波形解析の項目等が表示処理部40に入力される
【0012】
そして、表示処理部40が、指定部30からの指示に従いヒストリメモリ20に格納された波形データを読み出し、表示部50の表示画面に波形表示させる。図9は、このような装置における表示部50に設けられた表示画面の表示例である。図9において、横軸は時間軸であり、縦軸は信号レベルである。波形100は、ヒストリメモリ20から選択されて読み出された波形データである。
【0013】
また、解析手段41が、読み出した波形データの波形解析を行う。これらの解析結果も、表示処理部40が、表示部50の表示画面に表示させる。再び、図9において、トリガ点Trgは、波形100においてトリガ信号が出力された位置を示している。カーソルCur1、Cur2は、波形解析を行う解析位置を示している。横軸情報T0は、カーソルCur1、Cur2のトリガ点Trgそれぞれからの位置”X1”、”X2”、カーソルCur1、Cur2間の時間幅”ΔX”、時間幅の逆数”1/ΔX”が表示されている。解析結果R0は、カーソルCur1、Cur2それぞれにおける波形100の信号レベル”Y1”、”Y2”、これらの信号レベル差”ΔY”が表示されている。
【0014】
さらに、表示処理部40が波形データや解析結果を図示しない印刷手段に印刷させたり、図示しない外部メディアに記憶させる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置でトリガ信号ごとに取得した波形データの解析は、繰り返し同じ様な動作を行う機器の性能評価やトレンドの測定に用いられ、測定条件、例えばサンプリング時間や信号レベルの増幅等も同一条件で測定される。以下に例を挙げる。
【0016】
例(1)自動車のエンジン部分のシリンダの上下運動を電気信号に変換し、シリンダの上死点をトリガ条件として、シリンダ内の圧力、温度等の変化を電気信号に変換して測定する。そして、トリガ点Trgを基準とした解析位置で、シリンダの移動距離、圧力、温度等の解析を行う。
【0017】
例(2)電子回路において、信号レベルがロウベルからハイレベルに変わる波形の測定で、あるレベルを超えた場合をトリガ条件とし、そのトリガ点Trgから所望の解析位置におけるオーバーシュート、アンダーシュートの振幅の解析を行う。
【0018】
例(1)、例(2)に挙げたような機器の測定は、単発の測定ではなく膨大な回数を測定して、解析し、統計的に処理する必要がある。そのため波形測定装置は、長時間にわたり波形データを格納可能なようにヒストリメモリ20が大容量化され、数百から数千の波形を格納できる。
【0019】
しかし、ヒストリメモリ20の大容量化によって、ヒストリメモリ20の全波形データを順次読み出して表示画面に波形表示させ、それぞれに対してカーソルCur1、Cur2を同一の解析位置に設定して解析し、目視で解析結果を確認して記録するのは手間と時間がかかり、非常に効率が悪い。また、ヒストリメモリ20の波形データを図示しない処理装置に外部メディアや通信装置等を介して転送して、波形解析を行う方法もあるが、大容量の波形データを転送するのは時間がかかり効率が悪い。
【0020】
そこで、本発明の目的は、記憶部に格納された複数の波形データの波形解析を直ちにかつ容易に行える波形解析装置を実現することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
トリガ信号を基準として被測定波形を測定し、基準となるトリガ信号前後の所望時間分の波形データを記憶部に、前記トリガ信号ごとに順次格納し、この記憶部に格納した複数の波形データから所望の波形データを表示部に波形表示させる波形解析装置において、
前記表示部の波形表示に解析位置を指定する指定部と、
この指定部の解析位置で、前記記憶部における前記表示部に波形表示されている波形データ及び波形表示されている波形データとは異なるトリガ信号で測定され前記表示部に非表示の波形データの波形解析を行う解析手段と
を設けたことを特徴とするものである。
【0022】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
解析手段は、解析位置をトリガ信号からの位置により特定し、波形データの波形解析を行うことを特徴とするものである。
【0023】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
解析手段は、2つの解析位置で指定される範囲で波形解析を行うことを特徴とするものである。
【0024】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、
解析手段は、解析位置で指定される範囲で波形データにより周波数成分を求める波形解析を行うことを特徴とするものである。
【0025】
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、
解析手段は、波形データの波形解析を行った解析結果の統計処理を行うことを特徴とするものである。
【0026】
請求項6記載の発明は、請求項5記載の発明において、
解析手段は、解析位置で波形データの信号レベルを求める波形解析を行い、この解析結果における最大値、最小値、平均値、分散、統計処理を行った波形データの解析数の少なくとも一つを求める統計処理を行うことを特徴とするものである。
【0027】
【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は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図8と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図1において、表示処理部40の代わりに表示処理部60が設けられる。
【0028】
表示処理部60は、解析手段61を有し、指定部30からの出力に基づいて、ヒストリメモリ20から全波形データを読み出し、読み出した全波形データごとに波形解析を行い、さらに解析結果の統計処理を行う。また表示処理部60は、指定部30よって選択された波形データと、全波形データの解析結果、統計処理結果を表示部50の表示画面に表示させる。解析手段61は、表示処理部60の読み出した全波形データの波形解析、統計処理を行う。
【0029】
このような装置の動作を説明する。図2〜図5は、図1に示す装置の表示部50の表示画面の表示例である。ここで、図9と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図2〜図4において、横軸は時間であり、縦軸は信号レベルである。
【0030】
まず、表示処理部60が、指定部30によって選択された波形データのみをヒストリメモリ20から読み出し、図2に示すように読み出した波形データを波形101として表示部50の表示画面に表示させる。
【0031】
そして、指定部30を介して、図2に示すボタン200が選択されると、表示処理部60が、図3に示すように解析位置であるカーソルCur1、Cur2を表示させる。さらに、指定部30を介してカーソルCur1、Cur2が所望の解析位置に移動され、解析位置が指定される。
【0032】
また、指定部30を介して、図3に示すボタン201が選択されると、表示処理部60が、ヒストリメモリ20から1チャネル分の全波形データを読み出す。そして、解析手段61が、読み出した全波形データに対して、指定された解析位置、すなわちカーソルCur1、Cur2で波形解析を行い、さらに解析結果の統計処理を行う。統計処理の例としては、最大値、最小値、平均値、分散、統計処理を行った波形データの解析数を求める。
【0033】
そして、表示処理部60が、図4に示すように、トリガ点TrgからカーソルCur1、Cur2までの位置”X1”、”X2”、およびカーソルCur1、Cur2間の時間幅”ΔX”、時間幅の逆数”1/ΔX”からなる時間情報T1を表示させる。
【0034】
さらに、カーソルCur1、Cur2における波形101の信号レベル”Y1(C1)”、”Y2(C1)”からなる解析結果R1を表示させる。
【0035】
また、最大値”Max”、最小値”Min”、平均値”Avg”、分散”Sdv”、統計処理を行った波形データの解析数”Cnt”からなる統計処理結果R2を表示させる。
【0036】
さらに、指定部30を介して、図4に示すボタン202が選択されると、表示処理部60が、図5に示すように全波形データの解析結果を一覧で表示させる。図5において、各行ごとに左から波形データのインデックス、カーソルCur1における信号レベル”Y1(C1)”、カーソルCur2における信号レベル”Y2(C1)”、これらの信号レベル差”ΔY(C1)”が表示され、最大値、最小値となる解析結果の近傍には、最大値を表す上矢印のマーカMrk1、最小値を表す下矢印のマーカMrk2が表示される。
【0037】
そして、表示処理部60が、解析結果、統計処理結果を図示しない印刷手段に印刷させたり、図示しない外部メディアに記憶させる。
【0038】
ここで、表示処理部60が、ヒストリメモリ20の1チャネル分の全波形データを読み出し、読み出した全波形データに対して、同一の解析位置で波形解析、および解析結果の統計処理を行い、表示部50の表示画面に表示させる動作以外は図8に示す装置と同様なので、説明を省略する。
【0039】
このように、ヒストリメモリ20に格納された複数の波形データに対して、同一の解析位置で波形解析および解析結果の統計処理を行うので、ヒストリメモリ20の波形データを順番に波形表示させて解析位置を指定して解析させ、解析結果の確認をし、さらに個々に求めた解析結果を集計して統計処理をする必要がない。これにより、ヒストリメモリ20に格納された複数の波形データの波形解析や統計処理を直ちにかつ容易に行うことができる。従って、波形解析や、統計処理を短時間で行うことができ、工数がかからない。
【0040】
また、ヒストリメモリ20に格納された1チャンル分の複数の波形データに対して、同一の解析位置で波形解析を行うので、トリガ信号ごとに、トリガ信号を基準として同一の測定条件で測定された被測定波形の波形解析および解析結果の統計処理を直ちにかつ容易に行うことができる。
【0041】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。ヒストリメモリ20に格納されている1チャネル分の全波形データを読み出し、波形解析を行う構成を示したが、所望数の波形データのみ読み出し、波形解析を行うようにしてもよい。
【0042】
また、トリガ検出回路13は、入力回路11からの信号でトリガ条件を検出し、トリガ信号を出力する構成としたが、図示しない外部装置から信号を入力し、この図示しない外部装置から入力された信号でトリガ条件を検出する構成としてもよい。
【0043】
また、1チャネル分の全波形データのみを読み出し、波形解析、統計処理を行う例を示したが、複数チャネル、例えば4チャネル分の波形データを読み出し、各チャネルごとの信号レベルや、各チャネル間の信号レベル差等の波形解析、および解析結果の統計処理を行い、表示画面に表示させてもよい。すなわち、図6、図7に示すように表示部50の表示画面に表示させる。
【0044】
ここで、図2〜図5と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図6において、波形102〜105のそれぞれは、チャネル1〜チャネル4の波形データが表示されている。また、カーソルCur1における波形102、103の信号レベル”Y1(C1)”、”Y1(C2)”である解析結果R3が表示されている。また、最大値”Max”、最小値”Min”、平均値”Avg”、分散”Sdv”、統計処理を行った波形データの解析数”Cnt”からなる統計処理結果R4が表示されている。
【0045】
波形104、105も波形解析されているが、表示画面の表示スペースの関係により、所望の優先順位で表示させているため、波形104、105の解析結果は表示されていない。そして、図7において、各チャネルの全波形データの解析結果の一覧が表示され、各行ごとに左から波形データのインデックス、カーソルCur1における1チャネルから4チャネルそれぞれの信号レベル”Y1(C1)”、”Y1(C2)”、”Y1(C3)”、”Y1(C4)”が表示されている。
【0046】
また、ヒストリメモリ20の全波形データを読み出し、波形解析および解析結果の統計処理を行う例を示したが、波形解析のみを行ってもよい。
【0047】
また、カーソルCur1、Cur2は、時間軸に対して垂直としたが、時間軸に対して水平とし、トリガ点から所望の電圧レベルとなるまでの時間を求め、求めた解析結果を統計処理してもよい。
【0048】
また、表示部50の表示画面に表示されているチャネルの波形データのみを波形解析する構成を示したが、表示されていないチャネルの波形データをカーソルCur1、Cur2で指定された解析位置で波形解析を行ってもよい。
【0049】
さらに、解析手段61は、カーソルCur1、Cur2で挟まれた区間で、波形データの周波数解析、例えば高速フーリエ変換を行い、この周波数成分のトレンドの統計処理をしてもよい。
【0050】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項1〜6によれば、記憶部に格納された複数の波形データに対して、同一の解析位置で波形解析を行うので、記憶部の波形データを順番に波形表示させて解析位置を指定して解析させる必要がない。これにより、記憶部に格納された複数の波形データの波形解析を直ちにかつ容易に行うことができる。従って、波形解析を短時間で行うことができ、工数がかからない。
【0051】
また、記憶部に格納された複数のデジタルデータに対して、同一の解析位置で波形解析を行うので、トリガ信号を基準として同一の測定条件で測定された複数の被測定波形の波形解析を直ちにかつ容易に行うことができる。
【0052】
また、請求項5、6によれば、波形解析の解析結果の統計処理を行うので、記憶部の波形データを順番に波形表示させて解析位置を指定して解析させ、解析結果の確認をし、さらに個々に求めた解析結果を集計して統計処理をする必要がない。これにより、記憶部に格納された複数の波形データの統計処理を直ちにかつ容易に行うことができる。従って、統計処理を短時間で行うことができ、工数がかからない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図2】図1に示す装置の表示部50の表示画面の第1の表示例である。
【図3】図1に示す装置の表示部50の表示画面の第2の表示例である。
【図4】図1に示す装置の表示部50の表示画面の第3の表示例である。
【図5】図1に示す装置の表示部50の表示画面の第4の表示例である。
【図6】図1に示す装置の表示部50の表示画面の第5の表示例である。
【図7】図1に示す装置の表示部50の表示画面の第6の表示例である。
【図8】従来の波形解析装置の構成図である。
【図9】図8に示す装置の表示部50の表示画面の表示例である。
【符号の説明】
20 ヒストリメモリ(記憶部)
30 指定部
50 表示部
60 表示処理部
61 解析手段
Claims (6)
- トリガ信号を基準として被測定波形を測定し、基準となるトリガ信号前後の所望時間分の波形データを記憶部に、前記トリガ信号ごとに順次格納し、この記憶部に格納した複数の波形データから所望の波形データを表示部に波形表示させる波形解析装置において、
前記表示部の波形表示に解析位置を指定する指定部と、
この指定部の解析位置で、前記記憶部における前記表示部に波形表示されている波形データ及び波形表示されている波形データとは異なるトリガ信号で測定され前記表示部に非表示の波形データの波形解析を行う解析手段と
を設けたことを特徴とする波形解析装置。 - 解析手段は、解析位置をトリガ信号からの位置により特定し、波形データの波形解析を行うことを特徴とする請求項1記載の波形解析装置。
- 解析手段は、2つの解析位置で指定される範囲で波形解析を行うことを特徴とする請求項1または2記載の波形解析装置。
- 解析手段は、解析位置で指定される範囲で波形データにより周波数成分を求める波形解析を行うことを特徴とする請求項3記載の波形解析装置。
- 解析手段は、波形データの波形解析を行った解析結果の統計処理を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の波形解析装置。
- 解析手段は、解析位置で波形データの信号レベルを求める波形解析を行い、この解析結果における最大値、最小値、平均値、分散、統計処理を行った波形データの解析数の少なくとも一つを求める統計処理を行うことを特徴とする請求項5記載の波形解析装置。
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