JP4754910B2 - Display data generation device, data measurement device, waveform display device, and display data generation method - Google Patents
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Description
本発明は、マルチプレクサから所定の順序で出力される複数の信号の各信号波形を表示するために用いられる表示用データ生成装置、データ測定装置、波形表示装置および表示用データ生成方法に関するものである。 The present invention relates to a display data generation device, a data measurement device, a waveform display device, and a display data generation method used for displaying each signal waveform of a plurality of signals output in a predetermined order from a multiplexer. .
この種の表示用データ生成装置として、特開平5−20472号公報において開示された波形測定装置が知られている。この波形測定装置は、マルチプレクサ、データ収集回路、データ処理回路、ディスプレイコントローラ、ディスプレイバッファおよびCRTを備えて構成されている。この波形測定装置では、マルチプレクサが複数の入力端子から入力されるアナログ信号の中から任意の信号を選択してデータ収集回路に入力する。次いで、データ収集回路がマルチプレクサから入力されるアナログ信号をディジタル信号に変換すると共に、このディジタル信号をデータ処理回路を介してディスプレイコントローラに送る。この場合、ディスプレイコントローラに加えられたディジタル信号がディスプレイバッファに転送格納されると共にディスプレイコントローラを介してCRTに表示される。
ところが、上記した波形測定装置を用いて波形表示を行う場合、以下の問題が発生するおそれがある。すなわち、この波形測定装置では、複数の信号の中からマルチプレクサによって選択されてディスプレイバッファに格納されたディジタル信号(サンプリング値)をCRTに表示している。この場合、例えば、図6に示すように、同位相の2つの正弦波(同図の破線)を1CHおよび2CHのアナログ信号としてそれぞれ入力したときに、マルチプレクサは、1CHの正弦波と2CHの正弦波とを交互に選択することにより、各正弦波のアナログ信号をデータ収集回路に対して交互に出力する。これにより、データ収集回路は、同図に黒丸で示す1CHの正弦波のディジタル信号と、同図に黒四角で示す2CHの正弦波のディジタル信号とをディスプレイコントローラに対して交互に出力する。この結果、これらのディジタル信号がディスプレイバッファに格納される。この場合、1CHおよび2CHの各正弦波のディジタル信号は、データ収集回路によって交互にサンプリングされるため、その各サンプリング時刻が互いに僅かに相違する。このため、格納されたディジタル信号をCRTに表示するときには、互いに異なるサンプリング時刻を同じ時刻として同期させられて、それぞれ格納された順にCRTの画面上に描画されることとなる。したがって、図7に示すように、両正弦波のディジタル信号が互いに位相ずれした状態で表示される。この例では、CH2の正弦波が、CH1の正弦波と比較して、両サンプリング時刻の相違分に相当する時間だけ位相が進んで表示される。このため、この従来の波形測定装置には、2つの波形を表示するときに各波形が位相ずれして表示されるという問題点がある。 However, when waveform display is performed using the waveform measuring apparatus described above, the following problems may occur. That is, in this waveform measuring apparatus, a digital signal (sampling value) selected from a plurality of signals by a multiplexer and stored in a display buffer is displayed on a CRT. In this case, for example, as shown in FIG. 6, when two sine waves having the same phase (broken lines in the figure) are input as 1CH and 2CH analog signals, the multiplexer receives the sine wave of 1CH and the sine of 2CH. By alternately selecting a wave, an analog signal of each sine wave is alternately output to the data acquisition circuit. As a result, the data acquisition circuit alternately outputs a 1CH sine wave digital signal indicated by a black circle in the figure and a 2CH sine wave digital signal indicated by a black square to the display controller. As a result, these digital signals are stored in the display buffer. In this case, since the digital signals of the sine waves of 1CH and 2CH are sampled alternately by the data acquisition circuit, their sampling times are slightly different from each other. Therefore, when the stored digital signal is displayed on the CRT, different sampling times are synchronized as the same time, and are drawn on the screen of the CRT in the stored order. Therefore, as shown in FIG. 7, the digital signals of both sine waves are displayed in a state of being out of phase with each other. In this example, the sine wave of CH2 is displayed with a phase advanced by a time corresponding to the difference between both sampling times compared to the sine wave of CH1. For this reason, this conventional waveform measuring apparatus has a problem that when two waveforms are displayed, each waveform is displayed with a phase shift.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、マルチプレクサから所定の順序で出力される複数の信号の波形を位相ずれさせることなく表示し得る表示用データ生成装置、データ測定装置、波形表示装置および表示用データ生成方法を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a display data generation device, a data measurement device, and a waveform that can display the waveforms of a plurality of signals output from a multiplexer in a predetermined order without causing a phase shift. A main object is to provide a display device and a display data generation method.
上記目的を達成すべく請求項1記載の表示用データ生成装置は、マルチプレクサから所定の順序で出力される複数の信号の各サンプリング値を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている少なくとも1つの前記信号の前記サンプリング値を補間して当該サンプリング値についてのサンプリング時刻とは異なる所定時刻における当該信号の補間値を算出する処理部とを備えている。
In order to achieve the above object, a display data generating device according to
請求項2記載のデータ測定装置は、請求項1記載の表示用データ生成装置と、所定の測定項目を測定して前記信号を生成する測定部とを備えている。
Data measurement apparatus according to
請求項3記載の波形表示装置は、請求項2記載のデータ測定装置と、表示部とを備え、前記処理部が、前記所定時刻における前記補間値に基づいて前記信号の波形を前記表示部に表示させる。
Waveform display apparatus according to the third aspect, the data measurement apparatus according to
請求項4記載の表示用データ生成方法は、マルチプレクサから所定の順序で出力される複数の信号をA/Dコンバータによってサンプリングされた各サンプリング値を記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶されている少なくとも1つの前記信号の前記サンプリング値を補間して当該サンプリング値についてのサンプリング時刻とは異なる所定時刻における当該少なくとも1つの信号の補間値を算出する際に、前記少なくとも1つの信号の前記サンプリング値と他の前記信号の前記サンプリング値とを前記A/Dコンバータから交互に出力させ、前記少なくとも1つの信号の前記サンプリング値を補間するときに、前記他の信号の前記サンプリング値についての各サンプリング時刻において当該少なくとも1つの信号が前記A/Dコンバータによってサンプリングされたとしたときの各サンプリング時刻を前記所定時刻として、当該所定時刻における前記補間値を算出する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a display data generation method in which a plurality of signals output from a multiplexer in a predetermined order are stored in a storage unit, and each sampling value sampled by an A / D converter is stored in the storage unit. The sampling value of the at least one signal when calculating the interpolation value of the at least one signal at a predetermined time different from the sampling time for the sampling value by interpolating the sampling value of the at least one signal And the sampling values of the other signals when the sampling values of the other signals are alternately output from the A / D converter and the sampling values of the at least one signal are interpolated. The at least one signal to the A / D converter Wherein each sampling time when the sampled I as prescribed time, calculating the interpolated value at the predetermined time.
請求項1の表示用データ生成装置、請求項2記載のデータ測定装置、請求項3記載の波形表示装置および請求項4の表示用データ生成方法によれば、少なくとも1つの信号のサンプリング値を補間するときに、他の信号のサンプリング値についての各サンプリング時刻において少なくとも1つの信号がA/Dコンバータによってサンプリングされたとしたときの各サンプリング時刻を所定時刻として、その所定時刻における補間値を算出することにより、他の信号のサンプリング値の各サンプリング時刻と、少なくとも1つの信号の補間値がサンプリングされたとしたときの時刻とを同じ時刻とすることができる結果、複数の信号の波形を位相ずれさせることなく、互いに一致させて表示することができる。
Display data generating apparatus according to
また、この表示用データ生成装置、データ測定装置、波形表示装置および表示用データ生成方法によれば、サンプリング値を補間するときに、他の信号のサンプリング値についてのサンプリング時刻を少なくとも1つの信号の補間値についてサンプリングされたとしたときの時刻とすることにより、他の信号の補間値を算出することなく、他の信号のサンプリング値の各サンプリング時刻と、少なくとも1つの信号の補間値のサンプリングされたとしたときの時刻とを同じ時刻とすることができる結果、信号の波形を位相ずれさせることなく表示させるための補間処理を高速かつ正確に実行することができる。 Further, according to the display data generation device, the data measurement device, the waveform display device, and the display data generation method , when the sampling value is interpolated, the sampling time for the sampling value of the other signal is set to at least one signal. By calculating the time when the interpolation value is sampled, the sampling time of the sampling value of the other signal and the interpolation value of at least one signal are sampled without calculating the interpolation value of the other signal. As a result, the interpolation processing for displaying the signal waveform without causing a phase shift can be executed at high speed and accurately.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る表示用データ生成装置、データ測定装置、波形表示装置および表示用データ生成方法の最良の形態について説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of a display data generation device, a data measurement device, a waveform display device, and a display data generation method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、波形表示装置1の構成について、図面を参照して説明する。
First, the configuration of the
波形表示装置1は、図1に示すように、データ測定装置2および表示部10を備えて構成されている。この場合、データ測定装置2は、電圧測定部3a、電流測定部3bおよび表示用データ生成装置4を備えて構成されている。電圧測定部3aおよび電流測定部3bは、本発明における測定部に相当し、例えば、図示しない電線に供給されている電圧および電流(本発明における「所定の測定項目」の一例)を測定して、アナログ信号の測定信号Sv,Siを生成して表示用データ生成装置4に出力する。
As shown in FIG. 1, the
表示用データ生成装置4は、マルチプレクサ5、A/Dコンバータ6、処理部7、記憶部8および操作部9を備えて構成されている。マルチプレクサ5は、両測定部3a,3bから2つの測定信号Sv,Siを入力して、各測定信号Sv,SiをA/Dコンバータ6に対して所定の順序で(例えば、交互に)出力する。A/Dコンバータ6は、入力した測定信号Sv,Siを所定のサンプリング時刻t(t1,t2,t3・・)において順次サンプリングして、測定信号Svのサンプリング値を示すサンプリングデータDvと測定信号Siのサンプリング値を示すサンプリングデータDiを処理部7に対して交互に出力する。具体的には、A/Dコンバータ6は、図2に示すように、サンプリング時刻t1,t3,t5・・のときに、同図に黒丸で示すサンプリングデータDv(Dv1,Dv3,Dv5・・)を出力し、サンプリング時刻t2,t4,t6・・のときに、同図に黒四角で示すサンプリングデータDi(Di2,Di4,Di6・・)を出力する。
The display
処理部7は、図3に示す波形表示処理20において、サンプリングデータDiをスプライン補間してサンプリング時刻t(本発明における所定時刻)における補間データDcを算出する。具体的には、処理部7は、図4に示すように、サンプリングデータDv1,Dv3,Dv5・・がサンプリングされたサンプリング時刻t1,t3,t5・・における補間データDc(Dc1,Dc3,Dc5・・)を算出する。また、処理部7は、サンプリングデータDvおよび補間データDcに基づいて、測定信号Sv,Siの波形を表示部10に表示させる。
In the
記憶部8は、処理部7による制御に従い、各サンプリングデータDv,Diおよび補間データDcを記憶する。操作部9は、作業者によって操作された操作内容に応じた指示信号を処理部7に出力する。表示部10は、処理部7による制御に従い、図5に示すように、測定信号Sv,Siの波形を表示する。
The
次に、測定信号Sv,Siについての表示用のデータを生成して表示させる方法を、波形表示装置1の動作と併せて説明する。
Next, a method for generating and displaying display data for the measurement signals Sv and Si will be described together with the operation of the
この場合、作業者は、まず、操作部9を操作して、図3に示す波形表示処理20を処理部7に実行させる。この波形表示処理20では、データ測定装置2の両測定部3a,3bが、電圧および電流を測定して生成した測定信号Sv,Siを表示用データ生成装置4のマルチプレクサ5に順次出力する。次いで、マルチプレクサ5は、測定信号Sv,Siを入力して交互にA/Dコンバータ6に出力する。続いて、処理部7が、A/Dコンバータ6から交互に出力されるサンプリングデータDv,Diを1つずつ記憶部8に記憶させる(ステップ21)。この場合、この表示用データ生成装置4では、測定信号Sv,Siについての所定回数のサンプリング(所定数のサンプリングデータDv,Diの生成)を1周期として、この1周期分のサンプリングデータDv,Diを記憶部8に記憶させた時点で、次のサンプリングデータDv,Diの記憶部8への記憶処理を停止する。このため、処理部7は、A/Dコンバータ6によってサンプリングデータDv,Diがサンプリングされたサンプリング回数をカウントし、例えば、各サンプリングデータDv,Diがそれぞれ64回ずつサンプリングされた時点、すなわち、サンプリング回数が「64」となった時点で1周期のサンプリングを終了する。
In this case, the operator first operates the
続いて、処理部7は、1周期のサンプリングが終了したか否かを判別する(ステップ22)。この場合、処理部7は、1周期のサンプリングを終了していないと判別したときには、ステップ21,22を繰り返し実行することにより、2番目以降のサンプリングデータDv3,Dv5・・、および2番目以降のサンプリングデータDi4,Di6・・を記憶部8に順次記憶させる。これにより、記憶部8には、1周期のサンプリングにおいてサンプリングされた64個ずつのサンプリングデータDv,Diが記憶される。
Subsequently, the
続いて、ステップ22において1周期のサンプリングを終了したと判別したときには、処理部7は、補間処理を実行する(ステップ23)。具体的には、処理部7は、図4に黒四角で示すサンプリングデータDi2,Di4,Di6・・を例えばスプライン補間することにより、測定信号Svがサンプリングされたサンプリング時刻t1,t3,t5・・における補間データDc1,Dc3,Dc5・・(同図に黒三角で示す)を算出する。次いで、処理部7は、算出した補間データDc1,Dc3,Dc5・・を記憶部8に記憶させる(ステップ24)。これにより、記憶部8には、サンプリング時刻t1,t3,t5,における測定信号SvのサンプリングデータDv1,Dv3,Dv5・・および測定信号Siの補間値としての補間データDc1,Dc3,Dc5・・が記憶される。続いて、処理部7は、同じサンプリング時刻t1,t3,t5・・におけるサンプリングデータDv1,Dv3,Dv5・・および補間データDc1,Dc3,Dc5・・に基づいて、図5に示すように、測定信号Sv,Siの波形を表示部10に表示させる(ステップ25)。この際に、表示部10は、同図に黒丸で表示されるサンプリングデータDv1,Dv3,Dv5・・の点を連結して測定信号Svの電圧波形を表示すると共に、同図に黒三角で表示される補間データDc1,Dc3,Dc5・・の点を連結して測定信号Siの電流波形を表示する。この場合、両波形は、サンプリングデータDv1,Dv3,Dv5・・の各サンプリング時刻と、対応する補間データDc1,Dc3,Dc5・・がA/Dコンバータ6によってサンプリングされたとしたときの時刻(以下、仮想サンプリング時刻ともいう)とが同じため、従来の波形測定装置とは異なり、両波形のサンプリング時刻tの相違に起因する位相ずれを生じさせることなく表示される。
Subsequently, when it is determined in
このように、この波形表示装置1、データ測定装置2、表示用データ生成装置4および表示用データ生成方法によれば、サンプリングデータDiを補間してサンプリングデータDiについてのサンプリング時刻t2,t4,t6・・とは異なるサンプリング時刻t1,t3,t5・・における補間データDcを算出することにより、サンプリングデータDv1,Dv3,Dv5・・の各サンプリング時刻と、対応する補間データDc1,Dc3,Dc5・・がA/Dコンバータ6によってサンプリングされたとしたときの時刻とを同じ時刻とすることができる結果、2つの測定信号Si,Svの波形を位相ずれさせることなく、互いに一致させて表示することができる。
Thus, according to the
また、この波形表示装置1、データ測定装置2、表示用データ生成装置4および表示用データ生成方法によれば、サンプリングデータDiを補間するときに、処理部7がサンプリングデータDvについてのサンプリング時刻t1,t3,t5・・を補間データDcについての仮想サンプリング時刻とすることにより、両測定信号Sv,Siのうちの一方の測定信号Svの補間データDcを算出することなく、他方の測定信号Siについての補間データDcを算出するだけで、サンプリングデータDvの各サンプリング時刻と、対応する補間データDcの仮想サンプリング時刻とを同じ時刻とすることができる結果、測定信号Si,Svの波形を位相ずれさせることなく表示させるための補間処理を高速かつ正確に実行することができる。
Further, according to the
なお、例えば、サンプリングデータDv,Diがサンプリングされたサンプリング時刻tとは異なる所定時刻(例えば、各サンプリング時刻t1,t2,t3,t4・・・のそれぞれの中間の時刻)における測定信号Sv,Siの補間値を補間処理によって算出する構成を採用することもできる。この構成によれば、サンプリングデータDiのみを補間して補間データDcを算出して波形を表示する上記の構成と同様にして、2つの測定信号Si,Svの波形を位相ずれさせることなく表示することができる。 The example example, the sampling data Dv, Di measurement signal Sv at different predetermined times and the sampling time t which is sampled (e.g., respective intermediate time in each sampling time t1, t2, t3, t4 ··· ), It is also possible to employ a configuration in which the Si interpolation value is calculated by interpolation processing. According to this configuration, only the sampling data Di is interpolated to calculate the interpolation data Dc and display the waveform, and the waveforms of the two measurement signals Si and Sv are displayed without phase shift. be able to.
また、本発明における補間の一例として、スプライン補間を用いて補間データDcを算出する例について説明したが、これには限定されない。例えば、直線補間や準エルミート補間を用いて補間データDcを算出することもできる。さらに、マルチプレクサ5に対して2つの測定信号Sv,Siを入力する構成について説明したが、3つ以上の複数の信号をマルチプレクサに入力して所定の順序で出力する(例えば、3つの信号を順繰りで出力する)構成を採用することもできる。この構成では、複数の信号についての各サンプリングデータを補間するときに、処理部7が各サンプリングデータのうちの1つについてのサンプリング時刻を他のサンプリングデータの補間データDcについての仮想サンプリング時刻とすることにより、1つの信号の補間データDcを算出することなく、他の信号についての補間データDcを算出するだけで、1つのサンプリングデータの各サンプリング時刻と、他の信号についての補間データDcの仮想サンプリング時刻とを同じ時刻とすることができる。この場合、1つのサンプリングデータがサンプリングされたサンプリング時刻とは異なる所定時刻(例えば、各サンプリング時刻のそれぞれの中間の時刻)における信号の補間値を補間処理によって算出する構成を採用することもできる。また、本発明における所定の測定項目として、温度、湿度、照度および電力などの各種パラメータに応じた信号を測定して、その測定信号の波形を表示することもできる。
Moreover, although the example which calculates the interpolation data Dc using spline interpolation was demonstrated as an example of the interpolation in this invention, it is not limited to this. For example, the interpolation data Dc can be calculated using linear interpolation or quasi-Hermitian interpolation. Further, the configuration in which the two measurement signals Sv and Si are input to the
1 波形表示装置
2 データ測定装置
3a 電圧測定部
3b 電流測定部
4 表示用データ生成装置
5 マルチプレクサ
6 A/Dコンバータ
7 処理部
8 記憶部
9 操作部
10 表示部
20 波形表示処理
Dc 補間データ
Di,Dv サンプリングデータ
Si,Sv 測定信号
t1,t2・・ サンプリング時刻
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記A/Dコンバータは、前記少なくとも1つの信号の前記サンプリング値と他の前記信号の前記サンプリング値とを交互に出力し、
前記処理部は、前記少なくとも1つの信号の前記サンプリング値を補間するときに、前記他の信号の前記サンプリング値についての各サンプリング時刻において当該少なくとも1つの信号が前記A/Dコンバータによってサンプリングされたとしたときの各サンプリング時刻を前記所定時刻として、当該所定時刻における前記補間値を算出する表示用データ生成装置。 An A / D converter that samples a plurality of signals output from the multiplexer in a predetermined order, a storage unit that stores sampling values of the plurality of signals output from the A / D converter, and a storage unit that stores the sampling values A processing unit that interpolates the sampling value of at least one of the signals being calculated and calculates an interpolation value of the at least one signal at a predetermined time different from the sampling time for the sampling value ,
The A / D converter alternately outputs the sampling value of the at least one signal and the sampling value of the other signal;
When the processing unit interpolates the sampling value of the at least one signal, the at least one signal is sampled by the A / D converter at each sampling time for the sampling value of the other signal. A display data generation device that calculates the interpolation value at the predetermined time with each sampling time as the predetermined time .
前記処理部は、前記所定時刻における前記補間値に基づいて前記信号の波形を前記表示部に表示させる波形表示装置。 A data measuring device according to claim 2 and a display unit,
The waveform display apparatus that causes the display unit to display a waveform of the signal based on the interpolation value at the predetermined time.
前記少なくとも1つの信号の前記サンプリング値と他の前記信号の前記サンプリング値とを前記A/Dコンバータから交互に出力させ、
前記少なくとも1つの信号の前記サンプリング値を補間するときに、前記他の信号の前記サンプリング値についての各サンプリング時刻において当該少なくとも1つの信号が前記A/Dコンバータによってサンプリングされたとしたときの各サンプリング時刻を前記所定時刻として、当該所定時刻における前記補間値を算出する表示用データ生成方法。 Each sampling value obtained by sampling a plurality of signals output from the multiplexer in a predetermined order by the A / D converter is stored in the storage unit, and the sampling value of at least one of the signals stored in the storage unit is interpolated When calculating the interpolation value of the at least one signal at a predetermined time different from the sampling time for the sampling value ,
Alternately outputting the sampling value of the at least one signal and the sampling value of the other signal from the A / D converter;
When interpolating the sampling value of the at least one signal, each sampling time when the at least one signal is sampled by the A / D converter at each sampling time for the sampling value of the other signal A display data generation method for calculating the interpolated value at the predetermined time .
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