JP5218814B2 - 波形測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被測定波形を測定し、装置に取り付けられた表示画面に波形表示を行なう波形測定装置に関し、詳しくは、正確に効率よく被測定波形の測定や解析等を行なうことができる波形測定意装置に関するものである。

波形測定装置は、例えば、デジタルオシロスコープ等であり、近年、アナログ／ロジック混在回路の多信号を１台の測定装置で観測するため、アナログ入力端子だけでなく、ロジック入力端子も備えたものが製品化されている（例えば、特許文献１参照）。

このような装置では、アナログ信号をＡＤ変換してメモリに格納し、２値（”０”（Ｌレベル）または”１”（Ｈレベル））のロジック信号をサンプラでサンプリングしてメモリに格納する。そして、メモリからデータを読み出して表示部の表示画面にロジック信号やアナログ信号を波形表示させる。

さらに、波形測定装置自体に設けられる表示画面だけでなく、外部の表示装置に波形測定装置に表示される画像と同一の波形表示が行なえるようにビデオ出力端子を持つものもある（例えば、特許文献２参照）。これにより、波形測定装置自体に設けられる表示画面よりも大きな表示画面を持つ外部の表示装置に表示させることができる。

図３は、従来の波形測定装置の前面の一例を示した図である。一例としてアナログ信号の入力端子が４チャネル、ロジック信号の入力端子が８ビットのものを図示している。

図３において、装置前面の最下段にはアナログ信号の入力端子が設けられ、プローブ（図示せず）が接続される。一例として、４チャネル入力を示している。また、表示画面Ｄ１が装置前面の左側に設けられ、操作パネルＰａが装置前面の右側に設けられている。

そして、表示画面Ｄ１には、アナログ信号の波形と、ロジック信号の波形とを同時に表示する例を示している。もちろん、アナログ信号またはロジック信号のいずれか一方の波形のみを表示してもよい。

また、装置前面の右側の操作パネルＰａには、複数のキーが設けられ、これらのキーを操作して、表示画面の表示条件の設定、測定条件の設定、波形解析の設定、演算式の設定等が行なわれる。

さらに、装置背面または側面には、ロジック信号用の入力端子、表示画面Ｄ１に表示される画像と同一の画像データを出力するビデオ出力端子、パソコンや他の測定機器と通信を行なうための通信用端子等が設けられる。

特開平７−２９４５５８号公報 特開平８−３２７６６６号公報

しかしながら、このようなアナログ信号、ロジック信号の両方を同時に測定できる波形測定装置は、表示する波形数が非常に多い。そして、それぞれの信号について波形観測をする必要がある。例えば、アナログ信号の波形は横軸（時間軸）を拡大して表示したり、ロジック信号の波形は全ビットの波形を表示させるために縦軸（振幅）、横軸を縮小して表示させる場合がある。

このような場合、全チャネル、全ビットの波形表示から、アナログ信号のみの表示に変更して横軸の設定を行なう。そして続いて、ロジック信号のみを選択して表示させ、さらに各軸の設定を行なうといった操作が必要になる。そのため、正確に効率よく波形の測定等を行なうことが困難であるという問題があった。

また、近年の波形測定装置自体の小型化の要求により、波形測定装置の表示画面自体を大きくすることは困難であり、表示される波形も小さくなる。そして、ズーム機能を用いたとしても波形表示が小さくなり、正確に効率よく波形の測定等を行なうことが困難であるという問題があった。

また、波形表示のみならず波形解析の場合、アナログ信号とロジック信号とに共通した解析機能、ロジック信号用の解析機能、アナログ信号用の解析機能等があり、解析機能が非常に豊富になっている。そのため各機能を表示画面に一度に全て表示することは事実上困難であり、階層化されて表示される。このような場合、アナログ信号やロジック信号を表示させて波形の状態を確認し、その後に階層化されたメニュー画面を表示させ、メニュー画面から波形解析を選択して設定を行う。そして設定後に、解析結果が表示される。特に、解析結果の行数が多い場合（例えば、ＦＦＴ解析、複数回にわたって取得した波形の解析結果のリスト表示等）では、波形表示と解析結果とを同時に表示することができず、解析結果と波形表示とを切り替えて表示させる必要もあり、正確に効率よく被測定波形の測定を行なうことが困難であるという問題があった。

そこで本発明の目的は、正確に効率よく被測定波形の測定や解析等を行なうことができる波形測定装置を実現することにある。

請求項１記載の発明は、
被測定波形を測定し、装置に取り付けられた表示画面に波形表示を行なう波形測定装置において、
前記表示画面に表示させる複数画面分の画像データであって属性が互いに異なる複数種類の画像データを生成する表示処理部と、
この表示処理部の複数画面分の画像データそれぞれを記憶する表示メモリと、
この表示メモリの画像データそれぞれを外部の表示装置に出力するための複数のビデオ出力端子と、
前記表示画面に表示される画面を用いて、前記出力端子から出力される前記画像データについての指示のための操作を受け付ける操作部と、
前記複数のビデオ出力端子それぞれから出力される画像データの一つを選択する選択部と、
を設け、
前記操作部は、前記選択部で選択された画像データについての設定操作を受け付け、
前記表示画面に表示される画面には、前記操作部を介して受け付けられた前記設定操作が反映され、
前記操作部を介して受け付けられる設定操作の内容が、前記選択部で選択された画像データの属性ごとに異なり、
前記画像データの属性として、アナログ波形表示の画像データ、解析機能を設定するための画像データ、および解析結果を表示する画像データのいずれかが含まれることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１記載の波形測定装置において、
前記選択部で選択された画像データを前記表示画面に表示することを特徴とするものである。

本発明によれば、以下のような効果がある。
表示処理部が、表示対象の信号等が異なる複数画面分の画像データを生成し、生成した画像データそれぞれを複数のビデオ出力端子を介して外部の表示装置に出力するので、波形測定装置自体の小型（外部の表示装置に比較して）な表示画面に各種画像データを小さなウィンドウにして重ねたり、並べたりして表示する必要が無い。これにより、各画像データそれぞれの波形表示や解析結果等を最適な表示条件で表示することができ、正確に効率よく波形の測定、解析等を行なうことができる。

以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１、図２は、本発明の一実施例を示した構成図である。
図１、図２において、アナログ信号用の入力端子Ａｉｎが複数個（図１では一例として４チャネル）設けられ、２値化されたロジック信号用の入力端子Ｄｉｎが複数個（例えば、３２ビット）設けられる。なお、入力端子Ａｉｎ，Ｄｉｎには、被測定対象から信号を取得するプローブ（図示せず）が接続される。また、ロジック入力端子Ｄｉｎに接続されるプローブ内にはコンパレータが設けられ、被測定対象からの信号を２値化してロジック入力端子Ｄｉｎに出力する。また、説明上、アナログ信号を測定する個数の単位として”チャネル”、ロジック信号を測定する個数の単位として”ビット”を用いて説明する。

ＡＤ変換器１は、入力端子Ａｉｎごとに設けられ、入力端子Ａｉｎからのアナログ信号をアナログ・デジタル変換し、変換したデジタルデータを出力する。

サンプラ２は、入力端子Ｄｉｎごとに設けられ、入力端子Ｄｉｎからのロジック信号をサンプリングして２値化データを出力する。

トリガ回路３は、所望の入力端子Ａｉｎからのアナログ信号が入力され、所定の条件となる波形を検出するとトリガ信号を出力する。

なお、ＡＤ変換器１、サンプラ２は、同じクロック信号（必要に応じてクロック信号を周波数変換した信号）が供給され、各チャネル間、各ビット間だけでなく、アナログ信号とロジック信号間の時間的な関係が確保される。また、アナログ信号、ロジック信号共に被測定信号（被測定波形）である。

データ処理部４は、トリガ回路３からのトリガ信号に従って、ＡＤ変換器１からのデジタルデータ、サンプラ２からの２値化データを波形データとしてアクイジョンメモリ５に格納する。ここで、波形データとは、トリガ信号を基準とし、この基準となるトリガ信号前後の所望時間分のデータから構成されるものである。図１に示す装置では、トリガ信号ごとに最大で４チャネル分のアナログ信号の波形データ、３２ビット分のロジック信号の波形データが取得される。このように１回のトリガ信号によって各チャネル、各ビットの波形データを取得する動作を１アクイジョンと呼ぶ。

アクイジョンメモリ５は、記憶部であり、トリガ信号ごとに取得された各チャネル、各ビットそれぞれの波形データを記憶する。また、アクイジョンメモリ５は、複数アクイジョン分の波形データを記憶し、何回目のトリガ信号で取得された波形データであるかを関連付けて記憶される。解析部６は、アクイジョンメモリ５の波形データの波形解析を行なう。

表示処理部７は、アクイジョンメモリ５の波形データ、解析部６の解析結果等を表示部８の表示画面Ｄ１に表示するための画像データを生成する。また、表示処理部７は、複数画面分の画像データを生成する。これらの画像データは、それぞれ異なる波形、解析結果等を表示するものである。また、表示処理部７は、表示メモリ９（１）〜９（ｎ）と相互に接続され、波形データ、解析結果等の画像データそれぞれを書き込み、表示部８の表示画面の所定の更新レートに従ってメモリ９（１）〜９（ｎ）の画像データを読み出し、ビデオ出力端子Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）、表示部８に出力する。

表示部８は、波形測定装置に取り付けられた表示画面Ｄ１を有する。表示メモリ９（１）〜９（ｎ）のそれぞれは、１画面分の画像データを記憶する。なお、図１では複数個からなるメモリとして図示しているが、物理的には１個の大容量のメモリであっても構わない。

複数のビデオ出力端子Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）は、外部の表示装置と接続され、この端子Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）を介して表示処理部７からの画像データが外部の表示装置に出力される。

操作部１０は、装置前面に設けられる操作パネル等であり、解析部６、表示処理部７への解析機能、表示条件等の設定を行なう。

選択部１１は、表示メモリ９（１）〜９（ｎ）に格納されて複数のビデオ出力端子Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）それぞれから出力される画像データのなかから、所望の画像データを一つ選択する。そして、選択部１１は、選択した画像データに基づく設定が行なえるように操作部１０に指示すると共に、表示処理部７に選択した画像データを表示画面Ｄ１に表示させるように指示する。

外部の表示装置Ｄｉｓｐ（１）〜Ｄｉｓｐ（ｎ）のそれぞれは、波形測定装置のビデオ出力端子Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）に接続される。

このような装置の動作を説明する。
ＡＤ変換器１が、入力端子Ａｉｎに入力されたアナログ信号をデジタルデータに変換してデータ処理部４に出力すると共に、サンプラ２が、入力端子Ｄｉｎに入力されたロジック信号を２値化データにしてデータ処理部４に出力する。一方、トリガ回路３が、所定のトリガ条件となる波形を検出するとトリガ信号をデータ処理部４に出力する。

そして、データ処理部４が、トリガ信号を基準とし、この基準となるトリガ信号前後の所望時間分の各チャネルのデジタルデータおよび各ビットの２値化データそれぞれを波形データとしてアクイジョンメモリ５に格納し、次のトリガ信号で再度アクイジョン動作を行なう。

そして、解析部６が、アクイジョンメモリ５から波形データを読み出し、操作部１０からの設定に従って、所望の解析を行なう。例えば、ＦＦＴ解析、ピーク検出等を行なう。

また、表示処理部７が、アクイジョンメモリ５から波形データを読み出し、解析部６から解析結果が入力される。そして、操作部１０からの設定に従って複数種類の画像データを生成し、表示メモリ９（１）〜９（ｎ）に格納する。

例えば、表示処理部７が、メイン画面（アナログ波形、ロジック波形の波形表示）の画像データを生成し表示メモリ９（１）に格納し、メイン画面で指定された領域を拡大したズーム画面の画像データを生成し表示メモリ９（２）に格納し、アナログ波形表示のみの画像データを生成し表示メモリ９（３）に格納し、ロジック波形表示のみの画像データを生成し表示メモリ９（４）に格納し、解析結果（ＦＦＴ解析、ＸＹ解析、検出結果のリスト表示等）の画像データを生成し表示メモリ９（５）に格納し、その他の画像データそれぞれを表示メモリ９（６）〜９（ｎ）に格納する。

そして、所定のレートで、表示処理部７が、各画像メモリ９（１）〜９（ｎ）から画像データを読み出し、画像メモリ９（１）の画像データをビデオ出力端子Ｖｏ（１）を介して外部の表示装置Ｄｉｓｐ（１）に出力し、画像メモリ９（２）の画像データをビデオ出力端子Ｖｏ（２）を介して外部の表示装置Ｄｉｓｐ（２）に出力し、以下、同様に各画像メモリ９（３）〜９（ｎ）の画像データをビデオ出力端子Ｖｏ（３）〜Ｖ（ｎ）を介して外部の表示装置Ｄｉｓｐ（３）〜Ｄｉｓｐ（ｎ）に出力し、波形表示、解析結果表示等を行なう。

また、選択部１１によって所望の画像データが選択された場合、表示処理部７が、外部の表示装置Ｄｉｓｐ（１）〜Ｄｉｓｐ（ｎ）に表示中の画像データを格納している画像メモリ９（１）〜９（ｎ）のうち、選択部１１で選択された画像メモリの画像データを波形測定装置自体の表示部８の表示画面Ｄ１に表示する。

さらに、操作部１０が、選択部１１で選択された画像データに基づく設定を行なうように各キー、ノブ等が割り当てられる。例えば、操作部１０の各キーやノブ等は、アナログ波形表示の画像データが選択された場合、縦軸、横軸等の表示条件の設定用になり、解析機能を設定する画像データが選択された場合、ＦＦＴ等の解析条件の設定用になり、解析結果を表示する画像データが選択された場合、解析結果をスクロール表示させる等の操作用になる。

このように、表示処理部７が、種類の異なる複数画面分の画像データを生成し、生成した画像データそれぞれを複数のビデオ出力端子Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）を介して外部の表示装置Ｄｉｓｐ（１）〜Ｄｉｓｐ（ｎ）に出力するので、波形測定装置自体の小型（外部の表示装置に比較して）な表示画面Ｄ１に各種画像データを小さなウィンドウにして重ねたり、並べたりして表示する必要が無い。これにより、各画像データそれぞれの波形表示や解析結果等を最適な表示条件で表示することができ、正確に効率よく波形の測定、解析等を行なうことができる。

また、各ビデオ出力端子Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）から出力される画像データの一つを選択部１１が選択し、この選択部１１で選択された画像データの表示画面Ｄ１上での各種設定、操作を行なうように操作部１０の各キーやノブを割り当てる。これにより、所望の条件で波形表示や測定、解析等が行なえ、波形表示の設定等とは独立して解析結果の表示操作等も行える。従って、解析結果と波形表示とを切り替えて表示させる必要がなく、正確に効率よく被測定波形の測定、解析等を行なうことができる。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
アナログ波形およびロジック波形を同時に測定できる波形測定装置の構成を示したが、いずれか一方のみの測定でもよい。

また、アナログ信号を４チャネル、ロジック信号を３２ビットとする構成を示したが、チャネル数、ビット数はいくつでもよい。また、どのような波形解析を行なってもよい。

そして、波形測定装置に本発明を適用する構成を示したが、種類の異なる信号を複数のウィンドウとして表示する電子機器に適用できる。すなわち、各ウィンドウごとの画像データをビデオ出力端子Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）から出力すればよい。

本発明の一実施例を示した構成図である。 図１に示す装置に外部の表示装置を接続した一例を示した図である。 従来の波形測定装置の前面の一例を示した図である。

符号の説明

７ 表示処理部
９（１）〜９（ｎ） 表示メモリ
１０ 操作部
１１ 選択部
Ｄ１ 表示画面
Ｖｏ（１）〜Ｖｏ（ｎ）ビデオ出力端子

Claims (2)

1. 被測定波形を測定し、装置に取り付けられた表示画面に波形表示を行なう波形測定装置において、
   前記表示画面に表示させる複数画面分の画像データであって属性が互いに異なる複数種類の画像データを生成する表示処理部と、
   この表示処理部の複数画面分の画像データそれぞれを記憶する表示メモリと、
   この表示メモリの画像データそれぞれを外部の表示装置に出力するための複数のビデオ出力端子と、
   前記表示画面に表示される画面を用いて、前記出力端子から出力される前記画像データについての指示のための操作を受け付ける操作部と、
   前記複数のビデオ出力端子それぞれから出力される画像データの一つを選択する選択部と、
   を設け、
   前記操作部は、前記選択部で選択された画像データについての設定操作を受け付け、
   前記表示画面に表示される画面には、前記操作部を介して受け付けられた前記設定操作が反映され、
   前記操作部を介して受け付けられる設定操作の内容が、前記選択部で選択された画像データの属性ごとに異なり、
   前記画像データの属性として、アナログ波形表示の画像データ、解析機能を設定するための画像データ、および解析結果を表示する画像データのいずれかが含まれることを特徴とする波形測定装置。
2. 前記選択部で選択された画像データを前記表示画面に表示することを特徴とする請求項１記載の波形測定装置。

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