JP5397588B2

JP5397588B2 - Waveform display device

Info

Publication number: JP5397588B2
Application number: JP2008244187A
Authority: JP
Inventors: 基彰杉本; 吉信杉原
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: JP2010078353A

Description

本発明は、波形表示装置に関し、詳しくは、波形データ取り込み期間内における波形データの発生頻度数に応じて表示輝度を制御するように構成された波形表示装置の改善に関するものである。 The present invention relates to a waveform display device, and more particularly to an improvement in a waveform display device configured to control display luminance in accordance with the number of occurrences of waveform data within a waveform data capture period.

波形表示装置の一種に、波形データ取り込み期間内における波形データの発生頻度数に応じて、表示画素毎に表示輝度を制御するように構成されたデジタルオシロスコープがある。このようなデジタルオシロスコープでは、発生頻度数の高い波形部分は高輝度で表示され、発生頻度数の低い波形部分は低輝度で表示されるので、画面上の表示波形から各波形部分の発生頻度状況を表示輝度の高低で識別把握することができ、波形の観測解析が容易になる。 One type of waveform display device is a digital oscilloscope configured to control display luminance for each display pixel in accordance with the number of occurrences of waveform data within a waveform data capture period. In such a digital oscilloscope, the waveform part with high occurrence frequency is displayed with high brightness, and the waveform part with low occurrence frequency is displayed with low brightness. Can be identified and grasped with high and low display brightness, and waveform observation analysis becomes easy.

図４は、従来のデジタルオシロスコープの一例を示す構成図である。図４において、入力端子１に入力される被測定信号は、アンプ２を介してＡ／Ｄ変換器３およびトリガ回路４に入力される。Ａ／Ｄ変換器３の変換出力データおよびトリガ回路４のトリガ信号はデータ処理回路５に入力される。 FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional digital oscilloscope. In FIG. 4, the signal under measurement input to the input terminal 1 is input to the A / D converter 3 and the trigger circuit 4 via the amplifier 2. The conversion output data of the A / D converter 3 and the trigger signal of the trigger circuit 4 are input to the data processing circuit 5.

データ処理回路５は、トリガ信号に基づいて波形取込み期間内にｎ回のアクイジションデータのメモリ６への取込みを行って表示画素毎に波形データの重ね描きを行い、別途設定される閾値に基づき重ね描いた波形をドット密度に応じて階調表現（輝度コード化）して表示処理回路７へ転送する。 Based on the trigger signal, the data processing circuit 5 captures the acquisition data into the memory 6 n times within the waveform capture period, and overlays the waveform data for each display pixel, and overlays based on a separately set threshold value. The drawn waveform is expressed in gradation (luminance coding) in accordance with the dot density and transferred to the display processing circuit 7.

表示処理回路７は、表示画素毎に波形残像時間の設定と経過時間に基づきドット密度に応じて階調を落とすことにより波形の残像を表現し、生成した残像表示画面を表示メモリ８を介して表示器９に表示する。 The display processing circuit 7 expresses the afterimage of the waveform by dropping the gradation according to the dot density based on the setting of the waveform afterimage time and the elapsed time for each display pixel, and displays the generated afterimage display screen via the display memory 8. Displayed on the display 9.

図５は、データ処理回路５の具体例を示すブロック図である。ＣＰＵ１０は、重ね描いた波形データをドット密度に応じて階調表現するための閾値を閾値設定レジスタ１１に設定する。データ点数積算部１２は、表示画素毎に取り込んだ波形データの密度情報をデータ密度情報格納部１３に格納する。 FIG. 5 is a block diagram showing a specific example of the data processing circuit 5. The CPU 10 sets a threshold value in the threshold value setting register 11 for expressing the overlaid waveform data in gradation according to the dot density. The data point accumulation unit 12 stores the density information of the waveform data captured for each display pixel in the data density information storage unit 13.

輝度コード変換部１４は、これら閾値設定レジスタ１１に格納された閾値とデータ密度情報格納部１３に格納された密度情報を表示画素毎に比較して輝度コード信号として出力する。ここで、データ点数の積算回数は、たとえば１６ビットの場合は６４×１０^３回になり、３２ビットの場合は４×１０^６回になる。一方、比較数は、輝度階調数を１６階調とすると４ビットで１５段階の比較をすることから１５個の比較器が必要になり、輝度階調数を２５６階調とすると８ビットで２５５段階の比較をすることから２５５個の比較器が必要になる。すなわち、輝度コード変換部１４は、これら輝度階調数に応じて並列接続される複数ｎ個の比較器の出力データを、最新の輝度コード信号として最新輝度コード格納部１５に出力する。 The luminance code conversion unit 14 compares the threshold value stored in the threshold value setting register 11 and the density information stored in the data density information storage unit 13 for each display pixel, and outputs the luminance code signal. Here, the number of data points accumulated is, for example, 64 × 10 ³ times in the case of 16 bits and 4 × 10 ⁶ times in the case of 32 bits. On the other hand, if the number of comparisons is 16 gradations, 15 comparisons are required with 4 bits, so 15 comparators are required. If the number of comparisons is 256, the comparison is 8 bits. Since 255 stages of comparison are performed, 255 comparators are required. That is, the luminance code conversion unit 14 outputs the output data of a plurality of n comparators connected in parallel according to the number of luminance gradations to the latest luminance code storage unit 15 as the latest luminance code signal.

残光時間輝度コード格納部１６には、表示画素毎の残光時間輝度情報が、最新輝度コード格納部１５に格納される輝度コードと同じコード形式に変換されて格納される。 In the afterglow time luminance code storage unit 16, the afterglow time luminance information for each display pixel is converted into the same code format as the luminance code stored in the latest luminance code storage unit 15 and stored.

残光時間情報表示コード選択部１７には、最新輝度コード格納部１５と残光時間輝度コード格納部１６の各画素の出力データが入力され、輝度の明るい方が選択されて表示部９に出力されるとともに、残光時間輝度コード格納部１６に逐次上書き格納される。 The output data of each pixel of the latest luminance code storage unit 15 and the afterglow time luminance code storage unit 16 is input to the afterglow time information display code selection unit 17, and the brighter one is selected and output to the display unit 9. In addition, the afterglow time luminance code storage unit 16 is sequentially overwritten and stored.

表示部９は、表示画素毎に設定された波形残像時間と経過時間に基づきドット密度に応じた階調を落とし、波形の残像を表現する。 The display unit 9 expresses the afterimage of the waveform by reducing the gradation corresponding to the dot density based on the waveform afterimage time and the elapsed time set for each display pixel.

図６は頻度−輝度変換の概念図であり、データ点数が多くなることにより輝度は明るくなり、データ点数が少なくなることにより輝度は暗くなることを示している。 FIG. 6 is a conceptual diagram of frequency-luminance conversion, and shows that the luminance increases as the number of data points increases, and the luminance decreases as the number of data points decreases.

特許文献１には、波形の発生頻度情報を輝度変化として表示するデジタルオシロスコープの構成が記載されている。 Patent Document 1 describes a configuration of a digital oscilloscope that displays waveform generation frequency information as a change in luminance.

特開平０４−５０６６１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-50661

ところで、このような従来のデジタルオシロスコープによれば、トリガ発生頻度に応じてｎ回の取り込み数は変化する。また、トリガ発生頻度が十分な場合であっても、レコード長（取り込みデータ点数）やデータ処理（演算、表示フォーマットなど）の違いによりｎ回の取り込み数は変化する。 By the way, according to such a conventional digital oscilloscope, the number of captures n times changes according to the trigger occurrence frequency. Even if the trigger occurrence frequency is sufficient, the number of times of n captures varies depending on the record length (number of captured data points) and data processing (calculation, display format, etc.).

ところが、波形密度が変化すると、閾値が固定の場合には波形の見え方が変化し、階調不足になって階調表現が意味を持たないケースが発生することがある。そこで、この問題を解決するために、頻度−輝度変換にあたり、ユーザが実際の表示状態から閾値を変更することにより全ての閾値をＣＰＵ１０から設定していた。 However, when the waveform density changes, the appearance of the waveform changes when the threshold value is fixed, and there may occur a case where the gradation expression is meaningless due to insufficient gradation. Therefore, in order to solve this problem, in frequency-luminance conversion, all threshold values are set from the CPU 10 by the user changing the threshold values from the actual display state.

しかし、波形取り込み期間における波形密度の積算にあたり、波形取り込みレートが高速になると積算部分のビット数を増やす必要が出てくる。たとえば１０万回/秒の取り込みレートでは、同一ポイントのデータが繰り返された場合、１６ビットでは１秒間の間でオーバーフローしてしまう。 However, when integrating the waveform density during the waveform acquisition period, it is necessary to increase the number of bits in the integration part as the waveform acquisition rate increases. For example, at the capturing rate of 100,000 times / second, if data of the same point is repeated, 16 bits overflow in one second.

また、輝度変換の階調表現において、表現力を向上させるために階調数を増やすと比較器の数が増えることになる。たとえば１６階調であれば比較器１１は１５個でよいが、２５６階調とした場合には２５５個の比較器が必要となる。 Further, in the gradation expression for luminance conversion, if the number of gradations is increased in order to improve expressive power, the number of comparators increases. For example, the number of comparators 11 may be 15 for 16 gradations, but 255 comparators are required for 256 gradations.

さらに、積算ビット数および階調数を増やすと比較器のビット数および数が増大することから、積算数は１６ビットで輝度階調数は４ビットで１６階調程度が従来構成の回路規模と考えられ、それ以上のパフォーマンスおよび表示表現を実現するためには回路規模が膨大となる。 Further, when the number of accumulated bits and the number of gradations are increased, the number of bits and the number of the comparators are increased. The circuit scale becomes enormous in order to realize the performance and display expression beyond that.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、波形密度（積算数）および輝度階調数の増加に比例した回路規模の増大を回避するとともに、レコード長（取り込みデータ点数）や演算、表示フォーマットなどデータ処理の違いによる波形データの取り込み数のばらつきに対応した階調変更が可能な仕組みを継承した波形表示装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to avoid an increase in circuit scale in proportion to an increase in waveform density (integrated number) and luminance gradation number, and a record length ( The object of the present invention is to realize a waveform display device that inherits a mechanism capable of changing the gradation corresponding to the variation in the number of waveform data acquisitions due to differences in data processing such as the number of acquired data points, calculation, and display format.

このような問題を解決するため、請求項１記載の発明は、
波形データ取り込み期間内における波形データの発生頻度数に応じて表示画素毎に表示輝度を制御するように構成された波形表示装置において、
表示画素毎に取り込んだ波形データの密度情報に基づき対数化された輝度階調情報を変換出力する輝度階調対数変換手段と、
この対数化された輝度階調情報に表示輝度を調整するためのオフセットを加減算する演算手段、
を設けたことを特徴とする。 In order to solve such a problem, the invention of claim 1
In the waveform display device configured to control the display brightness for each display pixel according to the number of occurrences of waveform data within the waveform data capture period,
Luminance gradation logarithm conversion means for converting and outputting logarithmic luminance gradation information based on the density information of the waveform data captured for each display pixel;
Arithmetic means for adding and subtracting an offset for adjusting display luminance to the logarithmic luminance gradation information;
Is provided.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の波形表示装置において、
前記オフセットはＣＰＵにより設定されることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the waveform display device according to claim 1,
The offset is set by a CPU .

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の波形表示装置において、
前記波形表示装置はデジタルオシロスコープであることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the waveform display device according to claim 1 or 2,
The waveform display device is a digital oscilloscope .

これらにより、比較的簡単な回路構成で、波形データの頻度数を輝度変化として表示する波形表示装置が実現できる。 Accordingly, it is possible to realize a waveform display device that displays the frequency number of waveform data as a luminance change with a relatively simple circuit configuration.

以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の主要部分を示す構成図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。図１において、データ密度情報格納部１３は、第１の０検出部１８および輝度階調対数変換部１９に接続されている。 The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the main part of one embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the parts common to FIG. In FIG. 1, the data density information storage unit 13 is connected to a first 0 detection unit 18 and a luminance gradation logarithm conversion unit 19.

輝度階調対数変換部１９の出力端子は演算器２０の一方の入力端子に接続され、演算器２０の他方の入力端子には輝度階調オフセット設定部２１の出力端子が接続されている。 The output terminal of the luminance gradation logarithm conversion unit 19 is connected to one input terminal of the arithmetic unit 20, and the output terminal of the luminance gradation offset setting unit 21 is connected to the other input terminal of the arithmetic unit 20.

演算器２０の出力端子は第１のセレクタ２２の一方の入力端子０および第２の０検出部２３に接続され、第１のセレクタ２２の他方の入力端子１には最小値が入力され、フラグ端子ＦＬＧには第２の０検出部２３の出力端子が接続されている。 The output terminal of the arithmetic unit 20 is connected to one input terminal 0 and the second 0 detector 23 of the first selector 22, and the minimum value is input to the other input terminal 1 of the first selector 22, and the flag The output terminal of the second 0 detector 23 is connected to the terminal FLG.

第１のセレクタ２２の出力端子ＯＵＴは第２のセレクタ２４の一方の入力端子０に接続され、第２のセレクタ２４の他方の入力端子１には”０”が入力され、フラグ端子ＦＬＧには第１の０検出部１８の出力端子が接続されている。 The output terminal OUT of the first selector 22 is connected to one input terminal 0 of the second selector 24, “0” is input to the other input terminal 1 of the second selector 24, and the flag terminal FLG is input to the flag terminal FLG. The output terminal of the first 0 detector 18 is connected.

そして、第２のセレクタ２４の出力端子ＯＵＴは、最新輝度コード格納部１５に接続されている。 The output terminal OUT of the second selector 24 is connected to the latest luminance code storage unit 15.

図１の動作を説明する。第１の０検出部１８は、データ密度情報格納部１３から表示画素毎に出力される波形データについて”０”を検出する。これは、積算値”０”には輝度階調を割り当てていないことに基づく。 The operation of FIG. 1 will be described. The first 0 detection unit 18 detects “0” in the waveform data output for each display pixel from the data density information storage unit 13. This is based on the fact that no luminance gradation is assigned to the integrated value “0”.

一方、輝度階調対数変換部１９は、データ密度情報格納部１３から表示画素毎に出力される波形データについて、図２に示すようなプライオリティエンコードを行うとともに、図３に示すような設定輝度階調数に応じたビットの切り出し連結を行う。 On the other hand, the luminance gradation logarithm conversion unit 19 performs priority encoding as shown in FIG. 2 on the waveform data output from the data density information storage unit 13 for each display pixel, and sets the luminance level as shown in FIG. Cut out and connect bits according to the logarithm.

図２において、（Ａ）は波形データが１６ビット［１５：０］の場合に４ビットに変換するプライオリティエンコード例を示し、（Ｂ）は波形データが３２ビット［３１：０］の場合に５ビットに変換するプライオリティエンコード例を示している。
In FIG. 2, (A) shows an example of priority encoding for conversion to 4 bits when the waveform data is 16 bits [15: 0], and (B) shows 5 when the waveform data is 32 bits [31: 0]. An example of priority encoding to be converted into bits is shown.

図３において、（Ａ）は設定輝度階調数が６ビット（６４階調）の例であって、４ビットに変換されたプライオリティエンコード出力にデータ密度情報格納部１３から表示画素毎に出力される１６ビットの波形データの上位２ビットが切り出されて連結されている。（Ｂ）は設定輝度階調数が８ビット（２５６階調）の例であって、５ビットに変換されたプライオリティエンコード出力にデータ密度情報格納部１３から表示画素毎に出力される３２ビットの波形データの上位３ビットが切り出されて連結されている。 In FIG. 3, (A) is an example in which the set luminance gradation number is 6 bits (64 gradations), and is output from the data density information storage unit 13 for each display pixel to the priority encode output converted to 4 bits. The upper 2 bits of 16-bit waveform data are cut out and connected. (B) is an example in which the number of set luminance gradations is 8 bits (256 gradations), and a 32-bit priority encoding output converted to 5 bits is output from the data density information storage unit 13 for each display pixel. The upper 3 bits of the waveform data are cut out and connected.

再び図１において、輝度階調オフセット設定部２１はたとえばＣＰＵで構成されるものであり、図５のような輝度階調毎の閾値設定に代えて、輝度階調オフセット設定のみを行う。具体的には、演算器２０に入力され、輝度階調対数変換部１９の出力データと加減算される。輝度階調対数変換部１９の出力データの積算数が少なくて輝度が暗い場合には、輝度階調オフセット設定部２１から出力されるオフセットデータを加算することにより明るくする。また、オフセット量は、取り込みデータ点数に対応するレコード長や演算、表示フォーマットなどのデータ処理の違いを考慮し、波形データの取り込み枚数を想定して設定する。 In FIG. 1 again, the luminance gradation offset setting unit 21 is constituted by a CPU, for example, and performs only luminance gradation offset setting instead of threshold setting for each luminance gradation as shown in FIG. Specifically, it is input to the computing unit 20 and added / subtracted with the output data of the luminance gradation logarithmic conversion unit 19. When the integrated number of output data of the luminance gradation logarithmic conversion unit 19 is small and the luminance is dark, the luminance data is brightened by adding the offset data output from the luminance gradation offset setting unit 21. In addition, the offset amount is set assuming the number of waveform data to be captured in consideration of differences in data processing such as record length, calculation, and display format corresponding to the number of captured data points.

第１のセレクタ２２は、演算器２０でオフセットを加減算した結果が”０”の場合には最小値を選択し、それ以外の場合は演算器２０の演算結果をそのまま第２のセレクタ２４に出力する。 The first selector 22 selects the minimum value when the result of adding / subtracting the offset by the computing unit 20 is “0”, and otherwise outputs the computation result of the computing unit 20 to the second selector 24 as it is. To do.

第２のセレクタ２４は、データ密度情報格納部１３から出力される積算値データが”０”の場合はコード”０”を選択し、それ以外は第１のセレクタ２２の出力データを選択して後段の最新輝度コード格納部１５へ伝える。 The second selector 24 selects the code “0” when the integrated value data output from the data density information storage unit 13 is “0”, and selects the output data of the first selector 22 otherwise. This is transmitted to the latest luminance code storage unit 15 in the subsequent stage.

このように、データ点数積算値からプライオリティエンコードにより輝度コードを自動算出して、頻度情報に基づき対数化した輝度階調を取り出すことにより、データ積算値のビット数に比例して回路規模が増大することはない。 As described above, the luminance code is automatically calculated from the data point integration value by priority encoding, and the logarithmic luminance gradation is extracted based on the frequency information, thereby increasing the circuit scale in proportion to the number of bits of the data integration value. There is nothing.

同様に、輝度階調のビット数が増加しても、従来のように比較器の数が増大することもない。 Similarly, even if the number of bits of the luminance gradation increases, the number of comparators does not increase as in the prior art.

なお、上記実施例ではデジタルオシロスコープの例について説明したが、同様な構成の波形表示装置であってもよい。 In the above embodiment, an example of a digital oscilloscope has been described, but a waveform display device having a similar configuration may be used.

以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な回路構成で、波形データ取り込み期間内における波形データの発生頻度数に応じて表示輝度階調を制御できる波形表示装置を実現できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a waveform display device capable of controlling the display luminance gradation in accordance with the frequency of occurrence of waveform data within the waveform data capturing period with a relatively simple circuit configuration.

本発明の一実施例の主要部分を示す構成図である。It is a block diagram which shows the principal part of one Example of this invention. 本発明におけるプライオリティエンコード例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of priority encoding in this invention. 本発明におけるビット切り出し連結例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the bit cut-out connection example in this invention. 従来のデジタルオシロスコープの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional digital oscilloscope. 図４におけるデータ処理回路５の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific example of the data processing circuit 5 in FIG. 頻度−輝度変換の概念図である。It is a conceptual diagram of frequency-luminance conversion.

符号の説明Explanation of symbols

１２データ点数積算部
１３データ密度情報格納部
１５最新輝度コード格納部
１８、２３０検出部
１９輝度階調対数変換部
２０演算器
２１輝度階調オフセット設定部
２２、２４セレクタ 12 data point integration unit 13 data density information storage unit 15 latest luminance code storage unit 18, 230 detection unit 19 luminance gradation logarithm conversion unit 20 computing unit 21 luminance gradation offset setting unit 22, 24 selector

Claims

波形データ取り込み期間内における波形データの発生頻度数に応じて表示画素毎に表示輝度を制御するように構成された波形表示装置において、
表示画素毎に取り込んだ波形データの密度情報に基づき対数化された輝度階調情報を変換出力する輝度階調対数変換手段と、
この対数化された輝度階調情報に表示輝度を調整するためのオフセットを加減算する演算手段、
を設けたことを特徴とする波形表示装置。 In the waveform display device configured to control the display brightness for each display pixel according to the number of occurrences of waveform data within the waveform data capture period,
Luminance gradation logarithm conversion means for converting and outputting logarithmic luminance gradation information based on the density information of the waveform data captured for each display pixel;
Arithmetic means for adding and subtracting an offset for adjusting display luminance to the logarithmic luminance gradation information;
A waveform display device characterized by comprising:

前記オフセットはＣＰＵにより設定されることを特徴とする請求項１記載の波形表示装置。 The waveform display apparatus according to claim 1, wherein the offset is set by a CPU .

前記波形表示装置はデジタルオシロスコープであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の波形表示装置。 3. The waveform display device according to claim 1, wherein the waveform display device is a digital oscilloscope .