JP5418970B2 - 波形計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、波形を表示してそのレベルを計測する波形計測装置に関し、特にシリアルデータの計測に用いて好適な波形計測装置に関するものである。

信号の波形を表示し、カーソルで波形の一部を指定することにより、振幅や周期、あるいは信号のロジックレベルを計測することが行われている。特許文献１には、このような計測に用いる波形表示装置の発明が記載されている。以下、図３、４を用いて、この発明の概要を説明する。

図３は波形表示装置の構成図である。図３において、メモリ１０には波形データが格納されている。また、しきい値設定手段１１によって、ロジックレベルを決定するしきい値を設定する。

データ処理部１２は振幅値演算手段１３および比較手段１４を具備している。振幅値演算手段１３はメモリ１０から波形データを読み出し、カーソルが指定する位置における波形の振幅を演算する。比較手段１４はこの振幅としきい値設定手段１１で設定されたしきい値を比較し、振幅を２値化してロジックレベルに変換する。

表示処理部１５は結果表示手段１６を有し、振幅演算手段１３が演算した振幅値、および比較手段１４が２値化したデータを表示部１７に表示する。

表示部１７には、表示処理部１５によって計測点を指定するカーソルが表示される。このカーソルは、図示しない移動手段によって、表示部の画面を左右に移動させることができる。

次に、図４を用いてロジックレベル計測の手順を説明する。図４において、２０は表示された波形、２１はしきい値設定手段１１によって設定されたしきい値、２２、２３はカーソルである。ロジックレベルを計測したい点にカーソル２２、２３を移動させると、その点のロジックレベルが表示される。

図４左下は計測した値であり、しきい値（Ｖｔｈ）は１．６５Ｖ、カーソル２２、２３の位置の電圧はそれぞれ１．６Ｖ、３．０Ｖである。しきい値が１．６５Ｖなので、カーソル２２（Ｙ１）で指定される点のロジックレベルは“Ｌ”、カーソル点２３（Ｙ２）で指定される点のロジックレベルは“Ｈ”と判定される。

特開２００６−１７７６９３号公報

しかしながら、このような波形表示装置は、シリアルデータのロジックレベルを計測するときは、操作が煩雑になってしまうという課題があった。図５を用いて、このことを説明する。

図５において、２４は表示されたシリアルデータ、２５、２６は計測点を指定するカーソルである。シリアルデータは、高レベルのスタートビット（Ｓｔｂ）を先頭にしてビット１３（ｂ１３）〜ビット０（ｂ０）のデータビットが続き、低レベルのストップビット（Ｓｐｂ）で終了する信号である。

このようなシリアルデータのロジックレベルを計測するためには、先ずスタートビットの位置にカーソル２５を合わせてそのロジックレベルを計測し、シリアルデータのビットレートに相当する時間だけカーソル２５を順次ずらしてロジックレベルを計測する。

しかし、カーソルを何度も動かさなければならないので操作が煩雑になり、かつビット７（ｂ７）からビット３（ｂ３）のように同じレベルが続くときは、ビット位置を特定してカーソルを位置付けることが困難であるという課題があった。

また、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）の信号を解析する機能を有する測定器が市販されている。この測定器を用いると簡単に測定が可能であるが、高価であり、またＵＡＲＴの規格以外の信号を解析することができないという課題もあった。

本発明の目的は、シリアルデータを波形表示画面上で簡単に計測することができる波形計測装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
計測する波形およびカーソルを表示部に表示し、表示された波形の計測点に前記カーソルを位置付けて、前記波形を計測する波形計測装置において、
計測するシリアルデータのビット数が入力され、このビット数に対応する本数を有し、それらの間隔が等間隔のカーソルを設定するカーソル設定手段と、
前記カーソル設定手段が設定したカーソルの本数と間隔が入力され、これらのカーソルをその間隔を保ったまま一体で移動させ、それらのカーソル位置を出力するカーソル移動手段と、
しきい値を設定し、この設定されたしきい値を出力するしきい値設定手段と、
前記表示部に表示される波形データが格納されるメモリと、
前記カーソル移動手段および前記しきい値設定手段の出力が入力され、前記カーソル移動手段の出力に基づいて前記メモリから波形データを読み出し、この読み出した波形データから電圧値を演算して、この演算した電圧値と前記しきい値設定手段の出力を比較してその結果を出力するデータ処理部と、
前記データ処理部の出力が入力され、計測する波形、前記カーソル、および前記データ処理部の出力を前記表示部に表示する表示処理部と、
を具備したものである。カーソルの位置と間隔を調整するだけで、シリアルデータのロジックレベルを一度に計測できる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記カーソル設定手段には計測するシリアルデータのビットレートが入力され、このカーソル設定手段は、入力されたビットレートからカーソルの間隔を決定するようにしたものである。カーソルの間隔を調整する必要がないので、より簡単に計測できる。

請求項３記載の発明は、請求項１若しくは請求項２に記載の発明において、
前記表示処理部は、前記データ処理部の出力を２進数および１６進数に変換して、前記表示部に表示するようにしたものである。容易にシリアルデータを把握できる。

本発明によれば以下のような効果がある。
請求項１、２および３の発明によれば、シリアルデータのビット数に対応する本数の等間隔カーソルを発生させ、これらのカーソルの間隔をシリアルデータのビットレートに応じて調整すると共に、それらの間隔を保ったまま移動できるようにして、各カーソル点の値としきい値を比較することにより、シリアルデータ全体のロジックレベルを一度に計測するようにした。

カーソルの間隔をビットレートに応じて調整し、かつ先頭のカーソルをシリアルデータのスタートビットに合わせるだけでシリアルデータ全体のロジックレベルを一度に計測することができるので、シリアルデータの各ビットにカーソルをいちいち合わせる必要がなくなる。そのため、簡単な操作でかつ短時間でシリアルデータの計測ができるという効果がある。

また、カーソルを目視でシリアルデータに合わせるので、専用の測定器では測定できない規格外のシリアルデータや、ノイズが重畳し、また品位が低下したために専用の測定器が使用できない信号でも計測することができるという効果もある。

さらに、シリアルデータのビットレートに応じて自動的にカーソルの間隔を設定するようにすると、シリアルデータの先頭にカーソルを合わせるだけで計測できるので、計測がより簡単になるという効果もある。

本発明の一実施例を示した構成図である。 本発明の動作を説明するための図である。 従来の波形表示装置の構成図である。 従来の波形表示装置の動作を説明するための図である。 従来の課題を説明するための図である。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。本発明は、計測するシリアルデータのビット数に対応する本数を有し、間隔が等しい複数のカーソルを発生させ、その間隔を保ったままでこれらのカーソルを移動できるようにして、これらのカーソルを表示された波形の計測点に位置付け、シリアルデータの全ビットのロジックレベルを一度に計測できるようにしたものである。

図１は本発明に係る波形計測装置の一実施例を示した構成図である。なお、図３と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。

図１において、３０はカーソル設定手段であり、計測するシリアルデータのビット数およびカーソル間隔が入力される。カーソル設定手段３０は、間隔が入力されたカーソル間隔であり、入力されたビット数に対応する本数を有するカーソルを生成し、その情報を出力する。入力されるカーソル間隔の値を変えることにより、生成したカーソルの間隔を可変することができる。

３１はカーソル移動手段であり、カーソル設定手段３０が設定したカーソルの情報が入力され、これらのカーソルの間隔を変えないようにして一体で移動させ、各カーソルの位置情報を出力する。カーソル移動手段３１は例えばロータリーノブを有し、このロータリーノブを回転させることにより、カーソルを移動させることができる。

メモリ１０には、計測する波形の波形データが格納される。また、しきい値設定手段１１はロジックレベルを判定するしきい値を設定し、このしきい値を出力する。

３２はデータ処理部であり、電圧値演算手段３３および比較手段３４で構成される。カーソル移動手段３１が出力するカーソル位置は、電圧値演算手段３３に入力される。電圧値演算手段３３は、カーソル位置に対応する波形データをメモリ１０から読み込み、その位置の電圧を演算して比較手段３４に出力する。電圧値演算手段３３は、全てのカーソル位置についてこの操作を行い、カーソル位置に対応する電圧値を出力する。

なお、カーソル移動手段３１は、表示部１７内の画面上のカーソル位置を出力する。データ処理部３２は、このカーソル位置からメモリ１０に格納されている波形データのアドレスを演算し、このアドレスの波形データを読み込む。アドレスは、画面の左端の時間と画面横軸のスケール（Ｔｉｍｅ／ｄｉｖ）から計算することができる。

比較手段３４は、電圧値演算手段３３が出力する値（電圧）と、しきい値設定手段１１が出力するしきい値を比較し、カーソル位置のロジックレベルを決定して表示処理部３４に出力する。比較手段３４は、全てのカーソル位置についてこの操作を行い、各カーソル位置のロジックレベルを決定する。

表示処理部３５は計測すべき波形、およびカーソル、しきい値を表示部１７に表示する。表示処理部３５にはまた結果表示手段３６が内蔵されている。表示処理部３５は、比較手段３４が決定したロジックレベルを見易い形式に編集し、結果表示手段３６は、表示処理部３５が編集した結果を表示部１７に表示する。

次に、図２に基づいてこの実施例の操作を詳細に説明する。図２は、１つのスタートビット（Ｓｔｂ）、１４個のデータビット（ｂ１３〜ｂ０）、１つのストップビット（Ｓｐｂ）からなるシリアルデータを計測する場合の例であり、実線４０はシリアルデータの波形、２点鎖線４１はしきい値、４４は編集された計測値である。

一点鎖線４２、点線４３はいずれもカーソルである。カーソル４２は基準カーソルであり、カーソル４３は全てのデータビット（ｂ１３〜ｂ０）、およびストップビット（Ｓｐｂ）に対応する位置に位置付けられるカーソルである。

シリアルデータの計測を行うときは、ロータリーノブ等を用いて基準カーソル４２をスタートビット（Ｓｔｂ）の位置に合わせる。スタートビットは最初に高レベルになるビットなので、容易に見分けることができる。

そして、表示された波形を見ながら、各カーソルがシリアルデータの各ビット位置に位置するようにカーソルの間隔を調整する。各カーソルは間隔が同じになるように変化するので、容易にカーソルの間隔を調整することができる。

このように、先頭のカーソルを先頭ビットの位置に合わせ、カーソルの間隔を調整するだけで、全てのカーソルを各ビット位置に位置付けることができる。

電圧値演算手段３３は、基準カーソル４２とその他のカーソル４３の画面上での位置を読み取り、画面左端の時間、および画面横軸の時間スケールからカーソル位置波形データが格納されているメモリ１０のアドレスを演算し、このアドレスの波形データを読み込んでその電圧値を演算し、比較手段３４に出力する。比較手段３５はそのロジックレベルを決定する。

４４に示すように、決定されたロジックレベルは理解し易い形式で表示される。４４の１行目は基準カーソル４２の位置、すなわちスタートビットの電圧値である。図２では、電圧は４．９Ｖになっている。

２行目はデータビットｂ１３〜ｂ０をこの順に２値（１、０）で表したものであり、３行目は１６進数で表したものである。このように、種々の形式で表示することにより、データを容易に理解することができる。

このように、基準カーソルをスタートビットに合わせ、カーソルの間隔を調整するだけで、自動的にカーソルが各ビット位置に配置され、その点のロジックレベルを計測して表示する。このため、簡単な操作でシリアルデータを解析することができる。

また、高価なＵＡＲＴ解析機能を有する測定器を用いなくても、シリアルデータを解析することができる。また、ノイズが重畳して専用測定器が使用できない場合でも、解析を行うことができる。

さらに、どのようなビット数、ビットレートにも対応することができるので、規格外のシリアルデータや、ノイズが重畳しまた品位が低下したシリアルデータでも、容易に解析することができる。

なお、この実施例ではカーソル設定手段３０にカーソル４３の間隔を入力するようにしたが、シリアルデータのビットレートを入力し、カーソル設定手段３０がこのビットレートからカーソルの間隔を決定するようにしてもよい。このようにすると、カーソルの間隔を調整する手間を省くことができる。

カーソルの間隔は、ビットレートと画面横軸のスケールから演算することができる。例えば、ビットレートが１Ｍｂｐｓで横軸のスケールが２μＳ／ｄｉｖのときは、カーソルの間隔は０．５ｄｉｖになる。

また、この実施例ではデータビットのロジックレベルを表示するようにしたが、電圧値も表示するようにしてもよい。

１０ メモリ
１１しきい値設定手段
１７ 表示部
３０ カーソル設定手段
３１ カーソル移動手段
３２ データ処理部
３３ 電圧値演算手段
３４ 比較手段
３５ 表示処理部
３６ 結果表示手段
４０ 計測波形
４１ しきい値
４２、４３ カーソル
４４ 編集された計測値

Claims (3)

1. 計測する波形およびカーソルを表示部に表示し、表示された波形の計測点に前記カーソルを位置付けて、前記波形を計測する波形計測装置において、
   計測するシリアルデータのビット数が入力され、このビット数に対応する本数を有し、それらの間隔が等間隔のカーソルを設定するカーソル設定手段と、
   前記カーソル設定手段が設定したカーソルの本数と間隔が入力され、これらのカーソルをその間隔を保ったまま一体で移動させ、それらのカーソル位置を出力するカーソル移動手段と、
   しきい値を設定し、この設定されたしきい値を出力するしきい値設定手段と、
   前記表示部に表示される波形データが格納されるメモリと、
   前記カーソル移動手段および前記しきい値設定手段の出力が入力され、前記カーソル移動手段の出力に基づいて前記メモリから波形データを読み出し、この読み出した波形データから電圧値を演算して、この演算した電圧値と前記しきい値設定手段の出力を比較してその結果を出力するデータ処理部と、
   前記データ処理部の出力が入力され、計測する波形、前記カーソル、および前記データ処理部の出力を前記表示部に表示する表示処理部と、
   を具備したことを特徴とする波形計測装置。
2. 前記カーソル設定手段には計測するシリアルデータのビットレートが入力され、このカーソル設定手段は、入力されたビットレートからカーソルの間隔を決定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の波形計測装置。
3. 前記表示処理部は、前記データ処理部の出力を２進数および１６進数に変換して、前記表示部に表示するようにしたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の波形計測装置。

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