(57)【要約】【課題】  収集周期の種類を容易に増やすことができるデータ収集装置を実現することにある。【解決手段】  本発明は、被測定対象からのアナログデータをＡＤ変換回路がデジタルデータに変換し、目的の収集周期のデータ収集を行なうデータ収集装置に改良を加えたものである。本装置は、ＡＤ変換回路が変換したデジタルデータを間引き、周期が異なるデジタルデータを作成する間引き処理回路と、この間引き処理回路が間引いた各周期のデジタルデータを格納する記憶手段と、目的の収集周期に応じて、対応する周期のデジタルデータを記憶手段から読み出してリサンプリングするリサンプリング処理回路とを有し、目的の収集周期が複数種類であることを特徴とするものである。【選択図】                    図１
2006217120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定対象からのアナログデータをＡＤ変換回路がデジタルデータに変換し、目的の収集周期のデータ収集を行なうデータ収集装置において、
前記ＡＤ変換回路が変換したデジタルデータを間引き、周期が異なるデジタルデータを作成する間引き処理回路と、
この間引き処理回路が間引いた各周期のデジタルデータを格納する記憶手段と、
前記目的の収集周期に応じて、対応する周期のデジタルデータを前記記憶手段から読み出してリサンプリングするリサンプリング処理回路と
を有し、前記目的の収集周期が複数種類であることを特徴とするデータ収集装置。
【請求項２】
間引き処理回路は、前記デジタルデータを１／２のべき乗で間引くことを特徴とする請求項１記載のデータ収集装置。
【請求項３】
間引き処理回路は、前記デジタルデータのデータ数が１／２０〜１／２ｋ（但し、ｋは、前記記憶手段の格納可能データ点数をＫとしたときに、ｋ＝ｌｏｇ２（Ｋ）−１で表される）となるように１／２のべき乗で間引きを行ない、それぞれの分周率で間引いたデジタルデータを前記記憶手段に格納することを特徴とする請求項１または２記載のデータ収集集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定対象からのアナログデータをＡＤ変換回路がデジタルデータに変換し、目的の収集周期のデータ収集を行なうデータ収集装置に関するものであり、詳しくは、収集周期の種類を容易に増やすことができるデータ収集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からデータ収集装置を用いて、様々な被測定対象の時間的変動の測定や観測が行なわれている。例えば、機械の振動や温度、脳波や体温といった生体信号、風力や地震動等の気象データ等の時間的変動がデータ収集装置によってデータ収集、測定が行なわれる。
【０００３】
そして、同一の被測定対象であっても、解析の目的によって異なる時間間隔でデータを取得することが一般的に行なわれている。例えば、被測定対象が自動車であり、走行試験の場合には、燃費に関するデータの取得であれば毎秒の車速の測定が必要であり、ＥＭＩに関するデータの取得であればフル加速時での１／１００秒の分解能での測定が必要となる。また、気象データの場合には、所定の位置、例えば、球場で雨が降り出す時間を予測するには、毎分ごとのデータ必要となるが、地球規模、例えば、エルニーニョ現象の影響を測定するならば、月単位でのデータで十分である。
【０００４】
このように被測定対象が同じであっても、データを収集する時間間隔がその目的によって異なる。
【０００５】
図３は、従来のデータ収集装置の構成を示した図である。図３において、被測定対象１０の時間的変動を２種類の収集周期（例えば、ｔ１、ｔ２）で時系列データを得る例を示している。アナログフィルタ回路１１は、被測定対象１０から信号が入力される。ＡＤ変換回路１２は、アナログフィルタ回路１１から信号が入力される。サンプリング処理回路１３は、ＡＤ変換回路１２から信号が入力される。アクイジョンメモリ１４は、記憶手段であり、サンプリング処理回路１３から信号が入力される。
【０００６】
アナログフィルタ回路１５は、被測定対象１０から信号が入力される。ＡＤ変換回路１６は、アナログフィルタ回路１５から信号が入力される。サンプリング処理回路１７は、ＡＤ変換回路１６から信号が入力される。アクイジョンメモリ１８は、記憶手段であり、サンプリング処理回路１７から信号が入力される。つまり、アナログフィルタ回路１１、１５、ＡＤ変換回路１２、１６、サンプリング処理回路１３、１７、アクイジョンメモリ１４、１８が並列に設けられている。なお、各回路１１〜１８で、データ収集装置を構成している。
【０００７】
このような装置の動作を説明する。
アナログフィルタ回路１１，１５が、被測定対象１０からの信号を、エリアシング防止のため所定の周波数でフィルタリングしてＡＤ変換回路１２、１６に出力する。そして、ＡＤ変換回路１２、１６が、アナログ信号をデジタル信号に変換してサンプリング処理回路１３、１７に出力する。さらに、サンプリング処理回路１３、１７が、目的の収集周期（ｔ１、ｔ２）でアクイジョンメモリ１４、１８にデジタルデータを格納する。そして、アクイジョンメモリ１４が、収集周期ｔ１のデータを記憶し、アクイジョンメモリ１８が、収集周期ｔ２のデータを記憶する。
【０００８】
続いて、図４は、従来のデータ収集装置の構成を示した図である。ここで、図３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。図４において、片方の測定系（アナログフィルタ回路１５、ＡＤ変換回路１６、サンプリング処理回路１７、アクイジョンメモリ１８）が取り外される。
【０００９】
そして、アクイジョンメモリ１４の代わりに１次アクイジョンメモリ１９が設けられる。また、Ｎ／Ｍリサンプリング処理回路２０は、１次アクイジョンメモリ１９のデータを読み出す。なお、Ｎ、Ｍは正の整数であり、Ｎ≦Ｍである。２次アクイジョンメモリ２１、２２は、Ｎ／Ｍリサンプリング処理回路２０から信号が入力される。なお、１次アクイジョンメモリ１９は、第１の記憶手段であり、２次アクイジョンメモリは、第２の記憶手段である。
【００１０】
このような装置の動作を説明する。
アナログフィルタ回路１１が、被測定対象１０からの信号を、エリアシング防止のため所定の周波数でフィルタリングしてＡＤ変換回路１２に出力する。そして、ＡＤ変換回路１２が、アナログ信号をデジタル信号に変換してサンプリング処理回路１３に出力する。さらに、サンプリング処理回路１３が、要求される最小の収集周期Ｔｍで１次アクイジョンメモリ１９に時系列データであるデジタルデータを格納する。
【００１１】
そして、Ｎ／Ｍリサンプリング回路２０が、１次アクイジョンメモリ１９の時系列データを読み出し、目的の収集周期ｔ１、ｔ２の時系列データに変換し、周期ｔ１のデジタルデータを２次アクイジョンメモリ２１に格納し、周期ｔ２のデジタルデータを２次アクイジョンメモリ２２に格納する。
【００１２】
例えば、収集周期ｔ１が、最小の収集周期Ｔｍの２倍、すなわち、Ｎ／Ｍ＝１／２であれば、Ｎ／Ｍリサンプリング回路２０が、読み出したデータを間引き、読み出したデータ数に対して１／２となる個数のデータを格納する。
【００１３】
【特許文献１】特開平６−２７４２６７号公報
【特許文献２】特開平１０−１７０５５３号公報（段落番号０００２−０００７、第３−５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図３に示す装置の場合、同時に収集できる時系列データの収集周期は２個に限られるが、異なる収集周期の時系列データを同時に収集したい場合は、新たに測定系を増やしていけばよい。
【００１５】
しかしながら、測定系の数を増やごとに各回路１１〜１４が必要になり装置が大型化すると共にコストも増大してしまう。また、ＡＤ変換回路１２、１６を複数持つことになり、校正もそれぞれ別途行なう必要が生じ、収集周期の種類が増えるに従って工数が増大してしまう。すなわち、同時に取得できる収集周期の種類が制限されるという問題があった。
【００１６】
一方、図４に示す装置の場合、収集する時系列データの種類に関係なく、各回路１１〜２０の数は一定であり、収集周期の種類が増大しても、２次アクイジョンメモリ２１、２２が増えるだけであり、図３の装置と比較して、大きさ、コスト共に抑えることができる。
【００１７】
しかしながら、サンプリング処理回路１３が、要求される最小の収集周期で１次アクイジョンメモリ１９に時系列データを格納するので、目的とする収集周期ｔ１、ｔ２の種類が増大すると、Ｎ／Ｍリサンプリング処理回路２０のデータ処理量と演算回数が多くなる。特に、目的の収集周期ｔ１、ｔ２が、最小の収集周期に対して大きくなればなるほど、データ処理量と演算回数が非常に多くなってしまう。結果的には、Ｎ／Ｍリサンプリング処理回路２０の能力（データ処理能力、演算能力等）によって、同時に収集できる異なる収集周期の時系列データの個数が制限されるという問題があった。
【００１８】
そこで本発明の目的は、収集周期の種類を容易に増やすことができるデータ収集装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１記載の発明は、
被測定対象からのアナログデータをＡＤ変換回路がデジタルデータに変換し、目的の収集周期のデータ収集を行なうデータ収集装置において、
前記ＡＤ変換回路が変換したデジタルデータを間引き、周期が異なるデジタルデータを作成する間引き処理回路と、
この間引き処理回路が間引いた各周期のデジタルデータを格納する記憶手段と、
前記目的の収集周期に応じて、対応する周期のデジタルデータを前記記憶手段から読み出してリサンプリングするリサンプリング処理回路と
を有し、前記目的の収集周期が複数種類であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
間引き処理回路は、前記デジタルデータを１／２のべき乗で間引くことを特徴とするものである。
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、
間引き処理回路は、前記デジタルデータのデータ数が１／２０〜１／２ｋ（但し、ｋは、前記記憶手段の格納可能データ点数をＫとしたときに、ｋ＝ｌｏｇ２（Ｋ）−１で表される）となるように１／２のべき乗で間引きを行ない、それぞれの分周率で間引いたデジタルデータを前記記憶手段に格納することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１〜３によれば、間引き処理回路が、デジタルデータを事前に間引き、周期が異なる複数のデジタルデータを記憶手段に格納する。そして、リサンプリング処理回路が、目的の収集周期に応じて、記憶手段から所望の周期のデータを読み出してリサンプリングを行なう。これにより、目的の収集周期の種類が増えたり、目的の収集周期の差が大きくとも、リサンプリング処理回路でのデータ処理量、演算回数を大幅に減少することができる。従って、収集周期の種類を容易に増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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４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、サンプリング処理回路１３と１次アクイジョンメモリ１９との間に、間引き処理回路２３が新たに設けられる。間引き処理回路２３は、サンプリング処理回路１３から出力されるデジタルデータを間引いて、１次アクイジョンメモリ１９に格納する。なお、各回路１１〜１３、１９〜２３で、データ収集装置を構成している。
【００２３】
このような装置の動作を説明する。ここで、図２は、図１に示す装置における１次アクイジョンメモリ１９に格納される時系列データを示した図である。アナログフィルタ回路１１が、被測定対象１０からのアナログデータの信号を、エリアシング防止のため所定の周波数でフィルタリングしてＡＤ変換回路１２に出力する。そして、ＡＤ変換回路１２が、アナログデータの信号をデジタルデータの信号に変換してサンプリング処理回路１３に出力する。さらに、サンプリング処理回路１３が、要求される最小の収集周期Ｔｍの時系列データであるデジタルデータを間引き処理回路２３に出力する。
【００２４】
そして、間引き処理回路２３が、最小の収集周期Ｔｍのデジタルデータをデータ数がそれぞれ（１／２０＝１／１），（１／２１＝１／２），（１／２２＝１／４），（１／２３＝１／８），・・・，（１／２ｋ）となるように１／２のべき乗で間引きを行ない、それぞれの分周率で間引いたデジタルデータを１次アクイジョンメモリ１９に逐次格納していく。なお、ｋは、１次アクイジョンメモリ１９の格納可能データ点数をＫとしたときに、以下の式で表される整数である。
【００２５】
ｋ＝ｌｏｇ２（Ｋ）−１
【００２６】
従って、１次アクイジョンメモリ１９には、最小の収集周期Ｔ１＝Ｔｍ（１／１の間引き）、収集周期Ｔ２＝Ｔｍ×２（１／２の間引き）、収集周期Ｔ３＝Ｔｍ×４（１／４の間引き），収集周期Ｔ４＝Ｔｍ×８（１／８の間引き），・・・，収集周期Ｔｋ＝Ｔｍ×ｋ（１／２ｋの間引き）の（ｋ＋１）種類の収集周期の時系列データが、図２に示すように各格納領域に格納される。なお、１次アクイジョンメモリ１９の各領域が一杯になったときは、各領域の先頭に戻って上書きして格納する。
【００２７】
そして、Ｎ／Ｍリサンプリング回路２０が、目的の収集周期ｔ１、ｔ２に応じて、１次アクイジョンメモリ１９から対応する収集周期Ｔ１〜Ｔｋの時系列データを読み出してリサンプリングし、２次アクイジョンメモリ２１、２２に格納する。具体的には、Ｎ／Ｍの値が小さい場合（０に近い場合）は、１次アクイジョンメモリ１９内の間引きの多いデータを利用して、リサンプリングを行なう。一方、Ｎ／Ｍの値が大きい場合（１に近い場合）は、１次アクイジョンメモリ１９内の間引きの少ないデータを利用して、リサンプリングを行なう。
【００２８】
このように、間引き処理回路２３が、サンプリング処理回路１３からのデジタルデータを１／２のべき乗で事前に間引き、複数の収集周期Ｔ１〜Ｔｋのデータを１次アクイジョンメモリ１９に格納する。そして、Ｎ／Ｍリサンプリング処理回路２０が、目的の収集周期ｔ１、ｔ２に応じて、１次アクイジョンメモリ１９から所望の収集周期ｔ１〜ｔｋのデータを読み出してリサンプリングし、２次アクイジョンメモリ１４、１８に格納する。これにより、目的の収集周期ｔ１、ｔ２の種類が増えたり、目的の収集周期ｔ１、ｔ２の差が大きくとも、リサンプリング処理回路２０でのデータ処理量、演算回数を大幅に減少することができる。従って、収集周期ｔ１、ｔ２の種類を容易に増やすことができる。さらに、リサンプリング処理回路２０に高価な回路を用いる必要が無く、低コストで図４に示す装置と同等の処理能力を実現することができる。もちろん、図３に示す装置と比較しても、大きさ、コスト共に抑えることができる。
【００２９】
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。
図１に示す装置において、２種類の収集周期ｔ１、ｔ２の時系列データを２次アクイジョンメモリ２１、２２に格納する構成を示したが、収集周期ｔ１、ｔ２の種類は何種類でもよく、種類ごとに２次アクイジョンメモリ２１、２２を設けるとよい。
【００３０】
また、間引き処理回路２３が、サンプリング処理回路１３からのデジタルデータを間引き、１次アクイジョンメモリ１９に格納する構成を示したが、間引き処理回路２３にフィルタ手段を設け、このフィルタ手段が、間引きによるエリアジングの発生を抑えるためのローバスフィルタリングを行ない、フィルタリング後のデータを格納してもよい。
【００３１】
さらに、本装置を、高速なサンプリング、高速な波形表示等が要求される波形測定装置例えば、デジタルオシロスコープに用いてもよい。このように、本装置を波形測定装置に用いるので、装置全体の小型化ができる。また、多種類の収集周期ｔ１、ｔ２のデジタルデータを高速に取得でき、画面表示も高速に行なえるので、被測定対象１０の波形解析を詳細に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置における１次アクイジョンメモリ１９に格納される時系列データを示した図である。
【図３】従来のデータ収集装置の構成を示した図である。
【図４】従来のデータ収集装置のその他の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  被測定対象
１２  ＡＤ変換回路
１９  １次アクイジョンメモリ（記憶手段）
２０  リサンプリング処理回路
２３  間引き処理回路
【図１】
2006217120.tif 000003
【図２】
2006217120.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006217120.tif 000006