(57)【要約】【課題】オーバーフローおよび分解能の低下の発生を回避して、入力信号の振幅値を確実かつ正確に記録する。【解決手段】入力信号Ｓ１を所定の増幅率で増幅する信号増幅部２と、複数の増幅率のうちのいずれかを信号増幅部２の増幅率として設定すると共にその増幅率を示す増幅率データＤｇ、および増幅された入力信号Ｓ２の電圧値を１６ビットで示す電圧値データＤｖを記憶部５に記憶させる制御部４とを備え、制御部４は、電圧値データＤｖの電圧値の絶対値が１６ビットで表現可能な上限値またはその近傍の値の第１所定値に達したときには、設定している増幅率よりも低い増幅率を信号増幅部２の増幅率として設定し、電圧値データＤｖの電圧値の絶対値が複数の増幅率のうちの設定している増幅率よりも高い増幅率における上限値またはその近傍の値の第２所定値を下回ったときには、その高い増幅率を信号増幅部２の増幅率として設定する。【選択図】図１
2007178141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を所定の増幅率で増幅する信号増幅部と、予め規定された複数の増幅率のうちのいずれかを前記信号増幅部の前記増幅率として設定すると共に当該設定した増幅率を示す増幅率情報および前記信号増幅部によって増幅された前記入力信号の振幅値を所定ビット数で示す振幅値情報を記憶部に記憶させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記振幅値情報の前記振幅値の絶対値が前記所定ビット数で表現可能な上限値またはその近傍の値である第１所定値に達したときには、前記複数の増幅率のうちから当該設定している増幅率よりも低い増幅率を前記信号増幅部の前記増幅率として設定し、当該振幅値の絶対値が前記複数の増幅率のうちの当該設定している増幅率よりも高い増幅率における前記上限値またはその近傍の値である第２所定値を下回ったときには、当該高い前記増幅率を前記信号増幅部の増幅率として設定する記録装置。
【請求項２】
前記第１所定値および前記第２所定値を入力するための操作部を備え、
前記制御部は、前記操作部によって入力された値を前記第１所定値および前記第２所定値として設定する請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記振幅値情報の各々と対応する各前記増幅率とを組にして前記記憶部に記憶させる請求項１または２記載の記録装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記振幅値情報を所定の順序で前記記憶部に記憶させると共に、前記増幅率を設定する度に、当該増幅率の設定直前の前記増幅率と、当該直前の増幅率で測定した最初の前記振幅値情報および最後の前記振幅値情報を特定する情報とを組にして当該記憶部に記憶させる請求項１または２記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号の振幅値を所定ビット数で示す振幅値情報を記録する記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の記録装置として、出願人は、測定動作中にチャートスピードや電圧軸レンジなどの記録条件が変更されたときであっても、その記録条件の変更履歴を保持しつつ、測定動作を続行させる波形記録計を特開平９−１５２４５１号公報に開示している。この波形記録計は、増幅器、Ａ／Ｄ変換器、ＣＰＵ、操作部、ストレージメモリおよび記録目次レジスタを備えて構成されている。この波形記録計では、増幅器が、入力したアナログ入力信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換器が、増幅されたアナログ入力信号をデジタル信号である振幅値（同公報における「波形データ」）に変換する。この際に、ＣＰＵが、操作部から与えられる記録条件に基づいて、振幅値をストレージメモリに逐次書き込む。また、ＣＰＵは、振幅値の書き込みと同期して、操作部を用いて変更された記録条件と、その記録条件を変更した時を示す時間データとを記録目次レジスタに書き込む。
【特許文献１】特開平９−１５２４５１号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の波形記録計には、以下の解決すべき課題がある。すなわち、この波形記録計では、入力信号の測定の際に操作部を用いて電圧軸レンジを変更している。このため、入力信号が想定以上のレベルに急激に達したときには、そのことを使用者が認識した後に操作部を操作して電圧軸レンジを変更するまで、入力信号のレベルが、設定されている電圧軸レンジをオーバーフローした状態となる可能性がある。一方、オーバーフローを回避するために電圧軸レンジを最初から高く設定した場合、入力信号の振幅値が低いときには、Ａ／Ｄ変換器のレンジを有効に使用できないため、振幅値の分解能が低下する。したがって、この波形記録計には、入力信号の振幅値を記録する際に、オーバーフローや分解能の低下が発生するおそれがあり、これを改善するのが好ましい。
【０００４】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、オーバーフローおよび分解能の低下の発生を回避して、入力信号の振幅値を確実かつ正確に記録し得る記録装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成すべく請求項１記載の記録装置は、入力信号を所定の増幅率で増幅する信号増幅部と、予め規定された複数の増幅率のうちのいずれかを前記信号増幅部の前記増幅率として設定すると共に当該設定した増幅率を示す増幅率情報および前記信号増幅部によって増幅された前記入力信号の振幅値を所定ビット数で示す振幅値情報を記憶部に記憶させる制御部とを備え、前記制御部は、前記振幅値情報の前記振幅値の絶対値が前記所定ビット数で表現可能な上限値またはその近傍の値である第１所定値に達したときには、前記複数の増幅率のうちから当該設定している増幅率よりも低い増幅率を前記信号増幅部の前記増幅率として設定し、当該振幅値の絶対値が前記複数の増幅率のうちの当該設定している増幅率よりも高い増幅率における前記上限値またはその近傍の値である第２所定値を下回ったときには、当該高い前記増幅率を前記信号増幅部の増幅率として設定する。
【０００６】
また、請求項２記載の記録装置は、請求項１記載の記録装置において、前記第１所定値および前記第２所定値を入力するための操作部を備え、前記制御部は、前記操作部によって入力された値を前記第１所定値および前記第２所定値として設定する。
【０００７】
また、請求項３記載の記録装置は、請求項１または２記載の記録装置において、前記制御部は、前記振幅値情報の各々と対応する各前記増幅率とを組にして前記記憶部に記憶させる。
【０００８】
また、請求項４記載の記録装置は、請求項１または２記載の記録装置において、前記制御部は、前記振幅値情報を所定の順序で前記記憶部に記憶させると共に、前記増幅率を設定する度に、当該増幅率の設定直前の前記増幅率と、当該直前の増幅率で測定した最初の前記振幅値情報および最後の前記振幅値情報を特定する情報とを組にして当該記憶部に記憶させる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の記録装置によれば、振幅値情報の振幅値の絶対値が所定ビット数で表現可能な上限値またはその近傍の値である第１所定値に達したときには、制御部が、設定している増幅率よりも低い増幅率を信号増幅部の増幅率として設定することにより、振幅値情報のレンジを広めることができるため、振幅値情報がオーバーフローする事態を回避することができる。また、振幅値の絶対値が複数の増幅率のうちの設定している増幅率よりも高い増幅率における上限値またはその近傍の値である第２所定値を下回ったときには、制御部が、その高い増幅率を信号増幅部の増幅率として設定することにより、振幅値情報の分解能を高い状態に維持することができる。したがって、振幅値情報のオーバーフローおよび分解能の低下の発生を回避することができる結果、入力信号の振幅値を確実かつ正確に記憶させることができる。また、入力信号の振幅値を例えば波形表示する際に、増幅率情報と振幅値情報とに基づいて確実かつ正確に表示させることもできる。
【００１０】
また、請求項２記載の記録装置によれば、制御部が操作部によって入力された値を第１所定値および第２所定値として設定することにより、第１所定値および第２所定値の値を任意に設定することができる。
【００１１】
また、請求項３記載の記録装置によれば、制御部が振幅値情報の各々と対応する増幅率情報とを組にして記憶部に記憶させることにより、記憶されている各振幅値情報および各増幅率情報からそれらの対応関係を容易に特定することができる結果、各振幅値情報および各増幅率情報に基づく入力信号の波形表示を確実かつ迅速に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４記載の記録装置によれば、制御部が、振幅値情報を所定の順序で記憶部に記憶させると共に、増幅率を再設定する度に、その増幅率を再設定する直前の増幅率と、直前の増幅率で測定した最初の振幅値情報および最後の振幅値情報を特定する情報とを組にして記憶部に記憶させることにより、増幅率を設定するときに２種類の情報（つまり、直前の増幅率を特定する情報と、最初の振幅値情報および最後の振幅値情報を特定する情報）を記憶させるだけで、各振幅値情報に対応する増幅率を特定することができる。このため、記憶部に記憶させる振幅値情報の数の増加したとしても、設定した増幅率を記憶させるための記憶部の領域の増大を抑制することができる。したがって、容量の大きな記憶部を用いることなく、設定した増幅率を記憶することができるため、容量の小さなメモリを記憶部として用いることができる結果、波形記録装置を安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る記録装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
最初に、波形記録装置１の構成について、図面を参照して説明する。
【００１５】
波形記録装置１は、図１に示すように、信号増幅部２、Ａ／Ｄコンバータ３、制御部４、記憶部５、表示部６および操作部７を備えて構成されている。この場合、波形記録装置１は、例えば図示しない測定装置から電圧信号としての入力信号Ｓ１を入力端子に入力すると共に、その入力信号Ｓ１の波形の記録および表示を実行する。
【００１６】
信号増幅部２は、入力信号Ｓ１を所定の増幅率Ｇで増幅すると共に直流電圧をオフセットさせて正電圧の入力信号Ｓ２を生成し、その入力信号Ｓ２をＡ／Ｄコンバータ３に出力する。具体的には、信号増幅部２は、図２に示すように、７つの抵抗２１〜２７、リレー２８、２つのオペアンプ（演算増幅器）２９，３０および電源３１を備えて構成されている。この場合、信号増幅部２は、４つの抵抗２１〜２４、リレー２８およびオペアンプ２９によって反転増幅回路が構成されるため、この抵抗２２〜２４のいずれかを選択することで入力信号Ｓ１に対する増幅率Ｇを設定可能に構成されている。抵抗２１は、信号増幅部２の入力部とオペアンプ２９の反転入力端子との間に接続されている。また、リレー２８は、オペアンプ２９の反転入力端子と３つの抵抗２２〜２４との間に接続されて、制御部４から出力される制御信号Ｓ３に従い、オペアンプ２９の反転入力端子と出力端子との間に３つの抵抗２２〜２４のうちのいずれかを接続する。このため、オペアンプ２９を含んで構成される反転増幅回路の増幅率Ｇは、リレー２８によって接続された抵抗２２〜２４のうちのいずれかの抵抗値と、抵抗２１の抵抗値との比として算出される。なお、後述するように、オペアンプ３０を含む反転加算回路は増幅率が１倍となるように構成されているため、上記の反転増幅回路の増幅率が信号増幅部２全体としての増幅率Ｇに相当する。また、抵抗２２〜２４は、その抵抗値が互いに異なる値に設定されて、例えば、抵抗２２は、リレー２８によってオペアンプ２９の反転入力端子と出力端子との間に接続されたときに信号増幅部２全体として最も高い増幅率Ｇ（例えば、１０倍）となるように、その抵抗値が３つの抵抗２２〜２４のうちで最も高く設定されている。また、抵抗２３は、リレー２８によって接続されたときに次に高い増幅率Ｇ（例えば、５倍）となるようにその抵抗値が抵抗２２の次に高く設定され、抵抗２４は、リレー２８によって接続されたときに最も低い増幅率Ｇ（例えば、２倍）となるようにその抵抗値が最も低く設定されている。
【００１７】
また、信号増幅部２は、３つの抵抗２５〜２７、電源３１およびオペアンプ３０によって反転加算回路が構成されるため、入力信号Ｓ１に対してオフセット電圧を加算可能に構成されている。この場合、抵抗２５〜２７は、反転加算回路の増幅率Ｇを１倍にするために各抵抗値が互いに同じ値に設定されて、抵抗２５は、オペアンプ２９の出力端子とオペアンプ３０の反転入力端子との間に接続され、抵抗２６は、電源３１とオペアンプ３０の反転入力端子との間に接続され、抵抗２７は、オペアンプ３０の反転入力端子と出力端子との間に接続されている。また、電源３１は、抵抗３１を介してオペアンプ３０の反転入力端子に接続されて、制御部４から出力される制御信号Ｓ４に従い、その出力電圧を可変可能に構成されている。このため、オペアンプ３０を含んで構成される反転加算回路は、オペアンプ２９を含む反転増幅回路によって反転増幅された入力信号Ｓ１と、電源３１の出力電圧とを加算して反転した電圧値の入力信号Ｓ２を出力する。この場合、電源３１は、オペアンプ２９の反転入力端子に入力される入力信号Ｓ１の電圧値が０Ｖのときに、入力信号Ｓ２が後述する電圧値データＤｖの中央の値（０Ｖに相当する値）となるように所定のオフセット電圧をオペアンプ３０の反転入力端子に出力する。
【００１８】
Ａ／Ｄコンバータ３は、信号増幅部２から出力された入力信号Ｓ２の電圧値を例えば０．１秒毎にサンプリングすることにより、サンプリングした電圧値（本発明における「振幅値」）を１６ビット（本発明における「所定ビット数」）で示す電圧値データ（本発明における「振幅値情報」）Ｄｖとしてサンプリング時刻ｔ毎に生成して制御部４に出力する。
【００１９】
制御部４は、例えば２倍、５倍および１０倍等の予め規定された複数（本例では３つ）の増幅率Ｇのうちのいずれかを信号増幅部２の増幅率Ｇとして設定する。この場合、制御部４は、制御信号Ｓ３を出力して信号増幅部２の増幅率Ｇを設定することにより、その増幅率Ｇで増幅された入力信号Ｓ２をサンプリングした電圧値データＤｖの１ビットの重み、つまり、１ビットで表現される電圧値（分解能）と、その分解能のときに１６ビットの電圧値データＤｖのフルスケールで表現可能な電圧値のレンジとを設定する。例えば、電圧値データＤｖの１ビットの分解能が０．０１ｍＶとなるように増幅率Ｇを設定することにより、その０．０１ｍＶの分解能と、１６ビットの電圧値データＤｖによって最大で６５５．３５ｍＶ（２の１６乗×０．０１ｍＶ）の電圧値を表現可能なレンジとが設定される。この場合、各レンジで表現可能な電圧値は、正負の電圧値を表現するために、１６ビットの電圧値データＤｖによって表現可能な最大電圧値の半分に相当する値に負の符号を付した下限値から正の符号を付した上限値までの電圧範囲となる。例えば、分解能が０．０１ｍＶのレンジでは、１６ビットの電圧値データＤｖのフルスケールで表現可能な電圧値の上限値および下限値は＋３２７．６７（６５５．３５／２）ｍＶおよび−３２７．６８ｍＶとなる。したがって、制御部４は、各レンジにおいて入力信号Ｓ１の電圧値が０Ｖのときに電圧値データＤｖの中央の値となるようにオフセット電圧を設定する。例えば、制御部４は、分解能を０．０１ｍＶに設定したときには、入力信号Ｓ１を３２７．６８ｍＶだけオフセットさせる。これにより、０Ｖの入力信号Ｓ１を入力したときには、入力信号Ｓ２も０Ｖの電圧値（中央の値）として出力される。
【００２０】
また、制御部４は、図３に示すように、Ａ／Ｄコンバータ３から順次出力される電圧値データＤｖ（Ｄｖ１，Ｄｖ２・・・Ｄｖｐ＋１）の各々と、その電圧値データＤｖが出力されたときに信号増幅部２に設定した増幅率Ｇを示す各増幅率データ（本発明における「増幅率情報」）Ｄｇ（Ｄｇ１，Ｄｇ２・・・Ｄｇｐ＋１）とを組にして記憶部５に記憶させる。さらに、制御部４は、電圧値データＤｖおよび増幅率データＤｇを記憶部５に記憶させる処理と並行して、図４〜８に示すように、電圧値データＤｖの示す入力信号Ｓ２（つまり入力信号Ｓ１）の波形（電圧値）を表示部６に表示させる。また、制御部４は、操作部７から出力される操作信号Ｓｏに従い、その操作信号Ｓｏによって示される値を後述する第１所定値および第２所定値として設定する。
【００２１】
記憶部５は、図３に示すように、制御部４の制御に従い、電圧値データＤｖおよび増幅率データＤｇを記憶する。表示部６は、制御部４の制御に従い、入力信号Ｓ１の電圧値を所定のレンジで波形表示する。操作部７は、信号増幅部２の増幅率Ｇを自動的に切り替えて設定させるための図示しない操作スイッチを備えて構成され、その操作スイッチが操作されたときには、その操作内容を示す操作信号Ｓｏを制御部４に出力する。なお、この操作部７が操作された結果、一例として、電圧値データＤｖの電圧値の絶対値が増加して第１所定値に達した場合にその際の増幅率Ｇから１段階低い増幅率Ｇに切り替えるときのその第１所定値が、その時点のレンジにおけるフルスケール（１６進数の４桁）で表現可能な上限値に設定され、電圧値データＤｖの電圧値の絶対値が減少して第２所定値を下回った場合にその際の増幅率Ｇから１段階高い増幅率Ｇに切り替えるときのその第２所定値が、その一段階高い増幅率Ｇのレンジにおけるフルスケール（１６進数の４桁）で表現可能な上限値よりも小さい値（具体的には９０％の値：本発明における上限値の近傍の値）に設定されているものとする。この場合、９０％の値に設定することで、ヒステリシス特性がもたせられて、増幅率Ｇの頻繁な切り替えが避けられている。ただし、各所定値はこの値に限られるものではなく、操作部７の操作により任意の値に設定可能となっている。
【００２２】
次に、波形記録装置１の全体的な動作について、図面を参照して説明する。
【００２３】
例えば、入力信号Ｓ１の電圧値が０Ｖから０．１秒毎に１ｍＶずつ増加する例について説明する。この例では、制御部４は、まず、最も高い分解能での入力信号Ｓ２のサンプリングを可能とするために、信号増幅部２の増幅率として最も高い増幅率Ｇを設定する。具体的には、制御部４は、上記した３つの増幅率Ｇのうちから最も高い（この例では１０倍）増幅率Ｇを設定して、分解能を最も高く（この例では０．０１ｍＶ）設定する。また、制御部４は、信号増幅部２の電源３１を制御して、オペアンプ３０の反転入力端子に供給されるオフセット電圧を３２７．６８ｍＶに設定することにより、入力信号Ｓ１を３２７．６８ｍＶだけオフセットさせる。このため、この分解能のときに電圧値データＤｖのフルスケールで表現可能な電圧値のレンジ（分解能が０．０１ｍＶのレンジ）は、図４に示すように、−３２７．６８ｍＶから＋３２７．６７ｍＶまでの電圧範囲となる。
【００２４】
この場合、入力信号Ｓ１の電圧値が０Ｖである最初のサンプリング時刻ｔ１では、図３に示すように、Ａ／Ｄコンバータ３から出力される電圧値データＤｖ１は「８０００Ｈ」となる。なお、同図および図４〜８では、１６ビット（２の１６乗）の電圧値データＤｖを１６進数の４桁のデータとして表現している。続いて、図３に示すように、次のサンプリング時刻ｔ２では、入力信号Ｓ１の電圧値が１ｍＶとなるため、電圧値データＤｖ２は「８０００Ｈ」（０Ｖ）から「６４Ｈ」（１ｍＶ）だけ増加して「８０６４Ｈ」となり、さらに、次のサンプリング時刻ｔ３では、入力信号Ｓ１の電圧値が２ｍＶとなるため、電圧値データＤｖ３は「８０Ｃ８Ｈ」となる。この際には、制御部４は、同図に示すように、電圧値データＤｖ１〜Ｄｖ３の各々と、対応する増幅率Ｇ（この例では１０倍）を示す各増幅率データＤｇ１〜Ｄｇ３とを組にして記憶部５に記憶させる記憶処理を実行する。また、制御部４は、各データＤｖ，Ｄｇの記憶処理と並行して、各電圧値データＤｖ１〜Ｄｖ３の示す入力信号Ｓ２（つまり、増幅した入力信号Ｓ１）の電圧値を表示部６に表示させる波形表示処理を実行する。続いて、制御部４は、分解能が０．０１ｍＶのレンジの電圧範囲で入力信号Ｓ２の電圧値の絶対値を表現できなくなるまで、つまり、電圧値データＤｖが３２７．６７ｍＶに達するまで、各データＤｖ，Ｄｇの記憶処理と電圧値データＤｖの波形表示処理（図４参照）とを実行する。
【００２５】
続いて、さらに時間が経過して、例えば所定のサンプリング時刻ｔｍに電圧値データＤｖｍの電圧値が３２８．００ｍＶとなった結果、その値の絶対値（以下、単に値ともいう）がフルスケール（１６進数の４桁）で表現可能な上限値（本発明における第１所定値の一例）である「ＦＦＦＦＨ」（３２７．６７ｍＶ）に達したとき（図４参照）には、制御部４は、図３に示すように、電圧値データＤｖｍおよび増幅率データＤｇｍを記憶させる記憶処理を実行する。また、制御部４は、設定している増幅率Ｇ（１０倍）よりも一段階低い増幅率Ｇ（例えば５倍）を信号増幅部２の増幅率Ｇとして設定する。この場合、電圧値データＤｖの１ビットで表現される分解能は０．０２ｍＶとなり、この分解能のときに電圧値データＤｖのフルスケールで表現可能な電圧値のレンジ（分解能が０．０２ｍＶのレンジ）は、図５に示すように、−６５５．３６ｍＶから＋６５５．３４ｍＶまでの電圧範囲となる。また、制御部４は、上記の動作と同様にして、信号増幅部２のオフセット電圧を設定することによって入力信号Ｓ１を６５５．３６ｍＶだけオフセットさせる。
【００２６】
次いで、分解能が０．０２ｍＶに設定された状態で次のサンプリング時刻ｔｍ＋１に達したときには、図３，５に示すように、入力信号Ｓ１の電圧値が３２９．００ｍＶとなるため、電圧値データＤｖｍ＋１は「Ｃ０４２Ｈ」となり、次のサンプリング時刻ｔｍ＋２では、入力信号Ｓ１の電圧値が１ｍＶ増加するため、電圧値データＤｖｍ＋２は「Ｃ０４２Ｈ」から「３２Ｈ」（１ｍＶ）だけ増加して「Ｃ０７４Ｈ」となる。この際には、制御部４は、図３に示すように、各電圧値データＤｖｍ＋１，Ｄｖｍ＋２、および各増幅率データＤｇｍ＋１，Ｄｇｍ＋２を記憶させる記憶処理を実行する。続いて、制御部４は、入力信号Ｓ２の電圧値が６５５．３４ｍＶに達するまで、各データＤｖ，Ｄｇの記憶処理と電圧値データＤｖの波形表示処理（図５参照）とを実行する。
【００２７】
続いて、さらに時間が経過して、例えば所定のサンプリング時刻ｔｎに電圧値データＤｖｎの電圧値が６５６ｍＶとなった結果、その値がフルスケールで表現可能な上限値（本発明における第１所定値の一例）である「ＦＦＦＦＨ」（６５５．３４ｍＶ）に達したとき（図５参照）には、制御部４は、図３に示すように、電圧値データＤｖｎおよび増幅率データＤｇｎを記憶させる記憶処理を実行する。また、制御部４は、設定している増幅率Ｇ（５倍）よりも一段階低い増幅率Ｇ（例えば２倍）を信号増幅部２の増幅率Ｇとして設定する。この場合、電圧値データＤｖの１ビットで表示される分解能は０．０５ｍＶとなり、この分解能のときに電圧値データＤｖのフルスケールで表現可能な電圧値のレンジ（分解能が０．０５ｍＶのレンジ）は、図６に示すように、−１６３８．４０ｍＶから＋１６３８．３５ｍＶまでの電圧範囲となる。また、制御部４は、上記の動作と同様にして、信号増幅部２のオフセット電圧を設定することによって入力信号Ｓ１を１６３８．４０ｍＶだけオフセットさせる。
【００２８】
次いで、分解能が０．０５ｍＶに設定された状態で次のサンプリング時刻ｔｎ＋１に達したときには、図３，６に示すように、入力信号Ｓ１の電圧値が６５７．００ｍＶとなるため、電圧値データＤｖｎ＋１は「Ｂ３５４Ｈ」となり、次のサンプリング時刻ｔｎ＋２では、入力信号Ｓ１の電圧値が１ｍＶ増加するため、電圧値データＤｖ３は「Ｂ３５４Ｈ」から「１４Ｈ」（１ｍＶ）だけ増加して「Ｂ３６８Ｈ」となる。この際には、制御部４は、図３に示すように、各電圧値データＤｖｎ＋１，Ｄｖｎ＋２および各増幅率データＤｇｎ＋１，Ｄｇｎ＋２を記憶させる記憶処理を実行する。また、制御部４は、各データＤｖ，Ｄｇの記憶処理と並行して、電圧値データＤｖの波形表示処理を実行する。このように、この波形記録装置１では、電圧値データＤｖの示す電圧値の絶対値がフルスケールで表現可能な上限値（本発明における第１所定値の一例）に達したときに、制御部４が、設定している増幅率Ｇよりも低い増幅率Ｇを信号増幅部２の増幅率Ｇとして設定することにより、電圧値データＤｖのレンジが広められるため、電圧値データＤｖのオーバーフローが回避される。
【００２９】
次に、例えば、分解能が０．０５ｍＶに設定された状態で時間が経過して、入力信号Ｓ１の電圧値が所定の電圧値から０．１秒毎に１ｍＶずつ減少する例について説明する。この例では、図７に示すように、例えば所定のサンプリング時刻ｔｐにおいて電圧値データＤｖｐが「ＡＥ０４Ｈ」（５８９．００ｍＶ）となり、この値は現在設定されている増幅率Ｇ（２倍）よりも高い増幅率（５倍）のレンジにおけるフルスケールで入力信号Ｓ２の電圧値の絶対値を表現可能な上限値の近傍の値である第２所定値（例えば、５９９．８ｍＶ）を下回る。この際には、制御部４は、図３に示すように、電圧値データＤｖｐおよび増幅率データＤｇｐを記憶させる記憶処理を実行すると共に、設定している増幅率Ｇ（２倍）よりも一段階高い増幅率Ｇ（５倍）を信号増幅部２の増幅率Ｇとして設定する。この場合、電圧値データＤｖの１ビットで表示される分解能は０．０２ｍＶとなり、この分解能のときに電圧値データＤｖのフルスケールで表現可能な電圧値のレンジ（分解能が０．０２ｍＶのレンジ）は、図８に示すように、−６５５．３６ｍＶから＋６５５．３４ｍＶまでの電圧範囲となる。また、制御部４は、増幅率Ｇを変更して電圧値データＤｖのフルスケールで表現可能なレンジを狭くしたときには、信号増幅部２のオフセット電圧を減少させることによって入力信号Ｓ１を６５５．３６ｍＶだけオフセットさせる。
【００３０】
次いで、分解能が０．０２ｍＶに設定された状態で次のサンプリング時刻ｔｐ＋１に達したときには、図３，８に示すように、入力信号Ｓ１の電圧値が５８８．００ｍＶとなるため、電圧値データＤｖｐ＋１は「Ｆ２Ｄ８Ｈ」となる。この際には、制御部４は、図３に示すように、電圧値データＤｖｐ＋１、増幅率データＤｇｐ＋１を記憶させる記憶処理と並行して、図８に示すように、電圧値データＤｖの波形表示処理を実行する。このように、この波形記録装置１では、電圧値データＤｖの示す電圧値の絶対値が複数の増幅率Ｇのうちの設定している増幅率Ｇよりも高い増幅率Ｇにおける上限値よりも小さい値の第２所定値を下回ったときに、制御部４が現在設定している増幅率Ｇよりも高い増幅率Ｇを信号増幅部２の増幅率Ｇに設定することにより、電圧値データＤｖの分解能が高い状態に維持される。
【００３１】
次に、各データＤｖ，Ｄｇの記憶処理の終了後に入力信号Ｓ１全体を波形表示させる処理について説明する。この処理では、制御部４は、まず、各電圧値データＤｖと、各電圧値データＤｖにそれぞれ対応する各増幅率データＤｇとを記憶部５から読み込む。この場合、電圧値データＤｖと増幅率データＤｇとが１組で記憶部５に記憶されているため、両データＤｖ，Ｄｇの対応関係が容易に特定される。次いで、制御部４は、１６進数の４桁で表現された電圧値データＤｖの示す入力信号Ｓ２の電圧値と、対応する増幅率データＤｇの示す分解能およびオフセット電圧とに基づいて入力信号Ｓ１の電圧値を算出する。例えば、制御部４は、まず、図３に示す最初に記憶させた電圧値データＤｖ１の値「８０００Ｈ」を１０進数に変換した値（３２７６８）に対して、対応する増幅率データＤｇ１の増幅率Ｇを設定したときの分解能（０．０１ｍＶ）を掛けて値（３２７．６８ｍＶ）を算出する。次いで、制御部４は、増幅率データＤｇ１の増幅率Ｇを設定したときのオフセット電圧（３２７．６８ｍＶ）を、算出値（３２７．６８ｍＶ）から差し引くことにより、入力信号Ｓ１の電圧値として０Ｖを算出する。また、制御部４は、残りの電圧値データＤｖ２，Ｄｖ３・・Ｄｖｐ＋１についても、入力信号Ｓ１の電圧値を同様にして算出する。続いて、制御部４は、図９に示すように、算出した入力信号Ｓ１の電圧値を例えば分解能が０．０５ｍＶのレンジの電圧範囲で波形表示させる。
【００３２】
このように、この波形記録装置１では、制御部４が、予め規定された複数の増幅率Ｇのうちのいずれかを信号増幅部２の増幅率Ｇとして設定すると共に設定した増幅率Ｇを示す増幅率データＤｇと電圧値データＤｖとを記憶部５に記憶させる。このため、例えば、電圧値データＤｖの示す電圧値が１６進数の４桁のフルスケールで表現可能な上限値に達したときには、制御部４が、設定している増幅率Ｇよりも一段階低い増幅率Ｇを信号増幅部２の増幅率Ｇとして設定することにより、電圧値データＤｖのレンジを広めることができるため、電圧値データＤｖがオーバーフローする事態を回避することができる。また、制御部４が、電圧値データＤｖの示す電圧値が複数の増幅率Ｇのうちの設定している増幅率Ｇよりも一段階高い増幅率Ｇにおける上限値よりも小さい第２所定値を下回ったときには、その高い増幅率Ｇを信号増幅部２の増幅率Ｇとして設定することにより、電圧値データＤｖの分解能を高い状態に維持することができる。したがって、この波形記録装置１によれば、電圧値データＤｖのオーバーフローおよび分解能の低下の発生を回避することができる結果、入力信号Ｓ１の電圧値を確実かつ正確に記憶させることができる。また、入力信号Ｓ１の電圧値を例えば波形表示する際に、増幅率データＤｇと電圧値データＤｖとに基づいて確実かつ正確に表示させることもできる。
【００３３】
また、この波形記録装置１によれば、制御部４が各電圧値データＤｖと対応する各増幅率データＤｇとを組にして記憶部５に記憶させることにより、記憶されている各電圧値データＤｖおよび各増幅率データＤｇからそれらの対応関係を容易に特定することができる結果、各電圧値データＤｖおよび各増幅率データＤｇに基づく入力信号Ｓ１の波形表示を確実かつ迅速に行うことができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、制御部４が各電圧値データＤｖと対応する増幅率データＤｇとを組にして記憶部５に記憶させる例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御部４が、図１０に示すように、電圧値データＤｖ１，Ｄｖ２・・をＡ／Ｄコンバータ３から出力される順序（本発明における「所定の順序」）で記憶部５に記憶させると共に、増幅率Ｇを設定する度に増幅率設定データＤｓ（Ｄｓ１，Ｄｓ２・・）を記憶部５に記憶させる構成を採用することもできる。この場合、制御部４は、増幅率Ｇを再設定する度に、その増幅率Ｇの設定直前の増幅率Ｇと、直前の増幅率Ｇで測定した最初の電圧値データＤｖおよび最後の電圧値データＤｖを特定する情報とを組にした増幅率設定データＤｓを記憶させる。具体的には、図３に示す各データＤｖ，Ｄｇを記憶させる場合、制御部４は、例えば、サンプリング時刻ｔｍ＋１の直前において信号増幅部２の増幅率Ｇを５倍に設定するときに、図１０に示すように、直前の増幅率Ｇ（この場合、１０倍の「１０」）と、その増幅率Ｇで最初に測定した電圧値データＤｖ１および最後に測定した電圧値データＤｖｍを特定する情報（この場合、「１，ｍ」）とを組にした増幅率設定データＤｓ１を記憶させる。また、制御部４は、同図に示すように、増幅率Ｇを再設定する度に増幅率設定データＤｓ２，Ｄｓ３を記憶させる。
【００３５】
この場合、各データＤｖ，Ｄｓの記憶処理の終了後に入力信号Ｓ１全体を波形表示させるときには、制御部４は、記憶部５に記憶されている順序を示す情報と対応させつつ電圧データＤｖを読み出す。次いで、制御部４は、各増幅率設定データＤｓを読み込んで、各増幅率設定データＤｓの示す増幅率Ｇと、その増幅率Ｇで測定した最初の電圧データＤｖおよび最後の電圧データＤｖを特定する情報とを特定する。例えば、制御部４は、１番目の増幅率設定データＤｓ１については、直前の増幅率Ｇとしての「１０」と、その増幅率Ｇで測定した最初の電圧値データＤｖ１および最後の電圧値データＤｖｍを特定する情報としての「１，ｍ」とを特定する。次いで、制御部４は、上記の動作と同様にして、電圧値データＤｖ１から電圧値データＤｖｍまでの示す各電圧値と、その各電圧値データＤｖ１〜Ｄｖｍに対応する増幅率設定データＤｓの示す分解能およびオフセット電圧とに基づいて入力信号Ｓ１の電圧値を算出する。続いて、制御部４は、図９に示すように、算出した入力信号Ｓ１の電圧値を例えば分解能が０．０５ｍＶのレンジの電圧範囲で波形表示させる。この構成によれば、増幅率Ｇを設定する度に上記の２種類の情報を組にした増幅率設定データＤｓを記憶させるだけで、各電圧値データＤｖに対応する増幅率Ｇを特定することができる。このため、記憶部５に記憶させる電圧値データＤｖの数が増加したとしても、設定した増幅率Ｇを記憶させるための記憶部５の領域の増大を抑制することができる。したがって、容量の大きな記憶部を用いることなく、設定した増幅率を記憶することができるため、容量の小さなメモリを記憶部５として用いることができる結果、波形記録装置１を安価に構成することができる。
【００３６】
また、制御部４が、電圧値データＤｖの示す電圧値の絶対値が１６進数の４桁のフルスケールで表現可能な上限値に達したときに、設定している増幅率Ｇよりも一段階低い増幅率Ｇに設定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御部４が、その上限値よりも低い所定値に達したときに、増幅率Ｇを同様に設定することができる。さらに、制御部４が、電圧値データＤｖの示す電圧値の絶対値が複数の増幅率Ｇのうちの設定している増幅率Ｇよりも一段階高い増幅率Ｇにおける上限値よりも小さい第２所定値を下回ったときに、その高い増幅率Ｇに設定する例について説明したが、その上限値を下回ったときに、増幅率Ｇを同様に設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】波形記録装置１のブロック図である。
【図２】信号増幅部２の回路図である。
【図３】記憶部５に記憶されている電圧値データＤｖおよび増幅率データＤｇの構成を示す説明図である。
【図４】入力信号Ｓ１の電圧値を分解能０．０１ｍＶで表示した一例を示す波形図である。
【図５】入力信号Ｓ１を分解能０．０２ｍＶで表示した一例を示す波形図である。
【図６】入力信号Ｓ１を分解能０．０５ｍＶで表示した一例を示す波形図である。
【図７】入力信号Ｓ１を分解能０．０５ｍＶで表示した他の一例を示す波形図である。
【図８】入力信号Ｓ１を分解能０．０２ｍＶで表示した他の一例を示す波形図である。
【図９】入力信号Ｓ１全体を分解能０．０５ｍＶで表示した一例を示す波形図である。
【図１０】記憶部５に記憶されている電圧値データＤｖおよび増幅率設定データＤｓの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  波形記録装置
２  信号増幅部
３  Ａ／Ｄコンバータ
４  制御部
５  記憶部
６  表示部
７  操作部
Ｄｇ  増幅率データ
Ｄｓ  増幅率設定データ
Ｄｖ  電圧値データ
Ｇ  増幅率
Ｓ１，Ｓ２  入力信号
Ｓ３，Ｓ４  制御信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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