(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動系の信号源から出力される第１の信号Ｙと駆動系に連結され駆動系の機械的な角度や位置を検出するエンコーダの出力信号である２値化された２相信号からなるパルス信号ＡおよびＢを第２の信号として一定周期でサンプリングしてメモリに格納し、メモリに格納された第２の信号Ａ，Ｂをそれぞれ２値化して得られる２ビットデータのステート変化を検出しステート変化の向きに応じて増減カウントすることにより順次カウント値を求め、これら各カウント値をＸ座標値として各Ｘ座標値に対応する前記第１の信号Ｙの値をＹ座標値とすることにより、前記第１の信号Ｙの波形をＸＹ座標上に表示することを特徴とする波形表示方法。
【請求項２】
前記エンコーダの出力信号は、位相関係によって正転と逆転を検出することができる２相信号であることを特徴とする請求項１記載の波形表示方法。
【請求項３】
第１の信号Ｙを出力する駆動系の信号源と、駆動系に連結され駆動系の機械的な角度や位置を検出するエンコーダの出力信号である２値化された２相信号からなるパルス信号ＡおよびＢを出力する第２の信号源と、これら第２の信号Ａ，Ｂおよび第１の信号Ｙを一定の周期で格納するメモリと、これらメモリに格納された第２の信号Ａ，Ｂをそれぞれ２値化して得られる２ビットデータのステート変化の向きを検出しステート変化の向きに応じて増減カウントすることにより順次カウント値を求める演算部と、この演算部の各カウント値をＸ座標値として各Ｘ座標値に対応する前記第１の信号Ｙの値をＹ座標値とすることにより前記第１の信号Ｙの波形をＸＹ座標に表示する表示部とを有する波形表示装置。
【請求項４】
前記第２の信号Ａ，Ｂは、位相関係によって正転と逆転を検出することができる２相信号であることを特徴とする請求項３記載の波形表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は信号の波形を表示する方法およびその装置に関し、特に各種の駆動系に連結されたエンコーダから得られる角度や位置の情報に関連した測定信号の波形を表示するのに用いて好適な波形表示方法およびそれを用いた波形表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に駆動系に連結されたロータリーエンコーダやリニアエンコーダなどで駆動系の機械的な角度や位置を検出し、この角度や位置に依存した駆動系の測定信号波形を表示する装置の構成を示す。
【０００３】
図６において、５は駆動系の信号源、６は駆動系に連結され駆動系の機械的な角度や位置を検出するエンコーダ、７は駆動系の測定信号波形を表示するデジタルオシロスコープである。信号源５の出力信号Ｙはアンプ７１で増幅されてＡＤ変換器７２でデジタル信号に変換された後にメモリ７３に格納される。波形表示部７５はこの格納された波形データを読み出し表示する。
【０００４】
一方、エンコーダ６の出力であるパルス信号ＡはＡＤ変換器７２および制御部７４に入力される。ＡＤ変換器７２はエンコーダ６のパルス信号Ａに同期して出力信号Ｙをサンプリングし、デジタル信号に変換する。制御部７４はこのデジタル信号をメモリ７３に格納する。１画面分の波形の取り込みが終了すると、制御部７４は取り込み終了信号を波形表示部７５に出力する。
【０００５】
波形表示部７５はこの取り込み終了信号が入力されるとメモリ７３に格納された波形データを読み出して表示する。なお、７６は外部クロックと内部クロックを切り替えるスイッチであり、この場合は外部クロック側に設定しておく。
【０００６】
図７に波形表示部が表示する波形の一例を示す。図７上段は信号源５の出力信号Ｙの波形、下段はエンコーダ６の出力パルス信号Ａである。黒丸８はサンプル点であり、ＡＤ変換器７２は信号Ａの立ち上がりに同期して信号Ｙをサンプリングする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような波形表示装置には、次のような課題があった。
【０００８】
第１に、エンコーダ６は正逆両方向に回転するが、図７からわかるようにＡＤ変換器７２は出力信号Ａの立ち上がりに同期してデジタル信号に変換するだけなので、エンコーダ６の正方向の回転と逆方向の回転を区別することができず、位置関係を正確に反映した波形が表示できないという課題があった。
【０００９】
第２に、図７において、▲４▼から▲５▼の間の信号Ａの周期は他の周期に比べて長くなっているが、ＡＤ変換器７２は信号Ａの立ち上がりに同期して信号Ｙをサンプリングするだけなので、信号Ａの周期の変化を検出することができない。そのため、時間情報が失われてしまうという課題があった。
【００１０】
第３に、サンプル点の間の波形変化を観測することができないという課題があった。図８は波形表示部７５の波形表示を模式的に示したものであり、横軸は信号Ａのカウント数、黒丸はサンプル値を表す。図７の信号Ｙは９のようにサンプル点の間で山状に変化しているが、サンプル点での値しか保存していないので、図８の表示例にはこの山状の変化は表示することができない。
【００１１】
第４に、制御部７４は１画面の波形データを全て取り込んだ後に波形表示部７５に取り込み終了信号を出す構成であるため、エンコーダ６から出力されるパルス信号Ａの数が１画面のデータ数に満たない場合は取り込みが完了せず、波形を表示することが出来ないという課題があった。途中で波形を表示するためには波形取り込みを強制終了させなければならず、操作が煩雑であるという課題もあった。
【００１２】
従って本発明が解決しようとする課題は、角度や位置関係に正確に対応した波形を表示することができ、かつ時間情報を保存することができる波形表示方法およびそれを用いた波形表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決する請求項１記載の発明は、駆動系の信号源から出力される第１の信号Ｙと駆動系に連結され駆動系の機械的な角度や位置を検出するエンコーダの出力信号である２値化された２相信号からなるパルス信号ＡおよびＢを第２の信号として一定周期でサンプリングしてメモリに格納し、メモリに格納された第２の信号Ａ，Ｂをそれぞれ２値化して得られる２ビットデータのステート変化を検出しステート変化の向きに応じて増減カウントすることにより順次カウント値を求め、これら各カウント値をＸ座標値として各Ｘ座標値に対応する前記第１の信号Ｙの値をＹ座標値とすることにより、前記第１の信号Ｙの波形をＸＹ座標上に表示することを特徴とする波形表示方法である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の波形表示方法において、前記エンコーダの出力信号は、位相関係によって正転と逆転を検出することができる２相信号であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、第１の信号Ｙを出力する駆動系の信号源と、駆動系に連結され駆動系の機械的な角度や位置を検出するエンコーダの出力信号である２値化された２相信号からなるパルス信号ＡおよびＢを出力する第２の信号源と、これら第２の信号Ａ，Ｂおよび第１の信号Ｙを一定の周期で格納するメモリと、これらメモリに格納された第２の信号Ａ，Ｂをそれぞれ２値化して得られる２ビットデータのステート変化の向きを検出しステート変化の向きに応じて増減カウントすることにより順次カウント値を求める演算部と、この演算部の各カウント値をＸ座標値として各Ｘ座標値に対応する前記第１の信号Ｙの値をＹ座標値とすることにより前記第１の信号Ｙの波形をＸＹ座標に表示する表示部とを有する波形表示装置である。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の波形表示装置において、前記第１の信号源は駆動系であり、第２の信号源はこの駆動系に連結されたエンコーダであることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係る波形表示装置の一実施例を示す構成図である。図１において、１は駆動系の信号源であり、信号Ｙを出力する。２は駆動系に連結され駆動系の機械的な角度や位置を検出するエンコーダであり、２つのパルス信号ＡおよびＢの２相信号を出力する。この２相信号Ａ，Ｂの位相関係によって、エンコーダ２が正回転しているか逆回転しているかを検出することができる。
【００２１】
３は波形表示装置であり、アンプ３１１〜３３１，ＡＤ変換器３１２〜３３２，メモリ３１３〜３３３，制御部３４、演算部３５および表示部３６から構成されている。ＡＤ変換器３１２〜３３２には周期が一定の内部ＡＤクロックが供給される。ＡＤ変換器３１２〜３３２はこのクロックの周期で入力信号をデジタル信号に変換する。
【００２２】
信号Ｙはアンプ３１１で増幅され、ＡＤ変換器３１２でデジタル信号に変換されてメモリ３１３に格納される。信号Ａはアンプ３２１で増幅され、ＡＤ変換器３２２でデジタル信号に変換されてメモリ３２３に格納される。同様に信号Ｂはアンプ３３１で増幅され、ＡＤ変換器３３２でデジタル信号に変換されてメモリ３３３に格納される。
【００２３】
制御部３４はメモリ３１３〜３３３に格納されているデータ数を監視し、このデータ数が所定の値になると表示部３６に取り込み終了信号を出力する。演算部３５はメモリ３２３および３３３に格納された２相信号Ａ、Ｂのデータから表示部３６にメモリ３１３に格納されたデータの表示順を演算する。なお表示順については、図５を用いて後述する。
【００２４】
演算部３５はこの演算結果に基づいてサンプリングクロックを表示部３６に出力する。表示部３６はこのサンプリングクロックに基づいてメモリ３１３内のデータを表示する。具体的には、演算部３５はこの演算結果に基づいてＸ座標値を表示部３６に出力する。表示部３６はメモリ３１３内のＸ座標値に対応するアドレスに格納されたデータをＹ座標値としてＸＹ座標上に表示する。
【００２５】
図２に演算部３５の構成を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図２において、３５１は２値化部であり、メモリ３２３に格納されているデータが入力され、このデータを所定の閾値で２値化する。３５２も同様に２値化部であり、メモリ３３３に格納されているデータを２値化する。
【００２６】
３５３は極性判定部であり、２値化部３５１および３５２で２値化された値が入力され、極性判定条件３５４に基づいて極性を判定する。すなわち、測定対象である駆動系がいずれの方向に移動しているかを判定する。
【００２７】
３５５はアップダウンカウンタであり、極性判定部３５３の出力に基づいてアップ方向にカウントするか、あるいはダウン方向にカウントするかが決定される。このアップダウンカウンタ３５５は２値化された２相信号Ａ、Ｂが変化したときにカウントする。
【００２８】
３５６はメモリであり、アップダウンカウンタ３５５のカウント値が格納される。演算部３５はこのメモリ３５６に格納されたカウント値をＸ座標値として表示部３６に出力する。
【００２９】
なお、演算部３５が演算と表示を同時に行うときは、アップダウンカウンタ３５５の出力をメモリに保存する必要はない。すなわち、メモリ３５６はなくてもよい。
【００３０】
次に、図３に基づいて極性判定部３５３の動作を説明する。演算部３５に入力される信号はエンコーダ２からの２相信号Ａ，Ｂであり、かつこれらの信号は２値化部３５１，３５２で２値化されているので、信号Ａ，Ｂの組は４つのステートを有する。図３の４１〜４４はこの４つのステートを表す。
【００３１】
ステート４１はＡ＝０、Ｂ＝１であり、このステートからＡ＝Ｂ＝１のステート４２に移行すると、アップダウンカウンタ３５５は１つアップカウントする。逆にステート４２からステート４１に移行すると、１つダウンカウントする。
【００３２】
同様に、ステート４１からＡ＝０，Ｂ＝０のステート４３に移行するとアップダウンカウンタ３５５は１つダウンカウントし、ステート４３からステート４１に移行すると、１つアップカウントする。
【００３３】
以下同様に、アップダウンカウンタ３５５は、図３に示すように、ステートが移行する毎に１つアップカウントまたはダウンカウントする。これにより、エンコーダ２の正転逆転を考慮した波形表示を行うことができる。
【００３４】
次に、この実施例の動作を図４を用いて説明する。図４において、（Ａ）は信号Ｙの波形、（Ｂ）、（Ｃ）は各々信号Ａ，Ｂを２値化した後の波形、（Ｄ）は上から信号Ａの値、同（Ｂ）の値、アップダウンカウンタ３５５がアップカウント（Ｕ）するかダウンカウント（Ｄ）するかの区別およびアップダウンカウンタ３５５のカウント値である。
【００３５】
図４（Ａ）の黒丸はサンプル点を表す。このサンプル点は２値化された２相信号Ａ，Ｂが変化する点である。同図（Ｄ）からわかるように、カウント１ではＡ＝０、Ｂ＝１であり、次の信号Ａの立ち上がりでＡ＝Ｂ＝１になるので、図３からアップダウンカウンタ３５５は１つアップカウント（Ｕ）し、カウント値は２になる。
【００３６】
次に信号Ｂが立ち下がるとＡ＝１、Ｂ＝０になるので、図３からアップカウント（Ｕ）になり、カウント値は３になる。同様にして、最初から１１サンプルまでは全てアップカウント（Ｕ）し、カウント値は１１になる。
【００３７】
カウント値が１１のときはＡ＝１，Ｂ＝０であり、次の信号Ｂが変化するとＡ＝Ｂ＝１になるので、図３からダウンカウント（Ｄ）になってカウント値は１０に減少する。さらに、次に信号Ａの変化でＡ＝０、Ｂ＝１になるので、図３からダウンカウント（Ｄ）してカウント値はさらに減少して９になる。
【００３８】
前述したように、エンコーダ２の移動方向は２相信号ＡとＢの位相関係で検出できる。図４からわかるように、アップカウントするときは信号Ａの位相が進み、ダウンカウントするときは逆に信号Ｂの位相が進む。従って、アップダウンカウンタ３５５のカウント値はエンコーダ２が検出した位置情報に対応している。
【００３９】
図５に表示例を示す。この図において、横軸はアップダウンカウンタ３５５のカウント値であり、エンコーダ２が検出した位置に対応している。縦軸は信号Ｙの値であり、黒丸は表示点を表わす。図５の横軸はＸＹ座標上のＸ座標を示し、縦軸はＸＹ座標上のＹ座標を示している。黒丸の表示点は、メモリ３５６に格納されたカウント値をＸ座標値とし、メモリ３１３内のＸ座標値に対応するアドレスに格納されているデータをＹ座標値としてＸＹ座標上に表示されるものであり、メモリ３５６に格納されたカウント値が信号Ｙの表示順を制御することになる。
【００４０】
カウント値が９と１０は表示の黒丸が重複している。前述したように、この点はエンコーダ２が正転から逆転に変化したところである。上側の黒丸はアップダウンカウンタ３５５がアップカウントしているときの値、下の黒丸はダウンカウントしているときの値である。このように、位置と信号Ｙの値との関係が一目でわかる。
【００４１】
なお、この実施例ではメモリ３１３〜３３３には一定周期毎のデータが格納されており、時間情報が保存されているので、時間に依存した波形を表示させることもできる。また、極性判定条件３５４を変更して異なった条件で再表示させることもできる。
【００４２】
また、この実施例では信号Ｙを１チャンネルとしたが、複数チャンネルを表示するようにすることもできる。また、横軸をスケーリングして位置情報そのものを表示するようにしてもよく、基準時間からの差分カウントを表示するようにしてもよい。さらに、複数の信号Ｙ間の演算を行って、その結果を表示するようにすることもできる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の方法によれば、次の効果が期待できる。駆動系の信号源から出力される第１の信号Ｙと駆動系に連結され駆動系の機械的な角度や位置を検出するエンコーダの出力信号である第２の信号Ａ，Ｂを一定の周期でメモリ３１３〜３３３に格納し、この格納した第２の信号Ａ，ＢからＸ座標値を求め、前記第１の信号Ｙの値をＹ座標値として信号Ｙの波形をＸＹ座標上に表示するようにした。
【００４４】
第１の信号Ｙと第２の信号Ａ，Ｂの依存関係を正確に反映した波形を表示することができるという効果がある。また、一定周期でサンプリングした信号をメモリに保存しているので、表示順の判定方法を変えて再表示することができ、かつ時間に依存した波形の表示を行うこともできるので、エッジの間の波形を表示できるという効果もある。
【００４５】
さらに、一定周期でサンプリングするために第２の信号Ａ，Ｂの変化が少なくても一定時間で必ずデータ取り込み動作が終了するので、常に最新の波形を表示することができるという効果もある。
【００４７】
エンコーダの出力信号Ａ，Ｂは、位相関係によって正転と逆転を検出することができる２相信号であることから、エンコーダの回転方向を検出できるので、角度や位置関係を正確に反映した波形を表示することができるという効果がある。
【００４９】
本発明の装置によれば、第１の信号Ｙと第２の信号Ａ，Ｂの依存関係を正確に反映した波形を表示することができるという効果がある。また、一定周期でサンプリングした信号をメモリに保存しているので、表示順の判定方法を変えて再表示することができ、かつ時間に依存した波形の表示を行うこともできるので、エッジの間の波形を表示することもできるという効果もある。
【００５０】
さらに、一定周期でサンプリングするために第２の信号Ａ，Ｂの変化が少なくても一定時間で必ずデータ取り込み動作が終了するので、常に最新の波形を表示することができるという効果もある。
【００５２】
また、簡単な構成で第１の信号Ｙの表示順を決定することができるという効果がある。また、極性判定条件を変更することにより、簡単にさまざまな条件に適合させることができるという効果もある。
【００５３】
また、本発明の装置において、第２の信号源２としてエンコーダを用いることにより角度や位置を横軸にして波形を表示できるので、角度や位置との依存関係を簡単に把握することができるという効果がある。
【００５４】
さらに、本発明の装置において、第２の信号Ａ，Ｂは、位相関係によって駆動系の移動方向を検出することができる２相信号であることにより、駆動系の移動方向を検出できるので、角度や位置関係を正確に反映した測定信号波形を表示することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】演算部の構成を示す構成図である。
【図３】極性判定条件を説明するための図である。
【図４】動作を説明するための波形図である。
【図５】本発明の一実施例による波形図である。
【図６】従来の波形表示装置の構成図である。
【図７】従来例の動作を説明するための波形図である。
【図８】従来の波形表示装置による波形表示の例である。
【符号の説明】
１  信号源
２  エンコーダ
３  波形表示装置
３１２〜３３２  ＡＤ変換器
３１３〜３３３  メモリ
３５  演算部
３６  表示部
３５１，３５２  ２値化部
３５３  極性判定部
３５５  アップダウンカウンタ
３５６  メモリ
【図１】
0003956195.tif 000002
【図２】
0003956195.tif 000003
【図３】
0003956195.tif 000004
【図４】
0003956195.tif 000005
【図５】
0003956195.tif 000006
【図６】
0003956195.tif 000007
【図７】
0003956195.tif 000008
【図８】
0003956195.tif 000009