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JP5774370B2 - Waveform measuring device - Google Patents
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JP5774370B2 - Waveform measuring device - Google Patents

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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

本発明は、測定対象の電圧や電流等の波形を測定する波形測定装置に関するものである。   The present invention relates to a waveform measuring apparatus that measures waveforms such as voltage and current to be measured.

自動車のモータの駆動等には直流電源を交流電源に変換するためのインバータ電源が用いられる。このインバータ電源により交流電源に変換された電圧や電流が正常であるか否かを測定するために、オシロスコープが用いられる。オシロスコープには差動プローブを接続して、この差動プローブを用いてインバータ電源の出力波形を測定する。これにより、インバータ電源の電圧や電流を測定する。この種の技術としては特許文献1に開示されている技術がある。   An inverter power source for converting a DC power source into an AC power source is used for driving a motor of an automobile. An oscilloscope is used to measure whether or not the voltage or current converted into the AC power supply by the inverter power supply is normal. A differential probe is connected to the oscilloscope, and the output waveform of the inverter power supply is measured using this differential probe. Thereby, the voltage and current of the inverter power supply are measured. As this type of technology, there is a technology disclosed in Patent Document 1.

特開2010−158152号公報JP 2010-158152 A

一般に、オシロスコープのような波形測定器は、広帯域の周波数の電圧の波形を測定することができるが、広帯域であるがために測定した波形の確度(精度)が低下する(不確かになる)。測定する電圧の波形に極めて高い確度が要求されるような場合には、広帯域に対応したオシロスコープでは当該要求を充足することができない。   In general, a waveform measuring instrument such as an oscilloscope can measure a waveform of a voltage having a wide frequency band, but the accuracy (accuracy) of the measured waveform is lowered (uncertain) due to the wide band. When extremely high accuracy is required for the waveform of the voltage to be measured, an oscilloscope that supports a wide band cannot satisfy the requirement.

一方、オシロスコープよりも確度の高い波形測定を行う波形測定器を用いることができる。これにより、波形の測定に高い確度が要求されるような場合に対応することができる。ただし、高い確度で測定する波形測定器は広帯域の周波数の測定を行うことはできない。つまり、測定対象となる周波数帯域は狭帯域になる。   On the other hand, a waveform measuring instrument that performs waveform measurement with higher accuracy than an oscilloscope can be used. Thereby, it is possible to cope with a case where high accuracy is required for waveform measurement. However, waveform measuring instruments that measure with high accuracy cannot measure broadband frequencies. That is, the frequency band to be measured is a narrow band.

従って、電圧や電流の波形を測定する波形測定器は、高い確度で測定することを優先させる場合には広帯域の周波数の測定を行うことができず、広帯域の周波数の測定を行うことを優先させる場合には測定の確度が低下する。   Therefore, waveform measuring instruments that measure voltage and current waveforms cannot prioritize measurement of wideband frequencies, but cannot prioritize measurement of wideband frequencies when prioritizing measurement with high accuracy. In some cases, the accuracy of measurement decreases.

そこで、本発明は、高確度且つ広帯域の周波数の波形測定を行うことを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to perform waveform measurement with a high accuracy and a wide frequency range.

以上の課題を解決するため、本発明の波形測定装置は、波形を測定する第1の波形測定器と、この第1の波形測定器よりも確度が低く且つ広帯域の周波数の前記波形を測定する第2の波形測定器と、前記第1の波形測定器が測定する第1の波形データを基準として前記第2の波形測定器が測定する第2の波形データの誤差を演算する演算部と、前記誤差の分だけ前記第2の波形データを補正する補正部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a waveform measuring apparatus of the present invention measures a first waveform measuring instrument that measures a waveform, and the waveform with a lower accuracy and a wider frequency than the first waveform measuring instrument. A second waveform measuring device; and a calculation unit for calculating an error of the second waveform data measured by the second waveform measuring device with reference to the first waveform data measured by the first waveform measuring device; And a correction unit that corrects the second waveform data by the amount of the error.

この波形測定装置によれば、確度の高い第1の波形データに基づいて第2の波形データに生じる誤差を補正している。これにより、広帯域の第2の波形データを高確度に補正することができ、高確度且つ広帯域の波形測定を行うことが可能になる。   According to this waveform measuring apparatus, an error occurring in the second waveform data is corrected based on the first waveform data with high accuracy. This makes it possible to correct the broadband second waveform data with high accuracy, and to perform high-accuracy and broadband waveform measurement.

また、前記演算部は、前記第1の波形データのゲインおよびオフセットに対する前記第2の波形データのゲインおよびオフセットに基づいて前記誤差を演算することを特徴とする。   Further, the calculation unit calculates the error based on the gain and offset of the second waveform data with respect to the gain and offset of the first waveform data.

第1の波形データと第2の波形データとでゲインおよびオフセットを比較することで、確度の高い第1の波形データを基準としたときの第2の波形データの誤差を演算することができ、高確度且つ広帯域の波形測定を行うことができる。   By comparing the gain and offset between the first waveform data and the second waveform data, it is possible to calculate the error of the second waveform data when the first waveform data with high accuracy is used as a reference, Highly accurate and broadband waveform measurement can be performed.

また、前記第2の波形データのうち前記第1の波形測定器が測定する周波数帯域の成分のみを抽出する周波数フィルタを備え、前記演算部は、前記周波数フィルタにより抽出された前記第2の波形データと前記第1の波形データとに基づいて前記誤差を演算することを特徴とする。   The second waveform data includes a frequency filter that extracts only a component of a frequency band measured by the first waveform measuring instrument, and the arithmetic unit is configured to extract the second waveform extracted by the frequency filter. The error is calculated based on data and the first waveform data.

第2の波形データの周波数帯域は第1の波形データの周波数帯域と重複しているが、第2の波形データは広帯域になっている。このため、第2の波形データのうち第1の波形データと重複している帯域を抽出することで、誤差を算出するときに比較する波形の基準を統一でき、簡単な演算を行うことができる。   The frequency band of the second waveform data overlaps with the frequency band of the first waveform data, but the second waveform data has a wide band. Therefore, by extracting a band that overlaps the first waveform data from the second waveform data, it is possible to unify the reference of the waveform to be compared when calculating the error, and to perform a simple calculation. .

また、前記補正部により補正された前記第2の波形データのうち予め設定された変化量よりも大きく波形が変化している部分は前記補正部により補正された前記第2の波形データを用い、それ以外の部分は前記第1の波形データを用いて合成する波形合成部を備えたことを特徴とする。

Moreover, the preset portion is larger waveform than the change amount is changed among the second waveform data corrected by the correction unit using the second waveform data corrected by the correction unit, The other part includes a waveform synthesis unit that synthesizes using the first waveform data.

第2の波形データは第1の波形データよりも確度が低いため、高速な波形変化を測定することができる。高速に波形が変化する部分には第2の波形データを用い、それ以外の低速に波形が変化する部分には確度の高い第1の波形データを用いることで、正確且つ高速に波形測定を行うことができる。   Since the second waveform data has a lower accuracy than the first waveform data, a high-speed waveform change can be measured. The second waveform data is used for the portion where the waveform changes at high speed, and the first waveform data with high accuracy is used for the other portion where the waveform changes at low speed, so that the waveform is measured accurately and at high speed. be able to.

また、前記第1の波形測定器と前記第2の波形測定器とのうち何れか一方から他方に対して前記波形の測定の開始を示すトリガ信号を出力することを特徴とする。   In addition, a trigger signal indicating the start of the measurement of the waveform is output from any one of the first waveform measuring device and the second waveform measuring device to the other.

第1の波形測定器と第2の波形測定器とは測定対象の同じ波形を測定しなければならない。このため、トリガ信号を出力することで、第1の波形測定器と第2の波形測定器とを同期させることができ、正確な波形測定を行うことが可能になる。   The first waveform measuring instrument and the second waveform measuring instrument must measure the same waveform to be measured. Therefore, by outputting the trigger signal, the first waveform measuring device and the second waveform measuring device can be synchronized, and accurate waveform measurement can be performed.

本発明は、確度の高い第1の波形測定器の波形データを基準として広帯域の周波数の波形を測定する第2の波形測定器の波形データの誤差分を補正しているため、高確度且つ広帯域の周波数の波形測定を行うことが可能になる。   Since the present invention corrects the error of the waveform data of the second waveform measuring device that measures the waveform of the broadband frequency with reference to the waveform data of the first waveform measuring device with high accuracy, the high accuracy and wide bandwidth. It becomes possible to measure the waveform of the frequency.

実施形態の波形測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the waveform measuring apparatus of embodiment. 波形処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a waveform process part. 各部で処理される波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the waveform processed by each part.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は実施形態の波形測定装置1を示している。図1の波形測定装置1は測定対象2とフローティング電圧部3と差動プローブ4と高精度波形測定器5と広帯域波形測定器6と波形処理部7と波形表示部8とを備えて構成している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a waveform measuring apparatus 1 according to the embodiment. 1 includes a measurement object 2, a floating voltage unit 3, a differential probe 4, a high-precision waveform measurement device 5, a wide-band waveform measurement device 6, a waveform processing unit 7, and a waveform display unit 8. ing.

測定対象2は波形測定を行う対象物になる。測定対象としては直流電源から交流電源に変換を行うインバータ電源等がある。勿論、測定対象2としては、電流や電圧等の波形を出力するものであれば任意のものを適用することができる。フローティング電圧部3は電位が0ボルトのグランドから所定の電圧をフローティングさせている。   The measurement object 2 is an object for waveform measurement. The measurement target includes an inverter power source that performs conversion from a DC power source to an AC power source. Of course, any object can be applied as the measurement object 2 as long as it outputs a waveform such as current or voltage. The floating voltage unit 3 floats a predetermined voltage from the ground having a potential of 0 volts.

差動プローブ4は測定対象2の正側と負側(フローティング電圧部3の電圧)とに接続して、差動電圧を検出する。差動プローブ4が検出した差動電圧は広帯域波形測定器6に出力している。従って、広帯域波形測定器6は差動プローブ4が検出した差動電圧、つまり測定対象2の電圧の波形を測定する。   The differential probe 4 is connected to the positive side and the negative side (voltage of the floating voltage unit 3) of the measurement object 2 to detect the differential voltage. The differential voltage detected by the differential probe 4 is output to the broadband waveform measuring device 6. Therefore, the wideband waveform measuring instrument 6 measures the differential voltage detected by the differential probe 4, that is, the waveform of the voltage of the measuring object 2.

高精度波形測定器5は第1の波形測定器であり、測定対象2の正側と負側とを入力している。これにより、測定対象2の電圧の波形を測定する。また、広帯域波形測定器6は第2の波形測定器であり、差動プローブ4が検出した測定対象2の電圧の波形を測定する。従って、高精度波形測定器5と広帯域波形測定器6とは同じ波形の測定を行なっていることになる。   The high-precision waveform measuring instrument 5 is a first waveform measuring instrument, and inputs the positive side and the negative side of the measuring object 2. Thereby, the waveform of the voltage of the measuring object 2 is measured. The broadband waveform measuring device 6 is a second waveform measuring device, and measures the waveform of the voltage of the measuring object 2 detected by the differential probe 4. Therefore, the high-precision waveform measuring instrument 5 and the broadband waveform measuring instrument 6 measure the same waveform.

高精度波形測定器5は広帯域波形測定器6よりも確度(精度)が高い波形測定を行うことができる。これにより、広帯域波形測定器6が測定した波形よりも高精度波形測定器5が測定した波形の方が正確性に優れている。ただし、確度が高いため、狭小な周波数帯域のみが測定対象となる。特に、低周波の帯域のみが測定対象となる。例えば、直流から10MHzといった狭小な低周波の帯域の波形が測定対象となる。   The high-precision waveform measuring instrument 5 can perform waveform measurement with higher accuracy (accuracy) than the broadband waveform measuring instrument 6. Thereby, the waveform measured by the high-precision waveform measuring instrument 5 is more accurate than the waveform measured by the broadband waveform measuring instrument 6. However, since the accuracy is high, only a narrow frequency band is measured. In particular, only the low frequency band is measured. For example, a waveform in a narrow low frequency band from DC to 10 MHz is a measurement target.

広帯域波形測定器6は広帯域の波形を測定することができる。例えば、直流から数百MHz以上といった広範な周波数帯域の波形が測定対象となる。この広帯域波形測定器6が測定対象とする周波数帯域は高精度波形測定器5が測定対象とする周波数帯域を含んでいる。ただし、広範な周波数帯域を測定可能にしているため、広帯域波形測定器6の波形測定の確度は高精度波形測定器5よりも低くなっている。   The broadband waveform measuring device 6 can measure a broadband waveform. For example, a waveform in a wide frequency band from direct current to several hundred MHz or more is a measurement target. The frequency band to be measured by the wide-band waveform measuring instrument 6 includes the frequency band to be measured by the high-precision waveform measuring instrument 5. However, since a wide frequency band can be measured, the accuracy of waveform measurement of the wide-band waveform measuring device 6 is lower than that of the high-precision waveform measuring device 5.

高精度波形測定器5から広帯域波形測定器6に対してトリガ信号trigを出力している。これにより、高精度波形測定器5の測定開始のタイミングと広帯域波形測定器6の測定開始のタイミングとを同期させるようにしている。この同期を取ることで、高精度波形測定器5と広帯域波形測定器6とは同じタイミングで波形測定を開始させることができ、同じ波形を測定することができる。なお、広帯域波形測定器6から高精度波形測定器5にトリガ信号を出力させてもよい。   A trigger signal trig is output from the high precision waveform measuring instrument 5 to the wideband waveform measuring instrument 6. Thereby, the measurement start timing of the high-precision waveform measuring instrument 5 and the measurement start timing of the broadband waveform measuring instrument 6 are synchronized. By taking this synchronization, the high-precision waveform measuring instrument 5 and the broadband waveform measuring instrument 6 can start waveform measurement at the same timing, and the same waveform can be measured. Note that the trigger signal may be output from the broadband waveform measuring device 6 to the high-precision waveform measuring device 5.

高精度波形測定器5が測定した波形は高精度波形データ(第1の波形データ)HDとして波形処理部7に出力される。広帯域波形測定器6が測定した波形は広帯域波形データ(第2の波形データ)WDとして波形処理部7に出力される。波形処理部7は高精度波形データHDおよび広帯域波形データWDに基づいて処理を行う。   The waveform measured by the high precision waveform measuring instrument 5 is output to the waveform processing unit 7 as high precision waveform data (first waveform data) HD. The waveform measured by the broadband waveform measuring device 6 is output to the waveform processing unit 7 as broadband waveform data (second waveform data) WD. The waveform processing unit 7 performs processing based on the high-precision waveform data HD and the broadband waveform data WD.

図2に示すように、波形処理部7は高精度波形データ入力部11と広帯域波形データ入力部12とローパスフィルタ13と演算部14と補正部15と波形合成部16とを備えて構成している。高精度波形データ入力部11は入力した高精度波形データHDを演算部14および波形合成部16に出力する。広帯域波形データ入力部12は入力した広帯域波形データWDをローパスフィルタ13および補正部15に出力する。   As shown in FIG. 2, the waveform processing unit 7 includes a high-precision waveform data input unit 11, a broadband waveform data input unit 12, a low-pass filter 13, a calculation unit 14, a correction unit 15, and a waveform synthesis unit 16. Yes. The high-precision waveform data input unit 11 outputs the input high-precision waveform data HD to the calculation unit 14 and the waveform synthesis unit 16. The broadband waveform data input unit 12 outputs the input broadband waveform data WD to the low-pass filter 13 and the correction unit 15.

ローパスフィルタ13は広帯域波形データWDのうち低周波の周波数成分のみを抽出する周波数フィルタである。ローパスフィルタ13が抽出する周波数成分は高精度波形測定器5が測定対象とする周波数帯域と一致させる。   The low-pass filter 13 is a frequency filter that extracts only low-frequency components from the broadband waveform data WD. The frequency component extracted by the low-pass filter 13 is matched with the frequency band to be measured by the high-precision waveform measuring instrument 5.

ローパスフィルタ13により高精度波形データHDと同じ周波数成分のみが抽出された広帯域波形データWDは演算部14に入力される。演算部14は、高精度波形データHDおよびフィルタ(ローパスフィルタ13)通過後の広帯域波形データWDを入力する。そして、高精度波形データHDおよびフィルタ通過後の広帯域波形データWDを用いて誤差量(ゲイン誤差ΔGおよびオフセット誤差ΔA)を演算する。   Broadband waveform data WD obtained by extracting only the same frequency component as that of the high-precision waveform data HD by the low-pass filter 13 is input to the calculation unit 14. The calculation unit 14 receives the high-precision waveform data HD and the broadband waveform data WD after passing through the filter (low-pass filter 13). Then, the error amount (gain error ΔG and offset error ΔA) is calculated using the high-accuracy waveform data HD and the broadband waveform data WD after passing through the filter.

補正部15は広帯域波形データ入力部12から広帯域波形データWDを入力している。そして、演算部14が演算した誤差量に基づいて、広帯域波形データWDを補正する。この補正した広帯域波形データWDを波形合成部16に出力する。   The correction unit 15 receives the broadband waveform data WD from the broadband waveform data input unit 12. Then, the broadband waveform data WD is corrected based on the error amount calculated by the calculation unit 14. The corrected broadband waveform data WD is output to the waveform synthesizer 16.

波形合成部16には変化量の閾値が設定されており、補正後の広帯域波形データWDの変化量が閾値を超過していれば広帯域波形データWDを用い、それ以外(閾値以下)の場合には高精度波形データHDを用いるように波形の合成を行う。合成した波形のデータは合成波形データCDとして波形表示部8に出力される。波形表示部8はディスプレイ等の表示装置であり、合成波形データCDを表示する。これにより、波形表示部8を視認することで、測定対象2の出力電圧の波形を認識できる。   A change amount threshold is set in the waveform synthesizer 16. If the change amount of the corrected wideband waveform data WD exceeds the threshold, the wideband waveform data WD is used, and otherwise (below the threshold). Synthesizes the waveform so as to use the high-precision waveform data HD. The synthesized waveform data is output to the waveform display unit 8 as synthesized waveform data CD. The waveform display unit 8 is a display device such as a display, and displays the composite waveform data CD. Thereby, the waveform of the output voltage of the measuring object 2 can be recognized by visually recognizing the waveform display unit 8.

次に、動作について説明する。測定対象2は交流電圧を出力する。測定対象2の電圧が高精度波形測定器5および差動プローブ4に入力される。差動プローブ4に入力される差動電圧は広帯域波形測定器6に入力される。このため、高精度波形測定器5および広帯域波形測定器6は測定対象2の同じ電圧の波形を測定する。なお、測定する対象は差動プローブの代わりに電流プローブ等を用いて電流としてもよい。   Next, the operation will be described. The measurement object 2 outputs an alternating voltage. The voltage of the measuring object 2 is input to the high-precision waveform measuring instrument 5 and the differential probe 4. The differential voltage input to the differential probe 4 is input to the broadband waveform measuring device 6. For this reason, the high-precision waveform measuring instrument 5 and the broadband waveform measuring instrument 6 measure the waveform of the same voltage of the measuring object 2. The object to be measured may be a current using a current probe or the like instead of the differential probe.

高精度波形測定器5は広帯域波形測定器6にトリガ信号trigを出力する。これにより、同じタイミングで高精度波形測定器5と広帯域波形測定器6とは波形の測定を開始する。高精度波形測定器5が測定する波形は高精度波形データHDとして、広帯域波形測定器6が測定する波形は広帯域波形データWDとして波形処理部7に入力される。   The high precision waveform measuring instrument 5 outputs a trigger signal trig to the wideband waveform measuring instrument 6. As a result, the high-precision waveform measuring instrument 5 and the broadband waveform measuring instrument 6 start measuring waveforms at the same timing. The waveform measured by the high-precision waveform measuring device 5 is input to the waveform processing unit 7 as high-precision waveform data HD, and the waveform measured by the wide-band waveform measuring device 6 is input as wide-band waveform data WD.

波形処理部7の高精度波形データ入力部11は高精度波形データHDを入力し、広帯域波形データ入力部12は広帯域波形データWDを入力する。このときの高精度波形データHDおよび広帯域波形データWDの例を図3a)に示す。なお、同図a)のときの高精度波形データHDと広帯域波形データWDとは周波数帯域が異なっている。   The high-precision waveform data input unit 11 of the waveform processing unit 7 inputs high-precision waveform data HD, and the wide-band waveform data input unit 12 inputs wide-band waveform data WD. An example of the high-precision waveform data HD and the broadband waveform data WD at this time is shown in FIG. Note that the high-precision waveform data HD and the wide-band waveform data WD in FIG.

広帯域波形データ入力部12が入力した広帯域波形データWDはローパスフィルタ13により低周波の周波数成分のみが抽出される。このとき、ローパスフィルタ13の周波数帯域は高精度波形測定器5の周波数帯域と一致させている。例えば、高精度波形測定器5が直流から10MHzを測定対象とするのであれば、ローパスフィルタ13は、直流から500MHzのうち直流から10MHzの周波数帯域のみを抽出する。   From the broadband waveform data WD input by the broadband waveform data input unit 12, only a low frequency component is extracted by the low pass filter 13. At this time, the frequency band of the low-pass filter 13 is matched with the frequency band of the high-precision waveform measuring instrument 5. For example, if the high-accuracy waveform measuring instrument 5 measures from DC to 10 MHz, the low-pass filter 13 extracts only the frequency band from DC to 10 MHz out of DC to 500 MHz.

これにより、フィルタ通過後の広帯域波形データWDの周波数帯域と高精度波形データHDの周波数帯域とが一致する。演算部14は周波数帯域が一致した広帯域波形データWDと高精度波形データHDとを比較して演算を行う。図3b)の実線は高精度波形データHDであり、破線はフィルタ通過後の広帯域波形データWDである。   As a result, the frequency band of the wideband waveform data WD after passing through the filter matches the frequency band of the high-precision waveform data HD. The calculation unit 14 performs a calculation by comparing the broadband waveform data WD having the same frequency band with the high-precision waveform data HD. The solid line in FIG. 3b) is the high-precision waveform data HD, and the broken line is the broadband waveform data WD after passing through the filter.

広帯域波形測定器6は広範な周波数帯域を測定対象としているため、確度が低下する。つまり、所定の誤差を生じる。一方、高精度波形測定器5は狭帯域の周波数を測定対象としており、確度の高い測定を行っている。そこで、高精度波形データHDを基準として、広帯域波形データWDに生じている誤差量を演算する。   Since the wideband waveform measuring instrument 6 has a wide frequency band as a measurement target, the accuracy decreases. That is, a predetermined error occurs. On the other hand, the high-precision waveform measuring instrument 5 uses a narrow-band frequency as a measurement target, and performs measurement with high accuracy. Therefore, the amount of error occurring in the broadband waveform data WD is calculated using the high-precision waveform data HD as a reference.

ここでは、誤差量をゲイン誤差ΔGおよびオフセット誤差ΔAとして演算している。ただし、高精度波形データHDを基準としたときの広帯域波形データWDの誤差量を演算することができれば、ゲイン誤差ΔGおよびオフセット誤差ΔA以外のパラメータを用いて演算を行ってもよい。   Here, the error amounts are calculated as a gain error ΔG and an offset error ΔA. However, the calculation may be performed using parameters other than the gain error ΔG and the offset error ΔA as long as the error amount of the wideband waveform data WD when the high-precision waveform data HD is used as a reference can be calculated.

ゲイン誤差ΔGは高精度波形データHDの振幅GHと広帯域波形データWDの振幅GWとの比率を演算することにより得られる。つまり、ゲイン誤差ΔGは「ΔG=GW/GH」となる。このゲイン誤差ΔGは高精度波形測定器5に対する広帯域波形測定器6のゲインの誤差を示している。   The gain error ΔG is obtained by calculating the ratio between the amplitude GH of the high-precision waveform data HD and the amplitude GW of the wideband waveform data WD. That is, the gain error ΔG is “ΔG = GW / GH”. This gain error ΔG indicates a gain error of the wide-band waveform measuring instrument 6 with respect to the high-precision waveform measuring instrument 5.

オフセット誤差ΔAは高精度波形データHDのオフセットAHと広帯域波形データWDのオフセットAWとの差分を演算することにより得られる。つまり、オフセット誤差ΔAは「ΔA=AW−AH」となる。このオフセット誤差ΔAは高精度波形データHDに対する広帯域波形データWDのオフセットの誤差を示している。なお、「オフセット」は所定の基準電圧に対する直流のオフセット成分のことをいう。   The offset error ΔA is obtained by calculating the difference between the offset AH of the high-precision waveform data HD and the offset AW of the wideband waveform data WD. That is, the offset error ΔA is “ΔA = AW−AH”. The offset error ΔA indicates an offset error of the wide-band waveform data WD with respect to the high-precision waveform data HD. Note that “offset” refers to a DC offset component with respect to a predetermined reference voltage.

以上のゲイン誤差ΔGおよびオフセット誤差ΔAが高精度波形データHDを基準としたときの広帯域波形データWDの誤差になる。この誤差を演算部14が演算する。演算したゲイン誤差ΔGおよびオフセット誤差ΔAは補正部15に出力される。補正部15は広帯域波形データ入力部12から広帯域波形データWD(ローパスフィルタ13を通過していないデータ)を入力しており、この広帯域波形データWDに対して補正を行う。   The above gain error ΔG and offset error ΔA are errors of the wide band waveform data WD when the high precision waveform data HD is used as a reference. The calculation unit 14 calculates this error. The calculated gain error ΔG and offset error ΔA are output to the correction unit 15. The correction unit 15 receives the broadband waveform data WD (data not passing through the low-pass filter 13) from the broadband waveform data input unit 12, and corrects the broadband waveform data WD.

補正部15は広帯域波形データWDに対してゲイン誤差ΔGの分だけゲインを補正し、オフセット誤差ΔAの分だけオフセットの補正を行う。これにより、確度の高い高精度波形データHDを基準としたときの誤差の分を広帯域波形データWDに対して補正することができる。補正後の広帯域波形データWDを波形合成部16に出力する。   The correction unit 15 corrects the gain by the gain error ΔG with respect to the wideband waveform data WD and corrects the offset by the offset error ΔA. As a result, the error when the highly accurate waveform data HD with high accuracy is used as a reference can be corrected for the wideband waveform data WD. The corrected broadband waveform data WD is output to the waveform synthesizer 16.

波形合成部16は高精度波形データ入力部11から高精度波形データHDを入力しており、且つ補正部15から補正後の広帯域波形データWDを入力している。そして、これらの高精度波形データHDと広帯域波形データWDとを合成して合成波形データCDとして波形表示部8に出力する。   The waveform synthesizer 16 receives the high-accuracy waveform data HD from the high-accuracy waveform data input unit 11 and the corrected wide-band waveform data WD from the correction unit 15. Then, the high-accuracy waveform data HD and the broadband waveform data WD are synthesized and output to the waveform display unit 8 as synthesized waveform data CD.

波形合成部16には予め変化量の閾値が設定されていることは既に述べたとおりである。なお、この閾値は適宜に設定することができる。波形合成部16は、広帯域波形データWDを時間と電圧値とに基づいて微分することにより、広帯域波形データWDの波形の変化量を検出することができる。このときに検出される変化量が閾値を超過しているか否かを検出する。   As described above, the waveform composition unit 16 is preset with a change amount threshold. This threshold value can be set appropriately. The waveform synthesizer 16 can detect the amount of change in the waveform of the broadband waveform data WD by differentiating the broadband waveform data WD based on the time and the voltage value. It is detected whether or not the amount of change detected at this time exceeds a threshold value.

つまり、設定された閾値を超過するような急激な変化が広帯域波形データWDに生じているか否かを検出する。微分したときに得られる変化量が閾値を超過しているときには急激な変化を生じているとして、広帯域波形データWDを採用する。一方、それ以外(変化量が閾値以下)であるときには、急激な変化を生じていないとして、高精度波形データHDを採用する。   That is, it is detected whether or not a rapid change that exceeds the set threshold value has occurred in the broadband waveform data WD. Broadband waveform data WD is adopted assuming that a rapid change occurs when the amount of change obtained by differentiation exceeds a threshold value. On the other hand, when it is other than that (the amount of change is equal to or less than the threshold value), the high-precision waveform data HD is adopted assuming that there is no sudden change.

これにより、大きな変化を生じている部分については広帯域波形データWDを用いていることで高速に処理することができると共に、広帯域波形データWDは高確度に補正されているため、当該部分の確度を高くすることができる。一方、大きな変化を生じていない部分については高確度の高精度波形データHDを用いていることで確度の高い波形測定が可能になり、高速且つ正確な波形測定を行うことができる。   As a result, the portion having a large change can be processed at high speed by using the broadband waveform data WD, and the broadband waveform data WD is corrected with high accuracy. Can be high. On the other hand, with respect to a portion where a large change has not occurred, highly accurate waveform data HD can be measured by using highly accurate waveform data HD, and high-speed and accurate waveform measurement can be performed.

以上に説明したように、確度および周波数帯域が異なる2つの波形測定器(高精度波形測定器5および広帯域波形測定器6)を用いて、確度の高い高精度波形データHDに基づいて広帯域の広帯域波形データWDを補正している。これにより、高確度且つ広帯域の波形を測定することができるようになる。   As described above, using two waveform measuring devices (high-precision waveform measuring device 5 and wide-band waveform measuring device 6) having different accuracy and frequency band, a wide-band wideband based on high-precision waveform data HD with high accuracy. The waveform data WD is corrected. This makes it possible to measure a highly accurate and wide-band waveform.

以上において、波形合成部16により広帯域波形データWDと高精度波形データHDとの合成を行っているが、波形合成部16の処理を省略してもよい。つまり、補正部15によって、確度の高い高精度波形データHDを基準とした補正を広帯域波形データWDに対して行っており、広帯域波形データWDの確度を高めている。このため、波形合成部16による波形合成は行わなくてもよい。従って、この場合には、補正後の広帯域波形データWDを波形表示部8に表示するようにする。   In the above, the wideband waveform data WD and the high-precision waveform data HD are synthesized by the waveform synthesis unit 16, but the processing of the waveform synthesis unit 16 may be omitted. That is, the correction unit 15 performs correction on the wideband waveform data WD based on the highly accurate high-precision waveform data HD, and the accuracy of the wideband waveform data WD is increased. For this reason, the waveform synthesis by the waveform synthesis unit 16 need not be performed. Therefore, in this case, the corrected broadband waveform data WD is displayed on the waveform display unit 8.

また、波形処理部7は独立した装置としているが、高精度波形測定器5または広帯域波形測定器6の何れかに備えるようにしてもよい。特に、広帯域波形測定器6にデジタルオシロスコープを適用した場合には、複雑な回路を有するデジタルオシロスコープに波形処理部7の機能を容易に持たせることができるようになる。勿論、波形処理部7をコンピュータ等の独立した装置構成として、波形の処理を行うようにしてもよい。   Further, although the waveform processing unit 7 is an independent device, it may be provided in either the high-precision waveform measuring instrument 5 or the broadband waveform measuring instrument 6. In particular, when a digital oscilloscope is applied to the broadband waveform measuring instrument 6, the digital oscilloscope having a complicated circuit can easily have the function of the waveform processing unit 7. Of course, the waveform processing unit 7 may be configured as an independent device such as a computer to perform waveform processing.

また、フローティング電圧部3によりフローティング電圧を形成しているが、フローティング電圧部3は必須の構成要素ではない。また、高精度波形測定器5と広帯域波形測定器6との間に処理速度に差を生じるような場合には、処理速度の遅い方の測定器に早いほうの測定器を追従させるようにしてもよい。   Further, although the floating voltage unit 3 forms a floating voltage, the floating voltage unit 3 is not an essential component. Further, when a difference in processing speed occurs between the high-precision waveform measuring instrument 5 and the wide-band waveform measuring instrument 6, the earlier measuring instrument is made to follow the measuring instrument having the slower processing speed. Also good.

1 波形測定装置
2 測定対象
5 高精度波形測定器
6 広帯域波形測定器
7 波形処理部
8 波形表示部
11 高精度波形データ入力部
12 広帯域波形データ入力部
13 ローパスフィルタ
14 演算部
15 補正部
16 波形合成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waveform measuring apparatus 2 Measuring object 5 High precision waveform measuring instrument 6 Wideband waveform measuring instrument 7 Waveform processing part 8 Waveform display part 11 High precision waveform data input part 12 Wideband waveform data input part 13 Low pass filter 14 Calculation part 15 Correction part 16 Waveform Compositing part

Claims (5)

波形を測定する第1の波形測定器と、
この第1の波形測定器よりも確度が低く且つ広帯域の周波数の前記波形を測定する第2の波形測定器と、
前記第1の波形測定器が測定する第1の波形データを基準として前記第2の波形測定器が測定する第2の波形データの誤差を演算する演算部と、
前記誤差の分だけ前記第2の波形データを補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする波形測定装置。
A first waveform measuring instrument for measuring a waveform;
A second waveform measuring instrument that measures the waveform with a lower accuracy and a wider frequency range than the first waveform measuring instrument;
A computing unit for computing an error of the second waveform data measured by the second waveform measuring device with reference to the first waveform data measured by the first waveform measuring device;
A correction unit that corrects the second waveform data by the amount of the error;
A waveform measuring apparatus comprising:
前記演算部は、前記第1の波形データのゲインおよびオフセットに対する前記第2の波形データのゲインおよびオフセットに基づいて前記誤差を演算すること
を特徴とする請求項1記載の波形測定装置。
The waveform measurement apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the error based on a gain and an offset of the second waveform data with respect to a gain and an offset of the first waveform data.
前記第2の波形データのうち前記第1の波形測定器が測定する周波数帯域の成分のみを抽出する周波数フィルタを備え、
前記演算部は、前記周波数フィルタにより抽出された前記第2の波形データと前記第1の波形データとに基づいて前記誤差を演算すること
を特徴とする請求項2記載の波形測定装置。
A frequency filter that extracts only the component of the frequency band measured by the first waveform measuring instrument from the second waveform data;
The waveform measuring apparatus according to claim 2, wherein the calculation unit calculates the error based on the second waveform data and the first waveform data extracted by the frequency filter.
前記補正部により補正された前記第2の波形データのうち予め設定された変化量よりも大きく波形が変化している部分は前記補正部により補正された前記第2の波形データを用い、それ以外の部分は前記第1の波形データを用いて合成する波形合成部を備えたこと
を特徴とする請求項3記載の波形測定装置。
The preset portion is larger waveform than the change amount is changed among the second waveform data corrected by the correction unit using the second waveform data corrected by the correction unit, otherwise The waveform measuring apparatus according to claim 3, further comprising: a waveform synthesis unit configured to synthesize using the first waveform data.
前記第1の波形測定器と前記第2の波形測定器とのうち何れか一方から他方に対して前記波形の測定の開始を示すトリガ信号を出力すること
を特徴とする請求項4記載の波形測定装置。
The waveform according to claim 4, wherein a trigger signal indicating the start of measurement of the waveform is output from one of the first waveform measuring device and the second waveform measuring device to the other. measuring device.
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