DD212602A1

DD212602A1 - Schaltungsanordnung zur darstellung einer messgroesse auf einem bildschirm

Info

Publication number: DD212602A1
Application number: DD24598782A
Authority: DD
Inventors: Rudolph Broedemann
Original assignee: Broedemann Rudolf
Priority date: 1982-12-15
Filing date: 1982-12-15
Publication date: 1984-08-15

Abstract

Schaltungsanordnung zur Darstellung einer Messgroesse auf einem Bildschirm, mit der langsame Signale beobachtet werden koennen, die zufaellige oder gezielt ausgeloeste schnelle Aenderungen (Transienten) enthalten. Die Erfassung derartiger Signale ist oft ein Problem in der Technik oder Medizien, z. B. bei der Ueberwachung physiologischer Parameter (EEG, EKG u. a.). Mit der Laufbildoszillografie lassen sich langsame Signale gut beobachten, schnelle Transienten werden dagegen mit Speicheroszilloskopen festgehalten. Ziel der Erfindung ist es, beide Methoden in einer Einrichtung derart zu kombinieren, dass der aktuelle Messwertverlauf staendig als Laufbild erscheint und Transienten so abgespeichert werden, dass sie anschliessend als eine zweite, jedoch stehende Kurve gleichzeitig auf dem Bildschirm zu sehen sind. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass ein statischer Speicher (RAM) durch zwei Adressenzaehler angesteuert wird, so dass zwei unabhaengige Bereiche fuer je eine Speicher-Methode entstehen. Zur Erzeugung des Laufbildeffekts fuer den einen Speicherbereich werden die Zaehlerstaende kontinuierlich gegeneinander verschoben, waehrend die horizontale Zuordnung auf dem Bildschirm nur einer der Zaehler uebernimmt. Eine Verschiebung des Speicherinhalts wird dadurch auf dem Bildschirm nur vorgetaeuscht. Durch einen Dekoder wird fuer Anfuegen neuer Messwerte an das Laufbild gesorgt.

Description

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung zur Darstellung einer Meßgröße auf einem Bildschirm

Anwendungsgebiet der Erfindung .

Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen , die es gestatten , analoge .Meßgrößen mit besonders großer Bandbreite in ihrem zeitlichen Verlauf auf einem Bildschirm darzustellen.

Der besondere Charakter der Meßgröße besteht darin , daß sie sich normalerweise verhältnismäßig langsam ändert , sich jedoch in einer relativ kurzen Zeitspanne während oder nach einem besonderen Ereignis verhältnismäßig schnell ändert, wobei der Normalverlauf lediglich beobachtet werden soll, die durch ein zufälliges Ereignis, z.. B. Störung ,- oder gezielt ausgeslöste schnelle Änderung jedoch einer · genauen Auswertung zur Verfügung stehen muß.. Diese Aufgabe tritt bei vielen Problemen in Technik und Forschung auf , wie auch in der Medizin, z.B. bei der Überwachung und Analyse elektrophysiologischer Signale, wie EEG, EKG usw.

Es werden' damit zwei Spezialanwendungen der Oszillografenmeßtechnik betroffen, einerseits die Beobachtung langsamer und andererseits flüchtiger Signale (Transienten) , bei denen nur Oszilloskope mit speichernden Eigenschaften eine ausreichende Beobachtungsfähigkeit bieten .,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt , daß die Beobachtungsfähigkeit von langsamen oder einmaligen (flüchtigen) Signalen auf einem Oszillografen-Bildschirm wesentlich verbessert werden kann , wenn das Signal gespeichert wird und dann mit einer dem menschlichen Auge angepaßten Frequenz zyklisch auf dem Bildschirm erscheint. /1/ Im Falle von flüchtigen Signalen wird der Meßwertverlauf mit einer dem gewünschten Auflösungsvermögen entsprechenden Frequenz digitalisiert und in aufeinanderfolgende Plätze eines statischen Speichers (z . B. RAM) abgelegt. Für die Darstellung des gespeicherten Signals auf dem Bildschirm wird durch D/A-Wandler aus der Speicheradresse die Horizontalablenkung und aus dem Speicher-

inhalt die Vertikalablenkung des Kathodenstrahl^ erzeugt, wobei die Wiedergabefrequenz so hoch gewählt ist, daß ein -.flimmerfreies Bild entsteht , das dann beliebig lange betrachtet werden kann .

Im Falle von langsamen Signalen (maximal 20 Hz) wird der Meßwertverlauf digitalisiert in einen dynamischen Speicher (Schieberegister) eingegeben, wobei alle bereits gespeicherten Werte um eine Adresse verschoben werden, dabei der jeweils älteste Wert verloren geht und der neue Meßwert sich an den Meßwertverlauf anfügt. Zwischen den Eingaben wird der gesamte Speicherinhalt in oben beschriebener Weise auf dem Bildschirm dargestellt . Durch die Verschiebung des Speicherinhalts bei der Eingabe entsteht hier jedoch auf dem Bildschirm ein Laufbildeffekt, der es ermöglicht, einzelne Meßwerte von ihrem Auftreten bis zum Hinausschieben aus Speicher und Bild (mehrere Sekunden) zu beobachten.

Im Falle von langsamen' Signalen,, in die durch besondere Ereignisse ausgelöste schnelle Änderungen eingestreut sind , ist die Anwendung beider Methoden notwendig, um die schnellen Ereignisse als stehendes Speicherbild festhalten und . gleichzeitig den Normalverlauf als Laufbild weiterverfolgen zu können .

Beide Methoden mj't einer· Einrichtung gleichzeitig durchzuführen , ist bisher durch die spezifischen Eigenschaften der verwendeten Speicher nicht möglich . Bei statischen Speichern (RAM) einerseits ist eine Verschiebung des Speicherinhalts nur mit- erheblichem Aufwand (z . 3 . Mikrorechner) möglich , und bei dynamischen Schieberegister-Speichern andererseits läßt sich immer nur der· gesamte Speicherinhalt verschieben , so daß sich bei letzterem zwar beide Methoden realisieren lassen, aber nur umschaltbar und nicht gleichzeitig .

Die Benutzung von zwei entsprechenden Einrichtungen hat neben dem ökonomischen Aufwand den Nachteil , daß die Meßwertverläufe auf zwei getrennten Bildschirmen beobachtet werden . müssen .

/1/ BOBE, W.: Digitalspeicher in der Oszil'lografen-Meßtechnik radio fernsehen elektronik 28 (1979), S-. 562-565, 629-532

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine gleichzeitige 'Speicher- und Laufbildosziiicgrafie durch eine einzige Einrichtung zu realisieren, wobei die

Lösung schaltungstechnisch unter Beibehaltung der Hauptelemente (ein Speicher, ein Bildschirm) erfolgt.

Das aktuelle Meßsignal soll auf einem Bildschirm ständig als Laufbild erscheinen. Besondere Ereignisse im Meßsignal sollen derart abgespeichert werden könnnen , daß sie anschließend als eine zweite, jedoch stehende Kurve gleichzeitig auf dem Bildschirm zu sehen sind , mindestens so lange, bis ein nächstes derartiges Ereignis eintritt.

Darlegung des Wensens der Erfindung

Aufgebe der Erfindung ist es , eine Schaltungsanordnung zu realisieren , mit der die Eingabe von Meßwerten in einen geeigneten Speicher und die Ausgabe des Speicherinhalts auf einem Bildschirm zur Darstellung des eingegebenen Meßwertverlaufs derart gesteuert wird , daß die in einem ersten Speicherbereich abgelegten Meßdaten als stehendes 3ild und dfe in einem zweiten Bereich befindlichen. Werte als (von rechts nach links wanderndes) Laufbild auf dem Bildschirm erscheinen. Das Hauptproblem besteht darin , bei Verwendung eines statischen Speichers (RAM) ohne tatsächliche Verschiebung des Speicherinhalts einen Laufbildeffekt zu erzeugen . -

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Speicher (FiAM) durch zwei AdressenzähPer angesteuert wird, wobei der erste vorwiegend den Bereich für das stehende Bild und der zweite ausschließlich den Laufbildbereich ansteuert. Nach jedem Bildzyklus (gesamter Speicherinhalt) wird dem zweiten Zähler ein zusätzlicher Zählimpuls eingespeist, so daß sich beide Zählerstände. nach jedem Zykius um eine Zählereinheit mehr unterscheiden . Die Horizontalablenkung erzeugt jedoch immer der erste Zähler, wodurch eine Ver schiebung (Umlauf) des Speicherinhalts des zweiten Bereichs auf dem Bildschirm vorgetäuscht wird.

Durch einen Adressendekoder, der an den ersten Zähler angeschlossen ist, wird an der richtigen Stelle (rechter Bildrand) die Übernahme eines neuen Meßwertes in den Speicher ausgelöst. D. h. in dem Moment wo der jeweils älteste Wert wieder am rechten Bildrand erscheinen würde, wird er durch einen neuen ersetzt .

Das so erzeugte Laufbild und das Speicherbild werden zweckmäßigei— weise getrennt übereinander auf dem Bildschirm dargestellt.

Ausführungsbeispiel

Die Schaltungsanordnung besteht aus einem statischen Speicher (RAM) , mit dem über einen A/D-Wandler 1024 Werte des Meßsignals mit 8 bit Wortbreite gespeichert werden könnnen , zwei D/A-Wandlern , die aus dem Speicherinhalt und der Speicheradresse den eingegebenen Meßwertverlauf für die analoge Bildschirmdarstellung regenerieren, zwei Adressenzählern (Z1, Z2) , die über einen Multiplexer (MUX) mit dem Adresseneingang des Speichers verbunden sind, einem Adressendekoder (DK) für den Speicherplatz, in den beim Laufbild ein neuer Meßwert eingegeben werden muß , einem steuerbaren Taktgenerator (TG) , der teilweise über Gatter mit den Zählern und dem Steuereingang des Speichers (WE) verbunden ist und einem Schmitt-Trigger (ST) mit Status-Flip-Flop (FF), welche die durch ein externes Signal ausgelöste Umschaltung zur Eingabe in. den Speicherbildbereich steuern . Der gesamte Speicherinhalt wird ständig zyklisch abgefragt und auf dem Bildschrim dargestellt, wobei der Inhalt jedes Speicherplatzes übör einen D/A-Wandler die Y-Ablenkung des Kathodenstrahls ergibt und 9 bit des Adressenzähiers ZI (Q_n . . . Q₀) über den zweiten D/A-Wandler die

U ο

X-Abienkung erzeugen.. Das zehnte Bit (Qq) wird mit entsprechender Wertigkeit zusätzlich auf den Y-Wandler gegeben , so daß beide Speicherbereiche übereinander auf dem Bildschirm erscheinen .

Die obere Bildkurve (Adresse 0 bis 511) dient zur stehenden Darstellung der ausgewählten Ereignisse.. Beim Eintreffen eines Triggerimpulses, der den Beginn des besonderen Meßwertverlaufs markiert, wird der Zähler Z1 nullgesetzt und das Status-Flip-Flop (FF) umgeschaltet, wodurch eine fortlaufende Übernahme von Meßwerten in den· Speicher mit einer anderen Taktfrequenz ausgelöst: wird . Ein Wechsel von Q^ schaltet das FF. zurück und beeindet damit die Eingabe . _s

Zur Erzeugung des Laufbildes in der unteren Kurve werden die Speicheradressen 512 bis 102.3. von dem zweiten Zähler (Z2) angesteuert, wobei Qq von Z1 die Umschaltung des Adressen-Multiplexers (MUX) vornimmt. Gleichzeitig wird durch Verknüpfung von Q_q mit dem Zähltakt von Z2 nach jedem Speicherzyklus ein zusätzlicher Zählimpuls eingespeist, so daß die damit verursachte gegenseitige Verschiebung -beider Zählerstände auf dem Bildschirm eine Links-Verschiebung des Speicherinhalts vom Laufbildbereich vortäuscht

Der Dekoder (DK) gibt einen Impuls ab, wenn in Z1 der Zählerstand

"1023" (rechter Rand des Laufbildes) erreicht ist. Er ist mit dem Steuereingang (WE) des Speichers verknüpft und löst die Übernahme eines neuen Meßwertes aus , so daß die typische Laufbildoszillografie in der unteren Kurve auf dem Bildschirm zu sehen, ist. Das Ausführungsbeispiel läßt zahlreiche Variations- und Erweiterungsmöglichkeiten für eine universelle Nutzung der Anordnung zu , ζ . B . für beide Bereiche unabhängig wählbare Eingabegeschwindigkeit und Eingangsverstärkung, STOP und GO des Laufbildes und andere bei Oszilloskopen übliche Bedienungsfunktionen .

Claims

Erfindungsanspruch £

. Schaltungsanordnung zur Darstellung einer Meßgröße auf einem Bildschirm unter Verwendung bekannter Baugruppen, wobei der Meßwerteingang über einen Analog-Digital-Wandler mit den Däteneingängen eines RAM-Speichers verbunden ist, dessen Datenausgänge über einen Digital-Anaiog-Wandler an die Vertikai-Abienkeinheit des Bildschirms angeschlossen sind und ein Speicheradressenzähler über einen weiteren Digital-Analog-Wandier mit der Horizontal-Ablenkeinheit des Bildschirms verbunden ist und wo ein steuerbarer Taktgenerator mit dem Adressenzähler und dem Steuereingang des Speichers verschaltet ist und wo ein Triggereingang über einen Schmitt-Trigger und ein Status-Flip-Flop mit. dem Taktgenerator, dem Adressenzähler und der" .Steuerleitung des Speichers verknüpft ist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Adressenzähler (Z 1) und dem Speicher (RAM) ein Adressenmultiplexer (MUX) angeordnet ist, der mit einem zweiten Zähler (Z 2) verbunden ist und daß der höchstwertige Ausgang von Zähler (Z 1) an den Steuereingang des- Multiplexers (MLJX) angeschlossen ist und da-ß zur Erzeugung des Laufbildeffektes der höchstwertige Ausgang von Zähler (Z 1) weiterhin mit dem Takteingang des Zählers (Z 2) verknüpft ist und zwischen Zähler (Z 1) ' und dem Steuereingang (VVE) des Speichers (RAM), ein- Dekoder für den höchsten Zählerstand (DK) angeordnet ist . '

Hierzu 1 Seife Zeichnungen