DE102009022227B4

DE102009022227B4 - Verfahren und System zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines zu erzeugenden Signals auf einem berührungssensitiven Bildschirm

Info

Publication number: DE102009022227B4
Application number: DE102009022227.8A
Authority: DE
Inventors: Dr. Zimmermann Dirk; Dr. Franz Stefan
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2029-05-21
Also published as: DE102009022227A1

Abstract

Verfahren zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator (4;4';4'') zu erzeugenden Signals (s(t)) auf einem berührungssensitiven Bildschirm (2) mit folgenden Verfahrensschritten:• Berühren des berührungssensitiven Bildschirms (2) mit einem Gegenstand (3) entlang eines dem Signal- oder Spektralverlauf entsprechenden Kurvenverlaufs und• automatisches Erfassen des auf demberührungssensitiven Bildschirm (2) eingegebenen Kurvenverlaufs,wobei der erfasste Kurvenverlauf abgetastet wird und in einer Prozessor-Einheit eine Realisierbarkeit des im Signalgenerator (4;4';4'') aus den Abtastwerten des abgetasteten Kurvenverlaufs erzeugten Signals überprüft wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines zu erzeugenden Signals auf einem berührungssensitiven Bildschirm.
Signalgeneratoren sind elektronische Geräte zur Erzeugung von periodischen und a-periodischen Signalen, die entweder analog oder digital ausgeführt sind. Sie sind hauptsächlich in der Entwicklung, im Test, in der Fehlersuche und in der Reparatur von elektronischen oder elektroakustischen Geräten oder Systemen im Gebrauch. Zu unterscheiden sind verschiedene Ausführungsformen von Signalgeneratoren - Testsignalgenerator, Funktionsgenerator, Audiosignalgenerator, Arbiträrgenerator (AWG = arbitrary waveform generator, AWG) zur Erzeugung von beliebigen Signalverläufen, Generator zur Erzeugung digitaler Bitströme - mit unterschiedlichen Funktionalitäten und für unterschiedliche Anwendungsfelder.
Der Signalgenerator mit dem mächtigsten Funktionsumfang für Anwendungen in der Entwicklung und im Test von Hochtechnologie-Geräten bzw. -Systemen stellt der AWG dar, mit dem der Anwender beliebige Signalverläufe innerhalb der vom Gerät bzw. System vorgegebenen Signalbeschränkungen - beispielsweise Bandbreite, Signalpegel und Signalgenauigkeit - generieren kann. Ein solcher AWG ist z. B. aus der US 2009/0015453 A1 bekannt.
Der Signalverlauf kann bei AWG des Stands der Technik vom Anwender erstens aus einem vorgegebenen, auf dem AWG gespeicherten Satz elementarer Signalverläufe - Sinus, Rechteck, Dreieck - und anschließender Parametrierung des selektierten Signalverlaufs erzeugt werden. Ein weiterer denkbarer Ansatz der Generierung eines Signalverlaufs bei einem AWG basiert auf der Erzeugung eines digitalen Signalverlaufs mit einem Design-Tool wie beispielsweise MATLAB, einem elektronischen Transfer der digitalen Abtastwerte des erzeugten Signalverlaufs in einen lokalen Speicher des AWG und einer Digital-Analog-Wandlung der im AWG zwischengespeicherten digitalen Abtastwerte des erzeugten Signalverlaufs zur Ausgabe eines analogen Signals.
Während das erste Verfahren in der Realisierung beliebiger Signalverläufe nachteilig beschränkt ist, ist das zweite Verfahren für eine schelle Eingabe eines Signal- bzw. Spektralverlaufs zu aufwendig in der Durchführung.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und System zur Generierung beliebiger Signal- bzw. Spektralverlaufe für ein zu erzeugendes Signal zu schaffen, das einfach in der Handhabung ist und gleichzeitig das Design beliebig komplexer Signal- bzw. Spektralverläufe ermöglicht.
Die Erfindungsaufgabe wird durch ein Verfahren zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein System zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals auf einem berührungssensitiven Bildschirm mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Eingabe eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals mittels Berühren eines berührungssensitiven Bildschirms (Touch Screen) mit einem Gegenstand, z. B. dem Finger des Anwenders oder einem vom Anwender geführten spitzen Gegenstand, entlang eines dem Signal- oder Spektralverlauf entsprechenden Kurvenverlaufs und eine anschließende Erfassung des so eingegebenen Kurvenlaufs mithilfe einer Bildschirm-Steuereinheit.
Vorzugsweise erfolgt eine abschließende Näherung des erfassten Kurvenverlaufs durch einen Kurvenverlauf, der eine mathematische Näherungsfunktion darstellt.
Die Eingabe eines Signal- bzw. Spektralverlaufs für ein zu erzeugendes Signal mittels Berühren eines berührungssensitiven Bildschirm ist die schnellst mögliche Eingabeform für beliebig komplexe Signal- bzw. Spektralverläufe.
Der Anwender kann entweder einen aus einer zusammenhängenden Kurve bestehenden, kontinuierlichen Kurvenverlauf oder einen aus zueinander beabstandeten Punkten bestehenden, diskreten Kurvenverlauf eingeben. Im Fall eines diskret eingegebenen Kurvenverlaufs wird durch Anwendung verschiedener Interpolationsverfahren ein kontinuierlicher Kurvenverlauf erzeugt.
Zusätzlich sind Möglichkeiten zur Modifikation bzw. Korrektur eines derart eingegebenen Signal- bzw. Spektralverlaufs gegeben:

Da bei einer händischen Eingabe von Kurvenverläufen bestimmte Kurvenverläufe in Reinform - beispielsweise Linie, Knick, Sinus - nur schwer zu realisieren sind, kann der Anwender durch Kennzeichnen des Beginns und des Endes eines derartigen Signalabschnitts innerhalb des eingegebenen Signal- bzw. Spektralverlaufs und durch Auswahl eines entsprechenden Kurvenverlaufs in Reinform aus einer elektronischen Bibliothek mittels Berühren des berührungssensitiven Bildschirms an den entsprechenden Stellen mit dem Finger oder dem spitzen Gegenstand die korrekte Erzeugung des selektierten Kurvenverlaufs im gekennzeichneten Signalabschnitt des Signal- bzw. Spektralverlaufs vom System durchführen lassen.

Ein Dehnen und Stauchen des eingegebenen Kurvenverlaufs jeweils in beiden Dimensionen (X- und Y-Dimension) des berührungssensitiven Bildschirms ist ebenfalls durch Berühren des eingegebenen und auf dem berührungssensitiven Bildschirm dargestellten Kurvenverlaufs mit dem Finger oder dem spitzen Gegenstand und Bewegen des Fingers bzw. des spitzen Gegenstand in die beabsichtigte Dehn- oder Stauchrichtung möglich. Auch können nur bestimmte Kurvenabschnitte innerhalb des eingegebenen Kurvenverlaufs gedehnt oder gestaucht werden, beispielsweise Erhöhen des Pegels eines bestimmten Abschnitts eines z.B. als Si-Funktion ausgebildeten Spektralverlaufs.
Nach der Erfassung des mittels Berührung des berührungssensitiven Bildschirms eingegebenen Kurvenverlaufs, das dem Erfassen der X- und Y-Koordinatenwerze der einzelnen Punkte des eingegebenen Kurvenverlaufs in einem zum berührungssensitiven Bildschirm gehörigen Koordinatensystem entspricht, erfolgt die Skalierung des erfassten Kurvenverlaufs mittels Zuweisung eines mit einer physikalischen Einheit versehenen Zahlenwertes für den x- und y-Koordinatenwert von ausgewählten Punkten des erfassten Kurvenverlaufs durch den Anwender.
Der Anwender hat schließlich die Möglichkeit, den skalierten Kurvenverlauf durch Auswahl einer bestimmten Abtastfrequenz abzutasten.
Die Abtastwerte des abgetasteten Kurvenverlaufs werden anschließend in einer Prozessor-Einheit auf Zulässigkeit hinsichtlich einer Realisierbarkeit des im Signalgenerator zu erzeugenden und auszugebenden Signals überprüft. Als Zulässigkeitswerte können beispielsweise der Pegelbereich oder die Bandbreite des zu erzeugenden Signals im Sinne der Erfüllung des Nyquist-Kriteriums dienen.
Zur Überprüfung des Nyquist-Kriteriums wird der abgetastete Kurvenverlauf, der dem Signalverlauf eines zu erzeugenden Signals entsprechen soll, einer Fast-Fourier-Transformation zur Ermittlung des zugehörigen diskreten Spektralverlaufs zugeführt. Die maximale Spektralfrequenz im ermittelten diskreten Spektralverlauf wird mit der gewählten Abtastfrequenz im Sinne des Nyquist-Kriteriums verglichen. Bei Nichteinhaltung des Nyquist-Kriteriums wird der ermittelte diskrete Spektralverlauf auf die im Sinne des Nyquist-Kriteriums maximal mögliche Spektralfrequenz begrenzt. Der auf diese Weise ermittelte korrigierte Kurvenverlauf des diskreten Spektralverlaufs wird durch inverse Fast-Fourier-Transformation in den korrigierten Kurvenverlauf des zugehörigen diskreten Signalverlaufs des zu erzeugenden Signals transformiert.
Wird bereits der Spektralverlauf des zu erzeugenden Signals als Kurvenverlauf auf dem berührungssensitiven Bildschirm eingegeben, so kann die Überprüfung des Nyquist-Kriteriums bereits mit dem abgetasteten Kurvenverlauf ohne Durchführung einer Fourier-Transformation durchgeführt werden. Der als Spektralverlauf eingegebene, erfasste, skalierte und abgetastete Kurvenverlauf kann einer inversen Fast-Fourier-Transformation zur Ermittlung eines Kurvenverlaufs, der dem zugehörigen Signalverlauf des zu erzeugenden Signals entspricht, zugeführt werden.
Der korrigierte Kurvenverlauf wird im Signalgenerator zwischengespeichert und kann optional auf dem berührungssensitiven Bildschirm im Vergleich mit dem ursprünglich eingegebenen Kurvenverlauf dargestellt werden.
Der abgetastete und evtl. korrigierte Kurvenverlauf wird optional einer weiteren digitalen Signalverarbeitung zugeführt, um beispielsweise den als Signalverlauf eingegebenen Kurvenverlauf in einem Modulator mit einem Trägersignal zum endgültig auszugebenden Signal zu mischen.
Nach einer Digital-Analog-Wandlung wird der abgetastete, evtl. korrigierte und evtl. nachverarbeitete Kurvenverlauf als Signalverlauf des erzeugten Signals ausgegeben.
Der berührungssensitive Bildschirm in Kombination mit seiner Bildschirm-Steuereinheit ist entweder im Signalgenerator integriert oder als separates Gerät mit Anschlussmöglichkeit zum Signalgenerator ausgeführt. Die Prozessor-Einheit ist entweder im Signalgenerator oder in einem separaten Gerät mit dem berührungssensitiven Bildschirm (Touchscreen) und dessen Bildschirm-Steuereinheit integriert. Die Eingabe per Touchscreen könnte grundsätzlich für alle Geräte interessant sein, die über einen Synthesizer verfügen oder an die ein solcher angeschlossen werden kann. Von einem Spektrumanalysator aus kann man z. B. häufig einen Signalgenerator steuern, der dann keinen eigenen Touchscreen benötigt.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals auf einem berührungssensitiven Bildschirm werden im Folgenden anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

1 eine Darstellung eines berührungssensitiven Bildschirms mit Stift,
2A,2B,2C ein Blockdiagramm einer ersten, zweiten und dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals auf einem berührungssensitiven Bildschirm und
3 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals auf einem berührungssensitiven Bildschirm.

In 1 ist ein Gerät 1 mit einem integrierten berührungssensitiven Bildschirm 2 (in 1 die zweidimensional skalierte Fläche) dargestellt, auf dem mittels eines vom Anwender geführten Stiftes 3 händisch ein Signalverlauf oder ein Spektralverlauf eines von einem Signalgenerator 4, 4' bzw. 4" zu erzeugenden Signals eingeben wird. Anstelle des Stiftes 3 kann alternativ jeder andere bevorzugt spitz zulaufende, vom Anwender geführte Gegenstand oder ein Finger des Anwenders verwendet werden. Zur Eingabe zusätzlicher Parameter - beispielsweise Skalierung und Abtastrate - und zusätzlicher Steuerbefehle weist das Gerät 1 Bedientasten 5₁, 5₂, ..., 5_i, ..., 5_n-1 und 5" bevorzugt auf dem berührungssensitiven Bildschirm (Touchscreen) 2 auf.
Das im Flussdiagramm der 3 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals auf einem berührungssensitiven Bildschirm 2 beginnt im ersten Verfahrensschritt S10 mit der Eingabe des Signalverlaufs oder des Spektralverlaufs des zu erzeugenden Signals durch händisches Berühren des berührungssensitiven Bildschirms 2 mit dem Finger des Anwenders, mit einem vom Anwender geführten Stift 3 oder jedem anderen vom Anwender geführten, eine Spitze aufweisenden Gegenstand 3 entlang eines dem einzugebenden Signal- oder Spektralverlauf entsprechenden Kurvenverlaufs.
Der Kurvenverlauf kann dabei vom Anwender kontinuierlich durch ununterbrochenes Berühren des berührungssensitiven Bildschirms entlang einer zusammenhängenden Kurve oder diskret durch punktuelles Berühren des berührungssensitiven Bildschirms entlang einer Folge von einzelnen beabstandeten Punkten eingegeben werden. In beiden Fällen wird die Eingabe durch Anzeige der bereits erfassten Berührungen unterstützt.
Im nächsten Verfahrensschritt S20 werden die x- und y-Koordinatenwerte der einzelnen Punkte des kontinuierlich oder diskret eingegebenen Kurvenverlaufs in einem zum berührungssensitiven Bildschirm 2 gehörigen Koordinatensystem von einer mit dem Bildschirm 2 elektrisch verbundenen Bildschirm-Steuereinheit 6 bestimmt, die als elektronisch erfasster Kurvenverlauf in einem in der Bildschirm-Steuereinheit integrierten lokalen Speicher, der in den 2A, 2B und 2C nicht dargestellt ist, zur fortgesetzten Darstellung des eingegebenen Kurvenverlaufs am berührungssensitiven Bildschirm 2 zwischengepuffert werden.
Bei einem durch den Anwender diskret eingegebenen Kurvenverlauf wird aus dem elektronisch erfassten Kurvenverlauf ein zugehöriger kontinuierlicher bzw. quasikontinuierlicher Kurvenverlauf mittels numerischer Interpolation berechnet. Hierzu werden dem Anwender mehrere, über die einzelnen Bedientasten 5₁, 5₂,..., 5_i,..., 5_n-1 und 5" selektierbare Interpolationsfunktionen bzw. Interpolationsverfahren zur Auswahl angeboten.
im nächsten, nur optionalen und nicht zwingend notwendigen, Verfahrensschritt S30 wird in einer Prozessor-Einheit 7 für den kontinuierlich eingegebenen und erfassten Kurvenverlauf und für den diskret eingegebenen und erfassten Kurvenverlauf, der mittels Interpolation in einen kontinuierlichen bzw. quasikontinuierlichen Kurvenverlauf überführt wurde, ein genäherter Kurvenverlauf ermittelt, der dem Funktionsverlauf einer numerisch ermittelbaren mathematischen Funktion entspricht. Die Näherung erfolgt wiederum über ausgewählte Interpolationsverfahren. Die Näherung des Kurvenverlaufs wird wiederum in einem lokalen Speicher, der in den Figuren nicht dargestellt ist, zur fortgesetzten Darstellung des genäherten Kurvenverlaufs auf dem berührungssensitiven Bildschirm 2 zwischengespeichert.
Im nächsten Verfahrensschritt S40 hat der Anwender die Möglichkeit, einen bereits eingegebenen und genäherten Kurvenverlauf zu modifizieren. Die einfachste Art der Modifikation eines Kurvenverlaufs ist einen bestimmten Abschnitt des Kurvenverlaufs oder den gesamtem Kurvenverlauf mit einem Finger des Anwenders oder einem vom Anwender geführten Stift oder einem anderen vom Anwender geführten spitzen Gegenstand zu selektieren, über eine der Bedientasten 5₁, 5₂, ..., 5_i , ..., 5_n-1 und 5_n eine Löschung des selektierten Abschnitts des Kurvenverlaufs oder des gesamten selektierten Kurvenverlaufs zu bewirken und im gelöschten Abschnitt des Kurvenverlaufs einen neuen Abschnitt des Kurvenverlaufs bzw. im gelöschten Gesamtkurvenverlauf einen neuen Gesamtkurvenverlauf erneut einzugeben.
Eine weitere Form der Modifikation eines Kurvenverlaufs ist das Dehnen oder Stauchen des bereits eingegebenen Kurvenverlaufs in einer Dimension oder in beiden Dimensionen, indem ein Finger des Anwenders oder ein vom Anwender geführter Stift oder ein anderer vom Anwender geführter spitzer Gegenstand den Kurvenverlauf am berührungssensitiven Bildschirm berührt und am berührungssensitiven Bildschirm in die beabsichtige Dehn- oder Stauchrichtung bewegt wird. Durch geeignete Selektion eines bestimmten Abschnitts des Kurvenverlaufs mit einem Finger des Anwenders oder einem vom Anwender geführten Stift oder einem anderen vom Anwender geführten spitzen Gegenstand wird nur der selektierte Abschnitt des Kurvenverlaufs - beispielsweise der Abschnitt der Signalflanke in einem Signalverlauf oder eine bestimmte Haupt- oder Nebenkeule in einem als Si-Funktion realisierten Spektralverlauf - gedehnt oder gestaucht.
Für einen Kurvenverlauf bzw. für Abschnitte eines Kurvenverlaufs, die bei einer händischen Eingabe nur sehr schwierig in ihrer Reinform eingebbar sind (beispielsweise Linien-, Rechteck-, Dreieck-, Sinus-Verlauf usw.), kann der Anwender mittels Selektion über die Bedientasten 5₁, 5₂ ,...,5_i,...,5_n-1 und 5_n aus einer elektronischen Bibliothek in einem zum Bildschirm 2 bzw. zur Bildschirm-Steuereinheit 6 gehörigen und in den Figuren nicht dargestellten lokalen Speicher einen derartigen Kurvenverlauf in Reinform auswählen und im jeweils selektierten Abschnitt des eingegebenen Kurvenverlaufs bzw. als gesamten Kurvenverlauf einsetzen.
Mit dem nächsten Verfahrensschritt S50 erfolgt die Skalierung des eingegebenen und erfassten Kurvenverlaufs in beiden Dimensionen der Darstellung. Hierzu kann der Anwender über die Bedientasten 5₁,5₂,..., 5_i,..., 5_n-1 und 5_n für die x- und y-Koordinaten von ausgewählten Punkten - in der Regel für zwei Punkte - des eingegebenen und erfassten Kurvenverlaufs jeweils einen auf eine physikalische Einheit bezogenen Zahlenwert festlegen. Alternativ kann die Festlegung der Skalierung in x- und y-Richtung durch die Angabe second/division oder volts/division festgelegt werden. Diese Festlegung kann sowohl vor als auch nach der Signaleingabe durch den Benutzer per Touchscreen) erfolgen.
Auf der Basis des in Verfahrensschritt S50 skalierten Kurvenverlaufs wird im nächsten Verfahrensschritt S60 durch Eingabe einer Abtastfrequenz mittels der Bedientasten 5₁, 5₂, ..., 5_i, ..., 5_n-1 und 5_n ein abgetasteter Kurvenverlauf erzeugt.
Im darauffolgenden Verfahrensschritt S70 erfolgt in einer Prozessor-Einheit 7, die der Bildschirm-Steuereinheit 6 nachgeschaltet ist, eine Überprüfung, ob der eingegebene und abgetastete Kurvenverlauf als Signalverlauf eines im Signalgenerator 4, 4' bzw. 4'' physikalisch zu erzeugenden Signals s(t) realisierbar ist. Zur Überprüfung der Realisierbarkeit des abgetasteten Kurvenverlaufs kann beispielsweise folgende, nicht vollständige Aufzählung von Signalkenngrößen herangezogen werden:

• maximal möglicher positiver und/oder negativer Pegel,
• maximal mögliche Pegelgenauigkeit,
• maximal mögliche Abtastfrequenz,
• maximal mögliche Bandbreite im Sinne des Nyquist-Kriteriums,
• maximal mögliche Frequenzgenauigkeit und
• maximal mögliche Wiederholgenauigkeit bei periodischen Kurvenverläufen.

Zur Ermittlung der maximal möglichen Bandbreite im Sinne des Nyquist-Kriteriums werden die Abtastwerte des skalierten und abgetasteten Kurvenverlaufs als diskreter Signalverlauf im Zeitbereich einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) zugeführt. Aus dem dabei gewonnenen diskreten, zum diskreten Signalverlauf korrespondierenden Spektralverlauf wird die maximale Spektralfrequenz ermittelt und mit der vom Anwender gewählten Abtastfrequenz im Sinne des Nyquist-Kriteriums verglichen. Bei Nichterfüllung des Nyquist-Kriteriums wird der mittels FFT ermittelte Spektralverlauf auf die im Sinne des Nyquist-Kriteriums nötige maximale Spektralfrequenz beschränkt. Wird auf dem berührungssensitiven Bildschirm 2 ein Kurvenverlauf eingegeben, der anstelle eines Signalverlaufs einem Spektralverlauf eines zu erzeugenden Signals s(t) entspricht, so erübrigt sich im Hinblick auf die Überprüfung der Realisierbarkeit des eingegebenen Spektralverlaufs die Durchführung der Fourier-Transformation.
Ein derart korrigierter diskreter Spektralverlauf wird durch Anwendung einer inversen Fast-Fourier-Transformation in einen korrigierten Kurvenverlauf transformiert, der dem zugehörigen korrigierten diskreten Signalverlauf des zu erzeugenden Signals entspricht.
Nach demselben Prozedere kann aus einem skalierten und abgetasteten Kurvenverlauf, dessen Pegelwerte dem vorgegebenen Signalpegelbereich des Signalgenerators nicht entsprechen, ein korrigierter Kurvenverlauf in der Prozessor-Einheit 7 erzeugt werden, dessen Pegelwerte innerhalb des von den technischen Möglichkeiten des Signalgenerators 4, 4' bzw. 4" vorgegebenen Signalpegelbereichs liegen. Im Fall eines Kurvenverlaufs, der für den Spektralverlauf eines zu erzeugenden Signals eingegeben wird, können durch Anwendung einer inversen Fast-Fourier-Transformation die Abtastwerte des zum diskreten Spektralverlauf korrespondierenden Signalverlaufs des zu erzeugenden Signals gewonnen werden. Die derart erzeugten Abtastwerte des diskreten Signalverlaufs können ebenfalls hinsichtlich zulässiger Pegelwerte überprüft werden.
Ein auf diese Weise korrigierter Kurvenverlauf wird im folgenden Verfahrensschritt S80 mittels der Bildschirm-Steuereinheit 6 zusammen mit dem ursprünglich eingegebenen Kurvenverlauf auf dem berührungssensitiven Bildschirm 2 zum Zweck des Vergleichs dargestellt.
Der korrigierte Kurvenverlauf, der entweder zu einem Signalverlauf oder zu einem Spektralverlauf eines zu erzeugenden Signals s(t) gehört, wird optional in einer nachfolgenden digitalen Signalnachverarbeitungs-Einheit 8 weiterverarbeitet. Handelt es sich bei dem vom Anwender eingegebenen Kurvenverlauf um den Signalverlauf eines Modulationssignals, so werden die digitalen Abtastwerte des abgetasteten und evtl. korrigierten Kurvenverlaufs mit den Abtastwerten eines digitalen Trägersignals auf der Basis einer Modulationsvorschrift, z. B. Amplituden- oder Frequenz-Modulation, in ein digitales Zwischenfrequenzsignal gemischt. Daneben können auf den abgetasteten und evtl. korrigierten Kurvenverlauf weitere gängige Signalverarbeitungsverfahren oder -algorithmen - beispielsweise Filter-, Dezimations-, Linearisierungs-Algorithmen usw. - angewendet werden.
Die Abtastwerte des abgetasteten und evtl. korrigierten sowie nachverarbeiteten Kurvenverlaufs werden in einem lokalen Speicher 9 im abschließenden Verfahrensschritt S100 zwischengespeichert, bis sie nach Aktivierung durch den Anwender in einem nachgeschalteten Analog-DigitalWandler 10 in ein analoges Ausgabesignal gewandelt werden und nach weiteren analogen Signalverarbeitungen in weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Signalverarbeitungsstufen des Signalgenerators 4, 4' bzw. 4'' (beispielsweise Mischer ins HF-Band, Ausgangsverstärker) als zu erzeugendes Signal s(t) ausgegeben werden.
Das erfindungsgemäße System zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals mithilfe eines berührungssensitiven Bildschirms ist in drei beispielhaften Ausführungsformen in den 2A, 2B und 2C dargestellt. Hierbei werden die für die Erfindung nicht wesentlichen Funktionseinheiten des jeweiligen Signalgenerators 4, 4' und 4'' nicht dargestellt und ausgeführt.
In der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems in 2A sind der berührungssensitive Bildschirm 2 zur Eingabe und Modifikation eines Kurvenverlaufs, die zugehörige Bildschirm-Steuereinheit 6 zur Erfassung des eingegebene Kurvenverlaufs und die nachgeschaltete Prozessor-Einheit 7 zur Näherung, Skalierung, Abtastung Überprüfung und Korrektur des eingegebenen und erfassten Kurvenverlaufs in einem vom Signalgenerator 4 separierten Gerät 1 integriert. Im zugehörigen Signalgenerator 4 sind die Einheit 8 zur digitalen Signalnachverarbeitung, der Zwischenspeicher 9 zur Zwischenspeicherung der Abtastwerte des erzeugten Signals, der Digital-Analog-Wandler 10 und weitere analoge, nicht dargestellte SignalverarbeitungsEinheiten untergebracht.
In der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems in 2B sind in einem vom zugehörigen Signalgenerator 4" separierten Gerät 1' einzig der berührungssensitive Bildschirm 2 und die zugehörige Bildschirm-Steuereinheit 6 integriert, während die Prozessor-Einheit 7 neben der Einheit 8 zur Signalnachverarbeitung, dem Zwischenspeicher 9, dem Digital-Analog-Wandler 10 und weiterer analogen Signalverarbeitungseinheiten im Signalgenerator 4' untergebracht ist.
In der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems in 2C sind alle Funktionseinheiten - der berührungssensitive Bildschirm 2, der zugehörige Bildschirm-Steuereinheit 6 und die Prozessor-Einheit 7, die Einheit 8 zur Signalnachverarbeitung, der Zwischenspeicher 9, der Digital-Analog-Wandler 10 und weitere analoge Signalverarbeitungseinheiten - im Signalgenerator 4" untergebracht.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahren und des erfindungsgemäßen Systems zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator zu erzeugenden Signals auf einem berührungssensitiven Bildschirm beschränkt. Von der Erfindung ist auch die Eingabe einer spektralen Übertragungsfunktion eines Übertragungsgliedes innerhalb des Signalgenerators, beispielsweise die Übertragungsfunktion eines Filters in der digitalen oder analogen Signalnachverarbeitung des Signalgenerators, als Kurvenverlauf auf einem berührungssensitiven Bildschirm abgedeckt.

Claims

Verfahren zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator (4;4';4'') zu erzeugenden Signals (s(t)) auf einem berührungssensitiven Bildschirm (2) mit folgenden Verfahrensschritten: • Berühren des berührungssensitiven Bildschirms (2) mit einem Gegenstand (3) entlang eines dem Signal- oder Spektralverlauf entsprechenden Kurvenverlaufs und • automatisches Erfassen des auf dem berührungssensitiven Bildschirm (2) eingegebenen Kurvenverlaufs, wobei der erfasste Kurvenverlauf abgetastet wird und in einer Prozessor-Einheit eine Realisierbarkeit des im Signalgenerator (4;4';4'') aus den Abtastwerten des abgetasteten Kurvenverlaufs erzeugten Signals überprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch automatisches Ermitteln eines genäherten Kurvenverlaufs mittels Nähern des erfassten Kurvenverlaufs durch einen Funktionsverlauf einer numerisch ermittelbaren mathematischen Funktion mittels einer Prozessor-Einheit (7) .
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein eingegebener Kurvenverlauf ein aus einer zusammenhängenden Kurve bestehender, kontinuierlicher Kurvenverlauf ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein eingegebener Kurvenverlauf ein durch eine Anzahl von jeweils voneinander beabstandeten Punkten zusammengesetzter, diskreter Kurvenverlauf ist.
Verfahren zur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das die einzelnen voneinander beabstandeten Punkte des diskreten Kurvenlaufs über eine Interpolation automatisch mittels der Prozessor-Einheit (7) in einen kontinuierlichen Kurvenverlauf überführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein eingegebener Kurvenverlauf mit dem Finger des Anwenders oder mit einem vom Anwender geführten Gegenstand (3) jeweils in beiden Dimensionen dehnbar oder stauchbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein skalierter Kurvenverlauf durch Zuweisung von jeweils zwei, mit jeweils einer Einheit versehenen Zahlenwerten für ausgewählte Punkte des genäherten Kurvenverlaufs erzeugt wird, wobei im Fall eines als Signalverlauf eingegebenen Kurvenverlaufs eine Skalierung mit einer Zeit-Einheit und im Fall einer als Spektralverlauf eingegebenen Kurvenverlaufs eine Skalierung mit einer Frequenz-Einheit in Abszissen-Richtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein abgetasteter Kurvenverlauf durch Abtastung des skalierten Kurvenverlaufs mit einer festgelegten Abtastfrequenz erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines als Signalverlauf eingegebenen Kurvenverlaufs der zugehörige Spektralverlauf durch Fourier-Transformation der einzelnen Punkte des skalierten Kurvenverlaufs und im Fall eines als Spektralverlauf eingegebenen Kurvenverlaufs der zugehörige Signalverlauf durch inverse Fourier-Transformation der einzelnen Punkte des skalierten Kurvenverlaufs ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Realisierbarkeit des als Signalverlauf eingegebenen Kurvenverlaufs hinsichtlich vorher festgelegter Signalkenngrößen überprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Realisierbarkeit durch Vergleich der im ermittelten Spektralverlauf enthaltenen höchsten Spektralfrequenz mit der Abtastfrequenz des abgetasteten Kurvenverlaufs im Sinne der Erfüllung des Nyquist-Kriteriums überprüft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem mittels Fourier-Transformation ermittelten Spektralverlauf ein korrigierter Kurvenverlauf mit einem dem Nyquist-Kriterium genügenden Spektralverlauf und/oder mittels anschließender inverser Fourier-Transformation ein korrigierter Kurvenverlauf mit einem dem Nyquist-Kriterium genügenden Signalverlauf ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetastete Kurvenverlauf und/oder der korrigierte Kurvenverlauf zwischengespeichert und auf dem berührungssensitiven Bildschirm (2) dargestellt werden und/oder nach einer Digital-Analog-Wandlung als vom Signalgenerator (4;4';4'') erzeugtes Signal (s(t)) ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischengespeicherte und analog-digital gewandelte Kurvenverlauf vor seiner Ausgabe als erzeugtes Signal (s(t)) einer zusätzlichen Signalverarbeitung, insbesondere einer Modulation auf einen Träger, zugeführt wird.
System zur Festlegung eines Signal- oder Spektralverlaufs eines in einem Signalgenerator (4;4';4") zu erzeugenden Signals (s(t)) mit einem berührungssensitiven Bildschirm (2) zur Eingabe eines dem Signal- oder Spektralverlauf entsprechenden Kurvenverlaufs mit einem Gegenstand (3) und einer Bildschirm-Steuereinheit (6) zum Erfassen des auf dem berührungssensitiven Bildschirm (2) eingegebenen Kurvenverlaufs, wobei zusätzlich eine Prozessor-Einheit (7) zur Überprüfung einer Realisierbarkeit des im Signalgenerator (4;4';4'') aus den Abtastwerten des abgetasteten Kurvenverlaufs erzeugten Signals vorhanden ist.
System nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Prozessor-Einheit (7) zur Ermittlung eines genäherten Kurvenverlaufs mittels Nähern des von der Bildschirm-Steuereinheit (6) erfassten Kurvenverlauf durch einen Funktionsverlauf einer numerisch ermittelbaren mathematischen Funktion.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessor-Einheit (7) und/oder eine der Prozessor-Einheit (7) nachgeschalteten Einheit zur digitalen Signalnachverarbeitung (8) ein oder mehrere der in den einzelnen Patentansprüchen 1 bis 13 jeweils beanspruchten Verfahrensschritte durchführt.