DE102022134565A1

DE102022134565A1 - Automatische bestimmung von spektral- und spektrogrammattributen in einem test- und messinstrument

Info

Publication number: DE102022134565A1
Application number: DE102022134565.3A
Authority: DE
Inventors: Gary J. Waldo; Alan Edward Wolke; Barton T. Hickman
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 2022-01-13
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2023-07-13
Also published as: JP2023103188A; US20230221352A1; CN116430117A

Abstract

Ein Test- und Messinstrument umfasst einen Spektrogramm-Generator zum Erzeugen eines ersten Spektrogramm-Bildes aus einem Eingangssignal, eine Anzeige zum Anzeigen des Spektrogramm-Bildes und eine Benutzerschnittstelle, die in Verbindung mit der Anzeige arbeitet, wobei die Benutzerschnittstelle einen oder mehrere vom Benutzer steuerbare Eingänge umfasst und die Benutzerschnittstelle so ausgebildet ist, dass sie eine Benutzeraktion erkennt, wobei der Spektrogramm-Generator so strukturiert ist, dass er ein zweites Spektrogramm-Bild erzeugt, das sich vom ersten Spektrogramm-Bild unterscheidet, basierend auf der erkannten Benutzeraktion durch die Benutzerschnittstelle. Es werden auch Verfahren zur automatischen Erzeugung von Spektrogrammen auf der Grundlage von Benutzeraktionen beschrieben.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Offenbarung beansprucht die Vorteile der U.S. Provisional Application No. 63/299,392 mit dem Titel „AUTOMATIC DETERMINATION OF SPECTRUM AND SPECTROGRAM ATTRIBUTES IN A TEST AND MEASUREMENT INSTRUMENT“, die am 13. Januar 2022 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist.
GEBIET DER TECHNIK
Diese Offenbarung bezieht sich auf Test- und Messinstrumente und insbesondere auf eine Benutzeroberfläche für ein Test- und Messinstrument.
BESCHREIBUNG
Test- und Messinstrumente wie Oszilloskope und Spektralanalysatoren messen unter anderem die Eigenschaften der zu testenden oder zu messenden Eingangssignale und zeigen sie dem Benutzer an, so dass dieser die interessierenden Signaleigenschaften visualisieren und untersuchen kann. Die Messungen umfassen Signaleigenschaften im Zeitbereich, z. B. Spannung oder Strom, und auch im Frequenzbereich, z. B. spektrale Energie oder Leistung. Spektrogramme sind grafische Darstellungen, die eine bestimmte Art von Frequenzinhalt, d. h. den spektralen Inhalt, eines Signals oder von Signalen im Zeitverlauf veranschaulichen. Im Allgemeinen ist ein Spektrogramm eine Sammlung einzelner Spektralkurven eines Wellenformsamples, die im Laufe der Zeit gesammelt und verarbeitet, miteinander verbunden werden, um ein einziges Bild zu erzeugen, und dann in einem orthogonalen Winkel zu den ursprünglichen Spektralkurven dargestellt werden, um dem Benutzer zu ermöglichen, bestimmte Merkmale oder Qualitäten der Eingangswellenform zu visualisieren, während sie sich im Laufe der Zeit ändert. Die Erzeugung von Spektrogrammen wird im Folgenden näher beschrieben.
Die Arbeit mit Spektrogrammen kann für die Benutzer verwirrend sein, da selbst sehr erfahrene Benutzer moderner Test- und Messinstrumente nicht immer verstehen, wie Spektrogramme von dem Instrument erzeugt werden. Genauer gesagt kann ein Messinstrument zwar Bedienelemente zur Änderung von Parametern enthalten, die zur Erzeugung von Spektrogrammen verwendet werden, aber die Änderung solcher Bedienelemente kann zu unerwarteten Ergebnissen im resultierenden Spektrogramm führen, was zu Verwirrung, Frustration und möglicherweise Unzufriedenheit mit dem Messinstrument führt. Darüber hinaus fehlt es den Instrumenten an intuitiven Bedienelementen, die es dem Benutzer ermöglichen, spezifische Spektrogramme für bestimmte Teile einer Eingangswellenform zu erzeugen. Mit anderen Worten: Viele Instrumente erzeugen ein einzelnes Spektrogramm für eine gesamte Eingangswellenform, aber der Benutzer möchte vielleicht nur einen relativ kleinen Teil der Wellenformerfassung auswerten. Die Koordinierung des Spektrogramminhalts mit dem eines bestimmten Teils einer Erfassung ist bei vielen Instrumenten nicht möglich, und selbst bei den Instrumenten, bei denen eine solche Koordinierung möglich ist, ist sie nicht intuitiv, sondern erfordert eine ausgeklügelte manuelle Einstellung, um die gewünschte Koordinierung zu erreichen.
Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung beheben diese und andere Einschränkungen auf dem Gebiet der Test- und Messinstrumente.
Figurenliste

1 zeigt, wie Spektrogramme der Art, wie sie bei den in der Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden, erzeugt werden.
2 ist ein Blockdiagramm, das veranschaulicht, wie eine abgetastete Eingangswellenformerfassung in einzelne Spektralkurven gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung verarbeitet wird.
3 ist ein Blockdiagramm, das veranschaulicht, wie mehrere Spektralkurvenblöcke zu einem Spektrogramm zusammengesetzt werden, wie es in der Offenbarung dargestellt ist.
4 zeigt ein Beispiel für ein Spektrogramm, das mit dem in 3 beschriebenen Verfahren gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung erzeugt wurde.
5 veranschaulicht die Auswirkung der Auswahl einer Spektralzeit, die kürzer als eine Blockzeit ist, gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
6 zeigt ein Beispiel für die Erstellung eines Spektrogramms mit Überlappung gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
7 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Anzeigebildschirms für ein Messinstrument, das eine Spektralansicht eines Eingangswellenformsamples in einem ersten Teil eines Anzeigebildschirms sowie eine Wellenformansicht der Eingangswellenform in einem zweiten Teil des Anzeigebildschirms enthält, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
8 ist eine Bildschirmaufnahme, die einen beispielhaften Anzeigebildschirm mit einer Spektrogramm-Anzeige, einer Spektralanzeige und zwei verschiedenen Wellenform-Anzeigen eines Instruments zeigt, das die automatische Bestimmung von Spektral- und Spektrogramm-Attributen gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung umfasst.
9 ist eine Bildschirmaufnahme, die die Änderungen der Anzeige von 8 illustriert, wenn ein Benutzer eine Benutzerschnittstelle des Instruments bedient, das das Spektrogramm von 8 erzeugt hat, gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
10 ist eine Bildschirmaufnahme, die verschiedene Änderungen der Anzeige von 8 veranschaulicht, wenn ein Benutzer eine Benutzerschnittstelle des Instruments einstellt, das das Spektrogramm von 8 erzeugt hat, gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
11 ist eine Bildschirmaufnahme, die einen beispielhaften Bildschirm zeigt, der eine Spektrogramm-Anzeige, eine Spektralanzeige und ein Zoomfenster in einer Wellenformanzeige eines Instruments enthält, das die automatische Bestimmung von Spektral- und Spektrogramm-Attributen gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung umfasst.
12 ist eine Bildschirmaufnahme, die die Änderungen der Anzeige von 11 illustriert, wenn ein Benutzer das in 11 dargestellte Zoom-Fenster gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung ändert.
13 ist eine Bildschirmaufnahme, die verschiedene Änderungen in der Anzeige von 11 illustriert, wenn ein Benutzer das in 11 dargestellte Zoom-Fenster gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung verändert.
14 ist ein Screenshot, der einen beispielhaften Anzeigebildschirms zeigt, der eine Spektrogramm-Anzeige, eine Spektralanzeige und eine Wellenformanzeige mit vom Benutzer steuerbaren Cursors enthält, gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
15 ist eine Bildschirmaufnahme, die den Effekt der Erstellung einer Spektralanzeige eines in 14 dargestellten ausgewählten Cursors gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung zeigt.
16 ist eine Bildschirmaufnahme, die den Effekt der Erstellung einer Spektralanzeige mehrerer ausgewählter Cursor aus 14 gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung zeigt.
17 ist ein Blockdiagramm eines Instruments, das die automatische Bestimmung von Spektral- und Spektrogrammattributen beinhaltet, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie oben beschrieben, handelt es sich bei Spektrogrammen um grafische Darstellungen, die den spektralen Inhalt eines Signals oder von Signalen im Zeitverlauf veranschaulichen. Wie in 1 dargestellt, ist ein Spektrogramm 100 ein grafisches Bild, das durch die Erzeugung einer Reihe von einzelnen Spektralkurven 102, die Verkettung der Spektralkurven miteinander und die anschließende Darstellung der verketteten Spektralkurven in einem orthogonalen Winkel zu den ursprünglichen Spektralkurven erzeugt wird, um dem Benutzer die Möglichkeit zu geben, bestimmte Merkmale oder Qualitäten der Eingangswellenform zu visualisieren, während sie sich im Laufe der Zeit ändert. Wie in 1 dargestellt, überspannt jede Reihe von Spektralkurven 102 eine vordefinierte Frequenzspanne, wobei die Amplitude der Kurve die Stärke des empfangenen Signals, d. h. die Leistung, für jede der in der Spanne abgedeckten Einzelfrequenzen anzeigt. Jede einzelne Spektralkurve stellt die Stärke des Eingangssignals dar, die über einen bestimmten Zeitraum erfasst wurde. Nach der Erstellung der ersten Spektralkurve wird eine weitere Kurve erstellt. Wenn sich das Eingangssignal zwischen der ersten und der zweiten Spektralkurve geändert hat, weicht die zweite Spektralkurve von der ersten Spektralkurve ab. Das Spektrogramm kombiniert alle erzeugten Spektralkurven 102 miteinander, da sie im Laufe der Zeit erzeugt werden, wobei die Zeit auf der Y-Achse des Spektrogramms und die Frequenz auf der X-Achse des Spektrogramms dargestellt wird. Wenn die neuesten Spektralkurven am oberen Rand des Spektrogrammbildes erscheinen, spricht man von einem Wasserfall-Spektrogramm. Wenn hingegen die ältesten Spektralkurven oben im Spektrogramm erscheinen, spricht man von einer umgekehrten Wasserfallkonfiguration. Das Spektrogramm selbst ist die Ansicht von „oben“ auf dieses erzeugte Bild, in 1 als Spektrogramm-Perspektive bezeichnet. Das Spektrogramm kann farbkodiert sein, um die Amplituden- oder Amplitudenschwankungen über die Frequenzspanne der Spektralkurve darzustellen. Mit einem solchen Spektrogrammbild kann der Benutzer die statische, dynamische und vorübergehende Natur der spektralen Aktivität des analysierten Signals beobachten. Obwohl Spektrogramme von Messinstrumenten in der Regel in Farbe dargestellt werden, ist das Spektrogramm in 1 in Graustufen gehalten, wobei die dunkleren Teile des Spektrogramms höhere Amplituden oder Größen darstellen.
Spektrogramme können diskontinuierlich oder kontinuierlich sein. Diskontinuierliche Spektrogramme können Zeitlücken enthalten, in denen bestimmte Teile der Spektralabschnitte des Eingangssignals aufgrund von Faktoren wie Verarbeitungsbeschränkungen eines Instruments, Triggerintervallen, Bandbreiteneinstellungen und Erfassungslänge des Eingangssignals nicht erzeugt werden, um nur einige zu nennen. Kontinuierliche Spektrogramme werden aus einer einzigen, kontinuierlichen Wellenformerfassung des Eingangssignals in Instrumenten erstellt, bei denen die Erfassungslänge des Eingangssignals den Umfang des zu analysierenden Spektrums überschreitet.
2 zeigt eine erste Reihe von Schritten zur Erzeugung des Spektrogrammbildes aus einer erfassten Eingangssignalwellenform, die von einer mit dem Instrument getesteten Vorrichtung (Device Under Test, DUT) erzeugt wurde. Die Gesamtzeit des vom Instrument erfassten Eingangssignals wird als Erfassungszeit bezeichnet und ist in 2 als die Summe aller einzelnen Zeitsegmente 1 bis 10 der Erfassung 200 dargestellt. Sowohl kontinuierliche als auch diskontinuierliche Arten von Spektrogrammen werden erzeugt, indem eine Zeit-FrequenzTransformation 210, wie z. B. eine Fast-Fourier-Transformation (FFT) oder eine Chirp-Z-Transformation (CZT) eines zeitlich begrenzten Teils der Eingangssignalerfassung 200 durchgeführt wird, um eine Reihe von Spektralkurven 220 zu erzeugen. Die Reihe der Spektralkurven 220 wird aus N einzelnen Spektralblöcken SB1, SB2, ..., SBN gebildet. Wie oben beschrieben, weisen diskontinuierliche Spektrogramme zeitliche Lücken auf, in denen nicht für alle Teile der Eingangssignalwellenform entsprechende Spektralkurven erzeugt werden. Umgekehrt enthalten kontinuierliche Spektrogramme Spektralkurven für alle Abschnitte der Eingangssignalerfassung. Die Abbildung in 2 stellt einen Teil der Konstruktion eines kontinuierlichen Spektrogramms dar, da alle Teile der Erfassung 200 durch entsprechende Spektralkurven 220 dargestellt werden. Obwohl im Folgenden Variationen beschrieben werden, wird in 2 davon ausgegangen, dass die Breite jedes Spektralblocks SB1, SB2 usw. dieselbe ist wie die von der Frequenztransformation 210 erzeugte spektrale Breite, die von einem Benutzer durch Einstellung einer Auflösungsbandbreite gesteuert werden kann, wie im Folgenden beschrieben.
3 zeigt, wie die einzelnen Spektralblöcke SB1, SB2 usw. in der Spektralkurve 220 zueinander ausgerichtet sind. Jeder Spektralblock SB1, SB2 usw. wird zu einer Pixelzeile des resultierenden Spektrogramms. Die beiden 3 und 4 zeigen, wie die Spektralblöcke zusammengesetzt werden, um das Spektrogramm zu erstellen, wie z. B. das Spektrogramm 400 in . Man beachte, dass der älteste Spektralblock, SB1, d. h. der erste erzeugte Spektralblock, in der untersten Zeile des Spektrogramms steht, da das Spektrogramm 400 von 4 ein Wasserfallspektrogramm ist. Wäre das Spektrogramm 400 ein umgekehrtes Wasserfall-Spektrogramm, dann würde der älteste Spektralblock, SB1, in der obersten Zeile des Spektrogramms stehen. Wie in 4 dargestellt, enthält das Spektrogramm 400 N Pixelzeilen, von denen jede einem bestimmten, individuellen Spektralblock SB1, SB2 usw. entspricht. Wie oben beschrieben, misst die X-Achse des resultierenden Spektrogramms 400 die Frequenz, während die Y-Achse des Spektrogramms die Zeit misst.
Bei den einzelnen Spektralblöcken SB1, SB2 in 2 wurde davon ausgegangen, dass sie die gleiche Blockbreite haben wie die von der Transformation 210 erzeugte Breite, was jedoch nicht immer der Fall ist. Stattdessen kann die von der Transformation 210 erzeugte Breite größer oder kleiner sein als die Breite der einzelnen Spektralblöcke. Der Klarheit halber wird die Dauer der von der Transformation 210 in 2 verwendeten Zeitbereichsdaten als Spektralzeit bezeichnet und entspricht der Breite jedes bestimmten Zeitabschnitts, der mit Zeitsegment 1 bis Zeitsegment 10 bezeichnet ist, der ursprünglichen Erfassung 200, die in jedem einzelnen Prozess von der Transformation 210 verarbeitet wird. Bei dem in 2 beschriebenen Verfahren entspricht die Breite der von der Transformation 210 erzeugten Spektralzeit auch der Breite der einzelnen Spektralblöcke. 5 zeigt einen anderen Fall, in dem die Breite der Spektralzeit geringer ist als die Breite der einzelnen Spektralblöcke.
In 5 beträgt die Spektralzeit 2 % der Gesamtbreite einer Eingangssignalerfassung 500 und nicht 10 % wie in 2. Das bedeutet, dass in der Eingangssignalerfassung 500 insgesamt 50 Spektralzeiten enthalten sind. Da es aber immer noch zehn Pixelzeilen im endgültigen Spektrogramm gibt, wobei jede Zeile durch einen der zehn Spektralblöcke SB1 bis SB 10 erzeugt wird, bedeutet dies, dass fünf Spektralzeiten in einem einzigen Spektralblock kombiniert werden. Im Allgemeinen ist die von einer Transformation 510 erzeugte Spektralzeit umgekehrt proportional zur Frequenzauflösung oder Auflösungsbandbreite (RBW; Resolution Bandwith) und dem gewählten Fenstertyp der einzelnen von der Transformation 510 erzeugten Spektralkurven. Engere RBW-Einstellungen führen zu längeren Spektralzeiten, während breitere RBW zu kürzeren Spektralzeiten führen. In einem Beispiel hat ein 100 kHz RBW eine Spektralzeit von 22,3 µS, während ein 10 kHz RBW eine Spektralzeit von 223 µS hat. Die Spektralzeit beschreibt also die zeitliche Länge der ursprünglich erfassten Eingangssignalwellenform, die zur Erzeugung der einzelnen Spektralkurven verwendet wird, aus denen ein einzelner Spektralblock entsteht. Wie in 5 dargestellt, werden die fünf Spektralkurven ST1, ST2, ST3, ST4 und ST5, die durch die Transformation 510 erzeugt werden, kombiniert, um den Spektralblock SB 1 zu erzeugen, der, wie oben beschrieben, eine Pixelzeile für das resultierende Spektrogramm bildet. Dann wird der Prozess fortgesetzt, um den zweiten Spektralblock SB2 zu verarbeiten, in dem weitere fünf Spektralkurven, ST6, ST7, ST8, ST9 und ST 10, die durch die Transformation 510 erzeugt werden, kombiniert werden, um den Spektralblock SB2 zu bilden. Obwohl nicht dargestellt, wird dieser Prozess mit den restlichen Spektralzeiten in der Eingangssignalerfassung 500 fortgesetzt, bis alle zehn Spektralblöcke SB 1 bis SB 10 erzeugt und zu einem Spektrogrammbild zusammengesetzt sind. Es gibt mehrere Techniken, die verwendet werden können, um mehrere Spektralkurven, wie ST1 bis ST5, zu einem einzigen Spektralblock, wie SB1, zu kombinieren. Eine dieser Kombinationstechniken ist die Verarbeitung der Spektralkurven, z. B. mit Hilfe der Max-Hold-Erkennung, einer bekannten Technik der Spektralverarbeitung. Es ist auch nicht erforderlich, dass die Spektralzeit ein exaktes ganzzahliges Vielfaches der Zeit eines Spektralblocks ist, sondern Ausführungsformen der Erfindung berücksichtigen dies, indem die endgültige Spektralzeit eines Blocks in einen nachfolgenden Spektralblock überlappt wird. Beispiele für solche Techniken werden im Folgenden näher beschrieben.
Bei den in den 2 bis 5 beschriebenen Beispielen wird davon ausgegangen, dass die Breite der Spektralblöcke gleich oder größer als die Spektralzeit ist. Es kann jedoch Fälle geben, in denen die Breite der Spektralblöcke kleiner als die Spektralzeit ist, insbesondere wenn die Anzahl der Zeilen im erzeugten Spektrogramm groß wird. Die Erstellung des Spektrogrammbildes unter solchen Bedingungen führt das Konzept der „Überlappung“ ein, das im Folgenden beschrieben wird.
6 zeigt ein Beispiel, bei dem die Spektralzeit einer Eingangssignal-Wellenformerfassung 600 10 % der Gesamterfassungszeit beträgt und 20 Zeilen für die Erstellung des Spektrogramms zur Verfügung stehen. Daher wird die Erfassung 600 durch die Anzahl der verfügbaren Zeilen geteilt, um ein Spektral-Slice-Intervall festzulegen. Wenn das Spektralscheibenintervall kleiner ist als die Spektralzeit, die in diesem Fall mit jedem der Zeitsegmente Segment 1 bis Segment 10 korreliert, dann umfasst die Verarbeitung der einzelnen Spektralblöcke SB 1 bis SB20 Zeiten aus sich überschneidenden Spektralzeiten. So erstreckt sich beispielsweise der Spektralblock SB2 in 6 sowohl über das Zeitsegment 1 als auch über das Zeitsegment 2 der ursprünglichen Erfassung 600. Letztlich werden zwanzig Spektralblöcke SB 1 bis SB20 aus den zehn Zeitsegmenten der Erfassung 600 erzeugt, und die zwanzig Spektralblöcke SB1 bis SB20 bilden jeweils eine einzelne Pixelzeile des endgültigen Spektrogrammbildes. Im Beispiel von 6 überlappen sich die Spektralblöcke im Vergleich zu den ursprünglichen Spektralzeiten der Zeitsegmente zu 50 %. In der Praxis kann die Überlappung stark variieren, von knapp über 0 % bis zu fast 100 % Überlappung. Eine 0 %ige Überlappung der Spektralblöcke ist ein System, bei dem es keine Überlappung der Spektralzeiten zwischen benachbarten Spektralblöcken gibt, wie in den Beispielen, die unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 beschrieben wurden. Es ist zwar unwahrscheinlich, aber es ist auch möglich, dass der Benutzer für die Wellenformansicht Zeitbereichseinstellungen gewählt hat, die einen weitaus kleineren Zeitabschnitt erfordern, als für die Erzeugung der Spektralansicht erforderlich ist. In diesem Fall enthält das Spektrogramm nur eine einzige Zeile im resultierenden Bild. Ausführungsformen der Erfindung können den Benutzer auf einen solchen Zustand aufmerksam machen, indem sie einen Hinweis auf den Zustand anzeigen, z. B. eine Farbwarnung oder eine Textmeldung auf dem Anzeigebildschirm, die den Benutzer auf den Zustand hinweist. Die Bestimmung, wie ein Spektrogrammbild mit genau genügend Überlappung zu schaffen, um den verfügbaren Platz in der Anzeige für das Spektrogramm zur Verfügung gestellt zu maximieren, ist äußerst komplex, aber Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung bieten Werkzeuge für den Benutzer, um die Größe des resultierenden Spektrogramms zu steuern, und zwar ohne Kenntnisse darüber, wie Spektrogramme erstellt werden, und stattdessen bieten Werkzeuge durch eine grafische Benutzeroberfläche, dem Benutzer die Möglichkeit, Spektrogramme leicht zu erstellen und zu modifizieren Spektrogramme, in Bezug auf die spezifische gewünschte Verwendung.
7 ist ein Blockdiagramm einer beispielhafte Anzeige 700 für ein Instrument, das eine Spektralansicht 720 einer Eingangswellenform-Abtastung in einem ersten Teil eines Anzeigebildschirms sowie eine Wellenformansicht 710 der Eingangswellenform-Abtastung in einem zweiten Teil des Anzeigebildschirms gemäß Ausführungsformen der Offenbarung enthält. Im Allgemeinen ist die beispielhafte Anzeige 700 eine Anzeige, die von dem Instrument auf der Grundlage eines erfassten Eingangssignals, das von einem DUT erfasst wurde, erzeugt wird. Ein Teil der Anzeige 700, in diesem Beispiel der rechte Teil, zeigt Informationen und Messungen, die an dem erfassten Eingangssignal im Zeitbereich vorgenommen wurden, und wird allgemein als Wellenformansicht 710 bezeichnet. Nachfolgend sind aktuelle Screenshots mit Beispielen von Wellenformansichten dargestellt. Im Allgemeinen enthält die Wellenformansicht 710 eine grafische Darstellung der Amplitude des Eingangssignals bzw. der Eingangssignale in der Erfassung über die Zeit. So misst die X-Achse der Wellenformansicht 710 die Zeit, während die Y-Achse der Wellenformansicht die Amplitude des Signals misst. Die Amplitude kann ein beliebiges Merkmal der vom Benutzer gemessenen Signale sein, wie z. B. Spannung oder Strom. Ein oberer Fensterteil der Wellenformansicht 710 kann eine HF-Signalanzeige enthalten, während ein unterer Fensterteil der Wellenformansicht 710 ein oder mehrere spezifische, individuelle Signale enthalten kann, die Komponenten des zusammengesetzten HF-Signals aus der erfassten Eingangssignalwellenform sein können oder nicht. Natürlich sind auch andere Anzeigekonfigurationen möglich, und im Allgemeinen steuert der Benutzer, welche Anzeigen in der Wellenformansicht 710 angezeigt werden können, indem er geeignete Benutzersteuerungen des Instruments auswählt, wie es in der Technik bekannt ist.
Eine Spektralansicht 720 wird im Allgemeinen auf dem Teil des Displays 700 angezeigt, der nicht von der Wellenformansicht 710 belegt wird. Ein oberer Fensterteil der Spektralansicht 720 kann ein Spektrogramm der erfassten Eingangssignalwellenform enthalten, das wie oben im Detail beschrieben erzeugt wird. Wie oben beschrieben, misst das Spektrogramm die Frequenz auf seiner X-Achse und die Zeit auf seiner Y-Achse. Da die Zeit von oben nach unten auf der Y-Achse abnimmt, ist das in 7 beschriebene Spektrogramm ein Wasserfall-Spektrogramm. Wäre das Spektrogramm ein umgekehrtes Wasserfall-Spektrogramm, würde die Zeit stattdessen entlang der Y-Achse nach oben ansteigen.
Ein unterer Teil der Spektralansicht 720 kann ein Fenster enthalten, das eine individuelle Spektralansicht des gewünschten interessierenden Signals zeigt, das eines der Signale sein kann, die auch im unteren Teil der Wellenformansicht 710 gezeigt werden. Wie in 1 gezeigt, kann die Spektralansicht im unteren Teil der Spektralansicht 720 eine einzelne Spektralkurve 102 des erfassten Eingangssignals sein. Die Breite der Spektralansicht 720 ist steuerbar, indem der Benutzer die Start- und Stoppfrequenzen einstellt, die in der Spektralansicht angezeigt werden sollen.
Die beispielhafte Anzeige 700 enthält eine Benutzerschnittstelle, die mehrere Benutzerkontrollen ermöglicht. So gibt es beispielsweise Bedienelemente zur Steuerung der Größe der jeweiligen Fenster in der Wellenformansicht 710. In einem Satz von Steuerelementen trennt ein beweglicher horizontaler Indikator 714 die Wellenformansicht 710 zwischen dem Fenster mit der HF-Signalansicht und dem Fenster mit den interessierenden Signalen. Der horizontale Indikator 714 kann vom Benutzer gesteuert werden, wie durch den Hinweis 715 angezeigt wird, der besagt, dass der Benutzer die relative Position des horizontalen Indikators 714 in der Wellenformansicht 710 verschieben kann. Typischerweise wählt der Benutzer den horizontalen Indikator 714 durch eine Operation aus, z. B. durch Anklicken einer Maustaste, während sich ein Cursor auf oder in der Nähe des horizontalen Indikators befindet. Nach der Auswahl kann der Benutzer den horizontalen Indikator 714 in vertikaler Richtung nach oben oder unten ziehen, um die Größe der einzelnen Fenster zu steuern, aus denen die ausgewählten Fenster der Wellenformansicht bestehen. In ähnlicher Weise steuert ein vertikaler Indikator 716 der Wellenformansicht 710 die Breite der Fenster, aus denen sich die Wellenformansicht zusammensetzt, und kann vom Benutzer in ähnlicher Weise gesteuert werden wie der oben beschriebene horizontale Indikator 714. Die Möglichkeit, die Position des vertikalen Indikators 716 durch den Benutzer zu steuern, wird als Hinweis 717 dargestellt, der es dem Benutzer ermöglicht, die Breite der Fenster, aus denen sich die Wellenformansicht 710 zusammensetzt, durch Auswählen und Bewegen der Position des vertikalen Indikators zu steuern. In anderen Ausführungsformen bietet ein weiterer Satz von Steuerelementen in der Benutzerschnittstelle, der in 7 nicht dargestellt ist, ein Text- oder Zeichenfenster, in dem der Benutzer eine horizontale und vertikale Größe jedes der Fenster der Wellenformansicht manuell eingeben kann, indem er Werte, wie z. B. Pixelwerte, für eine oder beide der horizontalen und vertikalen Größen eingibt. In anderen Ausführungsformen kann der Benutzer ein Seitenverhältnis für jedes der Fenster eingeben, aus denen die Wellenformansicht 710 besteht.
Die Spektralansicht 720 enthält ebenfalls einen horizontalen Indikator 724 und einen vertikalen Indikator 726, die vom Benutzer in ähnlicher Weise wie für die Wellenformansicht 710 beschrieben gesteuert werden können, wie durch die Hinweise 725, 727 dargestellt. In einigen Ausführungsformen brauchen die vertikalen Indikatoren 716 und 726 keine separaten Bedienelemente zu sein, und stattdessen steuert nur ein einziger vertikale Indikator die relativen horizontalen Größen der Wellenformansicht 710 und der Spektralansicht 720. Zusätzlich oder anstelle der manuellen Bewegung der horizontalen und vertikalen Indikatoren 724, 726 kann der Benutzer in einigen Ausführungsformen die Pixelgrößen der Fenster oder die Seitenverhältnisse der Fenster manuell eingeben, ebenfalls in ähnlicher Weise wie oben beschrieben.
Wie bereits erwähnt, erzeugt das Instrument bei der Erstellung des Spektrogramms in einem der Fenster der Spektralansicht 720 einzelne Pixelzeilen im Spektrogramm, wobei jede Zeile aus Daten innerhalb eines Spektralblocks erzeugt wird, der wiederum aus einer oder mehreren Spektralansichten erstellt wird, wobei jede Spektralansicht durch eine Zeit-FrequenzTransformation erzeugt wird. Die Größe der Transformation wird durch die Wahl der Größe des für die Transformation verwendeten Frequenzfensters gesteuert, die direkt mit der RBW zusammenhängt, wie oben im Detail beschrieben. Die Spektralzeit kann dem Benutzer in grafischer Form angezeigt werden, z. B. durch Erzeugen und Anzeigen eines Spektralzeitindikators 719, der in 7 im HF-Signalfenster der Wellenformansicht 710 erscheint. Der Spektralzeitindikator 719 ist also ein visueller Indikator in der Wellenformansicht 710, der dem Benutzer zeigt, wo (in der Zeit) das in der Spektralansicht 720 gezeigte Spektrum seinen Ursprung hat. Natürlich sind auch andere Indikatoren möglich, oder der Spektralzeitindikator kann in einem oder beiden Fenstern der Wellenformansicht 710 erscheinen. Der Spektralzeitindikator 719 in 7 zeigt grafisch eine Breite der Spektralzeit innerhalb des Zeitbereichsfensters an.
Wie bereits erwähnt, kann der Benutzer die Größe der Fenster in der Spektralansicht steuern, was zur Folge hat, dass das Fenster, in dem das Spektrogramm in der Spektralansicht 720 erzeugt wird, vergrößert oder verkleinert wird. Ausführungsformen der Erfindung passen die Größe des Spektrogramms automatisch so an, dass es vollständig in das Fenster passt, wenn die Fenstergröße vom Benutzer geändert wird. Eine Vergrößerung der vertikalen Größe des Spektrogramms bietet eine bessere zeitliche Auflösung des resultierenden Spektrogramms, da mehr Pixelzeilen im Spektrogramm dargestellt werden. Umgekehrt führt eine Verringerung der Größe des Spektrogramms zu einer geringeren Auflösung des resultierenden Spektrogramms, da weniger Pixelzeilen im Spektrogramm dargestellt werden. Es besteht also ein direkter Zusammenhang zwischen dem Grad der Überlappung, der angibt, wie viele Daten eines einzelnen Spektrums in zwei benachbarten Spektralblöcken enthalten sind, und der zeitlichen Auflösung des resultierenden Spektrogramms. Mehr Überlappung, gemessen in Überlappungsprozenten, ergibt eine höhere zeitliche Auflösung, während weniger Überlappung eine geringere zeitliche Auflösung ergibt.
Ausführungsformen der Erfindung maximieren automatisch die Größe des Spektrogramms, um das Spektrogrammfenster zu füllen, da die Größe des Spektrogrammfensters vom Benutzer gesteuert wird. Wenn der Benutzer beispielsweise die vertikale Größe des Fensters, das das Spektrogrammfenster enthält, erhöht, erzeugt das Instrument automatisch ein neues Spektrogramm, indem es die Anzahl der Pixelzeilen im Spektrogramm erhöht, um die vertikale Größe des vom Benutzer angegebenen Fensters zu erreichen. In 6 wurde das Spektrogramm beispielsweise mit zwanzig Pixelzeilen über zehn Spektralzeiten bei einem Überlappungswert von 50 % erstellt. Würde der Benutzer die Größe des Fensters, das das Spektrogramm enthält, erhöhen, z. B. auf ein Fenster, das ein Spektrogramm mit 30 Pixelzeilen enthalten könnte, erzeugen Ausführungsformen der Erfindung automatisch ein neues Spektrogramm mit 30 Pixelzeilen als Reaktion auf die vergrößerte Fenstergröße. In einem solchen Fall bestimmt das Instrument oder genauer gesagt ein Prozessor innerhalb des Instruments zunächst, wie viele Pixelzeilen in die vergrößerte Fenstergröße passen werden. In diesem Beispiel stellt der Prozessor fest, dass das Spektrogramm innerhalb des Fensters mit einem Spektrogramm maximiert wird, das 30 Pixelzeilen enthält, und bestimmt, dass 30 Spektralblöcke zur Durchführung der Maximierung erforderlich sind, da jede Pixelzeile aus einem Spektralblock erstellt wird. Als Nächstes bestimmt der Prozessor, wie stark jeder der einzelnen Spektralblöcke seine benachbarten Spektralblöcke aufgrund der erhöhten Anzahl von Spektralblöcken im Spektrogramm überlappt. Bei 30 Pixelblöcken, SB1 bis SB30, überlappen die benachbarten Blöcke zu 66 %, was mehr ist als die 50 % Überlappung, die für die Erstellung des Spektrogramms in 6 verwendet wurden. Der Prozessor nimmt diese Bestimmung vor, indem er die Breite der Gesamtzahl der Spektralblöcke gleichmäßig über die Anzahl der Spektralzeiten in dem erfassten Eingangssignalsample verteilt und dann bestimmt, wie stark ein bestimmter Block seinen Nachbarblock überlappt. In diesem Beispiel überlappt jeder Spektralblock, der zur Erstellung des Spektrogramms verwendet wird, seine benachbarten Blöcke um 66 %. Nach einer solchen Bestimmung erzeugt der Prozessor die einzelnen Spektralblöcke, indem er die Spektren aus den einzelnen Transformationen für jede Spektralzeit wie oben beschrieben kombiniert. Schließlich fügt der Prozessor die neuen einzelnen Spektralblöcke zu einem neuen Spektrogramm zusammen, indem er die von den einzelnen Spektralblöcken erzeugten Spektren miteinander verkettet, wobei jeder Spektralblock eine einzelne Zeile des neuen Spektrogramms bildet. Anschließend zeigt der Prozessor das neue Spektrogramm so an, dass es der Größe des vom Benutzer angegebenen Fensters entspricht. Wenn der Benutzer die Größe des Spektrogrammfensters verkleinert, führt der Prozessor den gleichen Vorgang durch, indem er zunächst bestimmt, wie viele Pixelzeilen das kleinere Fenster vollständig ausfüllen, und dann die Überlappung zwischen der Anzahl der Spektralblöcke, die zur Erstellung jeder Pixelzeile verwendet werden, nach unten korrigiert.
Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht es dem Benutzer, das Instrument so zu steuern, dass die Auflösung des resultierenden Spektrogramms automatisch geändert wird, indem er einfach die Größe des Fensters angibt, in dem das Spektrogramm angezeigt wird.
In einigen Ausführungsformen wird der Grad der Überlappung benachbarter Spektralblöcke in Prozentform generiert und dem Benutzer im Spektrogrammfenster oder an anderer Stelle auf dem Display des Instruments angezeigt. Auf diese Weise kann der Benutzer in Echtzeit sehen, wie viel Überlappung zur Erzeugung des auf dem Display angezeigten Spektrogramms verwendet wurde.
Die 8, 9 und 10 zeigen beispielhafte Anzeigen, die von einem Messinstrument erzeugt werden und die als Reaktion auf die Steuerung der Größe eines Fensters, das ein Spektrogrammbild enthält, durch einen Benutzer geändert werden. Eine Anzeige 800 in 8 enthält eine Wellenformansicht 810 sowie eine Spektralansicht 820, die Beispiele für die in 7 beschriebenen Ansichten 710, 720 sein können. In einem oberen Fenster der Wellenformansicht 810 erscheint ein HF-Signal 830, bei dem es sich um eine Darstellung einer erfassten Eingangswellenform handelt, die von einem Instrument aus einem von einem DUT gelieferten Signal erzeugt wird. Konkret handelt es sich bei dem HF-Signal 830 um ein Signal, das auf einem bestimmten Eingangskanal des Messinstruments, in diesem Fall Kanal 4, erfasst wurde. Eine individuelle Signalkurve des Eingangssignals 832 zeigt eine Amplitude, die in diesem Beispiel in Volt gemessen wird, über die Zeit eines anderen Signals, das auf einem anderen Eingangskanal des Messinstruments, in diesem Fall Kanal 2, erfasst wurde. In diesem Beispiel ist das Signal an Kanal 2 ein Abstimmspannungssignal des Spannungsregelungsoszillators (VCO Abstimmungsspannung).
Die Spektralansicht 820 enthält eine Spektralkurve 842 in einem Fenster 840. Diese Spektralkurve 842 ist die Frequenzansicht, die dem in der Wellenformansicht 810 ausgewählten Eingangssignal entspricht. In diesem Beispiel ist das ausgewählte Eingangssignal das Signal 832, d. h. das auf Kanal 2 erfasste Signal. Die Spektralkurve 842 veranschaulicht den Frequenzgang des Eingangssignals 832 für die Dauer der spezifischen Spektralzeit 819 des Eingangssignals 832. Die bestimmte Spektralzeit des Eingangssignals 832 zur Erzeugung der Spektralkurve 842 ist in 8 als Hinweis 819 dargestellt.
Ein Spektrogramm 850 wird in einem oberen Fenster der Spektralansicht 820 angezeigt. Das Spektrogramm 850 wird, wie oben beschrieben, auf der Grundlage der erfassten Eingangssignalwellenform erzeugt. Beachten Sie, dass das Spektrogramm 850 das obere Fenster der Spektralansicht 820 vollständig ausfüllt und dass ein horizontaler Indikator 824 die Abgrenzung zwischen dem oberen und unteren Fenster der Spektralansicht 820 anzeigt. Der horizontale Indikator 824 kann auf eine mittlere vertikale Position der Spektralansicht 820 eingestellt werden, wenn die Spektralansicht 820 vom Benutzer zum ersten Mal für die Anzeige auf der Anzeige 800 ausgewählt wird. In diesem Beispiel von 8 wird das erzeugte Spektrogramm 850 automatisch auf die Standardgröße des oberen Fensters der Spektralansicht 820 eingestellt. Auch in diesem Beispiel beträgt die Überlappung zwischen benachbarten Spektralblöcken, die zur Erstellung des erzeugten Spektrogramms 850 verwendet wurden, 77,6 %, und eine Anzeige der Überlappungsmenge wird dem Benutzer in einer Überlappungsanzeige 852 angezeigt. In einigen Ausführungsformen kann der Benutzer zunächst einen bestimmten Überlappungsgrad für das Spektrogramm in einer Ausgangsansicht angeben, und das Instrument passt die Größe des Ausgangsfensters, das das Spektrogramm enthält, automatisch an den angegebenen Überlappungsgrad an. In anderen Ausführungsformen wird der Überlappungsgrad von einem oder mehreren Prozessoren des Instruments, wie oben beschrieben, bestimmt, um die Standardfenstergröße in der Spektralansicht 820 zu maximieren.
Wie bereits erwähnt, können die relativen Größen der Fenster der Spektralansicht 820 vom Benutzer gesteuert werden. 9 zeigt den Effekt, wenn der Benutzer die Fenstergröße des Fensters mit dem Spektrogramm 850 aus 8 ändert. Der Benutzer kann die Fenstergröße durch Ziehen des horizontalen Indikators 824 oder durch Vorgabe einer bestimmten Größe für das Fenster über eine numerische Schnittstelle einer Benutzeroberfläche (nicht dargestellt) ändern. 9 zeigt eine neue Anzeige 900, die vom Instrument erzeugt wird, wenn der Benutzer die Fenstergröße des oberen Fensters in der Spektralansicht 820 vergrößert, z. B. durch Verschieben des horizontalen Indikators 824 aus 8 in seine neue Position. Der neue horizontale Indikator wird als Hinweis 924 bezeichnet. Beachten Sie, dass die neue Position des horizontalen Indikators 924 die Fenstergröße des oberen Fensters der Spektralansicht 820 vergrößert hat. Als Reaktion auf die vergrößerte Fenstergröße erstellen Ausführungsformen der Erfindung automatisch ein neues Spektrogramm 950, das so groß ist, dass es das neue Fenster ausfüllt. Wie bereits erwähnt, führt eine größere vertikale Größe eines Spektrogramms dazu, dass das Instrument ein neues Spektrogramm mit mehr Pixelzeilen im Vergleich zu seiner vorherigen Größe erstellt, wodurch sich auch seine Auflösung erhöht. Außerdem gibt es aufgrund der größeren Anzahl von Pixelzeilen mehr Überlappungen zwischen benachbarten Spektralblöcken, die zur Erstellung jeder Pixelzeile verwendet werden. Ausführungsformen der Erfindung stellen unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens fest, dass ein Spektrogramm mit 85 % Überlappung das neu dimensionierte Fenster vollständig ausfüllt, erzeugen das neue Spektrogramm mit 85 % Überlappung und zeigen es im oberen Fenster der Spektralansicht 820 an, nachdem der Benutzer die Größe des Spektrogrammfensters erhöht hat. Das Instrument aktualisiert auch die Anzeige der Überlappung auf 85 % und zeigt die Anzeige in einer Überlappungsanzeige 952 an, so dass der Benutzer eine numerische Darstellung des neuen Überlappungsgrads erhält.
Mit der Vergrößerung des oberen Fensters der Spektralansicht 820 wird gleichzeitig das untere Fenster 840 auf eine neue Fenstergröße 940 verkleinert. Die Verkleinerung der vertikalen Größe des unteren Fensters veranlasst das Instrument, die vertikale Skala der Spektralkurve im unteren Fenster der Spektralansicht 820 so anzupassen, dass sie die neue Größe des unteren Fensters vollständig ausfüllt.
10 zeigt die Auswirkungen einer Verkleinerung der vertikalen Größe des oberen Fensters der Spektralansicht 820 gegenüber seiner ursprünglichen Größe in 8. Diese Effekte ähneln denen, die mit Bezug auf die neue Anzeige in 9 beschrieben wurden, nur dass sie in umgekehrter Richtung wirken. In 10 zeigt eine Anzeige 1000 eine neue Anzeige, die von einem Instrument erzeugt wird, wenn der Benutzer das obere Fenster der Spektralansicht 820 gegenüber der in 8 gezeigten Größe verkleinert hat. Ein horizontaler Indikator 1024 grenzt das obere und untere Fenster der Spektralansicht 820 ab. Als Reaktion auf die Verkleinerung des Fensters durch den Benutzer erzeugt das Instrument automatisch ein neues Spektrogramm 1050, das weniger Pixelzeilen aufweist als das Spektrogramm 850 in 8. Insbesondere bestimmen ein oder mehrere Prozessoren des Instruments die Anzahl der Pixelzeilen, die für das neue Spektrogramm 1050 benötigt werden, basierend auf der neuen Größe des oberen Fensters der Spektralansicht 820. Dann passen der eine oder die mehreren Prozessoren den Überlappungsgrad zwischen benachbarten Spektralblöcken an, die zur Erstellung der Pixelzeilen des neuen Spektrogramms 1050 verwendet werden, so dass das neue Spektrogramm das neu dimensionierte Fenster vollständig ausfüllt. In diesem Fall hat der eine oder die mehreren Prozessoren festgestellt, dass ein Spektrogramm mit einer Überlappung von 50,1 % das neue Fenster vollständig ausfüllt. Dann erstellt das Instrument das neue Spektrogramm 1050, zeigt es im oberen Fenster der Spektralansicht 820 des Displays 1000 an und aktualisiert eine Überlappungsanzeige 1052 auf die neue Überlappungszahl. Gleichzeitig wird die vertikale Größe des unteren Fensters der Spektralansicht 820 aufgrund seiner größeren Größe vergrößert, und eine neue Spektralkurve 1040 wird in dem neuen Fenster angezeigt.
Ausführungsformen der Erfindung bieten daher eine Benutzerschnittstelle, die es dem Benutzer ermöglicht, die Größe und Auflösung eines Spektrogramms zu steuern, indem er lediglich die Größe eines Fensters, in dem das Spektrogramm angezeigt wird, größer oder kleiner macht. Anschließend wird automatisch ein neues Spektrogramm generiert, das das neu dimensionierte Fenster vollständig ausfüllt. Obwohl solche Ausführungsformen sehr beliebt sind, sind sie möglicherweise nicht für alle Anwendungen wünschenswert. Aus diesem Grund ist die zeitliche Auflösung des Spektrogramms in anderen Ausführungsformen der Offenbarung nicht unbedingt an die Größe des Spektrogramm-Anzeigefensters gebunden und ändert sich nicht automatisch, wenn der Benutzer die Größe des Anzeigefensters ändert. Stattdessen kann in diesen anderen Ausführungsformen die zeitliche Auflösung eines erzeugten Spektrogramms konstant bleiben, wenn der Benutzer die Größe des Spektrogrammanzeigefensters ändert, und ein oder mehrere Prozessoren des Instruments, z. B. eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), können das grafische Bild des Spektrogramms hoch- oder runter-samplen. In diesen Ausführungsformen kann eine Benutzerschnittstellensteuerung vorhanden sein, z. B. ein Dreh- oder Schieberegler mit der Bezeichnung „Auflösung“, den der Benutzer einstellen kann, um die zeitliche Auflösung des berechneten und angezeigten Spektrogramms zu ändern. Einige Ausführungsformen können auch eine Benutzerschnittstellensteuerung enthalten, mit der der Benutzer andere Attribute des Spektrogramms einstellen kann, z. B. das Seitenverhältnis. Ein Vorteil dieser Ausführungsformen kann in der Dokumentation liegen. Beispielsweise können Ausführungsformen ein Kontextmenü oder eine andere Eingabe enthalten, mit der ein Benutzer einen Schnappschuss des Spektrogramms in die Zwischenablage kopieren oder in einer Datei speichern kann. Der Benutzer kann die Größe des Spektrogramm-Anzeigefensters je nach Monitorgröße und -auflösung nach Belieben anpassen, die Auflösung des gespeicherten/exportierten Schnappschusses bleibt jedoch konstant, um eine konsistente Dokumentation zu ermöglichen, z. B. ein Berichtsdokument mit mehreren Schnappschüssen darin.
In den oben beschriebenen Beispielen werden die Spektrogramme auf der Grundlage der gesamten oder zumindest eines sehr großen Teils der Erfassung des Eingangssignals durch ein Messinstrument aus einem von einem DUT erzeugten Signal erzeugt. Andere Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung bieten eine Benutzeroberfläche, über die ein Benutzer bestimmte Teile einer Signalerfassung angeben kann, wobei nur die angegebenen Teile der Signalerfassung zur Erstellung eines Spektrogramms verwendet werden. Mit anderen Worten, der Benutzer kann in diesen Ausführungsformen festlegen, dass das Instrument ein Spektrogramm nur aus einem bestimmten Teil des erfassten Signals erstellt. Auf diese Weise kann sich der Benutzer auf bestimmte Teile des erfassten Samples konzentrieren, die für ihn von Interesse sind, indem er das Instrument so steuert, dass es ein Spektrogramm nur aus diesen Teilen erzeugt.
11 ist ein Screenshot, der einen beispielhaften Anzeigebildschirm 1100 zeigt, der ein Spektrogramm 1150, eine Spektralanzeige 1140 und ein Zoom-Fenster 1170 in einer Wellenformanzeige 1110 eines Instruments enthält, das die automatische Bestimmung von Spektral- und Spektrogrammattributen gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung umfasst.
Das Zoom-Fenster 1170 bietet eine grafische Schnittstelle, über die ein Benutzer einen Teil einer erfassten Eingangssignal-Wellenform für die Verarbeitung festlegen kann. Dies steht im Vergleich zu den oben unter Bezugnahme auf die 2 bis 10 beschriebenen Ausführungsformen, bei denen das Instrument ein gesamtes Eingangssignal verarbeitet, das von dem Instrument erfasst wurde. Die Größe des Zoom-Fensters 1170 kann vom Benutzer über eine grafische Schnittstelle dynamisch geändert werden, indem er einen oder beide horizontalen Ränder des Zoom-Fensters auswählt, z. B. mit einer Maustaste, und den ausgewählten Rand an eine neue Position zieht. In anderen Ausführungsformen kann der Benutzer die Größe des Zoomfensters durch Eingabe der gewünschten Größe über eine numerische oder textuelle Schnittstelle ändern.
Sobald die Größe des Zoomfensters 1170 festgelegt ist, wird ein neues Spektrogramm 1150 erzeugt, das nur auf den Teilen der erfassten Eingangssignalwellenform basiert, die innerhalb des Zoomfensters ausgewählt sind, und eine aktualisierte Überlappung wird in der Überlappungsanzeige 1152 angezeigt. Teile der erfassten Eingangssignalwellenform, die sich nicht innerhalb des Zoomfensters 1170 befinden, werden von dem einen oder den mehreren Prozessoren, die das Spektrogramm erzeugen, ignoriert, auch wenn solche Teile noch im Speicher des Instruments gespeichert sind.
Das Zoom-Fenster 1170 kann vom Benutzer selektiv über ein Benutzermenü oder auf andere Weise aktiviert werden. Wenn es ausgewählt oder aktiviert ist, ändert sich der Umfang des erfassten Eingangssignals, das zur Erzeugung des Spektrogramms 1150 verwendet wird, von der gesamten Erfassung zu dem Teil, der nur in der gezoomten Ansicht enthalten ist. Wenn das Zoomfenster 1170 ausgewählt ist, erzeugen und zeigen Ausführungsformen der Erfindung das Spektrogramm, wie z. B. das Spektrogramm 1150, mit den gleichen Techniken wie oben beschrieben, wenn auch über den kürzeren Zeitraum, der durch das Zoomfenster 1170 definiert ist, anstatt über den gesamten Zeitraum, der in der erfassten Eingangssignalwellenform erfasst wurde. Dies bedeutet, dass, wenn das Zoomfenster 1170 in der Wellenformansicht aktiviert ist, wie in 11 dargestellt, Ausführungsformen der Erfindung automatisch ein Spektrogramm 1150 erzeugen, das nur die Bereiche des erfassten Eingangssignals innerhalb des Zoomfensters abdeckt. Eine solche Aktion verbessert auch die zeitliche Auflösung des Spektrogramms, da definitionsgemäß nur ein begrenzter Teil des erfassten Eingangssignals in das Spektrogramm aufgenommen wird, wodurch sich die Überlappung zwischen benachbarten Spektralblöcken erhöht, da eine kürzere Menge des erfassten Eingangssignals zur Erzeugung des Spektrogramms verwendet wird. Nehmen wir beispielsweise an, dass das Zoom-Fenster 1170 nur die Spektralzeiten 1 bis 4 umfasst (siehe 6). Das bedeutet, dass die 20 Spektralblöcke SB 1 bis SB20 im gezoomten Beispiel nur über vier Spektralzeiten 1 bis 4 verteilt sind, anstatt wie im Originalbeispiel über zehn Spektralzeiten 1 bis 10, wodurch sich die Überlappung zwischen benachbarten Spektralblöcken deutlich erhöht. Wie oben beschrieben, erhöht sich durch die Vergrößerung der Überlappung zwischen benachbarten Spektralblöcken die Auflösung des resultierenden Spektrogramms.
Die 12 und 13 veranschaulichen die Auswirkungen einer Änderung der Größe des Zoomfensters 1170 und die sich daraus ergebenden Auswirkungen auf das Spektrogramm, das sich automatisch an den durch das Zoomfenster festgelegten Anteil des erfassten Signals anpasst. Ein Zoom-Fenster 1270 einer Anzeige 1200 von 12 wählt im Vergleich zum Zoom-Fenster 1170 von 11 einen kürzeren Ausschnitt des erfassten Eingangssignals aus. Wie oben beschrieben, wird daraufhin ein neues Spektrogramm 1250 erstellt, das nur auf die Menge des erfassten Eingangssignals beschränkt ist, die durch das Zoomfenster 1270 ausgewählt wurde. Da die Anzahl der Zeilen, die zur Erstellung der Spektrogramme 1150 und 1250 verwendet werden, gleich ist, erhöht sich die Überlappung zwischen benachbarten Spektralblöcken, die zur Erstellung der Spektrogramme 1150 und 1250 verwendet werden, von 89,9 % Überlappung auf 94,6 % Überlappung, wodurch sich die Auflösung des Spektrogramms von 12 im Vergleich zu 11 erhöht. Der neue Überlappungsprozentsatz wird in der Überlappungsanzeige 1252 angezeigt. Beachten Sie, dass die Korrespondenz zwischen der Wellenformansicht 1110, die den Zeitbereich zeigt, und der Spektralansicht 1120, die den Frequenzbereich zeigt, erhalten bleibt. Mit anderen Worten: Wenn der Benutzer mit Hilfe des Zoomfensters 1270 in ein Ereignis von Interesse im Zeitbereich hineinzoomt, wird auch die Ansicht des Frequenzbereichs in denselben Zeitraum hinein gezoomt, und zwar mit erhöhter zeitlicher Auflösung. Wenn der Benutzer weiterhin Änderungen am Zoomfenster 1270 vornimmt, wird auch das Spektrogramm kontinuierlich aktualisiert, um die Übereinstimmung zwischen den beiden Bereichen zu erhalten. Dementsprechend bieten einige Ausführungsformen der Offenlegung dem Benutzer die Möglichkeit, intuitiv zeitkorrelierte Ansichten über den Zeit- und den Frequenzbereich zu erhalten und zu pflegen, wenn der Benutzer die Zoomparameter eines Zoomfensters anpasst, sowie die Möglichkeit, die zeitliche Auflösung im Spektrogramm automatisch an die angepassten Zoomparameter anzupassen.
13 zeigt ein Beispiel, bei dem der Benutzer weiter hineingezoomt hat, um durch ein Zoomfenster 1370 einen noch kürzeren Teil der erfassten Eingangssignalwellenform auszuwählen. Als Reaktion darauf begrenzen Ausführungsformen der Erfindung die Erzeugung eines Spektrogramms 1350 in einer Anzeige 1300 auf eine noch geringere Menge an Spektralzeit als für die Erzeugung des Spektrogramms 1250 von 12 verwendet wurde. Dementsprechend erhöht sich der Überlappungsgrad mit dem neu erzeugten Spektrogramm 1350, das nur auf der durch das Zoomfenster 1370 spezifizierten Menge der erfassten Eingangssignalwellenform basiert, von 94,6 % Überlappung auf 98 % Überlappung, die dem Benutzer in einem Überlappungsfenster 1352 angezeigt wird.
Bemerkenswert ist, dass eine Änderung der horizontalen Parameter der Zoom-Fenster 1170, 1270, 1370 keinen Einfluss auf die Breite des Zeitspektrums hat, das im Zeitbereich als 1119 dargestellt wird. Außerdem ist die Mitte der Spektralzeit 1119 in der Mitte der Zoomfenster 1170, 1270, 1370 verankert, unabhängig von der Größe der Zoomfenster.
Die automatische Erstellung eines neuen Spektrogramms, wenn ein Zoomfenster geändert wird, kann rechenintensiv sein. Um Rechenressourcen zu sparen, kann mit der Erstellung eines neuen Spektrogramms auf der Grundlage eines vom Benutzer geänderten Zoomfensters gewartet werden, bis die Größenänderung abgeschlossen ist. Andere Ressourcen können dadurch geschont werden, dass die Auflösung des resultierenden Spektrogramms vorübergehend begrenzt wird, bis wieder Ressourcen zur Verfügung stehen.
Weitere Verbesserungen einer Anzeige, die gleichzeitig eine Wellenformansicht im Zeitbereich und eine oder mehrere Ansichten im Frequenzbereich anzeigt, können vorgenommen werden, entweder als eigenständige Verbesserung bestehender Anzeigen oder in Verbindung mit den Anzeigen, wie sie in den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind.
Eine solche Erweiterung ermöglicht es dem Benutzer, bestimmte Teile einer Wellenform im Zeitbereich auszuwählen und gleichzeitig Spektralansichten der ausgewählten Teile im Frequenzbereich zu erzeugen.
14 ist eine Bildschirmaufnahme, die einen beispielhaften Anzeigebildschirm 1400 zeigt, der ein Spektrogramm 1450, eine Spektralanzeige 1440 und eine Wellenformanzeige 1410 enthält. Diese Anzeigen funktionieren genauso oder ähnlich wie die oben beschriebenen Anzeigebildschirme, bei denen eine erfasste Eingangssignal-Wellenform von einem Test- und Messinstrument erfasst wird und ausgewählte Elemente oder Teile der erfassten Wellenform gleichzeitig im Zeitbereich und im Frequenzbereich angezeigt werden. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Anzeigen enthält die Anzeige in 14 jedoch auch vom Benutzer steuerbare Wellenform-Cursor, wie sie in der Offenbarung beschrieben werden. Die Wellenform-Cursor 1470 und 1472 sind in 14 mit A und B bezeichnet und erscheinen auf der Wellenformanzeige 1410. Die Wellenform-Cursor 1470, 1472 können von einem Benutzer über ein Benutzermenü selektiv aktiviert werden. Obwohl in den 14 bis 16 nur zwei Wellenform-Cursor 1470, 1472 dargestellt sind, kann in verschiedenen Ausführungsformen gemäß der Offenbarung eine beliebige Anzahl von Cursors aktiviert werden.
Die Wellenform-Cursor 1470, 1472 umfassen außerdem Cursorverlängerungen 1471, 1473, die in oder durch die Wellenformanzeige 1410 verlaufen, um die Anzeige der Position der Wellenform-Cursor auf der Wellenformanzeige zu verbessern. Sobald sie aktiviert sind, können die Wellenform-Cursor 1470, 1472 vom Benutzer durch Auswählen und Ziehen des Cursors oder der Cursorverlängerung positioniert werden. In anderen Ausführungsformen können die Wellenform-Cursor 1470, 1472 durch Eingabe ihrer Position über ein Textmenü erzeugt werden.
15 ist eine beispielhafte Anzeige 1500, die einen Effekt der Erstellung einer Spektralanzeige eines in 14 dargestellten ausgewählten Cursors gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. In Bezug auf die Spektralanzeige 1540 werden zwei einzelne Spektralkurven, 1542 und 1544, vom Instrument erzeugt und dem Benutzer angezeigt. Die Spektralkurve 1542 entspricht der Spektralkurve, die aus dem Teil des ausgewählten Eingangssignals in das Instrument für die Spektralzeit 1419 generiert wird, was den Spektralkurven, wie sie in den obigen Ausführungsformen beschrieben sind, entspricht oder ähnelt. Zusätzlich ist in dieser Anzeige 1500 jedoch eine Spektralkurve 1544 enthalten, die dem Teil des ausgewählten Eingangssignals entspricht, der den Cursor 1470 umgibt. Genauer gesagt wird die Breite der Spektralzeit 1419 verwendet, um die Spektralkurve 1544 zu erstellen, außer dass die Spektralzeitbreite um den Cursor 1470 zentriert ist. Außerdem erscheinen die Cursor-Indikatoren 1571 und 1573 im Spektrogramm 1450 an denselben relativen Positionen im Spektrogramm wie in der Wellenformanzeige 1410. Wie bereits erwähnt, hat das Spektrogramm 1450 eine Zeitkomponente entlang der Y-Achse. Die Positionen der Cursor-Anzeigen 1571 und 1573 im Spektrogramm 1450 sind mit ihren Positionen im Zeitbereich der Wellenformanzeige 1410 korreliert. Auf diese Weise ermöglicht das Vorhandensein der Cursor-Indikatoren 1571 und 1573 dem Benutzer, bestimmte Teile des Spektrogramms 1450 hervorzuheben. Und wenn der Benutzer, wie oben beschrieben, die Positionen der Cursor 1470, 1472 in der Wellenformanzeige 1410 ändert, werden die Cursorindikatoren 1571 und 1573 ebenfalls an ihre neuen Positionen verschoben. Da die Auflösung der Zeitachse im Spektrogramm 1450 möglicherweise nicht so genau ist wie die Auflösung der Zeitachse in der Wellenformanzeige 1410, führen kleine Bewegungen der Wellenform-Cursor 1470, 1472 möglicherweise zu keiner Bewegung der Cursoranzeigen 1571 und 1573.
Außerdem wird in diesen Ausführungsformen die Spektralkurve 1544 ebenfalls in Echtzeit aktualisiert, wenn der Cursor 1470 in der Wellenformanzeige 1410 neu positioniert wird. Ob Spektralkurven für einen oder beide Cursor 1470, 1472 aktiviert werden sollen, ist vom Benutzer wählbar. Während 15 zeigt, dass nur die Spektralkurve 1544, die dem Wellenform-Cursor 1470 entspricht, aktiviert ist, zeigt 16 einen Anzeigebildschirm 1600, in dem beide Spektralkurven 1544 und 1646, die den beiden Wellenform-Cursorn 1470 und 1472 entsprechen, in einer Spektralanzeige 1640 aktiviert sind. Wie oben beschrieben, kann eine beliebige Anzahl von Cursorn in der Wellenformanzeige 1410 aktiviert werden, und alle in der Wellenformanzeige aktivierten Cursor können einzeln ausgewählt werden, um in der entsprechenden Spektralanzeige 1640 angezeigt zu werden oder nicht.
Durch die Bereitstellung von Cursorfunktionalität in einer Benutzerschnittstelle bieten diese Ausführungsformen der Offenlegung dem Benutzer die Möglichkeit, mehrere Spektren aus verschiedenen Bereichen einer einzigen Erfassung durch Steuerung der Benutzerschnittstelle einfach und intuitiv zu betrachten und zu vergleichen. Die Cursor können auch in Anzeigen aktiviert werden, die die oben unter Bezugnahme auf die 11 bis 13 beschriebene Zoom-Ansicht enthalten.
Ausführungsformen der Offenbarung arbeiten mit bestimmter Hardware und/oder Software, um die oben beschriebenen Vorgänge zu implementieren. 17 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Test- und Messinstruments 1700, wie z. B. eines Oszilloskops oder Spektralanalysators zur Implementierung von Ausführungsformen der hierin offengelegten Offenbarung. Das Test- und Messinstrument 1700 umfasst einen oder mehrere Anschlüsse 1702, bei denen es sich um ein beliebiges elektrisches Signalisierungsmedium handeln kann. Die Anschlüsse 1702 können Empfänger, Sender und/oder Transceiver umfassen. Jeder Anschluss 1702 ist ein Kanal des Test- und Messinstruments 1700. Die Anschlüsse 1702 sind mit einem oder mehreren Prozessoren 1716 gekoppelt, um die Signale und/oder Wellenformen zu verarbeiten, die an den Anschlüssen 1702 von einem oder mehreren zu testenden Vorrichtungen (DUTs) 1790 empfangen werden. Obwohl in 17 der Einfachheit halber nur ein Prozessor 1716 dargestellt ist, können, wie der Fachmann versteht, mehrere Prozessoren 1716 unterschiedlichen Typs in Kombination im Instrument 1700 verwendet werden, anstatt eines einzigen Prozessors 1716.
Die Anschlüsse 1702 können auch mit einer Messeinheit 1708 im Testinstrument 1700 verbunden werden. Die Messeinheit 1708 kann jede Komponente umfassen, die in der Lage ist, Aspekte (z. B. Spannung, Stromstärke, Amplitude, Energie usw.) eines über die Anschlüsse 1702 empfangenen Signals zu messen. Das Test- und Messinstrument 1700 kann zusätzliche Hardware und/oder Prozessoren enthalten, wie z. B. Konditionierungsschaltungen, Analog-Digital-Wandler und/oder andere Schaltungen zur Umwandlung eines empfangenen Signals in eine Wellenform zur weiteren Analyse. Die resultierende Wellenform kann dann in einem Speicher 1710 gespeichert und auf einem Display 1712 angezeigt werden.
Der eine oder die mehreren Prozessoren 1716 können so ausgebildet sein, dass sie Befehle aus dem Speicher 1710 ausführen und beliebige Verfahren und/oder zugehörige Schritte durchführen, die durch solche Befehle angegeben werden, wie z. B. das Anzeigen und Ändern der vom Instrument empfangenen Eingangssignale. Der Speicher 1710 kann als Prozessor-Cache, Direktzugriffsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM), Solid-State-Speicher, Festplattenlaufwerk(e) oder jeder andere Speichertyp implementiert werden. Der Speicher 1710 dient als Medium zum Speichern von Daten, Computerprogrammprodukten und anderen Anweisungen.
Die Benutzereingänge 1714 sind mit dem Prozessor 1716 verbunden. Zu den Benutzereingänge 1714 können eine Tastatur, eine Maus, ein Touchscreen und/oder andere Bedienelemente gehören, mit denen ein Benutzer das Instrument 1700 einrichten und steuern kann. Die Benutzereingänge 1714 können eine grafische Benutzeroberfläche oder eine Text-/Zeichenschnittstelle umfassen, die in Verbindung mit dem Display 1712 betrieben wird. Die Benutzereingänge 1714 können ferner programmatische Eingaben des Benutzers am Instrument 1700 oder von einem entfernten Gerät umfassen. Bei dem Display 1712 kann es sich um einen digitalen Bildschirm, eine Kathodenstrahlröhrenanzeige oder einen anderen Monitor handeln, auf dem Wellenformen, Messungen und andere Daten für den Benutzer angezeigt werden. Während die Komponenten des Testinstruments 1700 als in das Test- und Messinstrument 1700 integriert dargestellt sind, wird eine Person mit gewöhnlichen Kenntnissen auf dem Gebiet der Technik verstehen, dass jede dieser Komponenten außerhalb des Testinstruments 1700 sein kann und mit dem Testinstrument 1700 auf jede herkömmliche Weise gekoppelt werden kann (z. B. verdrahtete und/oder drahtlose Kommunikationsmedien und/oder -mechanismen). In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise das Display 1712 von dem Test- und Messinstrument 1700 entfernt sein, oder das Instrument kann so ausgebildet sein, dass es die Ausgabe an ein entferntes Gerät sendet, zusätzlich zur Anzeige auf dem Instrument 1700. In weiteren Ausführungsformen kann die Ausgabe des Messinstruments 1700 an entfernte Geräte, wie z. B. Cloud-Geräte, gesendet oder dort gespeichert werden, auf die von anderen, mit den Cloud-Geräten verbundenen Maschinen zugegriffen werden kann.
Das Instrument 1700 kann einen Spektrogramm-Prozessor 1720 enthalten, der ein von dem einen oder den mehreren oben beschriebenen Prozessoren 1716 getrennter Prozessor sein kann, oder die Funktionen des Spektrogramm-Prozessors 1720 können in den einen oder die mehreren Prozessoren 1716 integriert sein. Darüber hinaus kann der Spektrogramm-Prozessor 1720 einen separaten Speicher enthalten, den oben beschriebenen Speicher 1710 oder jeden anderen Speicher verwenden, auf den das Instrument 1700 zugreifen kann. Der Spektrogramm-Prozessor 1720 kann spezialisierte Prozessoren enthalten, um die oben beschriebenen Funktionen zu implementieren. Der Spektrogramm-Prozessor 1720 kann beispielsweise einen Spektrogramm-Generator 1722 enthalten, der zur Erzeugung des Spektrogramms unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren und Operationen zur Umsetzung der Spektrogrammerzeugung dient. Ein Spektrogramm-Anzeige-Prozessor 1724 kann die auf dem Display 1712 anzuzeigenden Spektrogramm-Anzeigen erzeugen und die Aktualisierung der Spektrogramm-Anzeige in Echtzeit oder nahezu Echtzeit steuern, wenn Elemente der Anzeige vom Benutzer manipuliert werden oder wenn sich das Eingangssignal von einem DUT 1790 ändert. Ein Spektrogramm-Zoom-Prozessor 1726 steuert die oben beschriebenen Zoom-Funktionen und -Operationen und kann in Verbindung mit dem Spektrogramm-Generator 1722 die Spektrogramme in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit aktualisieren, wenn Zoom-Steuerungen geändert werden. Schließlich kann ein Spektrogramm-Cursor-Prozessor 1728 speziell die Erstellung und den Betrieb der Wellenform-Cursor steuern, wie oben im Detail beschrieben. Jede oder alle Komponenten des Spektrogramm-Prozessors 1720, einschließlich des Spektrogramm-Generators 1722, des Spektrogramm-Anzeige-Prozessors 1724, des Spektrogramm-Zoom-Prozessors 1726 und/oder des Spektrogramm-Cursor-Prozessors 1728, können in einem oder mehreren separaten Prozessoren enthalten sein, und die hier beschriebene separate Funktionalität kann als spezifische vorprogrammierte Operationen eines Spezial- oder Allzweck-Prozessors implementiert werden. Darüber hinaus können, wie oben erwähnt, einige oder alle Komponenten oder Funktionen des Spektrogramm-Prozessors 1720 in den einen oder die mehreren Prozessoren 1716 integriert werden, die das Instrument 1700 betreiben.
Ferner können bestimmte Aspekte der Offenlegung auf einer speziell entwickelten Hardware, auf Firmware, digitalen Signalprozessoren oder auf einem speziell programmierten Allzweckcomputer mit einem Prozessor, der nach programmierten Anweisungen arbeitet, funktionieren. Die Begriffe Controller oder Prozessor, wie sie hier verwendet werden, sollen Mikroprozessoren, Mikrocomputer, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) und spezielle Hardware-Controller umfassen. Ein oder mehrere Aspekte der Offenbarung können in computerverwendbaren Daten und computerausführbaren Befehlen verkörpert sein, beispielsweise in einem oder mehreren Programmmodulen, die von einem oder mehreren Computern (einschließlich Überwachungsmodulen) oder anderen Geräten ausgeführt werden. Im Allgemeinen umfassen Programmmodule Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen usw., die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren, wenn sie von einem Prozessor in einem Computer oder einem anderen Gerät ausgeführt werden. Die computerausführbaren Anweisungen können auf einem nicht transitorischen, computerlesbaren Medium wie einer Festplatte, einer optischen Platte, einem Wechselspeichermedium, einem Festkörperspeicher, einem Random Access Memory (RAM) usw. gespeichert sein. Wie dem Fachmann klar sein wird, kann die Funktionalität der ProgrammModule in verschiedenen Aspekten beliebig kombiniert oder verteilt werden. Darüber hinaus kann die Funktionalität ganz oder teilweise in Firmware oder Hardware-Äquivalenten wie integrierten Schaltungen, FPGA und dergleichen verkörpert sein. Bestimmte Datenstrukturen können verwendet werden, um einen oder mehrere Aspekte der Offenbarung effektiver zu implementieren, und solche Datenstrukturen werden im Rahmen der hier beschriebenen computerausführbaren Anweisungen und computerverwendbaren Daten in Betracht gezogen.
Computerspeichermedien sind alle Medien, die zur Speicherung von computerlesbaren Informationen verwendet werden können. Zu den Computerspeichermedien gehören beispielsweise RAM, ROM, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD (Digital Video Disc) oder andere optische Plattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen sowie alle anderen flüchtigen oder nicht flüchtigen, entfernbaren oder nicht entfernbaren Medien, die in beliebigen Technologien eingesetzt werden. Computerspeichermedien schließen Signale als solche und vorübergehende Formen der Signalübertragung aus.
Kommunikationsmedien sind alle Medien, die für die Übertragung von computerlesbaren Informationen verwendet werden können. Zu den Kommunikationsmedien gehören beispielsweise Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Luft oder jedes andere Medium, das für die Übertragung von elektrischen, optischen, Hochfrequenz- (HF), Infrarot-, akustischen oder anderen Signalen geeignet ist.
BEISPIELE
Im Folgenden werden Beispiele für die offengelegten Technologien aufgeführt. Eine Ausführungsform der Technologien kann eines oder mehrere und jede Kombination der unten beschriebenen Beispiele umfassen.
Beispiel 1 ist ein Test- und Messinstrument, das Folgendes umfasst: einen Spektrogramm-Generator zum Erzeugen eines ersten Spektrogramm-Bildes aus einem Eingangssignal; eine Anzeige zum zeigen des Spektrogramm-Bildes; eine Benutzerschnittstelle, die in Verbindung mit der Anzeige arbeitet, wobei die Benutzerschnittstelle einen oder mehrere vom Benutzer steuerbare Eingänge enthält und die Benutzerschnittstelle so ausgebildet ist, dass sie eine Benutzeraktion erkennt; und den Spektrogramm-Generator, der so strukturiert ist, dass er ein zweites Spektrogramm-Bild erzeugt, das sich vom ersten Spektrogramm-Bild unterscheidet, basierend auf der erkannten Benutzeraktion durch die Benutzerschnittstelle.
Beispiel 2 ist ein Test- und Messinstrument nach Beispiel 1, bei dem das zweite Spektrogramm-Bild eine andere zeitliche Auflösung hat als das erste Spektrogramm-Bild.
Beispiel 3 ist ein Test- und Messinstrument nach einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem das zweite Spektrogramm-Bild eine andere Anzahl von vertikalen Zeilen aufweist als das erste Spektrogramm-Bild.
Beispiel 4 ist ein Test- und Messinstrument gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem die Benutzerschnittstelle eine grafische Benutzerschnittstelle ist und bei dem die Benutzeraktion darin besteht, ein auf der Anzeige dargestelltes Element von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der Anzeige zu bewegen.
Beispiel 5 ist ein Test- und Messinstrument gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem die Benutzerschnittstelle eine grafische Benutzerschnittstelle ist und bei dem die Benutzeraktion darin besteht, die Größe eines Fensters auf der Anzeige zu ändern, in dem das erste Spektrogramm-Bild angezeigt wird.
Beispiel 6 ist ein Test- und Messinstrument nach einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem die Benutzerschnittstelle eine Schnittstelle für Zeichen ist und bei dem die Benutzeraktion darin besteht, eine Größe eines Fensters auf der Anzeige, in dem das erste Spektrogramm-Bild angezeigt wird, durch Eingabe eines Wertes in die Zeichenschnittstelle festzulegen.
Beispiel 7 ist ein Test- und Messinstrument gemäß einem der vorangehenden Beispiele, bei dem das erste Spektrogramm aus einem oder mehreren Spektralblöcken erzeugt wird, wobei jeder der ein oder mehreren Spektralblöcke Pixelwerte für eine entsprechende Zeile von Pixeln angibt, aus denen das erste Spektrogramm besteht.
Beispiel 8 ist ein Test- und Messinstrument gemäß Beispiel 7, bei dem der eine oder die mehreren Spektralblöcke aus einem Erfassungssample erzeugt werden und bei dem sich Daten aus dem Erfassungssample mit zwei benachbarten Spektralblöcken überlappen.
Beispiel 9 ist ein Test- und Messinstrument gemäß Beispiel 8, bei dem das zweite Spektrogramm-Bild einen anderen Überlappungsgrad zwischen zwei benachbarten Spektralblöcken aufweist, die bei der Erzeugung des zweiten Spektrogramm-Bildes verwendet werden, als ein Überlappungsgrad zwischen zwei benachbarten Spektralblöcken, die bei der Erzeugung des ersten Spektrogramm-Bildes verwendet werden.
Beispiel 10 ist ein Test- und Messinstrument nach einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem das Spektrogramm-Bild in einem ersten Fenster der Anzeige erscheint, das die Frequenz als horizontale Achse hat, und das außerdem eine Wellenformansicht in einem zweiten Fenster der Anzeige umfasst, das die Zeit als horizontale Achse hat.
Beispiel 11 ist ein Test- und Messinstrument gemäß Beispiel 10, das ferner ein Zoomfenster umfasst, das der Wellenformansicht überlagert ist, wobei ein Teil des Eingangssignals aus dem Zoomfenster ausgeschlossen ist.
Beispiel 12 ist ein Test- und Messinstrument gemäß Beispiel 11, bei dem die Benutzeraktion die Auswahl des Zoomfensters umfasst, das der Wellenformansicht überlagert werden soll.
Beispiel 13 ist ein Test- und Messinstrument gemäß Beispiel 11, bei dem die Benutzeraktion das Einstellen einer Größe des Zoomfensters umfasst.
Beispiel 14 ist ein Test- und Messinstrument nach Beispiel 12, bei dem das zweite Spektrogramm-Bild nur aus einem Teil des Eingangssignals erzeugt wird, der im Zoomfenster enthalten ist.
Beispiel 15 ist ein Verfahren in einem Test- und Messinstrument, das eine Anzeige enthält, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Erzeugen eines ersten Spektrogramm-Bildes auf der Anzeige aus einem Eingangssignal, das von dem Test- und Messinstrument in einem Anzeigefenster mit einer ersten Fenstergröße erfasst wird, das Annehmen einer Eingabe von dem Benutzer, um die erste Fenstergröße auf eine zweite Fenstergröße einzustellen, die sich von der ersten Fenstergröße unterscheidet, und das automatische Erzeugen eines zweiten Spektrogramm-Bildes auf der Anzeige aus dem Eingangssignal, das von dem Test- und Messinstrument erfasst wird, um das zweite Fenster auf der Grundlage der Eingabe von dem Benutzer zu füllen.
Beispiel 16 ist ein Verfahren gemäß Beispiel 15, bei dem jede Zeile des ersten Spektrogramm-Bildes aus einem einzelnen Spektralblock erzeugt wird, und bei dem das automatische Erzeugen des zweiten Spektrogramm-Bildes das Modifizieren des ersten Spektrogramm-Bildes durch Ändern einer Datenmenge aus dem Eingangssignal umfasst, das zwischen zwei benachbarten Spektralblöcken überlappt wird.
Beispiel 17 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem das automatische Erzeugen des zweiten Spektrogramm-Bildes ein Erzeugen eines zweiten Spektrogramm-Bildes umfasst, das eine andere zeitliche Auflösung hat als das erste Spektrogramm-Bild.
Beispiel 18 ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, bei dem die Annahme von Eingaben des Benutzers zur Anpassung der ersten Fenstergröße das Erkennen umfasst, dass der Benutzer ein auf der Anzeige dargestelltes Element von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der Anzeige bewegt hat.
Beispiel 19 ist ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Beispiele, das ferner die Anzeige eines Zoomfensters auf der Anzeige umfasst, das nur einen Teil des Eingangssignals auswählt.
Beispiel 20 ist ein Verfahren gemäß Beispiel 19, das ferner die automatische Erzeugung des zweiten Spektrogramm-Bildes auf der Anzeige nur auf der Grundlage des innerhalb des Zoomfensters ausgewählten Teils des Eingangssignals umfasst.
Die zuvor beschriebenen Versionen des offengelegten Gegenstands haben viele Vorteile, die entweder beschrieben wurden oder für eine Person mit normalen Kenntnissen offensichtlich sind. Dennoch sind diese Vorteile oder Merkmale nicht in allen Versionen der offengelegten Geräte, Systeme oder Verfahren erforderlich.
Wenn in dieser Anmeldung auf ein Verfahren mit zwei oder mehr definierten Schritten oder Vorgängen Bezug genommen wird, können die definierten Schritte oder Vorgänge in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden, es sei denn, der Kontext schließt diese Möglichkeiten aus.
Außerdem wird in dieser schriftlichen Beschreibung auf bestimmte Merkmale verwiesen. Es ist davon auszugehen, dass die Offenbarung in dieser Spezifikation alle möglichen Kombinationen dieser besonderen Merkmale umfasst. Wenn ein bestimmtes Merkmal im Zusammenhang mit einem bestimmten Aspekt oder Beispiel offenbart wird, kann dieses Merkmal, soweit möglich, auch im Zusammenhang mit anderen Aspekten und Beispielen verwendet werden.
Alle in der Beschreibung, einschließlich der Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen, offengelegten Merkmale und alle Schritte in jedem offengelegten Verfahren oder Prozess können in jeder Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen, bei denen sich zumindest einige dieser Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen. Jedes in der Beschreibung, einschließlich der Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen, offenbarte Merkmal kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, gleichwertigen oder ähnlichen Zweck dienen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Obwohl spezifische Beispiele der Erfindung zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt und beschrieben wurden, können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollte die Erfindung nicht eingeschränkt werden, außer wie durch die beigefügten Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/299392 [0001]

Claims

Ein Test- und Messinstrument, das Folgendes umfasst: einen Spektrogramm-Generator zur Erzeugung eines ersten Spektrogramm-Bildes aus einem Eingangssignal; eine Anzeige zum zeigen des Spektrogramm-Bildes; eine Benutzerschnittstelle, die in Verbindung mit der Anzeige arbeitet, wobei die Benutzerschnittstelle einen oder mehrere vom Benutzer steuerbare Eingänge enthält und die Benutzerschnittstelle so ausgebildet ist, dass sie eine Benutzeraktion erkennt; und der Spektrogramm-Generator so strukturiert ist, dass er ein zweites Spektrogramm-Bild erzeugt, das sich von dem ersten Spektrogramm-Bild unterscheidet, und zwar auf der Grundlage der von der Benutzerschnittstelle erfassten Benutzeraktion.
Das Test- und Messinstrument nach Anspruch 1, wobei das zweite Spektrogramm-Bild eine andere zeitliche Auflösung hat als das erste Spektrogramm-Bild.
Das Test- und Messinstrument nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das zweite Spektrogramm-Bild eine andere Anzahl von vertikalen Zeilen aufweist als das erste Spektrogramm-Bild.
Das Test- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Benutzerschnittstelle eine grafische Benutzerschnittstelle ist und bei dem die Benutzeraktion darin besteht, ein auf der Anzeige dargestelltes Element von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der Anzeige zu bewegen.
Das Test- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Benutzerschnittstelle eine grafische Benutzerschnittstelle ist und wobei die Benutzeraktion darin besteht, die Größe eines Fensters auf der Anzeige zu ändern, in dem das erste Spektrogramm-Bild angezeigt wird.
Das Test- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Benutzerschnittstelle eine Schnittstelle für Zeichen ist und bei dem die Benutzeraktion darin besteht, durch Eingabe eines Wertes in die Zeichenschnittstelle eine Größe eines Fensters auf der Anzeige festzulegen, in dem das erste Spektrogramm-Bild angezeigt wird.
Das Test- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das erste Spektrogramm aus einem oder mehreren Spektralblöcken erzeugt wird, wobei jeder der ein oder mehreren Spektralblöcke Pixelwerte für eine entsprechende Zeile von Pixeln angibt, aus denen das erste Spektrogramm besteht.
Das Test- und Messinstrument nach Anspruch 7, bei dem der eine oder die mehreren Spektralblöcke aus einem Erfassungssample erzeugt werden und bei dem sich die Daten aus dem Erfassungssample mit zwei benachbarten Spektralblöcken überlappen.
Das Test- und Messinstrument nach Anspruch 8, bei dem das zweite Spektrogramm-Bild einen anderen Überlappungsgrad zwischen zwei benachbarten Spektralblöcken aufweist, die bei der Erzeugung des zweiten Spektrogramm-Bildes verwendet werden, als der Überlappungsgrad zwischen zwei benachbarten Spektralblöcken, die bei der Erzeugung des ersten Spektrogramm-Bildes verwendet werden.
Das Test- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Spektrogramm-Bild in einem ersten Fenster der Anzeige erscheint, das die Frequenz als horizontale Achse hat, und das außerdem eine Wellenformansicht in einem zweiten Fenster der Anzeige umfasst, das die Zeit als horizontale Achse hat.
Das Test- und Messinstrument nach Anspruch 10, das ferner ein der Wellenformansicht überlagertes Zoom-Fenster umfasst, in dem ein Teil des Eingangssignals aus dem Zoom-Fenster ausgeschlossen ist.
Das Test- und Messinstrument nach Anspruch 11, bei dem die Benutzeraktion die Auswahl des Zoomfensters umfasst, das der Wellenformansicht überlagert werden soll.
Das Test- und Messinstrument nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Benutzeraktion die Einstellung einer Größe des Zoomfensters umfasst.
Das Test- und Messinstrument nach Anspruch 12 oder 13, bei dem das zweite Spektrogramm-Bild nur aus einem Teil des Eingangssignals erzeugt wird, der im Zoomfenster enthalten ist.
Ein Verfahren in einem Test- und Messinstrument mit einer Anzeige, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten Spektrogramm-Bildes auf der Anzeige aus einem Eingangssignal, das von dem Test- und Messinstrument in einem Anzeigefenster mit einer ersten Fenstergröße erfasst wurde; Annehmen von Eingaben des Benutzers, um die erste Fenstergröße auf eine zweite Fenstergröße einzustellen, die sich von der ersten Fenstergröße unterscheidet; und automatisches Erzeugen eines zweiten Spektrogramm-Bildes auf der Anzeige aus dem vom Test- und Messinstrument erfassten Eingangssignal, um das zweite Fenster auf der Grundlage der Eingabe des Benutzers zu füllen.
Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem jede Zeile des ersten Spektrogramm-Bildes aus einem einzelnen Spektralblock erzeugt wird, und bei dem das automatische Erzeugen des zweiten Spektrogramm-Bildes das Modifizieren des ersten Spektrogramm-Bildes durch Ändern einer Datenmenge aus dem Eingangssignal umfasst, das zwischen zwei benachbarten Spektralblöcken überlappt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das automatische Erzeugen des zweiten Spektrogramm-Bildes das Erzeugen eines zweiten Spektrogramm-Bildes umfasst, das eine andere zeitliche Auflösung als das erste Spektrogramm-Bild hat.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem die Annahme einer Eingabe des Benutzers zur Anpassung der ersten Fenstergröße das Erkennen umfasst, dass der Benutzer ein auf der Anzeige dargestelltes Element von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der Anzeige bewegt hat.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, das ferner die Anzeige eines Zoom-Fensters auf der Anzeige umfasst, das nur einen Teil des Eingangssignals auswählt.
Das Verfahren nach Anspruch 19, das ferner das automatische Erzeugen des zweiten Spektrogramm-Bildes auf der Anzeige nur auf der Grundlage des innerhalb des Zoomfensters ausgewählten Teils des Eingangssignals umfasst.