DE2000952A1

DE2000952A1 - Verfahren und Anlage zur Darstellung von zeitlich aufeinanderfolgenden Signalen

Info

Publication number: DE2000952A1
Application number: DE19702000952
Authority: DE
Inventors: Lee Francis Fan; Burns Stephen Kent
Original assignee: BURNS STEPHEN KENT; LEE FRANCIS FAN
Current assignee: BURNS STEPHEN KENT; LEE FRANCIS FAN
Priority date: 1969-01-10
Filing date: 1970-01-10
Publication date: 1970-07-23
Also published as: GB1278610A; JPS5629429B1; FR2030136A1; SE355412B; NL7000227A; NL171411C; US3585440A

Description

Prancis Pan lee und Stephen Kent Burns, Cambridge, Massachusetts, U.S.A»

"Verfahren und Anlage zur Darstellung von zeitlich aufeinander folgenden Signalen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Darstellung von zeitlich aufeinanderfolgenden Signalen, insbesondere zur Darstellung physiologischer Signale, wie eiektrokardiographiseher Meßwerte. Die Erfindung kann jedoch auch für die Darstellung und Überwachung andersartiger Signale eingesetzt werden.

■Üblicherweise werden Elektrokardiogramme oder andere Verhältnisse
mäßig nieuTrequente physiologische oder ähnliche Signale auf Papierstreifen aufgezeichnet, was jedoch gewissen mechanischen Einschränkungen unterliegt und Papierrollen benötigt.

Auch können solche Signale oszillographisch wiedergegeben werden, wobei sich das Signal über dem Schirm wiederholt von einem Rand zum anderen fortbewegt, nachteilig bei einer solchen oszillographischen Anzeige ist es jedoch, daß der Zeilenrücklauf ein Zerhacken der zeitlich ununterbrochenen Signale verursacht, wodurch zeitlich nebeneinander liegende Meßpunkte nicht immer nebeneinander abgebildet v/erden.

Demgemäß richtet sich die vorliegende Erfindung teils auf die Schaffung einer Monitor- oder Überwachungsanlage, die im Stande ist, eine stetige Darstellung zu liefern, die der PernsehübertrafjUng eines Streifenschreibwerkes auf einem Bildschirm ähnelt, jedoch ohne die erwä-.nten Einschränkungen und Nachteile unä insbesondere ohne die Notwendigkeit, eine fernsehkamera zur Aufnahme eines Streifenschreibers, die don gleichen Einschränkungon und !Nachteilen unterliegen würde, benutzen zu müssen. Die Erfindung οloht die Möglichkeit vor, eine Vielzahl

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von -Signalen darausteilen, die Darstellung jedes Signals wunschgemäß anzuhalten, d.h. σ:um Stehen zu bringen, oder nach der Darstellung zurückzurufen zwecks anderweitiger Verwendung, ■z.B.- um eine Daueraufzeichnung au machen, oder die Signale in einer Datenverarbeituncsa^lace zu speichern.

j; liegt eine Aufgabe cie::· iirfindunc; aar in, sin neu as υηο verbessertes Verfahren sowie .;ine neue und verbesserte iLü.^, ;o zur überwachung und Lar-steilung von Signalen su schaffen, uie den oben genannten I^Tach^J;eilen und Uinschr·!Inkungen r.ioht unterliegen. Wie weite.: unten beschrieben, ist die ürfinduiig iia übrigen keineswegs auf Signale mit einer relativ niedrigen Frequenz beschränkt, sondern sie läßt sich hervorro..;ord .>ei der Verarbeitung bzv/, Übeivachung von periodischen Leiiuatev. anv;e ideii. In diesem Pail funktioniert die Anlage gerilß der iJrfindun^ ols ein eigens f'ir die stichprobonv/eise Iibei^/achuns von i.e.Pdaten ausgebildeter Oszillograph.

Gemäß der Erfindung v/erden i.eßdaten, die sich bei einer un. ibtel-

baren Abbildung auf einem Elektronenstrahl-Oszillographen ouer anderem oszillographisch arbeitenden Anzeigegerät bewegen und dem Zetfall des Pluorszenzleuchtens unterliegen v/ilraen, i.iit eimer anderen Geschwindigkeit (time rate) abgebildet, um stilndig zu erscheinen, wodurch ein vollst "ndigos Bild erscheint. Während in üblicher V/eise oszillographinch abgebildete Daten mit einer niedrigen Frequenz oder bei einer geringen Geschwindigkeit einem solche» Zerfall des ii'luorszenzleuchtens unterliegen \rl rddn, oder die Darstellung sclmollerer Meßdaten das Entnehmen von Stichproben erfordern würde, ermöglicht die Erfindung die oben beschriebene fernsehartige, ununterbrochene Abbildung aufgrund ihrer Wirkungsweise, die etwa dem eines "Bilögeschv/indig eits-Umwandlers" entspricht.

Ein weiteres :'.iel der iiriindung besteht somit darin, einen selchen Monitor mit Bildgeschwindigkoitsumwandler k.u schaffen. Im Zn-■eammenhanß mit der überwachung von physiologischen oder ähnlichen Signalen liefert die erfindungsgemäße Anlage Meßdaten in be-

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schleunigter !Form für eine Reihenaiialyse in einer Zeitspanne, die der zur Zusammenfassung der Meßdaten notwendigen Zeitspanne weitgehend gleiclii:onat oder diese unterschreitet. In der Spektralanalyse, um ein anderes Beispiel zu nehmen, worin die zur Zusammenfassung "von Heßdaten notwendige Zeitspanne I betragt, ermöglicht die Erfindung ein Arbeiten mit einem Beschleunigungsfaktor F, der P Analysen in der Zeitspanne T ermöglicht, wodurch annähernd eine Echtzeitanalyse durchgeführt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur kontinuierlichen fernsehartigen Darstellung zeitlich aufeinanderfolgender Signale vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Gruppen von digitalen I-ießdaten, die den in einem gewissen Zeitintervall auftretenden Signalen entsprechen, gespeichert werden, dann eine Zeitablenkung (display sweep) erzeugt wird, deren Zeitdauer kurz ist im Vergleich zu dem genannten Zeitintervall, und darauf die gespeicherten Heßdaten der Ablenkung zugeführt werden, um die Signale darauf in analoger Form darzustellen.

Zusätzlich sieht die Erfindung eine Monitor- oder Überwachungsanlage vor, die eine kontinuierliche femsehartige Darstellung von zeitlich aufeinanderfolgenden Signalen gewährleistet und gekennzeichnet ist durch Kittel zum Empfang dieser Signale, Kittel zur Umwandlung der in einem Zeitintervall auftretenden Signale in eine digitale Form, einen Speicher zum Speichern der digitalen Signale in einer vorbestimmten Stellenfolge, Mittel zUm Rückw^ndeln der in digitaler Form gespeicherten Meßdaten in ihre analoge l«Orm und eine Speicherschaltung, deren Eingang mit dem Rückwandler verbunden ißt, um die analogen Signale zu speichern,· und deren Ausgang mit einem fernsehartigen Anzeigegerät verbunden ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel derselben anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

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Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein bevorzugtes Aus- ;| führungsbeispiel der erfindungsgeniäßen Monitor

oder Überwachungsanlage darstellt;

Fig, 2 ein Blockschaltbild eines Teiles des Hauptsteuerkreises gemäß Pig, 1;

. Fig· 3-1 bis Zeitgeber- und Wellenform-Diagramme, die die

3-3 Wirkungsweisen der Schaltungen gemäß Pig· 1 erläutern;
■' ■ JPig· 4 eine Stellen- und Probennummertabelle für ein Bild

der Darstellung durch das System gemäß Fig, 1; Fig· 5 - eine Tabelle der Relativbewegung der Darstellung

und

P Fig, 6 eine Tabelle, die das Anhalten einer bestimmten

Darstellung darstellt.

In *ig· 1 sind die wesentlichen Elemente der Vorrichtung dargestellt. Sie umfassen einen Analog-Digital-Umwandler 1, an den Signale (Kanäle O bis 3 in dem abgebildeten Beispiel) von einem Analog-Eingangswahler 3 geliefert werden; einen Informationsspeicher, umfassend einen Eingangswähler 5» der mit einem Laufeeitspeicher 7 verbunden ist, sowie ein 128-Bit-Schiebereginter 9; ein 8-Bit Reihenschiebe-D-Register 30 mit Serien- und Parallel-

j Ausgang} eine Hisch- oder Konfigurationssteueischaltung 11, die

wahlweise verschiedene Kanalausgänge miteinander koppelt, um ^ nacheinander umgewandelte Darstellungen derselben eu ermöglichen; ™ eine Stillstands-Wiedergabesteuerung 13; einen Ausgangs-Register-Eingangswähler 17A; und einen Digital-Analog-Rückwandler 15, der

! mit einem Auegangs-Register-Wähler 17D verbunden ist, welcher eines der beiden S-BitrAusgangs-Register P (17B) oder PP (170) auswählt«

* Video-Signalgeneratoren 19A bis 19D empfangen umgewandelte Signa- \ Ie.der Kanäle O bis 3» von den betrofι enden Analog-Speicher- oder¹ \ - Halte/strorakreisen 18A bis 18D und Spannungsvergleichsschaltiuigen 271 bis 27D. Ein Video-Signalgenerator 193 empfängt die Signale aller Kanäle von einer Spannungsvergleichsöchaltung 27B. Eine Auegangsaufnahmeeclialtung, zum Beispiel oine aufcseiclinende

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Vorrangsteuerung 21, client da&ii, ein besonderes, in einem öcnr'-ibuark-Analogf^eiclier 22. aufgrund eines Alarmsignals..

^: ein^s Alarudetalntors 21A gespeichertes Signa,! su regis.tierer·, i)in solches Alarmsignal «^r;eigt beis ;;«iel-sweise eine festgestelltil'unorualität in einea x-_a,nalsignal an.

Die Anlage umfaßt feiner fernseh_nrtige Anseigengeräte 4oA bis A^-^:'i &·'-">, i'ernseli'jiovitore, uio die Tideo-Ausgangssignale von den betreffenden Tideo-Sigiialc'eneratoren 19A bis 192) wiedergeben, sowie eine IIauptseitgeberoeiia.ltu.ng 23, die Hakte A bis S an die verscaieclenen oben beschriebenen Geräte liefert, womit sämtliche 'jJsizt- und Steuersignale für die Umwandlung der Eingangsdaten, die Speicherung und Retrieval der digitalisierten Daten, sowie ihre Ilüc"-."Wandlung in eine für die Darstellung und Signalverarbeitung geeignete Form gegeben si.nd.

j3ei 6er üblichen Wiedergabe von ZeitSignalen in Kathodenstrahlröhren bildet die Ablenkung die. Zeitbasis in der horizontalen .Richtung, Das Signal selbst verursacht eine vertikale Ablenkung des Punktes auf dem !bildschirm. Die Ablenkung |st entweder frei-, laufend (d.h. ständig von einem 'JJrigger-Generator getriggert) oder sie wird durch das Signal selbst oder durch ein anderes Signal getriggert. Während des Zeilenrücklaufes, der eine endliche Zeit in Anspruch nimmt, ist eine Beobachtung des Signales jedoch nicht möglich.

Die eriindraigsgemäße Wiedergabetechnik gestattet es, die jüngste Zeitspanne der darzustellenden Signale (z.B. während der letzten 4,5 Sekunden) auf dem jJildschirm einer Braun'wellen Röhre jederzeit zu beobachten, genau wie bei der Betrachtung des Streifens eines Registrierinstrumentes durch ein Fenster vorbestimmter Größe, Heue Signale erscheinen am rechten Rand des "FenstersW und jede Signelspur bewegt sich, mit konstanter Geschwindigkeit nach linke und verschwindet am linken Rand»

Jeder Signalmeßdatenpunkt wird nach seinem Erscheinen auf dem Schirm während der Dauer der Darstellung (4»3 Sekunden in dem oben genannten Beispiel) in der Informationsspeicherschaltung gespeichert,

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und er kann am Ende dieser Zeitspanne zurückgeholt werden. Las zurückgeholte Signal kann durch ein Registriergerät ("Ausgangsschreiber¹¹) auf ein Papierblatt aufgenommen werden. Dies kann nach der Wahrnehmung eines außerordentlichen Vorfalles geschehen, wodurch eine überprüfung der Signalzustände 4,3 Sekunden vor dem Auftreten des Vorfalles sowie der derzeitigen SignalEust iide ermöglicht wird.

Diese elektronische, tabellenartige Darstellung auf Streifen wird durch die Anwendung eines Prinzips ermöglicht, das als gesteuerte Fortbewegung bezeichnet werden kann. Das -Wesentliche bei dieser Methode läßt sich anhand eines vereinfachten Beispiels erläutern: Ein Informationsspeicher mit einer Speicherkapazität von 1ooo Wörtern, uiit Stellen 0, 1, 2, ... 999 und einer Wortzeit von TO Mikrosekunden, v.^rix*d zyklisch adressiert; d.h.

O₁ 1, 2, 990, 909, G, 1, 2, .... Bei der :eit t=O, wird

die Stelle 0 adressiert und sie erh.ilt eine Signalprobe. i3ei t=10010 IiikrοSekunden, wird die zweite Signalprobe in die Stolle 1 eingegeben. In Seit int orvallen von 10010 I-Ilkro Sekunden werden neue Signalproben jev/eils in die n; lehnte Stelle zyklisch nacheinander eingegeben.

Nach 1000 solchen ZeitIntervallen ist der Speicher voll und jede neue Signalprobe überlagert die älteste Signalprobe im Speicher. Wenn die 1000 Stellen, 0 bis 999, in einem Kreis angeordnet sind, wird der Stellenzeiger alle 10 Mikrosekunden um eine Stelle, z.B. im Uhrzeigersinn, nach vorne gerückt. Bei jeder Umdrehung mit einer zusätzlichen Zeitspanne von 10 Mikrosekunden (d.h. insgesamt 10010 Iii!er0Sekunden) wird eine neue Signalprobe in die adressierte Stolle des Speichers eingegeben« Da zwischen den Eingaben der Proben siimt ί iche Speicherstellen durchlaufen werden, ist es möglich, die letzten 1000 (oder weniger) Signalproben bei der Eingabe jeder neuen Signalprobe auszulesen·

Zum Beispiel uei angenommen, daü nacli Eingabe der 1000» Sigiialprobe in den Speicher dio Zeitablenkung der Darstellung in Betrieb gesetzt wird. Während der nächsten 10 Millisekunden wird in

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ZeitIntervallen von 10 HikroSekunden der ganze Signalinhalt beim Auslesen jeder folgenden .Probe wiedergegeben. Nachdem die

1000. Probe ausgelesen und dargestellt worden ist, macht daszyklische Durchlaufen der Speicherstellen das Eingeben der

1001. Signalprobe in die Stelle 1 notwendig. Nach dem Eingeben der 1001. Signalprobe wird eine neue Zeitablenkung begonnen, wobei die 2. bis 1001» Probe auf derselben Fläche des Schirmes abgebildet wird, auf der sich die 1, bis 1000, Signalprobe während der unmittelbar vorhergehenden Ablenkung befand.

Jede Ablenkung rückt die Darstellung um eine Probe weiter, wodurch eine Scheinbewegung des ganzen Signalinhaltes über den Schirm stattfindet.

Die Geschwindigkeit, mit der neue Signalproben in den Speicher eingegeben v/erden, weicht geringfügig von der Geschwindigkeit ab, mit der die Speicherstellen zyklisch bewegt v/erden. Diese Abweichung gestattet eine Bewegung des dargestellten Bildes über den Schirm. Ist eine Darstellung der 500 letzten Signalproben erwünscht, so genügt es, nach der Eingabe einer neuen Signalprobe 500 Stellen zu überspringen und darauf die Ablenkung in Betrieb zu setzen«

Der Konitor empfangt also Eingangssignale von verschiedenen Heßinstrumenten und bildet sie ähnlich einem Fernsehbild des Streifens eines Registrierschreibers auf einem Bildschirm ab. Sämtliche Signalspuren bewegen sich über den Schirm in einer stetigen gesteuerten l/eise, im Gegensatz zu der oben beschriebenen, bekannten oszillographischen Anzeige. Kit Hilfe des Speichers des Iionitors ist es des weiteren möglich, die Si&nalbewegung anzuhalten und das Bild des Signals, wie unten beschrieben, auf dem Schirm zu ''konservieren¹¹, Wie oben erwähnt, kami gegebenenfalls das dargestellte Signal und ein ICeil seiner Vergangenheit (d.h, der vorhergehenden Signale) zurückgeholt und auf einem Papier-. · streifen -mittels eines Schreibers aufgezeichnet oder als Daueraufzeichnung in einem Komputer registriert oder sonst wie nach seiner Darstellung verwendet werden,

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Meßdateneingang

Der Analog-Dingangswähler 3 gemäß i'ig, 1 empfängt eine Vielzahl von getrennten Analog-Eingangssignalen (Kanüle O "bis 3) und gibt nacheinander in der Ordnung C-, 1, 2 und 3 einzelne Signale an den Analog-Digital-Urawandler 1 weiter, der Proben herstellt und diese Proben in Serien-Digital-I-leßdaten umwandelt· Jede Probe eines jeden Kanäleingangs wird in eine 8-Mt-Digital-Schreibweise umgewand]\et. Diese Schreibweise wird normalerweise durch die hi sch- und Konf igurationssteuersclmltung 11 und durch den Speinher-Eingangswähler 5 zur Eingabe in den Laufzeit-Speicher 7 geleitet. Findet keine -"-angabe neuer Eingangsmeßdaten in den Speicher 7 ßtatt, so leitet dor Speichereingangswähler das Ausgangssignal SOUT des Laufzeit-Speichers 7, das normalerweise durch die otillstandsstouerung 13 laufen würde, zum 128-Bit-Schieberegister 9, dessen Aus^angssignal SD 64 ist.

Sollte die Darstellung eines bestimmten Kanalsignals angehalten werden, so führt die Stillstandssteuerung 13 das Signal SD64 anstelle des normalen Signals SOUT über den 1/eg 14 zurück. Die gesarate Speicherkapazität des Speichern 7 beträgt 523 Wörter, wobei jedes Wort 32 Bits umfaßt, die von den vier 8-iiit-PrOben gebildet v/erden, die den vier Analog-""in*j,angskanälen O bis 3 zugeordnet sind. Das Signal SOUT fließt normalerweise durch die Stillstandssteuerung 13 und wird in das D-Register 30 eingespeist, das einen 8-±>it-Parallelaus?grng fi-r die Ausgangs schaltkreise zur Verfügung stellt. Ein Serienaur.gang des D-Registers 30 wird von der i.iach- und Konfigurationssteuerung 11 gebildet, so daß Meßdat en des Kanals O, die durch neue iießdaten aus dem Analog-Digital-Umwandler 1 verdrängt werden, erhalten bleiben und in den Kanal 1 eingeführt werden können, als ob sie neue Daten für diesen Kanal 1 wären. Dabei erscheint Kanal 1 als eine Erweiterung des Kanals 0, Die Kanäle 1 und 2 oder 2 und 3 können " ähnlich aneinander angeschlossen werden. Lie liisch- und Konfigurationssteuercchalter lassen eine manuelle Auswahl solcher Kanalverbindungen zu.

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Me ß dat enaus fiang

Das D-Register 30 hat einen e-^it-Parallelausgang, der durch die Hauptzeitgeberschaltung 23 in das P-Reginter 17B oder in das PP-Regißter 170 geleitet wird. Einzelheiten der Schaltung 23 sind der Pig. 2 zu entnehmen. Die P- und PP-Register liefern die stetigen parallelen Signale, die durch den Digital-Analog-Ein^aiigswlihler 17D für den eingang in den Digital-Analog-Rückwandler 15 ausgewählt v/erden. Das Ausgangssignal AOUl¹ des Digital-Analog-Rüclnrandlers 15 stellt eine zeit-multiplexierte, rüclcgewandelte, analoge Spannung dar, die die verschiedenen gespeicherten Proben der licaiäle O bis 3 darstellt« *

Die zeit-inultiplexierte, ajialoge Spannung AOUT wird entmultiplexiert und die betreffenden Kanalanalogspannungen werden in den Analogspeichern 1öA bis 18D gehalten,

V/ecen der Anwendung einer i'ernseh-Rasterdarstellung werden Impulse benötigt, deren Lage in Bezug auf die Zeitablenkung in -linearer Beziehung zu den analogen Signalen steht. Am Anfang jeder Video-Zeile wird daher ein linearer Spannungsanstieg in dem Sägezahngenerator 25 (i'ig. 1) ausgelöst. Dieser Spannungsanstieg wird mittels der Spannungsvergleichsschaltungen 27A bis 27D mit der Analogspeicherspannung der verschiedenen Kanäle verglichen. Erreicht der Spannungsanstieg den Wert einer Analog- M Speichernpannung, so entsteht ein Impuls (PO für Kanal O, P1 für Kanal 1, usw,)· D_a der Spannungsanstieg linear ist, ist die Zeit des Auftretens dieses Impulses, gemessen vom Anfang der Video-Zeile, eine lineare Punktion der Analog-Speicherspannung,

Die Impulse PO bis P^ für die Kanäle 0 bis 3 werden durch die Video-Signalgeneratoren 19A bis 19D dazu benutzt, die betreffenden Kanal-Video-Ausgänge für die betreffenden Darstellungen bei 40A bis 4OD zu erzeugen. Eine Vier-Kanal-Spannungsvergleichsschaltung 27S wird mit allen vier Analog-Speicherspannungen gespeist und erzeugt das Signal PIlIX, das bei seiner Verwendung in dem Video-Signalgenerator. 19E bei 4OU eine vierspurige Darstellung aller Kanäle erzeugt, die eine zusammengefaßte, gernein-

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ι BADORIGINAt.

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snm'e Überwachung aller Kanüle ermöglicht.

Das oben genannte Schreibwerk umfaßt eine Vorrangsteuerung 21 und einen einzelnen Analog-Speicher 22. Ein Befehl, durch Clc.v. uie • Feder die in einem bestimmten Kanal aufgespeicherten keikinten auf Papier schreiben soll und der entweder durch ι: .λο an ί;υ· ;atische Alarmwahrnehmungsschaltung 21A oder manuell (bei "Schaltern") gegeben werden kann, wird in einem von vier ..lij-Plops in der Steuerung 21 entsprechend det gewunr-ciiten '■■:■.OuI gespeichert. Ist das Schreibwerk nicht beschäftigt und Lv rröe.t kein Schreibbefehl höherer Priorität in einer gegebnen j.:.'_oi'ifc tllts-Reihenfolge, ho wird clan Scureibgeriit unmittelbar a:· ν 'er. betreffenden Kanal angenchlocuen. Ist jedoch das Schieib\ or!: beschäftigt oder besteht eine höhere Schreib-Priorit:^;.t, so bleibt der Flip-Hop mit der niedrigeren Priori br.t unti-'.\,i<;_f "^is das Schreibwerk frei wird.

Das llaupt^i^tjjober^Tjtem

Die Hauptpolbgeberschaltmig 2'j> l^ann ;,..ΰ, einen 2i.ii2 -.^n;m·:;-

Osfiillator ?.')k (I''ig. 2) no\/io eine 'Si^ilorgruppe ?.;).. .> 1 f.; j und

l'oro umfasnen, um nJ-mtlicho St ou on; ο it ο i_vjuo.le A bit: ύ . η orzungon,

L· Insbciiondero liefert dor 2 I Jin .,iuaru-Cr.^illator 2'.">A ivlno '.';-:.'::timpnliwiorie i;0 (l'±^,, 'j-1) Mit iioii; i.nt!ⁱ:i vollen von ί , l> i.L! ronolcundon. io Impulse ..5(J triggorn ion ;..-.·λ''ill03; 23,· (Vii.;· 2), eier durch G (.liviuiert unil n.cnt !-'urrb mio '.(.', .'1 ...., .'Ύ h;t, die für Sbnnori-'ijwcclco vorv/ondet vg..h'.ou, Die j.' »ulso M un- c'ov iiotand B7 οπ,ου;οίΐ oine sweite Impulsr.orlo V/U, it I ο in .' ο it i.ntorv alien von vier I LKronolaniden auftritt (sieho ^¹I.:;. 3-1). Durc'.i wie ImpulfiDerie WO wird ein swoii;or Irililor, UHO-II-: riilot- 230 (1'¹Ig, 2), tier auch din.*cli U dividiert, gu Lr.L₁,;,ort. !'ig. 3-2 laeigt dio douodiorten '',\w biinde (Juüü, OHUl, CHC2 urni 0Π03 nov/io HO, H1, 112, 113 dos ZUhlera 230.

Die in don Spolcher 7 C^'ig· 1) oinbru bonden aui'e.üuimierfolgenden 32 liits bilden während jedes :. yklua von GltÜO, 01101, 0H02 und

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O 103 3P eiii >-o:_'t; wobei die ersten S Bits zu der CHGO Seit de'".- J.FZial G, (."ie zweiten 3 ^its bei GHO1 Seit den Kanal 1 zugeordnet '.-."oruen usw. Dabei ents'nricht jede solche G-rupx>e von ■_ .-.its "iner I robe eines Hingangskanals»· Jeder Zyklus von HO, ::1, 7.2. υην. 'λο tritt in einem Zeitintervall von 32 I-iikrο Sekunden CiIi. Jjic I-üpul riser ie WO (^''ig. 2) und der Sustand H3 (^x'"ic· 3-2) er.'-,Rn ;o eine '.'ritte Impuls sen: ie HO (-"-'ig. 3-3) in Zeitintervalle:?. vo:'i 32 ...I¹Jr ο Sekunden. Außerdem triggert die Impulsserie :-:C den 7-iv-Uiler 23D p'ig, 2), der durch 525 dividiert.

'jj±-j Gvx'c.-' eine ?eile der Yideo~Al)leii;;iin£· auf dem Bildschirm in -Inßpruc.:. joroiiuene Zeit "betrügt 64 Ki3:r ο Sekunden, - d.h. zwei ίν^: .IiI takte der Impuls se r ie KG, Ein PeId enthält 262,5 Yideo-,:-eilen, d.h. 5.25 Zähltakte der Impulsserie HO. Wird der ]?eldrücj-:laui oei gedem Zyklus des IT-Zählers 23D Eugelassen, dann sind dio Yideo-Zeilen vollständig verflochten. Werden die 525 r.unt.'nde des Y-!- ,"llars 23D rait YO, Y1, ...., Y524 (i^?ig. 3-3) -beuii'fert, so kann man das ungerade PeId so definieren, daß es nit YO imd HO anfängt und mit Y524 und H1 endet; desgleichen kanu d-s gerade PeId so definiert werden, da: es mit YO und 112 anf 'n.-jt vno. mit Y524 und 113 endet, Kit den decodierten Ausgängen vor-- &o,n osj^n genannten Wählern wird da,s vollständige Video-Synchro^v> iniersignal einschließlich jjunlxelfiteuerung erzeugt. Die Inpulos^riG HG imd der Zustand Y524 erzeugen eine vierte Impulsserie YG, die einmal pro Peld-Zeit auftritt, v/ie in Pig. 3~3 abgebildet«

SpeicherverfIe chtung

Der oben beschriebene Laufzeit-Speicher 7 enthält 523 Wortstellen, die die ";uramem O bis 522 tragen, '..'ird der Ausgang SOUT unmittelbar über den oben genannten Weg 14 zurückgeführt, so werden die Stellen alle 523x32x0,5 I:ikrοSekunden, d.h. alle S,3o8 MiIIi-- ' Gebunden' resirlnilicrt. Wird die Probengruppe 0 an die Stelle 0 bei Zeit O goriotzt und werden neue Proben in 524 Wortzeitintervallen (.,304 ijüLlliseknnden) eingegeben, so ninmt die Probe 1 bei ihrem AiikowiEien χι ι Speicher 7 die Stolle 2 ein; korniTb die Probe

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3 im Speicher an, so nimmt sie die Stelle 4 ein und so weiter, bis die Probe 261 die Stelle 522 einnimmt$ dann nimmt die Probe 262 die Stelle 1 ein, während die Probe 263 die Stelle 3 efcnimrat, und so weiter biß die Probe 522 die letzte zur Verfügung stehende Stelle 521 einnimmt, !Tun sind alle Stellen besetzt. Die nächste Probe 523 wird auf die Probe O gelegt, und der Vorgang, daß die jüngsten Proben auf die ältesten Proben zu liegen kommen, wird fortgesetzt.

Mit Ausnahme der jüngsten und der ältesten Probe werden alle nacheinander numerierten Proben in dein Speicher 7 mit zwei Wort-Zeitintervallen zirkuliert. Alle aufeinander folgenden gerade (oder ungerade) numerierten Proben v/erden mit vier Wort-Zeitintervallen (oder 64 HikroSekunden) zirkuliert. Da 64 Mikrosekunden die Video-Zeilenzeit darstellen, sind aus dem Verzögerungsleitungs-Speicher 7 auftretende Informationen zeitlich geeignet, um eine fernsehartige Wiedergabe mit lückenloser Zeilenfolge zu erzeugen.

- Die in ""ig. 4 gezeigte Tabelle stellt die in dem Laufzeit-Speieher 7 gespeicherten Daten dar, und zwar in in Klammern gesetzten Gruppen von Vier-Wortstellen mit Zeitintervallen von 64'KilcroSekunden. Außer wenn eine neue Probe eingegeben wird, werden die austretenden Meßdaten wieder in den Speicher 7 ein-

, geführt. Die Tabelle zeigt, daß, wenn man die Keßdaten in Zeit-Intervallen von 64 MikroSekunden, beginnend mit Probe O untersucht, die folgende Reihe von Nummern entsteht: O, 2, 4# 6, ->--, 522, 524f die von der Probennumrnernre ihe 3» 5, 7_f 9, —-,

' ' ^ 3'ift 525, gefolgt wird, auf die 4, 6, 8, , 526, 528 usw.

folgt·

tftthrend der Zeit des ungeraden Feldes werden sämtliche Proben mit geraden Hummern und während der Zeit des geraden leides werden sämtliohe Proben mit ungeraden Nummern dargestellt. .

Kit jedem neuen Bild eines ungeraden und eine· geraden Feldes werden die vier ältesten Proben aus dem Speicher entfernt, wäh-

- rend die restlichen Proben zeitlich in Bezug auf den Anfang von

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jjedeiii Feld vorgerückt v/erden und vier neue Proben werden an das Ende gesetzt. Somit erscheinen auf dem Bildschirm ständig neue Elemente _t während alte verschwinden, wodurch der Eindruck einer stetigen Bewegung über dem Bildschirm, d.h. die oben erwähnte gesteuerte Fortbewegung, entsteht. Das eine Ende der Ablenkung oder Spur entspricht der Gegenwart, während das andere Ende einem früheren Zeitintervall entspricht, in dem vordatierte Gruppen von digitalen heßdaten gespeichert wurden, die ihrerseits den Kanalsignalen entsprachen, die in diesem Zeitintervall auftraten.

Es ist z,B» der Fig. 5 zu entnehmen, daß während des ungeraden :

Feldes des ersten Bildes die Probe O auf Zeile 1 abgebildet ] * wird, die Probe 2 auf Zeile 3, die Probe 4 auf Zeile 5 usw..

Während des geraden Feldes des ersten Bildes wird die Probe 3 auf Zeile 2 abgebildet. Probe 5 wird auf Zeile 4 abgebildet und bo weiter, jeweils auf den zwischengelegten Zeilen, Die Proben 8 und 10 erscheinen in.·¹·'ig, .5 zuerst auf Seilen 9 und 11,

Das Wiec.orer; cheinen der Pro ,en 8 und 10 in jedem folgenden Bild bringt sie um vier Zeilenntollen voraus; demzufolge treten nie während ues zweiten --»iläen in Zeile 5 und Zeile 7 auf. Würben die Probe:;. '-'. und 10 während dao geraden Feldes dos ersten Jildes abgebildet sein, so könnte- man. erwarten, daß sie auf den ^eilenstolloiL 7 und 9 auftretet' w'"röon, um den ^imb-'ucl-: einer stetigen | Geschwindigkeit der Relativbewegung zu erwecken» Jedoch verlangt der Zeile;ίο;-ίη;η{;, da/; lodi^ich die ungeraden Zeile.!.stellen w^Jirend den gerader. Isolden zur Darstellung gelangen. Daher muß die Probe 9 zwischen den Stollen erscheinen, an denen die Proben Ό und 1o errjchienen würen. Hierauf.ißt die Darstellung der Probe 3 an der Zeilenotelle 2 während des geraden Feldes des ersten bildes un<: der Probe 5 ar der Stelle 4 usw. zurückzufahren.

Stills tandfisteuerung

jurcb die ötillstandseteuerung 13 ist es möglich, die Heßdaten eines beliebigen Kanals, sov/ie ihre durch die Misoh« und Konfigurationsoteuerung 11 bewirkte Erweiterung ohne Relativbewegung

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kontinuierlich dart, us bellen. Die Darstellung eines solchen Kanals wird für eine unbestimmte Zeit angehalten; entsprechend einer Stillstandsprojektion, Die normale Kanaldarstellung kann jederzeit wieder aufgenommen werden. Ohne daß der Betrieb der anderen Kanäle beeinträchtigt wird, kann ein Kanal allein oder mehr als ein Kanal angehalten v;erden. Der zum. Anhalten eines beliebigen Kanals η benutzte Algorithmus bedingt, daß der verzögerte Ausgang des Schieberegisters 9 (SD64) während des ungeraden Feldes rezirkuliert und der Ausgang SOUT des Speichers 7 während des eraden Feldes unmittelbar rezirkuliert vird, während die dem Kanal η entsprechenden tießdaten verarbeitet werden.

Dieser Vorgang ist schematisch in der Tabelle gemäß Pig, 6 abgebildet. Der Probennummerausgang von SD64 entspricht immer der Probennummer des Ausgangs SOUT für die unmittelbar vorhergehende Video-Zeile; d.h. er stellt einen verzögerten Ausgang dar. Da die Rezirkulation während des ungeraden Feldes von SD64 abgenommen wird, wird die Probengruppe 521, 26o, 522 und 261 zweimal über Weg 14 in den Verzögerungsleitungs-Speicher eingespeist. Das Wiedererscheinen der Probe 0 (sollte der Kanal angehalten v/erden, so wird die neue Ersatzprobe daran gehindert, in den Speicher 7 einzutreten) wird um 64 MikroSekunden verzögert, so daß die Probengruppe 521, 26o, 522 und 261 vorher erscheint. Auf der Tabelle gemäß Fig_# 6 ist diese Probengruppe schraffiert.

Am Ende des ungeraden Feldes enthält das Schieberegister 9 mit 128 Bits die Probengruppe mit den Hummern 521, 26o, 522 und 261 und die Daten im Verzögerungsleitungsspeicher 7 enthalten keine Duplikate. Die Proben 521, 260, 522 und 261 im Speicher 7 am Ende des ungeraden Feldes sind diejenigen, die . rei.irkuliert wurden, jedoch ist die ursprungliche Probengruppe 521, 260, 522 und 261 nun in dem 128-Bit-Schieberegiiter 9. Diese duplizierten Proben werden jetzt entfernt, da während der geraden Felder die Reairkulation in dem Ausgang SOUT ihren Ursprung hat.

Am Ende des geraden Feldes sind die Probennummern in der Zeile und ihre Stellennummern genau wie vor dem vorhergegangenen unge-

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raden PeId, In dieser Weise findet für den angehaltenen Kanal eine, genaue "Wiederholung der Probennmmnern und der Stellennumraern für jedes Bild eines ungeraden und eines geraden Feldes statt. Die Portbewegung der Probernummern ist außerdem mit Bezug auf die Stellennummern sum Stillstand gekommen.

Wie für den Darstellungsteil des Algorithmus wird die erste Probennummer eines jeden Video-Zeilenintervalls benutzt. Am Anfang des ungeraden Feldes wird der Ausgang SD64 des Schieberegisters 9 verwendet, wodurch die Probennummernreihe

521, O, 2, 4, ..., 258, 26o entsteht,

liachdem Probe 260 benutzt wurde, wird geschaltet damit der Ausgang unmittelbar von dem Speicher 7 bei SOTJl¹ abgenommen wird. Die dargestellte Probenreihe während des ungeraden Teldes ist in der folgenden Tabelle unterstrichen:

SD64 5JM_-, C, 2, 4, .,., 254 ■ 256, 258, 26o. Schalterausgang

26£, ..., 518, 52o

SOUT 0, 2, 4, 6, ..,, 256, 258, 26o, 26o, Schalterausgang

262, 52o, 522

Während des geraden Feldes werden Proben von SOUT entnommen, v/o durch die Reihe

" 522, 1, 3, 5, ..,, 519, 521
entsteht,

Da der Feldrücklauf am Anfang eines Feldes einsetzt, wird Probe 521 (auftretend am Anfang des ungeraden Feldes) und Probe 522 (auftretend am Anfang des geraden Feldes) wegen der Rücklauf-Dunkeltastung nicht zu sehen sein. Sämtliche sichtbaren Proben v/erden an ihren zugehörigen Stellen abgebildet,

jDi/y it al-Analog-Rückwandl er

SOUT, das aus dem Speicher 7 austretende Proben darstellt, sowie SD64, das dicnelben Meßdaten mit einer Verzögerung von 64 Kikrosekunden darstellt, werden durch die Stillstandssteuerung ausgewählt, um SDIH zu geben, das in das D-Register 30 eingespeist wird. Zu Beginn jeder Video-Zeilen;.;«it wenn eine Probe das D-Register

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voll ausfüllt, leitet der Ausgangsregistereingangswäliler 17A den Inlia.lt des D-Registers 30 parallel in das P-Register 17B, Die vier Kanäle werden naclieinander am linde jedes Kanalauswahlzeitraumes übergeleitet. Während sich das D-Register 20 für die nächste üb er leitung vorbereitet, wird das P-Ilegicter 173 über den Ausgangsregicterwähler 17D mit den Digital-Analog-Rückwandler 15 ve].'bunden. Dabei wird von seinen Ausgang ACUT eine Probe entnommen und der Viert wird in den Analog-Speicnem 18A bis 18D gehalten, die den entsprechenden. Kanülen zugeordnet p.ind.

Das PP-Register 170 wird da:-u vor .endet, den parallelen, digitalen Ausgang für das Schreibwerk bereit zu halten. Die Yorrechtssteuerung 21 liefert das zugehörige Zeitsignal, so daß zu den gewählten Kanalzeitpunkt das Signal AOuT in den Schreibwerk-Analog-Speichei¹ 22 geleitet v/ird, um das Schreibwerk zu betätigen.

In einen mit Erfolg betriebenen Prototyp wurde eine 1/12o so!:, magnetostriktive Verzögerungsleitung für den Speicher 7 benutzt. Der Speicher enthielt 523 Wörter von je 32 Bits, wobei jedes Wort in vier 8 Bit-Proben aufgeteilt war. Die Anlage wurde dahingehend ausgebildet, da.O für die Bilddarstellung die vertikale Ablenkung eines Pemsehempfängers als Seitbasis benutzt werden konnte. Dabei wurde jede Signalprobe entsprechend der Lage eines verstärkten Impulses auf der horizontalen ^ ei Ie dargestellt. Das Schirmbild wurde um 90° gedreht, damit sich das Bild von rechts nach links fortbewegt. Der Prototyp benutzte ein 525-Zeilensysten mit 2:1 Zeilensprimg bei einer Bildfrequenz von ungefähr 30 pro Sekunde, wobei 120 ^ingangsraignalpröben pro Sekunde erzeugt wurden.

Pur die verschiedenen Bauteile der Anlage können bekannte Ausführungen verwendet werden. Gut bewährt habe]ι sich: für den Analog-Digital-Umwandler 1 der Typ A 801 von Digital Equipment Corporation, Maynard, liassachusette, oder der in "Digital Logic Handbook", 1968, Seiten 235-8 und 425-6 (herausgegeben von derselben Gesellschaft) beschriebene Umwandler, oder llodel ADC-GU von Paetoriza Electronics, Inc., Newton, Massachusetts; für den

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Analog-Eingaiigswähler 3 eier Typ Δ 121 Multiplex-Steuerung, beschrieben auf Seiten 220-1 und 425-8 des genannten Handbuches, oder Eodel KOSES-4 von Pastoriaa Electronics, Inc.; für den Laufzeitspeieher 7 die leitungsart mit Eingangs- und Ausgangsumwandlern des Digital Devices, Inc.; für das Schieberegister Typ ΪΜ502 oder Typ K2o8 der National Semiconductor, Inc., "beschrieben auf Seiten 61-3 des genannten Handbuches; für die Kischsteuerung 11 und die Stillstandssteuerung 13 NMD- oder NOR-Gatter, z.B. wie beschrieben auf Seiten 15o-1 des genannten Handbuches; für die Analog-Speicher oder Haltestromkreise 18A-18D sowie für die Schreibwerk-Analogspeicherschaltung 22 den Typ JL-400, beschrieben auf Seiten 224-5 des genannten Handbuches oder den Typ SHA-1 von Pastoriza Electronics, Inc.; und für den Digital-Analog-Rückv/andler 15 den Typ A6o8, beschrieben auf Seiten 230-1 des genannten Handbuches oder den Typ DIG 2954-8 von Pastoriza Electronics, Inc.,

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

_#y Verfahren zur kontinuierlichen fernsehartigen Darstellung von ältlich aufeinanderfolgenden ^ignalen, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen von digitalen Keßdaten, die in einem "bestimmten Zeitintervall auftretenden Signalen entsprochen, gespeichert v/erden, dann eine Zeitablenkung erzeugt van' , deren Dauer kurz im Vergleich zu dex genannten Zeitspanne ist, und dann die gespeicherten Keßdaten der genannten Zeitablenkung zugeführt werden, um die Signale darauf in analoger Form darzustellen,

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenspeicherung und die Urzeugung der Zeitablenkung kontinuierlich erfolgen, daß die genannten Signale in einem "bestimmten Zeitintervall auftreten, und daß eine Zeitablenkung der Bildspur erzeugt wird,

3·Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende troben der digitalen Keßdaten gespeichert werden, und daß die genannten ^üignale auf aera Ablenkungsraster als eine stillotehende Darstellung zur Anzeige kommen,

4· Verfahren nach Anspruch 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung mit einer zeitlichen Vorverlegung der Signale erfolgt, und daß die Signale derart dargestellt werden, daß das eine Ende der Ablenkung stets der Gegenwart entspricht, während das andere Ende einem Intervall früher entspricht, so daß sich die Darstellung ohne Rücklauf kontinuierlich fortzubewegen scheint«

5· Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverlegung der Speicherung aufgehoben wird, um die Darstellung anzuhalten,

6, Überwachungsanlage zur Erzeugung einor kontinuierlichen fern- sehartigen Darstellung von zeitlich aufeinanderfolgenden Sig- nalen, gekennzeichnet durch Mittel zum Kmpiang dieser ^uignale

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Litt el zur Umwandlung der in einem Zeitintervall auftretenden' Signale in eine digitale ^orm, einen Speicher zum Speichern der digitalen Signale in einer vorbestimmten Stellenfolge., l'Iittel aura Rückwand ein der in digitaler Form gespeicherten ...eßdaten in ihre analoge i'orm, und eine Speicherschaltung, deren Eingang mit dem Rückwandler verbunden ist, um die analogen Signale su speichern, und deren Ausgang mit einem fernsehartigen Anaeigegerät verbunden ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Spannungsvergleichsschaltung und einen Video-Signalgenerator, der zwischen der Speicherschaltung und dem Anzeigegerät angeordnet ist,

8. Anlage'nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Sägezahngenerator sun Betrieb der Spannungsvergleichsschaltung.

9. Anlage nach den Ansprüchen 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die ^upfangsschaltung Ilittol zum Einspeisen einer Vielzahl von -^inzelsi^nalen in eine Vielzahl von Kanälen aufweist, und daß der "Umwandler Kittel zum- Auswählen von Signalen aus den Kanälen in aufeinanderfolgender Weise aufweist.

10. Anlage nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung mehrere Haltestromkreise umfaßt, und zwar einen für jedes der darzustellenden Signale, und daß Kittel vorgesehen oind, die _tes aufeinanderfolgenden Haltestromkreisen gestatter., lediglich die zurückgewanderten Analog-Signale des entsprechenden Kanals zu speichern,

11. Anlage nach den Ansprachen 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eier Speicher kontinuierlich Gruppen der digitalen !Daten speichert, die oigrale' ent :prec!ien, die in dem genannten Zeitintervall Viit ein \: zeitlichen Vorverlegung auftreten und imnor uit '-!nr ^fJ-ege;r.,O.rt enden, und daß die Darstellung so gesteuert ißt, da: fj-o rtickgewa.ndelt';n analogen Signale auf einer Zeitablenkung abgGb.'lo.ot werden, derer, jjauor kurz, ist vergliclion .--it π on gfirrurntej"? Zeitintervall.

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12. Anlage nach Anspruch 11, dadurc". jokey^Leicjnet, da per Speicher einen jjingcmgswi'j.tlei¹ ar.lVeiet, der nit einer Vor- £3Üg6ri'n;.,,olGiti:aig verbünde» ■ ί,νύ.

13. Anlage nach Anrr'i'uch 12, üejce-i.nseic/üx·.··"!; Mvrc'.'! eine .. i.;clischal1n;n&, die zvd.nc.Uep. deu Vuuanuler unü deu Speichereingangswähler genc.'.c.ltet ist, ein ^o]iieberc3;_,iGter und nine Still;:tandp.8c]i.altnn£i, die 2v/isc.^:ion der Vej?;:ü{.;or-n^sloitr.n^ und dem Iiück'.--anuler anlösen.'.oscen rind, und einen Rv.ckkpppliino'sweg zv/ischen der StillGtanccüteuerrn^,· und dem Speicherein^angswähler, ura vercöß-crte, gespeicherte, digitale Daten wieder in den Speichereingangsv/tUiler zurückzuführen.

14· Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwandler einen Digital-Analog-Rüclcwandler umfaßt, und daß ein D-Regi^ter zwischen der Stillstandsscaaltung und den Rückwandler angeschlossen und mit einem AuagangBregistereingangswähler verbunden ist, wobei ein Leg mit einem P-Regicter und ein zweiter Weg mit einem PP-Register einen Ausgangsregisterwähler speisen,

15· Anlage nach den Ansprüchen 11 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daß eine der Speicherschaltungen mit einem der Anzeigegeräte verbunden ist, um rückgewandelte, analoge Signale der genannten Kanäle zur Darstellung zu bringen.

16. Anlage nach den Ansprüchen 11 bis 15» gekennzeichnet durch Mittel, die das Signal auf dein Anzeigegerät anhalten und die nach der Darstellung eines Signales betätigbar sind.

17. Anlage nach den Ansprüchen 11 bis 16, gekennzeichnet durch Mittel zum Herausgreifen des Signals in digitaler oder analoger i'orra, wobei diese Ilittel bei der Darstellung eines 'Signales auf dem Anzeigegerät betätigbar sind.

18. Anlage nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch ein Schreib-

. . werk mit Informationsspeicher, um ein bestimmtes, schon dargestelltes Signal aufzuzeichnen«

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19· Anlage nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine Alarmsehaltung zur Betätigung der Mittel zum Herausgreifen des Signals.

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