DE2908440A1

DE2908440A1 - Vorrichtung zum abtasten einer zeitveraenderlichen signalform

Info

Publication number: DE2908440A1
Application number: DE19792908440
Authority: DE
Inventors: Jun Roland S Gregg
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1979-09-20
Also published as: US4208626A; JPS54139366A; GB2015836A; AU4484579A

Description

PAV ΕΞ Ν TA N WÄL.TE A. GRUNECKER

DlPL-ING

• H. KINKELDEY

IL· DR-(NG.

W. STOCKMAIR

DR-ING AwElCALTECH»

K. SCHUMANN

_Λ _ OR R£R NAT OtPL-PHYS

P. H. JAKOB

DIPL-ING.

G. BEZOLD

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BUMER RAHO CORPORATION

2. März 1979 42/Hä

"Vorrichtung zinn Abtasten einer zeitveränderliclien Signalform

Die Erfindung bezieht sich auf einen Generator mit einer stabilen Abtastfrequenz, der besonders bei Signalverarbeitungssystemen zum Analysieren und Identifizieren von Signalformen nützlich ist.

Bei solchen SignalVerarbeitungssystemen ist es wichtig, eine eingegebene analoge Signalform bei sehr präzisen Zeitpunkten, die gewöhnlich auf die Vorderflanken der Signalform bezogen sind, abtasten zu können.Änderungen in den AbtastZeitpunkten führen zu Zweideutigkeiten, wenn versucht wird, die Spektralkomponenten zu berechnen und die Eigenschaften der Signalform zu identifizieren. Um solche Mehrdeutigkeiten so gering wie möglich zu halten, werden in typischer Weise Abtast-Auswerteimpulse mit der höchsten Wiederholungsfrequenz erzeugt, die mit dem System und den Gerätemöglichkeiten verträglich ist.

Erfindungsgemäß wird die zeitliche Mehrdeutigkeit, die der Abtastung einer analogen Signalform anhaftet, auf einen Wert vermindert, der durch die zeitliche Auflösung

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TELEFON (Οβθ) 222883 TEUEX Ο5-29 38Ο TELEGRAMME MOhJAPAT TELEKOPIEREB

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eines sehr hochfrequenten Taktes bestimmt ist, anstelle des der tatsächlichen Auswerteimpuls-Wiederholungsfrequenz, die gewöhnlich durch die Arbeitsgeschwindigkeit verschiedener Abtastbauteile auf eine Maximalfrequenz begrenzt ist, die erheblich niedriger als die des Taktes ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bewirkt die Erfassung der Vorderflanke einer eingegebenen Signalform, daß ein freilaufender Oszillator, der einen hochfrequenten Takt erzeugt, die Erzeugung einer Folge von gleichmäßigen Auswerteimpulsen beginnt, die bei einer niedrigeren Frequenz auftreten» Die eingegebene Signalform wird dann mit einer maximalen Geschwindigkeit abgetastet, die durch die Auswerteimpulse angegeben wird.

Manchmal ist es nicht möglich, alle bei einer maximalen Abtastgeschwindigkeit gesammelten Daten zu verarbeiten, wenn die Zeitdauer der analogen Signalform langer ist. Nach einem !Weiteren Merkmal der Erfindung sind daher Einrichtungen zum Ableiten von Proben aus der analogen Signalform bei mehreren wirksamen Geschwindigkeiten vorgesehen, die Bruchteile der maximalen Abtastgeschwindigkeit sind. Unter Berücksichtigung, daß es vorteilhaft ist, die zeitliche Integrität und Auflösung dieser Datenproben beizubehalten, die durch kontinuierliches Abtasten der eingegebenen Signalform bei einer maximalen Auswerteimpuls-Wiederholungsfrequenz erhalten wurden, speichert die vorliegende Erfindung in einen Speicher nur einen bestimmten Teil der digitalen Proben, die aus allen nicht gespeicherten Datenproben ausgeschieden sind. Auf diese Weise kann die Erfindung wirksam die erforderlichen mehrfachen Abtastgeschwindigkeiten , bewirken.

Die Wahl der geeignetsten Abtastgeschwindigkeit wird erfindungsgemäß in einer von zwei Betriebsweisen durchgeführt. Die erste ist prinzipiell eine Handbetriebsweise,

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bei der eine Bedienungsperson ihre Abtastgeschwindigkeitswahl allein aufgrund ihrer persönlichen Beurteilung ausführt. Die zweite Betriebsweise ist eine dynamische oder automatisihe Betriebsweise, bei der die analoge Impulssignalform sowohl in einer Verzögerungsleitung gespeichert als auch vorläufig während eines ersten Hindurchganges verarbeitet wird, um z.B. die Signalformdauer festzustellen. Eine kurze Zeitdauer gibt an, daß die Signalform mit einer hohen Abtastgeschwindigkeit abgetastet werden kann, während eine längere Dauer angibt, daß die Signalform mit einer niedrigeren Abtastgeschwindigkeit abgetastet werden muß. Nach dem ersten Hindurchgang wird die Signalform der Verzögerungsleitung entnommen und abgetastet. Ausgewählte Proben werden dann in dem Speicher mit der Abtastgeschwindigkeit gespeichert, die während des ersten Hindurchganges als am geeignetsten festgestellt wurde, während der Rest fortfällt. Diese in dem Speicher eingeschriebenen Proben werden anschließend an eine Koeffizienten-Extraktionslogik ausgelesen, die aus ihnen die Fourier-Koeffizienten ableitet.

Gemäß einem bevorzugten Gedanken der Erfindung wird also ein Generator für eine stabile Abtast-Wiederholungsfrequenz geschaffen, der besonders nützlich bei Signalverarbeitungssystemen zum Analysieren und Identifizieren von Signalformsn ist. Bei bisherigen Signalverarbeitungssystemen war es nicht möglich, eine eingegebene analoge Signalform zu sehr genauen Zeitpunkten abzutasten. Erfindungsgemäß wird die zeitliche Mehrdeutigkeit, die der Abtastung einer analogen Signalform anhaftet, auf einen Wert vermindert, der durch die zeitliche Auflösung bei einem sehr hochfrequenz ten Takt bestimmt ist, anstelle des durch die tatsächliche Ausv/erte-Abtastimpulsfrequenz, die gewöhnlich durch die Arbeitsgeschwindigkeit verschiedener Abtastelemente auf eine maximale Frequenz begrenzt ist,

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die erheblich geringer als die des Taktes ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bewirkt die Erfassung der Vorderflanke einer eingegebenen Signalform, daß ein freilaufender Oszillator, der einen hochfrequenten Takt erzeugt, die Erzeugung einer Folge von gleichförmigen Auswerteimpulsen beginnt, die mit einer niedrigen Frequenz auftreten. Die eingegebene Signalform wird dann mit einer maximalen Geschwindigkeit abgetastet, die durch die Auswerteimpulse angegeben ist. In Abhängigkeit von der Erfassung der Vorderflanke der Signalform beginnt im einzelnen eine Zeitgeberimpulsquelle eine Reihe von Auswerteimpulsen zu erzeugen, die bei einer erheblich niedrigeren Frequenz auftreten. Die Auswerteimpulse werden dann zum aufeinanderfolgenden Abtasten der Signalform benutzt. In Abhängigkeit von der Zeitdauer der eingegebenen Signalform kann diese bei unterschiedlichen v/irksamen Geschwindigkeiten abgetastet werden, indem die gleiche Folge von Auswerteimpulsen benutzt wird und ausgewählte Proben fortgelassen werden.

Die Erfindung ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine die Abtastung einer eingegebenen Signalform erläuternde Darstellung und · .

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine eingegebene Signalform $ in Form einer Spannung über derzeit angegeben. Die analoge Signalform ist durch eine Folge von sich ändernden Spitzen und Tälern im einzelnen gekennzeichnet, denen zeitlich eine Vorderflanke 5 vorangeht. Die Vorderflanke 5 der Signalform ist durch

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einen starken Anstieg in der Amplitude des eingegebenen Signals gegeben. Außerdem ist die Signalform 3 durch eine Hinterflanke 7 gekennzeichnet, die durch einen starken Abfall der Amplitude gegeben ist. Die Identifizierung und Analyse des eingegebenen Signals 3 wird erfindungsgemäß durch Abtasten der Signalform durchgeführt, um seine Amplitude zu zeitlich beabstandeten Punkten festzustellen, die eine präzise Beziehung in Bezug auf die Vorderflanken haben. Die Ausrichtung in Bezug auf die Vorderflanken stellt die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Proben sicher, die sowohl bei einfachen als auch mehrfachen Systemnetzwerken zu nehmen sind.

Eine gleichförmige Folge von Taktimpulsen 9 wird durch eine in Fig. 2 gezeigte Quelle eines sehr hochfrequenten Zeittaktes erzeugt. Wenn die Vorderflanke 5 der analogen Signalform 3 erfaßt wird, wird eine Folge von Auswerteimpulsen 11, die bei einer niedrigeren Frequenz als die der Impulse 9 auftreten, synchron begonnen, um die Signalform 3 zu bestimmten und gleichförmigen Zeitintervallen abzutasten. Es ist darauf hinzuweisen, daß, obwohl die Auswerteimpulse 11 mit einer niedrigeren Frequenz erzeugt werden, sie in Abhängigkeit von den Taktimpulsen der ersten hohen Frequenz begonnen werden,die nach der Erfassung der Vorderflanke 5 auftreten. Auf diese v/eise werden zeitliche Mehrdeutigkeiten so klein wie möglich, da die Ausv/erteimpulse 11 eine zeitliche Auflösung haben, die im wesentlichen gleich der der hochfrequenten Taktimpulse 9 ist.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine zeitliche Genauigkeit innerhalb von etwa einer Nano-Sekunde durch Erzeugung der Taktimpulse 9 mit einer Freauenz in der Größenordnung von 950 MHz erreicht v/erden. Die Auswert e-Abtastimpulse 11 werden unmittelbar aus den Taktimpulsen durch Verminderung der letzteren auf eine niedrigere

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Frequenz von z.B. 80 MHz erreicht. Die Frequenz von 80 MHz gibt die maximale Abtastgeschwindigkeit an, mit der die analoge Signalform 3 abgetastet und in eine digitale Wiedergabe umgeformt werden kann.

Da es nicht immer praktisch ist, die große Anzahl von bei der maximalen Auswertegeschwindigkeit erhaltenen Proben zu speichern und zu verarbeiten, wenn die Zeitdauer der eingegebenen Signalform lang ist, wird erfindungsgemäß ein ausgewählter Teil der Proben fortgelassen. Nur beispielsweise kann die Erfindung z.B. eine von jeweils zwei Datenproben fortlassen und damit die tatsächliche Auswerte-Äbtastgeschwindigkeit um einen Faktor von 2 vermindern.

Die V/ahl der geeignetsten Abtastgeschwindigkeit ist eine Funktion der Zeitdauer oder Breite einer jeden eingegebenen Signalform 3· Die Zeitdauer wird als die Zeit definiert, die zwischen einer Vorderflanke 5 und einer Rückflanke 7 verstreicht. Bei einer Ausführunfcsform der Erfindung bestimmt eine automatische Betriebsweise, daß die Siqrialform 3 in zwei Durchgängen abgetastet wird. Jährend des ersten Durchganges, wie dieses durch ein Zustandssignal P^ dargestellt ist, wird die eingegebene Signalform mit einer maximalen Auswertgeschwindigkeit 11 auswertend abgetastet. Keine Probe wird fortgelassen und in eine Speichereinheit wird jede Probe mit einer Frequenz 15i die gleich der Auswerte-Geschwindigkeit 11 ist, eingeschrieben. Gleichzeitig wird die Breite der Signalform 3 durch Takten der vorderen und hinteren Flanken mit Taktimpulsen 9 festgestellt. Die gleiche Signalform wird dann einem zweiten und letzten Durchgang unterzogen, der durch das Zustandssignal P₂ angegeben ist, während dem bei einer maximalen Auswerte-Abtastgescnwindigkeit 11 abgetastet wird, .jedoch nur ein bestimmter Teil der Proben in dem Speicher für eine anschließende Verarbeitung gespeichert wird.

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Wie in Fig. 2 dargestellt ist, nimmt ein Empfängerteil 14 über geeignete, hier nicht dargestellte Antennenanschlüsse eine analoge Signalform auf, die von einer unbekannten Quelle ausgesendet wurde. Wie zuvor angegeben wurde,-wird eine'geeignete Identifizierung und Analyse des analogen Signals bei der vorliegenden Erfindung durch aufeinanderfolgendes Auswerten des Abtastens der Signalformeigenschaften bei gleichförmigen bestimmten Zextintervallen durchgeführt. Das Abtasten der Signalform wird so synchronisiert, daß es bei Erfassung der Vorderflanke der Signalform begonnen wird. Auf diese 'ieise kann die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Proben,die durch Mehrfach-Netzwerke erhalten werden, verbessert werden, da alle gesammelten Proben zeitlich mit der Vorderflanke ausgerichtet werden.

Die Erfindung umfaßt sowohl eine automatische als auch eine von Hand ausgeführte Betriebsweise. Das Abtasten der eingegebenen Signalform bei der automatischen Betriebsweise, die zuerst erläutert wird, wird in zv/ei aufeinanderfolgenden Durchgängen ausgeführt. V/ährend eines ersten Durchganges P^ wird das Eingangssignal unmittelbar vom Empfängerteil an einen Analogschalter 18 über einen Überbrückungsstrang 22 gegeben. Gleichzeitig wird das Signal in eine Verzögerungsleitung 26 eingegeben, deren primäre Funktion das zeitweilige Speichern und die Zeitverzögerung der analogen Signal— form 3 ist, urn auf den zweiten Durchgang P_p zu v/arten. Durch die Zustandssignale von entweder P^ oder P2 eingeschaltet, schaltet der Analogschalter 18 seinen Eingang unmittelbar auf den Empfängerteil 14 während des ersten Durchganges Pi oder auf die Verzögerungsleitung 26 während des zweiten Durchganges P2.

Die Ausrichtung in Bezug auf die Vorderflanke der Signalform geht der eigentlichen auswertenden Abtastung des Eingangssignals

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ΛΑ

voraus. Zu diesem Zweck ist eine Flankendetektoreinrichtung 30 mit dem Analogschalter 18 verbunden, um genau die zeitliche Lage der Vorderflanke 5 der Signalforra festzustellen.' Der Flankendetektor 30 kann auch genau die Rückflanke 7 der Signalform feststellen. Da Einrichtungen zum Erfassen der Vorder- und Rückflanken von Signalformen zum Stand der Technik gehören, vrerden Einzelheiten des Detektors 30 hier nicht erläutert.

. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzt eine Zeit-Taktquelle 34, die einen freilaufenden Oszillator hat, der mit einer Frequenz von 960 MHz arbeitet. Die von dem Oszillator erzeugten Taktimpulse haben eine entsprechende Periodendauer von (960 MHz) "~ oder etwa eine Hano-Sekunde, Der Quellen-Oszillator 34 ist in einer phasenverriegelten Schleife geschaltet und ermöglicht daher, daß für die Frequenzstabilität des 960 MHz-Oszillators ein Zuverlässigkeitsgrad beibehalten wird, der mit dem von einem zweiten und noch stabileren kristallgesteuerten Bezugsoszillator 36 , der bei einer sehr viel niedrigeren Frequenz arbeitet, ausgeübten vergleichbar ist. Im einzelnen ist der Ausgang des freilaufenden Oszillators 34 in Reihe mit einem Frequenzteiler 38 geschaltet. Der Frequenzteiler 38 vermindert das 960 MHz-Signal um einen Faktor 48 auf eine niedrigere Frequenz, die mit der des kristallgesteuerten Bezugsoszillators 36 vergleichbar ist. Das sich mit dem Frequenzteiler 38 ergebende 20 MHz-Signal wird dann an einen Phasenvergleicher 40 zusammen mit dem 20 MHz-Signal gegeben, das von dem stabileren, kristallgesteuerten Oszillator 36 abgegeben wird. Der Ausgang des Phasenvergleichers 40 bewirkt eine sofortige Rückkopplung an den Oszillator 34, um eine größere Zeitgabestabilität sicherzustellen.

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Nachdem die Vorderflanke 5 der eingegebenen Signalform 3 festgestellt wurde,wird ein Vorderflanken-Signal durch den Detektor erzeugt und anschließend an eine Meßschaltung 44-für die Impulsbreite übertragen, deren Arbeitsweise später im einzelnen erläutert wird.Das gleiche Vorderflanken-Signal wird an den Einschaltsignal-Singang eines Lese/Schreib ■ Steuerschalters 48 gegeben, dessen Funktion ebenfalls später erläutert wird. Zusätzlich aktiviert das Vorderflanken-Signal -vom Flankendetektor 3Ö einen Zähler 52, der , wie nachfolgend noch zu erkennen ist, Auswerteimpulse erzeugt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Auswerte— Impulsgenerator 52 einen rücksetzbaren Frequenzteiler auf, der bei seiner Einschaltung das 960 MHz-Signal, das ihm von dem Oszillator 34- zugeführt wird, unterteilt und eine gleichförmige Folge von 80 MHz-Auswerteiinpulsen abgibt, die bei der Abtastung des eingegebenen analogen Signals benutzt werden. Auf diese »/eise v/erden die 80 I-IHz-Auswerteimpulse in Abhängigkeit von der Vorderflanke 5 der eingegebenen Signalform nach einer Verzögerung begonnen, die durchschnittlich nur eine Halbperiode des 960 MEz-Taktes beträgt. Die 80 MHz-Ausv/ertegeschwindigkeit, die auf die maximale Betriebsfrequenz des Analog/Digital--7andlers 56 angenommen wird, bildet die Grundgeschwindigkeit, mit der das eingegebene Signal abzutasten ist.

Jeder der von dem Frequenzteiler 52 erzeugten 80 MHz-Auswerteimpulse wird an den Analog-Digital-V/andler 55 als ein Urnformbefehlssignal gegeben, das den Wandler 56 ansteuert, um das Abtasten der eingegebenen Signalform zu bewirken. Gleichzeitig wird das Eingangssignal selbst von dem Analog-Schalter 18 an den Analog-Digital-iandler nach dem Hindurchlaufen. einer Verstärkungs-Einstelleinrichtung 60 gegeben, deren Arbeitsweise später erläutert wird. Jeder Auswerteimpulse bewirkt, daß der 'iandler 56 die Amplitude des eingegebenen

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Signals zu einem bestimmten Augenblick in Bezug auf die Vorderflanke in eine digitale Form umformt, die durch sechs Bits dargestellt ist» Diese Umformung wird vorzugsweise- durch Benutzen einer herkömmlichen Eochgeschwindigkeits-Blitzcodier-Technik ausgeführt»

Nachdem jede individuelle Probe digitalisiert ist, erzeugt der Analog-Digital-'iandler 56 ein Umformungsende signal« Das 80 MHs-Umformungsende-Signal steuert einen Frequenzteiler 64- an, der bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch einen durch 8 teilenden Zähler gegeben ist»Der Frequenzteiler 64- erzeugt vier Signale mit Frequenzen von 10, 20, 40 und 80 MHz. Jedes der vier Signale wird an eines von vier UND-Gliedern 68A, 68B, 680 und 68D jeweils gegeben. Zusätzlich wird das 80 MHz-Signal an den Eingang eines UND-Gliedes 70 gegeben.Das UND-Glied 70 ist von den vorherigen vier UlTD-Gliedern 68 dadurch zu unterscheiden, daß das UND-Glied 70 das Zustandssignal P^, als Eingangssignal erhalt, so daß es während des ersten Durchganges bei der automatischen Betriebsweise der Erfindung leitend ist» Im Gegensatz dazu erhalten die vier UND-Glieder 68A, 68B₅ 680 und 6SD das Zustandssignal Po anstelle des Signals P^, das während des zweiten Durchganges auftritt, wobei gleichzeitig das UKD-Glied 70 dann gesperrt ist» Die Ausgänge der UND-Glieder 68 und ⁿ0 sind parallel zueinander mit einem einzigen ODIP-G lied ''/'A- verbunden, dessen Ausgang η it einem Eingang eines UND-Gliedes 76 für den Schreibbefehl verbunden

Das UND-Glied 76 wird durch ein Ξinschreibsignal leitend, das es von dem Lese/Schreib-Steuerschalter 4-8 erhält. In Abhängigkeit davon, ob sein Eingangssignal entweder ein Schreiboder ein Lese-Signal ist, erzeugt der Steuerschalter 48 ein Einschreib- oder ein Lese-Signal. Wie zuvor erwähnt wurde, wird das Schreib-Eingangssignal für den Schalter 48 von dem

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Vorderflanken-Signal abgeleitet, das zuvor von dem Flankendetektor 30 erzeugt wird. Beim Vorliegen eines Einschreib— Signals zählt daher das UND-Glied 76 einen Adressenzähler 80, der einem Speicher 86 zugeordnet ist, mit einer der vier möglichen Frequenzen weiter, die durch das Ausgangssignal der Impulsbreiten-Meßschaltung 44 bestimmt sind. Das heißt, wenn die S_chaltung 44 während des Durchganges P^ feststellt, daß das Eingangssignal eine kurze Dauer hat, so schaltet sie das UND-Glied 6OD leitend, um den Adressenzähler 80 mit einer Frequenz von 80 MHz weiterzuzählen, um alle der vom Wandler 56 bei einer Frequenz von 80 MHz . erzeugten Proben zu speichern. Wenn andererseits die Schaltung 44 feststellt, daß das Eingangssignal eine lange Dauer hat, schaltet sie das UND-Glied 68A beispielsweise leitend, um den Adressenzähler 80 mit einer Frequenz von Ί0 MHz weiterzuzählen, um nur jede achte Probe zu speichern, die von dem Wandler 56 erzeugt wird.

Da die 80 MHz-Geschwindigkeit immer benutzt wird, um die Proben in dem Speicher 86 während des ersten Durchganges zu speichern, kann die Speicherkapazität dann überlaufen werden, wenn das eingegebene Signal eine lange Dauer hat. Der Adressenzähler 80 gibt die Anzahl der augenblicklich benutzten Speicheradressen in dem Speicher 86 mit freiem Zugriff an, um die digitalen Datenproben zu speichern, da er automatisch um jeweils eine Adresse weitergestellt wird, wenn eine Probe in den Speicher eingeschrieben wird. V/enn der Adressenzähler 80 angibt, daß der Speicher 86 voll ist, was z.B. bei 32 Proben der Fall ist, gibt der Zähler ein Lese-Sigrial zurück zu den Lese/Schreib-Steuerschalter 48, der seinerseits einen Lese-Impuls erzeugt, der an ein UND-Glied 78 für den Lesebefehl gegeben wird. Das ÜITD-Glied 78 bewirkt dann, daß die gespeicherten Proben aus dem Speicher 86 in eine Koeffizienten-Extraktionslogik 90 mit einer Geschwindigkeit von 10 TIHz ausgelesen v/erden.

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Die niedrigere 10 MHz-Frequenz ist mit den Verarbeitungsgesctwindigkeiten der üblichen.Schottky-TTL-Schaltimgen , verträglich. Die Ausgangssignale von der Extraktionslogik gelangen auf eine geeignete Anzeigeeinrichtung ⁰A, wie z.B. eine Kathodenstrahlröhre. Die Koeffizienten können in digitaler Porin angezeigt v/erden, oder, falls gewünscht, zurück in analoge Spannungen unigeformt werden. Bei dein bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Signal von der Koeffizienten-Extraktionslogik 90 auch an die Verstärkungseinstelleinrichtung 60 gegeben, die zwischen dem Analog Schalter 18 und dem Wandler 55 angeordnet ist. Da die Amplitude einer jeden Signalprobe nur durch sechs binäre Bits dargestellt ist, sind die Proben daher auf einen von (2) oder 64- l/erten beschränkt. Durch die Rückkopplung zu der Verstärkungseinstelleinrichtung 60 während des ersten Durchganges P/j kann die Auflösung der während des zweiten Durchganges Pp genommenen Proben in Abhängigkeit von dem Dynamikbereich des während des ersten Durchganges überv/ach— ten eingegebenen Signals verbessert werden.

Die Zeitpunkte P/j und P~ werden durch eine Verzögerungsschaltung 98 erzeugt, die durch Erfassung der Vorderflanke des eingegebenen Signals während des Durchlaufes P^ angesteuert v/ird. Im einzelnen v/ird angenommen, daß die Schaltung 93 bei P/. sich in ihrem Ruhezustand befindet. Sobald der Flankendetektor 30 die Vorderflanke der eingegebenen Signalform feststellt, wird der Zähler 52 zurückgestellt. Dann v/ird nach einer bestimmten Verzögerung, die aufgrund der Verzö— gerungsdauer der Verzögerungsleitung 26 gewählt ist, die Schaltung 98 in den Zustand P₂ geschaltet. Hach einer v/eiteren festen vorbestimmten Zeitdauer v/ird sie in ihren Ruhezustand P^ zurückgeschaltet, wobei das System dann eine nachfolgende einzugebende Signalform erwartet.

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Die während der Durchläufe P^ und P2 durchgeführte Abtastweise ist prinzipiell die gleiche. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Durchläufen ist jedoch der, daß nicht alle von dem Analog-Digitalwandler erhaltenen Proben automatisch während des zweiten Durchlaufes in den Speicher 86 eingeschrieben werden müssen. Vielmehr wählt die vorliegende Erfindung die einzelne, wirksamste Abtastgeschwindigkeit als eine Funktion der Zeitdauer oder Breite der eingegebenen Signalform aus. Es ist unwirtschaftlich, eine große Anzahl von Ausverteproben bei einer maximalen Abtastgeschwindigkeit von 80 MHz zu sammeln, wenn eine eingegebene Signalform mit einer besonders langen Zeitdauer ausgewertet werden soll. In diesem Fall ist es wirkungsvoller, bei einer langsameren v/irksamen Abtastgeschwindigkeit weniger Daten zu sammeln. Wie zuvor erwähnt wurde, erhält die vorliegende Erfindung die Integrität der Abtastung durch Auswählen der Anzahl von Proben, nur nachdem der v/andler 5S diese bei einer maximalen Auswsrtegreschwindigkeit von 80 MHz erhalten hat.

Die Information über die Zeitdauer oder Breite der eingegebenen Signalform wird während des ersten Durchlaufes P^ durch die Impulsbreiten-Meßschaltung 44 erhalten. Die Vorderflanken- oder Rückflankensignale, die von dem Plankendetektor 30 an die Schaltung 44 gegeben v/erden, bilden die Basis zur Bestimmung der Dauer der eingegebenen Signalform. Die Inipulsbreiten-Meßschaltung 44 benutzt diese Information zum Auswählen der einzigen geeignetsten Abtastgeschwindigkeit» Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die v/irksame Geschv/indigkeit auf eine Auswahl zwischen 80, 40, 20 und 10 MHz beschränkt, v/ob ei die vier Frequenzen jeweils gleich oder Bruchteile der maximalen 80 MHz-Auswertegeschwindigkeit sind. Wach dem Auswählen der geeignetsten Abtastgeschwindigkeit gibt die Impulsbreiten-Meßschaltüng 44 ein Einschaltsignal an nur eines der vier UND-Glieder 68A, 68B, 680 und 68D. Wie zuvor erwähnt wurde, erhält jedes UND-Glied als Eingangs-

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signal ein unterschiedliches Frequenzsignal von dem Frequenzteiler 64. In Abhängigkeit davon,welche Abtastgeschwindigkeit durch die Impulsbreiten-Meßschaltung 44 gewählt wurde, wird ein Signal an das zugehörige UND-Glied 68 gegeben, während die übrigen drei UND-Glieder 68 gesperrt werden.

Das Abtasten einer eingegebenen Signalform kann durch eine Handbetriebsweise der Erfindung in der gleichen Weise durchgeführt werden, wie dieses zuvor für die automatische Betriebsweise erläutert wurde. Bei der Handbetriebsweise muß jedoch nicht mehr als ein Durchlauf benutzt werden.So braucht der erste Durchlauf nicht ausgeführt werden,da die geeignetste Abtastgeschwindigkeit durch die Bedienungsperson gewählt wird. Mit anderen Worten ersetzt das Beurteilungsvermögen der Bedienungsperson die Arbeitsweise der Impulsbreiten-Meßschaltung" 44 durch Auswählen von Hand, welches der UND-Glieder 68 leitend werden soll.

Obwohl bestimmte Ausführungen der Erfindung hier gezeigt und beschrieben v/urden, ist festausteilen, dax^ Abänderungen und Modifikationen von einen Fachmann leicht durchgeführt werden können, ohne daß dabei jedoch der allgemeine Erfindungsgedanke verlassen wird.

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Claims

Pat entansprüche

(λ) Vorrichtung zum Abtasten einer zeitveränderlichen Signalform zu präzisen Zeitpunkten, gekennzeichnet durch eine Taktimpulse mit einer ersten V/iederholungsfrequenz abgebende Quelle (3^,36,38,40), durch eine eine bestimmte Eigenschaft der Signalform erfassende Einrichtung (30), durch eine auf die Erfassung der bestimmten Eigenschaft und die Quelle ansprechende Einrichtung (52) zum Erzeugen einer Reihe von Auswerteimpulsen mit einer gegenüber der ersten niedrigeren zweiten Wiederholungsfrequenz und durch eine Einrichtung (56) zum Erzeugen eines die Amplitude der Signalform in Abhängigkeit eines jeden der Auswerteimpulse angebenden Digitalcodes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Quelle einen in einer phasenverriegelten Schleife geschalteten Oszillator (3²O aufv/eist, die einen Frequenzteiler (38), der mit dem Taktimpulsausgang des Oszillators (3²O verbunden ist und Impulse mit einer dritten niedrigeren ..^:iederholungsfrequenz als die zweite V/iederholungsfrequenz abgibt, einen Bezugsoszillator (36) zum Erzeugen eines stabilen Ausgangssignals

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TELEFON (ΟΘ9) 29 23 62

TELEX 05-Q9 38O

TELEGRAMMS MONAPAT

TELEKOP1ERER

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mit etwa der gleichen v/iederholungsfrequenz wie die dritte i'/iederholungsfrequenz und einen Phasenvergleicher (40) umfaßt, dessen Eingang die Impulse von dem Frequenzteiler (38) und das Ausgangssignal von dem Bezugsoszillator (36) erhält, und dessen Ausgang ein Rückkopplungssignal an den Oszillator (34) zum Vergrößern der Genauigkeit und Stabilität seiner Frequenz gibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (30) zum Erfassen einer bestimmten Eigenschaft einen Flankendetektor zum Feststellen des Zeitpunktes einer Vorderflanke der Signalform aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß der Flänkendetektor (30) zusätzlich den Zeitpunkt der Rückflanke der Signalform feststellt.
5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die Erfassung der Eigenschaft der Signalform und die Quelle (34-,36,38,40) ansprechende Einrichtung einen Frequenzteiler (52) zum Erzeugen der Auswerteimpulse mit der zweiten V/iederholungsfrequenz aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Erzeugen der digitalen Code einen Analog-Digital-Wandler (56) aufweist, der als Eingangssignal die Signalform erhält und die ζ eitve ränder liehe Signalform mit der zweiten iViederholungsfrequenz abtastet.
7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (44,64,68, 70,80,86) zum Speichern ausgewählter Code aus den in Ab-

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hängigkeit von den Auswerteimpulsen erzeugten digitalen Code.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (44,64,68,70,80,86) zum Speichern ausgewählter digitaler Code eine Impulsbrei— ten-Meßschaltung (44) zum Bestimmen der Zeitdauer der Signalform und eine auf eine eine bestimmte Dauer übersteigende Signalform ansprechende Einrichtung (64,68,70) zum Speichern von weniger als allen erzeugten digitalen Code aufweist.

9· Vorrichtung für mehrere Signale verarbeitende Netzwerke zum Identifizieren einer bestimmten eingegebenen Signalform, die sowohl eine Vorder- als auch eine Rückflanke hat, gekennzeichnet durch eine eine .!Folge von hochfrequenten Taktimpulsen erzeugende Oszillatoreinrichtung (34,36,38,40), durch einen mit der Oszillatoreinrichtung verbundenen Auswerteimpuls-Generator (52), der auf die Voiderflanke der Signalform anspricht, um Auswerteimpulse mit einer niedrigeren tfiederholungsfrequenz als die der Taktimpulse zu erzeugen, die mit diesen jedoch synchronisiert sind, durch einen mit dem Auswerteimpuls-Generator verbundenen Analog—Digital-V/andler (56) , der auf jeden der Auswerteimpulse anspricht, um die eingegebene Signalform in zugehörige digitale Datenproben umzuformen, und durch einen mit dem Analog-Digital-Wandler (56) verbundenen Speicher (86) zum Speichern eines bestimmten Teils der Datenproben.

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