DE3031461A1 - Anzeigeanordnung fuer einen digitalen oszillographen - Google Patents

Anzeigeanordnung fuer einen digitalen oszillographen

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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/20—Cathode-ray oscilloscopes
    • G01R13/22—Circuits therefor
    • G01R13/34—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies
    • G01R13/345—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies for displaying sampled signals by using digital processors by intermediate A.D. and D.A. convertors (control circuits for CRT indicators)

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Description

303H61
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigeanordnung für einen digitalen Oszillographen.
In bekannten digitalen Anzeigeanordnungen werden für die Rückbildung einer gespeicherten Signalform für die Anzeige lediglich gespeicherte Signalform-Tastwerte verwendet. Typischerweise werden viele Tastwerte pro Periode eines Eingangssignals in der Form genommen, daß später ein erkennbares Abbild der Eingangssignalform rückgebildet werden kann. Wird die Signalform als Punktanzeige wiedergegeben, so ist generell ein Minimum von etwa 25 Tastwerten pro Periode erforderlich, um eine erkennbare sinusförmige Punktanzeige zu realisieren. Wird ein Vektorgenerator zur Verbindung der Punkte benutzt, so ist ein Minimum von etwa 10 Tastwerten pro Periode erforderlich, um eine anzeigefähige Signalform ohne merkbare Verzerrung zu realisieren. Daher ist die brauchbare Bandbreite eines digitalen Oszillographen durch die Tastdichte pro Periode des Einganjssignals begrenzt.
In aufwendigen und komplizierten digitalen Oszillographen werden sehr schnelle Tast- und Analog-Digitalwandler-Systeme verwendet, welche mit Speichern zur Aufnahme der Signalform-Daten gekoppelt sind. Selbst bei derartigen Oszillographen kann jedoch die Frequenz des Eingangssignals einen Wert erreichen, bei dem die Tastdichte auf einen solchen Wert reduziert wird, daß nur noch eine nicht mehr erkennbare Anzeige erzeugt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen digitalen Oszillographen mit einer vergrößerten scheinbaren Bandbreite anzugeben.
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Dazu soll eine digitale Anzeigeanordnung die scheinbare Tastdichte erhöhen, um eine erkennbare Anzeige einer kleinen Anzahl von pro Periode genommenen aktuellen Tastwerten zu realisieren.
Diese Aufgabe wird bei einer Anzeigeanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
einen digitalen Signalformspeicher, welcher Daten enthält, die ein Maß für aktuelle getaktete Daten sind, eine Schaltung zur Austaktung der Daten aus dem Speicher in einer vorgegebenen Sequenz und eine Schaltung zur Interpolation zwischen aktuellen Daten sowie zur Ausgabe interpolierter Daten in einer Zeitfolge zwischen den aktuellen Daten für eine Anzeige. Bei der vorstehend definierten Anzeigeanordnung für einen digitalen Oszillographen interpoliert ein Interpolator zwischen gespeicherten Signalform-Tastwerten und liefert zusätzliche scheinbare Tastwerte im Zeitpunkt der interpolierten Werte zwischen den aktuellen Tastwerten.
Durch die erfindungsgemäße Anzeigeanordnung wird die scheinbare Tastdichte durch Interpolation zwischen gespeicherten Signalform-Tastwerten erhöht, wobei zusätzliche Tastwerte an den Interpolationsstellen zwischen den aktuellen Tastwerten geliefert werden.
Die aus dem Speicher für eine Anzeige ausgetakteten Signalform-Dateir werden über einen Digital-Analog-Wandler auf ein Transversalfilter gegeben, das vorzugsweise eine sin x/x-Impulscharakteristik besitzt. Dieses Transversalfilter kann die Form einer mit Abgriffenen versehenen analogen Verzögerungsleitung besitzen, welche eine vorgegebene Anzahl von Abgriffsausgängen mit jeweils einem vorgegebenen Wichtungskoeffizienten aufweist. Die gewichteten Ausgangssignale werden zur Bildung der interpolierten Punkte summiert,
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welche dann mit den aktuellen Tastwerten einem Multiplexvorgang unterworfen werden, um in bezug auf die gespeicherten Tastwerte die doppelte Anzahl von Tastwerten zu erzeugen. Die resultierende Sequenz von aktuellen und interpolierten Tastwerten wird dann in konventioneller Weise angezeigt. Durch Verwendung eines Transversalfilters mit einer Impulscharakteristik von sin x/x kann ein angezeigter sinusförmiger Signalzug aus angezeigten Punkten erkannt werden, selbst wenn etwa nur 2,5 mal pro Periode getastet wird. Für nicht sinusförmige Anzeigen kann die Tastdichte auf die erforderliche Anzahl von Tastwerten erhöht werden, wobei für gespeicherte Signalformen, welche ursprünglich mit einer Folgefrequenz gleich der doppelten höchsten im FrequenzSpektrum des ursprünglichen Eingangssignals enthaltenen Frequenz getaktet wurden, keine Fehler auftreten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anzeigeanordnung eines digitalen Oszillographen; und
Fig. 2 ein Schaltbild eines Transversalfilters zur Verwendung in der Anordnung nach Fig. 1 ..
Gemäß dem .-Blockschaltbild der Anzeigeanordnung eines digitalen Oszillographen nach Fig. 1 liefert eine Anzeigetaktstufe 1 0 Taktimpulse mit einer vorgegebenen Folgefrequenz für einen Adreßzähler 14 zur Austaktung von in einem Speicher 2 0 gespeicherten Signalform-Digitaldaten. Die Signalform-Daten werden über einen Digital-Analog-Wandler 22 auf ein Transversalfilter 60 gegeben, das eine Impulscharakteristik der Form sin x/x besitzt. Eine Ausführungsform dieses Trans-
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versalfilters ist in Fig. 2 dargestellt, bei der die aktuellen Signalform-Daten in Form von Analogwerten in eine mit Abgriffen versehene analoge Verzögerungsanordnung 30 mit einer vorgegebenen Anzahl von Abgriffsausgängen eingegeben werden. Als Beispiel ist eine Anordnung mit acht Abgriffsausgängen dargestellt. Eine tatsächlich ausgeführte und geprüfte Anordnung wird jedoch beispielsweise durch eine mit Abgriffen versehene analoge Reticon-Verzögerungsanordnung mit 32 Abgriffsausgängen gebildet. Die Signalform-Daten werden mit einem von der Anzeigetaktstufe gelieferten Steuertakt längs des Kanals verschoben. An den Abgriffsausgängen liegen Wichtungsverstärker 32 bis 46 zur Wichtung der Daten als Funktion von vorgegebenen Wichtungskoeffizienten K1 bis K8. Für eine richtige Operation des Filters sollten die Wichtungskoeffizienten nach folgender Beziehung gewählt werden:
Kn = 1.
N= 1
Weiterhin sind die Wichtungskoeffizienten des Transversalfilters 60 so gewählt, daß das Filter alle zu erwartenden Frequenzen der Signalform durchläßt. Die an den Abgriffsausgängen stehenden und gewichteten Ausgangssignale werden sodann in einer Summationsstufe 50 summiert, um interpolierte analoge Daten zu bilden. Die aktuellen Daten werden in der Mitte des Verzögerungskanals abgenommen, wobei es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um den vierten Abgriff handelt. Mit anderen Worten werden acht analoge Daten-Tastwerte gewichtet und gemittelt, um zusätzliche Tastwerte zu bilden, welche durch einen Multiplexer zur Bildung einer
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Sequenz von aktuellen Daten und interpolierten Daten einem Multiplexvorgang unterworfen werden.
Die aktuellen Daten und die zwischen sie eingefügten interpolierten Daten können direkt auf die Vertikal-Ablenkplatten einer zugehörigen Kathodenstrahlröhre gegeben werden, um eine Punktanzeige zu erzeugen, welche in bezug auf die aktuellen gespeicherten Daten die doppelte Punktdichte besitzen. Andererseits können die analogen Daten auch in einen Vektorgenerator 62 eingegeben werden, um eine analoge Signalform rückzubilden, welche auf die Vertikal-Ablenkplatten gegeben wird.
Das Zählsignal wird zur Erzeugung eines Kipptreibersignals in einen horizontalen Digital-Analog-l. Tidier 66 eingegeben, wobei das Kipptreibersignal wiederum in einen Sägezahngenerator 70 eingegeben wird, welcher ein lineares Sägezahnsignal zur Einspeisung in die Horizontal-Ablenkplatten der zugehörigen Kathodenstrahlröhre erzeugt. Dieses lineare Sägezahnsignal ermöglicht die Anzeige der interpolierten Daten in der richtigen zeitlichen Lage auf der horizontalen Ablenkachse.
Im Rahmen der Erfindung sind Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsformen möglich. Beispielsweise kann das Transversalfilter 60 als Digitalfilter vor dem Digital-Analog-Wandler vorgesehen oder gemäß konventionellen Techniken.unter Ausnutzung von Software realisiert werden.
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Leerseite

Claims (2)

  1. Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
    Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska 3031461
    8000 MÜNCHEN 86, DEN- _ POSTFACH 860 S20 ^ «■ "U9= 1980
    MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22
    Tektronix, Inc.,
    S.W. Griffith Drive, Beaverton, Oregon 97005, V.St.A.
    Anzeigeanordnung für einen digitalen Oszillographen
    Patentansprüche
    1/ Anzeigeanordnung für einen digitalen Oszillographen, gekennzeichnet durch einen digitalen Signalformspeicher (20), welcher Daten enthält, die ein Maß für aktuelle getaktete Daten sind, durch eine Schaltung (10, 14) zur Austaktung der Daten aus dem Speicher (20) in einer vorgegebenen Sequenz und durch eine Schaltung (60) zur Interpolation zwischen aktuellen Daten sowie zur Ausgabe interpolierter Daten in einer Zeitfolge zwischen den aktuellen Daten für eine Anzeige.
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  2. 2. Anzeigeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung (60) zur Interpolation zwischen aktuellen Daten ein Transversalfilter aufweist.
    - Anzeigeanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Transversalfilter (60) eine mit Abgriffen versehene analoge Verzögerungsanordnung (30) mit einer vorgegebenen Anzahl von Abgriffsausgängen, eine Schaltung (32-46, 50) zur Wichtung und Summierung der Daten an den Abgriffsausgängen zwecks Bildung interpolierter Daten sowie einen Multiplexer (52) zum Multiplexen der aktuellen und der interpolierten Daten aufweist.
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DE3031461A 1979-08-20 1980-08-20 Anzeigeanordnung für einen digitalen Oszillographen Expired DE3031461C2 (de)

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