DE3504759C2 - Wobbel-Messvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wobbel-Meßvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Durch­ führen von Wobbel-Messungen nach dem Oberbegriff von Patent­ anspruch 4. Derartige Meßvorrichtungen und -verfahren werden beispielsweise bei Spektrumanalysatoren eingesetzt.

Ein Spektrumanalysator ist im wesentlichen ein Empfänger, welcher über ein Band von Frequenzen abgestimmt bzw. gewobbelt wird und bei dem die Amplitude der empfangenen Signale auf einer Kathodenstrahlröhre als Funktion der Frequenz dargestellt wird. Oftmals ist es wünschenswert, für Kalibrierungszwecke bestimmte Einstellungen an der dargestellten Signalinformation vorzunehmen und Merkmale der dargestellten Informa­ tion, wie etwa Signalstärke und Frequenz, zahlenmäßig zu erfassen. Diese Funktionen werden am wirksamsten ausgeführt, indem die Informa­ tion von analoger in digitale Form umgewandelt und in einem Speicher gespeichert wird. Diese Digitalisierung der Information vereinfacht auch die Automatisierung der Funktionen des Spektrumanalysators.

Ein automatischer Spektrumanalysator ist bekannt aus den US-Patentschriften 4,253,152; 4,264,958; 4,257,104 und 4,244,024. Derartige Spektrumanalysatoren ermöglichen es dem Benutzer beispiels­ weise, die Frequenz und die Amplitude desjenigen Punktes auf der auf dem Bildschirm dargestellten Signalkurve zu bestimmen, auf den der Benutzer ein Markierungszeichen gesetzt hat. Der Benutzer kann auch eine Spitzenwert-Suchfunktion aufrufen, die das Setzen des Markie­ rungszeichens bei dem höchsten Signal in der Anzeige und die Anzeige des Frequenz- und des Amplitudenwertes des bei der Suche gefundenen Punktes bewirkt.

Ein anderer bekannter Spektrumanalysator, Hewlett-Packard Mo­ dell 8568A, weist Mikroprozessoren zur Steuerung des Gerätes, zur Display- und Datenaufbereitung und zur Anpassung des Gerä­ tes an einen Interface-Bus auf, Augustin, Dieter; "Ein modernes Konzept zur Spektrumanalyse" in Elektronik 1980, Heft 2, S. 31-38. Ein eigener Mikroprozessor dient zur Digitalisierung, Speicherung und Anzeige von Daten.

Ein weiterer bekannter Spektrumanalysator, Hewlett-Packard Modell Fest 8566A, ermöglicht das Setzen des Markierungszeichens auf dem nächst­ höchsten Spitzenwert. Gemäß einem weiteren Merkmal des bekannten Gerä­ tes kann der Benutzer eine bestimmte Frequenz vorgeben, und das Mar­ kierungszeichen wird dann auf der dargestellten Signalkurve an einer dieser Frequenz entsprechenden Stelle gesetzt. Der Spektrumanalysator zeigt dann die Amplitude des Signals bei dieser gewählten Frequenz an.

Der Spektrumanalysator 8566A ist beschrieben in "HP 8566B Spectrum Analyzer Operating and Programming Manual No. 90 040".

Der bekannte Spektrumanalysator kann gesteuert werden durch einen Be­ nutzer mit Hilfe einer Tastatur an der Frontplatte des Analysators oder auch durch einen entfernten Computer, welcher mit dem Analysator über den Hewlett-Packard Interface-Bus (HP-IB) verbunden ist. Unter Verwendung von Befehlen, die den Funktionen entsprechen, die vom Be­ dienungsfeld des Gerätes her ausgelöst werden können, kann somit ein entfernter Computer den Spektrumanalysator mit Hilfe eines Programmes steuern.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wobbel-Meßvorrichtung und ein Wobbel-Meß­ verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bzw. 4 anzugeben, welche bei weitgehender Automatisierung flexiblere und vielseitigere Möglichkeiten der Analyse und der Verarbei­ tung der Meßdaten ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Patentanspruch 1 bzw. 4 angegebenen Markmale.

Am Ende jedes Wobbel-Durchlaufs des Spektrumanalysators können bestimmte vom Benutzer defi­ nierte Funktionen automatisch ausgeführt werden. Während bei den be­ kannten Geräten die weitere Verarbeitung der vom Spektrumanalysator gewonnenen Daten unter der Steuerung durch einen externen Computer erfolgen muß, kann gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Verarbeitung wesentlich schneller erfolgen, da sie von der Wobbel-Meßvorrichtung selbst ausgeführt wird, wenn sie beim Meßvorgang das Ende eines Wobbeldurchlaufs erreicht. Mit dieser Funktion kann beispielsweise erreicht werden, daß die Wobbel-Meß­ vorrichtung auf einen entsprechenden Befehl des Benutzers hin an­ zeigt, ob die Ergebnisse eines ausgeführten Testes innerhalb der durch den Benutzer definierten Grenzen liegen oder ob ein bestimmtes zu su­ chendes Signal gefunden worden ist.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Funktion kann der Benutzer eine bestimmte Signalamplitude vorgeben, und ein Markierungszeichen wird auf der Signalkurve in der Anzeigeeinrichtung bei dieser Amplitude gesetzt. Diese Amplituden-Markierfunktion ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung beim Prüfen elektronischer Geräte, beispielsweise von Filtern und Verstärkern, und ist ebenfalls bei der Lokalisierung oder Identifizierung von Signalen von Vorteil. Da im Unterschied zum Stand der Technik bei der Funktion zum Auffinden bestimmter Signalamplituden kein umständliches Ausprobieren erforderlich ist, gewährleistet diese Funktion wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten Vorrichtungen, bei welchen das Markierungszeichen manuell auf der Anzeige gesetzt werden muß oder bei welchen die Frequenz anzugeben ist, bei der das Markierungszeichen erscheinen soll.

Häufig werden eine Reihe von Signalen mit verschiedenen Signalstärken auf dem Bildschirm eines Spektrumanalysators angezeigt, und der Benut­ zer muß oftmals die Frequenz und die Amplitude jedes einzelnen dieser Signale bestimmen. Ein Gerät gemäß dem Stand der Technik weist eine Funktion zum Setzen eines Markierungszeichens auf dem höchsten Signal und zum Anzeigen der Frequenz und der Amplitude dieses Signals auf. Eine Funktion zum Auffinden des nächsthöchsten Spitzenwertes kann zum Messen der übrigen Signale in der Reihenfolge ihrer Signalstärke ver­ wendet werden. Da jedoch die Amplituden der Signale keine Beziehung zur Reihenfolge ihres Auftretens auf dem Bildschirm haben müssen, kann das Markierungszeichen auf dem Bildschirm in unerwünschter Weise um­ herspringen, wenn es sich von Signal zu Signal bewegt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auf einen entsprechenden Befehl eines Benutzers das Markierungszeichen auf den nächsten Spit­ zenwert rechts oder links von der gegenwärtigen Position des Markie­ rungszeichens gesetzt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1A bis 1F und 2A bis 2E sind schematische Darstellungen einer Steuereinrichtung für einen Spektrumanalysator gemäß einem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 3 und 4 sind Flußdiagramme für eine Funktion zum Ausführen von vom Benutzer definierter Programme am Ende eines Wobbeldurchlaufs des Spektrumanalysators.

Die Fig. 5A und 5B zeigen ein Flußdiagramm einer Amplituden-Mar­ kierungsfunktion.

Die Fig. 6 veranschaulicht die Wirkungsweise der Amplituden-Mar­ kierungsfunktion von Fig. 5.

Die Fig. 7 ist ein Gesamtflußdiagramm, welches die Wirkungsweise von mehreren Spitzenwert-Markierungsfunktionen darstellt.

Die Fig. 8A und 8B zeigen Flußdiagramme einer Funktion zum Setzen eines Markierungszeichens auf den nächsten Spitzenwert rechts oder links von der laufenden Position des Markierungszeichens.

Die Fig. 9 veranschaulicht die Wirkungsweise der Funktion gemäß den Fig. 8A und 8B.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält die vorliegende Erfindung wesentliche Verbesserungen der in der als Bestandteil dieser Beschreibung aufzufassenden Patentschrift US PS 4 253 152 beschriebe­ nen Vorrichtung. Diese bekannte Vorrichtung umfaßt einen Spektrumana­ lysator mit Schaltungen zum Digitalisieren gemessener Analogsignale und zum Darstellen und Analysieren der digitalisierten Signale auf verschiedene Weisen. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf dieje­ nigen Aspekte des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, die sich von der Vorrichtung gemäß dem früheren Patent un­ terscheiden. Ein wesentlicher Unterschied besteht in der Steuerein­ richtung, die dargestellt ist in den Fig. 38 und 39 der früheren Patentschrift und die vor allem beschrieben ist von Spalte 24, Zeile 65 bis Spalte 25, Zeile 47.

Die Fig. 1A bis 1F und 2A bis 2E zeigen die Steuereinrichtung des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die die Steuereinrichtung gemäß dem früheren Patent ersetzt. Die in Blockform dargestellten Bauteile die­ ser Figuren sind im Anhang erklärt. Der Block 102 stellt einen Taktgeber mit einem Kristalloszillator dar, welcher bei ungefähr 14,7 Megahertz arbeitet. Das Ausgangssignal des Oszillators wird einmal geteilt für das Taktsignal und zweimal für den Taktgeber zum Betreiben des HP-IB-Chips.

Ein Rückstellkreis 104 überprüft, daß das Netzteil 106 innerhalb der Toleranzen arbeitet, bevor der Prozessor zu arbeiten beginnt, so daß kein versehentlicher Verlust oder die Zerstörung von Speicherinhalten auftritt. Die Schreib/Lese-Dekodier-Pufferschaltungen 108 stellen Puf­ fer für die Speicher (RAM und ROM) bereit, um Auswahlausgänge für das höhere bzw. das niedrigere Byte freizugeben.

Ein Adressendekodierer 110 enthält einige Standarddekodierer (Modelle LS 139 und LS 138) und eine Reihe von Dekodierern von der Art program­ mierbarer logischer Felder (PLA), die die Adressierung der ROMs und RAMs bewerkstelligen. Der Adressendekodierer 112 besorgt die Adressen­ dekodierung für mehrere andere Schaltungen in der Steuereinrichtung, wie z. B. für einen Zeitgeber-Chip für ein Parallel-Interface, einen HP-IB-Chip und Datenbus-Puffer, die den Instrumentenbus puffern. Die Puffer sind im Block 114 gezeigt; diese Puffer isolieren den Instru­ mentenbus von dem Prozessor-Datenbus zum Schutz vor hochfrequenten Störungen in dem Instrument. Die Ausgangssignale dieser Puffer speisen den Rest des Gerätes. Die Busse und die auf diesen Bussen auftreten­ den Signale stimmen überein mit den in dem früheren Patent beschriebenen.

Im Block 116 befinden sich Kontrollschaltungen für die Puffer im Block 114. Im Block 118 sind Strobe-Erzeuger für den Eingangs/Ausgangs(I/O)-Bus vorhanden, um zwischen Anzeigebereich und HF-Bereich wählen zu können, von denen jeder seinen eigenen Adressensatz hat.

Ein peripherer Interface- und Zeitgeber-Chip 120 wird verwendet, um einige verschiedene Steuerleitungen zu überwachen und um einige Leuchtdioden (LEDs) zur Signaturanalyse für die Fehlerdiagnose zu speisen.

Im Block 122 ist ein HEWLETT-PACKARD-Interface-Bus(HP-IB)-Chip zu­ sammen mit zwei Pufferchips dargestellt. Weiterhin sind eine Reihe von Adressenschaltern und ein Puffer U 14 (ein LS 244) vorhanden, um die Schalterstellungen auf den Datenbus des Prozessors auslesen zu können.

Im Block 202 ist ein Interrupt-Dekodierer (ein LS 148) dargestellt. Der Selbsttestblock 204 umfaßt einige Register, die in einem Selbst­ testüberprüfungsverfahren verwendet werden. In diese Register kann man eine Adresse einlesen und anschließend zurück auf den Datenbus ausge­ ben, um herauszufinden, ob sie tatsächlich das Geforderte darstellen.

Ein Mikroprozessor 206 wird zum Steuern des Betriebs, des Spektrumana­ lysators verwendet. Ein Motorola Modell 68000 Mikroprozessor mit ei­ ner Arbeitsfrequenz von 8 Megahertz wird anstelle des Prozessors 2015 gemäß Fig. 38A des früheren Patentes verwendet.

Der 68000 Mikropro­ zessor ist ein handelsüblicher Prozessor; der Befehlssatz für diesen Mikroprozessor ist in einer Vielzahl von Veröffentlichungen zu finden, beispielsweise in "MC 68000 16-Bit Microprocessor User′s Manual", dritte Auflage, 1982, Prentice Hall.

Da der Mikrocode-Befehlssatz für diesen Prozessor verschieden ist von dem Befehlssatz des in dem früheren Patent beschriebenen Prozessors, wurden die Programme des früheren Patentes umge­ schrieben, damit sie auf dem MC 68000 Mikroprozessor laufen. Alle in dem früheren Patent beschriebenen Funktionen werden - unter Berück­ sichtigung der Unterschiede zwischen den beiden Prozessoren und ihren Befehlssätzen - auch bei der vorliegenden Ausführungsform auf im we­ sentlichen gleiche Art ausgeführt. Man beachte, daß das Rückstell­ signal für den Prozessor, welches in dem früheren Patent mit POP be­ zeichnet wurde, nunmehr RESET genannt wird, und daß die Startadresse 40 für die Programmausführung nun zur Startadresse 0 geändert wurde. Es sollte weiterhin beachtet werden, daß die HSTM-Leitung nicht mehr benutzt wird; eine Stoppschaltung 3801 ist nicht mehr erforderlich, da diese Funktion nunmehr von dem Mikroprozessor ausgeführt wird.

Der Block 208 umfaßt Interrupt-Dekodier-Logik und der Block 210 umfaßt einige Signaturanalyse-Verbindungsdrähte, die derart geschaltet werden können, daß der Mikroprozessor 206 zum Zwecke der Fehlerdiagnose wie­ derholt eine Reihe vorgewählter Operationen ausführt.

Der Block 212 enthält Lesespeicher (ROMs), welche die Programme für die verschiedenen von dem Spektrumanalysator durchgeführten Funktionen enthalten. Diese Programme umfassen diejenigen, die in dem früheren Patent beschrieben sind und diejenigen, die nachfolgend beschrieben werden. Der Block 214 enthält einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), in welchem die vom Spektrumanalysator gesammelten Daten und die Ergebnis­ se der Datenmanipulationen sowie verschiedene veränderliche Parameter und Befehle gespeichert sind. Sowohl das RAM als auch die ROMs sind im Gegensatz zur Vorrichtung gemäß dem früheren Patent mit dem Mikropro­ zessor zusammen auf einer gemeinsamen Platine zusammengefaßt.

Selbst wenn die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung, die den MC 68000 Mikroprozessor verwendet, als das bevorzugte Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß die folgen­ den Programme ebenso gut in dem in dem früheren Patent offenbarten Ausführungsbeispiel benutzt werden könnten, wenn sie entsprechend kom­ piliert würden, um auf dem Prozessor dieses Ausführungsbeispiels lau­ fen zu können.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Flußdiagramme für eine Funktion, bei der automatisch ein vom Benutzer definiertes Programm am Ende eines jeden Wobbeldurchlaufs des Spektrumanalysators durchführt wird. Zur Verein­ fachung wird diese Funktion bezeichnet mit "on end off sweep" oder ONEOS.

Das ONEOS-Merkmal beinhaltet zwei zeitlich getrennte Funktionen. Eine davon ist die Eingabe einer Kette von externen Standardbefehlen in den Spektrumanalysator durch den Benutzer. Der Spektrumanalysator speichert diese Befehle im Speicher zur späteren Verwendung und setzt eine Marke (flag) im Speicher, um anzuzeigen, daß eine solche Befehls­ kette gespeichert wurde. Die andere Funktion erfolgt danach am Ende eines jeden Wobbeldurchlaufs des Spektrumanalysators, wenn der Spek­ trumanalysator auf die Befehlskette zugreift und die Befehle ausführt. Beispiele für diese Befehlsketten sind: Überprüfung der Grenzen und Neuprogrammierung der Mittenfrequenz des Gerätes. Jeder zulässige Be­ fehl für den Spektrumanalysator kann in die Befehlskette aufgenommen werden.

Die Fig. 3 zeigt die Eingabefolge für die Befehlsketten. Zuerst wählt der Benutzer ein Eingabegerät, typischerweise die Tastatur eines entfernten Computers, der über den HP-IB-Bus mit dem Spektrumanalysa­ tor verbunden ist, obwohl derartige Befehlsketten auch von der Front­ platte des Spektrumanalysators aus eingegeben werden können. Die Be­ fehlskette wird eingegeben, indem zunächst ein Befehl "ONEOS" einge­ geben wird, gefolgt von einer Kette von Befehlen in Anführungszeichen, die der Spektrumanalysator ausführen soll. Die Befehlskette wird dann, im Speicher des Spektrumanalysators gespeichert und eine Marke (flag) wird gesetzt, welche anzeigt, daß diese Befehlskette eingegeben wurde, Nachfolgend ein Beispiel für eine derartige Befehlskette:

ONEOS "MKPK HI; IF MA, LT, -30 THEN TEXT SIGNAL TOO LOW′; SRQ 1; ENDIF".

Diese Befehlskette bewirkt, daß eine Spitzenwertsuche ausgeführt wird und anschließend geprüft wird, ob die gefundene Amplitude kleiner als -30 dBm ist. Falls sie unter dieser Schwelle ist, zeigt der Spektruma­ nalysator auf dem Bildschirm die Information "SIGNAL TOO LOW" an, um den Bediener auf die unerwünschten Betriebsbedingungen aufmerksam zu machen, so daß, er geeignete Maßnahmen treffen kann. Es wird auch eine Bedienungsanforderung durch den entfernten Eingang auf dem HP-IB-Bus erzeugt, um einer Steuereinrichtung einen Fehler zu melden, so daß Alarm gegeben werden kann oder andere vorbestimmte Maßnahmen getroffen werden können.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm der Prozedur zum Überprüfen, ob eine ONEOS-Befehlskette auszuführen ist und zum Veranlassen der Ausführung, wenn diese vorhanden ist. In der Programmierung des Spektrumanalysa­ tors gibt es eine Routine (Unterprogramm), welche die ganze Zeit über abläuft, und die jedesmal, wenn der Analysator ans Ende eines Wobbel­ durchlaufs kommt, den Durchlauf wieder startet. Die Routine heißt DEOES. In dieser Routine wird überprüft, ob die ONEOS-Marke (flag) gesetzt wur­ de, wodurch angezeigt wird, daß der ONEOS-Befehl eingegeben wurde. Wenn er eingegeben wurde, wird eine Prozedur mit dem Namen DOSOFTKEY (-1) aufgerufen und die Befehlskette wird an den HP-IB-Befehlsinterpreter übergeben, um so ausgeführt zu werden, als ob es sich um irgendeinen Satz von Fernbefehlen handelte. Wenn die Ausführung der Befehlskette beendet ist, wird der nächste Wobbeldurchlauf gestartet. Dieser Prozeß wird laufend wiederholt.

Man beachte, daß die ONEOS-Funktion nicht nur bei Spektrumanalysato­ ren nützlich ist, sondern auch bei anderen Arten von gewobbelten Meß­ geräten, beispielsweise bei automatischen Netzwerkanalysatoren, welche analog zu der Steuereinrichtung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eingebaute Prozessoren bzw. Steuereinrichtungen haben.

Eine weitere bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ausführbare Funk­ tion ist das Setzen eines Markierungszeichens auf einer Kurve in der Anzeigeeinrichtung des Spektrumanalysators bei einer vorbestimmten Amplitude. Diese Amplitudenmarkierungsfunktion ist veranschaulicht in den Flußdiagrammen in den Fig. 5A und 5B und das Ergebnis der Funk­ tion ist in Fig. 6 veranschaulicht. Die Funktion wird aufgerufen, indem zunächst ein Markierungszeichen vom Typ "AMPLITUDE" angegeben wird, wodurch die Betriebsweise festgelegt wird. Als nächstes wird die Amplitudenschwelle angegeben, auf die das Markierungszeichen gesetzt werden soll, und der Spektrumanalysator setzt das Markierungszeichen bei dieser Amplitude auf der Kurve auf dem Bildschirm (vorausgesetzt er kann sie finden). Wenn er keine Kurve finden kann, die durch diese Amplitude verläuft, sucht er den nächstliegenden Punkt, so daß wenn alle Punkte oberhalb bzw. alle unterhalb liegen, er den höchsten bzw. tiefsten Punkt auf der Kurve findet.

Das Suchprogramm für das Markierungszeichen wird in den Flußdiagrammen und in den entsprechenden Programmen mit MKASRCH bezeichnet.

Zu Anfang der Routine werden einige Parameter initialisiert ein­ schließlich eines Feldes mit dem Namen AVOID. Dieses Feld bestimmt Punkte auf dem Anzeigege­ rät, die zu vermeiden sind, um zu verhindern, daß das Markierungszei­ chen auf andere schon existierende Marken gesetzt wird. Als nächstes wird die angezeigte Kurve geholt und in den Puffer geladen, wo sie verarbeitet werden kann. Sobald dies geschehen ist, werden einige An­ fangs-Suchparameter initialisiert. Insbesondere werden die gegenwärti­ ge Position des Markierungszeichens und die Amplitude sowie die zu suchende Amplitude festgelegt.

Zu Beginn der Suche wird ein Test im Entscheidungsblock 510 gemacht, um herauszufinden, ob das Markierungszeichen überhaupt bewegt werden muß oder ob es sich bereits bei der gewünschten Amplitude befindet.

Ist die Antwort ja, so ist die Suche beendet und es sind keine weite­ ren Schritte erforderlich. Üblicherweise ist dieses nicht der Fall, so daß das Suchprogramm nach links und nach rechts von der gegenwärtigen Position des Markierungszeichens gestartet wird. Zweck dieser Suche ist es, auf beiden Seiten der gegenwärtigen Position des Markierungs­ zeichens nachzuprüfen, ob die Kurve die gewünschte Amplitudenschwelle irgendwo auf der Anzeige schneidet. Zuerst geht die Suche in einer Richtung zum Rand des Bildschirms hin vor sich und anschließend in der anderen Richtung zum anderen Rand des Bildschirms hin, es sei denn, ein die Suchbedingung erfüllender Punkt wird gefunden, bevor der Rand des Bildschirms erreicht ist.

Die Suche geschieht Datenwert nach Datenwert. Jeder Datenwert wird jeweils geholt, um herauszufinden, ob er größer oder kleiner als der gewünschte Wert ist. Das Programm sucht nach einem Datenwert, der entweder gleich dem gewünschten Wert ist oder den gewünschten Wert von einem zu dem nächsten Punkt kreuzt. Ist der Datenwert anfänglich größer als der gewünschte Wert, sucht das Programm nach einem Datenwert, der kleiner oder gleich dem gewünschten Wert ist. Ist dieser gefunden, ist die Kurve durch den gewünschten Wert zwischen diesen beiden digitalisierten Punkten verlaufen. Sobald ein Kandidat für diesen Wert gefunden ist, wird er gespeichert zur späteren Verwendung in der Prozedur.

Falls die Suche nach links erfolgreich war, aber der gefundene Daten­ punkt einem bereits existierenden Markierungszeichen entspricht, wird dieser Wert nicht gespeichert und die Suche nach links geht weiter, da existierende Marken zu vermeiden sind. Sobald die Suche nach links beendet ist, wird die Suche nach rechts auf dieselbe Art durchgeführt. Falls zwei Kandidaten für das Markierungszeichen gefunden wurden, ei­ ner links und einer rechts von der ursprünglichen Position des Markie­ rungszeichens, wird derjenige gewählt, der der ursprünglichen Position frequenzmäßig am nächsten liegt. Wenn nur ein Kandidat gefunden wurde, wird diese Position als die Position für das Markierungszeichen gewählt.

Wenn keine Kandidaten gefunden wurden, prüft das Programm, ob die ge­ genwärtige Position des Markierungszeichens größer als die gewünschte Position ist. Ist dies der Fall, wird eine Minimumsuche durchgeführt zum Auffinden des der kleinsten Amplitude entsprechenden Punktes auf, dem Bildschirm, da dieser dem gewünschten Wert bezüglich der Amplitude am nächsten liegt. Auf entsprechende Weise wird eine Spitzenwertsuche durchgeführt, wenn die gegenwärtige Amplitude des Markierungszeichens kleiner als die gewünschte Amplitude ist, da nun alle Punkte auf dem Bildschirm unterhalb der gewünschten Amplitude liegen. Das Markie­ rungszeichen wird dann auf den höchsten Punkt auf der Anzeigeeinrich­ tung gesetzt.

Sobald die Position des Markierungszeichens gefunden ist, wird das Markierungszeichen auf die Anzeige geschrieben und der nächste Wobbel-Durch­ lauf beginnt. Die Suche wird am Ende jedes Durchlaufs durchge­ führt, während die Funktion freigegeben ist. Fig. 6 veranschaulicht die Ergebnisse einer Funktion zum Markieren einer bestimmten Amplitu­ de, bei der ein Markierungszeichen 602 auf der vorgegebenen Schwelle von -40 dBm an der Flanke einer Signalkurve 604 auf der Anzeige ge­ setzt wird.

Die Fig. 7, 8A und 8B und 9 veranschaulichen eine Markierungsfunk­ tion, die den nächstliegenden Spitzenwert auf der Anzeige entweder links oder rechts von der augenblicklichen Position des Markierungs­ zeichens identifiziert. Zum Ausführen dieser Funktion gibt es grund­ sätzlich zwei Routinen, von denen eine die andere aufruft. Die erste Routine heißt "marker peak" (MKPK), und sie legt fest, welche Art von Spitzenwertsuche ausgeführt werden soll. Wie in Fig. 7 gezeigt, kann eine Spitzenwertsuche für den höchsten und für den nächsthöchsten Spitzenwert durchgeführt werden, die jedoch hier nicht weiter besprochen werden. Die Spitzenwertsuche für den nächstliegenden Spitzenwert rechts oder links wird nachfolgend beschrieben.

Wenn die gewünschte Routine vom Benutzer angegeben wurde, holt das Programm die passenden Kurvendaten und lädt sie zum Suchen in den Puf­ fer und verzweigt dann zu der geeigneten Suchroutine. Wenn die Funk­ tionen "nächster rechts" oder "nächster links" angegeben wurden, ruft die erste Routine die zweite auf und übergibt die geeigneten Parameter an sie, um die Richtung anzugeben, in welcher zu suchen ist. Nachdem die neue Position für das Markierungszeichen gefunden wurde, wird das Markierungszeichen in die Anzeige geschrieben.

Die Routine "Nächster Spitzenwert", dargestellt in den Fig. 8A und 8B, verwendet eine Viel­ zahl von Parametern; darunter sind die Anfangspositionen für die Su­ che, die Richtung der Suche, die Länge des zu durchsuchenden Feldes, die Schwelle oberhalb bzw. unterhalb derer Datenpunkte ignoriert wer­ den sollen sowie ein Auslenkungsparameter, welcher die Höhe eines Spitzenwertes bezüglich der umgebenden Daten beschreibt. Beispielswei­ se könnte ein Spitzenwert definiert werden als ein Signal in dem Da­ tenfeld, welches wenigstens 6 db größer ist als die Datenwerte auf beiden Seiten des Spitzenwertes, so daß die Auslenkung bei dieser Mes­ sung 6 db beträgt. Diese Parameter werden vom Benutzer vorgegeben, so daß der Benutzer entscheiden kann, nach welcher Höhe von Spitzenwerten zu suchen ist und an welcher Stelle nach ihnen zu suchen ist.

Sobald die Anfangswerte festgelegt sind, wird mit der Suche in der an­ gegebenen Richtung begonnen. Ziel der Suche ist es, einen Datenpunkt zu finden, welcher um wenigstens die Größe des Auslenkungsparameters höher ist als die Punkte auf beiden Seiten davon. Zum Zwecke des Su­ chens gibt es drei Variablen, die dazu benutzt werden, zu bestimmen, wann ein Spitzenwert gefunden wurde:

PEAK, der laufende höchste Wert während der Suche;
VALLEY1, der kleinste gefundene Wert auf der nahen Seite von PEAK; und
VALLEY2, der kleinste gefundene Wert auf der entfernten Seite von PEAK.

Die Suche beginnt mit der VALLEY1-Suchroutine, die nach einem Tief­ punkt oder Tal zwischen dem Anfangspunkt und dem aufzufindenden Spit­ zenwert sucht. Der erste Wert, der aus dem Datenpuffer entnommen wird, wird dann als erster VALLEY1-Wert im Block 802 gespeichert. Als näch­ stes wird überprüft, daß der Datenwert innerhalb der Grenzen des Para­ metersatzes liegt. Gleichzeitig wird nachgeprüft, ob ein Spitzenwert gefunden wurde. Wenn dies nämlich der Fall ist, ist die Prozedur been­ det und das Markierungszeichen kann auf der Anzeigeeinrichtung an der Stelle dieses Datenpunktes gesetzt werden. Dann wird der nächste Da­ tenpunkt aus dem Puffer geholt und es wird in gleicher Weise über­ prüft, ob er innerhalb der Grenzen liegt. Da das Gerät noch im VALLEY1-Suchbetrieb ist, prüft es als nächstes, ob der Datenpunkt klei­ ner als der gegenwärtig gespeicherte VALLEY1-Punkt ist. Ist dies der Fall, wird dieser Punkt der VALLEY1-Punkt, da er kleiner ist, womit ein Abfallen in Richtung der Suche angezeigt wird. Falls aber der Punkt größer als der laufende VALLEY1-Punkt ist, wird der Datenpunkt als Spitzenwert gespeichert und das Gerät wechselt zum Spitzenwert­ suchbetrieb. Anschließend wird der nächste Datenpunkt geholt.

Somit wird für jeden Datenpunkt zunächst sichergestellt, daß er inner­ halb der Grenzen liegt und dann wird eine Drei-Wege-Bestimmung ge­ macht, um zu sehen, in welchem der drei Such-Betriebsweisen das Gerät sich befindet: VALLEY1, VALLEY2 oder PEAK. Dann werden die Daten in Abhängigkeit von der jeweils benutzten Suchweise weiter überprüft.

Wenn das Gerät in der PEAK-Suchweise arbeitet, wird jeder neue Daten­ punkt solange als PEAK gespeichert wie er größer als der gegenwärtig gespeicherte PEAK-Wert ist. Wird ein Datenpunkt gefunden, der kleiner als PEAK ist, überprüft das Gerät, ob die Differenz zwischen VALLEY1 und PEAK größer als der Auslenkungsparameter ist. Ist dies der Fall, wechselt das Gerät zur VALLEY2-Suchweise, da der laufende PEAK-Wert eine der Bedingungen dafür, ein Spitzenwert zu sein, erfüllt.

Um sich als auf der Anzeigeeinrichtung zu markierender Spitzenwert zu qualifizieren, muß die Differenz zwischen PEAK und VALLEY2 ebenfalls größer als der Auslenkungsparameter sein. Trifft dies bei dem ersten Datenwert nach dem Auffinden des Spitzenwertes zu, wird die Suche be­ endet. Trifft dies nicht zu, müssen aufeinanderfolgende Datenpunkte mittels der VALLEY2-Suche getestet werden. Sobald ein Punkt gefunden wurde, der klein genug ist, wird die Suche beendet und das Markie­ rungszeichen kann auf der Anzeigeeinrichtung gesetzt werden. Wenn ein Datenpunkt gefunden wird, der größer als PEAK ist, bevor die VALLEV2-Be­ dingung zutrifft, wechselt das Gerät wieder zur PEAK-Suchweise.

Wenn das Gerät in der PEAK-Betriebsweise ist, kann der nächste Daten­ punkt kleiner als PEAK minus dem Auslenkungsparameter sein, so daß die erste Bedingung für einen echten Spitzenwert nicht erfüllt ist. Wie in Fig. 8B in den auf Block 820 folgenden Blöcken zu sehen ist, wechselt das Gerät zurück zur VALLEY1-Suchweise, bis ein neuer Kandidat für einen Spitzenwert gefunden ist. Dieser Teil der Routine dient dazu, zu vermeiden, daß kleine Spitzen oder Sägezähne an der Seite einer Kurve, deren Höhe den Auslenkungspararmeter nicht übersteigen, als Spitzen­ werte gekennzeichnet werden.

Sobald ein Datenpunkt gefunden ist, der die Suchbedingungen erfüllt, daß PEAK minus VALLEY1 und PEAK minus VALLEY2 beide größer als der Exkursionsparameter sind, ist der als PEAK gespeicherte Datenpunkt, wie oben erwähnt, der gewünschte Punkt und ein Markierungszeichen kann auf der Anzeigeeinrichtung bei diesem Punkt gesetzt werden.

Die Fig. 9 veranschaulicht die Wirkungsweise der Funktion zum Finden des nächsten Spitzenwertes rechts. Das Markierungszeichen sitzt zu­ nächst bei dem Spitzenwert 910. Wird die Funktion "nächster Spitzen­ wert rechts" ausgeführt, so wird das Markierungszeichen zu dem Spit­ zenwert 911 bewegt, dem nächsten Spitzenwert rechts von dem Spitzen­ wert 910. Man sieht, daß beim nochmaligen Ausführen der Funktion "nächster Spitzenwert rechts" das Markierungszeichen auf dem Spitzen­ wert 912 sitzen wird, wohingegen bei dem eingangs erwähnten früheren Patent das Markierungszeichen statt dessen auf dem Spitzenwert 913 säße, wenn die Funktion "nächster Spitzenwert" benutzt würde.

Es versteht sich, daß die Funktion der Amplitudenmarkierung und die Funktionen "nächster Spitzenwert rechts" und "nächster Spitzenwert links", obwohl im Zusammenhang mit einem Spektrumanalysator beschrie­ ben, auch in anderen gewobbelten Geräten, beispielsweise in Netzwerk­ analysatoren, verwendet werden könnten. Weiterhin können die Funktio­ nen "nächster Spitzenwert rechts" und "nächster Spitzenwert links" so angepaßt werden, daß Täler bzw. Minima festgestellt werden können, was insbesondere bei Netzwerkanalysatoren vorteilhaft eingesetzt werden kann.

Der Anhang ist eine Liste der integrierten Schaltungsbauteile, die in der Steuereinrichtung gemäß den Fig. 1A bis 1F und 2A bis 2E verwendet werden.

Anhang

Liste der integrierten Schaltungen (IC) in Fig. 1 und 2

Claims (7)

1. Wobbel-Meßvorrichtung, mit

• - einem Signaleingang,
• - einem Wobbelgenerator zum Erzeugen eines Wobbelsigna­ les und eines Wobbelendesignales,
• - einer mit dem Signaleingang und mit dem Wobbelge­ nerator verbundenen Meßeinrichtung zum Erzeugen eines Meßsignales in Abhängigkeit vom Empfang eines Eingangs-Signales,
• - einer mit der Meßeinrichtung verbundenen Signalverar­ beitungseinrichtung zum Digitalisieren des Meßsignales,
• - einer mit der Signalverarbeitungseinrichtung verbunde­ nen Anzeigeeinrichtung zum Darstellen verarbeiteter Signale,
• - einer Benutzereingabeeinrichtung zum Eingeben einer Befehlskette durch einen Benutzer, die einer Folge von auszuführenden Operationen entspricht,
• - einer Speichereinrichtung (212, 214) zum Speichern der Befehlskette, und
• - einer Steuereinrichtung zum Ausführen der Befehlsket­ te,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (206) mit der Speichereinrichtung, mit der Signalverarbeitungseinrichtung und mit dem Wobbelge­ nerator verbunden ist, um in Abhängigkeit von dem Wobbel­ endesignal die Ausführung der gespeicherten Folge von Operationen auszulösen, wobei die Operationen bestimmte vom Benutzer definierte Funktionen für die weitere Verarbeitung des Meßsignales in der Signalverarbeitungseinrichtung umfassen.

2. Wobbel-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Signalverarbeitungseinrichtung, das digitalisier­ te Meßsignal speichert,
• - die Anzeigeeinrichtung gespeicherte Meßsignale in Form einer Signalkurve darstellt,
• - eine Einrichtung zum Erzeugen eines Markierungszei­ chens auf der Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist,
• - die Steuereinrichtung (206) in Abhängigkeit von einem von einer Bedienperson eingebbaren Amplitudenwert für das Markierungszeichen die entsprechende Position auf der dargestellten Signal­ kurve bei oder in der Nähe dieser Amplitude bestimmt, und
• - die Einrichtung zum Erzeugen eines Markierungszei­ chens mit der Signalverarbeitungseinrichtung, mit der Steuereinrichtung (206) und mit der Anzeigeeinrichtung verbunden ist, um ein Markierungs­ zeichen an der durch die Steuereinrichtung bestimmten Position darzustellen.

3. Wobbel-Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Signalverarbeitungseinrichtung das digitalisierte Meßsignal speichert,
• - die Anzeigeeinrichtung gespeicherte Meßsignale in Form einer Signalkurve darstellt,
• - eine Einrichtung zum Erzeugen eines Markierungszei­ chens auf der Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist,
• - die Steuereinrichtung (206) in Abhängigkeit von einem ent­ sprechenden von einer Bedienperson eingebbaren Befehl den links oder rechts von der jeweiligen Position des Markierungszeichens liegenden Spitzenwert der darge­ stellten Signalkurve aufsucht, und
• - die Einrichtung zum Erzeugen des Markierungszeichens mit der Signalverarbeitungseinrichtung, der Steuer­ einrichtung (206) und mit der An­ zeigeeinrichtung verbunden ist, um ein Markierungs­ zeichen an einem durch die Steuereinrichtung bestimm­ ten Spitzenwert darzustellen.

4. Verfahren zum Durchführen von Wobbel-Messungen, mit fol­ genden Verfahrensschritten:

• - Empfangen eines zu messenden elektrischen Signales,
• - Erzeugen eines Wobbel-Signales und eines Wobbelende­ signales,
• - Durchführen einer Wobbel-Messung mit dem empfangenen elektrischen Signal zum Erzeugen einer Meßgröße in Abhängigkeit von dem Wobbel-Signal,
• - Eingeben einer Befehlskette durch einen Benutzer, die einer Folge von Operationen entspricht, welche mit dem sich aus der Wobbel-Messung ergebenden gemessenen Signal durchzuführen sind,
• - Speichern der Befehlskette und
• - automatisches Ausführen der Befehlskette, dadurch gekennzeichnet, daß in Ab­ hängigkeit von dem Wobbelendesignal die Folge von Operationen mit dem gemessenen Signal ausgeführt werden, wobei die Operationen bestimmte vom Benutzer definierte Funktionen für eine weitere Verarbeitung des Meßsignals umfassen.

5. Verfahren nach Anspruch 4 zum Setzen eines Markierungs­ zeichens auf einer Signalkurve, welche der gespeicherten digitalen Darstellung eines als Ergebnis einer Wobbelmes­ sung gewonnenen Meßsignales entspricht, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens­ schritte:

• - Festlegen eines Amplitudenwertes durch eine Bedien­ person, bei welchem das Markierungszeichen auf der Signalkurve gesetzt werden soll,
• - Vergleichen dieses Amplitudenwertes mit den jeweiligen Amplitudenwerten der gespeicherten digitalen Darstel­ lung des Meßsignales, um die Position auf der Signal­ kurve festzustellen, die dem Amplitudenwert des Mar­ kierungszeichens am nächsten liegt, und
• - Darstellen des Markierungszeichens an der festge­ stellten Position.

6. Verfahren nach Anspruch 4 zum Setzen eines Markierungs­ zeichens auf einer Signalkurve, welche der gespeicherten digitalen Darstellung eines als Ergebnis einer Wobbel-Mes­ sung gewonnenen Meßsignales entspricht, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens­ schritte:

• - Angeben der Richtung, in welcher nach einem Spitzen­ wert in der Signalkurve rechts oder links von der gegenwärtigen Position eines Markierungszeichens zu suchen ist, und auf welchen Spitzenwert das Markierungszeichen gesetzt werden soll,
• - Suchen nach dem ersten Spitzenwert einer vorbestimm­ ten Signalgröße in der angegebenen Richtung entlang der Signalkurve,
• - Abspeichern der Position eines festgestellten Spit­ zenwertes, und
• - Darstellen eines Markierungszeichens auf der Signal­ kurve an der festgestellten Position.