DE3750254T2

DE3750254T2 - Steuersystem für Instrumente zur optischen Signaldarstellung.

Info

Publication number: DE3750254T2
Application number: DE3750254T
Authority: DE
Inventors: David D Stubbs
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2007-11-27
Also published as: EP0278163A3; US4812996A; EP0278163A2; DE3750254D1; EP0278163B1; JPH07122655B2; JPS63149579A

Description

ERFINDUNGSHINTERGRUND

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Betrieb und die Steuerung von programmierbaren Testinstrumenten. Insbesondere ist sie auf ein System und ein Verfahren zur rechnergestützten Steuerung eines programmierbaren Testinstrumentes zum Erfassen oder Erzeugen von Signalen in zwei Dimensionen gerichtet. Typische programmierbare Instrumente dieser Art sind unter anderem Digitalisiergeräte (Spannung in Abhängigkeit von Zeit) Spektralanalysatoren (Amplitude in Abhängigkeit von Frequenz) Netzgeräte (Spannung in Abhängigkeit von Strom) und Wellenformgeneratoren (Amplitude in Abhängigkeit von Zeit).
Das "Programmieren" (bzw. das Einstellen) allein operierender (oder manueller) Instrumente erfolgt durch die Betätigung von Tasten und/oder das Drehen von Knöpfen auf ihrer Frontplatte. Diese Bedienungselemente wirken sich direkt auf die Konfiguration und somit den Betrieb des Instrumentes aus. Diese Bedienungselemente werden häufig im Hinblick auf die Schaltung oder Schaltungsfunktion, die sie betreffen, bezeichnet (z. B. "Verstärkungs"-Regler auf einem Vertikalverstärker eines Oszilloskops) und nicht im Hinblick auf die Funktion, die der Benutzer erzielen möchte (z. B. "Erhöhen der vertikalen Auflösung" oder "Vergrößern"). Die Bedienungselemente werden auch üblicherweise in Abhängigkeit voneinander definiert (z. B. vertikaler Offset definiert als Prozentsatz der vertikalen Skalierung) und die Betätigung eines Reglers kann sich somit auf andere auswirken. Ein Beispiel eines derartigen Instruments ist ein mikroprozessorgesteuertes Oszilloskop, wie es in der U.S.-Patentschrift Nr. 4,162,531 (Rode et al.) beschrieben ist.
Mittels einer Vielzahl von Hardware-Techniken werden Instrumente an Rechner angeschlossen, so daß die Rechner unter Programmsteuerung Nachrichten senden können, die Instrumenteneinstellungen bewirken (wodurch das Instrument gesteuert wird) und sie empfangen Informationen von Instrumenten. In der U.S.-Patentschrift Nr. 4,507,740 (Star et al.) ist ein Beispiel eines derartigen Testinstrumentes beschrieben, ein Zweikanal-Digitalisiergerät, das von einem lokalen Mikroprozessor mit externen Verbindungen zur Programmierung des Mikroprozessors von einem Hauptrechner aus gesteuert wird.
Höhere Programmiersprachen (z. B. BASIC und FORTRAN) wurden entsprechend erweitert, um Mittel zum Ausdruck der gewünschten Instrumenteneinstellungen zur Verfügung zu haben. Unter (oder hinter) diesen Spracherweiterungen stehen Treiber (oder Unterprogramme), die die Steuerausdrücke in der höheren Sprache interpretieren. Diese Treiber wandeln die Bedeutung der Ausdrücke in das Kommunikationsprotokoll um, welches zur Steuerung des Instrumentes erforderlich ist. Bei gewissen Instrumenten können Treiber auch den Zustand des Instrumentes berichten (z. B. die Steuereinstellungen und die Fehlerstatusinformation) sowie Daten, die das Instrument erfassen kann.
Diese Treiber sind im wesentlichen dieselben, die auch bei Rechnerbetriebssystemen zur Kommunikation mit Peripheriegeräten wie Terminals, Diskettenlaufwerken und Magnetbandlaufwerken verwendet werden. Bei diesen programmierbaren Systemen muß der Benutzer mit dem Instrument in Abhängigkeit seiner herkömmlichen Steuereinstellungen kommunizieren (z. B. Grad des vertikalen Offsets, Vertikaler Skalierungsfaktor etc.). Der Benutzer muß nicht nur wissen, wie das Testinstrument zu steuern ist, sondern auch, wie die gewünschten Steuerbefehle in der Programmsprache aus zudrücken sind.
Viele höhere Sprachen wurden ebenfalls erweitert, um ein Mittel zur graphischen Anzeige von Daten, die von den Testinstrumenten (beispielsweise Digitalisiergeräten) zurückgesandt werden, zur Verfügung zu stellen. Diese Sprachen greifen auf Fenstermodule (Unterprogramme) zurück, um erfaßte Daten (z. B. digitalisierte Signale) aus dem Koordinatensystem, das die Daten darstellen, (z. B. Zeit in Abhängigkeit von Spannung) in das Koordinatensystem der Anzeigevorrichtung (Kathodenstrahlröhre) zu übertragen. Nachdem die Daten in Anzeigekoordinaten umgewandelt wurden, interpretieren Graphikmodule (Unterprogramme) Sprachbefehle wie DRAWline und FILLArea. Befehle wie diese verwenden Parameter von Anzeigekoordinaten und erzeugen Anweisungen in derjenigen Form, die die Anzeigevorrichtung zur Wiedergabe der gewünschten Abbildung benötigt.
Elemente höherer Programmiersprachen, Fenstermodule und Graphikmodule wurden bislang in breitem Umfang zur Erzeugung graphischer Darstellungen von im Rechnerspeicher gespeicherter Daten verwendet. Sie wurden auch in Verbindung mit graphischen Eingabegeräten (z. B. Daumenradschaltern, Joysticks, Mäusen etc., die einen Anzeigecursor steuern) eingesetzt, um die Bildschirmstelle des Cursors in Abhängigkeit des Koordinatensystems der angezeigten Daten zu interpretieren.
Diese Art von Anzeigesystem ermöglicht es dem Benutzer, die gespeicherten Daten in verschiedenen Maßstäben anzuzeigen, jedoch ist die Auflösung der angezeigten Daten auf diejenige begrenzt, die gespeichert ist. Das Vergrößeren ("Zoomen") eines Teils einer Wellenform kann nicht mehr Details der Wellenform liefern als ursprünglich gespeichert wurden. Außerdem sind die gespeicherten Daten auf die Aufzeichnungslänge der gespeicherten Daten begrenzt. Somit stehen selbst bei einem Vergrößern über die Dimensionen der gespeicherten Daten hinaus nicht mehr Daten zur Verfügung. Um diese beiden Einschränkungen zu überwinden, muß der Benutzer das Testinstrument neu programmieren oder neu einstellen.
Bei herkömmlichem manuellem Betrieb eines Testinstrumentes, z. B. eines Digitalisiergerätes, betätigt der Benutzer die Bedienungselemente des Digitalisiergerätes auf die graphische Darstellung der erfaßten Daten hin. Obgleich die Daten typischerweise in einem Zeit/Spannung-Koordinatensystem wiedergegeben werden, muß der Benutzer mehrere, bisweilen interaktive Bedienungselemente betätigen, bis die erfaßten Daten in annehmbarer Weise auf der Anzeige wiedergegeben werden. Im Falle einer manuellen Betätigung findet nur selten eine Berechnung von Einstellungen statt. Statt dessen probieren die Benutzer die Einstellungen ungeachtet ihres Wertes durch, bis das Bild richtig aussieht.
Der Betrieb eines programmierbaren Testinstrumentes, z. B. eines Digitalisiergerätes, über höhere Programmiersprachen erfordert ein gewisses Maß an Vorausdenken und Berechnung. Daher lassen sich programmierbare Instrumente äußerst schwierig interaktiv benutzen. Wenn dies möglich ist, wird eine Interaktion dadurch erzielt, daß eine Auswahl aus einem Menü von Wahlmöglichkeiten gegeben ist oder der Benutzer einen Einstellwert eingeben muß, der von einem Programm gelesen und über den Gerätetreiber an das Digitalisiergerät übertragen wird. Bei Empfang der neuen Einstellungen erfaßt das Digitalisiergerät neue Daten und sendet diese über den Treiber an Fenster- und Graphikunterprogramme zur Wiedergabe auf der Anzeige zurück. Der Benutzer setzt dann Ziele in Abhängigkeit der angezeigten Daten, muß jedoch diese Ziele erst in Abhängigkeit der Einstellungen des Digitalisiergeräts umwandeln, um agieren zu können. Wenn mehr als ein Instrument benutzt wird, muß jedes separat eingestellt werden. Dies alles trägt zu einer hohen Komplexität bei und erfordert erhebliche Erfahrung, Zeitaufwand sowie sorgfältiges Arbeiten, um erfolgreich zum Ziel zu gelangen.
In "Automated Spectrum Analysis", Proceedings IEEE, Band 66, Nr. 4, April 1978, Seiten 392-402, ist ein System offenbart, bei dem Instrumente über einen gemeinsamen Instrumentenbus mit einem Rechner verbunden sind. Der Rechner hat ein interaktives Graphikterminal, welches dem Benutzer ermöglicht, mit dem System zu interagieren. Eine Graphik-Kathodenstrahlröhre erzeugt eine Anzeige von Graphik und Text. Über eine Steuerkugel ("Trackball") kann ein Cursor beliebig auf der Kathodenstrahlröhre positioniert werden. Die Position dieses Cursors wird abgelesen und zur Steuerung der Programmverzweigung verwendet. Eine Tastatur wird zur Eingabe von Betriebsparametern verwendet. Dieses System weist daher ebenfalls die oben erwähnte Problematik bezüglich der Schwierigkeit der Einstellung der Instrumente auf.
In der U.S.-A-4 244 04 ist ein Spektralanalysator beschrieben, der eine graphische Anzeige einer gemessenen Wellenform erzeugt. Ein oder mehrere bewegbare Markierungen auf der Wellenform werden zum Ableiten von Messungen mit Bezug auf die Wellenform verwendet, und können auch mit einer Vergrößerungssteuerung ("Zoomsteuerung") zum Vergrößern eines Teils der Wellenform gemäß eines vorgegebenen Multiplikationsfaktors verwendet werden.
Dementsprechend besteht nach wie vor ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren und einer Vorrichtung zum Steuern von Testinstrumenten zum Einstellen der Dimension eines Signalerfassungs- oder erzeugungsfensters für ein Testinstrument und zum graphischen Darstellen des Signals, wie es tatsächlich abgetastet wurde.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüche 1 und 15 aufgeführt.
In der nachfolgenden Beschreibung sind Einzelheiten eines Verfahrens und einer Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zum Steuern eines Testinstrumentes mit einem vorbestimmten Satz von rechnerprogrammierbaren Steuereinstellungen beschrieben. Die Vorrichtung umfaßt einen Rechner mit einer externen Kommunikationsvorrichtung zum Übertragen von Steuereinstellungsbefehlen von dem Rechner an das Testinstrument, eine Benutzereingabevorrichtung zur Eingabe von Daten durch einen Benutzer an den Rechner, und einen Speicher. Eine Anzeigevorrichtung ist ebenfalls vorgesehen, um vom Rechner kommende Daten, einschließlich zweidimensionaler Signaldaten, einem Benutzer sichtbar in graphischer Form anzuzeigen. Der Rechner speichert in seinem Speicher Daten, die eine Transformationsfunktion für das Testinstrument zur Umwandlung auswählbarer Anweisungen für das Instrument zu verallgemeinerten Sätzen von Steuereinstellbefehlen zum Steuern des Betriebs des Instrumentes definieren. Der Rechner weist weiterhin eine auf den Benutzer ansprechende Vorrichtung zur Eingabe von Daten auf, die eine vom Benutzer festgelegte Anweisung für das Instrument definieren, wobei der Rechner eine Vorrichtung zum Umwandeln der vom Benutzer festgelegten Anweisung gemäß der Transformationsfunktion aufweist, um einen spezifischen Satz dieser Steuereinstellbefehle zu erzeugen. Die Kommunikationsvorrichtung überträgt dann den spezifischen Satz von Steuereinstellbefehlen an das Testinstrument, um es gemäß spezifischen Steuereinstellungen zu betreiben, die bewirken, daß ein Ausgangssignal gemäß der vom Benutzer festgelegten Anweisung erzeugt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist bei der Erfindung ein Rechner und eine fenster- und graphikfähige Anzeige mit einem programmierbaren elektronischen Testinstrument kombiniert, beispielsweise einem Digitalisiergerät und einem Treiber für das Digitalisiergerät, und zwar derart, daß der Benutzer das Signalerfassungsfenster des Testinstrumentes direkt steuern kann. Die vom Benutzer auf der Anzeige erstellten Koordinaten eines gewünschten Signalerfassungsfensters werden in zweidimensionale Signalmerkmal-Einstellungen (z. B. Zeit/Spannung) umgewandelt. Diese Einstellungen werden zur Steuerung des Testinstruments dahingehend verwendet, um das Signalerfassungsfenster zu bestimmen, innerhalb dessen das Testinstrument ein Testsignal von einem in Test befindlichen Gerät empfangen soll.
Dieselben Prinzipien können ebenfalls bei anderen programmierbaren Testinstrumenten verwendet werden, die zweidimensionale Signale erfassen, beispielsweise einem Spektralanalysator, der Signale in Frequenz-Amplitude-Paaren erfaßt. Die Grundprinzipien der Erfindung können auf ähnliche Weise dazu verwendet werden, programmierbare Testinstrumente zur Anregung eines in Test befindlichen Gerätes zu steuern, beispielsweise ein Netzgerät oder einen Signalgenerator. Es können auch mehrere Testinstrumente zur Anregung und Signalerfassung gesteuert werden, wobei der Rechner und seine Anzeige und die Eingabevorrichtung als einziger Zugangskanal zum System des Testinstruments oder eines anderen zu steuernden Systems fungieren.
Diese Erfindung ermöglicht es einem Benutzer, mit einem Testinstrumentsystem in Abhängigkeit der gerade untersuchten zweidimensionalen graphischen Merkmale zu denken und zu arbeiten und das Testinstrument direkt in Abhängigkeit dieser Merkmale zu manipulieren. Der Benutzer muß nicht die gewünschte Darstellung von Testdaten in Einstellwerte des Testinstrumentes oder in Rechnerbefehle umsetzen, um derartige Einstellungen vorzunehmen, damit er die gewünschten Testdaten erhält. Außerdem entfällt bei dieser Technik für den Benutzer, der die Bedienungselemente des Instrumentes einstellt, das Erfordernis, Wechselwirkungen unter den Bedienungselementen kompensieren zu müssen.
Die oben angeführten Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, in der auf die Figuren Bezug genommen wird.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Es zeigen
Fig. 1 ein verallgemeinertes Blockschaltbild einer Instrumentsteuerung zur Signalbetrachtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Betriebsbeispiels des Systems aus Fig. 1 zum Steuern eines Digitalisiergeräts;
Fig. 3 ein funktionelles Blockschaltbild, das den Datenfluß und den Betrieb des Anzeigebildschirmes im Instrumentensystem aus Fig. 2 darstellt;
Fig. 4 ein Zustandsdiagramm auf oberster Ebene für ein Rechnerprogramm zum Implementieren der Signalbetrachtungssteuerung eines Digitalisiergerätes gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 5a ein Zustandsdiagramm des "Datenerfassung"-Zustandes, wie er in Fig. 4 gezeigt ist;
Fig. 5b ein Diagramm eines Speichermechanismus, eines Stapelspeichers, zum Speichern alter Erfassungsfenster;
Fig. 6a ein Zustandsdiagramm für den Zustand der "vertikalen Einstellungen" wie in Fig. 5a gezeigt;
Fig. 6b eine graphische Darstellung des Vorganges zur Bestimmung der vertikalen Einstellungen im Zustand aus Fig. 6a;
Fig. 7a ein Zustandsdiagramm des Zustandes der in Fig. 5a gezeigten "horizontalen Einstellungen";
Fig. 7b eine graphische Darstellung des Vorganges zur Bestimmung der horizontalen Einstellungen im Zustand aus Fig. 7a;
Fig. 8 ein Zustandsdiagramm des in Fig. 4 gezeigten Zustandes der "Umwandlung zur Wellenform";
Fig. 9 ein Zustandsdiagramm des in Fig. 4 gezeigten Zustandes der "Erstellung des Graphen";
Fig. 10 eine Vergrößerung des Bildschirmes aus Fig. 3, die ein anfängliches (oder voreingestelltes) Erfassungsfenster zum Betrachten eines ersten Testbeispieles eines Fernseh-Vertikalintervall-Testsignals (VITS) zeigt;
Fig. 11a eine Darstellung des Bildschirms aus Fig. 10 mit einem Standard-Popup-Menü aus Smalltalk-80, das Betriebswahlmöglichkeiten anzeigt, die aus dem Signalbetrachtungs-Rechnerprogramm verfügbar sind, bei dem "Vergrößern" der ausgewählte Menüpunkt ist;
Fig. 11b ein Zustandsdiagramm des in Fig. 4 dargestellten Zustandes "Vergrößern";
Fig. 12 eine Darstellung des Bildschirmes aus Fig. 11a, nachdem ein "Ursprungscursor" (eine eckige Klammer in der linken oberen Ecke) des Standard-Smalltalk-80-Programms angezeigt und positioniert wurde, um den Vorgang der Definition des nächsten Erfassungsfensters zu beginnen;
Fig. 13 eine Darstellung des Bildschirmes aus Fig. 12, der ein schattiertes Rechteck zeigt, das den abgegrenzten Bereich hervorhebt, wenn der Benutzer durch Bewegen der Maus bei niedergedrückter Maustaste die rechte untere Ecke des Rechteckes auf dem Bildschirm herumzieht;
Fig. 14 eine Darstellung des Bildschirmes, nachdem die durch das in Fig. 13 definierte Rechteck bestimmten Einstellungen berechnet und an das Digitalisiergerät übertragen wurden und eine zweite VITS-Wellenform erfaßt und angezeigt wurde;
Fig. 15 eine Darstellung von Fig. 14, nachdem das Popup-Menü wieder aufgerufen wurde, bei dem "Verkleinern" angewählt wurde;
Fig. 15b ein Diagramm des in Fig. 4 gezeigten Zustandes "Verkleinern";
Fig. 16 eine Darstellung des Bildschirmes, nachdem neue Einstellungen, die von der in Fig. 15a angewählten Funktion "Verkleinern" bestimmt wurden, berechnet, an das Digitalisiergerät geschickt wurden und eine dritte VITS-Wellenform erfaßt und angezeigt wurde;
Fig. 17a eine Darstellung des Bildschirmes aus Fig. 16, wenn das Popup-Menü aufgerufen wurde, um das vorhergehende Erfassungsfenster von einem Fensterstapel auszublenden und zum "früheren Fenster" zurückzukehren;
Fig. 17b ein Diagramm des Vorganges zum Abrufen früherer Fensterdaten;
Fig. 17c eine Darstellung des Abrufens eines früheren Erfassungsfensters aus dem Stapelspeicher aus Fig. 5b;
Fig. 18 eine Darstellung des Bildschirmes, nachdem wieder Daten vom Digitalisiergerät erfaßt und für das in Fig. 14 benutzte Signalerfassungsfenster angezeigt werden, wobei das Popup-Menü wieder ausgewählt wurde;
Fig. 19 eine Darstellung des Bildschirmes, nachdem das Popup- Menü aus Fig. 18 dazu benutzt wurde, die Wahlmöglichkeit "horiz." beim Verkleinern anzuwählen, die Einstellungen berechnet werden und Daten wiederum erfaßt und angezeigt wurden;
Fig. 20 eine Darstellung des Anzeigebildschirmes, nachdem Anregungs-Testinstrumentsteuerung für ein Netzgerät ausgewählt wurde, das im System aus Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 21 eine Darstellung eines Zustandsdiagramms auf oberster Ebene für den Steuerzustand des Netzgeräts aus Fig. 20;
Fig. 22 eine Darstellung des Anzeigebildschirmes für eine Anregungs-Testinstrumentsteuerung eines Wellenformgenerators, wie er im System aus Fig. 1 benutzt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Allgemeiner Aufbau und Betrieb

Ein erfindungsgemäßes Instrumentsteuersystem 30 zur Signalbetrachtung ist in Fig. 1 dargestellt. Ein derartiges System umfaßt einen digitalen Allzweck-Rechner 32 mit zugehörigem Rechnerspeicher 34. Ein Benutzer interagiert mit dem Rechner über ein Anzeigegerät 36, beispielsweise einen Kathodenstrahlröhrenmonitor, und einer graphischen Eingabevorrichtung 38, beispielsweise einer Maus 38A mit drei Tasten (Fig. 2) oder einer herkömmlichen Rechnertastatur mit Cursorsteuerpfeilen (nicht dargestellt). Der Rechner 32 ist für bidirektionale Kommunikationen über einen digitalen Kommunikationskanal 40 mit einem programmierbaren Testinstrument 42 verbunden.
Ein betriebsfähiges Beispiel des Systems aus Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Rechner wird durch einen Arbeitsplatzrechner ("Workstation") 32A des Typs 4404 Artificial Intelligence von Tektronix gebildet, der mit einem kompatiblen Rechnerspeicher 34A im Handel erhältlich ist. Die bevorzugte Form eines Anzeigegerätes zur Verwendung bei einem derartigen Rechner ist eine integrierte Kathodenstrahlröhrenanzeige 36A des Typs 4404 von Tektronix. Eine Maus 38A ist die bevorzugte Form einer graphischen Eingabevorrichtung, obgleich ein Arbeitsplatzrechner 32A herkömmlicherweise auch eine Tastatur (nicht dargestellt) beinhaltet. Für den Zweck dieses Beispiels, das im Rest dieses Teils der Beschreibung fortgesetzt wird, handelt es sich bei dem Testinstrument, das vom Rechner gesteuert wird und Testdaten an den Rechner überträgt, um ein Digitalisiergerät 42A, beispielsweise ein Digitalisiergerät des Modells 7D20 von Tektronix. Datenübermittlungen zwischen dem Arbeitsplatzrechner 32A und dem Digitalisiergerät 42A erfolgen über einen bidirektionalen Kommunikationskanal, der durch ein gestricheltes Kästchen 40A dargestellt ist, und einen Protokollkonverter 44 Modell IOtech MAC 488, einen bidirektionalen RS-232 Datenbus 46, der zwischen Arbeitsplatzrechner 32A und Protokollkonverter 44 kommuniziert, und einen bidirektionalen Datenbus 48 des Typs IEEE 488 (GPIB) einschließt, welcher zwischen Protokollkonverter 44 und Digitalisiergerät 42A kommuniziert.
In der Fig. 3 ist das System aus den Fign. 1 und 2 in einem funktionellen Blockschaltbild dargestellt, um den Datenfluß und den Betrieb des Anzeigebildschirmes zu veranschaulichen. Bei seiner Aktivierung empfängt das Digitalisiergerät 42A ein elektrisches Signal in analoger Form von einem in Test befindlichen Gerät (nicht dargestellt) über eine physikalische Verbindung 50. Das Digitalisiergerät digitalisiert das analoge Signal auf herkömmliche Weise und überträgt "unbearbeitete" digitale Daten durch den GPIB-Bus über Kommunikationspfad 48A an den Digitalisiergerät-Treiber 44.
Der Digitalisiergerät-Treiber 44 wandelt die "unbearbeiteten" Daten in Zeit/Spannung-Koordinaten um und leitet die Koordinaten über den Software-Kommunikationspfad 46A zurück. Innerhalb des Arbeitsplatzrechners 32A führt die Programmierung, die im einzelnen nachstehend beschrieben ist, eine Fenstertransformation durch, angezeigt durch den funktionellen Block 52, die die Daten von Zeit/Spannung-Koordinaten in Bildschirmkoordinaten umwandelt. Diese Daten werden dann wie von Pfeil 54 angedeutet an einen Graphikeinschub übertragen, der durch den funktionellen Block 56 dargestellt ist. Der Graphikeinschub umfaßt herkömmliche Software zur Erstellung einer graphischen Darstellung und zur Steuerung einer Kathodenstrahlröhrenanzeige, die bewirkt, daß eine graphische Darstellung des anzuzeigenden elektrischen Signals in einem Fenster 58 auf der Kathodenstrahlröhrenanzeige 36A als Wellenform 60 angezeigt wird.
Erfindungsgemäß kann der Benutzer einen Abschnitt der Wellenform bestimmen, den der Benutzer erfassen und detaillierter anzeigen möchte. Eine herkömmliche fenster- und graphikfähige Software in der Programmiersprache Smalltalk-80 bietet die Möglichkeit, einen rechteckigen Abschnitt einer Bildschirmanzeige graphisch zu definieren, indem aus dem Rechnerspeicher die zu dem ausgewählten Abschnitt der angezeigten Wellenform gehörenden Daten aufgerufen werden und der ausgewählte Abschnitt in vergrößertem Format innerhalb des Fenster 58 angezeigt wird. Die Genauigkeit der vergrößerten angezeigten Wellenform ist jedoch auf die Genauigkeit und Auflösung beschränkt, mit der das elektrische Signal erfaßt und digitalisiert wurde, um Wellenform 60 zu ergeben. Die Erfindung ermöglicht es dem Benutzer, diese Einschränkung durch Neuerfassen eines neuen anzuzeigenden elektrischen Signals und Wellenform zu überwinden, indem das Rechteck 62, wie es vom Benutzer festgelegt wurde, als gewünschtes Erfassungsfenster zum Steuern des Digitalisiergerätes zum Neuerfassen des elektrischen Signals verwendet wird.
Dementsprechend schließt die Erfindung Software ein, angedeutet durch den funktionellen Block 64, zum Einrichten der Position und der Größe des gewünschten Erfassungsfensters. Die Position des Fensters wird, wie durch Pfeil 66 angedeutet, in Form von Bildschirmkoordinaten für die Eckpunkte des Rechtecks 62 an eine Fenstertransformationsfunktion übertragen, die mit Block 68 bezeichnet ist. Die Fenstertransformationsfunktion wandelt das Rechteck 62 aus dem Bildschirmkoordinatensystem in das Zeit/Spannung-Koordinatensystem des Signals um, wobei das Erfassungsfenster erzeugt wird. Dieses neue Fenster wird über Pfad 46B ausgegeben. Nach Empfang des Erfassungsfensters in Zeit/Spannung-Koordinaten berechnet der Digitalisiergerät-Treiber 44 neue Digitalisiergerät-Einstellungen und überträgt diese über den GPIB-Bus an das Digitalisiergerät, wie durch Pfeil 48B angezeigt.
Diese Koordinaten werden ebenfalls innerhalb des Rechners der Fenstertransformation 52 eingegeben, wie es durch den Datenflußpfad 70 gezeigt ist. Ähnlich werden die Position und Dimensionen von Fenster 58 in Form von Bildschirmkoordinaten der Fenstertransformation eingegeben, wie es durch den Datenflußpfad 72 angegeben ist. Diese Daten werden, wie nachstehend beschrieben, zur Neudefinierung der Fenstertransformation von Block 52 verwendet, die auf den nächsten Satz zu erfassender digitalisierter elektrischen Signaldaten angewendet werden soll.
Unter der Steuerung dieser neuen Einstellungen erfaßt das Digitalisiergerät 42A ein neues elektrisches Signal von dem in Test befindlichen Gerät für ein Signalerfassungsfenster, das dem gewünschten Erfassungsfenster 62 so nahe kommt, wie es die eingebauten Einstelloptionen des jeweiligen Modells des Digitalisiergeräts zulassen.
Das elektrische Signal wird gemäß dem neuen Erfassungsfenster erfaßt und digitalisiert. Die digitalisierte Wellenform wird dem Arbeitsplatzrechner 32A eingegeben und durch den Digitalisiergerät-Treiber 44 in Zeit/Spannung-Koordinaten umgewandelt. Die neuen Daten werden über die Fenstertransformation 52 verarbeitet, wie sie durch die Bildschirmkoordinaten und Zeit/Spannung- Koordinaten modifiziert wurde, die über die Pfade 70 und 72 eingegeben wurden, und zur Anzeige auf dem Bildschirm an den Graphikeinschub 56 übertragen. Das neue Signal, das diesen Abschnitt von Wellenform 60 innerhalb des Rechtecks 62 approximiert, jedoch detaillierter, wird dann in vergrößerter Form innerhalb des Anzeigefensters 58 angezeigt. In den nachfolgenden Abschnitten dieser Beschreibung ist der Aufbau und der Betrieb der bevorzugten Form von Software zur Implementierung des oben beschriebenen Systems im einzelnen beschrieben. Vorzugsweise ist die vorliegende Erfindung in einem Gesamt-Testinstrument- und -Experiment-Managementsystem wie dem in der verwandten U.S.- Patentschrift Nr. 4,868,785 (nicht vorveröffentlicht) eingegliedert, kann jedoch selbständig betrieben werden.

Beschreibung von Software zur Steuerung eines Digitalisiergerätes

In Fig. 4 ist ein Zustandsdiagramm auf oberster Ebene für Software, die im Rechnerspeicher 34A programmiert ist, dargestellt. Diese Beschreibung verläuft auf dieselbe Art und Weise wie die voranstehende allgemeine Beschreibung, beginnend mit einem Programm START 98, das in einen Zustand "Daten Erfassen" in das Unterprogramm einspringt, welcher mit Block 100 bezeichnet ist. Sind Anfangsdaten erfaßt, schaltet die Steuerung des Programms auf den Zustand "Umwandeln von Daten zu Wellenform" um, der mit Block 102 bezeichnet wird. Die Blöcke 100 und 102 schließen die Funktionen ein, die von dem Digitalisiergerät-Treiber 44 durchgeführt werden. Im Anschluß an die Umwandlung werden die Wellenformdaten einem Zustand "Zeichne Graphen" 104 eingegeben. In diesem Zustand bewirkt ein Graphikerstellungssoftwaremodul, daß die Wellenform auf dem Anzeigebildschirm 36 angezeigt wird. Nach dem Anzeigen der Wellenform wird die Programmsteuerung in einen "Warte"-Zustand 106 transferiert.
Im "Warte"-Zustand wartet der Rechner, bis der Benutzer eine der drei Steuertasten auf der Maus 38A betätigt. Wenn der Benutzer die Systemtaste betätigt, dann schaltet die Programmsteuerung auf den Systemmenüzustand 108 um. Aus diesem Zustand heraus kann der Benutzer aus mehreren herkömmlichen Grapherstellungssoftware-Funktionen auswählen: einer Bildneurahmen-Funktion 110, einer Bewegen-Funktion 112 und einer Schließen-Funktion 114. Der Betrieb im Systemmenüzustand 108 ist der herkömmliche und muß daher nicht weiter erörtert werden.
Wenn der Benutzer die Auswahltaste auf der Maus betätigt, dann bewirkt diese Handlung, daß die herkömmliche Software ein Auswahlmenü anzeigt, wie es durch Block 116 angedeutet ist. Die Wahlmöglichkeiten, die in diesem Auswahlmenü angezeigt werden, ermöglichen es dem Benutzer, aus mehreren Optionen auszuwählen, um die Wahl eines Signalerfassungsfensters zu bestimmen, welches von dem Digitalisiergerät 42A bei der Erfassung und Digitalisierung eines nächsten elektrischen Signaldatensatzes verwendet werden soll.
Die erste Wahlmöglichkeit ist der "Vergrößern"-Zustand, durch Block 118 angezeigt, dessen Betrieb allgemein oben erörtert wurde. Die zweite Wahlmöglichkeit ist der "Verkleinern"-Zustand, durch Block 120 angedeutet, der es dem Benutzer ermöglicht, das Signalerfassungsfenster um einen vorbestimmten Betrag zu vergrößern. Andere Zustände, die der Benutzer auswählen kann, sind unter anderem ein Wiederaufrufen eines im Rechnerspeicher 34 gespeicherten früheren Fensters (Block 122) und "vertikale" und "horizontale" Zustände, die von den Blöcken 124 und 126 angezeigt werden, die es dem Benutzer ermöglichen, das Signalerfassungsfenster in jeweils einer einzigen Dimension (zu einer Zeit) zu steuern. In ähnlicher Weise kann der Benutzer einen Triggerpegel für das Erfassungsfenster auswählen (Block 128), eine Triggerflanke auswählen (Block 130) oder andere Funktionen auf Grundlage der Erfassung durchführen, wie sie bei der bestimmten Art von Instrument, das verwendet wird, erforderlich sind.
Alle diese Funktionen kehren nach ihrer Ausführung auf den "Erfassen von Daten"-Zustand 100 zurück. Der "Vergrößern"- Zustand schließt einen "Warten"-Zustand 132 ein, der in Betrieb ist, während der Benutzer gerade eine Fenstergröße für das Rechteck 62 auswählt. Die Rechteckskoordinaten werden endgültig erstellt, indem der Benutzer die dritte, oder Zeiger-, Taste der Maus drückt, um den Ursprung des gewünschten Erfassungsrechteckes anzugeben, wobei die Maus bewegt wird, während die dritte Taste gedrückt bleibt, bis das gewünschte Rechteck angezeigt ist, und dann die Taste losgelassen wird. Durch diesen Vorgang kehrt die Steuerung auf den "Erfassen von Daten"-Zustand 100 zurück.
Zusätzliche, herkömmliche Steuerfunktionen können ebenfalls auf dem Auswahlmenü vorgesehen sein, zum Beispiel Cursorsteuerung (Block 134), Dreieckcursor (Block 136), Sichern/Benutzen-Datensteuerung (Block 138) sowie andere, wie es für den Fachmann auf dem Gebiet naheliegt.
In Fig. 5 ist der "Erfassen von Daten"-Zustand 100 detaillierter dargestellt. Der Betrieb des Signalbetrachtungsprogrammes beginnt am START-Block 98. Nach dem Starten besteht der erste Vorgang darin, Vorgabeeinstellungen für ein anfängliches Signalerfassungsfenster des Digitalisiergerätes zu laden, wie es durch Block 150 gezeigt ist. Diese Einstellungen werden durch einen Vorgang 152 gesichert, bei dem die Einstellungen als AcqRect 58 in einen Stapelspeicher ("Push-down-Stack") 156 eingegeben werden, wie es in Fig. 5b gezeigt ist, dessen Betrieb auf herkömmliche Weise durch Verwendung eines Stapelzeigers 158 gesteuert wird. Die Vorgabeeinstellungen werden dann einem "vertikale Einstellungen"-Zustand eingegeben, der allgemein durch Block 160 dargestellt ist und detaillierter in Fig. 6A gezeigt ist. Sind die vertikalen Einstellungen erst einmal eingestellt, schaltet die Programmsteuerung auf einen "horizontale Einstellungen"- Zustand um, der allgemein in Block 170 und detaillierter in Fig. 7A dargestellt ist.
Sind die vertikalen und horizontalen Einstellungen erst einmal festgelegt, geht die Programmsteuerung über in einen "Daten holen"-Zustand. Im "Daten holen"-Zustand ist der erste Schritt ein "Einstellungen übertragen" -Vorgang (Block 180). In diesem Vorgang werden die vertikalen und horizontalen Einstellungen, die vorher bestimmt wurden, über den Digitalisiergerättreiber an das Digitalisiergerät übertragen, unter Verwendung der passenden Protokolle für RS-232- und IEEE488-Kommunikationen. Diese Einstellungen sind in auf den Rechner zugeschnittenen Befehlen eingeschlossen, die so formatiert sind, daß sie von dem programmierbaren Digitalisiergerät verstanden und implementiert werden. Das Digitalisiergerät reagiert, indem es die Befehle ausführt und ein neues elektrisches Testsignal von dem im Test befindlichen Gerät für das Signalerfassungsfenster, wie es in den Einstellungsbefehlen angegeben ist, erfaßt. Ein Teil des elektrischen Signals innerhalb des Erfassungsfensters wird gemäß den Einstellungen digitalisiert und zur Übertragung als digitaler Datenstrom zurück an den Rechner formatiert. Als nächstes bewirkt ein "Daten lesen"-Vorgang (Block 182), daß der Rechner die digitalen Daten über die IEEE488- und RS-232-Busse vom Digitalisiergerät erfaßt, wobei die geeignete Protokollumwandlung durch den Protokollkonverter 44 vollzogen wird.
In Fig. 8 werden die erfaßten Daten an einen "Umwandeln von Daten zu Wellenform"-Zustand 102 weitergeleitet. In diesem Zustand werden die "unbearbeiteten" Daten vom Digitalisiergerät für das innerhalb des vorher festgelegten Erfassungsfensters erfaßten elektrischen Signals in einen Wellenformdatenaufbau transformiert, der den Anforderungen der Datenformate entspricht, die die Graphenerzeugungssoftware zur Anzeige von graphischen Daten auf Anzeige 36A benötigt. Einige Digitalisiergerät-Modelle senden ihre Daten als Zahlenfeld zurück, das richtig skaliert ist, um Spannungen darzustellen, und sie senden Informationen über den horizontalen Skalierungsfaktor (Zeit zwischen Elementen), Position der Zeit 0 (oder zeitliche Position eines Feldelementes) und die horizontalen und vertikalen Maßeinheiten zurück. Für Digitalisiergeräte, die sich so verhalten, ist der "Umwandeln zu Wellenform"-Vorgang nicht erforderlich.
Der nächste Schritt im Betrieb der Signalbetrachtungssoftware ist der "Graphen Zeichnen"-Zustand 104, der in Fig. 9 im Detail dargestellt ist. In diesem Zustand ist der erste Vorgang ein wahlweiser "Zeichnen Raster"-Vorgang 104A. Bei diesem Vorgang wird ein Graphenraster gezeichnet, falls erforderlich, und die Dimensionen, soweit nötig, auf der Achse neu beschriftet. Der nächste Vorgang ist "Daten zeichnen" (Block 105). Bei diesem Vorgang wird jedes Element der Wellenform im Wellenformdatenaufbau, wie er durch Vorgang 102 erzeugt wurde, von Wellenformkoordinaten zu Bildschirmkoordinaten umgewandelt. Die Bildschirmkoordinatenpunkte für die Wellenform werden dann gemäß den Anwendungserfordernissen angezeigt, z. B. innerhalb der Grenzen von Fenster 58, auf Anzeige 36 (Fig. 3). Ein Beispiel dieser Software ist in der Tektronix-Software Plot-10 (eingetragenes U.S.-Warenzeichen) enthalten, die im Handel erhältlich ist.
Nachdem die neue Wellenform angezeigt wurde, schaltet die Programmsteuerung in den "Warten"-Zustand 106. Eine Erläuterung des Betriebs der Signalbetrachtungssoftware aus dem "Auswahlmenü"-Zustand 116 folgt nach einer detaillierteren Erörterung des Betriebs in den Zuständen "Vertikale Einstellungen" und "Horizontale Einstellungen".

Vertikale und Horizontale Einstellungen

Wie es in Fig. 5a dargestellt ist, muß der Rechner jedesmal dann, wenn der Benutzer ein Erfassungsrechteck 62 festlegt (Fig. 3), passende vertikale und horizontale Komponenteneinstellungen bestimmen, die er an das Digitalisiergerät schickt. Jedwedes gewünschte Erfassungsrechteck (AcqRect), beispielsweise Rechteck 62 in Fig. 3, kann so eingestellt werden, daß es eine vertikale Komponente 62Y (Fig. 6B) und eine horizontale Komponente 62X (Fig. 7B) hat.
Ein Testinstrument, beispielsweise ein Digitalisiergerät, ist herkömmlicherweise so ausgelegt, daß es einen Satz geordneter vertikaler Bereiche bereitstellt, die in Spitze-Spitze-Spannung ausgedrückt und üblicherweise als Bereichseinstellung bezeichnet werden. Ein ausgewählter Bereich hat ein Zentrum, das bezüglich des Ursprungs (null Volt) um einen Betrag des Offsets 163 versetzt angeordnet ist, der üblicherweise als Prozentsatz, + oder -, des vertikalen Bereichs ausgedrückt wird. Schließlich ist das Testinstrument auf einen Betrieb im Bereich minimaler und maximaler Offsets (minOffset 165 und maxOffset 167) eingeschränkt. Ein Offset außerhalb dieses Bereiches würde bewirken, daß der Bereich 162 die oberen oder unteren Grenzen der Betriebsmöglichkeiten des Instrumentes übersteigt.
Wie oben erläutert, manipuliert ein Benutzer eines manuell steuerbaren Testinstruments die Bereichs- und Offsetbedienungselemente, bis die Anzeige "richtig aussieht". Dies erfolgt durch interaktives Verändern der Bereichseinstellung, um die richtige Größe der Anzeige des gewünschten Signals zu erhalten, und Verändern der Offseteinstellung jedesmal dann, wenn eine Veränderung in der Bereichseinstellung bewirkt, daß ein Teil der Wellenform über oder unter dem Signalbetrachtungsbereich verlorengeht. Diese Art von interaktiver Steuerung läßt sich auf einem programmierbaren Testinstrument nicht bequem ausführen, und zwar aufgrund der Notwendigkeit, Veränderungen in Einstellungen in Rechnerbefehle zum Steuern der Einstellungen umzusetzen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch eliminiert, daß sie dem Benutzer ermöglicht, das gewünschte Erfassungsfenster 62 mit einer vertikalen Komponente 62Y und einer horizontalen Komponente 62X graphisch festzulegen. Durch die Vorgänge 160 (Fig. 6a) und 170 (Fig. 7a) kann das System automatisch aus den gewünschten Komponenten des Erfassungsrechtecks die vertikalen und horizontalen Komponenten-Einstellungen für das Testinstrument bestimmen, die am besten für das gewünschte Erfassungsrechteck passen.
Im Vorgang 160, der in Fig. 6a dargestellt ist, werden die vertikalen Einstellungen für das Testinstrument, die am besten für die vertikale Komponente 62Y des gewünschten Erfassungsrechteckes 62 passen, automatisch bestimmt. Der erste Schritt im "vertikale Einstellungen"-Zustand 160 besteht darin, aus einer vorgespeicherten Bereichstabelle eine Bereichseinstellung aus zuwählen, wie durch Block 164 gezeigt. Der nächste Vorgang, durch Block 166 gezeigt, berechnet einen Offsetwert - innerhalb der Grenzen des vorgespeicherten minOffset 165 und maxOffset 167 - die am nächsten den Bereich 162 um die vertikale Komponente 62Y des Erfassungsfensters herum zentriert, ohne die Grenzen des Instruments bezüglich minimalem und maximalem Offset zu überschreiten. Der letzte, in Block 168 gezeigte Vorgang bestimmt, ob die ausgewählte Bereichseinstellung und die berechnete Offseteinstellung in Kombination die vertikale Komponente 62Y des gewünschten Erfassungsrechtecks einschließen. Ist dies nicht der Fall, und es sind noch zu überprüfende Bereichseinstellungen in der Tabelle, kehrt die Steuerung zu Block 164 zurück und eine weitere Bereichseinstellung wird ausgewählt und wie oben beschrieben getestet.
Kurz ausgedrückt muß bei diesem Vorgang die kleinste Bereichseinstellung in Spitze-Spitze-Spannung und Offset so ausgewählt werden, daß
minOffset ≤ Offset ≤ maxOffset AcqRect oben ≤ Bereich * Offset/100 + Bereich/2; und AcqRect unten ≥ Bereich * Offset/100 - Bereich/2.
Wenn keine Kombination von Bereich und Offset paßt, sollte die größte Bereichseinstellung verwendet werden. Zusätzlich kann der Benutzer über diesen Zustand in Kenntnis gesetzt werden.
Wie in Fig. 7a zu sehen ist, bestimmt der Zustand "horizontale Einstellungen" 170 auf ähnliche Art und Weise die Digitalisiergeräteinstellungen für die horizontale Komponente 62X des gewünschten Erfassungsrechteckes 62 und stellt diese ein. Wie es in Fig. 7b gezeigt ist, können vier unterschiedliche horizontale Digitalisiergerätfenster um die horizontale Komponente 62X des Erfassungsrechteckes herum erzeugt werden.
Die erste Wahlmöglichkeit ist ein horizontales Erfassungsfenster 172A, welches die horizontale Komponente 62X vollständig umgibt, indem der Abtastpunkt am bzw. unmittelbar vor dem frühesten (oder linken) Rand der horizontalen Komponente und der Abtastpunkt am bzw. unmittelbar nach dem spätesten (oder rechten) Rand der horizontalen Komponente eingeschlossen wird.
Die zweite Wahlmöglichkeit ist ein Fenster 172B, welches die horizontale Komponente umschließt, indem es den Abtastpunkt an bzw. unmittelbar nach dem frühesten (oder linken) Rand der horizontalen Komponente und den Abtastpunkt am oder unmittelbar vor dem spätesten (oder rechten) Rand der horizontalen Komponente einschließt.
Die dritte Wahlmöglichkeit ist ein horizontales Erfassungsfenster 172C, das die horizontale Komponente umschließt, indem es den Abtastpunkt am oder unmittelbar vor dem frühesten (oder linken) Rand der horizontalen Komponente und den Abtastpunkt am oder unmittelbar vor dem spätesten (oder rechten) Rand der horizontalen Komponente einschließt.
Die vierte Wahlmöglichkeit ist ein Fenster 172D, das die horizontale Komponente umschließt, indem es den Abtastpunkt am oder unmittelbar nach dem frühesten (oder linken) Rand der horizontalen Komponente und den Abtastpunkt am oder unmittelbar nach dem spätesten (oder rechten) Rand der horizontalen Komponente einschließt.
Wie in Fig. 7a zu sehen ist, wird die horizontale Komponente des Erfassungsfensters in Abhängigkeit einer Anzahl von Abtastungen ausgedrückt, die der Länge der horizontalen Komponente 62X des Erfassungsfensters entsprechen, und einer Verzögerung, die ebenfalls als Anzahl von Abtastungen ausgedrückt wird, des Anfangs des Erfassungsfensters vom Ursprung (Zeit = 0). Wie in Fig. 7b gezeigt ist, geben die Teilstriche auf der horizontalen Achse Zeitintervalle an, zu denen das Testinstrument Abtastwerte nimmt. Das typische Testinstrument hat einen Satz verfügbarer Abtastintervalle und sowohl eine minimale als auch eine maximale Verzögerung, die alle an den Rechner geleitet werden, zur Verwendung bei der Bestimmung der Einstellungen des horizontalen Erfassungsfensters für das Testinstrument.
Wie in Fig. 7a dargestellt ist, besteht der erste Schritt im Zustand "horizontale Einstellungen" 170 darin, eine "sampleInterval"-Einstellung, wie in Block 174 gezeigt, aus einer vorgespeicherten Tabelle derartiger, für das Instrument verfügbarer Einstellungen auszuwählen.
Der nächste Vorgang, der in Block 176 gezeigt ist, berechnet eine Verzögerungseinstellung (d. h. innerhalb der vorgespeicherten Grenzen von minDelay und maxDelay), um den Anfangs- (oder linken) Rand des horizontalen Erfassungsfensters des Digitalisiergerätes bezüglich des Anfangs- (oder linken) Randes des gewünschten horizontalen Erfassungsfensters zu versetzen. Diese Einstellung kann der Abtastwert sein, der dem Anfang der gewünschten horizontalen Komponente unmittelbar vorausgeht bzw. unmittelbar auf diesen folgt. Der zur Auswahl des exakten Verzögerungswertes verwendete Test hängt von der vom Benutzer getroffenen Wahl der horizontalen Komponente 172A, 172B, 172C oder 172D ab.
Beim Vorgang 176 wird auch die Gesamtzahl von Abtastwerten berechnet, die bei den gegebenen Verzögerungs- und "sampleInterval" (Abtastintervall) -Einstellungen erzeugt würden, und diese Zahl auf einen vorgespeicherten Wert begrenzt, der die maximale Anzahl zu nehmender Abtastwerte, maxSamples, festlegt. Der zur Auswahl des exakten Verzögerungswertes verwendete Test hängt wieder von der Wahl der horizontalen Komponente 172A, 172B, 172C oder 172D des Benutzers ab.
Der letzte Vorgang, der durch Block 178 gezeigt ist, bestimmt, ob das ausgewählte sampleInterval, die ausgewählte Verzögerungseinstellung und die berechnete Anzahl von Abtastwerten in ihrer Kombination die horizontale Komponente des gewünschten Erfassungsrechtecks (d. h. Fenster 172A, 172B, 172C oder 172D) auf gewünschte Art und Weise umschließen. Ist dies nicht der Fall und gibt es noch zu überprüfende sampleInterval-Einstellungen in der Tabelle, kehrt die Steuerung zu Block 174 zurück und eine weitere sampleInterval-Einstellung wird ausgewählt und getestet, wie oben beschrieben.
Kurz gesagt muß bei diesem Vorgang "horizontale Einstellungen" das kürzeste sampleInterval (d. h. die meisten Abtastwerte pro Sekunde) ausgewählt werden, so daß:
minVerzögerung ≤ Verzögerung ≤ maxVerzögerung; Abtastwerte ≤ maxAbtastwerte; AcqRect links ≥ Verzögerung * sampleInterval; und AcqRect rechts ≤ (Verzögerung * sampleInterval) + (Abtastwerte * sampleInterval).

BETRIEB IM MENÜAUSWAHL-ZUSTAND

Es wird erneut auf die Fig. 4 Bezug genommen. Nachdem ein Anfangssignal erfaßt und eine entsprechende Wellenform auf dem Anzeigebildschirm angezeigt wurde, und das Signalbetrachtungsprogramm sich im "Warten"-Zustand 106 befindet, kann der Benutzer das Auswahlmenü (Block 106) aufrufen, indem er die Auswahltaste auf der Maus 38A betätigt. Wie in Fig. 10 gezeigt, wurde eine Anfangswellenform für ein Fernseh-Vertikalintervalltestsignal (VITS) erfaßt und auf der Anzeige 36a innerhalb von Fenster 58 angezeigt. Die Dimensionen des Anfangserfassungsfensters wurden gemäß den Initialisierungs- oder Vorgabeeinstellungen von Vorgang 150 eingestellt (Fig. 5).
Es wird als nächstes auf Fig. 11a Bezug genommen. Wenn der Benutzer die Auswahltaste auf der Maus betätigt, wird ein Menü 202 auf dem Bildschirm angezeigt, an der Stelle des Mauscursors. Das Menü zeigt fünf für den Benutzer verfügbare Befehle an, von denen der oberste anfangs hervorgehoben ist. Der Benutzer kann die Befehle wechseln, indem er die Maus bewegt und somit die Hervorhebung nach unten durch die Befehlsliste bewegt.
Wird der erste Befehl ausgewählt, dann wird der "Vergrößern"- Zustand aufgerufen, wie in Fig. 11b gezeigt. Der erste Schritt im "Vergrößern"-Zustand ist ein Vorgang "Rechteck vom Benutzer" 204. Dieser Vorgang ist ein Standard-Unterprogramm in Smalltalk- 80, das den Benutzer auffordert, ein Rechteck auf dem Anzeigebildschirm festzulegen, das einen Teil des den Benutzer interessierenden Signals umschließt. Wie in Fig. 12 gezeigt, liegt diese Aufforderung in Form eines Eckensymbols 206 vor, das sich innerhalb des Fensters 58 auf der Anzeige 36a befindet. Der Vorgang 204 ermöglicht es dem Benutzer, das Eckensymbol 206 an einem beliebigen Ort auf dem Anzeigebildschirm anzuordnen, um durch Betätigen und Halten der Zeigertaste der Maus eine obere linke Ecke eines gewünschten Erfassungsfensters festzulegen. Der Ort dieser festgelegten Ecke wird bezüglich des Erfassungsfensters der zum aktuellen Zeitpunkt angezeigten Wellenform interpretiert, selbst wenn die festgelegte Ecke nicht innerhalb der Grenze des angezeigten Rasters 58 liegt.
Als nächstes, wie in Fig. 13 gezeigt, kann der Benutzer durch Bewegen der Maus unter Gedrückthalten der Zeigertaste, die untere rechte Ecke 210 bewegen, um ein Rechteck 208 zu bilden, das auf der Anzeige aufgehellt oder schattiert hervorgehoben ist. Wenn das Rechteck 208 den Abschnitt der Wellenform umschließt, der für den Benutzer von Interesse ist, läßt der Benutzer die Maustaste los. Der festgelegte Bereich ist dann bezüglich des Bildschirmkoordinatensystems als Variable screenRect gespeichert.
Die Programmsteuerung geht dann zu Vorgang 205 aus Fig. 11b über und das Ausmaß der Variable screenRect wird mit einem beliebigen vorgespeicherten Minimalwert minimumZoomExtent verglichen. Ist das Ausmaß von screenRect weniger als dieser Minimalwert, geht die Steuerung weiter in den Zustand "Warten auf Taste" 132 über, um es dem Benutzer zu ermöglichen, einen anderen Betrieb festzulegen. Dieser Mechanismus des Überprüfens auf ein sehr kleines Rechteck hin verhindert eine Aktivität, wenn die Zeigertaste unabsichtlich betätigt und sofort wieder losgelassen wird, und wenn der Benutzer einen "Vergrößern"-Vorgang aufheben will.
Der Betrieb des Zustandes "Daten Erfassen", wie oben beschrieben, bewirkt, daß ein neues elektrisches Signal von dem in Test befindlichen Gerät durch das Digitalisiergerät erfaßt wird und eine neue Wellenform 216 auf der Anzeige 36a in einem modifizierten Fenster angezeigt wird, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, in dem die neuen Koordinaten für Erfassungsfenster 208 angezeigt werden. Da das Signal durch das Digitalisiergerät neu erfaßt wird, zeigt die Wellenform die Signalmerkmale in weitaus größerem Detail an als die entsprechenden Signalmerkmale für Wellenform 200 in Fig. 10.
Wie es in Fig. 15a gezeigt ist, können die Unterprogramme 106 und 116 (Fig. 4) durch den Benutzer aktiviert werden, um wieder das Auswahlmenü 202 auf zurufen, dieses Mal, um den "Verkleinern"-Zustand auszuwählen. Der "Verkleinern"-Zustand ist in Fig. 15b dargestellt. In diesem Zustand wird das im vorigen Betrieb verwendete Erfassungsrechteck um einen vorgespeicherten Erweiterungsfaktor erweitert, der als Prozentsatz der horizontalen und vertikalen Komponenten ausgedrückt wird. Nachdem die Verkleinern-Einstellungen vom Rechner bestimmt und von diesem an das Digitalisiergerät übertragen wurden, erhält das Digitalisiergerät ein drittes elektrisches VITS-Signal von dem in Test befindlichen Gerät und leitet die digitalisierte Version dieses Signals an den Rechner zurück. Der Rechner zeigt dann das Signal, wie in Fig. 16 dargestellt, als Wellenform 226 auf der Anzeige 36a innerhalb eines Fensters 58b mit einem Koordinatensystem an, das so modifiziert ist, daß es das vergrößerte Verkleinerungs-Erfassungsfenster wiedergibt.
Ein nochmaliges Aufrufen des Menüs 202, wie in Fig. 17a gezeigt, ermöglicht es dem Benutzer, das "vorherige Fenster" festzulegen und wiederaufzurufen, d. h. entsprechend Fenster 58a aus Fig. 15a. In den Fign. 17b und 17c ist der Vorgang "vorheriges Fenster" 127 (Fig. 4) noch detaillierter dargestellt. Dieser Vorgang setzt das Erfassungsrechteck, AcqRect, gleich dem letzten im Stapel gespeicherten, wie es in Fig. 17c gezeigt ist. In Fig. 18 ist eine neue Wellenform 236 gezeigt, die durch das Digitalisiergerät vom in Test befindlichen Gerät für das vorherige Fenster 58a zurückgeschickt wird. Aus einem Vergleich der Fig. 18 und 15a ergibt sich, daß im wesentlichen dieselben Signalmerkmale angezeigt werden, aber die Wellenformen nicht unbedingt identisch sind. Sie können sowohl bezüglich ihres Betrags als auch ihrer Form und in der Verzögerungsposition auf der horizontalen Achse variieren. Dies ist dadurch bedingt, daß die Wellenform 236 nicht nur eine erneute Wiedergabe von Daten ist, die früher für Wellenform 216 gespeichert waren, sondern eine Wellenform für ein neu von dem Digitalisiergerät erfaßtes Signal innerhalb desselben Erfassungsfensters. Dieses Merkmal ermöglicht es, daß mehrere Tests derselben Signalmerkmale wiederholt ablaufen können, z. B. zur vergleichenden Analyse.
In Fig. 18 ist ebenfalls das aufgerufene Auswahlmenü 202 gezeigt, wobei der "horiz"-Vorgang ausgewählt wurde. Wie es in Fig. 19 zu sehen ist, bewirkt der "horiz"-Vorgang, daß das Testsystem ein viertes Testsignal 246 innerhalb eines Signalerfassungsfensters 58c erhält. Das Fenster 58c hat dieselbe vertikale Komponente wie Fenster 58a, hat aber eine horizontale Komponente, die sowohl in negativer als auch in positiver Richtung relativ zum in Fig. 18 gezeigten Signalmerkmal stark erweitert ist. Ähnlich ergibt sich aus einem Vergleich der Fign. 19 und 13, daß das Signalerfassungsfenster 58c eine etwas größere horizontale Komponente hat als Fenster 58 und eine etwas vergrößerte vertikale Komponente, die außerdem nach unten verschoben ist, um im wesentlichen nur die positiven Merkmale des Signals zu zeigen. Durch das Auswählen des "vert"-Befehls im Menü 202 wird im wesentlichen dieselbe Erweiterung als bei "horiz" durchgeführt, jedoch in vertikaler Dimension.
In Anbetracht der voranstehenden Beschreibung sollte es für den Fachmann offensichtlich sein, daß andere programmierbare zweidimensionale Signalerfassungsinstrumente, beispielsweise ein Spektralanalysator, ähnlich gesteuert werden können. Dieselben Prinzipien lassen sich auch auf die Steuerung programmierbarer Anregunginstrumente, wie sie nachstehend zusammengefaßt sind, anwenden.

STEUERUNG VON ANREGUNGSINSTRUMENTEN

Bei Testinstrumenten, die eine Anregung erzeugen (diejenigen, welche elektrische, mechanische, akustische etc. Signale erzeugen) ist häufig mehr als eine Einstellung erforderlich, um ihren Betrieb zu definieren. Wenn eine Kombination von Einstellungsdimensionen als mehrdimensionaler Graph dargestellt werden kann, lassen sich die derart dargestellten Einstellungen gleichzeitig anpassen.
Diese mehrdimensionale Steuerung wird dadurch erzielt, daß die Werte der verschiedenen Einstellungen als einziger Punkt im mehrdimensionalen Raum wiedergegeben werden. Die Steuerung der verschiedenen Einstellungen wird durch Einstellen der Position einer Darstellung dieses Punktes im Raum erzielt. Ein Beispiel einer derartigen Steuerung ist in der nachstehenden Beschreibung der Steuerung eines Netzteils, Fign. 20 und 21, angegeben.
Eine weitere Form der graphischen Steuerung umfaßt die Wiedergabe eines Erstausführungssignals mit graphisch aufgezeigten "Einstellpunkten". Jeder Einstellpunkt steuert einen einzigen Parameter des Anregungssignals mit sofortiger graphischer Rückwirkung des Gesamteffekts. In Fig. 22 ist eine Anwendung eines derartigen Steuerverfahrens auf einen programmierbaren Wellenformgenerator gezeigt.

Netzgerätsteuerung

In Fig. 20 ist eine Steuerung eines Netzgeräts als Beispiel eines Anregungstestinstruments veranschaulicht. Netzgeräte werden im typischen Fall in Abhängigkeit von maximaler Spannung und Strombegrenzungen gesteuert. Diese Grenzen müssen vom Benutzer innerhalb des Betriebsbereiches für das bestimmte, gerade verwendete Netzgerät eingestellt werden. Informationen über den Betriebsbereich werden dem Benutzer typischerweise in Form von Zahlen übermittelt, die die obere und unteren Strom- und Spannungsmöglichkeiten des Netzgerätes definieren. Der Benutzer muß sich dann beim Einstellen der Strom- und Spannungsgrenzen des Instrumentes für ein Experiment diese Zahlen ins Gedächtnis rufen oder diese nachschlagen.
In diesem Beispiel der Erfindung werden diese Merkmale für den positiven Stromversorgungsbereich eines Netzgeräts des Typs Tektronix PS5010 in einem zweidimensionalen Graphen 300 dargestellt, bei dem Strom auf der x-Achse und Spannung auf der y- Achse abgetragen werden. Die Dimensionen des Graphen werden so erstellt, daß sie den Betriebsbereich des Netzgeräts enthalten. (Eine zusätzliche Erweiterung von 5% ist zum bequemeren Betrachten aufgezeigt, aber nicht erforderlich). Der verdunkelte Graubereich 302 stellt den tatsächlichen Betriebsbereich des Netzgeräts dar. Die Form des Betriebsbereiches ist bei diesem bestimmten Netzgerät zufällig L-förmig, dies muß aber nicht zwangsläufig so sein. Andere Modelle von Netzgeräten haben üblicherweise einen dreieckigen Betriebsbereich.
Der kombinierte Betriebs- oder Arbeitspunkt 304 des Netzgeräts, der aus den Betriebs- oder Arbeitspunkten der Spannungseinstellung und der Stromeinstellung (d. h. Positionen auf ihren jeweiligen Achsen) zusammengesetzt ist, muß zwangsweise innerhalb dieses Bereiches liegen. Eine horizontale Linie 306 verläuft vom kombinierten Arbeitspunkt in Richtung auf die Spannungsachse des Graphen (wo der Strom Null ist) zum y-Achsen- Raster 308 hin. Eine vertikale Linie 310 verläuft vom kombinierten Arbeitspunkt in Richtung auf die x-Achse des Graphen (wo die Spannung Null ist) zum x-Achsen-Raster 312 hin. Diese Linien dienen dazu, den Pegel oder Betriebspunkt einer jeden Netzgeräteeinstellung darzustellen.
Die Einstellungen werden häufig mathematisch kombiniert, um einen Wert von zusätzlichem Interesse zu erzeugen. Indem eine zweidimensionale Darstellung erzeugt wird, können nicht nur die individuellen Dimensionen wiedergegeben werden, sondern auch ihre kombinierte Wirkung gezeigt werden. In diesem Beispiel ist die Leistung (in Watt), die das Instrument liefert, das Produkt aus den Spannungs- und Stromeinstellungen und wird durch den Schnittpunkt der beiden Linien am kombinierten Arbeitspunkt gezeigt.
Ein digitales Auslesen 314 von Spannung, Strom und Leistung ist in der oberen rechten Ecke des Graphen angegeben, um eine präzise Steuerung zu erleichtern. Die Anordnung dieser ausgelesenen Werte ist beliebig. Zum Beispiel kann der Spannungs- Auslesewert auf irgendeine Weise an die Spannungslinie angehängt werden, z. B. links im Rasterbereich. Der Strom-Auslesewert kann an die Stromlinie angehängt, d. h. zentriert und rechts, angezeigt werden. Der Leistungs-Auslesewert kann am Schnittpunkt der Linien des Arbeitspunktes angehängt angeordnet werden.
Die Benutzersteuerung wird durch die im Schaltbild in Fig. 21 dargestellte Netzgerätesteuersoftware implementiert. Wenn dieses Unterprogramm aufgerufen wird (START-Block 318), dann ist der erste Vorgang "Graphen Zeichnen" 320, wie oben erläutert. Indem der Benutzer in einen "Warten"-Zustand 322 umschaltet, steuert er das Netzgerät durch Bewegen eines Cursors (durch Betätigen einer Maus, eines Joysticks oder einer anderen zweidimensionalen graphischen Eingabevorrichtung) innerhalb des begrenzten Bereiches 302. Durch Betätigen der Auswahl- oder Positionstaste wird der Arbeitspunkt (Block 324) auf eine Art und Weise eingestellt, die von der Position des Cursors abhängt. In einer bevorzugten Implementierung springt der Cursor dann auf:
1) den Mittelpunkt der Spannungslinie 306 (Block 326)
oder
2) den kombinierten Arbeitspunkt 304 (Block 328)
oder
3) den Mittelpunkt der Stromlinie 310 (Block 330),
je nachdem, welcher zum Zeitpunkt der Betätigung der Wahltaste am nächsten lag. In einer Variante dieser Schnittstelle können kleine Ziele an den Mittelpunkten der Linien und am kombinierten Arbeitspunkt vorgesehen sein. Der Benutzer würde die gewünschte Art von Interaktion auswählen, indem er den Cursor vor Betätigung der Auswahltaste in die Nähe des geeigneten Ziels bewegt.
Befindet sich der Cursor erst einmal an einem dieser Punkte, dann verändert eine Bewegung des Cursors:
a) die Position des Spannungsarbeitspunktes bei 1) oben, ohne daß die Stromeinstellung verändert wird,
b) die Position des kombinierten Spannungs- und Stromarbeitspunktes, bei 2) oben,
c) die Position des Stromarbeitspunktes, bei 3) oben, ohne die Spannungseinstellung zu verändern.
In einer vereinfachten Implementierung kann der Cursor so gingestellt werden, daß er stets direkt zum kombinierten Arbeitspunkt springt, wodurch eine unabhängige Einstellung der Spannungs- oder Strombetriebspunkte nicht möglich ist.
Sind die gewünschten Einstellungen erst einmal vorgenommen, werden sie vom Unterprogramm 332 zu Netzgerätsteuerbefehlen konvertiert. Drei Arten der Umsetzung mit den resultierenden Netzgeräteinstellungen sind sinnvoll:
1) Übertragen der Spannungs- und Stromarbeitspunkte an das Netzgerät, wenn ein Benutzer die Linien innerhalb der Anzeige verschiebt,
2) Übertragen der Arbeitspunkte erst, nachdem der Benutzer die Position des neuen kombinierten Arbeitspunkts festgelegt hat,
oder
3) Halten der Arbeitspunkte zum späteren Einstellen durch einen anderen Teil eines größeren Instrumentensystems.
Keiner dieser Modi ist gegenüber einem anderen zu bevorzugen, außer im Hinblick auf eine spezifische Anwendung oder Implementierung des Instrumentensystems. Bei Verwendung im oben erwähnten BLOCKSCHALTBILD-EDITORENSYSTEM ist die dritte Alternative zum Einrichten von Anfangseinstellungen bevorzugt, gefolgt von der Verwendung der zweiten Alternative, um während der Durchführung eines Experiments eine interaktive Steuerung zu ermöglichen.
Ein Auswahlmenü (Block 334) kann ebenfalls implementiert werden, um den Betrieb des Netzgerätes zu erleichtern. Wie in Fig. 21 gezeigt, können die Auswahlmöglichkeiten ein "Vergrößern" auf einen vom Benutzer festgelegten Unterabschnitt des Betriebsbereichs, um eine feinere Positionierung der Arbeitspunkte und somit eine feinere Steuerung zu ermöglichen, einschließen. Eine "Verkleinern"-Funktion kann bereitgestellt werden, um die Wirkungen einer "Vergrößern"-Funktion aufzuheben. Eine Auswahlmöglichkeit "vorherige Einstellung" kann den vorherigen kombinierten Arbeitspunkt aus einem Stapel von Arbeitspunkten, die gesichert wurden, als die Einstellungen verändert wurden, wieder aufrufen. Je eine Auswahlmöglichkeit "Strom ein" und "Strom aus" können vorgesehen sein, um den Ausgangsschalter des Netzgeräts ein- bzw. auszuschalten.
Weitere Auswahlmenüpunkte können implementiert werden, um die Arbeitspunkte für spezifische Anwendungen direkt einzustellen (z. B. für logische Familien: "TTL" (5V, maximaler Strom); "ECL" (-5,2V, maximaler Strom)).

Signalgeneratorsteuerung

Bei einer weiteren Form von graphischer Steuerung wird ein Erstausführungssignal mit graphisch dargestellten "Einstellpunkten" wiedergegeben. Jeder Einstellpunkt steuert einen einzigen Arbeitspunkt des Erregungsimpulssignals in zwei Dimensionen mit sofortiger graphischer Rückwirkung des Gesamteffektes. Diese Form der Steuerung unterscheidet sich von Systemen, beispielsweise den Macintosh Musiksystemen, bei denen "Schieber" dazu verwendet werden, Einstellungswerte (jeweils eine Dimension) einzurichten, indem jeder "Schieber" auf einem Raster positioniert wird und die Position eines jeden als ein Parameter einer zu erzeugenden Wellenform verwendet wird. Die Wellenform wird jedoch durch eine Bewegung der "Schieber" in derartigen Systemen nicht angezeigt und graphisch manipuliert. Diese Form der graphischen Steuerung unterscheidet sich auch von einem bekannten Cursornachlaufsystem zum "Zeichnen" einer vom System "abzuspielenden" Wellenform. Bei dem letztgenannten System werden Bildschirmpunkte einer vom Benutzer gezeichneten Wellenform zu Amplitudenabtastwerten umgewandelt und die Abtastwerte durch einen Digital-Analog-Wandler geleitet, um ein analoges Signal zu erzeugen, das sich eng an die von Benutzer gezeichnete Wellenform annähert.
In Fig. 22 ist eine Benutzerschnittstelle an einen Signalgenerator (beispielsweise Tektronix FG5010) dargestellt. Ein zweidimensionaler Graph 350 zeigt eine Wellenform 352 an. Ein Popup- Menü 354 wird dazu verwendet, festzulegen, welche Wellenformart (sinusförmig, quadratisch oder dreieckig) erzeugt werden soll (diese Wahl ist ihrer Art nach "digital": nur eine Wahlmöglichkeit aus einem Satz ist verfügbar, ohne Zwischenformen). Im angezeigten Beispiel wurde die "dreieckige" Wellenform ausgewählt und eine graphische Wiedergabe der Wellenform wird angezeigt, wobei sich rechteckige "Ziele" über Punkten befinden, die die Arbeitspunkte der Wellenform darstellen: Ziel 356 für Spitze-Spitze-Amplitude; Ziel 358 für Gleichstrom-Offset; Ziel 360 für prozentuale Wellenformsymmetrie; und Ziel 362 für Periode. In diesem Beispiel werden die Arbeitspunkte eingestellt, indem ein Cursor in ein bestimmtes Ziel hinein (oder in dessen Nähe) bewegt wird, eine Auswahltaste auf der Maus betätigt wird, um das nächstliegende Ziel auszuwählen und unter Halten der Taste die Maus bewegt wird, um das ausgewählte Ziel zu bewegen. Bei Bewegen des Ziels wird die angezeigte Darstellung der Ausgangswellenform des Signalgenerators verändert, um die Veränderung zu veranschaulichen. Die aktuellen Werte des Arbeitspunkts können in einem Auslesefenster 364 angezeigt werden. Wie im Beispiel des Netzgerätes sind den Arbeitspunkten durch die Auslegung des Instrumentes Grenzen gesetzt. Bei diesem Beispiel hört der Einstellvorgang einfach auf, wenn diese Grenzen erreicht sind (d. h. eine fortgesetzte Bewegung der Maus ergibt keine Wirkung).
Wenn ein Arbeitspunkt, beispielsweise Frequenz, über mehrere Größenordnungen (z. B. 0,002 Hz bis 20 MHz bei dem FG5010) hinweg einstellbar ist, dann werden zwei verschiedene Techniken verwendet, um die Wirkung auf die angezeigte Wellenform zu veranschaulichen. Geringe oder langsame Bewegungen bewirken, daß die Signaldarstellung sich verändert, was ermöglicht, daß der Arbeitspunkt mit großer Präzision eingerichtet wird. Werden starke oder schnelle Bewegungen der Positioniervorrichtung erfaßt, dann stellt sich das Periodenraster 366 ein, und nicht die Signaldarstellung. Durch Schieben des Arbeitspunktzieles bewirkt der Benutzer eine Einstellung des Rasters, was dieselbe Wirkung hat: die Darstellung der Ausgangswellenform wird bezüglich des Graphen richtig angezeigt.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Testinstrumentes (42) mit einem vorbestimmten Satz programmierbarer Steuereinstellungen zur Erfassung eines Testsignals in einem im Test befindlichen Gerät und Übertragen des erfaßten Signals als Ausgangssignal in zwei Dimensionen an einen Rechner (32) wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Bereitstellen des Rechners (32) mit

(i) externen Verbindungsvorrichtungen (40) zum Empfangen und Übertragen von Daten und die zum Übertragen von steuereinstellbefehlen vom Rechner an das Testinstrument betrieben werden können,

(ii) einer graphischen Anzeigevorrichtung (36) zum Anzeigen zweidimensionaler Daten in einem graphischen Koordinatensystem,

(iii) einer Benutzereingabevorrichtung (38) für einen Benutzer zur Eingabe von Daten an den Rechner und

(iv) einem Speicher (34);

wobei das Verfahren die folgenden weiteren Schritte umfaßt:

Speichern von Daten im Speicher, welche eine Transformationsfunktion für das Testinstrument definieren zum Transformieren eines vom Benutzer festgelegten Befehles für das Instrument in einen Satz von Steuereinstellbefehlen zur Steuerung des Betriebes des Instrumentes;

Eingeben von Daten in den Rechner, welche den vom Benutzer festgelegten Befehl für das Instrument definieren;

Transformieren des vom Benutzer festgelegten Befehles gemäß der Transformationsfunktion, um im Rechner einen spezifischen Satz von Steuereinstellbefehlen zu erzeugen;

Übertragen des spezifischen Satzes von Steuereinstellbefehlen an das Testinstrument, um dieses gemäß spezifischen Steuereinstellungen zu betreiben, die bewirken, daß es einen Ausgang gemäß dem vom Benutzer festgelegten Befehl erzeugt;

Erfassen eines Teils des Testsignals innerhalb eines ersten zweidimensionalen Signalerfassungsfensters (58);

Übertragen des erfaßten Teils des Testsignals an den Rechner; und

Anzeigen einer zweidimensionalen Darstellung (60) des erfaßten Abschnittes des Testsignals an den Benutzer innerhalb des Erfassungsfensters;

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren des weiteren umfaßt:

Betreiben der Benutzereingabevorrichtung (38), so daß mindestens zwei Punkte (206, 210) relativ zur angezeigten Darstellung (60) festgelegt werden, um in dem graphischen Koordinatensystem ein zweites zweidimensionales Signalerfassungsfenster (208) graphisch zu definieren;

Transformieren der das zweite Erfassungsfenster definierenden Punkte gemäß der gespeicherten Transformationsfunktion des Instrumentes, um Arbeitspunkte in einem Koordinatensystem zum Betrieb des Testinstrumentes zu definieren;

Erzeugen eines modifizierten festgelegten Satzes von steuereinstellbefehlen zum Erfassen eines modifizierten Ausgangssignals gemäß einem modifizierten vom Benutzer festgelegten Befehl, der durch die Arbeitspunkte bezeichnet ist; und

Übertragen des modifizierten spezifischen Satzes von steuereinstellbefehlen an das Testinstrument, um dieses gemäß den modifizierten Steuereinstellungen zu betreiben, um zu bewirken, daß es das modifizierte Ausgangssignal gemäß dem durch die mindestens zwei Punkte (206, 210) bezeichneten modifizierten, vom Benutzer festgelegten Befehl erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, einschließlich des maßstabsgetreuen Änderns des modifizierten Ausgangssignals gemäß den Dimensionen des Erfassungsfensters und Anzeigen einer Darstellung des modifizierten Ausgangssignals darin.

3. Verfahren nach Anspruch 1, das folgendes einschließt:

Speichern eines jeden Erfassungsfensters der Reihe nach;

Eingeben von Daten in den Rechner, welche einen vom Benutzer festgelegten Befehl zum Wiederaufrufen des vorher benutzten der gespeicherten Erfassungsfenster definieren; und

als Reaktion auf diesen Wiederaufrufbefehl, wiederaufrufen des vorher verwendeten gespeicherten Erfassungsfensters, Wiedererzeugen eines Satzes von Steuereinstellbefehlen dafür und Wiederübertragen desselben an das Testinstrument, um es wieder zu betreiben, um ein zweites modifiziertes Ausgangssignal gemäß dem vom Benutzer festgelegten Befehl für das wiederaufgerufene Erfassungsfenster zu erzeugen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Testinstrument das Ausgangssignal ausschließlich innerhalb eines begrenzten Betriebsbereiches erzeugt, wobei das Verfahren weiterhin folgendes einschließt:

Speichern, als Teil der Transformationsfunktion, von Daten, die den begrenzten Arbeitsbereich für das Ausgangssignal definieren;

Vergleichen der Arbeitspunkte mit dem begrenzten Arbeitsbereich; und

Erzeugen des spezifischen Satzes von Steuereinstellungen gemäß den Arbeitspunkten, wenn die Arbeitspunkte innerhalb dieses Bereichs liegen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein modifizierter Satz Steuereinstellungen erzeugt wird, wenn ein Arbeitspunkt außerhalb dieses Bereiches liegt, wobei die Erzeugung dieses modifizierten Satzes das Bestimmen eines modifizierten Arbeitspunktes innerhalb dieses Bereiches, welcher bei der Darstellung des Ausgangssignals dem Arbeitspunkt in der Dimension eines bezeichneten Merkmals am nächsten liegt, sowie das Erzeugen des modifizierten Satzes von Steuereinstellungen gemäß dem modifizierten Arbeitspunkt umfaßt

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Rechner und die graphische Anzeigevorrichtung auf eine Betätigung durch den Benutzer der Benutzereingabevorrichtung ansprechen, um Stellen für diese Punkte festzulegen, wobei das Verfahren des weiteren das interaktive Anzeigen und Positionieren der vom Benutzer festgelegten Punkte innerhalb des zweidimensionalen Definitionsfensters an vom Benutzer bestimmten Stellen sowie das Bewegen der Darstellung eines bezeichneten Merkmals des angezeigten Ausgangssignals, wenn der Benutzer die Benutzereingabevorrichtung zur Positionierung der Punkte betätigt, umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Testinstrument das Ausgangssignal innerhalb eines begrenzten Arbeitsbereiches erzeugt, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

Programmieren des Rechners mit interaktiver Graphiksoftware zur graphischen Anzeige von Daten und Fenstersoftware zur Anzeige von Daten innerhalb eines zweidimensionalen Definitionsfensters auf der graphischen Anzeigevorrichtung;

Eingeben einer graphischen Spezifikation (208) eines gewünschten Signalerfassungsfensters (58a) in den Rechner und Anzeigen desselben auf der graphischen Anzeigevorrichtung;

Speichern von Anzeigekoordinaten des gewünschten Signalerfassungsfensters im Speicher;

Transformieren der Anzeigekoordinaten im Rechner zu zweidimensionalen Signalmerkmalskoordinaten, wodurch ein Erfassungsfenster durch Start- und Endwerte in einer ersten Dimension und durch Tiefst- und Höchstwerte in einer zweiten Dimension definiert wird;

Speichern von Daten, die den begrenzten Arbeitsbereich des Instruments in mindestens einer Dimension definieren;

Vergleichen der Signalmerkmalskoordinaten in mindestens dieser einen Dimension mit dem begrenzten Arbeitsbereich;

Erzeugen des Satzes von Steuereinstellbefehlen gemäß den Signalmerkmalskoordinaten, wenn die Signalmerkmalskoordinaten in der einen Dimension innerhalb dieses Bereichs liegen; und

Erzeugen dieses Satzes von Steuereinstellbefehlen, einschließlich der Steuereinstellungen für die Signalmerkmalskoordinaten, und Übertragen desselben an das Testinstrument, wodurch bewirkt wird, daß das Testinstrument das Ausgangssignal gemäß eines Signalerfassungsfensters erzeugt, welches vom gewünschten Signalerfassungsfenster bestimmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der begrenzte Arbeitsbereich in einer ersten Dimension mit einer Höchstlänge und einem Minimum- und einem Maximumoffset des Anfangswertes des Erfassungsfensters von einem eingegebenen Triggerereignis definiert ist und der Vergleichsschritt das Bestimmen dessen einschließt, ob der Anfangswert des Erfassungsfensters zwischen den Minimum- und Maximum-Offsets liegt und ob der Endwert weniger als der Anfangswert plus der Differenz zwischen den End- und Anfangswerten ist, wobei diese Differenz nicht größer als die Höchstlänge ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die erste Dimension Zeit bezüglich eines eingegebenen Triggerereignisses darstellt, wobei der Erzeugungsschritt folgendes einschließt:

Auswählen eines Abtastintervalles und einer Anzahl von Abtastwerten, deren Produkt sich einer Differenz zwischen dem End- und dem Anfangswert des Erfassungsfensters annähert und einer Verzögerung von dem eingegebenen Triggerereignis, so daß eine erster und ein letzter der Anzahl von Abtastwerten im wesentlichen mit jeweils dem Anfangs- bzw. dem Endwert zusammenfallen; und

Steuern des Betriebes des Testinstrumentes in einer ersten Dimension gemäß dem ausgewählten Abtastintervall, Anzahl von Abtastwerten und Verzögerung.

10. Verfahren nach Anspruch 9, welches das Speichern von Parametern einschließt, die den begrenzten Arbeitsbereich in der ersten Dimension definieren, einschließlich eines Satzes von Abtastraten, einer maximalen Anzahl von zugelassenen Abtastwerten, und einer Maximum- und Minimumverzögerung von dem eingegebenen Triggerereignis, bei dem der Auswahlschritt das Auswählen der höchsten des Satzes von Abtastraten umfaßt, so daß:

die Verzögerung mindestens so hoch ist wie die Minimumverzögerung und nicht höher als die Maximumverzögerung;

die bei einer solchen Geschwindigkeit erforderliche Anzahl von Abtastwerten zwischen den Anfangs- und Endwerten nicht größer ist als die maximale Anzahl zulässiger Abtastwerte;

der Anfangswert mindestens so hoch ist wie die durch die Abtastrate geteilte Verzögerung; und

der Endwert nicht größer ist als die Verzögerung plus der Anzahl von erforderlichen Abtastwerten, geteilt durch die Abtastrate.

11. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei welchem der begrenzte Arbeitsbereich in einer zweiten Dimension als mit einem Maximalbereich und einem Maximum-Offset des Bereiches des Erfassungsfensters von einem Ursprung in der zweiten Dimension definiert ist und im Vergleichsschritt bestimmt wird, ob ein Offset des Erfassungsfensters von dem Ursprung geringer ist als der Maximum-Offset, und ob die höchsten und niedrigsten Werte des Erfassungsfensters in der zweiten Dimension zwischen die Endpunkte des an dem Offset gelegenen Bereichs fallen.

12. Verfahren gemäß Anspruch 7, in welchem die zweite Dimension die Amplitude in Beziehung zu einem vorbestimmten Ursprung darstellt;

die Speicher-, Vergleichs- und Erzeugungsstufen einschließlich:

Speichern von Parametern, die einen Satz von Wertebereichen in der zweiten Dimension und einen Minimum- und einen Maximum-Offset, der zu jedem Bereich in dem Satz zuaddiert werden kann, definieren.

Auswählen eines Wertebereichs aus diesem Satz in der zweiten Dimension, der größer ist als die Differenz zwischen den höchsten und niedrigsten Werten der Displaykoordinaten des gewünschten Signalerfassungsfensters in der zweiten Dimension und eines Offsets eines Mittelpunktes des ausgewählten Bereiches von dem Ursprung in der zweiten Dimension, so daß die niedrigsten und höchsten Werte des Bereiches mit einer niedrigsten bzw. höchsten in der zweiten Dimension vom Testinstrument zugelassenen Stellung zusammenfallen oder dazwischenliegen; und

Steuern des Testinstruments in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Bereich und Offset, um dadurch das Testinstrument zum Erzeugen des Ausgangssignals in Übereinstimmung mit dem vom gewünschten Signalerfassungsfenster bestimmten Signalerfassungsfenster zu veranlassen.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei welchem die Maximum- und Minimum-Offsets als Prozentsätze des für jeden Bereich zulässigen Offsets gespeichert werden und der Auswahlschritt die Wahl des kleinsten der gesicherten Bereichseinstellungen und einen Offset für den Betrieb des Testinstruments in der zweiten Dimension umfaßt, so daß:

(1) Offset das Minimum

(a) des zulässigen Maximum-Offsetprozentsatzes oder (b) das Maximum entweder

(i) des zulässigen Minimumprozentsatzes oder

(ii) der Prozentsatz eines mittleren Punktes zwischen den höchsten und niedrigsten Werten des Erfassungsfensters geteilt durch den gewählten Bereich ist; und

(2) Offset multipliziert mit dem ausgewählten Bereich plus dem ausgewählten Bereich dividiert durch zwei zumindest so groß ist wie das Erfassungsfenster; und

(3) Offset multipliziert mit dem ausgewählten Bereich abzüglich des ausgewählten Bereichs dividiert durch zwei nicht größer ist als der höchste Wert des Erfassungsfensters.

14. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei welchem:

der begrenzte Arbeitsbereich in der ersten Dimension als mit einer maximalen Länge und einem Maximum-Offset des Anfangswertes des Erfassungsfensters von einem Eingangstriggerereignis definiert ist und in der zweiten Dimension als mit einem Maximalbereich und einem Maximum-Offset des Bereiches des Erfassungsfensters von einem Ursprung in der zweiten Dimension definiert ist; und

der Vergleichsschritt die Bestimmung für die erste Dimension erfaßt, ob der Ausgangswert des Erfassungsfensters zwischen den Minimum- und Maximum-Offsets liegt und ob der Endwert kleiner als der Ausgangswert plus der Differenz zwischen den End- und Ausgangswerten ist, wobei diese Differenz nicht größer ist als die Maximallänge, und (die) Bestimmung für die zweite Dimension, ob ein Offset des Erfassungsfensters vom Ursprung geringer ist als der Maximum-Offset, und ob die höchsten und niedrigsten Werte des Erfassungsfensters in der zweiten Dimension zwischen Endpunkte des am Offset gelegenen Bereiches fallen.

15. Ein benutzer-interaktives, graphisch steuerbares, elektronisches Testsystem (30), umfassend:

einen Rechner (32) mit externen Kommunikationsvorrichtungen (40) für Empfang und Übertragen von Daten, eine Anzeigevorrichtung (36) für die Anzeige von Daten von dem Rechner an einen Benutzer, Benutzereingabevorrichtung (38) zur Dateneingabe in den Rechner vom Benutzer und einen Speicher (34);

ein programmierbares Testinstrument (42), das auf rechnererzeugte Befehle anspricht zum Erstellen einer Ausgangsfunktion, die zumindest in zwei Dimensionen definiert ist; und

Instrumentensteuervorrichtungen (44) im Rechner zum Erzeugen von steuereinstellbefehlen zur Übertragung an das Testinstrument;

wobei der Rechner interaktive, graphische Software- Vorrichtungen (56) aufweist zur graphischen Anzeige der Daten auf den Anzeigevorrichtungen;

dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner weiterhin aufweist:

(eine) Fenster-erstellende-Software-Vorrichtung (52) zur Anzeige einer Darstellung eines Ausgangssignals des Testinstruments (42) innerhalb eines zweidimensionalen Bestimmungsfensters (58) auf der Anzeigevorrichtung (36);

Vorrichtungen, die auf die Eingabevorrichtungen des Benutzers ansprechen für (die) Eingabe und zweidimensionales Positionieren von zumindest zwei benutzerdefinierten Punkten (206, 210) in Bezug auf die Darstellungen auf den Displayvorrichtungen zum Definieren eines zweiten Definitionsfensters;

Vorrichtungen (64-68) zum Umwandeln der Koordinaten der zwei benutzerdefinierten Punkte auf der Anzeigevorrichtung in Arbeitspunkte in einer Koordinatensystem-Operation des Testinstrumentes; und

Vorrichtungen zum Eingeben der Arbeitspunkte in die Instrumentensteuervorrichtung (44), um sie zur Auslösung der Erzeugung von Steuereinstellbefehlen, die die Arbeitspunkte enthalten, und deren Übertragung an das Testinstrument (42), um es zur Erstellung der Ausgangsfunktion in Übereinstimmung mit den benutzer-definierten Punkten zu veranlassen.

16. System gemäß Anspruch 15, bei welchem das Testinstrument ein Signalerfassungsinstrument (42A) zum Erfassen von Signaldaten in zwei Dimensionen von einer im Test befindlichen Vorrichtung und zur Rückführung der Daten an den Rechner ist,

der Rechner Vorrichtungen (56) zur Betätigung der graphischen und Fenster-erstellenden-Software-Vorrichtung (52) zur Anzeige einer zweidimensionalen Darstellung der Daten im Fenster der ersten Definition (58) aufweist;

die Vorrichtung, die auf die Benutzereingabevorrichtung anspricht, Vorrichtungen zum Eingeben und Positionieren zweier dieser Punkte umfaßt, um ein Signalerfassungsfenster zu definieren, welches das zweite Definitionsfenster auf der Anzeigevorrichtung darstellt; und

die Vorrichtung zum Umwandeln (64-68) ist angepaßt, um Koordinaten des Signalerfassungsfensters in Fensterkoordinaten der Signalerfassung der Testinstrumentvorrichtung umzuwandeln.

17. System gemäß Anspruch 16, in welchem das Testinstrument aus einem Digitalisierer (42A) zum Erfassen und Digitalisieren eines Signals in Zeit-/Spannungs-Dimensionen besteht, wobei die Umwandlungsvorrichtungen Vorrichtungen umfassen, die Grenzen eines Bereiches definieren, auf welchen die Operation des Digitalizierers beschränkt ist und Vorrichtungen zum Vergleichen der Koordinaten des Signalerfassungsfensters mit diesen Grenzen.

18. System gemäß Anspruch 16, in welchem das Testinstrument ein Spektralanalysegerät zum Erfassen und Analysieren eines Signals in Frequenz/Amplituden-Dimensionen ist, wobei die Umwandlungsvorrichtungen Vorrichtungen zum Definieren der Grenzen eines Bereiches aufweisen, auf welchen die Operation des Spektralanalysegeräts beschränkt ist, und Vorrichtungen zum Vergleichen der Fensterkoordinaten des Signalerfassungsfensters mit diesen Grenzen.