DE68915594T2 - Triggersystem und Oszillograph mit einm Triggersystem. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Triggersystem mit einer Triggereinrichtung zum Erzeugen von Triggerimpulsen aus einem wiederholt über einen Eingang des Triggersystems zuzuführenden Signal und mit einem ersten Signalpfad zur Triggereinrichtung.
• Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Oszilloskop mit einem derartigen Triggersystem.
• Ein derartiges Triggersystem ist im mit "Oscilloscopes" betitelten Handbuch von R. van Erk, McGraw-Hill, 1978, ISBN 0-07- 067050-1 auf den Seiten 72-78 beschrieben. Figur 3.21 zeigt ein in ein Oszilloskop eingebautes Triggersystem. Das Triggersystem umfaßt eine Triggereinrichtung, die mittels eines Signalpfads mit einem Signaleingang des Oszilloskops gekoppelt ist.
• Die Triggereinrichtung hat eine bestimmte Bandbreite und wird bis zu einer bestimmten Hochfrequenz gut funktionieren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Triggersystem zu bilden, das eine Triggereinrichtung mit einer bestimmten Bandbreite umfaßt und das bei viel höheren Frequenzen betrieben werden kann, als durch die Bandbreite der Triggereinrichtung bestimmt würde.
• Ein erfindungsgemäßes Triggersystem ist dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest einen weiteren Signalpfad umfaßt, wobei der zumindest eine weitere Signalpfad mit einer Frequenzteilereinrich tung zum Teilen der Frequenz des Signals ausgestattet ist, und daß es eine Schalteinrichtung zum Verbinden des ersten Signalpfads oder des zumindest einen weiteren Signalpfads mit dem Eingang und der Triggereinrichtung aufweist.
• Das hat zur Folge, daß das Triggersystem bis zu sehr hohen Frequenzen, weit oberhalb der Bandbreite der Triggereinrichtung, gut funktionieren kann. Ein Schalten kann sowohl manuell als auch automatisch durchgeführt werden. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, daß ein Triggersystem bis zu viel höheren Frequenzen betrieben werden kann, als durch die Bandbreite der Triggereinrichtung bestimmt ist, wenn zuerst die Frequenz des Signals ab einer bestimmten Frequenz aufwärts geteilt wird, bevor das Signal der Triggereinrichtung zugeführt wird. Die Frequenzteilereinrichtung muß deshalb bis zu viel höheren Frequenzen als die Triggereinrichtung gut funktionieren.
• Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Triggersystems ist dadurch gekennzeichnet, daß das Triggersystem ferner zumindest eine frequenzabhängige Schalteinrichtung zum Triggern der Schalteinrichtung abhängig von der Frequenz des Signals umfaßt. Automatisches Schalten kann folgerichtig auf der Grundlage der Signalfrequenz stattfinden.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Triggersystems ist dadurch gekennzeichnet, daß sich Frequenz-Betriebsbereiche der Triggereinrichtung und der ersten Frequenzteilereinrichtung überlappen, und daß die erste Schalteinrichtung ein Eingangssignal des Triggersystems bei entsprechenden Frequenzen des Eingangssignals, die innerhalb der sich überlappenden Frequenz-Betriebsbereiche liegen, von dem ersten Signalpfad ohne Frequenzteilereinrichtung auf den zweiten Signalpfad mit der ersten Frequenzteilereinrichtung und umgekehrt schaltet. Daraus ergibt sich, daß bei einem Anstieg der Frequenz des Eingangssignals ein Schalten stattfindet, bevor sich die Eingangssignalfrequenz außerhalb der Bandbreite der Triggereinrichtung befindet.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Triggersystems ist dadurch gekennzeichnet, daß sich Frequenz-Betriebsbereiche der ersten Frequenzteilereinrichtung und einer zweiten Frequenzteilereinrichtung überlappen, und daß eine zweite Schalteinrichtung das Eingangssignal bei entsprechenden Frequenzen des Eingangssignals, die innerhalb der sich überlappenden Frequenz-Betriebsbereiche liegen, von dem zweiten Signalpfad auf einen dritten Signalpfad mit der zweiten Frequenzteilereinrichtung und umgekehrt schaltet. Daraus ergibt sich, daß das Triggersystem über den dritten Signalpfad bei noch höheren Frequenzen als es über den zweiten Signalpfad der Fall wäre, gut betrieben werden kann.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Triggersystems ist dadurch gekennzeichnet, daß die erste Frequenzteilereinrichtung zumindest einen Frequenzteiler umfaßt, der seriell zwischen einem Eingang und einem Ausgang der Frequenzteilereinrichtung verschaltet ist und Bandpaßcharakter aufweist. Es wird von handelsüblich erhältlichen Frequenzteilern für sehr hohe Frequenzen Gebrauch gemacht. Diese weisen einen Bandpaßcharakter auf. Beim Dimensionieren des Triggersystems wird darauf geachtet, daß sich die Frequenz-Betriebsbereiche der Triggereinrichtung und der ersten Frequenzteilereinrichtung überlappen.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Triggersystems ist dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung eine Frequenzerfassungseinrichtung umfaßt, die mit einem Eingang zum Zuführen eines aus dem Eingangssignal des Triggersystems gebildeten Signals sowie mit einem Ausgang zum Steuern der Schalteinrichtung, die aus einem ersten und einem zweiten Schalter zum Schalten des ersten und des zumindest einen weiteren Signalpfads besteht, ausgestattet ist, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung Frequenzhysterese aufweist. Daraus ergibt sich, daß das Triggersystem bei kleinen Abweichungen des Eingangssignals um einen Schaltpunkt des ersten und zweiten Signalpfads nicht kontinuierlich zwischen den Signalpfaden schaltet. Es wird hervorgehoben, daß Frequenzerfassungseinrichtungen, die Hysterese aufweisen, in der Tat als solche beschrieben wurden, wie etwa in der US Patentschrift 3 943 382. Die darin beschriebene Frequenzerfassungseinrichtung vergleicht ein aus einem Sinussignal gebildetes Rechteckwellensignal mit einem Bezugsimpulsstrom. Auf dieser Grundlage nimmt der Ausgang der Frequenzerfassungseinrichtung einen von zwei möglichen Zuständen an. Die Frequenzerfassungseinrichtung gemäß der US Patentschrift 3 943 382 wird zum Überwachen der Frequenz einer Versorgungsspannung verwendet, wobei eine Hysterese gebildet ist, um eine Last zu triggern oder nicht zu triggern, falls sich die Versorgungsfrequenz ändert. Dies ist eine vollständig verschiedene Funktion zu der, die die Frequenzerfassungseinrichtung beim erfindungsgemäßen Triggersystem hat.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Triggersystems ist dadurch gekennzeichnet, daß das der Frequenzerfassungseinrichtung zuzuführende Signal aus einem Eingangssignal der Triggereinrichtung gebildet wird. Daraus ergibt sich, daß bei dem Zustand der Schalteinrichtung, bei dem der zweite Signalpfad eingeschaltet wird, die Frequenz des Eingangssignals zuerst geteilt wird, bevor es der Frequenzerfassungseinrichtung zugeführt wird. Als Ergebnis kann die Frequenzerfassungseinrichtung mit Komponenten aufgebaut werden, die nur bis zu niedrigeren Frequenzen, als es bei einer direkten Zuführung des Eingangssignals zur Frequenzerfassungseinrichtung der Fall wäre, gut funktionieren müssen.
• Die Unteransprüche 8, 9 und 10 beschreiben weitere Ausführungsbeispiele der Frequenzerfassungseinrichtung.
• Ein mit einem erfindungsgemäßen Triggersystem ausgestattetes Oszilloskop wird bis zu sehr hohen Frequenzen ein sehr stabiles flimmerfreies Bild eines Wiederholsignals bereitstellen, selbst wenn die Frequenz des Eingangssignals schwankt. In Oszilloskopen mit einem Standard-Triggersystem wird es im allgemeinen notwendig sein, das Triggersystem anzupassen, falls die Frequenz des Eingangssignals schwankt, um ein stabiles Bild zu erhalten.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Triggersystems;
• Fig. 2 ein Überlappen von Frequenz-Betriebsbereichen eines Triggersystems, einer ersten Frequenzteilereinrichtung und einer zweiten Frequenzteilereinrichtung;
• Fig. 3 eine genauere Ausführung einer erfindungsgemäßen Frequenzteilereinrichtung;
• Fig. 4 eine genauere Ausführung einer erfindungsgemäßen frequenzabhängigen Schalteinrichtung;
• Fig. 5 ein Betriebsdiagramm einer erfindungsgemäßen Frequenzerfassungseinrichtung;
• Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm zum Veranschaulichen der Funktion der Frequenzerfassungseinrichtung;
• Fig. 7 ein grundlegendes Blockschaltbild eines Oszilloskops mit einem erfindungsgemäßen Triggersystem;
• Fig. 8 eine Teilsoftwarelösung zur Frequenzerfassung mit Hysterese in Übereinstimmung mit der Erfindung; und
• Fig. 9 ein Flußdiagramm eines Unterbrechungs-Dienstprogramms zur Frequenzerfassung mit Hysterese in Übereinstimmung mit der Erfindung;
• Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Triggersystems 1 mit einem Eingang 2 und einem Ausgang 3. Das Triggersystem 1 umfaßt eine Triggereinrichtung 4, deren Ausgang 5 mit dem Ausgang 3 des Triggersystems verbunden ist. Der Eingang 2 kann über einen ersten Signalpfad 6, einen zweiten Signalpfad 7 oder wahlweise über einen dritten Signalpfad 8 mit einem Eingang 9 der Triggereinrichtung 4 gekoppelt werden. Wie im Beispiel gezeigt, stellt der erste Signalpfad 6 eine direkte Verbindung dar, aber es kann z.B. auch ein Verstärker eingebaut werden. Der zweite und dritte Signalpfad 7 und 8 besitzen entsprechend eine erste Frequenzteilereinrichtung 10 mit einem Eingang 11 und einem Ausgang 12, bzw. eine zweite Frequenzteiler einrichtung 13 mit einem Eingang 14 und einem Ausgang 15. Das Triggersystem 1 umfaßt ferner eine erste frequenzabhängige Schalteinrichtung 16, deren Eingang 17 mit dem Eingang 9 gekoppelt ist und die einen Ausgang 18 zum Triggern von Schaltern 19 und 20 zum Schalten der Eingänge 2 und 9 vom ersten Signalpfad 6 zum zweiten Signalpfad 7 besitzt. Das Triggersystem 1 kann eine zweite frequenzabhängige Schalteinrichtung 21 mit einem Eingang 22 und einem Ausgang 23 umfassen. Der Ausgang 23 kann in der für die erste frequenzabhängige Schalteinrichtung 21 beschriebenen Weise Schalter 24 und 25 triggern. Wie z.B. in Figur 3.22 auf Seite 77 des Handbuchs veranschaulicht kann der Eingang 2 des Triggersystems 1 von einer Triggerauswahlschaltung Wiederholsignale empfangen. Der Ausgang 3 des Triggersystems kann für eine Zeitablenkung eines Oszilloskops mit einem Sägezahngenerator verbunden werden. Die Triggerauswahlschaltung kann z.B. zwischen zwei Oszilloskopeingangskanälen und einem äußeren Oszilloskop- Triggereingang wählen, wie in Figur 3.22 des Handbuchs gezeigt.
• Figur 2 zeigt entlang einer Frequenzachse f eine Überlappung von Frequenz-Betriebsbereichen einer Triggereinrichtung 4, einer ersten Frequenzteilereinrichtung 10 und einer zweiten Frequenzteilereinrichtung 13, wobei die Triggereinrichtung 4 einen Frequenz-Betriebsbereich W1, die erste Frequenzteilereinrichtung 10 einen Betriebsbereich W2 und die zweite Teilereinrichtung 13 einen Betriebsbereich W3 besitzt. In diesem Fall überlappt der Betriebsbereich W1 den Betriebsbereich W2 und der Betriebsbereich W2 überlappt den Betriebsbereich W3. Der Frequenz-Betriebsbereich W1 erstreckt sich zum Beispiel von der Frequenz f = 0 bis zur Frequenz f = 200 MHz, W2 erstreckt sich von f = 100 MHz bis f = 2 GHz und W3 erstreckt sich von f = 1 GHz bis f = 10 GHz. Der Betrieb des Triggersystems läuft wie folgt ab. Falls die Frequenz des Signals am Eingang 2 des Triggersystems 1 niedriger als f = f1 ist, ist der Signalpfad 6 mit den Eingängen 2 und 9 verbunden, falls die Frequenz zwischen f = f2 und f = f3 liegt, ist der Signalpfad 7 mit den Eingängen 2 und 9 verbunden und falls die Frequenz höher als f = f4 ist, ist der Signalpfad 8 verbunden. In den Bereichen zwischen f = f1 und f = f2 oder zwischen f = f3 und f = f4 besteht eine Hysterese, das heißt, falls sich die Frequenz von f = f1 erhöht, wird der Signalpfad 7 nur zugeschaltet, wenn f = f2 ist und falls sich die Frequenz erneut verringert, wird der Signalpfad 6 nur zugeschaltet, wenn f = f1 ist.
• Figur 3 zeigt eine genauere Ausführung einer erfindungsgemäßen Frequenzteilereinrichtung 10, bei der Komponenten entsprechend Figur 1 in der gleichen Weise bezeichnet sind. Nur der erste Schaltpfad 6 und der zweite Schaltpfad 7 sind gezeigt. Der Eingang 11 der Frequenzteilereinrichtung 10 im Schaltpfad 7 ist mit dem Schalter 19 und der Ausgang 12 ist mit dem Schalter 20 verbunden. Die Frequenzteilereinrichtung 10 umfaßt eine Reihenschaltung aus einem Vorverstärker 26, einem ersten Frequenzteiler 27 und einem zweiten Frequenzteiler 28. Ein Ausgang 29 des Vorverstärkers 26 ist mit einem Eingang 30 einer Amplituden-Detektorschaltung 31 verbunden. Ein Ausgang 32 der Amplituden-Detektorschaltung 31 ist mit einer "Freigabe"(enable)-Schaltung 33 verbunden. Die "Freigabe"-Schaltung 33 umfaßt einen "Freigabe"- Eingang 34 zum Übertragen oder Nichtübertragen des Amplituden- Detektorsignals zu einem "Freigabe"-Eingang 35 des Frequenzteilers 28. Die Frequenzteilereinrichtung 10 besitzt z.B. eine Bandbreite von f = 100 MHz bis f = 2 GHz. Der Vorverstärker 26 kann beispielsweise ein Bandbreitenverstärker wie etwa ein AVANTEK MSA0304 oder MSA0404 sein. Der erste Frequenzteiler 27 kann beispielsweise ein TELEFUNKEN Zweifachuntersetzer U862 und der zweite Frequenzteiler 28 kann beispielsweise ein TELEFUNKEN 64- fach-Untersetzer U662 sein, wie er z.B. beim Satellitenfernsehen oder in Abstimmschaltungen verwendet wird. Eine Teilung durch 128 wird dann im zweiten Signalpfad erreicht. Die Bandbreite der Triggereinrichtung 4 beträgt z.B. 200 MHz. Falls ein Eingangssignal am Eingang beispielsweise 2 GHz hat, wird eine Teilung durch 128 eine Frequenz von ungefähr 16 MHz ergeben, was deutlich innerhalb des Betriebsbereichs der Triggereinrichtung 4 ist. Der Amplitudendetektor 31 dient zum Erzeugen eines Sperrsignals, falls das Eingangssignal zu klein ist. Die Frequenzteiler 27 und 28 können bei Fehlen eines Eingangssignals oder falls das Eingangssignal zu klein ist, anfangen zu schwingen. Das Sperrsignal (disable) sperrt den Frequenzteiler 28, falls das Eingangssignal unzulässig klein ist, das heißt, wenn der Ausgang 12 der Frequenzteilereinrichtung 10 mit dem Erdpotential verbunden ist, was das Triggersystem 1 außer Betrieb setzt. Es könnte wünschenswert sein, das Sperrsignal der Amplitudenerfassung für ein kleines Signal zu mißachten. Der Frequenzteiler 28 kann über den Eingang 34 fortwährend eingeschaltet bleiben.
• Fig. 4 zeigt eine genauere Ausführung einer erfindungsgemäßen frequenzabhängigen Schalteinrichtung 16, bei der Komponenten entsprechend Figur 1 in der gleichen Weise bezeichnet sind. Die Schalteinrichtung 16 umfaßt eine Frequenzerfassungseinrichtung 36, von der ein Ausgang 37 mit dem Ausgang 18 verbunden ist und von der ein Eingang 38 mit dem Ausgang 39 einer Teilerschaltung 40 verbunden ist, deren Eingang 41 mit dem Eingang 17 verbunden ist. Die Teilerschaltung 40 umfaßt beispielsweise fünf in Reihe geschaltete ECL-Flip-Flop-Schaltungen, wodurch eine Frequenzteilung um einen Faktor 32 erreicht wird. Für die Schaltfrequenzen f1 und f2 gilt z.B. f1 = 150 MHz und f2 = 160 MHz. Falls die maximale Signalfrequenz, z.B. 2 GHz, am Eingang 2 des Triggersystems 1 anliegt, wird eine Frequenz von 2 GHz geteilt durch 128 zum Schaltkreis 16 geführt, worauf die Frequenzerfassungseinrichtung 36 dann ein Signal mit 2 GHz geteilt durch 128 32 = 488 kHz empfängt. Der Frequenzdetektor 36 besitzt einen ersten Schaltpfad 42 und einen zweiten Schaltpfad 43. Falls f < f1, wird der erste Schaltpfad 42 eingeschaltet, falls f > f2, wird der zweite Schaltpfad 43 eingeschaltet. Der Ausgang 37, der mit einem Steuereingang 44 eines Schalters 45 verbunden ist, sorgt für eine Triggerung der jeweiligen Schaltpfade 42 und 43. Der erste Schaltpfad 42 umfaßt eine erste monostabile Kippschaltung 46, eine zweite Kippschaltung 47 und eine dritte Kippschaltung 48. Ein Eingang 49 der ersten Kippschaltung 46 ist mit einem Ausgang 50 eines Frequenzteilers 51 gekoppelt. Die zweite und dritte Kippschaltung 47 und 48 sind über eine ODER-Schaltung 52 mit dem Ausgang 50 verbunden. Der erste Schaltpfad 42 umfaßt ferner ein erstes Flip-Flop 53 und ein zweites Flip-Flop 54. Ein invertierter Ausgang 55 der zweiten Kippschaltung 47 ist mit einem Takteingang 56 des ersten Flip- Flops 53 verbunden. Ein Ausgang 57 der dritten Kippschaltung 48 ist mit einem invertierten asynchronen Einstelleingang 58 der zweiten Kippschaltung 47 und auch mit einem Eingang 59 der ODER- Schaltung 52 verbunden. Ein invertierter Ausgang 60 der ersten Kippschaltung 46 ist mit einem Takteingang 61 des zweiten Flip- Flops 54 verbunden. Ein Dateneingang 62 des zweiten Flip-Flops 54 ist mit einem Erdanschluß 63 verbunden. Ein Ausgang 64 des zweiten Flip-Flops 54 ist mit einem Dateneingang 65 des ersten Flip-Flops 53 verbunden. Ein invertierter Ausgang 66 des ersten Flip-Flops 53 ist mit einem ersten Eingang 67 einer NICHT-UND- Schaltung 68 verbunden, von der ein Ausgang 69 mit dem Ausgang 37 verbunden ist. Ein zweiter Eingang 70 der NICHT-UND-Schaltung 68 ist mit einem invertierten asynchronen Rücksetzeingang 71 des ersten Flip-Flops 53 verbunden. Abgesehen vom Frequenzteiler 51 und dem invertierten Rücksetzeingang 71, ist der zweite Schaltpfad 43 identisch aufgebaut. Der zweite Schaltpfad 43 umfaßt eine ODER-Schaltung 72, monostabile Kippschaltungen 73, 74 und 75 und die Flip-Flops 76 und 77.
• Figur 5 zeigt ein Betriebsdiagramm einer erfindungsgemäßen Frequenzerfassungseinrichtung, in dem f1 und f2 Schaltfrequenzen sind. Falls f < f1, besitzt der Ausgang 69 der NICHT-UND-Schaltung einen ersten logischen Pegel, z.b. "Null". Falls f > f2, wechselt der Ausgang 69 über den ersten Schaltpfad 42 von "Null" auf "Eins" und falls f wieder (f1 wird, nimmt der Ausgang 69 erneut den logischen Pegel "Null" an. Zwischen f = f1 und f = f2 tritt ein Hysterese-Effekt auf; abhängig von einem vorangehenden Zustand, wird der Ausgang 69 den logischen Pegel "Null" oder "Eins" annehmen. Die dritte Kippschaltung 48 bestimmt eine Zykluszeit für das Schalten der Schalteinrichtung 16. Falls die Schalter beispielsweise Breitbandrelais sind, wurde ermittelt, daß eine Zykluszeit von 7 ms angemessen ist. Falls elektronische Schalter verwendet werden, wird eine kürzere Zykluszeit gewählt.
• Figur 6 zeigt ein Zeitfolgediagramm zum Veranschaulichen der Funktion der Frequenzerfassungseinrichtung 36. Ein Eingangssignal i am Eingang 38 der Frequenzerfassungseinrichtung 36, ein Ausgangssignal Q2n (Q2 invertiert) am Ausgang 55 der zweiten Kippschaltung 47, ein Ausgangssignal Q3 am Ausgang 57 der dritten Kippschaltung 48, ein Ausgangssignal Q1n am Ausgang 60 der ersten Kippschaltung 46, ein Ausgangssignal QD2 am Ausgang 64 des zweiten Flip-Flops 54, ein Ausgangssignal QD1n am Ausgang 66 des ersten Flip-Flops 53, ein Ausgangssignal Q0 am Ausgang der ODER-Schaltung 52 und ein Ausgangssignal QN am Ausgang 69 der NICHT-UND-Schaltung 68 sind als Funktion der Zeit t dargestellt. t = t0, t1, t2, t3 und t4 bezeichnen einige Zeitpunkte, und zwar links von der Linie 1 für f < f2 (zum Beispiel, f2=160 MHz) und rechts von der Linie 1 für f > f2. Eine Übertragung über den Schaltpfad 42 um f = f2 wird beschrieben. Falls angenommen wird, daß f anfänglich kleiner f2 ist und daß der Frequenzteiler nicht im Signalpfad zwischen den Eingängen 2 und 9 des Triggersystems 1 eingeschlossen war, dann gilt QN = "0". Als erstes wird die Situation für f < f2 für QN = "0" beschrieben, bei einer Zykluszeit von z.B. 7 ms (t4 - t1). Zur Zeit t = t1 empfangen die monostabilen Kippschaltungen 46, 47 und 48 eine Flanke f1 des Eingangssignals (Wiederholsignals). Die monostabile Kippschaltung 46 besitzt eine Erholzeit von 5 µs (t2 - t1), die Kippschaltung 47 1,5 ms (t3 - t1) und die Kippschaltung 48 7 ms (t4 - t1). Der Frequenzteiler 51 ist eine 25fach-Untersetzerschaltung. Die Kippschaltungen empfangen daher eine Frequenz von weniger als 160 MHz geteilt durch 32 (durch die Teilerschaltung 40) und nach einer Teilung durch 25 (durch den Frequenzteiler 51) erhält man eine Frequenz von weniger als 200 kHz, was einer Zeit von mehr als 5 µs entspricht. Bei t=t2 wird Q1n wegen dem Rücksetzen der Kippschaltung 46 in den Ruhezustand erneut "Eins". Das zweite Flip-Flop 54 empfängt folgerichtig bei t=t2 ein Taktsignal am Takteingang 61 und die "Null" am Dateneingang 62 wird zum Ausgang 64 getastet. Bei t=t3 erhält das erste Flip-Flop 53 die "Null" des Ausgangs 64, worauf QD1n auf "Eins" bleibt. Das Ausgangssignal QN der NICHT-UND-Schaltung 68 bleibt deshalb auf "Null" und es findet kein Schalten statt. Als Folge des Abfalls von Q3 zum Zeitpunkt t4 wird die Schaltung erneut aktiviert. Es wird dann aus QN = "0" angenommen, daß f > f2 gilt; rechts von der Linie 1 wird die Situation für t=t0, t1, t2, t3 und t4 beschrieben. Da nach dem Frequenzteiler 51 eine höhere Frequenz als 200 kHz erhalten wird, wird Q1n bei t=t2 nicht zurückgespeichert. Bei t=t2 wird daher kein Taktsignal zum zweiten Flip-Flop 54 geführt, worauf QD2 den logischen Pegel "Eins" behält. Bei t=t3 wird die "Eins" des zweiten Flip-Flops 54 durch die zweite Kippschaltung 47 zum ersten Flip-Flop 53 getastet, worauf QD1n "Null" wird und QN der Nicht-UND-Schaltung 68 "Eins" wird. Ein Schalten findet statt, worauf der Schaltpfad 7 mit den Eingängen 2 und 9 des Triggersystems 1 verbunden wird. Der Vorgang beim zweiten Schaltpfad 43 ist analog. Bei ihm wird die Frequenz f1 erfaßt (z.B., f1 = 150 MHz). Für f1 = 150 HHz beträgt die an die Kippschaltung 75 angelegte Frequenz dann 150 MHz geteilt durch 128 (Signalpfad 7), geteilt durch 32 (5 ECL-Zweifachuntersetzerschaltungen) = 36,6 kHz, was 27,3 µs entspricht. Die Kippschaltung 75 besitzt deshalb eine Erholzeit von 27,3 µs. Da die Frequenz des Signals zuerst geteilt wird, bevor das Signal erfaßt wird, sind HCT-Logikkomponenten geeignet und diese sind billig und leicht erhältlich.
• Figur 7 zeigt ein grundlegendes Blockschaltbild eines Oszilloskops 78 mit einem erfindungsgemäßen Triggersystem 1, bei dem Komponenten entsprechend Figur 1 in der gleichen Weise bezeichnet sind. Das Oszilloskop 78 umfaßt einen ersten Eingangskanal 79 und kann einen zweiten Eingangskanal 80 umfassen. Die Eingangskanäle 79 und 80 sind mit einer Verarbeitungsschaltung 81 gekoppelt, deren Ausgang 82 mit einem Eingang 83 zur Vertikalablenkung in einer Anzeigeeinrichtung 84 (beispielsweise eine Kathodenstrahlröhre (CRT) oder eine Flüssigkristallanzeige (LCD)) verbunden ist. Außerdem sind jeweilige Triggersignal- Abzweigschaltungen 85 und 86 mit den Eingangskanälen 79 und 80 zum Abzweigen von Triggersignalen zum Zuführen zum Triggersystem 1 gekoppelt. Die Triggersignal-Abzweigschaltungen 85 und 86 sind über jeweilige Vorverstärker 87 und 88 mit einer Triggersignal- Auswahlschaltung 89 gekoppelt, mit der außerdem ein äußerer Triggerkanal 90 gekoppelt ist. Ein Ausgang 91 der Triggersignal- Auswahlschaltung 89 ist mit einem Eingang 92 eines Vorverstärkers 93 gekoppelt, dessen Ausgang 94 mit dem Eingang 2 des Triggersystems 1 gekoppelt ist. Der Ausgang der Triggereinrichtung 4 ist mit einem Eingang 95 eines Sägezahngenerators 96 gekoppelt, dessen Ausgang 97 mit einem weiteren Ablenkgenerator 98 gekoppelt ist. Ein Ausgang 99 des Ablenkgenerators 98 ist mit einem Eingang 100 zur Horizontalablenkung in der Anzeigeeinrichtung gekoppelt. Das Oszilloskop 78 kann einen Mikrocomputer 101 und einen Speicher 102 mit Steuerprogrammen (nicht gezeigt) zum Steuern verschiedener Funktionen umfassen. Somit kann der Vorverstärker 93 getriggert werden, z.B. durch den Mikrocomputer 101 über eine Vielfachleitung (Bus) 103 an einem Eingang 104 zur Verstärkung mit Eins oder Zehn. Der Frequenzteiler kann ebenso im Triggersystem 1 trotz einer unzulässig niedrigen Ampliutude des Eingangssignals aktiviert werden.
• Figur 8 zeigt eine Teilsoftwarelösung zur Frequenzerfassung mit Hysterese, bei der die Hardware der Frequenzerfassungsschaltung 16 teilweise in Form von Software entworfen ist. Der Eingang 2 des Triggersystems 1 ist z.B. über eine 32fach-Untersetzerschaltung 104 mit einem impulsformenden Schmitt-Trigger 105 verbunden, dessen Ausgang 106 mit einer Zählschaltung 107 gekoppelt ist. Ein Ausgang 108 der Zählschaltung wird zum Mikrocomputer 101 geführt. Die Zählschaltung umfaßt einen Schaltungseingang 109, der durch den Mikrocomputer 101 getriggert werden kann, zum Aktivieren der Zählschaltung für eine vorbestimmte Zeit Tg. Der Mikrocomputer 101 liest dann die Zählschaltung aus. Der Ablesewert ist ein Maß für die Frequenz. Ein Steuersignal, das dem am Ausgang 18 der Schalteinrichtung 16 zum Schalten der Signalpfade 6 und 7 gleichwertig ist, kann mit Hilfe einfacher Software im Speicher 102 erzeugt werden. Falls beispielsweise f1 = 140 MHz, f2 = 180 MHz und die Maximalfrequenz 2 GHz beträgt, sind die jeweiligen Ablesewerte für eine Tastung von 1 µs 4, 6 und 62, mit denen eine Frequenzunterscheidung gemacht werden kann, wobei die Software das Schaltsteuersignal erzeugt. Eine Zykluszeit Tc von z.B. 7 ms kann leicht in die Software aufgenommen werden.
• Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm eines Unterbrechungs-Dienstprogramms zur Frequenzerfassung mit Hysterese. Das Unterbrechungs- Dienstprogramm ist im Speicher 102 angeordnet. In einem Hauptprogramm (nicht gezeigt) erhält der Ausgang 18 anfänglich den logischen Pegel "Null". Das Hauptprogramm wird alle Tc Sekunden (z.B. 7 ms) für das Unterbrechungs-Dienstprogramm unterbrochen, das nach einem Unterbrechungssignal auszuführen ist, das beispielsweise mit einem Systemtakt erzeugt wird. Das Unterbrechungs-Dienstprogramm startet in Programmanschlußpunkt 110. Ein Schreibbefehl 111 im Unterbrechungs-Dienstprogramm aktiviert den Toreingang 109 der Zählschaltung 107 (die Zählschaltung wird gleichzeitig zurückgesetzt). Nach einer Zeit t = Tg (z.B. 1 µs) wird ein Ablesewert am Ausgang 108 durch einen Lesebefehl 112 über die Vielfachleitung 103 zum Unterbrechungs-Dienstprogramm geführt. Der Ablesewert ist ein Naß für die Frequenz f eines gemessenen Signals. Im Block 113 bestimmt das Unterbrechungs- Dienstprogramm aus dem Ablesewert die Frequenz f des gemessenen Signals. Die Frequenz f des gemessenen Signals wird in einem Vergleichsbefehl 114 mit einer Frequenz f = f1 verglichen. Falls f< f1, erhält der Ausgang 18 den logischen Pegel "Null" und im Programmanschlußpunkt 116 wird zum Hauptprogramm zurückgekehrt. Andernfalls wird die Frequenz f des gemessenen Signals in einem Vergleichsbefehl 117 mit einer Frequenz f = f2 verglichen. Falls f> f2, erhält der Ausgang 18 mit dem Schreibbefehl 118 den logischen Pegel "Eins" und im Programmanschlußpunkt 116 wird zum Hauptprogramm zurückgekehrt. Andernfalls wird zum Hauptprogramm zurückgekehrt.

Claims (11)

1. Triggersystem (1) mit einer Triggereinrichtung (4) zum Erzeugen von Triggerimpulsen aus einem der Triggereinrichtung (4) wiederholt über einen Eingang (2) des Triggersystems (1) und einen ersten Signalpfad (6) zuzuführenden Signal, dadurch gekennzeichnet, daß das Triggersystem (1) zumindest einen weiteren Signalpfad (7, 8) umfaßt, wobei der zumindest eine weitere Signalpfad (7, 8) mit einer Frequenzteilereinrichtung (10, 13) zum Teilen der Frequenz des Signals ausgestattet ist, und eine Schalteinrichtung (19, 20) zum Verbinden des ersten Signalpfads (6) oder des zumindest einen weiteren Signalpfads (7, 8) mit dem Eingang (2) und der Triggereinrichtung (4) aufweist.

2. Triggersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Triggersystem (1) ferner zumindest eine frequenzabhängige Schalteinrichtung (16, 21) zum Triggern der Schalteinrichtung (19, 20) abhängig von der Frequenz des Signals umfaßt.

3. Triggersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich Frequenz-Betriebsbereiche der Triggereinrichtung und der ersten Frequenzteilereinrichtung (10) überschneiden, und daß die erste Schalteinrichtung (16) ein Eingangssignal des Triggersystems (1) bei entsprechenden Frequenzen des Eingangssignals, die innerhalb der sich überschneidenden Frequenz-Betriebsbereiche liegen, von dem ersten Signalpfad (6) ohne Frequenzteilereinrichtung auf den zweiten Signalpfad (7) mit der ersten Frequenzteilereinrichtung und umgekehrt schaltet.

4. Triggersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich Frequenz-Betriebsbereiche der ersten Frequenzteilereinrichtung (10) und einer zweiten Frequenzteilereinrichtung (13) überschneiden, und daß eine zweite Schalteinrichtung (21) das Eingangssignal bei entsprechenden Frequenzen des Eingangssignals, die innerhalb der sich überschneidenden Frequenz-Betriebsbereiche liegen, von dem zweiten Signalpfad (7) auf einen dritten, die zweite Frequenzteilereinrichtung enthaltenden Signalpfad (8) und umgekehrt schaltet.

5. Triggersystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Frequenzteilereinrichtung (10) zumindest einen Frequenzteiler (27) umfaßt, der seriell zwischen einem Eingang (11) und einem Ausgang (12) der Frequenzteilereinrichtung (10) verschaltet ist und Bandpaßcharakter aufweist.

6. Triggersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung (16) eine Frequenzerfassungseinrichtung (36) umfaßt, die mit einem Eingang (38) zum Zuführen des aus dem Eingangssignal des Triggersystems (1) gebildeten Signals sowie mit einem Ausgang (37) zum Steuern der Schalteinrichtung, die aus einem ersten und einem zweiten Schalter (19, 20) zum Schalten des ersten und des zumindest einen weiteren Signalpfads (6, 7) besteht, ausgestattet ist, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung Frequenzhysterese zeigt.

7. Triggersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das der Frequenzerfassungseinrichtung (36) zuzuführende Signal aus einem Eingangssignal der Triggereinrichtung (4) gebildet wird.

8. Triggersystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzerfassungseinrichtung (36) einen Schalter (45) aufweist, der an einen Eingang (38) der Frequenzerfassungseinrichtung (36) sowie an einen ersten (42) und einen zweiten (43) frequenzabhängigen schaltenden Pfad gekoppelt ist, wobei die entsprechenden Ausgänge (66, 76) der schaltenden Pfade mit entsprechenden Eingängen (67, 70) einer Torschaltung (68) verbunden sind und ein Ausgang (69) derselben ein Steuersignal zur Steuerung des Schalters (45) darstellt.

9. Triggersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal einen ersten Signalwert annimmt, wenn eine erste Frequenz in einem ersten schaltenden Pfad (42) überschritten wird, und daß das Steuersignal einen zweiten Signalwert annimmt, wenn eine zweite Frequenz in einem zweiten Signalpfad (43) nicht erreicht wird, wobei die ersten und zweiten Signalwerte zwei entsprechende Zustände des Schalters (45) bestimmen.

10. Triggersystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden schaltenden Pfade (42; 43) eine erste monostabile Kippschaltung (46; 75), deren Eingang (49) an einen Eingang (38) der Frequenzerfassungseinrichtung (36) gekoppelt ist, und ferner eine zweite (47; 73) und eine dritte (48; 74) an den Eingang (38) der Frequenzerfassungseinrichtung (36) über ein ODER-Gatter (52; 72) gekoppelte monostabile Kippschaltung aufweisen, wobei ein Ausgang (60) der ersten Kippschaltung (46; 75) einen Zustand des Steuersignals festlegt, der zu einem durch die zweite Kippschaltung (47; 73) festgelegten Zeitpunkt in ein Speicherglied (53; 76) eingelesen wird, welches mit der ersten (46; 75) und der zweiten Kippschaltung (47; 73) und einem Ausgang (66) des entsprechenden schaltenden Pfads (42; 43) verbunden ist, wobei die dritte Kippschaltung (48; 74), deren einer Ausgang (57) mit einem Eingang des ODER-Gatters (52; 73) verbunden ist, eine Zykluszeit der Frequenzerfassungseinrichtung (36) bestimmt.

11. Oszilloskop (78) mit einem Triggersystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.