DE68916773T2

DE68916773T2 - Verfahren und Anordnung zur Detektion von Übermodulation für die Signalanalyse.

Info

Publication number: DE68916773T2
Application number: DE68916773T
Authority: DE
Inventors: Steven A Biele; Clifford W Meyers; George R Schwartz
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2009-12-13
Also published as: EP0376539A2; AU613548B2; ES2058556T3; CA2004863C; DE68916773D1; EP0376539A3; AU4725889A; EP0376539B1; CA2004863A1; US5043909A; JPH0792485B2; JPH02290578A

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Signalanalyse, und genauer gesagt, zur Messung der Modulation und der Nichtlinearitäten sowohl von kontinuierlichen Signalen (C. W. = continuous wave) und von rampenförmigen Signalen, die von einer im Test befindlichen Einheit wie etwa einem Radarsystem stammen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen zum Messen der Modulation und Nichtlinearitäten für linear variierte bzw. gewobbelte Signale benutzen ein Verzögerungsleitung- Mischerschema, das ein Signal erzeugt, dessen Abgabe bezüglich der Neigung und Linearität der variierten Signale empfindlich ist. Das Frequenz-Ausgangssignal des Mischers ist proportional zu der Signalphasendifferenz zwischen den verzögerten und unverzögerten Signalen. Das herkömmliche Verfahren ist allgemein mit einigen spezifischen Einzelheiten in der nachstehenden Weise verkörpert bzw. realisiert.
Bei hochfrequenten (HF) Mikrowellensignalen, die eine Frequenzmodulation (FM) enthalten, wird das Signal frequenzmäßig nach unten auf eine vorbestimmte Zwischenfrequenz (IF-Frequenz) umgesetzt. Das Zwischenfrequenzsignal besitzt die FM-Eigenschaften, die ursprünglich in dem Mikrowellenausgangssignal einer im Test befindlichen Einheit vorhanden waren. Das Zwischenfrequenzsignal wird dann geteilt und ein Teil des Signals wird an eine teure, präzise Verzögerungsleitung angelegt. Die Größe der Verzögerung ist derart gewählt, daß dann, wenn das verzögerte Signal mit dem ursprünglichen unverzögerten Zwischenfrequenzsignal gemischt wird, eine präzise Differenzfrequenz mit 2 kHz von dem Mischer abgegeben wird (es sei angenommen, daß die Neigung des Zwischenfrequenzsignals, die Verzögerungsleitung und die Signallinearität ideal sind). Für unterschiedliche Signalveränderungsraten wird eine unterschiedliche Verzögerungsleitung eingesetzt. Es sei gleichfalls angemerkt, daß bei Signalen, die nicht bei hochfrequenten oder Mikrowellen-Frequenzen liegen, keine Abwärts-Umsetzung erforderlich ist. Das Signal wird geteilt und direkt in die Kombination aus der Verzögerungsleitung und dem Mischer eingespeist.
Das Differenzfrequenzsignal mit 2 kHz wird danach in eine Form umgewandelt, die für eine Analyse mittels digitaler Techniken, die eine Verstärkung und Begrenzung einsetzen, geeignet ist. Die Hälfte jeder Impulsperiode des digitalen Signals mit 2 kHz wird unter Einsatz einer Zeit zählerschaltung (elapsed counter circuit) mit 256 Bit gemessen. Der durch die Zeitzählerschaltung gemessene Wert wird dann gespeichert. Das gespeicherte Ergebnis des Zählers wird danach aus einem digitalen Signal in ein analoges Signal mittels eines Digital/Analog-Wandlers mit 8 Bit (2&sup8; = 256) für die Anzeige auf einem Oszilloskop umgewandelt. Falls beispielsweise die abgetastete bzw. gewobbelte Signalrampe eine Dauer von 8 Millisekunden besitzt, sind 16 Impulse mit 2 kHz vorhanden, die durch den Digital/Analog- Wandler gemessen und angezeigt werden. Der Digital/Analog- Wandler wird bei jeder Impulsperiode des Signals mit 2 kHz erneuert.
Falls die Signalrampe linear ist und die Referenzsignalfrequenz kleiner ist als die idealen 2 kHz, vergrößert sich die Phasendifferenz bei jeder Periode um denselben Betrag. Die Anzeige ist dann ein sich vergrößerndes Treppenstufensignal mit Stufen gleicher Größe. Wenn die Referenzfrequenz vergrößert wird, wird die Größe der Stufen kleiner, bis die Anzeige eine flache Linie ist.
Die Krümmung der Signaldarstellung auf der Anzeige (bezüglich einer horizontalen Darstellung) bestimmt die Nichtlinearität der Abtastung bzw. Wobbelung. Wenn die Freqeunz des Referenzsignals noch weiter vergrößert wird, wird die Anzeige ein nach unten gerichtetes Treppenstufensignal. Ein menschlicher Betreiber stellt das Referenzfrequenzsignal ein, bis der zuletzt angezeigte Datenpunkt die Nullfrequenz auf der Anzeige schneidet, und liest dann die Referenzfrequenz auf einem Frequenzzähler ab. Die gemessene Frequenz ist proportional zu der durchschnittlichen Steigung der Rampe des Signals. Falls die gemessene Frequenz außerhalb eines zulässigen Frequenzbereichs liegt, befindet sich die Signalsteigung dann nicht innerhalb einer vorgeschriebenen Spezifikation.
Deshalb werden frühere Erfindungen bezüglich des Testens der Linearität des gewobbelten Signals allgemein mit speziell gestalteten Testschalttafeln durchgeführt. Die Testschalttafeln benutzen ein spezialisiertes Verfahren der Erfassung und Analyse von abgetasteten bzw. gewobbelten Signalen. Diese Erfassungmethode erfordert den Einsatz einer teuren, präzisen Verzögerungsleitung mit einer teuren Schaltung sowie beträchtliche Interaktion eines menschlichen Betreibers.
Es gibt mehrere Nachteile der herkömmlichen Methode. Als erstes benötigt die präzise Verzögerungsleitung eine Aufwärmzeit von ungefähr 45 Minuten für ihren Betrieb, bevor Messungen durchgeführt werden können. Als zweites wird die Bestimmung hinsichtlich der Zulässigkeit oder Unzulässigkeit der Rampe des gewobbelten Signals manuell mittels Eingriff durch einen menschlichen Betreiber durchgeführt. Ein solcher Eingriff führt dazu, daß die Messungen subjektiv sind und daß die Genauigkeit der Messungen von der Befähigung des Betreibers abhängig ist. Als drittes ist die vorstehend beschriebene Prozedur selbst bei erfahrenen Betreibern mühsam und langwierig. Weiterhin ist die Hardware, die für herkömmliche Vorrichtungen eingesetzt wird, für speziellen Zweck ausgelegt und relativ ungenau und besitzt beschränkte Anpassungsmöglichkeiten für andere Benutzungen.
Jüngere Anforderungen des Markts hinsichtlich gewünschter Signaltestausstattung, wie beispielsweise auf dem Gebiet der Radartestausrüstung, diktieren die Notwendigkeit von automatischen Testgeräten. Hervorstechende Merkmale solcher gewünschter Geräte sind: kleinere Größe und geringeres Gewicht für die Lagerung, Zwischen- und Organisationstestung; mobil und transportabel; hoher Grad an Automatisierung (mit minimalem Eingriff eines menschlichen Betreibers); und geringe Kosten.
Demzufolge wäre es ein erheblicher Beitrag zur Technik, ein automatisiertes Verfahren und Gerät zur digitalen Signalverarbeitung einzusetzen, das rasch arbeiten würde und immanent wiederholbarer, genauer und kostenmäßig günstiger wäre.
Es wird auf IBM Technical Disclosure Bulletin, Volume 25, Nr. 9, Februar 1993, Seiten 4555 bis 4558 Bezug genommen, in dem eine mit programmgesteuertem digitalem Filter versehene Überwachungseinrichtung für den Modulationspegel beschrieben ist. Bei dieser Methode wird die Modulationsfrequenz durch Messung der Neigung zwischen zwei vorbestimmten Referenzpegeln gemessen. Die Neigung ist als die Zeit definiert, die die führende Flanke der Modulationshüllkurve benötigt, um von dem ersten Referenzpegel zu dem zweiten zu gelangen. Diese Zeit wird durch Zählen von Trägerimpulsen gemessen. Der Zählstand wird als ein Kriterium für das Akzeptieren/Zurückweisen herangezogen und durch digitale Steuerung festgelegt.

Kurzfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung versucht Nachteile des Standes der Technik dadurch zu überwinden, daß ein automatisiertes Verfahren und eine automatisierte Vorrichtung für das Testen der Modulation sowohl eines kontinuierlichen Signals als auch eines gewobbelten Ausgangssignals eines im Test befindlichen Systems bzw. einer Einheit geschaffen wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung, bei dem bzw. der ein automatisiertes digitales Signalverarbeitungsverfahren eingesetzt wird, so daß die Subjektivität des Eingriffs eines menschlichen Betreibers beseitigt ist und die Genauigkeit der Ergebnisse nicht durch das Fähigkeitsniveau des Betreibers bestimmt ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines raschen Testes der Modulation sowohl von kontinuierlichen Signalen als auch von gewobbelten Signalen für Gerät oder Einheiten, die sich im Test befinden; hierdurch wird das Erfordernis des Abwartens eines langen Zeitintervalls, bis sich das Testsystem aufgewärmt und für den Betrieb stabilisiert hat, beseitigt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Verringerung der Größe und des Gewichts von Testsystemen, verglichen mit existierenden Testsystemen.
Ein weiterer Vorteil besteht in der Schaffung eines Verfahrens für die Signalanalyse sowohl von kontinuierlichen als auch von gewobbelten Signalen mit sehr viel geringeren Kosten. Die vorstehend erwähnten Vorteile der vorliegenden Erfindung befriedigen aktuelle Marktanforderungen der Technik.
Einige Anwendungen der vorliegenden Erfindung enthalten das Testen von integrierten Schaltungen bei der Herstellung und die Eingangsinspektion für alle Arten von festen Oszillatoren, alle Arten von spannungsgesteuerten Oszillatoren und Amplitudenmodulations und Frequenzmodulations-Überlagerungschips; und das Testen von Instrumenten und Modulen für die Herstellung, die Eingangsinspektion, den Feldtest und die diagnostische Untersuchung von Funktionsgeneratoren, Wobbelgeneratoren, Oszillatoren und Synthesizern.
Zusätzliche spezielle Anwendungen umfassen das Testen von Radar und elektronischen Schaltungen für spannungsgesteuerte Oszillatoren, Referenzoszillatoren und die Signaldemodulation; Kommunikations- und Navigationssysteme für digitale FM-Demodulatoren, Referenzoszillatoren für Trägersignale und die Steuerung von Trägersignal-Drift und -Stabilität. Bei bestimmten luftgestützten Radarsystemanwendungen schafft die erfindungsgemäße Technik eine genaue Hardware-Kalibrierung, um die Entfernungsmessung (Bereichsmessung) für sich schnell bewegende, luftgestützte Ziele zu ermöglichen; die frequenzmodulierten Bereichs- bzw. Entfernungstechniken (FMR = frequency modulated range) beruhen auf gewobbelten Hochfrequenzsignalen (HF-Signalen) mit hochlinearen Abtastungen bzw. Wobbelungen (ein Teil in 33 Millionen).
Gemäß einem Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren für die Signalanalyse, das auf gewobbelte oder kontinuierliche Signale von einer im Test befindlichen Einheit mit einer Mehrzahl von darin enthaltenen Signalen angewendet wird, wobei das Verfahren vorgegebene Parameter und vorhergesagte Größen erzeugt, mit den Schritten:
a. Konditionieren der Signale derart, daß sie für eine Messung kompatibel sind;
b. Messen von inkrementalen Zyklusperioden der Signale durch einen kontinuierlichen Zeitzähler;
c. Datenkonditionieren der gemessenen inkrementalen Zyklusperioden der Signale;
d. Berechnen der vorgeschriebenen Parameter, die mit den Signalen zusammenhängen;
e. Ausrichten der berechneten vorgeschriebenen Parameter mit den vorhergesagten Mengen bzw. Größen;
f. Berechnen von inkrementalen Signalfrequenzen aus den inkrementalen Zyklusperioden, wie diese berechnet wurden;
g. Subtrahieren der inkrementalen Signalfrequenzen von vorhergesagten Signalfrequenzen, um eine Frequenz-Restmenge bzw. -Restgröße zu bilden;
h. digitales Filtern und Erzeugen von Signalen, die eine Kurve repräsentieren, unter Einsatz der Frequenz-Restgröße; und
i. Heranziehen der die Kurve repräsentierenden Signale, um diese für die Zusammenfassung mit oder die Korrektur von anderen Signalen aus der Mehrzahl von Signalen innerhalb der im Test befindlichen Einheit einzuseetzen, oder alternativ diese die Kurve repräsentierenden Signale zur Anzeige der Kurve zu verwenden.
Bei bestimmten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der vorgeschriebene Parameter für kontinuierliche Signale die Trägerfrequenz des Signals; und die vorgeschriebenen Parameter für gewobbelte Signale sind die Trägerfrequenz des Signals und die erwartete Steigung der Rampe des Signals. Bei anderen bestimmten Ausführungsbeispielen der Erfindung wird ein Prädiktionsmodell erzeugt und zum Vorhersagen von erwarteten Ergebnissen benutzt. Das Prädiktionsmodell definiert das ideale Verhalten sowohl von kontinuierlichen Signalen als auch gewobbelten Signalen aus der im Test befindlichen Einheit auf der Basis jeweils eines inkrementalen Zyklusses um Zyklus. Das ideale Verhalten, das durch das Modell vorhergesagt wird, wird dann zeitlich mit den aktuellen Signaldaten ausgerichtet. Die idealen Verhaltensdaten werden dann von den aktuellen Daten subtrahiert, wodurch sich eine grobe Darstellung der Nichtlinearitäten ergibt. Eine Kombination aus digitaler Filterung, Kurvenanpassung mit kleinsten Quadraten und dem Choelsky-Verfahren zur Lösung von simultanen Gleichungen wird eingesetzt, um die groben Daten in eine kontinuierliche, auf die Zeit bezogene Frequenzkurve zu verfeinern, oder für andere Zwecke bei der im Test befindlichen Einheit wie etwa einem Eigentest. Diese Kurve wird dann benutzt, um eine abschließende Einstellung der Kurvenberechnung der Steigung durchzuführen. Die Ergebnisse werden visuell angezeigt. Ein vorgeschriebenes Anzeigeformat wird bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt.
Gemäß einem anderen Aspekt schafft die Erfindung eine Vorrichtung für die Signalanalyse, die bei modulierten, von einer im Test befindlichen Einheit stammenden Signalen eingesetzt wird, wobei die Vorrichtung vorgeschriebene Parameter sowie vorhergesagte Mengen bzw. Größen erzeugt und aufweist:
eine Einrichtung zum Konditionieren der Signale derart, daß sie für eine Messung kompatibel sind;
eine kontinuierliche Zeitzählereinrichtung für die Messung von inkrementalen Zyklusperioden der Signale;
eine Einrichtung zum Datenkonditionieren der gemessenen inkrementalen Zyklusperioden der Signale;
eine Einrichtung zum Berechnen der vorgeschriebenen Parameter, die mit den Signalen zusammenhängen;
eine Einrichtung zum Ausrichten der berechneten vorgeschriebenen Parameter mit den vorhergesagten Mengen bzw. Größen;
eine Einrichtung zum Berechnen von inkrementalen Signalfrequenzen aus den inkrementalen Zyklusperioden, wie diese gemessen wurden;
eine Einrichtung zum Subtrahieren der inkrementalen Signalfrequenzen von vorhergesagten Signalfrequenzen zur Bildung einer Frequenz-Restmenge bzw. -Restgröße;
eine Einrichtung zum digitalen Filtern und Konstruieren einer Kurve unter Heranziehung der Frequenz-Restmenge bzw. Restgröße; und
eine Einrichtung zum Anzeigen der Kurve.
Die vorstehend beschriebenen und weiteren Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich am besten durch Überprüfung der beigefügten Beschreibung, Zeichnungen und Ansprüche verstehen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein funktionelle Blockschaltbild des funktionellen Signalflusses der vorliegenden Erfindung in der Form von Verfahrensschritten und Einrichtungen.
Fig. 2a zeigt eine teilweise Darstellung des funktionellen Ablaufdiagramms des Schritts und der Einrichtung (10) für die Signalkonditionierung und des funktionellen Ablaufdiagramms des Schrittes und der Einrichtung (20) betreffend den kontinuierlichen Zeitzähler in einem logischen Computerprogramm-Format.
Figuren 2b bis 2g sind funktionelle Ablaufdiagramme in logischem Computerprogrammformat für den Schritt und die Einrichtung (30) betreffend die Datenkonditionierung und Umformatierung.
Figuren 3a bis 3i zeigen funktionelle Signalflußdiagramme im logischen Computerprogrammformat; für den Schritt und die Einrichtung (40) für die Berechnung von vorgeschriebenen Parametern, die mit dem von der im Test befindlichen Einheit abgegebenen Signal zusammenhängen; für den Schritt und die Einrichtung (50) für die Ausrichtung der gemessenen Signaldaten mit dem berechneten Ideal mit Modell; für den Schritt und die Einrichtung (60) für die Berechnung von inkrementalen Signalfrequenzen aus den inkrementalen Zyklusperioden, wie sie gemessen wurden; und für den Schritt und die Einrichtung (70) für das Subtrahieren der inkrementalen Signalfrequenzen von den vorhergesagten Signalfrequenzen, um eine Restmenge bzw. Restgröße zu bilden.
Figuren 4a und 4b sind funktionelle Ablaufdiagramme im logischen Computerprogrammformat für einen Teil des Schrittes und der Einrichtung (80) für die Konstruierung einer Kurve.
Figuren 5a und 5b zeigen funktionelle Ablaufdiagramme im logischen Computerprogrammformat für den den Algorithmus kleinster Quadrate betreffenden Teil des Schrittes und der Einrichtung (80) für die Konstruierung einer Kurve.
Fig. 6 zeigt ein funktionelles Ablaufdiagramm im logischen Format eines Computerprogramms für die Berechnung gemäß dem Choelsky-Verfahren, für einen Teil des Schritts und der Einrichtung (80) für die Konstruierung einer Kurve.
Figuren 7a bis 7h zeigen funktionelle Ablaufdiagramme im logischen Format eines Computerprogramms für den Schritt und die Einrichtung (90) für die Anzeige der Kurve.
Fig. 8 zeigt eine Blockschaltbild, das in repräsentativer Weise die Erfindung veranschaulicht, die bei einer im Test befindlichen Einheit zum Testen eines Ausgangssignals eingesetzt wird, um die Benutzung der Erfindung zu veranschaulichen.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau veranschaulicht, der zum experimentellen Untersuchen der Erfindung angesetzt wurde.
Fig. 10 zeigt eine graphische Darstellung von experimentellen Meßergebnissen bei der Testung der Erfindung bei einem kontinuierlichen Eingangssignal von einer im Test befindlichen Einheit mit bestimmten Charakteristiken.
Fig. 11 zeigt eine graphische Darstellung von experimentellen Meßergebnissen beim Testen der Erfindung im Zusammenhang mit einem gewobbelten Eingangssignal von einer im Test befindlichen Einheit mit bestimmten Charakteristiken.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die nachstehende Beschreibung dient dazu, jeglichen Fachmann für die Technik, auf die die vorliegende Erfindung gerichtet ist oder mit der sie möglichst nahe in Verbindung steht, zu befähigen, die Erfindung herzustellen und einzusetzen, und beschreibt die von den Erfindern berücksichtigte beste Ausführungsart für die Ausführung der Erfindung. Dem Fachmann erschließen sich jedoch vielfältige Abweichungen ohne weiteres, da die grundlegenden Erfindungen der vorliegenden Erfindung hier speziell definiert wurden, um ein automatisiertes Signalanalyse-Testverfahren und eine hierfür gedachte Einrichtung bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung wird in Einzelheiten in (1) Theorie der Erfindung; (2) Praxis der Erfindung mit bester Ausführungsform; (3) experimentelle Ergebnisse und (4) Benutzung der Erfindung, beschrieben.

(1) Theorie der Erfindung

Das Verfahren gemäß der Erfindung erfordert eine rigorose Signalkonditionierung in Verbindung mit der Bestimmung der durchschnittlichen Absolutfrequenz für jeden sinusförmigen Zyklus über die gesamte Periode des Signalbereichs. Diese durchschnittliche Frequenz ist gleich einer momentanen Signalfrequenz am mittleren Punkt jedes Signalzyklus (sowohl bei gewobbelten als auch bei kontinuierlichen Signalen). Da der Fall kontinuierlicher Signal ein Unterfall des Falls gewobbelter Signale ist, basiert die Ableitung auf dem allgemeineren Fall gewobbelter Signale. Unter Heranziehung der abgeleiteten Gleichungen für die ideale Rampenfrequenz eines gewobbelten Signals und idealer Zyklen für die Rampen-Wellenform eines gewobbelten Signals kann eine ideale momentane Rampenfrequenz des gewobbelten Signals berechnet werden. Der Unterschied zwischen dem aktuellen und dem ideellen ist die gemessene Varianz oder Fehlerfrequenz.
Die mathematischen Beziehungen zwischen der Anzahl von Zyklen in dem gewobbelten Signal (für eine gegebene Zeitdauer) und der entsprechenden, mit jedem Zyklus verknüpften Frequenz werden nachstehend angegeben.
FI(t) = fc + Kt
fC = Signalträgerfrequenz in Hz
K = Rate der Rampe des gewobbelten Signals in Hz je Sekunde
FI(t) = ideale Frequenz, bezogen auf die Zeit
Die Frequenz des gewobbelten Signals und die Zyklen der Ausgangs-Wellenformsignale sind durch Integration mit der folgenden Beziehung verknüpft:
NI(t) = FI(t) dt
= fCt + (1/2) Kt²
NI(t) = ideale Zyklen, bezogen auf die Zeit
Signalzyklen können unter Heranziehung eines komplexen, als ein kontinuierlicher Zähler bekannten Geräts gemessen werden. Die Abweichung der Signalfrequenz von dem idealen Signal muß gemessen werden. Für diese Messung werden die folgenden Beziehungen aufgebaut:
FA(t) = fC + Kt + E(t)
E(t) = unerwünschte Signalfrequenzmodulation in dem Signal; Fehlersignal
FA(t) = aktuelle (echte) Signalfrequenz, bezogen auf die Zeit
Anschließend wird die vorstehend genannte Frequenzgleichung in der nachstehenden Weise in eine "Zyklen"-Gleichung umgewandelt:
NA(t) = fCt + (1/2) Kt² + E(t) dt
NA(t) = aktuelle (reelle) Signalzyklen, bezogen auf die Zeit
Die Zielsetzung besteht in der Bestimmung des FM-Fehlersignals E(t).
Unter der Annahme, daß die Anzahl von Zyklen, die während des gewobbelten Signals und der wahren Zwischenimpulszeit (Periode) jedes dieser Zyklen aufgetreten sind, zugänglich ist, kann eine diskrete differentielle Gleichung aufgebaut werden und die mittlere Frequenz (FA) des gewobbelten Signals für jeden Zyklus (bezogen auf die Zeit) kann ermittelt werden:
FA ist nicht gleich der aktuellen momentanen Frequenz FA. Jedoch kann ein Teil des Mittelwertbildungsfehlers, (1/2)KΔt, mathematisch entfernt werden, da die idealen Gleichungen a priori bekannt sind und diskret differenziert werden können:
I = (ΔNI/Δt)
= fC + Kt + (1/2) KΔt
A und I sind zeitlich ausgerichtet, derart, daß I von A subtrahiert werden kann. Die durchschnittliche Fehlerfrequenz ( E) für ein gegebenes Zeitintervall wird wie folgt gewonnen:
Da die Fehlerfrequenz langsam bezüglich des gewobbelten Signals selbst variiert und die gemessene Anzahl von Zyklen unter Bezugnahme auf die restliche Fehlerfrequenz (FE) groß ist, gilt
A FE und
FE = E(t)

(2) Praxis der Erfindung mit bester Ausführungsform

Fig. 1 zeigt die vorliegende Erfindung als eine Vorrichtung und als ein Verfahren in Form funktioneller Schritte. Das Signal einer im Test befindlichen Einheit 1 wird signalmäßig konditioniert. In der apparativen Ausgestaltung der Erfindung wird das Signal an eine Signalkonditioniereinrichtung 10 angelegt, um das Signal für die Messung durch eine kontinuierliche Zeitzählereinrichtung 20 kompatibel zu machen. Die Datenkonditionierung und die Umformatierung in das Format von Gleitkommazahlen wird durch eine Einrichtung 30 bewirkt. Signale werden an eine Einrichtung 40 für die Berechnung von vorgeschriebenen Signalattributen angelegt. Von der Einrichtung 40 werden Signale an eine Einrichtung 50 für die Ausrichtung der kalkulierten Parameter mit Prädiktionsmodell-Mengen bzw. -Größen angelegt. Signale werden dann einer Einrichtung 60 für die Berechnung von inkrementalen Signalfrequenzen aus inkrementalen Zyklusperioden zugeführt. Signale werden danach an eine Einrichtung 70 für die Subtraktion und eine Einrichtung 80 für die Kurvenanpassung und Steigungseinstellung angelegt und schließlich einer Einrichtung 90 für die Anzeige oder einer Steuerung zugeführt, die an oder in der im Test befindlichen Einheit 1 angebracht ist und für den Einsatz bei der Durchführung von Korrekturen anderer Signale dient.
Genauer gesagt wird das Ausgangssignal der im Test befindlichen Einheit 1, d.h. das aus einer Mehrzahl von Signalen innerhalb der im Test befindlichen Einheit 1 zu testende Signal, für weitere Transformierung konditioniert. Das Signal kann zum Beispiel ein Ausgangssignal von einem Radarsystem als eine im Test befindlichen Einheit 1 sein. Bei der apparativen Ausgestaltung der Erfindung wird das im Test befindliche Signal an die Signalkonditioniereinrichtung 10 angelegt. Die Signalkonditioniereinrichtung 10 stellt dessen Amplitude ein und bewirkt eine Bandbegrenzung von dessen Spektrum.
Nachfolgend mißt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, die Erfindung inkrementale/Zyklusperioden des Signals unter Einsatz eines kontinuierlichen Zeitzählerverfahrens. Der Zähler 20 mißt die Signalperioden und speichert sie in einer Tabelle in seinem Speicher. Die Daten repräsentieren die absoluten Zeitintervalle zwischen jedem Wellenformdurchgang (Zyklus) des Ausgangssignals der im Test 1 befindlichen Einheit. Dieser Verarbeitungscomputer liest dann die im Zähler 20 gespeicherten Daten und wandelt sie in eine Gleitkomma-Darstellung um. An diesem Punkt werden Daten, die durch den menschlichen Betreiber eingegeben sind, herangezogen, um zu bestimmen, ob das Signal ein kontinuierliches Signal oder gewobbelt ist. Falls das Signal ein kontinuierliches Signal ist, reduziert sich das Vorhersagemodell auf einen konstanten Wert über die Zeit. Andernfalls werden zwei Parameter (Wobbelrate in Hz/Sekunde und Trägerfrequenz in Hz) berechnet und zur Bildung eines idealen Modells des Signals herangezogen. Bei der apparativen Ausgestaltung der Erfindung wird das Signal, das von der Signalkonditioniereinrichtung 10 abgegeben wird, an den kontinuierlichen Zeitzähler 20 zum Messen von inkrementalen Zyklusperioden des Signals angelegt. Der nächste Schritt besteht in dem Auslesen der in dem Zähler 20 gespeicherten Daten zum Computer und in dem Transport dieser Daten in eine Tabelle für die Umwandlung in Zahlen mit Gleit-Darstellung. Der Computer wird dann vorgeschriebene Parameter (oder einen Parameter) berechnen, die bzw. der auf das Signal bezogen sind. Bei kontinuierlichen Signalen ist der vorgeschriebene Parameter die Trägerfrequenz des Signals; und bei Wobbelsignalen sind die vorgeschriebenen Parameter die Trägerfrequenz des Signals und die Steigung gewobbelten Signals.
Bei der apparativen Ausgestaltung der Erfindung wird das Signal, das vom kontinuierlichen Zeitzähler 20 abgegeben wird, an die Einrichtung 30 für die Datenumwandlung in eine Tabelle von Zahlen mit Gleitkomma-Darstellung angelegt. Diese Tabelle wird danach für die Berechnung von vorgeschriebenen, auf die Signale bezogenen Parametern eingesetzt (Einrichtung 40). Der nächste Schritt besteht in der zeitlichen Ausrichtung der gemessenen Signalparameter mit vorhergesagten Mengen bzw. Größen, die mittels eines Prädiktions-(Ideal-)Modells berechnet wurden. Bei der apparativen Ausgestaltung der Erfindung werden Signale, die von der Einrichtung 40 für die Berechnung von vorgeschriebenen Parametern abgegeben werden, an die Ausrichtungseinrichtung 50 angelegt. Nachfolgend werden inkrementale Signalfrequenzen aus inkrementalen Zyklusperioden, wie sie gemessen wurden, berechnet. Bei der apparativen Ausgestaltung der Erfindung wird das von der Ausrichtungseinrichtung 50 abgegebene Signal an eine Einrichtung 60 zur Berechnung der inkrementalen Frequenzen aus den gemessen Wellenformintervallen angelegt. Der nächste Schritt besteht in dem Subtrahieren der inkrementalen Signalfrequenzen von den vorhergesagten Signalfrequenzen, um eine Frequenz-Restmenge bzw. - Restgröße zu bilden. Bei der apparativen Ausgestaltung der Erfindung werden Signale, die von der Einrichtung 60 abgegeben werden, an eine Einrichtung 70 zum Subtrahieren von berechneten Signalgrößen von vorhergesagten Signalgrößen angelegt. Nachfolgend wird eine kontinuierliche Kurve unter Einsatz der Frequenz-Restgrößen konstruiert, oder es werden Signale, die eine solche Kurve repräsentieren, erzeugt. Bei der apparativen Ausgestaltung der Erfindung wird das von der Einrichtung 70 abgegebene Signal an die Kurvenanpassungseinrichtung 80 angelegt. Der nächste Schritt besteht in der sichtbaren Anzeige der Kurve in einem bestimmten Format wie etwa in dem Auftragen der Frequenz gegenüber der Zeit. Bei der apparativen Form der Erfindung wird das von der Kurvenanpassungseinrichtung 80 ausgegebene Signal an die Anzeigeeinrichtung 90 oder an eine Steuerung angelegt, die an oder in der im Test befindlichen Einheit 1 für internen Einsatz bei der Anwendung, bei der Zusammenfassung mit oder der Korrektur anderer Signale angeordnet ist.
Die Ausführungsform von jeder der funktionellen Vorgänge, die in Fig. 1 beschrieben sind, wird im Detail erläutert:
(a) Signalkonditionierung
(b) kontinuierlicher Zeitzähler, und
(c) Datenkonditionieren und Umformatieren.
Der Schritt und die Einrichtung 10 für die Signalkonditionierung enthalten die automatische Einstellung und Steuerung einer Schaltung mit automatischer Verstärkungsregelung (AGC) und des Signalbegrenzers, wie sie in Fig. 8 gezeigt sind. Die automatische Verstärkungsregelschaltung wird so eingestellt, daß sie sich verändernde Pegel von Signalen, kompensiert, die von einem Abwärtswandler (Mischer) kommen können. Die automatische Verstärkungsregelschaltung stellt dann die erforderliche Verstärkung bereit, um das Signal zu verstärken oder zu dämpfen, um das geeignete Eingangssignal für die Begrenzerschaltung bereitzustellen. Die Begrenzerschaltung liefert eine feste Verstärkung, um das sinusförmige Signal in eine pseudo-rechteckförmige Welle umzuwandeln. Diese pseudo-rechteckförmige Welle wird an die Steigungs/Spannungs-Triggerschaltungen des kontiunuierlichen Zeitzählers angelegt.
Der Schritt und die Einrichtung 20 betreffend den kontinuierlichen Zeitzähler stellt das Gefährt bzw. die Einrichtung zum Erhalten der Signaldaten für die im Test befindliche Einheit 1 dar. Fig. 2a beschreibt die Initialisierung des Zählers 20 und die nachfolgende Triggerung sowohl des Zählers 20 als auch der im Test befindlichen Einheit 1. Der Zähler liest die kontinuierlichen Zeitintervalldaten aus dem Testsignal und speichert diese intern in tabellenmäßiger Form. Der externe Computer greift dann die Daten für weitere Verarbeitung heraus.
Die Figuren 2b bis 2g sind funktionelle Ablaufdiagramme im logischen Computerprogrammformat für den Schritt und die Einrichtung 30 für die Datenkonditionierung und Umformatierung für die apparative Ausgestaltung der Erfindung. Die Zielsetzung des in den Figuren 2b bis 2g dargestellten Datenkonditionierungsschritts besteht in der Umwandlung von Meßdaten in ein Gleitkomma-Format für zukünftige Verwendung bei den Berechnungsroutinen. Bevor der Schritt abgearbeitet wird, muß der menschliche Benutzer der Erfindung angeben, ob das Ausgangssignal der im Test befindlichen Einheit 1 ein kontiunierliches (CW = continuous wave) Signal oder ein gewobbeltes Signal ist. Das Signalformat des Datenausgangssignals vom Zähler 20 muß binär sein. Die Anzahl von durchzuführenden Messungen muß eine Gruppe von mindestens 6, aber nicht mehr als 300 sein.
Der in Fig. 2a in Bezug genommene Schritt wird durch die Dimensionierung von Programmausgestaltungen initialisiert, wie sie durch den Block 102 dargestellt sind, und es wird eine Zeicheneinschaltungs-Nachricht dem Benutzer angezeigt und der Schnittstellen-Bus zwischen der im Test befindlichen Einheit 1 und der Erfindung wird durch einen Block 104 initialisiert. Ein Block 106 bestimmt, ob der kontinuierliche Zähler sich in der Betriebsart zur Zusammentragung von Daten für ein volles Zyklus-Zeitintervall oder von Daten für ein halbes Zyklus-Zeitintervall befindet. Falls sich der Zähler in der Betriebsart mit Zusammentragung für einen halben Zyklus befindet, wird die Kennung "H" im Block 110 auf 0 gesetzt; andernfalls befindet sich der Zähler in der Betriebsart für die Zusammentragung für einen halben Zyklus und die Kennung "H" wird im Block 108 auf 1 gesetzt.
Wie in Fig. 2a gezeigt ist, werden nachfolgend vorhergehende Meßdaten im Zählerspeicher gelöscht und eine neue Tabelle von Ablesungen wird durch den Block 112 herausgegriffen. Dies erfolgt dadurch, daß Befehle "TRIG (10)" und "INIT (1)" ausgegeben werden. Der Zähler wird dann in die Betriebsart "REMOTE" ("FERN") durch Ausgabe des Befehls "REMOTE (10)" gebracht.
Die Meßdaten des Ausgangssignals der im Test befindlichen Einheit 1 werden dann durch den steuernden Computer dadurch herausgegriffen, daß die Daten von dem Zähler mit jeweils einem ASCII-Zeichen zu einem Zeitpunkt solange eingebracht werden, bis ein "#", dem eine "6" nachfolgt, erfaßt wird, wie in Fig. 2b gezeigt ist. Dies ist durch Blökke 110 bis 120 repräsentiert. Das Computerprogramm ist nun mit den neuen Signalmeßdaten synchronisiert und kann die Datenübertragung von dem Zähler 20 zu dem Wirt-Computer über den Schnittstellen-Bus vervollständigen. Die nächsten sechs Zeichen werden bewertet, um die gesamte Anzahl von Datenzeichen, die von der im Test befindlichen Einheit zu übertragen sind, zu bestimmen, wie durch den Block 122 gezeigt ist.
Wie in Fig. 2c, Blöcke 124 bis 132, und Fig. 2f, Block 154, dargestellt ist, werden die nächsten Datenzeichen jeweils einzeln solange übertragen, bis 12 Bytes empfangen wurden. Dieser Block aus 12 Zeichen wird dann bewertet. Diese 12 Bytes definieren zwei Zeitmarken von Nulldurchgängen der gemessenen Wellenform (ein Zyklus). Der Unterschied zwischen den Zeitmarken definiert ein Zeitintervall des Signals der im Test befindlichen Einheit 1. Das nachstehende Diagramm versieht die Zeichen (oder binären Bytes) aus Gründen der einfachen Bezugnahme mit Nummern). Binäre Bytes Zeitmarke
Das Byte 1 ist das Bit höchster Wertigkeit (MSB) der Zeitmarke 1, während das Byte 4 das Bit geringster Wertigkeit (LSB) ist.
Das Byte 7 ist das MSB der Zeitmarke 2, während das Byte 10 das Bit geringster Wertigkeit ist. Die 4 Byte enthalten eine binäre Zahl mit 32 Bit. Eine zusätzliche Auflösung wird in den Bytes 5 und 11 bereitgestellt und gibt dem Betreiber eine Auflösung von 200 Picosekunden. Die Bytes 6 und 12 sind für zukünftiges Wachstum gedacht. Die nachfolgende Erläuterung nimmt auf die Zeitmarke 1 Bezug; der Ablauf ist auch für die Zeitmarke 2 anwendbar.
Jede binäre Zählung in den Bytes 1 bis 4 stellt ein Zeitinkrement von 2 Nanosekunden dar. Das Byte 5 ist das zweifache der Anzahl von Inkrementen von 200 Picosekunden, die zu dem Wert mit 32 Bit addiert werden müssen, dessen Bit höchster Wertigkeit das Byte 1 ist. Es ist daher notwendig, die Größe des Werts des Bytes 5 auf 1/2 zu verringern. Um dies zu erreichen, wird der Multiplikationsfaktor um 1/2 verringert.
Das bedeutet, daß anstelle der Multiplikation des Bytes 5 mit 200 Nanosekunden dieses mit 100 Nanosekunden zu multiplizieren ist. Daher lautet die Gleichung für die Bewertung des ersten Meßwerts:
Tml = (((Byte 1 + 256 + Byte 2) * 256 + Byte 3) * 256 + Byte 4) * 2 Nanosekunden + (Byte 5 ANDED 31&sub1;&sub0;) * 100 Picosekunden
Der zweite Meßwert wird in gleichartiger Weise bewertet. Das Byte 1 wird das Byte 7 usw., und das Byte 5 wird das Byte 12. Diese arithmetische Verknüpfung wird mit doppelter Präzision durchgeführt, um die notwendigen signifikanten Stellen beizubehalten. Jede Gruppe von 12 zugeführten Bytes wird in gleichartiger Weise bewertet, bis alle zeitlichen Meßwerte im Speicher sind. Der Zähler wird dann zu "lokal" zurückgeführt.
Die Figuren 2d und 2f (Blöcke 156 und 158) stellen die Logik für das Computerprogramm in dem Fall bereit, daß Paare von Messungen, die sich auf das Signal der im Test befindlichen Einheit 1 beziehen, in den Speicher des Computers in jeder von zwei Reihenfolgen eingeladen werden können. Die normale Reihenfolge ist als eine aufsteigende Ordnung mit Paaren von Nummern bzw. Zahlen derart definiert, daß der kleinste Zeitwert stets der erste ist. Die umgekehrte Reihenfolge ist derart definiert, daß der größere Zeitwert der beiden zuerst ankommt. Die Meßwerte werden hinsichtlich umgekehrter Reihenfolge überprüft und, falls eine solche Reihenfolge vorhanden ist, in normale Reihenfolge umgewandelt (Block 136). Ein weiteres Vorkommnis, das eine Erfassung und Änderung erfordert, ist das Überrollen bzw. Überlaufen des 32-Bit-Zählers, während er die Zeit zählt. Ein Überlaufen tritt auf, wenn das Register des 32- Bit-Zählers überläuft und auf 0 zurückgesetzt wird. Überlaufvorgänge treten jeweils alle 8 Sekunden auf. Es wird angenommen, daß in jede Gruppe von 3 Paaren von Signalmessungen lediglich ein Überlauf vorhanden sein kann. Ein Überlauf in einem Paar von Messungen erscheint wie der Zustand umgekehrter Reihenfolge. Um eine tatsächliche umgekehrte Reihenfolge von einem Überlauf zu unterscheiden, wird ein Ansatz mit "Majoritätsregeln" eingesetzt. Zu Referenzzwecken werden die Meßwerte als Werte 1, 2, 3, ... in Bezug genommen, wobei mit dem ersten begonnen wird. Falls der Wert 2 abzüglich des Werts 1 größer 0 ist, wird ein Wert von +1 zu einer Gewichtsfunktion hinzuaddiert. Falls die Subtraktion kleiner als 0 ist, wird eine -1 zu der Gewichtsfunktion hinzuaddiert. Der Wert 4 und der Wert 3 werden in gleicher Weise verglichen; die Werte 6 und 5 werden in gleichartiger Weise verglichen. Die Gewichtsfunktion, die eine gerade Summation ist, wird dann bewertet, um die Reihenfolge zu bestimmen. Falls die Aufsummierung größer als 0 ist, ist die Reihenfolge normal; falls die Aufsummierung kleiner als 0 ist, ist die Reihenfolge umgekehrt. Die Werte in der umgekehrten Reihenfolge werden ausgetauscht, 1 für 2, 3 für 4, ... , um die normale Reihenfolge herzustellen. Diese Austauschtechnik ist durch den Block 156 in Fig. 2f angefordert bzw. dargestellt.
Im Block 138 (von Fig. 2d) wird die Liste von Werten nun auf die Nullzeit bezogen, indem der erste Wert von allen Werten in der Liste subtrahiert wird. Im Block 140 wird ein Test hinsichtlich des Überlaufens durchgeführt. Jeder Wert in der Reihe wird mit 0 verglichen: Falls der Wert positiv ist, ist kein Überlauf vorhanden; falls irgendein Wert negativ ist, ist ein Überlauf aufgetreten und es werden 2³² x 2 x 10&supmin;&sup9; Nanosekunden zu dem negativen Wert und allen nachfolgenden Werten hinzuaddiert, wie durch den Block 158 (Fig. 2f) repräsentiert ist.
Es wird nun auf Fig. 2e Bezug genommen. Wie durch die Blöcke 142 bis 152 veranschaulicht wird, mißt der Zähler 20 volle Zyklusintervalle, wenn die Kennung "h" im Block 108 auf 1 gesetzt wurde (H = 1). Die gemessenen Zeitintervallwerte werden in Gleitkomma-Zahlen umgewandelt und mit 1000 multipliziert, um die Daten in Einheiten von Millisekunden darzustellen. Diese Daten werden in eine Datei eingeschrieben, wie es durch den Block 144 repräsentiert ist, wobei ein Format eingesetzt wird, das 10 signifikante Stellen auf der rechten Seite des Dezimalpunkts zuläßt.
Falls die Kennung "H" im Block 110 auf 0 gesetzt wurde (H = 0), hat der Zähler 20 halbe Zyklusintervalle gemessen. Die halben Zyklusdaten werden dann in zwei Tabellen von vollen Zyklusdaten aufgeteilt, wie mit den Blöcken 160 bis 164 in Fig. 2g gezeigt ist. Der Zähler 20 gewinnt Abtastwerte jede halbe Periode, die ineinander verschachtelt sind; in diesem Fall wird jeder zweite Wert, beginnend von dem ersten, in eine bestimmte Datei eingeschrieben; jeder zweite Wert, beginnend von dem zweiten, wird in eine weitere bestimmte Datei eingeschrieben. Ein Format wird eingesetzt, das 10 signifikante Stellen auf der rechten Seite des Dezimalpunkts zuläßt. Der Block 146 in Fig. 2e repräsentiert das Einschreiben in die Datei.
Das Programm fordert dann den Namen einer Datei an, in der alle Werte, die im Speicher vorhanden sind, einzuschreiben sind, wie durch den Block 148 gezeigt ist. Sobald ein solcher Dateiname eingegeben und bestätigt wurde, werden die "rohen" Datenwerte in die Datei eingeschrieben, wie durch den Block 150 repräsentiert ist.
Dieser Schritt des Verfahrens bzw. Ablaufs der Erfindert endet, wie im Block 152 dargestellt ist.
(c) Berechnung von vorgeschriebenen Parametern;
(d) Ausrichtung von Parametern mit Mengen bzw. Größen;
(e) Berechnung von inkrementalen Signalfrequenzen, und
(f) Subtraktion von Signalfrequenzen.
Die Figuren 3a bis 3i zeigen im logischen Format eines Computerprogramms ein funktionelles Ablaufdiagramm für die Schritte und die Einrichtung 40 zur Brechnung vorgeschriebener Parameter, die auf das von der im Test befindlichen Einheit 1 abgegebene Signal bezogen sind; für den Schritt und die Einrichtung 50 für die Ausrichtung der berechneten vorgeschriebenen Parameter mit den vorgeschriebenen Mengen bzw. Größen; für den Schritt und die Einrichtung 60 für die Berechnung von inkrementalen Signalfrequenzen aus den gemessenen inkrementalen Zyklusperioden; und den Schritt und die Einrichtung 70 für die Subtraktion der inkrementalen Signalfrequenzen von den vorhergesagten Signalfrequenzen zur Bildung einer Restmenge bzw. Restgröße, und zwar für die apparative Ausgestaltung der Erfindung. Die Figuren 3a bis 3i beschreiben insbesondere den Signalfluß der Schritte der verfahrensmäßigen Ausführungsform der Erfindung. Die Zielsetzung der in den Figuren 3a bis 3i beschriebenen Verfahrensschritte besteht in der Erreichung der vorstehend beschriebenen Schritte der Erfindung.
Das Programm beginnt durch Erzeugung von Menues, die zur Konfigurierung der Software notwendig sind, wie es durch einen Block 202 in Fig. 3a dargestellt ist; durch Initialisierung von Programmvariablen, wie es durch den Block 204 wiedergegeben ist; und durch Gewinnung von Parametern, wie es durch den Block 206 dargestellt ist. Das Programm sucht nach duplizierten Dateinamen und löscht diese, falls sie vorhanden sind, wie es durch den Block 208 veranschaulicht ist. Das Programm liest dann die Datei, die zuvor erzeugt und bezeichnet wurde, und bewegt die Information in eine bestimmte Tabelle, wie es durch die Blöcke 210 und 212 gezeigt ist. Wie durch einen Block 214 in Fig. 3a dargestellt ist, wird die Länge der Tabelle gewonnen. Der Block 215 ermittelt (auf der Grundlage von Information, die für die Erfindung durch einen menschlichen Betreiber eingegeben wurde), ob das eingegebene Signal ein kontinuierliches oder gewobbeltes Signal ist. Falls das Signal eine kontinuierliche Welle war, muß die Rampenrate nicht berechnet werden und die Daten in der Tabelle werden im Block 274 in Fig. 3g auf Sekunden normiert. Falls das Signal gewobbelt war, werden vier Werte herausgezogen, die nachfolgend bei der Berechnung der Steigung des Rampen-Ausgangssignals der im Test befindlichen Einheit 1 eingesetzt werden, wie dies durch Blöcke 218 bis 226 in Fig. 3b repräsentiert ist.
Wie in Fig. 3c und Fig. 3d, Blöcke 230 bis 250, beschrieben ist, wird jede Zeitmarke, die in der vorstehend in Bezug genommenen Tabelle enthalten ist, herausgezogen und durch 1000 dividiert (für die Umwandlung von Millisekunden in Sekunden), und eine Offset-Zeit wird hinzuaddiert, um die Größen des idealen Modells zeitlich mit den gemessenen Datengrößen zu korrelieren, wie es durch den Block 230 repräsentiert ist. Nachfolgend wird, wie durch den Block 232 gezeigt ist, ein Test durchgeführt, um zu erkennen, ob dies der erste Durchgang durch die Programmschleife ist. Falls dies der Fall ist, tritt das Berechnen und Speichern der Ausrichtungsgröße "TALIGN" nicht auf, da an diesem Punkt die beiden Zeitargumente (vorhergehende und aktuelle Zeit), die zur Berechnung von "TALIGN" notwendig sind, nicht vorhanden sind. Falls das Signal der im Test befindlichen Einheit 1 um ein Trägersignal versetzt ist, ist die Trägerfrequenz FC in der absoluten Frequenzberechnung enthalten, wie im Block 238 angezeigt ist. Es wird dann die Gleichung für den idealen Zyklus, die die Anzahl von Zyklen je Zeiteinheit, Ci bestimmt, bei dem vorhergehenden und dem aktuellen Zeitwert bewertet, wie im Block 240 gezeigt ist. Dies erzeugt zwei Werte für die Anzahl von Zyklen, die während dieser Periode auftreten (Ci und "CNTPREV").
Die nachfolgende Abfolge von Berechnungen wird durch das Programm vorgenommen, das durch die Blöcke 242 bis 250 in Fig. 3d repräsentiert ist. "DELTAT", d.h. die Differenz zwischen dem vorhergehenden und dem aktuellen Zeitintervall wird berechnet, wie im Block 242 repräsentiert ist. "FAVER" (der aus dem Modell berechnete ideale Wert) wird im Block 244 dadurch berechnet, daß Ci - "CNTPREV" (dies ist der zuvor gespeicherte Wert von Ci) subtrahiert und das Ergebnis durch "DELTAT" dividiert wird. Im Block 246 wird die durchschnittliche Frequenz des gemessenen Signals berechnet. "FDELTA" wird durch Bildung des Reziprokwerts von "DELTAT" berechnet. Dies repräsentiert die mittlere Frequenz, die unter Einsatz der gemessenen Daten berechnet ist. Dann wird "FDELTA - FAVER" berechnet, um den Unterschied zwischen dem Vorhersagungsmodell "FAVER" und dem gemessenen Wert "FDELTA" zu erhalten, und zwar im Block 250. Die Zeitintervalle und der Frequenzunterschied werden dann in einer speziellen Datei ("HPDATA. PRN") gespeichert, wie es durch den Block 252 in Fig. 3e veranschaulicht ist. Diese Datei wird für den Zweck der Aufnahme der Daten in eine Spreizblatt- bzw. Tabellen-Datei "AUTOHP.WK1" wie sie beispielsweise von LOTUS im Handel erhältlich ist, und zum Erzeugen der Tabelle "HPDATA.ITB" erzeugt, wobei die Tabelle "HPDATA.ITB" durch "HPCRVTST" benutzt wird, wenn die Regression bzw. Berechnung der kleinsten Quadrate durchgeführt wird. Falls ermittelt wird, daß irgendeiner der Werte, die in "HPDATA.ITB" enthalten sind, zu groß ist, um bei den mit doppelter Genauigkeit stattfindenden Abläufen, die durch HPCRVTST." gefordert sind, gehandhabt zu werden, wird ein Skalenfaktor entwickelt, angewendet und zu den anderen Routinen durchgegeben, die durch den Block 250 in Fig. 3d, die Blöcke 254 bis 258 in Fig. 3e, die Blöcke 260 bis 268 in Fig. 3f, die Blöcke 270 bis 272 in Fig. 3g und die Blöcke 280 bis 284 in Fig. 3i beschrieben sind.

(g) Kurvenkonstruktion

Die Figuren 4a und 4b, Figuren 5a und 5b und Fig. 6 sind im logischen Format eines Computerprogramms gezeigte funktionelle Ablaufdiagramme für den Schritt und die Einrichtung 80 zum Aufbauen bzw. Konstruieren einer Kurve unter Heranziehung der inkrementalen Signalfrequenzen. Diese Figuren beschreiben insbesondere den Signalablauf der Schritte der verfahrensmäßigen Form der Erfindung. Die Zielsetzung der Verfahrensschritte, die durch die Figuren 4a und 4b, Figuren 5a und 5b und Fig. 6 beschrieben sind, besteht in der Realisierung der vorstehend beschriebenen Schritte der Erfindung.
Die Blöcke 302 bis 310 in den Figuren 4a und 4b repräsentieren die Zusammenstellung der relevanten Information für zukünftige Berechnungen und für eventuelle Speicherung in zwei bestimmten Dateien ("COEFFI.TXT" und "COEFFI.PRN"). Dies wird dadurch erzielt, daß die groben Daten, die in HPDATA.ITB enthalten sind, eingesetzt werden und daß Routinenmodul "LEASTSQ", das durch die Schritte 402 bis 416 in den Figuren 5a und 5b repräsentiert ist, aufgerufen werden, um die Datei "COEFFI.PRN" zu erzeugen. Die Information in der Datei "COEFFI.TXT" wird durch den menschlichen Betreiber bereitgestellt. Diese beiden Tabellen werden durch den Schritt und die Einrichtung 90 für die Programmierung für die Anzeige benutzt.
Die Figuren 5a und 5b repräsentieren das Programm mit der Zielsetzung, eine 8 x 9-Matrix zu erstellen, die bei der Routine "CHLSKY", die durch die Blöcke 502 bis 510 in Fig. 6 repräsentiert ist, eingesetzt wird. Die Routine "CHLSKY" löst 8 gleichzeitige lineare Gleichungen. Wie durch die Blöcke 402 bis 406 gezeigt ist, erreicht das Programm die Zielsetzung durch anfängliches Aufbauen einer Matrix Fi, die alle Zweiten "TARG" enthält, aus der Tabelle "HPDATA.ITB". Als zweites werden die einzelnen Spalten "TARG" der Matrix Fi auf die Potenz des Polynoms, dessen Gleichung gewünscht ist, angehoben, wie durch den Block 408 veranschaulicht ist. Beispielsweise wird die Spalte 2 der Matrix zur ersten Potenz erhoben und die Spalte 3 quadriert. Nachfolgend werden die Inhalte der Matrix Fi (8 Spalten mit N-Zeilen) mit ihrem transponierten Wert (transpose) multipliziert und gespeichert, wie durch den Block 410 dargestellt ist. Dies bewirkt effektiv die Aufsummierung der Produkte des Polynoms von jedem Datenpunkt und schafft eine 8 x 8-Matrix. Als nächstes wird die Matrix FARG, die eine Matrix ist, die die Frequenzunterschiede (Nichtlinearitäten) enthält, mit der Transponierten der Matrix Fi multipliziert, wie durch den Block 412 dargestellt ist. Diese Matrix wird mit der Matrix "A" mit 8 Zeilen und 9 Spalten verkettet, wie durch den Block 414 dargestellt ist. Nach Durchführung dieses Vorgangs enthält die Matrix "A" 8 gleichzeitige Gleichungen mit 8 Unbekannten. Effektiv ist eine Matrix, die 8 x ursprüngliche Anzahl von Datenpunkten (beispielsweise 300 Datenpunkten) war, auf eine 8 x 9-Matrix mit einer Spalte aus Konstanten reduziert.
Die Blöcke 502 bis 510 in Fig. 6 repräsentieren die Lösung der gleichzeitigen, nicht homogenen Gleichungen mit Hilfe eines Verfahrens der Eliminierung. Die Eliminierung beruht auf den Prinzipien der Matrixalgebra zur Formulierung von oberen (U) und unteren (L) dreieckförmigen Matrizen. Diesen Matrizen sind linear mit der Matrix "A" als L*U = A verknüpft.
Die Formeln, die bei der Realisierung des Choelsky-Verfahrens durch Lösung von gleichzeitigen Gleichungen mittels Software eingesetzt werden, sind wie folgt:
1. A(i,j) = A(i,j)/A(i.1) für j = 2, 3, ... , n + 1
A(i,k)*A(k,j)
für j = 2, 3, ... , n und i = j, j + 1, ..., n (für jeden Wert von j)
für i = 2, 3, . .., n und j = i + 1, i + 2, ... n + 1 (für jeden Wert von i)
Nach Durchführung dieser Verarbeitungen werden die Koeffizienten des Polynoms kleinster Quadrate durch Rücksubstitution der Variablen bestimmt. Die Methode der "Rücksubstitution" (back substitution) ist in Einzelheiten in "Applied Numerical Methods for Digital Computation", 3. Auflage, Seiten 149 bis 151, beschrieben.

(h) Anzeige

Die Figuren 7a bis 7f zeigen ein funktionelles Ablaufdiagramm im logischen Format eines Computerprogramms für den Schritt oder die Einrichtung 90 zur Anzeige der Kurve. Die Figuren 7a bis 7f beschreiben insbesondere den Signalfluß für die Schritte der Verfahrensform der Erfindung. Die Zielsetzung der Verfahrensschritte, die in den Figuren 7a bis 7f beschrieben sind, besteht in der Erzielung der vorstehend erläuterten Schritte der Erfindung.
Es werden zwei Plattendateien, die durch die Kurvenanpassungsroutine erzeugt werden, eingesetzt. Die erste wird als "HPDATA.PRN" bezeichnet. Diese Datei enthält zwei Datenspalten. Die erste Spalte ist die "Zeit", zu der jeder der mittleren Frequenzfehler aufgetreten ist. Diese Zeiten beziehen sich alle auf den ersten Zeiteintrag in der Spalte. Die zweite Spalte ist der mittlere Frequenzfehler für das Zeitintervall, das durch den kontinuierlichen Zähler gemessen wurde. Die mittleren Frequenzfehlerdaten werden durch diese Routine nicht benutzt, sind aber für Referenzzwecke vorgesehen. Die zweite Plattendatei ist "COEFFI.PRN". Diese Datei enthält die berechneten Koeffizienten der kontinuierlichen Funktion, die die momentanen Frequenzfehlerdaten am besten approximiert.
Die in den Figuren 7a bis 7f gezeigte Routine führt zwei hauptsächliche Funktionen durch. Sie bewertet die kontinuierliche Funktion (nichtlineare Gleichung) in gleichen Zeitinkrementen über die Meßperiode und zeigt die resultierende Wellenform an. Diese kontinuierliche Funktion ist in ihrer allgemeinen Form nachstehend dargestellt.
y = C&sub1; + C&sub2;t¹ + C&sub3;t² + C&sub4;t³ + C&sub5;t&sup4; + C&sub6;t&sup5; + C&sub7;t&sup6; + C&sub8;t&sup7;
Hierbei bezeichnen C&sub1; bis C&sub8; Koeffizienten aus der Datei "COEFFI.PRN".
Der Wert von t wird durch 1000 dividiert, um die ursprünglichen Zeiten aus den Millisekunden-Einheiten zwecks Kompatibilität mit der vorstehenden Gleichung in Sekunden zurückzuwandeln. Diese nichtlineare Gleichung wird dann hinsichtlich des ersten und letzten Zeiteintrags der Plattendatei "HPDATA.PRN" bewertet. Die durchschnittliche Steigung (K") dieser polynomischen Gleichung wird dann berechnet. Dies wird durchgeführt, um der groben Steigung (K'), die in den Routinen in HPCOUNT (Block 218 in Fig. 3b) berechnet wurde, eine "Fein"-Einstellung zu verleihen. Diese Fein-Einstellung wird unter Heranziehung der geglätteten Daten durchgeführt und wie folgt berechnet:
k" = ((letzter Wert) - (erster Wert)) / (((letzte Zeit) / 1000) - ((erste Zeit) / 1000)))
Diese Steigung (k") wird dann von dem Koeffizienten C&sub2; subtrahiert. Da C&sub2; die Steigung der kontinuierlichen Funktion repräsentiert, erzwingt das Subtrahieren von k" von C&sub2;, daß die kontinuierliche Funktion bei demselben Ordinatenwert beginnt und endet. Dieser resultierende Wert von C&sub2; wird als ein Ersatz für den ursprünglichen Wert von C&sub2; benutzt. Die kontinuierliche Funktionsgleichung wird dann in gleichförmigen Zeitinkrementen in der gesamten Meßperiode, wie sie durch den ersten und letzten Zeitwert definiert ist, bewertet. Die resultierenden Daten werden skaliert, aufgetragen, mit Anmerkungen versehen und auf der Platte für eine "Off-Line"-Wiedergabe gespeichert. Diese Skalierung und Auftragung werden durch kommerziell erhältliche Softwareroutinen bewerkstelligt. Verschiedene spezifische Formate für die Anzeige können daher durch den menschlichen Benutzer vorbestimmt werden. Die Spitzen und Täler der Auftragung (maximale Frequenz-Nichtlinearität von Spitze zu Spitze) werden visuell durch den menschlichen Benutzer bewertet, um den Fehler zu bestimmen, der mit dem gemessenen Signal verknüpft ist.

(3) Experimentelle Ergebnisse

Fig. 10 ist eine graphische Darstellung, die experimentelle Meßergebnisse beim Testen der Erfindung bei einem kontinuierlichen (CW) Eingangssignal von einer im Test befindlichen Einheit mit Charakteristika veranschaulicht.
Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, die experimentelle Ergebnisse beim Testen der Erfindung bei einem gewobbelten Eingangssignal von einer im Test befindlichen Einheit mit Charakteristika veranschaulicht.
Um die Arbeitsweise der Erfindung experimentell zu verifizieren, wurde ein physikalisches Modell, das aus überwiegend handelsüblichen Testgeräten und einem steuerndem Computer bestand, eingesetzt. Fig. 9 repräsentiert den benutzten experimentellen Aufbau. Die Funktion des Synthesizers 902 besteht in der Simulierung der Signalabgabe einer im Test befindlichen Einheit. Dieses Signal kann kontiunierlich (C.W.) oder gewobbelt sein. Eine Signalquelle 900, die ein Signal an den Modulationseingang des Synthesizers anlegt, simuliert die übermäßige Modulation und Nichtlinearitäten, die in dem Ausgangssignal der im Test befindlichen Einheit vorhanden sein können. Ein kontinuierlicher Zähler 904 stellt die Einrichtung zum Messen von aneinander angrenzenden Zeitintervallen des Signals der im Test befindlichen Einheit dar. Um das Verfahren zu steuern und die analytische Verarbeitung, die zur Durchführung der abschließenden Messung benötigt wird, bereitzustellen, wurde der Einsatz eines steuernden Computers 908 benötigt. Der steuernde Computer 908 übernahm und führte alle Instrumentensteuerfunktionen sowie die Analyseroutinen durch.
Ein Experiment wurde in gesteuerter Weise durchgeführt. Eines der größeren zu lösenden Probleme war die Verifikation der Ergebnisse. Dies war hauptsächlich durch die fehlende Verfügbarkeit von Instrumenten bedingt, die dieselbe Messung machen konnten. Daher wurde eine Testprozedur eingesetzt, um zur Minimierung dieses Problems beizutragen. Der erste Schritt in diesem Testvorgang war der Einsatz von frequenzmodulierten kontinuierlichen Signalen. Ein modulierendes Signal von der Signalquelle 900 wurde unter Heranziehung eines Oszilloskops gemessen und eine Berechnung der erwarteten Frequenzabweichung wurde unter Heranziehung der Modulationsübertragungsfunktion des Synthesizers 902 durchgeführt. Daher konnte die Genauigkeit des neuen Verfahrens durch Vergleich des Ausgangssignals der Modulationsquelle 900 (Spannung gegenüber der Zeit) mit dem Ausgangssignal des Detektors für übermäßige Modulation (Frequenz gegenüber Zeit) überprüft werden. Dies ist ein gültiges Verfahren, da der Wert der momentanen Spannung des modulierten Signals zu jedem Zeitpunkt proportional zu der Frequenzabweichung bei demselben Zeitpunkt ist.
Ein kontinuierliches bzw. stehendes Signal mit 10 kHz wurde durch den Synthesizer 902 erzeugt und durch die Signalquelle 900 moduliert. Die Signalquelle 900 erzeugte eine sinusförmige Ausgangssignalspannung mit einer Periode von 22,2 Millisekunden (oder 45 Hz). Die Spannungsabweichung dieses Signals erzeugte eine Frequenzabweichung im Synthesizer 902 von ± 84 Hz in dem kontinuierlichen Signal mit 10 kHz. Dieses modulierte Signal wurde als das Signal einer im Test befindlichen Einheit eingesetzt und in den kontinuierlichen Zähler 904 eingespeist. Der Zähler 904 maß die aneinander angrenzenden Zeitintervalle und gab die Daten an den steuernden Computer für eine abschließende Analyse weiter. Die Ergebnisse der Analyse wurden in einer graphischen Darstellung der Frequenz gegenüber der Zeit angezeigt, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Wie ersichtlich ist, wird die aktuelle Modulation (ohne Träger) als eine Abweichung von der Trägerfrequenz angezeigt. Dies wurde mit dem aktuellen Ausgangssignal der modulierenden Quelle verglichen und es wurde gefunden, daß das Verfahren die Modulation des Signal exakt innerhalb von ± 1 Hz des Nennwerts mißt. Dies belegte, daß das grundlegende Konzept die eingesetzte Hardware und die Analyseroutinen funktionsfähig waren. Der nächste Schritt bestand in der Messung eines zusammengesetzten modulierten Signals (eines frequenzmodulierten gewobbelten Signals). Um die Ergebnisse zu überprüfen, wurde ein Speicheroszilloskop eingesetzt, um das Modulationssignal zu speichern. Falls der Prozeß genau wäre, würde er ein Modulationsmuster zeigen, das identisch mit dem Modulationssignal ist. Für diesen Schritt wurde der Synthesizer 902 so programmiert, daß er ein gewobbeltes Signal von 0 Hz bis 50 kHz mit einer Wobbelrate von 4,5 MHz je Sekunde erzeugte. Dieses modulierende Signal war sinusförmig und wurde von der Signalquelle 900 mit einer Periode von 8,333 Millisekunden (120 Hz) erzeugt. Die Spannung der Modulationssignalquelle war ausreichend groß, um eine Frequenzabweichung von 118 Hz in dem gewobbelten Signal zu erzeugen. Dieses zusammengesetzte Signal wurde in den kontinuierlichen Zähler 904 eingespeist, der die aneinander angrenzenden Zeitintervalle maß und die Daten zum steuernden Computer 908 für abschließende Analyse weiterreichte. Die Ergebnisse der Analyse wurden in einer graphischen Darstellung der Frequenz gegenüber der Zeit angezeigt, wie in Fig. 11 dargestellt ist. Wie ersichtlich ist, wird die aktuelle Modulation (ohne Träger) als eine Abweichung von der Trägerfrequenz für die Zeit angezeigt. Dies wurde mit dem modulierenden Signal, das auf dem Oszilloskop gespeichert war, verglichen und es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Modulation des Signals genau innerhalb von ± 1 Hz des Nennwerts mißt. Dies belegte, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung der Modulation und Nichtlinearitäten sowohl von kontinuierlichen als auch gewobbelten Signalen eingesetzt werden konnte.

(4) Benutzung der Erfindung

Bezugnehmend auf Fig. 8 ist das gewobbelte Ausgangssignal der im Test befindlichen Einheit 1 für seine Anlegung an die vorliegende Erfindung für Testzwecke gezeigt. Der menschliche Benutzer verbindet die Hardware der im Test befindlichen Einheit.
Fig. 8 zeigt die Erfindung beim Testen einer im Test befindlichen Einheit. Die Erfindung kann abhängig von der Frequenz und der Art des gemessenen Signals mehrere Ausführungsformen haben. Dies bedeutet, daß bei allen gewobbelten Signalen, die durch einen Träger versetzt sind, und bei allen kontinuierlichen Signalen mit einer Frequenz oberhalb von 200 kHz eine Abwärts-Umwandlungsstufe erforderlich ist. Bei gewobbelten Signalen, die beim Basisband liegen, und bei kontinuierlichen Signalen mit einer Frequenz von weniger als oder gleich 200 kHz ist keine Abwärts-Umwandlungsstufe erforderlich.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird eine stabile Quelle 800 zum Treiben der im Test befindlichen Einheit eingesetzt. Die Quelle 800 stellt keinen Teil der Erfindung dar, sondern ist für die im Test befindliche Einheit zur korrekten Funktion erforderlich. Da das Ausgangssignal der im Test befindlichen Einheit ein gewobbeltes Signal ist, das durch einen Träger versetzt ist, ist eine Abwärts-Umwandlung des Signals notwendig. Die Abwärts-Umwandlungsstufe 800 besteht aus einer phasenstarren Schleife. Das heißt, daß die phasenstarre Schleife (Phasenregelschleife) eingesetzt wird, um den Träger dadurch auf 0 zu legen, daß sie sich auf ihn einregelt. Die Schleife kann (unter Computersteuerung) geöffnet werden und die Abwärts-Umwandlungsstufe wird zu einer einfachen Mischer-Oszillator-Stufe zurückkehren. Die automatische Verstärkungsregelung (AGC) 812 wird zur Erzielung eines festen Signal-Ausgangspegels vom Abwärtswandler eingesetzt. Die automatische Verstärkungsregelstufe 812 kann auch so programmiert werden, daß sie zu einer Stufe mit fester Verstärkung wird. Das Ausgangssignal von der automatischen Verstärkungsregelstufe 812 wird an eine Begrenzerstufe 812 angelegt, um ein Pseudo-Rechteckwellen- Eingangssignal bei der Steigungs/Spannungs-Triggerschaltung 816 bereitzustellen. Das Ausgangssignal der Triggerschaltung 816 legt signalkonditionierte Rechteckwellen an den Zähler 818 für eine Messung an. Dieses gesamte System wird durch einen Hochgeschwindigkeits-Steuercomputer gesteuert. Zusätzlich bewirkt dieser Computer auch die abschließende Analyse und die Anzeige der Ergebnisse.
Um die Erfindung zu benutzen, wäre dem nachfolgenden Ablauf zu folgen, wobei eine Konfiguration, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, angenommen wird:
i) Der Steuercomputer fragt den menschlichen Betreiber, wichtige Information zu geben, bevor der Prozeß gestartet werden kann. Diese Information enthält: Nenn-Trägerfrequenz, Betrieb mit kontinuierlichem oder gewobbelten Signal; Wobbelrate (falls anwendbar).
ii) Das Ausgangssignal der stabilen Quelle wird in die im Test befindliche Einheit eingespeist und die im Test befindliche Einheit wird in eine Betriebsart mit kontinuierlichem Signal gesetzt. Die Ausgangsfrequenz der im Test befindlichen Einheit wird auf die Trägerfrequenz gelegt, die sie während ihres gewobbelten Betriebs benutzen wird.
iii) Der Synthesizer wird in der Phasenregelkreis- Stufe auf eine Frequenz gesetzt, die zur Lieferung eines Ausgangssignals vom Mischer dient, so daß bei Mischung mit dem Trägersignal der im Test befindlichen Einheit eine Frequenz zwischen 1 kHz und 50 kHz erzeugt wird. Diese Phasenregelschleife selbst sollte in den bzw. als Offenschleifenbetrieb (ohne Verfolgung) programmiert werden.
iv) Das kontinuierliche Ausgangssignal vom Mischer wird an die Verstärkungsregelschaltung angelegt, die automatisch das Signal auf den geeigneten Pegel einstellt. An diesem Punkt ist die automatische Verstärkungsregelschaltung so programmiert, daß sie zu einem Verstärker mit fester Verstärkung mit einer auf ihrem vorhergehenden automatischen Betrieb basierenden Verstärkungseinstellung zurückkehrt bzw. wird.
v) Die nächste Phase besteht in dem Schließen der Schleife bei der phasenstarren Abwärts-Umwandlungsstufe. Dies führt dazu, daß der Träger von der im Test befindlichen Einheit beim Ausgangssignal des Mischers zu 0 wird. Nachdem dies beendet wurde, wird die Schleife dann geöffnet. Hierdurch wird die Phasenregelschleife in eine einfache Mischer/Oszillatorstufe rückumgewandelt.
vi) An diesem Punkt werden die Zähler- und Triggerschaltungen aktiviert und verzweigt (armed). Die im Test befindliche Einheit wird dann zur Abgabe ihrer gewobbelten Wellenform für die Messung programmiert. Die gewobbelte Wellenform wird dann durch die offenschleifige Mischer/Oszillator-Stufe in das Basisband umgewandelt und an die automatische Verstärkungsregelschaltung mit fester Verstärkung angelegt. Das Ausgangssignal dieser Stufe wird begrenzt und an die Trigger/Zähler-Stufe gegeben.
vii) Der Zähler mißt die aneinander grenzenden Zeitintervalle des gewobbelten Signals und konfiguriert diese zu einer Tabelle. Die Tabelle wird durch den steuernden Computer gelesen. Die abschließende Analyse und die Anzeige der Ergebnisse werden dem menschlichen Betreiber/Benutzer bereitgestellt.
Die vorstehende Beschreibung erläutert gewisse bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und es ist in Betracht gezogen, daß verschiedene Abänderungen des Vorstehenden bewirkt werden können, die jedoch gleichwohl in den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert ist, fallen.

Claims

1. Verfahren zur Signalanalyse, das auf gewobbelte oder kontinuierliche Signale angewendet wird, die von einer im Test befindlichen Einheit mit einer Mehrzahl von Signalen in dieser stammen, wobei das Verfahren vorgeschriebene Parameter und vorhergesagte Mengen bzw. Größen erzeugt, mit den Schritten:

a. Konditionieren (10) der Signale derart, daß sie für eine Messung kompatibel sind;

b. Messen (20) von inkrementalen Zyklusperioden der Signale mittels eines kontinuierlichen Zeitzählers;

c. Datenkonditionieren (30) der gemessenen inkrementalen Zyklusperioden der Signale;

d. Berechnen (40) der vorgeschriebenen Parameter, die mit den Signalen zusammenhängen;

e. Ausrichten (50) der berechneten vorgeschriebenen Parameter mit den vorhergesagten Mengen bzw. Größen;

f. Berechnen (60) von inkrementalen Signalfrequenzen aus den inkrementalen Zyklusperioden, wie diese gemessen wurden;

g. Subtrahieren (70) der inkrementalen Signalfrequenzen von vorhergesagten Signalfrequenzen, um eine Frequenz-Restmenge bzw. -Restgröße zu bilden;

h. digitales Filtern und Erzeugen (80) von Signalen, die eine Kurve repräsentieren, unter Heranziehen der Frequenz-Restmenge bzw. -Restgröße; und

i. Heranziehen der die Kurve repräsentierenden Signalen, um diese auf andere Signale anzuwenden, mit diesen zusammenzufassen oder andere Signale zu korrigieren, wobei die anderen Signale aus der Mehrzahl von Signalen innerhalb der im Test befindlichen Einheit stammen.

2. Verfahren zur Signalanalyse, das auf gewobbelte oder kontinuierliche Signale angewendet wird, die von einer im Test befindlichen Einheit stammen, wobei das Verfahren vorgeschriebene Parameter und vorhergesagte Mengen bzw. Größen erzeugt, mit den Schritten:

a. Konditionieren (10) der Signale derart, daß diese für eine Messung kompatibel sind;

d. Berechnen (40) der vorgeschriebenen Parameter, die sich auf die Signale beziehen;

e. Ausrichten (50) der berechneten, vorgeschriebenen Parameter mit den vorhergesagten Mengen bzw. Größen;

g. Subtrahieren (70) der inkrementalen Signalfrequenzen von vorhergesagten Signalfrequenzen zur Bildung einer Frequenz-Restmenge bzw. -Restgröße;

h. digitales Filtern und Konstruieren (80) einer Kurve unter Heranziehung der Frequenz-Restmenge bzw. -Restgröße; und

i. Anzeigen (90) der Kurve.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der vorgeschriebene Parameter die Trägerfrequenz des Signals ist, wenn das Signal eine kontinuierliche Welle ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die vorgeschriebenen Parameter die Trägerfrequenz des Signals und die Steigung der Rampe des Signals sind, wenn das Signal ein gewobbeltes Signal ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Ausrichten (50) der gemessenen, vorgeschriebenen Parameter mit den vorhergesagten Mengen bzw. Größen mittels eines Prädiktionsmodells erreicht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Prädiktionsmodell ein ideales Verhalten der Signale von der im Test befindlichen Einheit auf einer inkrementalen Zyklus-Um-Zyklus-Basis definiert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem bei der Berechnung des Prädiktionsmodells der Restfrequenz bzw. des Frequenzrests gegenüber der Zeit das Choelsky-Verfahren eingesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem beim Konstruieren (80) der Kurve die inkrementalen Signalfrequenzen eingesetzt werden und das Konstruieren durch Heranziehung einer Kurvenanpassungsmethode zum Konstruieren der Kurve unter Einsatz der Frequenz-Restmenge bzw. -Restgröße erreicht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Anzeige (90) der Kurve in einem vorgeschriebenen Format erzielt wird.

10. Vorrichtung zur Signalanalyse, die auf modulierte Signale von einer im Test befindlichen Einheit angewendet wird, wobei die Vorrichtung vorgeschriebene Parameter und vorhergesagte Mengen bzw. Größen erzeugt und enthält:

eine Einrichtung (10; 820, 812, 814) zum Konditionieren der Signale derart, daß sie für eine Messung kompatibel sind;

eine kontinuierliche Zeitzählereinrichtung (20; 818) zum Messen von inkrementalen Zyklusperioden der Signale;

eine Einrichtung (30; 808) für ein Datenkonditionieren der gemessenen inkrementalen Zyklusperioden der Signale;

eine Einrichtung (40; 808) zum Berechnen der vorgeschriebenen Parameter, die mit den Signalen in Beziehung stehen;

eine Einrichtung (50; 808) zum Ausrichten der berechneten vorgeschriebenen Parameter mit den vorhergesagten Mengen bzw. Größen;

eine Einrichtung (60; 808) zum Berechnen von inkrementalen Signalfrequenzen aus den inkrementalen Zyklusperioden, wie diese gemessen wurden;

eine Einrichtung (70; 808) zum Subtrahieren der inkrementalen Signalfrequenzen von vorhergesagten Signalfrequenzen zur Bildung einer Frequenz-Restmenge bzw. -Restgröße;

eine Einrichtung (80; 808) zum digitalen Filtern und Konstruieren einer Kurve unter Heranziehung der Frequenz- Restmenge bzw. -Restgröße; und

eine Einrichtung (90; 808) zum Anzeigen der Kurve.