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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Digitale Oszilloskope fallen in zwei
allgemeine Kategorien. Einzeln auslösende Oszilloskope beginnen
mit der Abtastung eines Ereignisses in Echtzeit, wenn eine Auslösebedingung
erfüllt
ist. Die Einschränkungen
ihrer Abtastgeschwindigkeit sind durch die Geschwindigkeit des Analog/Digital-Wandlers bestimmt
und die Dauer der Zeit, über
welche ein Ereignis hinweg abgetastet werden kann, ist durch die
Größe des Erfassungsspeichers
bestimmt, der das Ausgangssignal aus dem Wandler aufnimmt. Zufallsverschachtelungs-
oder Äquivalentzeit-Abtastoszilloskope
beruhen auf einer zeitlich wiederholten Abtastung eines wiederkehrenden
Ereignisses an unterschiedlichen Punkten in dem Ereignis. Eine einzelne
zusammengesetzte Darstellung des Ereignisses wird dann aus jedem
von den Abtastwerten berechnet. Um eine Verfälschung zu verhindern, wird
die Zeit zwischen der Detektion der Auslösebedingung und der Abtastung
zwischen den Abtastungen zufällig
gesteuert.
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Digitale Oszilloskope sind als eine
Verbesserung gegenüber
den früheren
analogen Geräten
in bestimmter Hinsicht anzusehen. In dem typischen analogen Oszilloskop
wird die Spur des Elektronenstrahls über die Phosphorebene der Kathodenstrahlröhre durch
die Amplituden-, d. h., Spannungs- und Zeiteigenschaften des überwachten
Signals gesteuert. Die vertikale Auslenkung des Strahls ist eine Funktion
der momentanen Amplitude und der Strahl läuft mit einer konstanten Zeitrate
horizontal quer über
die Röhre.
Da das Signal nicht abgetastet und in einen digitalen Speicher gespeichert
wird, sind eine Datenmanipulation und ein direkter Vergleich mit
an schließenden
Erfassungen im allgemeinen nicht möglich. Eine statistische Analyse
ist schwierig.
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Analoge Oszilloskope besitzen jedoch
eine Reihe anerkannter Vorteile. Höherfrequente Signale können beobachtet
werden, da sämtliche
Geschwindigkeitsbeschränkungen
nicht durch die Geschwindigkeit des Analog/Digital-Wandlers, sondern
durch die Bandbreite der Elektronik des Oszilloskops gegeben sind.
Ferner können
analoge Osilloskope das Signal kontinuierlich oder nahezu kontinuierlich überwachen.
Digitale Oszilloskope müssen
ein Signal über
der Zeitdauer, welche durch die Größe des Erfassungsspeichers
zugelassen wird, aufnehmen, dann verarbeiten und die Darstellung
des Signals anzeigen. Die Geschwindigkeit, mit welcher das digitale Oszilloskop
neue Erfassungen durchführen
kann, ist somit durch die Zeit beschränkt, die es benötigt, um die
vorherige Erfassung zu verarbeiten.
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US-A-5,254,983 offenbart eine digital
synthetisierte Grauskala mit einem Grauskalen-Binärfeld, welches
jedem von den Pixeln auf einer Rasterscan-Oszilloskopanzeige entspricht.
Jedes Grauskalen-Binärfeld
hat einen Anteil seiner Bits zugeordnet, daß sie der graphischen Information
entsprechen, und einen Anteil seiner Bits zugeordnet, daß sie den abgetasteten
aktuellen und früheren
Wellenformen entsprechen. Eine dekrementierende Zustandsmaschine
liest in einem vorbestimmten Betriebszyklus periodisch alle Grauskalen-Binärfelder
in dem Anzeigespeicher des Oszilloskops aus, dekrementiert jeden
Wert um einen vorbestimmten Betrag, wie z. B. den binären Wert
von Eins und schreibt den dekrementierten binären Wert in den Anzeigespeicher
zurück.
Sobald diese dekrementierten Grauskalen-Binärfelder angezeigt werden, werden
die älteren
Wellenformen gleichmäßig schwächer, wobei
die älteste Wellenform
die dunkelste Leuchtstärke
besitzt. In einem typischen Betriebsmodus, entspricht der vorbestimmte
Zyklus der Operation der Abtastung einer neuen Wellenform aus dem
getesteten System, so daß jede
anschließende
frühere
Wellenform um den vorbestimmten Betrag dekrementiert wird. Um Flackern
zu minimieren, wird die erste vorhergehende Wellenform immer noch
mit voller Helligkeit zusammen mit der aktuellen Wellenform beleuchtet.
Jedoch werden die zweite vorhergehende Wellenform und alle älteren vorhergehenden
Wellenformen linear in der Leuchtstärke schwächer.
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US-A-5,283,596 offenbart eine digital
synthetisierte Grauskala mit einem Grauskalen-Binärfeld, welches
jedem von den Pixeln auf einer Rasterscan-Oszilloskopanzeige entspricht.
Jedes Grauskalen-Binärfeld
hat einen Anteil seiner Bits zugeordnet, so daß sie der graphischen Information
entsprechen, und einen Anteil seiner Bits zugeordnet, daß sie den abgetasteten
aktuellen und vorhergehenden Wellenformen entsprechen. Eine dekrementierende
Zustandsmaschine liest in einem vorbestimmten Betriebszustand periodisch
alle von den Grauskalen-Binärfeldern
in dem Anzeigespeicher des Oszilloskops, dekrementiert jeden Wert
um einen vorbestimmten Betrag, wie z. B. den binären Wert von Eins und schreibt
den dekrementierten binären
Wert in den Anzeigespeicher zurück.
Wenn diese dekrementierten Grauskalenbinärfelder angezeigt werden, werden die älteren Wellenformen
gleichmäßig schwächer, wobei
die älteste
Wellenform die dunkelste Leuchtstärke besitzt. In einem typischen
Betriebsmodus entspricht der vorbestimmte Betriebszyklus der Abtastung
jeder neuen Wellenform aus dem getesteten System, so daß jede anschließende vorhergehende Wellenform
um einen vorbestimmten Betrag dekrementiert wird.
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US-A-5,439,593 offenbart ein Verfahren
zum Darstellen von Information in einem Mehrkanaloszilloskop und
ein digitales Oszilloskop gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche
1 bzw. 10. Das Verfahren und das Oszilloskop der vorliegenden Erfindung sind
durch die Merkmale der kennzeichnenden Abschnitte dieser Ansprüche gekennzeichnet.
Optionale Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist auf
die Beibehaltung der Datenmanipulationsflexibilität in Verbindung
mit digitalen Oszilloskopen während
gleichzeitig einige von den Anzeigeattributen von analogen Oszilloskopen
kopiert und neue Merkmale hinzugefügt werden, die von der digitalen
Elektronik unterstützt
werden können,
gerichtet. Die Erfindung versucht die visuellen Eigenschaften in
Verbindung mit Nachleuchtanzeigen analoger Osilloskope zu erzielen.
Die Erfindung stellt auch eine variable Nachleuchtdauer in den akkumulierten
Daten bereit, so daß das
angezeigte Bild die Veränderungen
in dem abgetasteten Ereignis über
der Zeitdauer darstellt. Das Abklingen ist jedoch proportional zu
der Belegung für
jede Amplituden/Zeit-Kombination in den Daten. Dieses bewahrt die
statistische Integrität
der Daten.
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Die für die Darstellung der akkumulierten
Daten verwendete Technik läßt eine
leichtere Interpretation der Daten durch eine Anzahl unterschiedlicher Modifikationen
zu. Den Daten aus jedem Kanal wird eine unterschiedliche Farbe zugewiesen
und unterschiedlichen Belegungen innerhalb der Kanaldaten werden
unterschiedliche Schattierungen der Farbe zugewiesen. Diese Schattierungen
werden dynamisch aktualisiert, sobald Daten von neuen Erfassungen
akkumuliert werden. Ferner können
zum Hervorheben der Belegungsverteilungen in den seltenen Ereignissen
Belegungssättigungspegel
spezifiziert werden.
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Im allgemeinen stellt die vorliegende
Erfindung gemäß einem
ersten Aspekt ein Verfahren zum Anzeigen von Information in einen
Mehrkanaloszilloskop bereit. Dieses Verfahren umfaßt das wiederholte
Abtasten von Amplituden von Ereignissen über der Zeit und das Akkumulieren
der abgetasteten Daten aus den Ereignissen in einen Nachleuchtspeicherfeld.
Das Feld enthält
Belegungsinformation für
jede Amplituden- und Zeitkombination. Jedem Kanal des Oszilloskops
ist eine unterschiedliche Farbe zugewiesen und unterschiedliche
Schattierungen der Farbe werden verwendet, um unterschiedliche Belegungen
aus dem Feld zu repräsentieren.
Somit können unterschiedliche
Belegungs/Wahrscheinlichkeits-Dichten für jeden Kanal leicht auf der
Anzeigezeigevorrichtung des Oszilloskops unterschieden werden.
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In spezifischen Ausführungsformen
umfaßt der
Schritt der Zuweisung unterschiedlicher Schattierungen zu den Belegungen
zuerst das Ermitteln einer maximalen Belegung unter allen Amplituden-
und Zeitkombinationen für
wenigsten einen Kanal des Oszilloskops. Die unterschiedlichen Schattierungen werden
dann in den Belegungsbereichen zwischen einer minimalen Belegung
und der maximalen Belegung zugewiesen. Ferner können die Farbschattierungszuweisungen
dynamisch aktualisiert werden. Sobald eine weitere Abtastung durchgeführt wird, werden
eine neue maximale Belegung ermittelt und die Schattierungen auf
der Basis dieser neuen Belegung zugewiesen. Alternativ kann eine
Sättigungsbelegung
und/oder ein Minimumschwellenwert spezifiziert werden. Die unterschiedlichen
Schattierungen werden dann den Belegungsbereichen zwischen einer
minimalen Belegung, oder dem Schwellenwert, und dieser Sättigungsbelegung
zugewiesen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft
die Erfindung ein digitales Oszilloskop. Diese Vorrichtung besitzt
mehrere Kanäle
für die
Abtastung unterschiedlicher Ereignisse. Jeder Kanal enthält einen Analog/Digital-Wandler
zum Abtasten der Amplituden der Ereignisse und einen segmentierten
Erfassungsspeicher zum Speichern von Abtastwerten aus dem Wandler über der
Zeit für
wenigstens eine Erfassung. Ein Nachleuchtspeicherfeldgenerator paßt Abtastwerte
der Erfassungen aus dem Erfassungsspeicher für wenigstens einen Kanal zeitlich
an. Die Daten werden dann in einem Nachleuchtspeicherfeld akkumuliert,
in welchen auf sie für
eine Anzeigebearbeitung zugegriffen werden kann.
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Die vorstehenden und weiteren Merkmale der
Erfindung, einschließlich
verschiedener neuer Details des Aufbaus und Kombinationen von Teilen und
weitere Vorteile werden nun insbesondere unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, und in den Ansprüchen detailliert.
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Es dürfte sich verstehen, daß das spezielle Verfahren
und die Vorrichtung, welche die Erfindung verkörpern, nur im Rahmen eines
Beispiels dargestellt werden und nicht als eine Einschränkung der Erfindung.
Die Prinzipien und Merkmale dieser Erfindung können in verschiedenen und zahlreichen
Ausführungsformen
ohne Abweichung von dem Schutzumfang der Erfindung eingesetzt werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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In den beigefügten Zeichnungen beziehen sich
Bezugszeichen auf dieselben Teile durchgängig durch die unterschiedlichen
Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstäblich; statt
dessen wurde die Betonung auf die Darstellung der Prinzipien der
Erfindung gelegt. In den Zeichnungen sind bzw. zeigen:
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1 eine
Blockdarstellung für
ein Oszilloskop der vorliegenden Erfindung;
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2A eine
exemplarische Belegungsverteilung für einen beliebigen Bereich
des dreidimensionalen Nachleuchtspeicher feldes und dessen Entsprechung
zu einem dargestellten Bild gemäß der Erfindung;
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2B die
Zuweisungen unterschiedlicher Schattierungen C0–C9 zu den Belegungen des dreidimensionalen
Nachleuchtspeicherfeldes gemäß der Erfindung;
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2C die
Schattierungszuweisungen, wenn eine Sättigungsbelegung gemäß der Erfindung gewählt ist;
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2D die
Sättigungszuweisungen,
wenn eine Schwellenwertbewegung gemäß der Erfindung gewählt ist;
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2E Summierungen
des Amplituden- und Zeitbereichs, welche für die Histogrammerzeugung durchgeführt werden;
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3 ein
exemplarisches dargestellte Bild auf der Basis des 3D-Nachleuchtspeicherfeldes
und der Histogrammerzeugung; und
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4 ein
Prozeßdiagramm,
welches die dynamischen Farbschattierungszuweisungen und die Unabhängigkeit
der Erfassungen aus der Datenanzeige in dem erfindungsgemäßen Oszilloskop
darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN.
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1 stellt
ein Oszilloskop dar, das gemäß den Prinzipien
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut worden ist. Im allgemeinen. unterstützt das
Oszilloskop eine Anzahl getrennter Kanäle 1000A–D,
welche jeweils Anzeigeinformation einem Anzeigespeicher 90 zuführen. Eine
Oszilloskopanzeige 100, oder ein Flachbildschirm präsentiert
die in dem Anzeigespeicher 90 enthaltene Anzeigeinformation.
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Jeder von den Oszilloskopkanälen weist
eine Eingangsignal-Konditionierungsschaltung 10 auf. Diese
stellt eine Verbindung mit hoher Impedanz zu der Umgebung bereit,
welche ab getastet wird, und arbeitet als eine verstärkende und
Abtast/Halte-Stufe für
jeden Analog/Digital-Wandler 20.
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Der Analog/Digital-Wandler 20 ist
eine Hochgeschwindigkeits-Wandlungsschaltung, mit 500 Megaabtastungen
pro Sekunde (MS/s) in einer Ausführungsform,
welche wiederholt das Ausgangssignal der Signalkonditionierungsschaltung 10 abtastet und
die abgetasteten Daten in einen segmentierten Erfassungsspeicher 30 einschreibt,
welcher als ein Ringspeicherpuffer arbeitet. Genauer gesagt bewirkt das
Scharfschalten einer nicht dargestellten Auslöseschaltung, daß aufeinanderfolgende
Abtastwerte aus dem A/D-Wandler 20 in den Erfassungsspeicher 30 geschrieben
werden. Ein Auslösesignal
beendet dieses Einschreiben, indem es die Inhalte des Speichers 30 einfriert.
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Der segmentierte Erfassungsspeicher 30 enthält bevorzugt
2 bis 5 Megabyte (MB) oder mehr eines langen Speichers, und kann
segmentiert werden, um mehrere Erfassungen, wie z. B. 2000 in einer
Ausführungsform,
zu speichern. Beispielsweise können
mit einem segmentierten Speicher von 2 MB 2000 1 Kilobyte lange
Erfassungen gleichzeitig gespeichert werden, bevor irgendwelche
von den Daten ausgelesen werden.
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Die in den segmentierten Erfassungsspeicher 30 akkumulierten
Daten werden an einen Akkumulations-Nachleuchtspeicherfeldgenerator 40 geliefert,
welcher die horizontale oder Zeitbasisskalierung durchführt. Der
Akkumulations-Nachleuchtspeicherfeldgenerator 40 wandelt
jeden Abtastwert in dem Erfassungsspeicher in eine Amplitude oder Spannung
auf einer gemeinsamen Zeitbasis um. Wenn der Erfassungsspeicher
in eine Anzahl unterschiedlicher Erfassungen segmentiert worden
ist, werden die verschiedenen Erfassungen zeitlich im Bezug zueinander
auf der Basis des Auslösepunktes angepaßt.
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Sobald die Erfassungen zeitlich angepaßt sind,
werden die Abtastwerte in einen Speicher akkumuliert, welcher als
ein dreidimensionales Nachleuchtspeicherfeld 50 dient.
Zwei Dimensionen des Feldes entsprechen Amplituden- und Zeitkombinationen
und die dritte Dimension ist die Belegung. Anders konzipiert, enthält das Feld
Belegungszähler
für jedes
Zeitinkrement bei jeder möglicher
qualifizierten Amplitude.
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Jeder Abtastwert wird auf dem dreidimensionalen
Nachleuchtspeicherfeld 50 durch Inkrementieren des Belegungszählers an
der entsprechenden Amplituden- und Zeitstelle repräsentiert.
Mehrere Abtastwerte an derselben Amplituden- und Zeitstelle aus
aufeinanderfolgenden Erfassungen werden durch die Zunahme in dem
Belegungszählwert
für diese
Amplitude und Zeit repräsentiert.
Das dreidimensionale Feld 50 besitzt bevorzugt 16 Bits
Belegungszähler,
obwohl 24- oder 32-Bits weitere Alternativen sind. Der Analog/Digital-Wandler
ist in einer ersten Ausführungsform
ein 8-Bitwandler, welcher bis zu 256 Pegel in der Spannungsdimension
des Feldes umsetzt. Der Nachleuchtspeicherfeldgenerator 40 komprimiert
jedoch die Zeitachse in einigen Ausführungsformen. Somit besteht
die Zeitachse des dreidimensionalen Nachleuchtspeicherfeldes aus weniger
als zwei Millionen Zeitinkremente, die aus den 2 MB Erfassungsspeicher 30 möglich sind.
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Eine Nachleuchtspeicherfeld-Abklingfunktion 60 unterwirft
die in den dreidimensionalen Nachleuchtspeicherfeld 50 gespeicherte
Belegungsstatistik einer Alterung. Als Reaktion auf eine von Benutzer gewählte Abklingzeit,
0 bis 20 Sekunden beispielsweise, läßt die Nachleuchtdauerfeld-Abklingfunktion 60 jede
von den Belegungen an den Amplituden- und Zeitstellen altern, um
ein exponentielles Abklingen bereitzustellen. Periodisch wird ein
Prozentsatz der Belegungen aller Spannungs- und Zeitstellen auf der Basis der Benutzer
gewählten
Abklingzeit dezimiert. Diese proportionale Alterung bewahrt die
sta tistische Integrität
des dreidimensionalen Nachleuchtspeicherfeldes.
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In dem Beispiel einer ersten Ausführungsform
kann der Benutzer die Anzeigenachleuchtdauer zwischen 0 und 20 Sekunden
einstellen. Die Auswahl der Nachleuchtdauer von 10 Sekunden beispielsweise
bewirkt, daß die
Nachleuchtspeicherfeld-Abklingfunktion 60 alle 5 Sekunden über das
3D-Feld 50 läuft,
wobei sie jedesmal eine Hälfte
der Belegung bei jeder Amplituden- und Zeitstelle dezimiert. Die
Benutzerauswahl einer kleineren Nachleuchtdauer bewirkt, daß die Nachleuchtdauerfeld-Abklingfunktion 60 mit
einer höheren
Rate über
das 3D-Feld läuft; eine
längere
Nachleuchtdauerzeit verringert die Rate, mit welcher das 3D-Feld
aktualisiert wird. In jedem Falle werden jedoch die Belegungen um
einen konstanten Prozentsatz, insbesondere um eine Hälfte dezimiert.
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Alternativ können die Belegungen um einen anderen
Prozentsatz, wie z. B. ein Viertel beispielsweise dezimiert werden.
In diesem Falle wird die Rate, mit welcher die Feldabklingfunktion 60 über die Daten
läuft,
für dieselbe
Anzeigenachleuchteinstellung vergrößert.
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In dem Lösungsansatz einer weiteren
Ausführungsform
ist die Rate, mit welcher die Nachleuchtspeicherfeld-Abklingfunktion 60 über die
Daten läuft,
dieselbe für
jede Anzeigenachleuchteinstellung, wobei jedoch der Anteil der bei
jedem Durchlauf dezimierten Belegungen als Reaktion auf die eingestellte
Nachleuchtzeit festgelegt wird. Eine Kombination unterschiedlicher
Durchlaufraten und Dezimierungsanteile kann auf der Basis der Nachleuchtdauereinstellung
in noch weiteren Implementationen verwendet werden.
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Die Dezimierung kleiner Belegungen
bereitet einige besondere Probleme. In der bevorzugten Ausführungsform
werden die Belegungen als ganze Zahlen gehandhabt; eine Belegung
von 2 wird zu 1 und eine Belegung von 1 wird zu 0, wenn sie beispielsweise
um ¼ dezimiert
wird. Dieses läßt jedoch
effektiv die kleinen Belegungen mit einer höheren Rate als die großen Belegungen
altern. Eine Lösung
für diesen
Effekt besteht in dem Inkrementieren jeder Population für jeden
Abtastwert um 10 an einer spezifischen Amplituden- und Zeitstelle.
Somit speichert jede Stelle effektiv Teilbelegungen.
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Die Anzeigeaufbereitung 80 wandelt
die Amplituden-Zeit-Belegungs-Statistiken
in dem dreidimensionalen Nachleuchtspeicherfeld 50 in Pixelinformation
für die
Oszilloskopanzeige 100 um. Jeden von den getrennten Kanälen 1000 ist
eine unterschiedliche Farbe zugewiesen, wie z. B. Rot, Blau, Grün und Gelb,
und jede Anzeigeaufbereitung 80 weist den 32 unterschiedlichen
Schattierungen der Farben, welche die Anzeige 100 erzeugen
kann, Belegungen zu. Die Schattierungen der zugewiesenen Farbe können gemäß einer
Anzahl unterschiedlicher Lösungsansätze ermittelt
werden.
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Die Schattierungen können gemäß einer
linearen Verteilung zugewiesen werden. Auf ein Maximum-Belegungsregister 45 kann
durch die Anzeigeaufbereitung 80 zugegriffen werden und
speichert den maximalen Belegungszählwert aller Amplituden und
Zeitkombinationen, die in den dreidimensionalen Feld 50 gespeichert
werden. Dieser Belegung wird automatisch die hellste Schattierung
der Farbe zugewiesen, die dem speziellen Kanal zugewiesen ist. Der
Null- oder der kleinsten Belegung wird die dunkelste Schattierung
oder Hintergrundfarbe zugewiesen. Die restlichen 30 Farben werden
den Belegungsbereichen zwischen Null und der maximalen Belegung
zugewiesen.
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2A und 2B veranschaulichen ein Beispiel
diese linearen Farbschattierungsverteilung. 2A stellt einen exemplarischen Satz von
aus dem dreidimensionalen Feld 50 entnommen Belegungsverteilungen 202 dar,
welcher einem Abschnitt des dargestellten Bildes für einen
Kanal 1000C auf der Anzeige 100 entspricht. Wenn
dieser Abschnitt 202 des Feldes 50 die höchsten Belegungsdichten
in dem Gesamtfeld 50 repräsentiert, würde das Maximum-Belegungsregister 45 einen
Wert von 90 enthalten.
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2B stellt
die verschiedenen Belegungen 0–90 den verfügbaren Farben
C0–C9
zugeordnet dar. Im allgemeinen sind die größeren Belegungen den helleren
Schattierungen zugewiesen, und die kleineren Belegungen sind den
dunkleren Schattierungen zugewiesen. In einem Farbschema C0–C9 mit
zehn Schattierungen ist die hellste Schattierung C9 einen Belegungsbereich
zugewiesen, welcher dem maximalen Belegungszählwert 90 enthält. Die dunkelste
Schattierung C0 ist der minimalen oder der 0-Belegung zugewiesen.
Die restlichen Farben C1-C8 sind den Belegungsbereichen zwischen
0 und 81 zugewiesen. Beispielsweise ist die Farbe C2 den Belegungsbereich 11–20 zugewiesen
und C3 ist dem Belegungsbereich 21 bis 30 zugewiesen.
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Gemäß Darstellung in 2C kann jedoch ein Sättigungsgrenzwert
spezifiziert werden. In vielen Fällen
ist es die Information in den niedrigeren Populationen oder unten
bei dem Rauschpegel, die von größtem Interesse
ist – die
zufälligen
Transienten anstelle der dominanten Signale. Die Belegungsverteilungen
in diesen unteren Belegungen können
hervorgehoben werden, indem ein spezifizierter Belegungspegel, 9 in
diesem Beispiel, als die hellste Schattierung C9, der Sättigungspegel,
spezifiziert wird. Die restlichen Farben C1–C8 werden dann dem Bereich zwischen
Null und dem Sättigungspegel
zugewiesen. Belegungen über
dem Sättigungspegel
werden in der hellsten Schattierung dargestellt. Alternativ kann
die Sättigung
als ein Prozentsatz der maximalen Belegung spezifiziert werden.
Somit behält
der Grenzwert seine Relevanz bei, wenn neue Erfassungen akkumuliert
werden.
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Gemäß Darstellung in 2D kann auch ein Schwellenwert
spezifiziert werden. Der Schwellenwert stellt den entgegengesetzten
Effekt im Bezug auf den Sättigungsgrenzwert
dar, d. h., wenn die kleinen Belegungen nicht betont werden sollten.
Belegungen unterhalb des Schwellenwertes, 45 in dem dargestellten
Beispiel, werden gemeinsam der dunkelsten Schattierung oder der
Hintergrundfarbe C0 zugewiesen. Somit werden die nicht häufigen Ereignisse
in der Anzahl nicht dargestellt. Hier kann wiederum der Schwellenwert
als ein Prozentsatz der maximalen Belegung spezifiziert werden.
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Die Anzeigeaufbereitung 80 kann
auch in einigen Fällen
die vertikale Spannungsskala komprimieren. Oft werden die Bilder
von jedem der vier Kanäle
gleichzeitig auf der Anzeige dargestellt, wobei jedoch die Anzeige,
welche bevorzugt ein VGA-Typ ist nur 640 vertikale Pixel
oder Abtastlinien besitzt. Da die Spannungen mit einer Genauigkeit
von 8 Bit abgetastet werden, ergibt dieses insgesamt 256 Spannungspegel
für jeden
von den vier Kanälen. Demzufolge
kann jeder abgetastete Spannungswert nicht einer einzelnen Abtastlinie
zugeordnet werden. Die vertikale Abmessung muß komprimiert werden, wenn
alle vier Kanäle
gleichzeitig dargestellt werden, oder gedehnt werden, wenn nur ein
einzelner Kanal auf dem Bildschirm alleine dargestellt wird. Die
Neuzuordnung der 256 Spannungskanäle zu dem Bereich der für den Kanal
zugeordneten Anzeige wird durch die Anzeigeaufbereitung 80 durchgeführt.
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Die Nachleuchtdauerbelegungsmessung und
Histogrammerzeugung 70 erzeugt Histogramminformation für Amplituden
und/oder Zeitperioden. Gemäß Darstellung
in 2E summiert die Nachleuchtdauerbelegungsmessung
und Histogrammerzeugung 70 die Belegungen innerhalb des
Nachleuchtfeldes 50 für
jede quantisierte Amplitude. Der Umfang der Summierungen über der
Zeitachse wird durch vom Benutzer eingestellte rechte und linke Zeitachsenmarkierungen 216, 218 begrenzt.
In ähnlicher
Weise kann auch ein Belegungshistogramm für verschiedene Abtastzeitpunkte
erzeugt werden. Diese Summierungen werden zwischen den oberen und unteren
Amplitudenmarkierungen 212, 214 durchgeführt. Die
Histogrammerzeugung 70 wandelt dann diese Summierungen 222, 220 in
Anzeigeinformation um und aktualisiert dann den Anzeigespeicher.
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3 stellt
ein Beispiel einer Oszilloskopanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung
dar (man beachte, daß die
Figur tatsächlich
eine invertierte Videodarstellung ist. Typischerweise wäre der Hintergrund
dunkel und die Bereiche höherer
Belegungen sind progressiv heller). Das Histogramm 220 für die Abtastzeiten
ist quer über
den unteren Bereich des Bildschirms dargestellt, und das Amplitudenhistogramm 222 ist
vertikal auf der rechten Seite des Bildschirms dargestellt. Gemäß Darstellung
werden die Histogramme größer, wenn
größere Belegungen
für das
durch die Markierungen 216 und 218, 212 und 214 begrenzte
Signal vorliegen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
repräsentieren
die Nachleuchtspeicherfelderzeugung 40, das Maximum-Belegungsregister 45,
die Nachleuchtspeicherfeld-Abklingfunktion 60, die Nachleuchtbelegungsmessung
und Histogrammerzeugung 70 und die Anzeigeaufbereitung 80 eine
von einem Mikroprozessor 110 durchgeführte Funktionalität und sind
als Programmprozeduren in einem Instruktionsspeicher gespeichert,
auf den der Mikroprozessor 110 zugreifen kann. Das dreidimensionale Feld 50 ist
eine im Datenspeicher 120 angeordnete Datenstruktur, die
durch den Mikroprozessor 110 adressierbar ist. Alternativ
könnten
einige oder alle von den Funktionen 40 bis 80 mit
anwendungsspezifisch integrierten Schaltungen oder programmierbaren
Hardwarevorrichtungen implementiert werden. Obwohl er die allgemeine
Anwendbarkeit einschränkt,
könnte
dieser Lö sungsansatz
durchgeführt werden,
um schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten zu erzielen.
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Gemäß Darstellung in 4 erscheint die Anzeige
dynamisch und unabhängig
von dem Zeittakt neuer Erfassungen. Im Schritt 310 werden
die Ereignisse durch Einfrieren der Inhalte des segmentierten Erfassungsspeichers 30 abgetastet.
Anschließend
werden die neuen Erfassungen zeitlich im Bezug zueinander durch
die Nachleuchtspeicherfeldgenerator 40 im Schritt 320 ausgerichtet.
Der neue Satz von Belegungen wird in dem dreidimensionalen Feld 50 im
Schritt 330 gespeichert, bevor die nächste Erfassung im Schritt 310 durchgeführt wird.
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Der dreidimensionale Feldspeicher 50 funktioniert
als ein Speicher mit zwei Anschlüssen
(Ports), welcher von der Anzeigeaufbereitungseinrichtung auf der
Basis von Benutzer eingegebener Sättigungs- und Schwellenwert-Belegungen
adressierbar ist. Die Daten werden im Schritt 340 durch
die Anzeigeaufbereitung 90 ausgelesen, welche die Schattierungen
der Farbe den neuen Belegungen im Schritt 350 neu zuweist.
Das in dem Anzeigespeicher gespeicherte Anzeigebild wird dann im
Schritt 360 aktualisiert. Somit werden die Schattierungen
dynamisch neu zugewiesen, sobald das Oszilloskop mehr Information
aus neuen Erfassungen akkumuliert.
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Obwohl diese Erfindung insbesondere
unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und
beschrieben wurde, dürfte
es sich für
den Fachmann auf diesem Gebiet verstehen, daß verschiedene Änderungen
in Form und Detail darin durchgeführt werden können, ohne
von dem Schutzumfang der Erfindung gemäß Definition in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.